Tài liệu Gia công tia lửa điện . CHƯƠNG 5 pdf

Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 100 CHƯƠNG V GIA CÔNG CHI TIẾT MẶT ĐỒNG HỒ XE MÁY Trong chương này ta ứng dụng phần mềm Cimatron E để thiết kế khuôn ép nhựa của chi tiết là mặt đồng hồ xe máy. Chương này có ứng dụng của cắt dây và điện cực để gia công Cavity và Core của bộ khuôn. 5.1. Phân tích chi tiết Chi tiết mặt đồng hồ xe máy có hình dạng như hình vẽ: Hình 5.1 : hình dạng của chi tiết mặt đông hồ xe máy Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết:  Các bề mặt chính của chi tiết là mặt trên và mặt bên phải đạt độ bóng 0,6 m  Chi tiết ít cong vênh  Sai số về hình dạng của chi tiết phải đạt ≤ 1 mm  Các bề mặt phải có độ chính xác về kích thước lắp ghép cao để có thể lắp ghép được với các chi tiết khác của đầu xe máy.  Bề mặt chi tiết không có vết gợn nhăn 5.2. Tách khuôn Ta sử dụng phần mềm Cimatron E để tách khuôn thành hai phần nửa khuôn trên (Cavity) và n ửa khuôn dưới ( Core ) Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 101 Để vào môi trường thiết kế khuôn ta kích vào biểu tượng Mold Project ( bản thiết kế khuôn ), nhập tên của bộ khuôn … Kích vào biểu tượng Load Work để load bản vẽ mặt đồng hồ xe máy vào môi trường. Để tách khuôn trước ti ên ta phải Active matdongho - Work part sau đó ta kích vào biểu tượng Quick Split để tách khuôn. Bây giờ mặt đồng hồ đã được tách làm hai ph ần. Dùng công cụ Composite Curve để hợp các đường cong bao quanh đồng hồ thành m ột đường sau đó dùng công cụ External để tạo mặt phẳng phân cách để sau này ta dung nó để cắt các thành phần của khuôn. Dùng công cụ Sketch để tạo hình dáng khuôn trong trường hợp của bài toán này ta s ử dụng dạng của khuôn là hình chữ nhật có kích thước là 210×140 mm. Sau đó dùng công cụ New Extrude để extrude hình chữ nhật thành dạng khối. sử dụng both side để extrude hình chữ nhật ra hai hướng có kích thước là 15 và 45 mm. Chuy ển sang môi trường MD bằng biểu tượng Switch to MD . Kích vào Load New để Cimatron tự đông tạo một bộ khuôn ta chọn bộ khuôn loại 9 Plates B (346×346 ) S ử dụng công cụ Parting Stitch và Cut để tách bỏ phần khối thừa của mặt khuôn trên và mặt khuôn dưới. Sau đó dùng công cụ Remove Geometry để cắt bỏ những phần hình học thừa là mặt phẳng cắt. Ta có thể lấy ra được hai phần nửa khuôn trên ( Cavity ) và nửa khuôn dưới ( Core ) như h ình vẽ sau: Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 102 Hình 5.2 : Nửa khuôn trên ( Cavity ) Hinh 5.3 : Nửa khuôn dưới ( Core ) Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 103 5.3. Cavity 1. Ch ọn phôi Để gia công khuôn ép ta chọn phôi rèn dạng hộp có kích thước 210×140×40 vật liệu là thép 45. Do chế tạo bộ khuôn của sản phẩm là dạng đơn chiếc nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là rèn tự do để cho hạ giá thành sản phẩm, tuy nhiên phương pháp chế tạo phôi này đạt độ chính xác phôi không cao. 2. Lập sơ đồ nguyên công Khi gia công Cavity ta dùng máy phay CNC 3 trục. trước tiên ta gia công phay CNC t ất cả các bề mặt sau đó gia công bằng xung điện cực các góc sắc và phần lõm khó gia công b ằng phay. Hình 5.4: các vị trí gia công bằng điện cực ở Cavity 3. Phay trên máy phay CNC Khi phay trên máy phay CNC ta dùng 3 dao phay FLAT10: dao phay thô có đường kính 10 mm BALL6: dao phay bán tinh và Reround dao có đường kính là 6 mm GIA CÔNG BẰNG ĐIỆN CỰC 1 2 5 4 3 Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 104 BALL3: dao phay tinh Các bước phay Cavity trên máy phay CNC  Phay thô Kiểu chạy dao: xoắn ốc ( round spiral ) Tốc độ cắt V c = 25 m/phút T ốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút T ốc độ tiến dao (Feed ): 500 mm/phút Dao phay: FLAT10 Phương pháp gia công ( Mill Direction ): Mixel +Climb Final Pass Lượng dư gia công bề mặ t ( Part suface offset ): 1 mm Dung sai b ề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,05 mm Bước tiến dọc lớn nhất ( Max. Vertical step ): 11 Bước tiến dọc nhỏ nhất ( Min. Vertical step ): 4,4 Bước tiến ngang ( Side step ): 4  Reround Kiểu chạy dao: reround T ốc độ cắt V c = 25 m/phút T ốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút T ốc độ tiến dao (Feed ): 500 mm/phút Dao phay: BALL6 Phương pháp gia công ( Mill Direction ): Mixel +Climb Final Pass Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 0,55 mm Dung sai b ề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,05 mm Bước tiến dọc lớn nhất ( Max. Vertical step ): 1,9 Bước tiến dọc nhỏ nhất ( Min. Vertical step ): 1 Bước tiến ngang ( Side step ): 2,4  Phay tinh Kiểu chạy dao: kết thúc phay bởi góc giới hạn ( Finish mill by limit angle ) Tốc độ cắt V c = 25 m/phút T ốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút T ốc độ tiến dao (Feed ): 500 mm/phút Dao phay: BALL6 Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 105 Phương pháp gia công ( Mill Direction ): phay thuân ( Climb ) Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 0mm Dung sai b ề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,01 mm Bước tiến dọc (Vertical step ): 0,3 Góc gi ới hạn ( Finish Angle ) :45 o  Gia công lại Kiểu chạy dao: Clear up T ốc độ cắt V c = 25 m/phút T ốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút T ốc độ tiến dao (Feed ): 500 mm/phút Dao phay: BALL3 Phương pháp gia công ( Mill Direction ): phay thuận ( Climb ) Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 0mm Dung sai bề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,01 mm Bước tiến dọc (Vertical step ): 0, 15 Bước tiến ngang (Side step ): 0,15 4. Thiết kế điện cực Do Cavity có hình dạng đối xứng nên ta chỉ cần thiết kế 3 điện cực để gia công 5 vị trí như ở h ình 5.4 a. Thiết kế điện cực ở vị trí 1 và 4 Kiểu điện cực hình chữ nhật ( Rectangular) Ch ỗ hở ( Clearance ) : 20 mm ( khoảng cách từ điện cực đến base ) Chiều dài của hình chữ nhật : 18 mm Chiều rộng của hình chữ nhật : 20 mm Góc xoay ( Angle ): 0 o Đánh dấu bằng vát mép. Kích thước vát mép là 5 mm Chi ều cao của base là 15 mm Hình dáng và v ị trí của điện cực mô tả như hình vẽ dưới: Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 106 Hình 5.5 : Hình dáng điện cực gia công vị trí 1 và 4 Hình 5.6 : Vị trí của điện cực gia công b. Thiết kế điện cực ở vị trí 2 và 3 Kiểu điện cực hình chữ nhật ( Rectangular) Chỗ hở ( Clearance ) : 20 mm ( khoảng cách từ điện cực đến base ) Chiều dài của hình chữ nhật : 15 mm Chiều rộng của hình chữ nhật : 16 mm Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 107 Góc xoay ( Angle ): 0 o Đánh dấu bằng vát mép. Kích thước vát mép là 5 mm Chi ều cao của base là 15 mm Hình dáng và v ị trí của điện cực mô tả như hình vẽ dưới: Hình 5.7 : Hình dáng của điện cức gia công vị trí 2 và 3 Hình 5.8 : Vị trí của điện cực c. Thiết kế điện cực ở vị trí 5 Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 108 Kiểu điện cực hình tròn ( Cilindrical) Ch ỗ hở ( Clearance ) : 20 mm ( khoảng cách từ điện cực đến base ) Bán kính của đường tròn : 52 mm Chi ều cao của base là 15 mm Hình dáng và v ị trí của điện cực mô tả như hình vẽ dưới: Hình 5.9 : Hình dáng của điện cực gia công vị trí 5 Hình 5.10 : Vị trí gia công Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 109 5. Chế độ cắt khi xung định hình nửa khuôn trên Cavity Định vị: bằng mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do Kẹp chặt: bằng bulông và đòn kẹp Chọn máy: Xung định hình Xung thô: Hi ệu điện thế: U = 120 V Cường độ d òng điện: I = 32 A Khoảng cách xung: t 0 = 6,4 s Th ời gian phóng tia lửa điện: 25 s Xung tinh: Hi ệu điện thế: U = 200 V Cường độ dòng điện: I = 8 A Kho ảng cách xung: t 0 = 6,4 s Th ời gian phóng tia lửa điện: 12,8 s 5.4. Core 1. Ch ọn phôi Để gia công khuôn ép ta chọn phôi rèn dạng hộp có kích thước 210×140×26 vật liệu là thép 45. Do chế tạo bộ khuôn của sản phẩm là dạng đơn chiếc nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là rèn tự do để cho hạ giá thành sản phẩm, tuy nhiên phương pháp chế tạo phôi này đạt độ chính xác phôi không cao. 2. Lập sơ đồ nguyên công Ở Core ta tách làm hai phần ta chỉ gia công phần trên áp dụng đối với máy CNC. Khi gia công gia công ph ần trên ta dùng máy phay CNC 3 trục. trước tiên ta gia công phay CNC b ề mặt sau trên sau đó gia công cắt dây phần bao ngoài cuối cùng ta gia công bằng xung điện cực góc sắc gia công bằng phay. [...] .. . K47 Xung thô: Hiệu điện thế: U = 120 V Cường độ dòng điện: I = 32 A Khoảng cách xung: t0 = 6,4 s Thời gian phóng tia lửa điện: 25 s Xung tinh: Hiệu điện thế: U = 200 V Cường độ dòng điện: I = 8 A Khoảng cách xung: t0 = 6,4 s Thời gian phóng tia lửa điện: 12,8 s 5. 5 Gia công tấm giữ lòng khuôn trên Nguyên công 1: chuẩn bị phôi Vật liệu chế tạo phôi là thép 45 Kích thước phôi: 350 ×3 15 72 được cắt bằng .. . phẳng đạt kích thước 35 0, 05 mm Nguyên công 4: phay hai mặt phẳng đạt kích thước 350 ±0,1 mm Nguyên công 5: phay hai mặt phẳng đạt kích thước 3 15 0,1 mm Nguyên công 6: kiểm tra trung gian Nguyên công 7: gia công 4 lỗ lắp chốt dẫn hướng 30±0, 05 Các nguyên công 2÷7 được gia công như các nguyên công 2÷7 của quy trình công nghệ gia công tấm giữ lòng khuôn trên Nguyên công 8: gia công 4 lỗ lắp bulông khuôn .. . Rz 10 250 Chọn máy: gia công trên máy CNC Nguyên công 9: gia công kênh dẫn nhựa Nguyên công 10: khoét rộng 4 lỗ chốt dẫn hướng đạt 37 và chiều sâu 9±0, 05 5. 6 Gia công tấm giữ lòng khuôn dưới Nguyên công 1: chuẩn bị phôi Vật liệu chế tạo phôi là thép 45 Kích thước phôi: 350 ×3 15 35 được cắt bằng khí từ phôi tiêu chuẩn Nguyên công 2: phay hai mặt phẳng đạt kích thước 35 0,1 mm Nguyên công 3: mài hai mặt .. . 10 ,5 mm Khoét: chọn mũi khoét, vật liệu thép gió T15K6, D = 10,8 Doa: chọn mũi doa có vật liệu là thép gió Chọn máy: chọn máy khoan cần 2H 55 Nguyên công 8: phay hốc 1 75 250 55 Sơ đồ gá đặt Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 118 Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Phôi được định vị trên phiến tì hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, một chốt trám hạn chế 1 bậc tự do W W 1 75 70 55 Rz 10 25 0.. . nguyên công 8 của quy trình công nghệ gia công tấm giữ lòng khuôn trên Nguyên công 9: phay hốc 1 75 250 ×20 Sơ đồ gá đặt Phôi được định vị trên phiến tì hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, một chốt trám hạn chế 1 bậc tự do Chọn máy: gia công trên máy CNC Nguyên công 10: gia công kênh dẫn nhựa Nguyên công 11: khoét rộng 4 lỗ chốt dẫn hướng đạt 37 và chiều sâu 9±0, 05 Các nguyên công. .. Tốc độ cắt Vc = 25 m/phút Tốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút Tốc độ tiến dao (Feed ): 50 0 mm/phút Dao phay: BALL5 Phương pháp gia công ( Mill Direction ): phay thuân ( Climb ) Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 0mm Dung sai bề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,01 mm Bước tiến dọc (Vertical step ): 0, 25 Góc giới hạn ( Finish Angle ) :45o  Gia công lại Kiểu chạy .. . 117 Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Sn W 70 W Để gia công 4 lỗ chốt dẫn hướng ta tiến hành qua 4 bước: Khoan: chọn mũi khoan ruột gà thép gió, D = 29, 25 mm Khoét: chọn mũi khoét, vật liệu thép gió T15K6, D = 29,8 Doa: chọn mũi doa có vật liệu là thép gió Chọn máy: chọn máy khoan cần 2H 55 Bước 2: gia công 4 lỗ lắp bulong khuôn trước M12 Sn W 70 W Để gia công 4 lỗ chốt dẫn hướng ta tiến hành qua 4 bước :.. . CTM8 – K47 Cắt dây Chọn kiểu gia công là Variable conic Đường kính dây cắt ( Wire Diameter ) là : 0, 25 mm Chiều rộng cắt ( Cut Width ) : 0,3 mm Cắt còn dư lại khi gia công cắt dây : 0 Phương chiều của dây cắt được mô tả như hình dưới Hình 5. 1 2 : mô hình cắt dây 5 Thiết kế điện cực Kiểu điện cực hình chữ nhật ( Rectangular) Chỗ hở ( Clearance ) : 20 mm ( khoảng cách từ điện cực đến base ) Chiều dài .. . 110 Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47 Tốc độ cắt Vc = 25 m/phút Tốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút Tốc độ tiến dao (Feed ): 50 0 mm/phút Dao phay: BALL6 Phương pháp gia công ( Mill Direction ): Mixel +Climb Final Pass Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 0 ,55 mm Dung sai bề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0, 05 mm Bước tiến dọc lớn nhất ( Max Vertical step ): 1, 4.. . 0,63 m, các mặt phẳng còn lại Ra ≤ 2 ,5 m Nguyên công 7: gia công 4 lỗ lắp chốt dẫn hướng 30±0, 05, gia công 4 lỗ lắp bulông khuôn trước M12 Sơ đồ định vị và kẹp chặt.: Phôi được định vị trên phiến tì hạn chế 3 bậc tự do, và 3 chốt tỳ gá trên phiến dẫn tháo dời hạn chế 3 bậc tự do Phôi được kẹp chặt bằng đòn kẹp Bước 1: gia công 4 lỗ lắp chốt dẫn hướng 30±0, 05 Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 117 Đồ . Tú 106 Hình 5. 5 : Hình dáng điện cực gia công vị trí 1 và 4 Hình 5. 6 : Vị trí của điện cực gia công b. Thiết kế điện cực ở vị trí 2 và 3 Kiểu điện cực hình. 30±0, 05. Các nguyên công 2÷7 được gia công như các nguyên công 2÷7 của quy trình công ngh ệ gia công tấm giữ lòng khuôn trên. Nguyên công 8: gia công 4