Phương pháp đúc áp lực cao: Ứng dụng và ưu điểm

MỤC LỤC

Lĩnh vực ứng dụng đúc áp lực cao . Vật liệu ứng dụng cho đúc áp lực

Cũng có thể dùng công nghệ đúc áp lực cao để đúc thép hoặc gang nhưng rất ít vì nhiệt độ nóng chảy và tỷ trọng của gang và thép rất lớn. Do kim loại điền đầy khuôn và kết tinh trong trạng thái áp lực n ên phương pháp đúc này rất nhiều ưu việt .Những ưu điểm cơ bản này: đúc được vật đúc thành rất mỏng (0,5 mm), độ chính xác, chất l ượng vật đúc rất tốt, năng suất lao động cao. Việc lựa chọn chiều dày thành và kích thước lỗ trên thành vật đúc có tính quyết định đến c ơ tính và khuyết tật sinh ra trong quá.

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC CHO CHI TIẾT ĐUÔI MANG CÁ

TÌM HIỂU VÀ KIỂM TRA TÍNH HỢP LÝ CỦA CHI TIẾT ĐUÔI MANG CÁ

    (Thông số thực nghiệm của JIS dựa theo ASTM ti êu chuẩn khuôn sắt với mẫu thử thực nghiệm theo quy cách mẫu vật liệu F. Độ mỏi vật liệu đ ược đo với máy có tay đòn quay MAKINO với số lần quay uốn 500 triệu lần, số l ượng mẫu thử thực nghiệm lấy thông số : 18 mẫu. Tham khảo theo t ài liệu của Honda Casting và JIS).  Khả năng ứng dụng công nghệ đúc áp lực cao cho chi tiết đuôi mang cá Căn cứ vào hình dáng hình học, đặc điểm làm việc của chi tiết ta thấy rằng khả năng áp dụng công nghệ đúc áp lực cho chi tiết đuôi mang cá ta thấy là hoàn toàn có cơ sở.

    XÂY DỰNG MÔ HÌNH CHI TIẾT TRÊN PHẦN MỀM Pro/wildfire

    - Tạo mặt phẳng DTM 1 cách mặt phẳng Right một khoảng bằng 45, đ ược thực hiện như sau: Kích chuột vào biểu tượng (datum plane) hoặc thực hiện theo đường dẫn Main menu / Insert / Model Datum / Plane. Ta kết hợp các mặt vừa tạo bằng lệnh Merge bằng cách kích vào biểu tượng .Giữ phímCtrl click chuột vào hai bề mặt gần nhau sau đó click vào biểu tượng (Merge tool) hoặc thực hiện theo đường dẫn Main menu / Edits / Merge nhấp vào biểu tượngOK khi kết thúc. Tạo mặt phẳng DTM 3 cách mặt phẳng Top một khoảng bằng 43, đ ược thự hiện như sau: Kích chuột vào biểu tượng (datum plane) hoặc thực hiện theo đường dẫn Main menu / Insert / Model Datum / Plane.

    Tạo phần hớt lưng cho bề mặt trên của chi tiết bằng cách sử dụng lệnh Draft được thực hiện như sau: kích chuột vào biểu tượng (Draft Tool) hoặc thực hiện theo đường dẫn: Main menu / Insert / draft. - Dùng lệnh sweep để tạo gờ lồi cho chi tiết, được thực hiện như sau: Main menu / insert / sweep / protrusion .Để khai báo đường dẫn cho phép ta kéo tiết diện (trajectory ) ta chọnSketch traj sau đó chọn mặt vẽ phác thảo (Sketch plane) là mặt Top để xây dựng đường dẫn nhưhình 3.15. Xây dựng thiết diện sau đó sử dụng lệnh Extrude để nâng thiết diện vừa tạo bằng cách click chuột vào biểu tượng Extrude.Chọn chức năng nâng tới mặt và khai báo các thông số nhưhình 3.18.

    Từ mặtDTM 4 ta tạo thiết diện nhưhình 3.21a bằng cách kích chuột vào biểu tượng (sketch), Sau đó nâng thiết diện vừa tạo, sử dụng công cụ Extrude, thực hiện như sau: Click vào biểu tượng ( Extrude Tool ) chọn chế độ nâng tới mặt cong. - Ta chọn bề mặt Top, sau đó chọn biểu t ượng (sketch) trên thanh công cụ ta xây dựng được tiết diện và sử dụng lệnhExtrude để nâng thiết diện vừa tạo lên 60 thực hiện như sau: chọn thiết diện vừa tạo, click chuột v ào biểu tượng. - Ta tiến hành tạo phần Elip cho vật mẫu thực hiện nh ư sau: Chọn mặt mặt vừa nhân bản sau đó click vào biểu tượng (Solidify) trên thanh công cụ hoặc thực hiện theo đường dẫn Main menu / Edit / Solidify.

    Ta thực hiện như sau: Click chuột và giữ phímCtrl để chọn hai mặt cần liên kết, sau đó nhấp vào biểu tượng (Merge tool) hoặc thực hiện theo đường dẫn Main menu / Edits / Merge, nhấp vào biểu tượng OK khi kết thúc. - Đưa chi tiết vào modun - đối tượng tham khảo cho quá trình tách khuôn, thực hiện như sau: Click vào biểu tượng (select part) trên thanh công cụ sau đó chỉ dẫn tới filephankhuon.part nhấpOk để hoàn tất. Sau khi tạo phôi xong chúng ta tiến hành tách thể tích các tấm khuôn thực hiện như sau: Click vào biểu tượng (Split into a new mold volume) trên thanh công cụ, chọn kiểu tách thành hai vùng thể tích và tách trên toàn bộ phôi được tạo như hình 3.54.

    Hình 3.17: Tạo hớt lưng cho phần lồi.
    Hình 3.17: Tạo hớt lưng cho phần lồi.

    LẬP TRÌNH GIA CÔNG CÁC TẤM KHUÔN TRÊN PHẦN MỀM Pro/Wildfire

      Một vấn đề khi gia công tấm khuôn âm l à việc gia công các rãnh gặp rất nhiều khó khăn, vì vậy để có thể gia công được ta cần thực hiện công đoạn tách thể tích khối trên thành nhiều tấm và sau đó ghép lại với nhau. Từ menu điều khiển chúng ta nhấp vào biểu tượng New trên thanh công cụ thực hiện theo đường dẫn sau: file / new / menufacturing / NC – Assemby. - Khai báo các thông số máy công cụ, gốc tọa độ lập tr ình, mặt an toàn thực hiện như sau:menu manager / mfg setup tiếp tục khai báo các thông số như chỉ dẫn trênhình 3.69.

      Sau đó phần mềm yêu cầu khai báo một số thông số bắt buộc bao gồm: Dụng cụ cắt (Tool), chế độ cắt (parametter), Thể tích phôi bị lấy đi (volume). Ta sẽ khai báo thể tích theo kiểu Window, công việc thực hiện nh ư sau: Click chuột vào biểu tượng (Mill volume tool) tiếp tục thực hiện như hình. Như vậy ta đã khai báo các thông số cần thiết cho quá trình gia công, ta kiểm tra đường chạy dao như sau: Play Path / Screen play.

      Để gia công tinh bề mặt ta sử dụng kiểu gia công bề mặt (mill surface), thực hiện theo đường dẫn sau: : menufacture / machining / NC Sequence/ Surface mill-3D / Done. Sau khi cài đặt dụng cụ cắt và các thông số cần thiết cho quá trình gia công ta cần khai báo bề mặt gia công tinh cho quá tr ình gia công. Gia công phần thể tích còn lại thực hiện tương tự như gia công phần thể tích thứ nhất, em xin phép được trình bày vắn tắt quá trình gia công các vùng thể tích còn lại.

      - Đưa tấm khuôn dương vào làm đối tượng tham khảo cho quá trình gia công, thực hiện như sau: Click chuột vào biểu tượng (assemble a reference model) dẫn tới filekhuonduong.part nhấn OK để hoàn tất. - Khai báo các thông số máy công cụ, gốc tọa độ lập tr ình, mặt an toàn thực hiện như sau:menu manager / mfg setup tiếp tục khai báo các thông số nh ư chỉ dẫn trênhình 3.115. Khi phay thể tích trên ta sử dụng dao phay ngón đường kính 12 (mm) nên một số vị trí chúng ta không được gia công, trong nguyên công này chúng ta sử dụng dao có đường kính nhỏ hơn để gia công hết những phần trên.

      Hình 3.62 : Tấm khuôn âm.
      Hình 3.62 : Tấm khuôn âm.

      TÍNH TOÁN KẾT CẤU KHUÔN

        Lực khóa khuôn pkcó giá trị cực đại tại thời điểm kết thúc quá tr ình điền đầy, tức là thời điểm xuất hiện thủy kích và lực khóa khuôn đó phải được duy trì cho đến tận khi xuất hiện lớp vỏ vật đúc đã đông đặc. Tốc độ chảy của kim loại trong rãnh dẫn vngọi là tốc độ nạp và tốc độ chảy của kim lọai trong buồng ép ve gọi là tốc độ ép. Giá trị thời gian điền đầy tính theo công thức 2.30 [1, trang 86] phụ thuộc vào chế độ ma sát dòng chảy điền đầy hốc khuôn.

        Khi tính toán thời gian ép , người ta giả thiết rằng , nhiệt độ kim loại tại thời điểm kết thúc quá trình điền đầy khuôn coi bằng nhiệt độ kết tinh Tkt. Do đạc điểm kết tinh của kim loại đúc áp lực cao l à không thể tạo điều kiện đông đặc có hướng, do đó phải tạo điều kiện cho vật đúc đông đặc đồ ng thời. Điểm khác biệt giữa hai hệ thống rót của hai kiểu buồng ép nguội kiểu thẳng đứng và kiểu ngang này là: trong buồng ép nguội nằm ngang, hệ thống rót không có phần nối trung gian từ buồng ép đến r ãnh dẫn.

        Phụ thuộc vào vị trí tương quan giữa các đường dẫn, kênh dẫn trong hệ thống ép đối với vật đúc, có thể phân hệ thống rót thành ba kiểu: rót trực tiếp, rót phía trong và rót ngoài, trong hệ thống rót trực tiếp, không có kênh dẫn trung gian, diện tích kênh nạp trong máy buồng ép thẳng đứng tính bằng diện tích thiết diện ngang của ống dẫn (hình 3.137); trong buồng ép ngang, diện tích kênh nạp tính bằng diện tích buồng ép (hình 3.138). Để làm được việc đó, trong hệ thống rót , người ta còn bố trí thêm một ụ tích kim loại vừa có tác dụng phân phối kim loại lỏng, vừa duy tr ì nhiệt độ ổn định ở rãnh dẫn. Thời gian điền đầy tdd K3K4ttbvới ttb là thời gian điền đầy trung bình, lấy bằng 0.06 giây.K3 và K4 là các hệ số tính đến loại.

        Để đảm bảo nguyên tắc thắt dòng của hệ thống rót, người ta sử dụng diện tích thiết diện ngang của kênh dẫn phụ có giá trị fdp(1,21,5)fd.