- Với chế độ cắt V = 150 m/phút; S = 0,5 mm/vòng; t0 = 1,5 mm
- Mảnh dao cắt hình tròn, đường kính dao D = 100 mm, số lượng mảnh cắt là 08 Thời gian gia công cho 01 mét chiều dài đường chạy dao là: 4 phút/mét.
Đánh giá với công thức tính thời gian phay [9-tr112]:
(3.3) Trong đó: L là đoạn đường phôi di chuyển (mm)
dF là đường kính dao phay (mm) SZ là bước tiến một răng (mm/răng) Z là số răng
Với các số liệu đã có Tomi = 4,18 phút/mét
84
3.4. Kết luận chƣơng 3
*) Về kết quả đạt được:
- Phoi được tạo ra là dạng phoi vụn do đó không có hiện tượng lẹo dao.
- Trong khoảng tốc độ cắt (từ 110 m/phút đến 190 m/phút): vận tốc tỷ lệ nghịch và tuyến tính với độ nhám. Với lượng chạy dao S từ 0,07 mm/vòng đến 0,5 mm/vòng, độ nhám bề mặt tăng; với chiều sâu cắt từ 0,5 mm đến 1,5 mm, độ nhám bề mặt giảm nhưng khi chiều sâu cắt lớn hơn 1,5 mm độ nhám bề mặt bắt đầu tăng. - Góc sau của dao tăng thì độ nhám tăng, chọn góc sau nhỏ nhất của dao là 6 độ - Trong quá trình gia công có sự thay đổi loại mảnh dao cắt (sự chuyển dao): +) Ở chế độ cắt thô cần cắt đi một lượng dư nhất định, chưa cần đạt chỉ tiêu về độ nhám. Vì vậy cần sử dụng mảnh dao có khả năng tạo phoi tốt, thoát phoi nhanh, lựa chọn mảnh dao cắt hình tam giác, đồng thời lựa chọn lượng chạy dao lớn. Đặc biệt sử dụng mảnh cắt này để phay các mặt phẳng, trơn.
+) Ở chế độ cắt tinh (phay hoàn thiện) cần độ nhám thấp. Vì vậy sử dụng mảnh dao cắt có bán kính đầu mũi dao lớn và lượng chạy dao nhỏ.
*) Về mặt hạn chế:
- Kết quả tính toán theo phương pháp Taguchi chưa kể tới:
+) Ảnh hưởng của độ rung động máy và sự cứng vững của hệ thống, ảnh hưởng của vật liệu gia công.
+) Ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm và độ bụi của môi trường
- Chưa kiểm tra được độ cứng bề mặt ứng với mỗi tốc độ cắt và ảnh hưởng của nhiệt độ cắt tới mức độ biến cứng
85
CHƢƠNG 4
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SO VỚI GIA CÔNG TRÊN KHUÔN ÉP NHỰA MATRIX
Trên thực tế tại Nhà máy của Công ty cổ phần cơ khí chính xác Vinashin đã gia công chế tạo khuôn ép nhựa của hãng Matrix-Ôxtrâylia, trong đó nguyên công phay chiếm khối lượng lớn là phay mặt lắp ghép hai nửa khuôn và các mặt bên khuôn. Để đảm bảo độ kín khít khi thử chân không thì yêu cầu của bề mặt lắp ghép phải phẳng và thẳng dọc chiều dài khuôn, mặt phẳng lắp ghép phải có độ bóng cao.
4.1 Cấu tạo của khuôn ép nhựa
4.1.1 Cấu tạo khuôn ép nhựa
Tổng thể khuôn: 1. Nửa khuôn dưới; 2. Nửa khuôn trên; 3. Các tấm bịt đầu khuôn (có lỗ); 4. Các tấm bịt đầu khuôn không có lỗ; 5 và 6. Các chân đỡ
Hình 4.1 Tổng thể khuôn ép nhựa
- Kích thước bao của khuôn: dài 5412 x rộng 1585 x cao 1087 (mm). Tổng khối lượng của khuôn là 4276,94 kg.
- Khuôn được ghép từ 4 cụm chi tiết: Nửa khuôn trên, nửa khuôn dưới, mặt bịt bên trái, mặt bịt bên phải.
86
*) Khuôn được chế tạo thành hai nửa khuôn và được lắp ghép với nhau bằng bu lông và có gioăng làm kín. Lòng khuôn được chế tạo bằng thép trơn, được uốn theo biên dạng của khuôn. Các bề mặt lắp ghép của khuôn và hai bề mặt bên khuôn được gia công phay với yêu cầu về độ chính xác cao (độ nhám bề mặt Ra = 1,6µm).
*) Sản phẩm sau khi đúc:
Hình 4.2 Sản phẩm của khuôn đúc nhựa
4.1.2 Vật liệu làm khuôn
- Vật liệu làm khuôn: Thép AS3678-250 Thành phần hóa học được cho bảng 1.2
4.1.3 Yêu cầu kỹ thuật của khuôn
- Tất cả các mối hàn phải tuân thủ AS 1554.1
- Tất cả các đệm lót nâng phải chịu kiểm tra không phá hủy và sự kiểm tra hàn dựa trên tiêu chuẩn AS 1171.
- Tất cả các mối hàn bên trong với sản phẩm cuối cùng sẽ được mài nhẵn và sạch. - Mỗi một chi tiết của khuôn phải được chế tạo với thép mức 250 hoặc cao hơn. - Trước khi đưa vào sử dụng cần phải thử chân không với áp lực chân không là 85kPa. Trong thời gian 5 phút, chân không mất không quá 5kPa. Do đó bề mặt lắp
87
ghép của khuôn yêu cầu độ bóng cao để đảm bảo độ kín khít nói trên. Bề mặt lắp ghép khuôn còn phải đảm bảo độ phẳng suốt chiều dài khuôn.
- Các bề mặt khuôn sau khi gia công có độ lệch profin trung bình Ra = 1,6 m tương ứng với cấp độ bóng là 8[6]
- Độ co (mức độ hao hụt cho phép) là 0,27%
4.2 Quy trình công nghệ gia công một số chi tiết của khuôn
4.2.1 Quy trình công nghệ gia công nửa khuôn dưới: Bản vẽ 760679-100
+) Gia công 02 mặt đầu của nửa khuôn dưới: Bản vẽ 760679-100 phần 001 và 002:
Bảng 4.1a: Quy trình gia công nửa khuôn dưới theo bản vẽ 760679-100phần 001
và 002
STT Nguyên công
Bƣớc Vật liệu Thiết bị
1 Hạ liệu Cắt phôi theo biên dạng (đã để lượng dư gia công)
PL50, AS 3678- 250 Máy cắt Ôxy-gas CNC 2 Phay 2 góc vuông 75x150
Phay thô đạt kích thước 74,5x149,5 Trung tâm gia công CNC Phay tinh đạt kích thước 75x150
3 Phay 2 góc đầu
65.4x98.5
Phay thô để lại lượng dư 0.5mm Phay tinh đạt kích thước
4 Phay biên dạng R659
Phay thô để lại lượng dư 0,5mm Phay tinh đạt kích thước
5 Hạ bậc 15mm
Phay thô để lại lượng dư 0,5mm Phay tinh đạt kích thước
6 Phay mặt vát 35x45˚
Phay thô để lại lượng dư 0,5mm Phay tinh đạt kích thước
88
+) Gia công mặt lắp ghép nửa khuôn dưới: bản vẽ 760679-100 phần 003
Bảng 4.1b: Quy trình gia công nửa khuôn dưới theo bản vẽ 760679-100 phần 003
STT Nguyên công Bƣớc Vật liệu Thiết bị
1 Hạ liệu (cắt đủ chiều dài 5206, rộng 110.
Cắt để lại lượng dư gia công PL 60, AS 3678-350 Máy cắt Ôxy- gas CNC 2 Phay tạo mặt chuẩn
Gia công thô để lại lương dư
Máy phay giường CNC
3 Phay hạ bậc Gá phôi AS 3678-250 Máy phay
giường CNC Phay thô hạ bậc để
lại lượng dư +) Gia công hoàn thiện:
Bảng 4.1c: Quy trình gia công nửa khuôn dướitheo bản vẽ 760679-100
STT Nguyên công Bƣớc Vật liệu Thiết bị
1 Phay hoàn thiện bề mặt lắp ghép giữa hai mặt phân khuôn
Gá phôi AS 3678-250 Máy phay
giường CNC Phay thô Phay bán tinh Phay tinh 2 Phay rãnh đặt gioăng làm kín
Phay đạt chiều sâu 6.5mm dọc chiều dài khuôn
Máy phay giường CNC
89
4.2.2 Quy trình công nghệ gia công nửa khuôn trên: Bản vẽ 760680-101
+) Gia công 02 mặt đầu của nửa khuôn trên: Bản vẽ 760679-104 phần 021 và 022:
Bảng 4.2a: Quy trình gia công nửa khuôn trên theobản vẽ 760679-104 phần 021
và 022:
STT Nguyên công Bƣớc Vật liệu Thiết bị
1 Hạ liệu Cắt phôi theo biên dạng (đã để lượng dư gia công)
PL32,
AS 3678-250
Máy cắt Ôxy-gas CNC
2 Phay các mặt vát Phay thô Trung tâm gia công
CNC Phay bán tinh
Phay tinh
+) Gia công mặt lắp ghép nửa khuôn trên: bản vẽ 760679-104 phần 023
Bảng 4.2b: Quy trình gia công nửa khuôn trên theobản vẽ 760679-104 phần 023
STT Nguyên công Bƣớc Vật liệu Thiết bị
1 Hạ liệu (cắt đủ chiều dài 5206, rộng 158.
Cắt để lại lượng dư gia công PL 60, AS 3678-350 Máy cắt Ôxy-gas CNC 2 Phay tạo mặt chuẩn
Gia công thô để lại lương dư
Máy phay giường CNC
3 Phay hạ bậc Gá phôi AS 3678-
250
Máy phay giường CNC
Phay thô hạ bậc để lại lượng dư
4 Gia công hệ lỗ Phay 32 lỗ 22x40 Máy phay giường CNC
Phay 4 rãnh 25x30x40
90
+) Gia công khung tăng cứng lồi phía trong lòng khuôn: bản vẽ 760680-101
Bảng 4.2c: Quy trình gia công nửa khuôn trên theo bản vẽ 760680-101
STT Nguyên công Bƣớc Vật liệu Thiết bị
1 Hạ liệu Gá và cắt PL 20, AS 3678-250 Máy cắt Ôxy- gas CNC 2 Tạo vành cong R20 theo biên dạng
Phay thô để lại lượng dư 0,5mm
Trung tâm gia công CNC Phay tinh đạt kích thước
R20 theo bản vẽ Machining 760679-104 sheet 17 off 21
+) Gia công hoàn thiện:
Bảng 4.2d: Quy trình gia công nửa khuôn trên theo bản vẽ 760680-101
STT Nguyên công Bƣớc Vật liệu Thiết bị
1 Phay hoàn thiện bề mặt lắp ghép giữa hai mặt phân khuôn
Gá phôi AS 3678-250 Máy phay
giường CNC Phay thô
Phay bán tinh Phay tinh
2 Phay góc lượn Phay đạt bán kính R12,5 Máy phay giường CNC 3 Phay bề mặt bướu đạt bán kính cong R694
Phay thô Máy phay
giường CNC Phay bán tinh
91
4.2.3 Quy trình gia công tấm bịt có các lỗ điền đầy: Bản vẽ 760680-102 Bảng 4.3: Quy trình công nghệ gia công tấm bịt đầu với lỗ điền đầy
STT Nguyên công Bƣớc Vật liệu Thiết bị
1 Hạ liệu Cắt phôi (theo bản vẽ hạ liệu 760680-102 sheet 3 of 5 PL32, AS3678- 250 Máy cắt Ôxy-gas CNC 2 Phay và khoan hệ lỗ
Phay và khoan hệ lỗ theo bản vẽ Machining 1 760680-102 sheet 4 of 5 Trung tâm gia công CNC Gia công lỗ bậc Ø246xØ234 theo bản vẽ Machining 2 760680-102 sheet 5of 5 3 Phay mặt phẳng, phay rãnh gioăng Phay mặt phẳng theo bản vẽ Machining 1 760680-102 sheet 4 of 5
Phay rãnh gioăng (rãnh mang cá) theo bản vẽ Machining 2 760680-102 sheet 5 of 5 Phay theo biên dạng sâu 0,5mm theo bản vẽ Machining 2 (760680-102 sheet 5 of 5)
*) Các bề mặt cần phay có yêu cầu kỹ thuật khắt khe:
Do khuôn có kích thước tương đối lớn, chiều dài lắp ghép lớn (chiều dài lắp ghép hai mặt khuôn là 5412 mm) nên để gia công cần phải có chế độ gia công thích hợp, thiết bị gia công và đo kiểm phải tốt, công nhân lành nghề. Các bề mặt đó là các bề mặt lắp ghép của khuôn: bề mặt khuôn trên, bề mặt khuôn dưới, bề mặt hai mặt ở đầu khuôn, rãnh làm kín.
92
Hình 4.3 Bề mặt nắp bên của khuôn
Bề mặt khuôn cần phay là mặt phẳng.
Đối với nửa khuôn trên thì bề mặt cần phay:
93
Đối với nửa khuôn dưới thì vị trí cần phay:
Hình 4.5 Bề mặt nửa khuôn dưới
4.3 Thiết bị máy móc, dụng cụ kiểm tra chất lƣợng khi phay
4.3.1 Máy phay, dao, dung dịch trơn nguội
*) Máy phay giường CNC: Hiệu Miyakawa
Thông số kỹ thuật của máy và hình vẽ 3.2 đã nêu ở chương 3 *) Trung tâm gia công CNC:
- Model MCV-1600, nguyên bản Đài Loan
- Số Sêri:10207, Hiệu điện thế 380/415, 50Hz, năm sản xuất 2007 - Tốc độ trục chính tối đa: 8 000 vòng/phút
- Hành trình trục X: 1600 mm - Hành trình trục Y: 800 mm - Hành trình trục Z: 700 mm - Hệ điều khiển Fanuc
94
Hình 4.6 Trung tâm gia công CNC-MCV1600-Asia Masima
*) Dao phay: Sử dụng nhiều loại dao phay
- Dao phay mặt đầu sử dụng các mảnh dao hợp kim hình tròn CAK 74, mảnh dao hợp kim hình bình hành T15K6, mảnh dao hợp kim cứng hình tam giác G10E. - Dao phay ngón thép gió đầu cầu 25 mm, dao phay ngón thép gió đầu phẳng
22mm
- Dao phay rãnh mang cá 10mm
Hình 4.7 Một số dao phay
95
Hình 4.8 Một số mảnh dao cắt:
a) mảnh dao hình bình hành T15K6; b) mảnh dao hình tròn CAK 7;, c) mảnh dao hình tam giác G10E; d) hộp mảnh dao hình tam giác G10E
+ Đài gá dao: đài gá dao cho 8 mảnh dao, đài gá dao cho 5 mảnh dao, chuôi dao
Hình 4.9 Một số đài gá mảnh dao cắt
a) Chuôi gá dao phay ngón; b) đài gá mảnh dao hình tròn (08 mảnh; c) đài gá mảnh dao hình tam giá; d) đài gá mảnh dao hình bình hành; e) đài gá mảnh dao
96 *) Dung dịch trơn nguội:
Sử dụng dung dịch trơn nguội dành cho gia công cắt gọt kim loại: Lactucalt 2
4.3.2 Thiết bị kiểm tra
Thiết bị đo độ nhám, đồng hồ so, thiết bị đo nhiệt, thiết bị đo tốc độ trục chính: Các thông số kỹ thuật của máy đo nhám, đồng hồ so, thiết bị đo nhiệt: Đã được mô tả ở chương 3 của luận văn này.
+) Một số thông số chính của thiết bị đo tốc độ quay trục chính:
- Mã hiệu HT – 5500
- Hãng sản xuất: Ono Sokki - Nhật Bản - Thông số kỹ thuật:
+) Đo không tiếp xúc
+) Khoảng đo: 6 đến 99.999 ( vòng/phút ) +) Độ chính xác ± 0,02%
Hình 4.10 Thiết bị đo tốc độ trục chính HT 5500
- Sơ đồ đo nguyên lý đo:
Hình 4.11 Sơ đồ nguyên lý đo tốc độ vòng quay
Đây là thiết bị đo tốc độ vòng quay không tiếp xúc. Theo sơ đồ trên, khi thiết bị đo phát ra nguồn sáng Lasers hoặc LEDs lên bề mặt trục hoặc đĩa quay. Trên bề mặt
97
trục hoặc đĩa quay có gắn miếng phản xạ 12mm x 12mm. Ánh sáng dò sẽ chiếu vào miếng phản xạ, mỗi một lần chiếu vào là một xung quang điện được sinh ra. Đồng thời đồng hồ đếm thời gian, các tín hiệu này qua bộ đếm và được sử lý thành tín hiệu số đầu ra. Thông thường, thời gian nhận tín hiệu phản xạ là 0,2ms. Thời gian này có thể nhỏ hơn 0,2ms khi đo tốc độ lớn hơn. Khoảng cách đo lớn nhất là 30 cm.
4.4 Công việc thực hiện
4.4.1 Gia công phay bề mặt lắp ghép khuôn dưới
Hình 4.12 Gia công nửa khuôn dưới
Nguyên công phay bề mặt lắp ghép của nửa khuôn dưới: Thực hiện trên máy phay giường CNC
Bước 1: Gá nửa khuôn dưới trên bang máy. Sau lấy chuẩn và thăng bằng bằng đồng hồ so.
Hình 4.13 Lấy chuẩn gia công nửa khuôn dưới
98 Bước 3: Phay
- Lượng dư gia công là 13 mm. - Chế độ gia công:
+) Phay bậc 1: V = 479 vòng/ph; t0 = 2 mm; S=0,5 mm/vòng +) Phay bậc 2: V = 479 vòng/ph; t0 = 1,5 mm; S = 0,5 mm/vòng
Hình 4.14 Gia công mặt lắp ghép nửa khuôn dưới
*) Phay rãnh làm kín:
- Thiết bị: máy phay giường CNC-Miyakawa
- Dụng cụ: Dao phay ngón thép gió đầu bằng D = 11 mm. - Các nguyên công:
+) Phay thô bề mặt (2 lượt): lượt 1 (V= 439 vòng/ph; chiều sâu cắt t0 = 2,5mm; bước tiến dao 0,3-0,5 mm/vòng); lượt 2 (V= 439 vòng/ph; chiều sâu cắt t0 = 2mm; bước tiến dao 0,3-0,5 mm/vòng)
+) Phay bán tinh bề mặt: V= 118 vòng/ph; chiều sâu cắt t0 = 1,5mm; bước tiến dao 0,15 mm/vòng.
+) Phay tinh bề mặt: V = 300 vòng/ph; chiều sâu cắt t0 = 0,5mm; bước tiến dao 0,07 mm/vòng
99
4.4.2 Gia công phay bề mặt ghép nửa khuôn trên
- Thiết bị thực hiện: máy phay giường CNC - Miyakawa
- Dụng cụ: dao phay mặt đầu; D = 100 mm; mảnh dao hợp kim hình tròn
Bước 1: Gá nửa khuôn dưới trên bàn máy. Sau lấy chuẩn và phẳng bằng đồng hồ so. Bước 2: Kẹp chặt
Hình 4.15 Gia công nửa khuôn trên
*) Phay mặt lắp ghép của khuôn trên.
- Phay thô bề mặt: V= 479 vòng/ph; chiều sâu cắt t0 = 1mm; bước tiến dao S = 0,15 mm/vòng.
- Phay tinh bề mặt: V= 479 vòng/ph; chiều sâu cắt t0 = 0,5mm; bước tiến dao S = 0,15 mm/vòng
*) Phay mặt cong của khuôn trên:
100
- Phay thô bề mặt: V = 479 vòng/ph; chiều sâu cắt t0 = 1mm; bước tiến dao S = 0,15