+) 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 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 góc lượn có bán kính R = 12,5 mm; dọc theo bề mặt lắp ghép. - Dụng cụ: Sử dụng dao phay ngón thép gió hình cầu 25mm .
Hình 4.17 Gia công mặt lắp ghép nửa khuôn trên
4.4.3 Gia công phay mặt bịt đầu khuôn
a) Gia công hệ lỗ:
- Thiết bị: Thực hiện tại trung tâm gia công CNC-MCV1600-Asia Masima
Hình 4.18 Gia công hệ lỗ mặt bên khuôn
- Dụng cụ: Mảnh dao cắt hợp kim hình tròn CAK 74; đài gá dao gồm 04 mảnh hợp kim; dao phay ngón đầu bằng 22mm
101
- Phay lỗ 44 mm: V= 800 vòng/phút; t0 = 1mm; S=150mm/vòng. - Phay hạ bậc lỗ 48mm: V= 800 vòng/phút; t0 = 2mm; S=350mm/vòng. - Phay rãnh 22 mm: V= 360 vòng/phút; t0 = 3mm; S=36 mm/vòng. b) Phay hoàn thiện bề mặt đạt độ bóng theo yêu cầu:
- Thiết bị: Thực hiện trên máy phay giường CNC.
- Dụng cụ: Dao phay mặt đầu đường kính D = 100 mm, mảnh dao hợp kim hình tam giác G10E, mảnh dao hợp kim hình tròn CAK 74, dao phay rãnh mang cá.
Hình 4.19 Phay mặt phẳng mặt bên khuôn
Bước 1: Gá khuôn lên bàn máy, rà phẳng theo mặt phẳng gia công. Bước 2: Kẹp chặt.
Bước 3: Thực hiện phay bề mặt:
Chiều dầy phôi PL 35; phay đạt kích thước 29 mm.
- Phay thô bề mặt (2 lượt): V = 439 vòng/ph; chiều sâu cắt t0 = 2mm; bước tiến dao S = 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.
102
Hình 4.20 Phay rãnh làm kín mặt bên khuôn
Bước5: Phay hạ bậc xuống 0,5mm.
4.5 Các kết quả kiểm tra, đo
4.5.1 Kết quả đo nhiệt độ
Mục đích: So sánh mức độ phân bố nhiệt độ của chi tiết gia công nhằm kiểm tra sự chênh về nhiệt độ giữa các vùng lân cận vùng cắt. Nếu sự chênh lệch về nhiệt độ giữa các vùng lân cận và vùng cắt quá lớn thì cần phải xử lý nhiệt bằng dung dịch làm nguội.
Sơ đồ bố trí điểm đo Kết quả đo
Hình 4.21 Kết quả đo nhiệt độ
a) Nhiệt độ bề mặt tấm thép sau khi gia công ở vành ngoài b) Nhiệt độ bề mặt tấm thép sau khi gia công ở vành tiếp theo
103
c) Nhiệt độ tại điểm tiếp xúc giữa đầu mảnh cắt và chi tiết d) Nhiệt độ tại chuôi dao
Nhiệt độ tại chuôi dao rất cao, lên tới 194 0C. Nhiệt độ tại điểm tiếp xúc giữa đầu mảnh cắt và chi tiết là 1310C và giảm dần ra vùng phía ngoài điểm tiếp xúc giữa đầu mảnh cắt và chi tiết. Nguyên nhân là do nhiệt độ cắt đã truyền sang phoi và chuôi dao. Mặt khác vật liệu này cũng kháng nhiệt tốt nên sau gia công nhiệt độ tấm thép tương đối thấp. Sự chênh lệch về nhiệt độ từ 350C đến 960
C. Sự chênh lệch này không lớn lắm, do đó không nhất thiết phải dùng dung dịch trơn nguội.
4.5.2 Đo kiểm tra tốc độ trục chính
Mục đích: Đo tốc độ quay n (vòng/phút) để kiểm tra độ ổn định tốc độ quay thực tế
của trục chính so với tốc độ đã được đưa vào chương trình gia công cắt. Đồng nghĩa với việc kiểm tra sự thay đổi vận tốc cắt thực với vận tốc cắt được đưa vào chương trình. Tốc độ cắt được tính theo công thức 1.17 khi đường kính dao D = 100 mm là 131,5 m/phút .
Hình 4.22 Đo kiểm tra tốc độ của trục chính máy phay giường CNC
Trong khi tốc độ quay đo được trên thiết bị là 419 (vòng/phút) ứng với tốc độ cắt của dao và tốc độ quay hiển thị trên màn hình điều khiển của máy phay là 420 (vòng/phút) ứng với tốc độ cắt của dao là 131,8 m/phút . Sự chênh lệch này không đánh kể chứng tỏ máy phay vẫn hoạt động bình thường.
4.5.3 Đo độ nhám
104 - Nhiệt độ tại nơi làm việc t0 = 280C
- Chi tiết đã được tháo khỏi bang máy, bề mặt chi tiết được giữ nguyên trạng khi vừa gia công trên máy, đảm bảm môi trường xung quanh sạch sẽ.
- Kiểm tra thiết bị đo trước khi đo: độ nhám của mẫu chuẩn là Ra= 2,94 µm; Rz=9,3µm so với kết quả hiển thị trên màn hình thiết bị là Ra=2,96 µm; Rz=9,5 µm. Kết quả nằm trong sai số cho phép 5%. Vậy thiết bị hoạt động bình thường.
Hình 4.23 Đo độ nhám bề mặt
Sau khi đã kiểm tra các thiết bị đo, đảm bảo thiết bị đo hoạt động bình thường. Tiến hành đo nhám bề mặt của bề mặt lắp ghép của khuôn và bề mặt bên khuôn.
Kết quả đo độ nhám bề mặt lắp ghép khuôn và măt bên khuôn được in và được dán nhãn đối với từng chi tiết.
105
Nhận xét: Kết quả đo độ nhám của bề mặt lắp ghép và bề mặt bên khuôn là Ra = 2,39 µm. So sánh với kết quả nhám khi sử dụng với bộ thông số tối ưu theo phương pháp Taguchi Ra = 2,18 µm, kết quả nhám trên thực tế là thô hơn. Sự chênh lệch là 0,11 µm.
Kết luận chƣơng 4:
- Trong điều kiện gia công tại nhà máy cơ khí chính xác Vinashin, với thiết bị cụ thể là máy phay giường Miyakawa và sử dụng mảnh cắt hợp kim của hãng Mitsubishi, khi phay bề mặt lắp ghép và mặt bên của khuôn làm bằng thép AS 3678-250 kết quả độ nhám bề mặt với bộ thông số tối ưu khi sử dụng phương pháp Taguchi là 2,18 µm thô hơn so với yêu cầu của hãng Matrix-Ốtxtrâylia là 1,6 µm. Sự chênh lệch này là 0,58 µm.
- Các thông số công nghệ của chế độ gia công (V = 479 vòng/phút; S = 0,07 mm/vòng; t = 1,5 mm) nằm trong khoảng lân cận giá trị thông số công nghệ tối ưu (V = 610 vòng/phút; S = 0,07mm/vòng; t=1,5mm).
- Trong điều kiện thực nghiệm còn hạn chế: chưa kể tới ảnh hưởng của máy, độ rung động của hệ thống, độ mòn của đồ gá, độ mòn của mảnh cắt.
106
KẾT LUẬN
Nội dung thực hiện của luận văn này về nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ tới chất lượng bề mặt khuôn làm bằng thép AS 3678 grade 250 trên máy phay, kết quả đã đạt được như sau:
+ Trong quá trình gia công phay khuôn, các thông số công nghệ S, V, t0 có ảnh hưởng nhiều nhất tới độ nhám bề mặt, đặc biệt thông số V, thông số S. Ở tốc độ cắt lớn hơn 30 m/phút, trong khoảng (V = 110 ÷ 190 m/phút) khi tăng tốc độ cắt độ nhám giảm. Khi giảm lượng chạy dao trong khoảng (S = 0,07 ÷ 0,5 mm/vòng), khi tăng chiều sâu cắt (t0 = 0,5 ÷ 1,5 mm), khi tăng bán kính mũi cắt (r = 0,4 ÷ 6 mm) độ nhám đều giảm.
+ Phương pháp Taguchi là một phương pháp tiếp cận mới, đơn giản, có hệ thống,