- Chiều dài rãnh 0.18 với chiều sâu 0.4mm
Công nghệ dập trong tương la
việc với các dữ liệu tam giác được hình thành trực tiếp từ thông tin được quét. Dữ liệu có thể được làm nhẵn và được chạm khắc để loại bỏ bất cứ lỗi nào trong mẫu thật, một chuỗi các trình tự hầu như không thể tránh được của bất kỳ thiết kế thủ công nào.
DẤU HIỆU CẢI TIẾN
Tương tự, nhiều hệ thống CAM, bao gồm PowerMILL của Delcam, ngày nay có thể tạo ra các đường dẫn dụng cụ từ các tập tin tam giác theo cùng cách được thực hiện từ dữ liệu CAD. Sự kết hợp giữa chức năng biên tập trực tiếp và gia công có thể loại bỏ nhu cầu bỏ thời gian vào việc tạo mẫu CAD.
Các cải tiến cũng có thể thấy ở những công ty nhận dữ liệu ban đầu ở dạng tập tin CAD. Các công ty dụng cụ dập, cũng như tất cả các nhà chế tạo dụng cụ khác, thường được khuyến khắch sử dụng hệ thống CADCAM giống với hệ thống được sử dụng cho thiết kế xe hay các sản phẩm khác. Tuy nhiên, những phát triển trong cả phần mềm chuyển đổi trực tiếp và dịch vụ, cũng như độ tin cậy trong tiêu chuẩn chuyển đổi như IGES và STEP gia tăng, có nghĩa là nhu cầu có một phần mềm đơn lẻ trong dây chuyền cung cấp thấp hơn bao giờ hết.
Các vấn đề phổ biến nhất vẫn xuất hiện trong dữ liệu chuyển đổi là các vấn đề như các cạnh bề mặt không khớp một cách chắnh xác hoặc là không được cắt xén đúng, các pháp tuyến chỉ sai hướng và các bề mặt bị sao lại. Những lỗi này không có nghĩa là không thể đạt được mục tiêu chuyển đổi hoàn hảo, nhiều hệ thống CADCAM có khả năng xác định và sửa chữa chúng tương đối dễ dàng. Bên cạnh đó, các hệ thống CAM hiện đại có thể chấp nhận dữ liệu không hoàn hảo dễ dàng hơn rất nhiều. Phần mềm thường sẽ lờ đi các lỗi cực nhỏ nếu chúng nhỏ hơn dung sai gia công của thiết bị sản xuất, cho dù chúng có nghĩa là mẫu đã được chuyển đổi không hoàn hảo xét về toán học.
Tầm quan trọng của việc chuyển đổi dữ liệu chắnh xác đang được nhấn mạnh khi ngày càng nhiều công ty giao cho công ty khác thực hiện phần lớn công đoạn sản xuất. Tuy nhiên, thế hệ các công cụ
thông tin liên lạc mới bao gồm e-mail và điện thoại internet , có nghĩa là độ chắnh xác toàn phần trở nên ắt quan trọng hơn. Ngày nay, việc chất vấn người gửi tập tin CAD về các chi tiết mơ hồ, không rõ ràng và bất thường trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn nhiều, thậm chắ khi họ cách xa hàng trăm dặm.
TỪ THIẾT KẾ ĐẾN GIA CÔNG
Dụng cụ dập hiện đại gồm có 3 thành phần chắnh: khuôn , kết hợp một lỗ hổng có hình dạng mà lá kim loại sẽ được hình thành, giá đỡ giữ lá kim loại cố định, và chày đột dập để ép kim loại vào hình dạng mới. Tạo mẫu những bộ phận này vẫn có xu hướng được tiến hành bằng cách sử dụng các kỹ thuật tạo mẫu CAD, thay vì phương pháp tạo mẫu đặc đang trở nên phổ biến trong các ngành công nghiệp khác. Trong nhiều trường hợp, chỉ có một bề mặt của thành phần sẽ được xem xét và độ dày của vật liệu được làm thắch hợp bằng cách sử dụng bù trừ gia công, điển hình là 10% dày hơn độ dày thực tế của vật liệu.
Mặc dù tạo mẫu bề mặt, vốn là một dạng CAD truyền thống hơn, phức tạp hơn tạo mẫu đặc, vẫn có các phát triển trong hệ thống như phần mềm PowerSHAPE của Delcam giúp cho việc thiết kế dụng cụ dập nhanh hơn và dễ dàng hơn. Vắ dụ, một trong những nhiệm vụ đầu tiên là phải lắp đầy bất cứ lỗ hổng nào trong thiết kế thành phần sẽ bị cắt ra sau khi hình thành. Điều này hiện nay có thể đạt được một cách nhanh chóng bằng cách lần xung quanh lỗ và dùng một câu lệnh đơn ỘfillỢ. Phần mềm tự động tắnh toán các tiếp tuyến của các cạnh khác nhau và phủ khe hở với một miếng vá để đảm bảo tắnh liên tục giữa bề mặt mới và khu vực xung quanh.
Tương tự, khi kéo dài các bề mặt để tạo ra các phần bề mặt thêm vào, phần mềm sẽ tự động duy trì tiếp tuyến yêu cầu để có được sự chuyển tiếp trôi chảy. Bất cứ khe hở nào giữa những bề mặt này có thể được lắp đầy bằng cách kết hợp hai mặt, được tạo đơn giản bằng cách làm dấu các cạnh thắch hợp và kắch hoạt câu lệnh. Tạo vê tròn giữa các thành phần khác nhau cũng bớt phức tạp hơn rất nhiều so với các hệ thống tạo mẫu bề mặt trước đó.
Một khi các bề mặt thêm vào được tạo ra, nhiều công cụ phân tắch đa dạng có thể được sử dụng để tối ưu hóa thiết kế. Những công cụ này nêu bật bất cứ vấn đề tiềm tàng nào trong quá trình tạo khuôn, như là quá trình làm mỏng, làm dày hoặc thậm chắ quá trình xẻ rãnh lá kim loại. Các cải biến có thể được thực hiện cho thiết kế để phân phối vật liệu tốt hơn, vắ dụ như thêm gợn lên bề mặt chẻ để chiều dài bề mặt dụng cụ đều hơn. Thiết kế được cải biến sau đó có thể qua chương trình phân tắch một lần nữa để kiểm tra liệu vấn đề đã được khắc phục hay chưa
Mẫu PowerSHAPE của dụng cụ dập hoàn chỉnh.
CAD/CAM SOFTWARE
8080 80
hoặc liệu có cần thêm thay đổi nào nữa không.
Các tiến bộ về độ chắnh xác của dự báo từ những chương trình này được thực hiện trong những năm gần đây sao cho người thiết kế có mức độ tự tin cao rằng bất cứ thiết kế nào hoạt động một cách chắnh xác trong mô hình sẽ hoạt động thành công trong quá trình dập. Các cải tiến trong hoạt động của phần cứng với một mức giá nào đó làm công ty có khả năng chi trả cho công nghệ phân tắch, trong khi tốc độ tắnh toán tăng giúp đảm nhận nhiều chu trình cải tiến và kiểm tra hơn mà không làm hoãn toàn bộ thời gian sản xuất đáng kể .
Tất nhiên, vẫn cần một nhà thiết kế có tay nghề; người biết rằng những thay đổi cần thiết trong thiết kế dụng cụ để khắc phục các vấn đề được xác định bởi quá trình phân tắch.
Một vấn đề tiềm tàng khác hiện nay có thể được dự đoán một cách chắnh xác là Ộsự nẩy ngượcỢ; xu hướng của lá kim loại trở lại hình dạng ban đầu một khi nó thoát khỏi áp suất dập. Điều này theo truyền thống là một Ộnghệ thuật đenỢ thật sự vốn đòi hỏi một người vận hành có tay nghề để điều chỉnh máy dập dựa vào vốn kinh nghiệm đáng kể. Ngày nay, các thiết bị phân tắch có thể dự đoán hình dạng sẽ như thế nào khi ra khỏi thiết bị và vì thế chỉ ra chỗ nào cần thay đổi các bề mặt chày đột dập và khuôn để bù trừ hiệu ứng.
Tạo ra các cải biến cần thiết cho thiết kế dụng cụ cũng dễ dàng hơn rất nhiều. PowerSHAPE và các hệ thống CAD khác hiện nay kết hợp chặt chẽ với các câu lệnh morphing cho toàn bộ mẫu biên tập của nhóm bề mặt hoàn chỉnh để tạo nên thành phần dụng cụ. Những kỹ thuật này cho phép thực hiện những thay đổi nhanh chóng cho toàn bộ thiết kế trong thao tác đơn, vốn có thể đòi hỏi cải biến các thành phần riêng biệt trong thiết kế ở phạm vi rộng và tốn nhiều thời gian. Vì thế, chúng có khả năng tạo ra các phiên bản thiết kế mới một cách nhanh chóng được dùng trong hàng loạt các phân tắch và cải biến.
Cùng loại cải biến cho thiết kế với morphing có thể thực hiện để đền bù cho bất kì hiện tượng võng dụng cụ trong quá trình sản xuất. Nếu không, nó có thể là một vấn đề đáng kể đối với các dụng cụ dập lớn nhất.
CÁC MẪU GIA CÔNG VÀ DỤNG CỤ
Một khi thiết kế dụng cụ được hoàn thành, bước tiếp theo là gia công mẫu, thông thường là từ bọt, được dùng để đúc dụng cụ. Điều này thường được thực hiện trên một máy gia công CNC lớn nhưng một số công ty hiện nay đang xem xét khả năng sử dụng robot cho công việc này. Chi phắ lắp đặt một robot thấp hơn rất nhiều so với giá của một máy lớn với hình bao tương tự. Trong khi robot vào lúc này không thể cho các dung sai bằng với máy công cụ, chúng thường có thể thắch hợp để sản
xuất mẫu vốn phải bao gồm một dung sai gia công. Khả năng sử dụng robot theo cách này đã được đơn giản hóa bằng các phát triển gần đây trong phần mềm gia công PowerMILL của Delcam và trong hệ thống điều khiển được sử dụng bởi các nhà sản xuất robot. Công việc này giúp cho việc lập chương trình robot dùng cho hàng loạt các ứng dụng phong phú , bao gồm gia công các vật liệu mềm hơn với độ chắnh xác lên đến 1/10 mm, trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Loại dung sai này thường phù hợp cho các mẫu dụng cụ dập.
Một khi mẫu đã được đúc, các bề mặt kim loại phải được gia công để đạt kắch thước cuối cùng. Trọng lượng của dụng cụ, đi đôi với nhu cầu sản xuất các bề mặt cực nhẵn cho bất kỳ ứng dụng liên quan đến các ván ô nhìn thấy được, đã làm cho hoạt động này trở thành cực kỳ khó khăn. Delcam đã giới thiệu hàng loạt các giải pháp gia công thắch ứng để khắc phục những vấn đề này. Những công nghệ này dựa trên việc kết hợp nhuần nhuyễn độc đáo của công ty giữa phần mềm dành cho gia công và phần mềm dành cho kiểm tra vốn được xây dựng sau nhiều năm phát triển phần mềm kiểm tra PowerMILL và PowerINSPECT.
Vấn đề đầu tiên với các dụng cụ dập lớn là đạt được vị trắ và định hướng chắnh xác của vật đúc trên máy. Điều này có thể là một hoạt động then chốt tốn nhiều giờ để kiểm tra và điều chỉnh. Điều chỉnh mốc cho các đường dẫn dụng cụ để khớp với vị trắ của phôi gia công thường dễ dàng hơn việc sắp chuôi sao cho thẳng hàng vào những vị trắ chắnh xác như mong muốn. Cách này đã được sử dụng trong gia công các đặc điểm hình học trong một thời gian, ngày nay sản xuất các hình dạng và các bề mặt phức tạp có thể tạo ắch lợi giống như vậy về thời gian thiết lập ngắn hơn và độ chắnh xác được nâng cao.
Quá trình Delcam trong những trường hợp này sử dụng PowerINSPECT, cùng với một chương trình mới, PS-Fixture. Đầu tiên, một chuỗi tìm kiếm được tạo
Thiết kế chày đột dập bao gồm bề mặt chi tiết (mày vàng), bề mặt thêm vào (màu xám) và bề mặt chẻ (màu xanh).
ra cho PowerINSPECT, sử dụng các khả năng lập trình ngoại tuyến của phần mềm. Chuỗi này được sử dụng để thu thập hàng loạt các điểm từ phôi, vốn có thể xác định chắnh xác vị trắ của dụng cụ từ loạt các chu kỳ Ộphù hợp nhấtỢ trong phần mềm. Bất cứ sự trật khớp giữa vị trắ danh nghĩa dùng để tạo ra các đường dẫn dụng cụ và vị trắ thực của phôi có thể được tắnh toán trong PS-Fixture. Phần mềm sao đó có thể cung cấp kết quả cho bộ điều khiển máy công cụ ở dạng dịch chuyển hay xoay mốc để bù đắp cho những sự khác biệt trong việc căn hàng.
Vấn đề thứ hai là kết quả từ thực tế rằng với quá trình đổ khuôn, như bất cứ quá trình chế tạo hình dạng gần hoàn chỉnh nào, hình dạng chắnh xác ban đầu không được biết có đủ độ chắnh xác hay không. Quá trình đổ khuôn phải được thực hiện với kắch thước quá cỡ nhưng vấn đề là phải đạt được sự phân tán vật liệu bị quét bỏ xung quanh vật đều nhau để tránh gia công quá mức ở một vài khu vực và gia công không đủ ở các khu vực khác.
Giai đoạn đầu tiên của giải pháp là tạo ra một đường tìm kiếm với PowerINSPECT để quyết định hình dạng của vật. Hình dạng cuối cùng có được có thể sau đó được định hướng trong phạm vi khuôn khổ này để có độ dày vật liệu đồng đều trên các bề mặt được gia công. Lợi ắch khác của việc biết chắnh xác kắch thước của vật liệu bị lấy ra bao gồm khả năng có được sự chuyển tiếp suôn sẻ giữa các khu vực gia công và chưa được gia công, giảm quá trình cắt không khắ, và điều khiển cho lượng chạy dao khi máy cắt vào và ra khỏi vật liệu được cải thiện.
Khả năng điều chỉnh vị trắ của hình dạng cuối cùng trong phạm vi khuôn đúc cũng có nghĩa là cần thêm dung sai nhỏ hơn vào quá trình đúc. Điều này có nghĩa là ắt vật liệu dư cần dùng và sau đó bị gia công. Nó giúp tiết kiệm chi phắ vật liệu và chi phắ và thời gian gia công.
Bên cạnh đó, những thay đổi cơ bản trong phương pháp gia công tinh các vật đúc, đã có nhiều phát triển nhỏ hơn. Như nhiều hoạt động sản xuất khác, gia công năm trục đang chiếm một vị trắ phổ biến hơn trong việc sản xuất dụng cụ dập. Tuy nhiên, điểm mạnh chắnh không phải khả năng đảm nhận các dự án với số lần khởi động ắt hơn thường được đề cập đến, bởi vì các thiết bị dập hiếm khi bao gồm việc cắt chân răng. Thay vào đó, lợi ắch then chốt là khả năng di chuyển ụ gần hơn tới bề mặt được gia công và sử dụng các dao cắt ngắn hơn.
Phương pháp này hữu ắch với bất kỳ lỗ sâu nào nhưng nó đặc biệt quan trọng khi đảm nhận gia công cuối cùng là các góc vê tròn. Sử dụng các dao cắt dài và mỏng để dọn sạch các khu vực này với máy 3 trục có thể dẫn tới sự dao động và, kết quả là tạo ra chất lượng bề mặt kém. Ngược lại, sử dụng các dụng cụ ngắn hơn trên máy 5 trục giảm
dao động và cho phép sử dụng lượng chạy dao nhanh hơn để giảm thiểu nguy cơ hư hại máy cắt.
Một công nghệ tương đối mới cho việc đảm bảo bề mặt nhẵn khi qua thiết bị là quá trình gia công dịch chuyển tham số. Với công nghệ này, số lượng đường dẫn dụng cụ được sử dụng trong một bộ phận với độ dày thay đổi được giữ không đổi. Thay vì kết thúc và bắt đầu một vài đường, bước nhảy giữa các đường dẫn dụng cụ được thay đổi trong giới hạn được quy định trước. Phương pháp này tạo ra sự hoàn thiện tốt hơn bằng cách tránh những thay đổi phương hướng đột ngột vốn có thể dẫn tới các dấu vết trên bề mặt.
Hiện nay, gia công tốc độ cao đang được sử dụng ngày càng nhiều, hơn là EDM, để tạo ra các insert cứng hơn cần trong các khu vực chịu mài mòn cao nhất trong dụng cụ. Các yêu cầu chắnh là phải giữ cho tải dao ổn định đến mức có thể trên dao cắt, và vì thế tối đa hóa tuổi thọ của nó bằng cách giảm sự mài mòn, và giảm thiểu bất kì thay đổi đột ngột nào trong phương cắt vốn sẽ gây tải quá mức hoặc yêu cầu giảm lượng chạy dao.
Vắ dụ, các chuyển động hình cung nên được sử dụng khi tiến vào hay ra khỏi công việc. Tương tự như vậy, các đường cong có thể được sử dụng để liên kết các chuyển động cắt khác nhau. Điều này hiệu quả hơn phương pháp truyền thống sử dụng các chuyển động vuông góc vốn yêu cầu giảm tốc độ cắt và cũng để lại các vết dừng.
Bên cạnh đó, các cung có thể được lắp tự động
Hyundai sử dụng PowerMILL của Delcam cho tất cả gia công dụng cụ dập.
CAD/CAM SOFTWARE
8282 82
vào bất kỳ đường dẫn dụng cụ mà ở đó, dụng cụ tiến tới bất kỳ mặt dốc nào. Không có cung, sẽ có một sự gia tăng tải đột ngột trên dụng cụ khi nó tiến tới mặt dốc. Để ngăn chặn sự thiệt hại, lượng dao phải giảm