Chương 3 : LẬP QUY TRÌNH CHẾ TẠO CỤM CƠ CẤU CHẤP HÀNH
3.2. Thiết lập quy trình chế tạo
3.2.2 Thiết lập quy trình chế tạo thân van
Thân van là chi tiết chính của cụm cơ cấu chấp hành, hình dạng phức tạp có nhiều bề mặt cần gia công và yêu cầu gia công theo chiều hướng.
Bước chuẩn bị phôi trước khi gia công là một yếu tố quan trọng. Do đó trong
mục này luận văn trình bày theo 2 bước lớn: Chế tạo phôi và gia công CNC.
3.2.2.1. Chế tạo phôi
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại phơi : Phơi dạng tấm, dạng trụ đặc…
với nhiều kích thước và vật liệu khác nhau. Mục đích của việc chọn phơi nhằm thỏa mãn u cầu tính kinh tế khi gia cơng bước sau, ảnh hưởng tới cơ tính của vật liệu. Tuy nhiên các phôi sẵn không đáp ứng được yếu tố công nghệ khi chế tạo do lượng
dư gia công quá lớn, bề mặt làm việc của thân van khơng u cầu q cao về độ
chính xác. Do đó phơi đúc có ưu điểm lớn như sau: Khuôn được sử dụng nhiều lần;
Độ sạch và độ chính xác được nâng cao đáng kể. Điều này sẽ làm giảm khối lượng gia cơng cơ khí;
75
Nâng cao độ bền cơ học của vật đúc, đặc biệt là độ bền ở lớp bề mặt tiếp giáp với khuôn kim loại.
Nâng cao sản lượng hàng năm do giảm được kích thước đậu ngót và phế phẩm đúc.
Nâng cao năng suất lao động.
Tiết kiệm diện tích nhà xưởng do không cần chế tạo hỗn hợp làm khn và
q trình làm khn.
Giảm giá thành sản phẩm.
Dễ cơ khí và tự động hố, điều kiện vệ sinh lao động tốt.
Khi thiết kế khn cần đảm bảo tính hợp lý sau :
Bo trịn các góc vng, góc nhọn. Hình 3.10. Bo trịn góc Bo trịn phần giao giữa các sóng Hình 3.11. Bo trịn phần giao lượn sóng Bo trịn bên trong lỗ Hình 3.12. Bo trịn trong lỗ
76
Bề dày của thành cố gắng đồng đều
Hình 3.13. Tạo thành có bề dày đồng đều
Bo tròn quanh lỗ để tránh bề dày thành quá mỏng
Hình 3.14. Hạn chế thành quá mỏng
Mở rộng lỗ trịn để tránh mép mỏng
Hình 3.15. Khắc phục mép mỏng
Tránh tạo các lỗ sâu, nên đánh dấu nhỏ ở các điểm cần gia công.
77
Tránh tạo lỗ xuyên qua những thành phần bên trong, việc này có thể dẫn đến hư
hỏng, sai lệch sản phẩm khi thốt khn
Hình 3.17. Tránh làm lỗ trong vật đúc
Tránh tạo những mặt phẳng quá lớn
Hình 3.18. Tránh tạo mặt phẳng lớn
Tăng thêm gân bền cho các chi tiết đơn (Nắp van, cửa xả)
Hình 3.19. Tăng bền cho các chi tiết
Tạo mặt nghiênh phía trong để thuận lợi cho việc đẩy sản phẩm khỏi khuôn.
78
Nên bố trí lõi về phía nửa khn di động
Hình 3.21. Bố trí lõi hợp lý
Hạn chế hình dạng vật đúc có độ nghiêng q lớn, vì điều này làm tăng sự phức
tạp khi chế tạo khuôn, tăng giá thành sản phẩm và giảm tuổi thọ khuôn.
Hình 3.22. Hạn chế vật đúc có độ nghiêng lớn
Trên cơ sở bản thiết kế 3D và những yêu cầu về tính hợp lý như trên, khn đúc áp lực đã được thiết kế bản vẽ 2D trình bày trong phụ lục 1. Thực tế đã chế tạo được khn đúc thân van, nắp và cửa xả theo hình 3.23
79
Kim loại được đúc là một yếu tố cần chú ý. Trong quá trình làm việc yêu cầu vật
liệu ảnh hưởng ở mức nhỏ. Các hợp kim được sử dụng để đúc áp lực thường
được lựa chọn theo thành phần hóa học, các tính chất sử dụng và các tính chất cơng nghệ. Hợp kim dùng để đúc áp lực cần có khoảng kết tinh hẹp để nhận được vật đúc có độ hạt nhỏ, mật độ cao, đồng đều, độ bền và độ dẻo cao ở nhiệt độ cao. Hợp kim cũng cần có độ chảy lỗng tốt, khơng bám dính khn, thành phần hóa học ổn định khi giữ lâu trong lò. Mỗi loại hợp kim dùng trong đúc áp lực đều có những ưu điểm riêng biệt đối với yêu cầu của sản phẩm hoàn chỉnh. Vì thế, tùy trường hợp cụ thể mà ta chọn loại hợp kim thích hợp.
Bảng 3.1. Cơ tính của vật liệu đúc.
Vật liệu được chọn trong quá trình chế tạo là Hợp kim nhơm AlSi12 bởi các ưu
điểm sau:
Nhóm hợp kim có khối lượng riêng nhỏ, cho sự ổn định về kích thước khi đúc những chi tiết có hình dáng phức tạp và thành mỏng. Nhơm có cơ tính và tính chống ăn mịn tốt, dẫn nhiệt và điện tốt, đồng thời bền cơ ở nhiệt độ cao. Các hợp kim nhôm được sử dụng rộng rãi nhất là: AlSi12, AlSi9Mg0,3, AlMg8, AlSi8Cu4.
80
Hình 3.24. Thân van sau khi đúc
Hình 3.25. Lắp van sau khi đúc
3.2.2.2. Gia cơng thân van
Thân van có nhiều bước gia công phức tạp, đa phần sử dụng nguyên công
khoan. Thao tác nguyên công nào trước sẽ quyết định chất lượng sản phẩm và độ
chính xác gia cơng.
Gia cơng thân van có thể tiến hành theo các bước sau đây:
Bước 1: Phay bề mặt nắp ráp với nắp van và cửa xả: Bước 2: Khoan các đường khí:
81
Hình 3. 26. Phay bề mặt tạo chuẩn tinh
Sau bước 1 ta được chuẩn tinh để tiến hành khoan các đường khí. Có nhiều lỗ khí
khác nhau do đó yêu cầu
Bước 3: Kẹp chặt 2 bề mặt chuẩn tiến hành khoan như hình vẽ:
Trong quá trình tạo khn đúc luận văn đã thiết kế một bề mặt gia cơng phụđảm bảo khoan các đường khí theo bề mặt ngang (Hướng nhìn theo hình chiếu cạnh).
Bước 4: Hàn lỗ công nghệ:
Khi gia công các đường khí trong thân van ta tiến hành hàn lỗ công nghệ Bước 5: Tarô ren trong:
Trên thân van bao gồm 7 ren bắt vít với nắp và của xả, 2 ren côn bắt với các
đường ống khí nén.
Hai ren cơn do điều kiện cơng nghệ gia cơng tại Việt Nam cịn hạn chế, chưa đủ điều kiện thực hiện phương pháp tiện ren côn nên tại các vị trí bắt ống khí nén ta
thực hiện phương pháp ta rô bằng mũi tarô côn Bước 6: Xử lý bề mặt
82
Hình 3.27. Gia cơng bằng cách tạo thêm mặt phẳng
Hình 3.28. Ta rơ ren trên thân van
Vật liệu thân van là hợp kim nhơm, cơ tính kém, dễ biến dạng bề mặt. Do đó tại
83