3.2.2.1 Tạo khuôn cánh ngoài:
Bước 1: Tạo mặt phân khuôn:
Các mặt cần được thêm vào vị trí như hình 3.1.
Hình 3.1 Vị trí tạo mặt.
Tạo các đường cong trên hai mép cánh bằng lệnh Copy-Paste. Kết quả được như hình 3.2.
Hình 3.2 Đường cong hai mép cánh.
Thực hiện nối hai đường cánh lại bằng đường cong ôm sát biên dạng cánh và biên dạng củ. Tạo các đường cong bằng cách nhấp chọn con trỏ chuột ở vị trí Insert a datum curve trên thanh công cụ sau đó chọn: Thru Points > Done
> Spline > Whole Array > Add Point > Pick > Done. Nhấp OK trên hộp thoại CURVE: Through Points. Kết quả như hình 3.3.
Hình 3.3 Đường cong nối hai mép cánh.
Dùng lệnh Boundary tạo mặt và lệnh Pattern tạo thành các mặt xung quanh: Chọn Feature > Create > Surface > New > Advanced > Done > Boundaries > Done > Blended > Done. Kết quả như 3.4.
Hình 3.4 Mặt vừa tạo xong.
Bước 2: Tạo mặt hỗ trợ:
Tạo một mặt bao xung quanh cánh với diện tích tùy ý nhưng phải lớn hơn diện tích mặt cắt ngang của khuôn để đảm bảo tách được khuôn.
Dùng lệnh Sweep quét một mặt quanh biên dạng của cánh sau đó dùng lệnh Boundary tạo một mặt nối các mặt đó lại với nhau. Kết quả như hình 3.5.
• Sau khi tạo được mặt phân khuôn tiến hành bước thứ 3 tách khuôn thành 2 mảnh:
Bước 3: Gọi chi tiết tách khuôn:
Cách thực hiện như sau:
Nhấp chọn con trỏ ở vị trí New hoặc Create a new object trên màn hình làm việc. Hộp thoại New xuất hiện, chọn Manufacturing ở khungType và Mold Cavity ở khung Sub-type sau đó chọn Empty > OK trên hộp thoại New File Options.
Sau đó thiết lập lại đơn vị cho hệ thống bằng cách chọn như sau: Set Up > Units > Millimeter Newton Mitsubishind (mmNs) > Set > OK > Close > Done. Thực hiện lệnh gọi chi tiết bằng cách nhấp chọn: Mold Model > Assemble > Ref Model. Hộp thoại Open xuất hiện, nhấp chọn chi tiết chân vịt vừa tạo mặt phân khuôn xong hình 3.6.
Hình 3.6 Mặt phân khuôn vừa tạo.
Xuất hiện hộp thoại Create Reference Mold, nhấp chọn Merge By Ref > OK hoàn tất việc gọi chi tiết tách khuôn.
Bước 4: Tạo phôi bao trùm chi tiết:
Trên menu Mold Model chọn Create > Workpiece > Manual để tạo phôi cho chi tiết. Lựa chọn các mục trên hộp thoại Component Create và trên hộp thoại Creation Options sau đó chọn OK thực hiện tạo phôi bằng tay với kích thước tùy chỉnh.
Trên Menu Mold Model chọn Solid > Protrusion > Extrude > Solid > Done > Both Sides > Done > Pick .
Hình 3.7 Tạo phôi.
Sau đó chọn OK trên hộp thoại PROTRUSION: Extrude. Phôi được tạo ra có kích thước: 140x140x90 hình 3.7.
Hình 3.9 Phôi khi tạo xong.
Bước 5: Chọn mặt phân khuôn và tách khuôn.
Trên Menu Surface Define chọn Done/Return > Done/ Return. Trên Menu Mold chọn Mold Volume > Split > Two Volume > All Wrkpcs > Done.
Hình 3.10 Tách khuôn.
Sau đó Pick chọn mặt phân khuôn. Tiếp theo chọn Done Sel > OK trên hộp thoại Split. Xuất hiện hộp thoại Volume Name yêu cầu đặt tên khuôn trên và khuôn dưới sau đó nhấp chọn OK.
Trên Menu Mold Volume chọn Done/Return > Mold Comp > Extract. Xuất hiện hộp thoại Create Mold Component, nhấp chọn tất cả rồi ấn OK.
Hình 3.11 Tạo hai nửa khuôn. Kết thúc quá trình tách khuôn.
Bước 6: Mở khuôn:
Trên Menu Mold Comp chọn Done/Return > Mold Opening > Define Step > Define Move > Pick chọn vào mặt như hình dưới sau đó chọn Done Sel trên Menu Get Select.
Hình 3.12 Mở khuôn.
Mũi tên chỉ hướng mở khuôn xuất hiện sau đó nhập khoảng cách và nhấn Enter. Tiếp tục chọn Done trên Menu Define Step nhập khoảng cách mở khuôn.
Hình 3.13 Khoảng cách mở khuôn.
Sau khi nhập khoảng cách xong chọn tiếp Done và khuôn được tách ra như hình 3.11.
Hình 3.14 Khuôn khi hoàn thiện.
Sau khi thực hiện xong các bước thu được khuôn cánh ngoài tiếp theo tiến hành tách khuôn cánh trong.
3.2.2.Tạo khuôn cánh trong:
Sau khi tách cánh ngoài ta tiến hành tách cánh trong của chân vịt và tiến hành lắp ghép chúng lại với nhau.
Cánh trong của chân vịt khi được tách ra.
Hình 3.15 Cánh trong của chân vịt.
Các bước tiến hành tách tương tự như tách khuôn cánh ngoài nhưng không có bước tạo mặt phân khuôn phụ trợ.
Bước 1: Tạo mặt phân khuôn.
Tương tự như trên tạo các mặt ở phần nối các cánh với nhau bằng các mặt phẳng sau khi dùng lệnh Boundary.
Hình 3.16 Mặt phân khuôn cánh trong.
Bước2: Tạo phôi khuôn.
Sau khi tạo được mặt phân khuôn tiến hành tạo khuôn với hình dàng và tách khuôn thành 2 nửa.
Tách được hai nửa khuôn trong:
Hình 3.18 Khuôn trong sau khi tách.
Khi ta lắp ghép khuôn trong và khuôn ngoài được một bộ khuôn hoàn chỉnh.
Hình 3.20 Nửa khuôn trên.
3.3 Thiết kế và lắp ráp các chi tiết khác của bộ khuôn.
• Lõi: Là một chi tiết tạo ra lỗ trong củ chân vịt để gắn chân vịt vào trục
động cơ. Như hình 3.21.
• Tấm đỡ:
Tấm đỡ dùng để đỡ hai khuôn trong quá trình đúc chân vịt.
Có hai tấm đỡ khuôn dưới và tấm đỡ khuôn trên. Kết quả như hình 3.22 và hình 3.23.
Hình 3.22 Tấm đỡ khuôn dưới.
• Bulong:
Bulong có tác dụng xiết chặt tâm dỡ khuôn với khuôn. Kết quả như hình 3.24.
Hình 3.24 Bulong.
• Nắp:
Nắp có tác dụng nén nền composite trong long khuôn và che kín miệng khuôn. Kết quả như hình 3.25.
• Chốt định vị:
Có tác dụng định vị hai khuôn ngoài khi lắp khuôn lại với nhau cho đúng vị trí tương quan giữa chúng. Kết quả như hình 3.26.
Hình 3.26 Chốt định vị.
• Bộ khuôn đúc sau khi lắp ráp:
3.4 Kiểm tra độ bền khuôn trong quá trình làm việc:
Trong quá trình đúc, khuôn được đúc bằng phương pháp đúc áp lực bằng thanh đè do sản xuất đơn chiếc nên độ bền khuôn không bị ảnh hưởng nhiều có thể bỏ qua.
CHƯƠNG 4
LẬP TRÌNH GIA CÔNG CÁC CHI TIẾT PHỨC TẠP CỦA KHUÔN
Để có thể tiến hành chế tạo khuôn ta phải thực hiện các bước chính sau đây:
Bước 1: Lập trình gia công với sự trợ giúp của máy tính và phần mềm CAD/CAM.
Bước 2: Lập quy trình gia công khuôn Bước 3: Kiểm tra khuôn
4.1 Lập quy trình gia công khuôn.
4.1.1Quy trình gia công nửa khuôn trên:
Bản vẽ chế tạo:
Bản vẽ phôi:
Hình 4.2 Bản vẽ phôi ngoài trên. Bản vẽ đánh số:
Hình 4.3 Bản vẽ đánh số. Bảng 4.1 Tóm tắt các nguyên công.
Số thứ tự
Nguyên công Nội dung bước Mặt gia công Mặt định vị 1 Phay thô mặt 1 Phay thô mặt 4 Phay tinh mặt 1 Phay tinh mặt 4 1 4 1 4 4 1 4 1
2 3 Tiện thô mặt 2 Tiện tinh mặt2 Phay cánh 2 2 1 1,3 1,3 3,4 Nguyên công 1: Sơ đồ gá đặt: Hình 4.4 Bản vẽ gá đặt. a. Chọn máy:
Chọn máy phay đứng vạn năng 6P12: Thông số kỹ thuật:
Kích thước bàn máy: 320x1325 mm. Khoảng cách từ mũi trục chính tới bàn máy: 45-415 mm. Khoảng cách từ tâm trục chính tới trụ máy: 350 mm. Số cấp tốc độ quay trục chính: 18
Phạm vi tốc độ quay của trục chính: 30-1500 vòng/phút. Lượng ăn dao theo phương dọc: 23,5-1180 mm. Lượng ăn dao theo phương ngang: 15-786 mm. Lượng ăn dao theo phương thẳng đứng: 8-394 mm. Công suất động cơ chính: 7,5 kW Công suất động cơ ăn dao: 1,5 kW
b. Chọn dao:
Chọn dao phay mặt đầu:
Đường kính ngoài: D = 100mm. Chiều rộng dao: B = 40mm. Đường kính lỗ: d = 32mm. Số răng: z = 10.
c. Đồ gá:
Đồ gá là êto kẹp chặt định vị 5 bậc tự do. d. Chế độ cắt:
Chiều sâu cắt:
Chiều sâu cắt thô: t = 4,5mm. Chiều sâu cắt tinh: t = 0,5mm. (lấy đúng bằng lượng dư gia công). Lượng chạy dao:
Lượng chạy dao thô:
Sv = 0,3 mm/vòng. [1,tr.29, 5-24] Sz = 0,03mm/răng. [1,tr.108, 3-119] Lượng chạy dao tinh:
Sv = 1,2 mm/vòng. [1,tr.29, 5-37] Sz = 0,12 mm/răng. [1,tr.108, 5-119] Tốc độ cắt:
Có dung dịch trơn nguội:
Tốc độ: V = 34,5 mm/phút.
Nguyên công 2:
Thực hiện gia công trên máy tiện vạn năng:
60 140 1 4 0 Ø50-0,0015
Hình 4.6 Chi tiết sau khi tiện. Bản vẽ đánh số:
a. Sơ đồ gá đặt:
Hình 4.8 Sơ đồ gá đặt. b. Chọn máy:
Chọn máy tiện vạn năng T616 Đặc tính kỹ thuật chủa máy:
Chiều cao tâm 180mm. Khoảng cách 2 đầu tâm 850mm. Đường kính lớn nhất của chi tiết có thể gá được trên bàn dao D = 320mm.
Cấp tốc độ trục chính: 12 Bước ren trục vít máy tm = 6.
Lượng tiến dao ngang: 0,06 đến 3,34 (mm/vòng). Lượng tiến dao dọc: 0,04 đến 2,47(mm/vòng) Tốc độ quay trục chính: n = 45÷1980 vòng/ phút.
Ren cắt trên máy: 0,5÷9 mm.
Công suất động cơ: 4,5kW - 220/380V.
c. Đồ gá: Sử dụng mâm cặp bốn chấu không tự định tâm.
d. Dụng cụ cắt: Bao gồm dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 900 và dao tiện trong có góc nghiêng chính φ = 950 đều gắn mảnh hợp kim cứng (mm).
Kích thước dao tiện trong.
h b L R n l
25 16 140 1 7 16
Hình 4.9 Dao tiện trong.
f. Chế độ gia công được xác định bằng phương pháp tra bảng.
Tiện thô mặt 2: [1,tr.66,5-57]. Chiều sâu cắt: t = 2 (mm).
Lượng chạy dao: sd = 0,65 (mm/vòng).
Tốc độ quay trục chính: nm = 1400 (vòng/phút). Đường kính cắt: D = 45 (mm)
Tốc độ chạy dao: vtt = 201(m/phút). Thời gian gia công: tM = 3.3 (s).
Tiện tinh mặt 2: [1, tr.66, 5-57] t = 0,5(mm). sd = 0.21(mm/vòng). nm = 2240 (vòng/phút). D = 45 (mm). vtt = 378 (m/phút). tM = 6.51 (s). Nguyên công 3: • Chọn dao
Gia công thô:
Do dùng dao của hãng sản xuất Mitsubishi nên việc chọn dao phải dựa theo catalog của hãng dao cung cấp.
Chọn loại dao có tên là: VC-MH Enmill, Medium cut length, 3-4 flute, High helix angle.
Hình 4.10 Thông số dao. Chọn dao có kích thước: Đường kính ø20.
Chiều dài cắt 38 mm. Chiều dài dao 100 mm. Đường kính cán dao ø20. Số rãnh dao 3.
Gia công tinh:
Tương tự như phần gia công thô khi dùng dao gia công tinh tiến hành chọn dao trong catalog của nhà sản xuất.
Hình 4.11 Thông số dao. Vật liệu làm dao: Thép tôi (55HRC).
Kích thước dao: Đường kính ø3. Chiều dài cắt 8 mm. Chiều dài dao 70 mm. Đường kính cán dao ø6. Số rãnh dao 4.
• Đồ gá: Êto.
Sơ đồ gá đặt:
Hình 4.12 Sơ đồ gá đặt.
Rà gá: Sau khi đưa phôi nên êto khống chế 5 bậc tự do ta tiến hành ra gá cho phôi.
• Chế độ gia công.
Bước 1: Tiến hành gia công thô nửa khuôn trên.
Dựa vào dao vừa chọn ở bước 1 tiến hành chọn chế độ cắt gia công trên catolog do hãng sản xuất cung cấp phần chế độ cắt. Kết quả như hình 4.13.
Do đó ta có thể lấy chế độ cắt trong bảng catalog để tra chế độ cắt. Chọn dao phay ø20 với chế độ cắt như sau:
Chiều sâu cắt: t = 2mm (≤0,3D) Tốc độ chạy dao 190 mm/phút.
Tốc độ quay trục chính n = 960vòng/phút Chiều rộng mỗi lần ăn dao b = 4mm.
Mục đích của việc rà gá là đảm bảo cho bề mặt trên củ phôi song song với bàn máy, chúng ta làm như sau: Lắp đồng hồ so lên cơ cấu trục đứng của máy, cho kim của đồng hồ so tỳ hơi nhẹ vào bề mặt trên của phôi sao cho giá trị của đồng hồ so khác không. Sau đó ta chỉnh đồng hồ so sao cho kim chỉ giá trị không để tiện cho việc theo dõi. Tiếp đó ta điều khiển máy về chế độ quay tay và cho trục đứng của máy chạy lần lượt theo trục x và trục y của máy quan sát kim của đồng hồ so. Nếu kim không bị lệch khỏi vị trí giá trị không thì coi như việc ra gá đã thành công bước 1.
Sau khi rà gá xong ta tiến hành gia công thô nửa khuôn này.
Bước 2: Tiếp theo tiến hành gia công tinh bề mặt khuôn trên
Chế độ gia công bây giờ là chế độ gia công tinh như đã lập trình ở phần trên, dao cắt bây giờ là dao cầu Ø3 dùng để gia công tinh. Chiều dài dao cần phải được điều chỉnh lại sao cho phù hợp.
Chế độ gia công của chi tiết được tra trong catalog của hãng sản xuất dao. Ta dùng dao Mitsubishi nên sử dụng catalog của hãng dao để thực hiện tra chế độ cắt cho chi tiết. kết quả như hình 4.14.
Hình 4.14 Chế độ gia công dao cầu. Do đó ta lấy được chế độ của dao phay cầu như sau:
Chọn α > 15o.
Tốc độ chạy dao lớn nhất: Sn = 5600mm/phút. Chiều sâu cắt lớn nhất: t = 0,13mm.
Chiều rộng gia công: b > 0.3mm.
4.1.1.2 Quy trình gia công nửa khuôn dưới
• Bản vẽ chế tạo:
• Chuẩn bị phôi:
Vật liệu : Vật liệu dùng để gia công chi tiết ta dung vật liệu nhôm. Với kích thước như hình 4.16.
Hình 4.16 Phôi khuôn dưới.
Bản vẽ đánh số:
Bảng 4.2 Tóm tắt các nguyên công: Số thứ tự
nguyên công
Nội dung bước Mặt gia công Mặt định vị 1 2 3 Phay thô mặt 1 Phay thô mặt 4 Phay tinh mặt 1 Phay tinh mặt 4 Phay thô mặt 6 Phay thô mặt 5 Phay tinh mặt 6 Phay tinh mặt 5 Tiện thô mặt 2 Tiện tinh mặt 2 Tiện thô mặt 3 Tiện tinh mặt 3 Phay cánh 1 1 3 3 6 5 6 5 2 2 3 3 4 1 4 1 5 6 5 6 3,4 3,4 3,4 3,4 4
Nguyên công 1:Gia công trên máy phay.
Sơ đồ gá đặt:
a. Chọn máy:
Chọn máy phay đứng 6P12. b. Chọn dao:
Chọn dao phay mặt đầu:
Đường kính ngoài: D = 100 mm Chiều dày dao: B = 40 mm.
Đường kính lỗ: d = 32 mm. Số răng: z = 10
Hình 4.19 Dao phay mặt đầu.
c. Đồ gá:
Dùng êto kẹp chặt định vị 5 bậc tự do. d. Chế độ cắt:
Chiều sâu cắt:
Chiều sâu cắt tinh: t = 0,5
(lấy đúng bằng lượng dư gia công). Lượng chạy dao:
Lượng chạy dao thô:
Sv = 0,3 mm/vòng. [1, tr.29, 5-34] Sz = 0,03mm/răng. [1, tr.108, 3-119] Lượng chạy dao tinh:
Sv = 1,2 mm/vòng. [1, tr.29,5-37]
Sz = 0,12 mm/răng. [1, tr.108, 5-119] Tốc độ cắt:
Có dung dịch trơn nguội: Tốc độ: V = 34,5 m/phút.
Nguyên công 2:
Thực hiện gia công trên máy tiện vạn năng:
Chi tiết sau khi gia công trên máy tiện đạt thước như hình 4.20.
140 1 4 0 50 70 Ø 5 0 -0 ,0 15
a. Sơ đồ gá đặt
Hình 4.21 Bản vẽ gá đặt. b. Chọn máy:
Chọn máy tiện vạn năng T616. c. Dụng cụ cắt:
Kích thước dao tiện trong.
h b L R n l
25 16 140 1 7 16
Kích thước dao tiện ngoài.
h b L R N l P
16 12 170 1 6 12 80
Hình 4.22 Dao tiện ngoài. Dao tiện trong:
d. Đồ gá: Sử dụng mâm cặp bốn chấu tự định tâm.
f. Chế độ gia công được xác định bằng phương pháp tra bảng. [1, tr.66, 5-57]
Tiện thô mặt 2:
Chiều sâu cắt: t = 2 (mm).
Lượng chạy dao: sd = 0,65 (mm/vòng). Tốc độ quay trục chính: nm = 1400 (vòng/phút). Đường kính gia công: D = 45(mm).
Tốc độ chạy dao: vtt = 201(mm/phút). Thời gian gia công: tM = 3.3 (s).
Tiện tinh mặt 2: t = 0,5(mm). sd = 0.21(mm/vòng). nm = 2240 (vòng/phút). D = 53.74 (mm); vtt = 378 (mm/phút). tM = 6.51 (s). Tiện thô mặt 3: t = 4 (mm).