Báo cáo: Nghiên cứu chế tạo khuôn uốn định hình trên máy CNC sử dụng trong sản xuất bàn ghế bằng ống thép

Chia sẻ: Nguyen Bao Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

101
lượt xem 41
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Uốn ống truyền động thủy lực kiểu trục tâm đã được áp dụng phổ biến ở nước ta. Các loại máy uốn hiện nay được nhập ngoại từ nhiều nguồn khác nhau như hãng Shaw Group Inc-Mỹ, Shanghai Guoqing Machinary-Trung Quốc...Các máy uốn CNC nhập ngoại có giá thành khá cao từ vài chục tới vài trăm ngàn USD...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo: Nghiên cứu chế tạo khuôn uốn định hình trên máy CNC sử dụng trong sản xuất bàn ghế bằng ống thép

Bé C«ng th−¬ng Tæng C«ng ty M¸y ®éng lùc vµ m¸y n«ng nghiÖp ViÖn C«ng nghÖ B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi KH-CN M∙ sè: 247.07.RD/H§-KHCN Tên đề tài: Nghiªn cøu chÕ t¹o khu«n uèn ®Þnh h×nh trªn m¸y cnc sö dông trong s¶n xuÊt bµn ghÕ b»ng thÐp èng C¬ quan chñ qu¶n: Bé C«ng th−¬ng C¬ quan chñ tr×: ViÖn C«ng nghÖ Chñ nhiÖm ®Ò tµi: KS. §Æng thµnh c«ng 6801 12/4/2008 Hµ Néi 3 - 2008 1
Bé C«ng th−¬ng Tæng C«ng ty M¸y ®éng lùc vµ m¸y n«ng nghiÖp ViÖn C«ng nghÖ B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi KH-CN M∙ sè: 247.07RD/H§-KHCN Tên đề tài: Nghiªn cøu chÕ t¹o khu«n uèn ®Þnh h×nh trªn m¸y cnc sö dông trong s¶n xuÊt bµn ghÕ b»ng thÐp èng C¬ quan chñ tr× Chñ nhiÖm ®Ò tµi KS. §Æng Thµnh C«ng Hµ Néi , 3 - 2008 2
Môc lôc I. Tæng quan 2 1.1 M¸y uèn èng, nguyªn lý uèn èng kiÓu trôc t©m. 2 1.2 Khu«n mÉu kim lo¹i vµ khu«n uèn èng. 9 II. gia c«ng khu«n trªn m¸y cnc 14 2.1 M¸y CNC c¾t kim lo¹i b»ng dao cô 15 2.2 M¸y tia löa ®iÖn 18 2.3 LËp tr×nh gia c«ng khu«n mÉu trªn m¸y CNC 20 III. Qui tr×nh chÕ t¹o khu«n uèn bµn ghÕ trªn m¸y CNC. 23 3.1 Qui tr×nh gia c«ng c¬ 23 3.2 Qui tr×nh nhiÖt luyÖn 33 3.3 S¬ ®å qui tr×nh chÕ t¹o 36 IV.KÕt luËn. 37 Tµi liÖu tham kh¶o Phô lôc. 1. Biªn b¶n nghiÖm thu ch¹y thö s¶n phÈm 2. PhiÕu ®o ®é cøng 3. Mét sè chu tr×nh gia c«ng trong c¸c hÖ ®iÒu khiÓn CNC 3
I. tæng quan 1.1 M¸y uèn èng, nguyªn lý uèn èng kiÓu trôc t©m a) M¸y uèn èng Uèn èng truyÒn ®éng thuû lùc kiÓu trôc t©m ®· ®−îc ¸p dông phæ biÕn ë n−íc ta. C¸c lo¹i m¸y uèn èng hiÖn nay ®−îc nhËp ngo¹i tõ nhiÒu nguån kh¸c nhau nh− h·ng Shaw Group Inc – Mü, Shanghai Guoqing Machinary - Trung Quèc...C¸c m¸y uèn CNC nhËp ngo¹i cã gi¸ thµnh kh¸ cao tõ vµi chôc tíi vµi tr¨m ngµn USD. Trong n−íc còng ®· cã mét sè ®¬n vÞ ®· vµ ®ang tiÕn hµnh hîp t¸c nghiªn cøu chÕ t¹o m¸y uèn èng ®iÒu khiÓn CNC nh− C«ng ty ThiÕt kÕ vµ ®ãng tµu MiÒn nam (SESCO) víi ®Ò tµi cÊp Nhµ n−íc “Nghiªn cøu thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o m¸y uèn èng CNC phôc vô c«ng nghiÖp uèn èng”. M¸y uèn èng kiÓu trôc t©m ®iÒu khiÓn CNC cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau: - Tù ®éng ho¸ cao, c¸c chuyÓn ®éng chÝnh trong qu¸ tr×nh uèn ®−îc tù ®éng ho¸. - C¸c chuyÓn ®éng ®−îc kiÓm nghiÖm bëi hÖ thèng ®o kü thuËt sè víi ®é chÝnh x¸c cao. - KÕt nèi dÔ dµng víi nh÷ng phÇn mÒm thiÕt kÕ èng. M¸y uèn èng kiÓu trôc t©m ®iÒu khiÓn PLC cã c¸c ®Æc ®iÓm sau: - Thao t¸c cÊp èng vµ th¸o èng ®−îc thùc hiÖn bëi thî vËn hµnh m¸y víi c¸c th−íc ®o c¬ khÝ (c÷ chÆn, thao...) do ®ã ®é chÝnh x¸c cña vÞ trÝ uèn, gãc uèn cã phÇn phô thuéc vµo tay nghÒ thî. - LËp tr×nh gia c«ng cho c¸c biªn d¹ng uèn kh¸c nhau th−êng kÐm linh ho¹t. - ViÖc kÕt nèi gi÷a PC víi bé ®iÒu khiÓn khã kh¨n h¬n (ph¶i th«ng qua nh÷ng tr×nh biªn dÞch riªng). Kh«ng hç trî t−¬ng thÝch víi c¸c phÇn mÒm thiÕt kÕ èng (c¸c phÇn mÒm thiÕt kÕ èng kh«ng xuÊt file gia c«ng trùc tiÕp cho c¸c hÖ ®iÒu khiÓn PLC). M¸y uèn èng kiÓu trôc t©m bao gåm c¸c bé phËn chÝnh sau: 4
- HÖ thèng kÕt cÊu, truyÒn ®éng c¬ khÝ: khung m¸y, hÖ thèng truyÒn ®éng b¸nh r¨ng, xÝch t¶i, côm g¸ l¾p khu«n, c¬ cÊu kÑp èng, côm bµn m¸y vµ dÉn h−íng, ®éng c¬... - HÖ thèng truyÒn ®éng thuû lùc gåm b¬m dÇu, xi lanh thuû lùc, c¸c van ph©n phèi, tiÕt l−u, an toµn. - HÖ thèng ®iÒu khiÓn: PLC hoÆc CNC gåm bé ®iÒu khiÓn trung t©m, c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn c¸c trôc, c¸c m¹ch khuyÕch ®¹i... H×nh 1: M¸y uèn kiÓu trôc t©m ®iÓu khiÓn CNC. §Æc ®iÓm, kÕt cÊu mét sè bé phËn chÝnh cña m¸y uèn èng kiÓu trôc t©m: - Côm khung m¸y: Gåm c¬ cÊu hµn tõ thÐp h×nh C45, gåm khung m¸y, dÉn h−íng. Côm th©n m¸y cÇn ®¶m b¶o cøng v÷ng ®Ó l¾p c¸c bé phËn kh¸c cña m¸ykhi lµm viÖc æn ®Þnh kh«ng rung. 5
H×nh 2: KÕt cÊu côm khung m¸y. - Côm truyÒn ®éng chÝnh: ChuyÓn ®éng chÝnh cña m¸y gåm chuyÓn ®éng kÑp chÆt èng cña c¬ cÊu kÑp èng, chuyÓn ®éng ®Èy èng tíi vÞ trÝ theo lËp tr×nh, vµ chuyÓn ®éng quay cña trôc khu«n uèn t¹o thµnh gãc uèn mong muèn. H×nh 3. KÕt cÊu truyÒn ®éng chÝnh m¸y uèn èng kiÓu trôc t©m. - C¬ cÊu ®Èy: C¸c bé phËn chÝnh gåm xi lanh piston ®Èy, c¸c thanh nèi, c¸c gi¸ ®Èy. C¬ cÊu ®Èy cã chøc n¨ng chÝnh lµ ®Èy ô ®éng quay t¹o chuyÓn ®éng lÖch t©m trong qu¸ tr×nh uèn 6
H×nh 4. C¬ cÊu ®Èy - C¬ cÊu kÑp èng: Di chuyÓn èng ®Õn vÞ trÞ ®Þnh s½n, kÑp chÆt èng gióp cho èng kh«ng dÞch chuyÓn trong qu¸ tr×nh uèn. C¬ cÊu bao gåm nh÷ng bé phËn chÝnh nh−: Xi lanh, ptiston, hép gi¶m tèc, bé truyÒn b¸nh vÝt, c¸c tay ®ßn, b¹c kÑp... H×nh 5. C¬ cÊu kÑp èng - C¬ cÊu g¸ l¾p khu«n: Cã chøc n¨ng g¸ l¾p c¸c khu«n uèn lªn bµn m¸y, bao gåm c¸c bé phËn chÝnh sau: BÝch khung ®ì, gi¸ ®ì xi lanh tay uèn, gi¸ ®ì ngang, tÊm dÉn h−íng... 7
H×nh6. C¬ cÊu g¸ l¾p khu«n Thông số KT ĐV 50TSR- 65TSR- 80TSR- 100TSR- 120TSR- T RBH RBH RBH RBH RBH 101.6 Khả năng uốn lớn mm 50x3.0 65x 3.0 80 x4.5 120x5.5 nhất.(S=40kgf/mm2) x5.5 Đường kính uốn lớn mm 30~220 35~250 40~250 60~400 80~450 nhất Chiều dài vượt tâm mm 2200 2500 3000 3600 5000 lớn nhất 4400 x 5000 x Kích thước tổng thể 5300 x 6500 x 8650 x 1250 1600 1800 mm 1050 1250 (DxRxC) x 1500 x 1550 x 1600 x 1400 x 1450 kgs 2000 3000 4000 6000 8000 Tổng trọng lượng B¶ng 1. Th«ng sè kü thuËt mét sè M¸y uèn thuû lùc ®iÒu khiÓn PLC 8
Thông số KT ĐVT CNC-F38H-4A CNC-F38H-5A Khả năng uốn lớn nhất mm 38 x 2.5 38 x 2.5 O.D.(S=40kgf/mm2) Góc uốn lớn nhất mm 38 ~ 180 38 ~ 180 Khoảng cách giữa bàn uốn mm 320~4200 320 ~ 4200 Tỷ lệ làm việc-OD.19.05mm PC 3~4 3~4 Tỷ lệ làm việc- OD.25mm PC 2~3 2~3 Tỷ lệ làm việc - OD.32mm PC 1~2 1~2 Tỷ lệ làm việc - OD.38mm PC 1 1 Kích thước tổng thể mm 7000x1200x1500 7000x1200x1500 (DxRxC) Tổng trọng lượng kgs 2000 2100 B¶ng 2. Th«ng sè kü thuËt mét sè lo¹i m¸y uèn hai ®Çu CNC b) Nguyªn lý uèn èng kiÓu trôc t©m: Uèn èng kiÓu trôc t©m dùa trªn chuyÓn ®éng lÖch t©m theo cung trßn ®Ó uèn nh÷ng b¸n kÝnh mong muèn, khi ®ã b¸n kÝnh gãc uèn b»ng b¸n kÝnh cña cung. Còng gièng nh− uèn thÐp thanh èng chÞu kÐo t¹i mÐ ngoµi vµ nÐn t¹i phÝa trong. Th«ng th−êng víi nh÷ng b¸n kÝnh uèn nhá h¬n hai lÇn ®−êng kÝnh uèn ng−êi ta th−êng nung nãng èng ®Ó khi uèn èng kh«ng bÞ nh¨n, dËp. Trªn m¸y uèn ®−îc bè trÝ khu«n mÉu, g¸ kÑp khu«n, thao uèn…èng sÏ ®−îc ®−a vµo thao ®óng tíi c÷ chÆn, d−íi t¸c ®éng cña thuû lùc nöa khu«n ®éng sÏ chuyÓn ®éng uèn èng theo ®óng gãc uèn mong muèn khíp víi nöa khu«n tÜnh. Khi uèn èng sÏ tú lªn hai nöa khu«n, do ®ã khu«n uèn sÏ chÞu lùc kÐo, nÐn MÆt kh¸c khi uèn th«ng th−êng kh«ng sö dông b«i tr¬n nªn bÒ mÆt khu«n sÏ tiÕp xóc trùc tiÕp víi èng uèn g©y nªn ma s¸t, mµi mßn lín 9
Khuôn uốn Khuôn đỡ Thao Khuôn uốn H×nh 7. Bè trÝ khu«n trªn m¸y uèn thuû lùc Tæng qu¸t l¹i qu¸ tr×nh uèn bao gåm nh÷ng b−íc sau: B1. CÊp èng: §èi víi m¸y uèn PLC ®a sè cÊp èng b»ng thñ c«ng, ®èi víi nh÷ng èng cã ®−êng kÝnh lín cã sù hç trî cña pal¨ng, xe n©ng, cÈu. §èi víi m¸y uèn èng tÝch hîp ®iÒu khiÓn CNC cã hÖ thèng cÊp èng tù ®éng ®Ó ®¶m b¶o qu¸ tr×nh uèn liªn tôc. B2: Di chuyÓn, ®Þnh vÞ, kÑp chÆt èng: Trªn c¸c m¸y uèn ®iÒu khiÓn CNC hiÖn nay c¸c thao t¸c nµy hoµn toµn tù ®éng. èng ®−îc di chuyÓn tíi vÞ trÝ lËp tr×nh s½n vµ ®−îc kÑp chÆt bëi c¬ cÊu kÑp èng sao cho khi uèn èng kh«ng bÞ di chuyÓn. B3: Uèn èng: Khu«n trªn ®−îc hÖ thèng thuû lùc ®Èy s¸t vµo khu«n d−íi, sau ®ã côm ®éng quay quanh trôc cè ®Þnh uèn èng thµnh gãc ®Þnh tr−íc. B4: Th¸o èng: §èi víi m¸y ®iÒu khiÓn CNC thao t¸c th¸o èng còng hoµn toµn tù ®éng. 10
1.2. khu«n mÉu kim lo¹i, khu«n uèn èng. Ngµy nay khu«n mÉu ®−îc sö dông rÊt nhiÒu trong c¸c ngµnh kh¸c nhau khi cÇn t¹o h×nh vËt thÓ nh− ngµnh gia c«ng biÕn d¹ng nguéi, ®óc, s¶n xuÊt s¶n phÈm nhùa. VËt liÖu lµm khu«n còng rÊt ®a d¹ng, tõ hçn hîp c¸t tíi c¸c lo¹i thÐp hîp kim kh¸c nhau. C¸c lo¹i khu«n mÉu lµm b»ng kim lo¹i sö dông trong c¸c ngµnh nh− sau: a) Khu«n sö dông trong gia c«ng biÕn d¹ng nguéi vµ biÕn d¹ng nãng. C¸c lo¹i khu«n biÕn d¹ng nguéi (dËp, uèn…) ®−îc sö dông phæ biÕn trong gia c«ng c¬ khÝ, cã −u ®iÓm lµ n¨ng suÊt cao, thao t¸c gia c«ng ®¬n gi¶n H×nh 8. Khu«n dËp c¾t H×nh 9. Khu«n dËp liªn hoµn trªn m¸y thuû lùc Khu«n dËp, uèn cã ®Æc ®iÓm lµm viÖc lµ ngoµi chÞu ¸p lùc lín cßn chÞu øng suÊt uèn, va ®Ëp vµ ma s¸t lín, ®èi víi nh÷ng khu«n biÕn d¹ng nãng cßn ph¶i chÞu c¶ nhiÖt ®é cao trong qu¸ tr×nh gia c«ng do ®ã ph¶i ®¸p øng ®−îc nh÷ng ®iÒu kiÖn sau: - §é cøng: Khu«n dËp nãi chung ph¶i ®¹t ®é cøng tõ 56HRC trë lªn tuú thuéc vµo thÐp l¸ dËp. §èi víi thÐp dËp cã ®é cøng cao nh− thÐp kü thuËt ®iÖn (t«n silic) ®é cøng yªu cÇu lín h¬n 60HRC. §Æc ®iÓm cÇn 11
chó ý khi chän vËt liÖu lµm khu«n dËp lµ ë ®é cøng lín h¬n 62 HRC khu«n dÔ bÞ nøt, mÎ khi lµm viÖc - TÝnh chèng mµi mßn: Khu«n dËp ph¶i chÞu ma s¸t lín nªn ®ßi hái cã tÝnh chèng mµi mßn cao ®Ó ®¶m b¶o kÝch th−íc vµ ®é sai lÖch cña s¶n phÈm sau dËp. - §é bÒn vµ ®é dai va ®Ëp: Th«ng th−êng khu«n dËp chÞu t¶i träng ®ét ngét trong thêi gian rÊt ng¾n do ®ã khu«n còng ph¶i ®¶m b¶o ®é dai va ®Ëp ®Ó kh«ng søt, mÎ khi lµm viÖc. §Ó ®¶m b¶o nh÷ng yªu cÇu nãi trªn, b−íc chän vËt liÖu lµm khu«n kh¸ quan träng trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ chÕ t¹o khu«n. Nh÷ng m¸c thÐp th«ng th−êng lµm khu«n biÕn d¹ng nguéi hiÖn nay lµ SKD 11, (tiªu chuÈn JIS), X12, 9XC (tiªu chuÈn Nga).... Nh÷ng thÐp sö dông trong lµm khu«n biÕn d¹ng nãng lµ SKD61, X40CrMoV5-1..., TT M¸c thÐp C W Mo Cr V Mn 1 SKD 11 1,4 – 1,6 0,8- 11,0- 0,2-0,3 0,6 1,2 13,0 2 SKD61 0,32-0,42 1-1,5 4,5-5,5 0,8-1,2 0,5 3 X12 2,0-2,2 - - 11,5- - 0,15- 13,0 0,4 4 SKD1 1,8-2,4 - - 12-15 0,3 0,6 5 SKS31 0,95-1,05 1,00-1,5 - 0,8-1,2 - 0,9-1,2 6 100CrWMn 0,9-1,05 1,2-1,6 - 0,9-1,2 - 0,8-1,1 B¶ng 3. Mét sè m¸c thÐp lµm khu«n biÕn d¹ng th«ng dông b) Khu«n sö dông trong ngµnh nhùa. Cã hai lo¹i h¹t nhùa hiÖn th−êng ®−îc sö dông hiÖn nay trong s¶n xuÊt s¶n phÈm nhùa lµ thermoset vµ thermoplastic. HiÖn nay, xu h−íng chung lµ dïng thermoplastic v× cã thÓ t¸i chÕ cã c¸c lo¹i nh− Polyethylene LDPE, Polycarbonate, PET...VËt liÖu cho khu«n ®ïn Ðp nhùa th−êng lµ thÐp P20 hoÆc NA-55. 12
H×nh 10. Khu«n Ðp vá ®iÖn tho¹i Trong thiÕt kÕ khu«n Ðp nhùa cÇn chó ý ®Õn gãc rót khu«n th«ng th−êng lµ tõ 0,5 ÷ 20 tuú theo chiÒu dµi cña s¶n phÈm. HiÖn nay ch−a cã sæ tay hay tµi liÖu nµo ®Ò cËp chÝnh x¸c mµ chñ yÕu lµm theo kinh nghiÖm. Hai phÇn cña khu«n th−êng ®−îc g¾n trªn hai miÕng thÐp (lãt khu«n) ®ñ dµy ®Ó g¾n lªn hÖ thèng thuû lùc. Khi thiÕt kÕ khu«n Ðp nhùa cÇn chó ý bè trÝ r·nh dÉn t¹i nh÷ng vÞ trÝ chÞu ¸p suÊt thÊp nhÊt. NÕu lµ r·nh dÉn trßn ®−êng kÝnh th«ng th−êng ph¶i lín h¬n 0,9 mm. Bé phËn phun nhùa(Runner) th−êng ®i kÌm m¸y nh−ng chó ý ph¶i chän lo¹i phï hîp víi khèi l−îng s¶n phÈm. Trong thiÕt kÕ khu«n Ðp nhùa ®é chÝnh x¸c lµ rÊt quan träng vµ còng quyÕt ®Þnh ®Õn gi¸ thµnh cña khu«n (vÝ dô ®é chÝnh x¸c khi lµm khu«n Ðp chai nhùa kh«ng cÇn yªu cÇu cao nh− Ðp vá chuét m¸y tÝnh). §é dµy thµnh khu«n còng rÊt quan träng nÕu lµm dµy th× nguéi chËm vµ ®é co cña nhùa sÏ cao cßn nÕu lµm máng th× ng−îc l¹i. c) Khu«n sö dông trong §óc ¸p lùc. §a sè c¸c m¸y ®óc ¸p lùc cao hiÖn nay theo kiÓu buång Ðp nguéi n»m ngang. Khu«n ®óc bao gåm hai nöa khu«n gåm mét nöa cè ®Þnh (nöa khu«n tÜnh) vµ mét nöa chuyÓn ®éng (nöa khu«n ®éng). Ruét ®−îc bè trÝ t¹i nöa khu«n ®éng v× dÔ dì h¬n. CÊu t¹o khu«n ®óc th−êng rÊt phøc t¹p gåm buång Ðp, kªnh dÉn, r·nh dÉn, c¸c chèt dÉn h−íng, chèt ®Èy... (h×nh 11) 13
H×nh 11. M¸y ®óc ¸p lùc 420 tÊn (ViÖn C«ng nghÖ) Khu«n ®óc ¸p lùc tuy kh«ng chÞu ¸p lùc cao vµ t¶i träng va ®Ëp lín b»ng c¸c khu«n Ðp nguéi nh−ng l¹i chÞu nhiÖt ®é cao vµ thay ®æi liªn tôc. Do ®ã vËt liÖu lµm khu«n ®óc ¸p lùc ngoµi yªu cÇu vÒ ®é bÒn, ®é dai, ®é chÞu mµi mßn cao cßn ph¶i cã kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt ®é cao vµ thay ®æi liªn tôc. §èi víi ®óc nh«m ng−êi ta hay dïng thÐp 4Cr5W2PPb, 3Cr2W8b, ®óc kÏm vËt liÖu lµm khu«n th−êng lµ 5CrMnNi. Khu«n ph¶i ®−îc nhiÖt luyÖn, c¸c bÒ mÆt lµm viÖc ®−îc mµi nh½n, (hiÖn nay th−êng mµi b»ng tay), m¹ cr«m, anot ho¸, hoÆc phèt ph¸t ho¸ bÒ mÆt khu«n. d) Khu«n uèn èng. - Khu«n uèn R (b¶n vÏ xem phÇn phô lôc) Khu«n uèn èng cã b¸n kÝnh R lµ chi tiÕt cã d¹ng trô trßn xoay víi r·nh cÇu. Khu«n uèn R ®−îc l¾p trªn phÇn b¨ng m¸y cè ®Þnh, nã ®−îc g¾n vµo trôc quay vµ chØ kÐo trªn trôc ®ã khi uèn. §èi víi mçi s¶n phÈm kh¸c nhau khu«n uèn sÏ cã ®−êng kÝnh phï hîp. Víi ®Æc ®iÓm lµ chÞu kÐo, nÐn, ma s¸t, mµi mßn lín khi lµm viÖc nªn vËt liÖu lµm khu«n ®Ó ®¸p øng ®−îc nh÷ng yªu cÇu vÒ c¬ tÝnh lµ rÊt quan träng. Tr−íc ®©y, ng−êi ta th−êng dïng thÐp C45 gia 14
c«ng sau ®ã nhiÖt luyÖn tuy nhiªn tuæi thä cña khu«n rÊt thÊp, khu«n mßn nhanh g©y sai háng s¶n phÈm nh− gãc uèn kh«ng ®¶m b¶o, cong vªnh, x−íc bÒ mÆt. §èi víi nh÷ng gãc uèn nhá h¬n hai lÇn ®−êng kÝnh èng b¾t buéc ph¶i nung nãng ®Ó chèng nh¨n èng do ®ã ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ ®é cøng, ®é dai va ®Ëp vµ bÒn nhiÖt chän vËt liÖu thÐp SKD61 víi ®é cøng ®¹t lín h¬n 50 HRC sau nhiÖt luyÖn. Khi gia c«ng khu«n uèn R lµ cÇn ®¶m b¶o chÝnh x¸c vÒ dung sai kÝch th−íc l¾p ghÐp gi÷a lç g¸ trôc vµ phÇn g¸ khu«n ®ì d−íi. §Ó gia c«ng khu«n R sö dông m¸y tiÖn lµ phï hîp nhÊt, gia c«ng trªn c¸c m¸y c«ng cô kh¸c ®é chÝnh x¸c vµ hiÖu qu¶ sÏ kh«ng ®¹t ®−îc nh− gia c«ng trªn m¸y tiÖn. Tr−íc ®©y, c¸c lo¹i khu«n nµy th−êng ®−îc gia c«ng trªn m¸y tiÖn c¬ nh−ng ®é chÝnh x¸c phô thuéc nhiÒu vµo tay nghÒ thî ®øng m¸y nªn chÊt l−îng khu«n kh«ng æn ®Þnh. Nay c¸c lo¹i khu«n nµy ®−îc gia c«ng trªn m¸y tiÖn CNC sÏ t¨ng n¨ng suÊt, ®¶m b¶o æn ®Þnh chÊt l−îng khu«n - Khu«n uèn trªn (b¶n vÏ xem phÇn phô lôc): Khu«n uèn trªn cã d¹ng h×nh hép cã r·nh cÇu ®−îc g¾n trªn phÇn b¨ng ®éng cña m¸y uèn cïng víi khu«n ®ì d−íi kÑp vµ gi÷ èng khi uèn. Tuú theo b¸n kÝnh uèn mµ khu«n cã chiÒu dµi phï hîp. Khu«n ®ì trªn chÞu kÐo, nÐn, ma s¸t vµ mµi mßn khi uèn. Còng gièng nh− khu«n uèn R, thÐp chän vËt liÖu thÐp SKD61 ®Ó ®¶m b¶o ®é cøng vµ ®é bÒn nhiÖt (khi uèn èng cã qu¸ tr×nh nung nãng) cña khu«n. - Khu«n ®ì d−íi (b¶n vÏ xem phÇn phô lôc): Khu«n ®ì d−íi còng t−¬ng tù nh− khu«n ®ì trªn. VËt liÖu lµm khu«n còng chän thÐp SKD 61. 15
II. Gia c«ng khu«n trªn m¸y c«ng cô CNC Sù xuÊt hiÖn cña c¸c m¸y c«ng cô CNC ®· nhanh chãng thay ®æi c«ng nghÖ s¶n xuÊt khu«n mÉu. C¸c ®−êng cong lßng khu«n ®−îc gia c«ng dÔ dµng h¬n. C¸c cÊu tróc phøc t¹p 3D còng ®−îc thùc hiÖn dÔ h¬n, l−îng lín c¸c thao t¸c cña ng−êi thî ®−îc gi¶m thiÓu, gãp phÇn t¨ng chÊt l−îng vµ n¨ng suÊt gia c«ng. ViÖc lËp tr×nh gia c«ng khu«n trªn c¸c phÇn mÒm bao gåm c¶ viÖc m« pháng qu¸ tr×nh gia c«ng gióp cho qui tr×nh gia c«ng hoµn thiÖn h¬n tr−íc khi ®−a vµo gia c«ng thùc tÕ. Ngµy nay, trong m«i tr−êng s¶n xuÊt linh ho¹t, mét lo¹t c¸c m¸y gia c«ng CNC cã thÓ kÕt hîp thµnh mét tæ hîp (CNC engineering center) ®Ó cã thÓ s¶n xuÊt khÐp kÝn tõ ®Çu vµo ®Õn ®Çu ra cña mét s¶n phÈm khu«n mÉu. ë nh÷ng n−íc ph¸t triÓn, ng−êi ta ®· tÝch hîp ®Ó h×nh thµnh nh÷ng ph©n x−ëng s¶n xuÊt khu«n mÉu linh ho¹t víi tæ hîp CIM (Computer Integarated Manufacturing) víi viÖc trang bÞ thªm c¸c robot cÊp liÖu vµ hÖ thèng ®o l−êng qu¶n lý chÊt l−îng ®ång bé. M¸y CNC cã thÓ ®iÒu khiÓn trùc tiÕp tõ c¸c b¶n vÏ cña c¸c phÇn mÒm thiÕt kÕ v× thÕ cã thÓ chuyÓn trùc tiÕp tõ bé phËn thiÕt kÕ sang bé phËn chi tiÕt mµ kh«ng cÇn ®Õn in b¶n vÏ ra giÊy. M¸y gia c«ng CNC sö dông trong s¶n xuÊt khu«n mÉu cã hai lo¹i lo¹i c¾t kim lo¹i b»ng dông cô c¾t (dao) nh− m¸y tiÖn, phay...vµ lo¹i c¾t kim lo¹i b»ng tia löa ®iÖn (b¶n chÊt lµ lµm bèc h¬i kim lo¹i). VÒ b¶n chÊt gia c«ng trªn c¸c m¸y c«ng cô c¾t CNC lµ gièng nhau, c¸c th«ng sè c«ng nghÖ nh− l−îng ch¹y dao, tèc ®é ch¹y dao, tèc ®é trôc chÝnh...vv... ®Òu ®−îc ®iÒu khiÓn b»ng kü thuËt sè. 16
H×nh 12. M« h×nh s¶n xuÊt tæ hîp CIM 2.1 . M¸y CNC c¾t kim lo¹i b»ng dao. - M¸y tiÖn: M¸y tiÖn cã hai lo¹i 2D vµ 3D, trong ®ã lo¹i 2D phæ biÕn h¬n th−êng ®−îc dïng ®Ó gia c«ng c¸c khu«n, g¸ cã bÒ mÆt trô ngoµi hoÆc trô trong. C¸c m¸y tiÖn 3D, ngoµi chøc n¨ng nh− ë m¸y 2D cßn bè trÝ thªm mét trôc quay thø 3 (gäi lµ trôc C – quay quanh trôc OZ) vµ trªn ®Çu dao cßn cã chuyÓn ®éng quay cña dông cô t¹o nªn vËn tèc c¾t ®Ó thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc nh− khoan, khoÐt, doa c¸c lç ®ång t©m hay lÖch t©m víi t©m chi tiÕt. Khi gia c«ng, ng−êi thî cÇn x¸c ®Þnh to¹ ®é ®iÓm zero (W) cña chi tiÕt hay gèc ch−¬ng tr×nh so víi ®iÓm gèc (M) cña m¸y. §iÓm zero (W) cña ph«i x¸c ®Þnh hÖ to¹ ®é cña ph«i trong quan hÖ ®iÓm víi ®iÓm gèc (M) cña m¸y. H×nh 13. VÝ dô vÒ c¸c ®iÓm zero cña ph«i (W) vµ ®iÓm gèc cña m¸y (M) 17
H×nh 14. M¸y tiÖn víi bµn dao phÝa sau cã bè trÝ côc C (3D) - M¸y phay vµ m¸y khoan ®øng: Víi c¸c lo¹i m¸y nµy trôc chÝnh h−íng theo ph−¬ng th¼ng ®øng, vµ trïng víi ph−¬ng cña trôc OZ trong hÖ to¹ ®é Decac, chiÒu d−¬ng cña trôc nµy cã chiÒu h−íng lªn phÝa trªn, trôc OX vµ trôc OY lµ hai trôc n»m trªn bµn m¸y th«ng th−êng cã chiÒu dµi dÞch chuyÓn lín h¬n. M¸y phay v¹n n¨ng CNC trôc ®øng ®−îc sö dông nhiÒu nhÊt ®Ó gia c«ng lßng khu«n phøc t¹p. H×nh 15. HÖ thèng trôc to¹ ®é trªn m¸y phay ®øng. 18
H×nh 16. Phay khu«n trªn m¸y phay v¹n n¨ng CNC - M¸y phay n»m ngang: Trôc chÝnh cña m¸y phay n»m ngang lµ theo ph−¬ng OZ, chiÒu d−¬ng h−íng vµo m¸y, trôc OX n»m trªn mÆt ph¼ng ®Þnh vÞ cña chi tiÕt (hoÆc song song víi mÆt ph¼ng ®Þnh vÞ, vµ chiÒu d−¬ng cña nã h−íng vÒ phÝa tr¸i nÕu nh×n theo h−íng d−¬ng cña trôc chÝnh H×nh 17. HÖ to¹ ®é m¸y phay n»m ngang 19
2.2 . M¸y tia löa ®iÖn. Gia c«ng tia löa ®iÖn vÒ b¶n chÊt lµ hít ®i bÒ mÆt ph«i bëi mét qu¸ tr×nh ®iÖn nhiÖt – th«ng qua sù nãng ch¶y vµ bèc h¬i kim lo¹i thay cho t¸c ®éng cña dông cô c¾t vµo ph«i gåm 02 qu¸ tr×nh sau: B−íc 1: H×nh thµnh kªnh phãng ®iÖn. M¸y ph¸t ®iÖn t¨ng ®iÖn ¸p qua khe hë. D−íi ¶nh h−ëng cña ®iÖn tr−êng, c¸c ®iÖn tö bÞ hót tõ cùc ©m (cat«t) vÒ cùc d−¬ng (an«t). §iÖn tr−êng sÏ m¹nh nhÊt ë hai ®iÓm ®iÖn cùc gÇn nhau nhÊt, chÊt ®iÖn m«i bÞ ion ho¸. TÊt c¶ c¸c phÇn tö dÉn ®iÖn ®Òu héi tô quanh ®iÓm nµy t¹o nªn mét cÇu. Kªnh phãng ®iÖn h×nh thµnh vµ sù phãng ®iÖn x¶y ra. B−íc 2: Nãng ch¶y vµ bèc h¬i vËt liÖu. T¹i thêi ®iÓm phãng ®iÖn, ®iÖn ¸p gi¶m, sè l−îng phÇn tö dÉn ®iÖn t¨ng lªn lµm dßng ®iÖn ch¹y gi÷a c¸c ®iÖn cùc. Dßng ®iÖn cung cÊp n¨ng l−îng lµm bèc h¬i dung dÞch ®iÖn m«i. Lâi cña bät h¬i bao gåm c¸c kªnh plasma. Plasma nµy lµ chÊt khÝ cã lÉn c¸c ®iÖn tö vµ c¸c ion d−¬ng ë ¸p suÊt kho¶ng 1kbar vµ nhiÖt ®é kho¶ng 10.000 0C. ChÊt ®iÖn m«i gi÷ kªnh Plasma vµ còng gi÷ cho n¨ng l−îng cã mét mËt ®é tËp trung côc bé. Sù va ch¹m cña c¸c ®iÖn tö lªn an«t vµ cña c¸c ion d−¬ng lªn cat«t lµm nãng ch¶y vµ bèc h¬i c¸c ®iÖn cùc. M¸y ph¸t ng¾t dßng ®iÖn sau khi ®· diÔn ra xung. §iÖn ¸p ng¾t ®ét ngét. Kªnh phãng ®iÖn mÊt ®i g©y ra sù gi¶m ¸p suÊt ®ét ngét lµm cho kim lo¹i nãng ch¶y bÊt ngê bÞ ®Èy ra khái kªnh phãng ®iÖn vµ bèc h¬i. §Æc ®iÓm −u viÖt cña gia c«ng tia löa ®iÖn lµ cã thÓ gia c«ng ®−îc nh÷ng vËt liÖu rÊt cøng vµ nh÷ng khu«n mÉu cã h×nh d¸ng lßng khu«n phøc t¹p. MÆt kh¸c gia c«ng xung ®Þnh h×nh cßn cã thÓ t¹o ®−îc ®é bãng bÒ mÆt cao t¹i nh÷ng chç lßng khu«n phøc t¹p, rÊt khã hoÆc kh«ng thÓ sö dông c¸c ph−¬ng ph¸p ®¸nh bãng trùc tiÕp. Cã hai ph−¬ng ph¸p gia c«ng tia löa ®iÖn sö dông réng r·i lµ: Gia c«ng tia löa ®iÖn dïng ®iÖn cùc ®Þnh h×nh (ph−¬ng ph¸p xung ®Þnh h×nh). Trong ph−¬ng ph¸p nµy ®iÖn cùc lµ mét h×nh kh«ng gian bÊt kú mµ nã in h×nh cña m×nh lªn ph«i. 20