MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CHẤT DẺO.

1.1)  Định nghĩa chất dẻo.

1.1.1) Đại cương về chất dẻo.

1.1.2) Phân loại.

1.2)  Một số loại Polymer thường gặp và các ứng dụng của chúng.

1.2.1)  Nhựa nhiệt dẻo.

1.2.2) Nhựa nhiệt rắn.

1.3)  Các phương pháp gia công chất dẻo.

1.4)  Thực trạng ngành công nghiệp nhựa.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU  KHUÔN ÉP PHUN.

2.1) Khái niệm chung về khuôn.

2.2) Giới thiệu các loại khuôn ép sản phẩm nhựa.

2.2.1) Khuôn hai tấm.

2.2.2) Khuôn ba tấm.

2.2.3) Khuôn nhiều tầng.

2.2.4) Khuôn không rãnh dẫn.

2.2.5) Khuôn cho sản phẩm có ren.

2.3) Các bộ phận chính của khuôn.

2.3.1) Hệ thống cấp nhựa.

2.3.2) Hệ thống làm mát.

2.3.3 ) Hệ thống đẩy sản phẩm.

2.3.4) Hệ thống dẫn hướng.

2.3.5) Hệ thống lõi mặt bên (hệ thống trượt).

2.4) tình hình công nghiệp sản xuất khuôn mẫu Việt Nam.

CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWOKS VÀO THIẾT KÊ KHUÔN.

3.1) Giơí thiệu về sản phẩm.

3.2) Thiết kế khuôn.

3.2.1) Thiết kế lõi khuôn.

3.2.2) thiết kế lòng khuôn.

3.2.3) hệ thống làm mát.

3.2.4)  Hệ thống đẩy sản phẩm.

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHUÔN.

4.1)  Quy trình công nghệ gia công tấm gá lõi.

4.1.1) Phân tích chức năng làm việc và điều kiện làm việc của chi tiết.

4.1.2) Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

4.1.3) Xác định dạng sản xuất.

4.1.4) Xác định phương pháp chế tạo phôi và kích thước phôi.

4.1.5 ) Lập sơ bộ nguyên công.

4.1.6 ) Thiết kế quy trình công nghệ.

4.1.7) Tính toán và tra chế độ cắt cho một nguyên công các nguyên công còn lại tra bảng.

4.1.8) Thiết kế đồ gá phay CNC cho nguyên công10.

4.2)  Thiết kế quy trình công nghệ gia công cam động trước.

4.2.1) Phân tích chức nằng và điều kiện làm việc của chi tiết.

4.2.2)  Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết.

4.2.3)  Xác định dạng sản xuất.

4.2.4)  Xác định phương pháp chế tạo phôi và kích thước phôi.

4.2.5)  Lập sơ bộ nguyên công.

4.2.6) Thiết kế các nguyên công cụ thể.

4.2.7)  Tính toán và tra chế độ cắt cho một nguyên công các nguyên công còn lại tra bảng.

4.2.8)  Tính toán thiết kế đồ gá phay cho nguyên công 28.

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

LỜI NÓI ĐẦU

     Ngày nay cùng với sự phát triển của công nghiệp chất dẻo, trên thị trường hàng tiêu dùng Thế giới nói chung và thị trường trong nước nói riêng đã có nhiều sự thay đổi hàng hóa với chất liệu truyền thống đã được thay thế dần bằng vật liệu nhựa với nhiều tính năng và ưu điểm nổi bật như rẻ tiền, kiểu dáng đẹp, phong phú, đa dạng... ở Việt Nam, ngành công nghiệp chất dẻo tuy còn non trẻ nhưng cũng đã khẳng định được chỗ đứng của mình trên thị trường hàng tiêu dùng nội địa cũng như hàng công nghiệp.

      Vấn đề cốt lõi của công nghệ gia công chất dẻo đó là khuôn mẫu. Sản phẩm muốn bóng đẹp thì yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho khuôn mẫu phải rất khắt khe, độ bóng bề mặt khuôn cao, bề mặt tiếp xúc của khuôn phải kín khít... Muốn vậy, khi gia công khuôn mẫu cần phải có một quy trình công nghệ hợp lý. Đặc biệt là phải áp dụng những thành tựu kỹ thuật mà Thế giới đã đạt được trong những phương pháp gia công tiên tiến như công nghệ trên máy CNC.

      Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo …………… , em đã tìm hiểu về vấn đề gia công khuôn mẫu. Đề tài tốt nghiệp của em được giao là: “Thiết kế khuôn ép phun sản phẩm nhựa “cốc đui đèn rainbow”. Do thiếu kinh nghiệm thực tế và những hạn chế về kiến thức nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô để em có thể hiểu sâu hơn về lĩnh vực này.

      Em xin chân thành cám ơn thầy ………… và các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy đã nhiệt tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực hiện đồ án.

                                                       ……, ngày… tháng …. năm 20….

                                                     Sinh viờn thực hiện

                                                 ……………………..

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CHẤT DẺO

1.1) Định nghĩa chất dẻo

1.1.1) Đại cương về chất dẻo

Chất dẻo là gì ?  chất dẻo chính là polymer là hợp chất hữu cơ được tạo thành do sự liên kết hóa học bền vững giữa các đơn vị polymer với cấu trúc hoàn phân tử toàn giống nhau

Các đơn vị này nối với nhau thành một chuỗi dài chứa hàng ngàn đơn vị nên phân tử được gọi là cao phân tử

1.1.2) Phân loại

Theo nguồn gốc :

-         Polyme tự nhiên : Cenllulo ,cao su thiên nhiên , protein…

-         Polyme nhân tạo : PE, PP, PC, PMMA, PS…..

Theo ứng dụng

-         Polyme thông dụng : Dung để sản xuất ra đồ dân dụng thông thường như PE,  PP, PMMA….

-         Polyme kỹ thuật : Dung sản xuất ra các chi tiết kỹ thuật có lý hóa tính cao hơn các loại thông dụng như : PA, PC, PF……

Theo tính chịu nhiệt :

-         Polyme nhiệt dẻo : Mạch thẳng,dưới tác dụng của nhiệt độ nó bị chảy dẻo ra,khi làm nguội nó rắn lại.Qúa trình này lặp lại được.Loại Polyme này có ưu điểm là tái sinh được.Vì vậy người ta sử dụng loại này cho các mục đích gia công.

-         Polyme nhiệt rắn : Mạch không gian,dưới tác dụng của nhiệt độ hay chất đóng rắn,nó trở nên cứng,quá trình này không lặp lại.Loại này có cơ tính tốt và được ứng dụng trong kỹ thuật

1.2) Một số loại Polymer thường gặp và các ứng dụng của chúng:

1.2.1)  Nhựa nhiệt dẻo: Là loại chất dẻo có khả năng lặp lại nhiều lần quá trình chảy mềm dưới tác dụng của nhiệt độ và trở lên cứng rắn khi được làm nguội. Trong quá trình tác động nó chỉ thay đổi tính chất vật lý chứ không có phản ứng hóa học xẩy ra.

Các loại nhựa nhiệt dẻo:

-         Polyvinyl: Thường gọi là Vinyl ứng dụng làm bao bì, Vinyl house, vỏ bọc dây điện.

-         Polyetylen: Có ưu điểm chống va đập, chịu được ở nhiệt độ thấp, tính giữ nhiệt. được dùng thay thế cho ống dẫn nước kim loại và tấm màng lọc.

-         Polypropylen: Có tỷ trọng cực kỳ nhỏ, khả năng chịu nhiệt cao.

-         Polystyrene: Tính chảy loãng tốt thích hợp cho sản xuất tạo hình theo cách phun, ứng dụng làm vỏ tivi, radio, máy tính… Nhựa polystyrene có nhược điểm là chịu va đập kém.

-         Nhựa AS: Trong suốt, có tính chất bền trong xăng, ứng dụng làm acqui, vỏ bật lửa.

-         Nhựa ABS: Tốt cho làm chi tiết máy, độ cứng bề mặt ngoài cao và khó bị xước, nhuộm màu tốt có tính ánh quang bề mặt và dễ tạo hình bằng phun.

-         Nhựa Acrylic: Độ trong suốt cao, tính chịu thời tiết cao, nhuộm màu tốt, tỷ trọng nhỏ, độ bền cơ học cao, khó bị xước bề mặt, ứng dụng thay thế thủy tinh, làm một số chi tiết của ô tô.

-         Polyamit: Thường gọi là Nylon, là loại nhựa quan trọng đối với nhựa kĩ thuật được dùng trong công nghiệp (Engineering Plastic)

-         Polycacbonat: Trong suốt, bền va đập, bền kéo, tính chịu nhiệt cao, là đại biểu cho Plastic dùng trong công nghiệp, ứng dụng làm bulong, đai ốc, bánh răng đồng hộ,mũ bảo hiểm, nút bấm tivi

-         Polyacetat: Đại diện cho Plastic có ma sát và chịu mài mòn tốt dùng trong công nghiệp, ứng dụng làm bánh rang máy, trục…

1.2.2) Nhựa nhiệt rắn:

     Là loại chất dẻo khi có tác dụng nhiệt hay hóa học sẽ trở nên đóng rắn và không có khả năng chảy dẻo nữa. Nhựa nhiệt rắn không có khả năng tái sinh các sản phẩm đã sử dụng.

Các loại nhựa nhiệt rắn:

-         Nhựa Phenol, Ure: Không màu, trong suốt có thể nhuộm màu rất đẹp, dùng làm dụng cụ đồ ăn.

-         Nhựa Melamine: Vì không màu , độ cứng cao, tính chịu nước cao,

độ bền cao, đẹp nên được dùng làm đồ trang trí, dụng cụ gia đình hoặc làm sơn.

-         Polyeste: Thường gọi là Plastics bền hóa dùng làm kính. Tỷ trọng

khoảng 1.8, độ bền kéo  48 ÷ 245 N/m, rất nhẹ  và bền được sử dụng trong chế tạo vỏ ô tô, thuyền, thùng, ống và mũ bảo hiêm.

-         Nhựa Epoxy: Có thể tạo hình ở nhiệt độ thường à áp lực thường,

đặc tính bám dính tốt đối với kim loại và bê tong, tính chịu nhiệt,chịu dung môi, chịu nước và cách điện tốt. là plastic quan trọng trong công nghiệp. Nhựa Epoxy dùng làm vật liệu tang bền sợi thủy tinh và sợi cacbon, làm vật liệu cach điện của mạch tích điện và của máy in.

-         Nhựa Silicon: Có tính cách điện và chịu nhiệt độ cao, có tính phát

nước, ứng dụng làm con dấu, li khuôn, phát nước, cách điện và chịu dầu và chịu nhiệt.

                   Sau đây là bảng thống kê một số loại nhựa:

Bảng nhiệt độ gia công các loại nhựa ( nhựa ABS  dễ bị oxy hóa trong khuôn nếu gián đoạn quá 15 phút)

Về độ bền có bảng sau:

                        Bảng nhiệt độ phá hủy của một sô loại nhựa.

Về độ co ngót của nhựa xem bảng sau.

1.3)                    Các phương pháp gia công chất dẻo

Quy trình công nghệ chế tạo chất dẻo có thể mô tả theo sơ đồ sau :

Trong đó :

(1)              : Trộn, cán, đùn, cắt hạt, ép nóng           nhựa hạt, nhựa tấm, thanh định hình, nhựa bột….

(2)               : Đùn, đúc phun, đúc thổi, cán tráng, hút dẻo, dập dẻo, đúc rót

         Sản phẩm sơ cấp

(3)              : Ghép nối, lắp ráp, phun phủ, gia công cơ khí          thành phần

(4)               : Đập vỡ, nghiền, say nhỏ         nguyên liệu tái sinh

 Công nghệ cán

Công nghệ phủ chất dẻo

 Công nghệ đùn

Gia công vật thể rỗng

Công nghệ tạo xốp chất dẻo

Công nghệ hàn chất dẻo

 Công nghệ dán chất dẻo

Công nghệ ép và ép phun

1.4)                    Thực trạng ngành công nghiệp nhựa

-         Vị trí của ngành trong nền kinh tế : Được dùng sản xuất nhiều loại vật dụng góp phần quan trọng vào phục vụ đời sống cũng như sự phát triển của nhiều ngành khác.Chất dẻo còn được ứng dụng và thay thế cho các vật liệu truyền thống : gỗ,kim loại….Với sự phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây ngành công nghiệp nhựa đã trở thành một trong những ngành công nghiệp mũi mọn trong kế hoạch phát triển kinh tế

-         Ngành nhựa ở Việt Nam đã phát triển với tốc độ khá cao với tốc độ tăng trưởng hằng năm 15-25%.Ngành nhựa Việt Nam phát triển trên tất cả các lĩnh vực : Nhựa gia dụng,vật liệu xây dựng và sản phẩm nhựa kỹ thuật cao

-         Dù sự phát triển mạnh nhưng ngành nhựa Việt Nam vẫn không chủ động được nguồn nhiên liệu đầu vào vẫn phải nhập khẩu ở các nước khác

                      CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU  KHUÔN ÉP PHUN

2.1) Khái niệm chung về khuôn

         Khái niệm

Khuôn là một dụng cụ để định hình cho sản phẩm nhựa.Kích thước và kết cấu khuôn phụ thuộc vào kích thước và hình dáng sản phẩm

 2.2) Giới thiệu các loại khuôn ép sản phẩm nhựa

2.2.1) Khuôn hai tấm

Khuôn hai tấm là hệ thống khuôn đơn giản nhất .Bộ phận chủ yếu bao gồm : tấm cố định và tấm di động,kết cấu đơn giản.Nhược điểm của khuôn 2 tấm là chỉ áp dụng cho các sản phẩm nhỏ không yêu cầu miệng phun vào sản phẩm hoặc khuôn có nhiều long khuôn nhưng không yêu cầu miệng phun ở tâm

2.2.2) Khuôn ba tấm

Hệ thống khuôn ba tấm khắc phục nhược điểm của hệ thống khuôn hai tấm.Áp dụng cho sản phẩm lớn yêu cầu nhiều miệng phun vào sản phẩm mới đủ để điền đầy hoặc với khuôn có nhiều lòng khuôn mà cần phun vào tâm sản phẩm.Hệ thống khuôn ba tấm có nhược điểm là hệ thống kênh dẫn nhựa dài làm hao tổn áp lực phun và tạo nhiều phế liệu ở hệ thống kênh dẫn nhựa

2.2.3) Khuôn nhiều tầng

                               Khuôn nhiều tầng

Khi yêu cầu một số lượng sản phẩm lớn và để giữ giá thành sản phẩm thấp.Hệ thống khuôn nhiều tầng được chế tạo để giữ lực kẹp của máy thấp ( nghĩa là sử dụng cho loại máy có kích thước nhỏ ) .Với loại khuôn này chúng ta có một hệ thống đẩy ở mỗi mặt phân khuôn

2.2.4) Khuôn không rãnh dẫn

Khi lắp them bộ phận gia nhiệt vào đầu rót và rãnh dẫn để chống làm đông nhựa lại ở bộ phận này luôn luôn đảm bảo trạng thái chất lỏng của vật liệu trước khi vào long khuôn tức là sau khi tạo thành sản phẩm không có phần thừa ra là kênh nhựa như các loại khuôn khác do vậy gọi là khuôn không rãnh dẫn

Vì không cần phải lấy bộ phận rãnh dẫn đậu rót ra khỏi khuôn sau mỗi chu kỳ tạo hình nên có các ưu điểm sau :

-         Giảm lãng phí vật liệu tạo hình

-         Thời gian điền đầy vào hệ thống rãnh dẫn bằng không chu kỳ tác động của máy tạo hình để đóng mở khuôn ngắn hơn do vậy thời gian chu kỳ tạo hình khá thấp

-         Không cần thao tác lấy rãnh ra dẫn ra khỏi bộ phận cổng phân phối đây là ưu điểm lớn nhất đối với loại hình phi rãnh dẫn này

Ngoài ra có các nhược điểm sau :

-         Phạm vi nhiệt độ thích hợp với tạo hình trở nên hẹp , đối với vật liệu dễ phát sinh phân giải nhiệt ở nhiệt độ nóng chảy thì loại khuôn này không thích hợp

Nói chung kết cấu khuôn trở nên phức tạp vì có thêm bộ phận khống chế nhiệt độ giá thành khuôn khá cao nên nếu không sản xuất loạt lớn thì tính kinh tế kém

2.2.5) Khuôn cho sản phẩm có ren

Ren là loại cắt nhau nhưng phức tạp độ phức tạp phụ thuộc vào,dạng ren trong hay ren ngoài ,phương pháp làm khuôn ren và dạng sản xuất

a)    Thiết kế phần tử

Phần tử có ren trước hết được phân ra ren trong và ren ngoài.Ren trong nhỏ có thể làm trong một phần khuôn,cho phép kèm theo các phần khác nhau,thương là một đai ốc kim loại

Một phương pháp để đạt được điều đó là làm khuôn có lỗ rãnh trơn có sủ dụng một vít tựa như tô ra để nhanh chóng liên kết các phần tử với nhau,ren trong nhỏ có thể làm bằng một miếng kim loại lắp ghép bên trong khi phân tử có ren hơi dài thì yêu cầu phần tử lắp ghép kim loại bên ngoài

b)    Khuôn dùng cho các phần tử có ren trong

Ren trong là một dạng cắt sau mà hình dáng của ren ngăn cản chuyển động thẳng của vật,được phun ra khỏi lõi hình

c)     Khuôn dùng cho sản phẩm có ren ngoài

Ren ngoài chính là một cắt sau ngoài,nó có mặt ngoài của sản phẩm và nó cản trở chuyển động thẳng của sản phẩm từ lòng khuôn ra .Tuy nhiên không giống như các cắt sau khác.Kiểu sản phẩm có ren ngoài có thể vặn ra được khỏi lòng khuôn và do đó cho kết cấu đơn giản.

2.3) Các bộ phận chính của khuôn

2.3.1) Hệ thống cấp nhựa

Nguyên liệu chảy vào lòng khuôn qua hệ thống cấp nhựa.Hệ thống cấp nhựa bao gồm : cuống phun,kênh nhựa,miệng phun

a)    Đầu phun

Là một bộ phận của máy để hóa dẻo trước khi nguyên liệu được ép vào khuôn qua rãnh dẫn và qua đó thực hiện việc tiếp xúc lực thong qua ranh dẫn .Bán kính lớn của đầu phun phải được tính toán sao cho lực tập trên đầu phun không gây ra sự xước,ở Mỹ bán kính đầu phun từ 0,5÷0,7 (inch) đã được phân loại trong ở Châu Âu các tiêu chuẩn đó là từ 10,20,35,45 (mm)

-         Đầu phun mở

-         Đầu phun nóng

b)   Miệng phun

Miệng phun là miệng mở giữa kênh nhựa và lòng khuôn.Kích thước của miệng phun có thể được xem sét trong mối tương quan với độ dài của miệng phun và khu vực nó đi qua.

Sự cần thiết phải làm thành nhỏ của miệng phun

-         Miệng phun nguội nhanh sau khi lòng khuôn được đổ đầy vì vậy không tạo ra sự hút ngược

-         Nó cho phép có thể dễ dàng cắt vỏ hoặc cắt vỏ tự động

-         Sau khi cắt vỏ thì chỉ có vết nhỏ trên thành sản phẩm

Một số kiểu miệng phun

-         Miệng phun cuống phun

-         Miệng phun cạnh

-         Miệng phun hình quạt

-         Miệng vòng tròn

-         Miệng phun kiểu balăng

-         Miệng phun kiểu điểm

-         Miệng phun kiểu đĩa

c)     Cuống phun  

Cuống phun là chỗ nối giữa vòi phun của máy phun và kênh nhựa.Hệ thống cuống phun được sử dụng rộng rãi nhất là bạc cuống phun.Bạc cuống phun thường được tôi cứng để không bị vòi phun của máy phun làm hỏng

Kích thước cuống phun phụ thuộc vào 2 yếu tố :

-         Khối lượng và độ dày của thành sản phẩm cũng như loại vật liệu nhựa được sử dụng.Khi biết được khối lượng của sản phẩm

-         Kích thươc lỗ vòi phun của máy cũng ảnh hưởng đến kích thước của cuống phun

Góc côn của cuống phun rất quan trọng bởi vì góc côn quá nhỏ có thể gay ra khó khăn khi tháo cuống phun khỏi bạc cuống phun,còn nếu góc côn quá lớn sẽ làm cho phần đáy cuống phun rất lớn mà điều này ảnh hưởng đến thời gian làm nguội.Góc côn hợp lý 1-2⁰

d)    Kênh dẫn nhựa

Kênh nhựa là đoạn nối giữa cuống phun và miệng.Kênh nhựa phải được thiết kế ngắn để nhanh chóng điền đầy lòng khuôn mà không bị mất nhiều áp lực.Kích thước kênh nhựa phải làm nhỏ để làm giảm phiếu liệu và lượng nhựa trong lòng khuôn,nhưng phải đủ lớn để vận chuyển lượng nhựa điền đầy lòng khuôn nhanh và giảm sự mất mát áp lực ở kênh nhựa và các miệng phun.Có các kiểu kênh nhựa sau :

-         Kênh nhựa hình tròn : Được dùng phổ biến nhất vì tiết diện ngang

của hình tròn cho phép một lượng vật liệu tối đa chảy qua mà không bị mất nhiều nhiệt.Tuy nhiên chi phí chế tạo đắt hơn vì kênh nhựa phải nằm hai bên mặt phân khuôn

-         Kênh nhựa hình thang : Cũng lợi nhưng tốn nhiều vật liệu hơn

So với kênh nhựa hình tròn thì kênh nhựa hình thang dễ gia công hơn vì nó chỉ có một bên của mặt phân khuôn.loại này đặc biệt có lợi khi kênh phải đi qua một mặt trượt

-         Kênh nhựa hình thang có góc lượn tròn: Không tốt bằng kênh dẫn nhựa hình thang vì nó tốn nhiều vật liệu hơn

-         Kênh dẫn nhựa hình chữ nhật: Không nên dùng vì có nhiều sự cố,tổn hao vật liệu nhiều

-         Kênh dẫn nhựa hình bán nguyệt và hình cung: Loại này tốt nhất khả năng công nghệ và tiết kiệm vật liệu cao

Các nhân tố xem xét trong việc quyết định kích thước kênh L

-         Thành phần và khối lượng của sản phẩm

-         Khoảng cách của sản phẩm từ kênh chính

-         Xem sét độ nguội của khuôn

-         Vật liệu của sản phẩm

Sơ đồ kênh sẽ phụ thuộc vào

-         Số sản phẩm trong khuôn

-         Hình của sản phẩm

-         Loại cửa sẽ dùng

-         Hướng của dòng chảy khi thiết kế khuôn

Cách tính dòng chảy

 Mỗi loại chất dẻo sẽ chảy trong một tiết diện chi tiết có liên qua đến độ dài của thành kênh mà nó chảy qua.Quan hệ này được thể hiện qua tỷ lệ 200:2 nghĩa là với thành dày 2 (mm) thì độ dài tối đa của dòng chảy là 200(mm)

    Xuất phát từ công thức :

Trong đó : L : Độ dài dòng chảy

                 H : Bán kính thủy lực 

                 B : Chiều rộng (cm) và D chiều dày (cm)

                 P : Lực ép tối đa 1200 bar

                V_F : Chu vi dòng chảy trước 30 (cm/s)

                n : Độ nhớt có giá trị là 2600 g/s đối với loại vật liệu không định hình 1700 g/s đối với vật liệu tinh thể

Từ những số liệu trên ta có :

                              L= C.H²   

Với C= 320 cho vật liệu không định hình và C=500 cho vật liệu tinh thể

2.3.2) Hệ thống làm mát

Nguyên tắc cơ bản của đổ khuôn bằng ép phun là khuôn phải được nung nóng tới trên 150⁰C sau đó nguyên liệu nóng được đẩy vào trong khuôn,tại đó nó sẽ được làm nguội nhanh chóng tới nhiệt độ khuôn và sẽ đông cứng lại để giữ được hình dáng sản phẩm.Vì vậy nhiệt độ khuôn là một nhân tố quan trọng cần được quan tâm đối với toàn bộ chu trình đổ khuôn

Điều khiển nhiệt độ khuôn và để thời gian để làm nguội ngắn cần phải biết đặt hệ thống làm nguội chỗ nào và đặt hệ thống làm nguội nào.Điều này rất quan trọng vì thực tế thời gian làm nguội chiểm khoảng 50% - 60% toàn bộ thời gian của chu kỳ phun khuôn.Do đó làm cho quá trình làm lạnh có hiệu quả rất quan trọng để làm giảm thời gian của cả chu kỳ

Phải điều khiển nhiệt độ khuôn để có dòng nhựa êm chảy vào khuôn.Để tránh làm nguội quá nhanh,về lý thuyết tốt nhất là giữ nhiệt độ khuôn cao ở cuối dòng chảy.

Để điều khiển nhiệt độ tốt trong khuôn cần lưu ý những điểm sau :

-         Những kênh làm nguội phải đặt càng gần bề mặt khuôn càng tốt,nhưng chú ý đến độ bền cơ học của vật liệu khuôn

-         Các kênh làm nguội phải đặt gần nhau,cũng phải chú ý đến độ bền cơ học của khuôn

-         Đường kính của kênh làm nguội phải lớn hơn 8mm và giữ nguyên như vậy để tránh tốc độ chảy của chất lỏng đang làm nguội khác nhau do đường kính của các kênh làm nguội khác nhau

-         Nên chia hệ thống làm nguội ra nhiều vòng làm nguội để tránh các cây làm nguội quá dài dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lớn,ở ngoài cùng nhiệt độ sẽ là quá cao để làm lạnh có hiệu quả

-         Đặc biệt chú ý đến việc làm nguội những phần dày của sản phẩm

-         Tính dẫn nhiệt của vật liệu làm khuôn cũng khá quan trọng

Vị trí của bộ làm nguội

a)    Khuôn được làm nguội từ bên trong

Hệ thống này được làm bằng chu trình lưu thông nước bên trong bằng các lỗ khoan bên trong tấm khuôn.Các lỗ này nối với nhau thành một chu trình.Chu trình này có thể

-         Chu trình chữ U

-         Chu trình hình

-         Chu trình chữ Z

-         Hệ thống lỗ góc

-         Làm nguội lõi

b)    Chu trình bậc

Lõi thường được bao phủ bởi nhựa nóng và việc truyền nhiệt tới các phần khác của khuôn là một vấn đề.Để làm được điều này các đơn giản nhất là làm lõi bằng vật liệu có độ dẫn nhiệt cao như đồng hoặc đồng berilium.Nhược điểm là độ bền thấp

Một phương pháp tốt hơn là đặt các kênh nguội trong lõi,ưu điểm của phương pháp này là nhiệt độ có thể được điều khiển bằng sự tăng giảm dòng chất lỏng làm nguội

2.3.3 ) Hệ thống đẩy sản phẩm

Hệ thống đẩy tuân theo 1 số quy định :

ü Khoảng đẩy phải lớn hơn 5 đến 10 mm so với chiều cao của sản phẩm được lấy ra từ khuôn sau

ü Khi sản phẩm được lấy ra,hệ thống đẩy phải trở về vị trí ban đầu để

các chốt đẩy không làm hỏng lòng khuôn của khuôn trước khi đóng khuôn.Vì thế cần một chốt hồi

ü Phần đỉnh của chốt đẩy về lý thuyết chỉ nằm ngang mức so với

lòng khuôn nhưng trong thực tế có thể trên hoặc dưới 0,05-1mm

ü Kích thước của chốt đẩy phụ thuộc vào kích thước sản phẩm,nhưng

để chế tạo khuôn tránh có đường kính nhở hơn 3mmm,trừ khi điều đó cần thiết cho hình dáng sản phẩm

ü Thiết kế hệ thống đẩy phải đảm bảo không làm yếu khuôn

ü Khi khuôn dùng để sản xuất từ 50.000 sản phẩm trở lên hoặc có

sản phẩm cần có hành trình đẩy rất dài hoặc những chốt đẩy rất nhỏ thì nên có những chốt dẫn hướng trong hệ thống đẩy.Điều này cũng giúp làm chắc tấm đỡ

ü Để đặt các chốt đẩy vào đúng vị trí,cần phải lưu ý các đường

gân,văn hoa,đặc biệt là chốt nhựa bao quanh phần thép

Ø Các hệ thống đẩy thông dụng

a)    Kiểu dùng chốt đẩy

Đây là kiểu đẩy thông dụng nhất.Nó rất đơn giản và dễ gia công và lắp đặt vào lòng khuôn

b)    Kiểu dùng lưỡi đẩy

Tạo ra được nhiều bề mặt hơn so với chốt đẩy hình tròn đối với các chi tiết có tiết diện mỏng .Có điều bất lợi là những lỗ đẩy hình chữ nhật rất khó gia công và cần đặt chúng từ các miếng ghép lên đường phân khuôn

c)     Kiểu đẩy dùng ống đẩy

Các ống đẩy rất thuận lợi cho quá trình đẩy quanh chốt lõi.Khi dùng hệ thống đẩy này,các góc thoát có thể giảm xuống tới 0,5⁰ để tránh các viết trim để lại trên bề mặt phía trên

d)    Kiểu đẩy khí nén

Đối với các sản phẩm như xô,chậu….có lòng khuôn sâu khi sản phẩm nguội thì độ chân không trong lòng khuôn và lõi khuôn là rất lớn nên sản phẩm khó có thể thoát khuôn.Vì vậy dùng kiểu đẩy khí nén sẽ khắc phục điều này

2.3.4) Hệ thống dẫn hướng

a)    Chốt dẫn hướng

          Chốt trơn không có vai                             chốt trơn có vai

Có 2 loại chốt dẫn hướng,một loại thẳng và một loại bậc.Có 2 lý do chính mà chốt loại bậc được sử dụng nhiều hơn

-         Nếu trong quá trình hoạt động của chốt dẫn hướng có thể bị cong

thì có thể thay đổi dễ dàng vì chỉ có một phần chốt lắp vào lỗ

-         Lỗ lắp chốt dẫn hướng có thể được làm giống như lỗ lắp bạc dẫn

hướng,vì vậy đường kính lỗ giống nhau giống đường kính chốt dẫn hướng.Vì vậy đường kính lỗ giống nhau có thể được thông qua cả hai tấm khuôn khi bị chúng kẹp lại với nhau

Bề mặt của chốt dẫn hướng  phải cứng hơn và chống xước,điều này có thể làm được từ loại thép cacbon sau đó được đưa vào để tôi.Qúa trình làm cho bề mặt không bị xước khi chốt dẫn hướng đi ra vào bạc dẫn

b)    Bạc dẫn

Bạc dẫn được lắp trong khuôn để tạo cho bề mặt khuôn không bị xước khi làm việc và dễ dàng thay đổi khi có sự cố.Lỗ khoan bên trong được thiết kế ở dạng trượt để chốt dẫn hướng dễ trượt vào

Một số kiểu bạc dẫn :

2.3.5) Hệ thống lõi mặt bên (hệ thống trượt )

Sau khi thiết kế xong mặt phân khuôn cho sản  phẩm,nhiều khi có một số phần trên sản phẩm bị vướng không thể tháo ra được theo hướng mở khuôn.Lúc này ta cần có một hệ thống gọi là hệ thống lõi mặt bên để tháo các phần bị vướng

Các kết cấu tháo lõi mặt bên nhờ hướng mở khuôn :

a)    Cam chốt xiên

b)    Chốt có mặt cam

c)     Chốt xiên

d)    Chốt dẻo

e)     Cam chân chó

f)      Tháo lõi mặt bên bằng xilanh pitong

Kiểu có niêm khóa              Kiểu khóa

2.4) Tình hình công nghiệp sản xuất khuôn mẫu Việt Nam

Cùng với sự phát triển của ngành nhựa Việt Nam thì ngành khuân mẫu nhựa cũng phát triển khá nhanh,nhưng vẫn châm hơn so với ngành nhựa và các nước khác trên thế giới.Hiện này ngành khuôn mẫu không đáp ứng được nhu cầu trong nước.Sở dĩ ngành chế tạo khuôn mẫu chậm phát triển là do đội ngũ công nhân và kĩ sư chế tạo ở nước chưa có trường đào tạo chuyên sâu về chế tạo khuôn mẫu dẫn đến việc chưa có kiến thức chuyên sâu.

Ngành chế tạo khuôn mẫu là ngành công nghiệp công nghệ cao,bởi nó đòi hỏi độ phức tạp từ khâu thiết kế cho đến chệ tạo.Cũng là ngành sản xuất tạo ra giá trị tăng cao do chi phí không phụ thuộc nhiều vào vật tư nguyên liệu mà nhiều vào kinh nghiệm,trình độ chi thức,khả năng sáng tạo đồng thời cũng phụ thuộc rất nhiều vào độ khó,độ chính xác,độ phức tạp khi chế tạo khuôn.Số các doanh nghiệp khuôn mẫu tại Việt Nam còn rất ít và năng lực sản xuất còn ở trình độ khá thấp so với các nước ngoài do khả năng công nghệ chưa cao

CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWOKS VÀO THIẾT KÊ KHUÔN

3.1) Giơí thiệu về sản phẩm

Sản phẩm là một bộ phận trong hệ thống đền chiếu sáng đường phố RAINBOW,được gọi là cốc đui.Được dùng để lắp tấm gá đui

Chi tiết được gia công bằng nhựa PC.Bề mặt chi tiết tạo nhám mịn

Là một chi tiết khá phức tạp với các phần cắt ngang bên trong chi tiết là các gờ để lắp tấm gá đui và để điều chỉnh tâm sáng,tháo lắp bong đèn một cách dễ dàng.Sản phẩm nhựa này thuộc loại chi tiết có kích thước trung bình,do việc có các gờ bên trong và các lỗ bên trong dẫn đến việc thiết kế lòng khuôn gặp nhiều khó khăn.Phải kết hợp cả các phương pháp phay , tiện CNC , cắt dây , xung định hình . Độ bong và tính thẩm mỹ của sản phẩm khá cao nên yêu cầu phải có nguyên công đánh bóng lòng khuôn , độ  bóng của chi tiết yêu cầu là

Ngoài ra kích thước sản phẩm yêu cầu độ ,chính xác tương đối cao để có thể lắp lẫn với các bộ phận khác

3.2) Thiết kế khuôn

Số liệu về khuôn : Thiết kế toàn phần, số lượng không nhiều thuộc loại sản xuất nhỏ đơn chiếc, vật liệu đổ khuôn là  PC, bề mặt thành sản phẩm yêu cầu bóng đẹp, độ chính xác kích thước khá cao

Chọn máy phun nhựa : YC200F có các thông số

-         Áp suất phun lớn nhất 1892 (kg/cm²).

-         Tốc độ phun : 188(cm³/s).

-         Vòng quay trục vít : 0 160

-         Khoảng mở : 470 mm.

-         Lực kẹp : 200 tấn

-         Độ dày khuôn : 180x600 (mm).

-         Khoảng cách các trục đỡ : 480x480 (mm).

-         Đường kính trục vít : 55mm.

Các bước thiết kế khuôn :

Khuôn cần được đánh bóng đảm bảo tính thẩm mỹ của sản phẩm,trong phạm vi sản xuất của sản phẩm của trung tâm nghiên cứu phát triển sản phẩm mới . Do đó chọn vật liệu làm khuôn là thép C45

Khuôn thiết kế là khuôn tròn theo hình dạng của chi tiết , gồm có phần chính sau đây :

Phần 1 : Phần cố định gồm tấm kẹp trước nối khuôn vào tấm trước của máy gia công nhựa và lòng khuôn tĩnh

Phần 2 : Chuyển động của cam

Phần 3 : Phần chuyển động của lòng khuôn tĩnh

-         Thiết kế nguyên lý làm việc của khuôn

-         Khi đóng khuôn 4 chốt xiên sẽ dẫn hướng 2 cam động đóng vào, trước đó trục vít kéo 4 thanh đẩy vào vị trí đóng

-         Khi mở khuôn 4 chốt xiên kéo 2 cam động mở ra, hãm cam động bằng bi cầu do là xo đẩy lên, sau đó trục rút sẽ đẩy 4 thanh đẩy ra, 4 thanh đẩy cụp vào

-         Láy chi tiết bằng cách xoay chi tiết và tháo ra

Do độ phức tạp của lõi khuôn ở chúng ta sử dụng phầm mềm solidworks đơn giản giống như một công cụ thiết kế. Vẽ Part rồi Assembly các chi tiết của khuôn lại.

3.2.1) Thiết kế lõi khuôn

Do có các gờ bên trong giống như sản phẩm có ren nên lõi khuôn khá phức tạp, nên chúng ta chia lõi khuôn ra làm 2 phần

Ta tách riêng phần gờ và phần bề mặt trơn của chi tiết.Sau khi gia công lõi khuôn xong sử dụng máy cắt dây cắt riêng phần gờ để làm thanh đẩy

Phần gờ được tách như sau :

Phần bề mặt trơn bên trong chi tiết được tách như sau :

3.2.2) Thiết kế lòng khuôn

Để sử lý các phần cắt ngang của chi tiết, và đảm bảo chi tiết sau khi đúc xong có thể lấy ra được ta chi lòng khuôn ra làm 3 phần :

Phần đỉnh chi tiết được gá trên khuôn tinh  (hay gọi là lòng khuôn tĩnh):

Phần 2 cam động trước có core để tạo lỗ luồn dây điện và các gờ bên ngoài

Core tạo lỗ :

Phần 3 cam động sau xử lý phần mũi tên và các gờ bên ngoài của chi tiết

Các cam động được cắt bằng máy cắt dây và được dẫn bằng chốt xiên để có thể đóng mở khuôn và lấy sản phẩm ra và được định tâm bằng cam tĩnh trên khuôn tĩnh

Sau khi cắt bằng máy cắt dây gia công mặt lắp ghép ta hàn ghép lại để đảm bảo độ kín khít khi đóng khuôn

3.2.3) Hệ thống làm mát

Do sự phức tạp của lõi khuôn nên hệ thống làm mát không thể thiết kế trên lõi ta có thể làm mát lòng khuôn tinh :

3.2.4)  Hệ thống đẩy sản phẩm

Hệ thống đẩy sản phẩm chính là phần gờ của lõi khuôn được tách ra làm 4 thanh đẩy khoét phần dưới để đảm bảo khi đẩy lên thanh đẩy có thể cụp vào để tháo chi tiết một cách dẽ dàng

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHUÔN

4.1)  Quy trình công nghệ gia công tấm gá lõi

4.1.1) Phân tích chức năng làm việc và điều kiện làm việc của chi tiết

Trong một bộ khuôn lòng khuôn có chức năng quan trọng nhất , vì nó quyết định hình dáng,thẩm mỹ,chất lượng bề mặt bao của sản phẩm cũng như độ chính xác khi làm việc của khuôn

Với hình dáng của chi tiết tấm gá lõi,mỗi chi tiết cần phải đạt yêu cầu lỹ thuật của lòng khuôn và bề mặt ghép lòng khuôn.Chi tiết làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao và khả năng thay đổi cấu trúc lớp bề mặt,do tiếp xúc trực tiếp với nhựa nóng chảy,nó quyết định rất lớn tới độ ổn định của khuôn khi làm việc tới độ chính xác của sản phẩm

4.1.2) Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Chi tiết dạng tròn xoay có bề mặt côn làm định vị giữa cam động và tấm gá lõi,rãnh dẫn hướng cho cam,các hệ thống lỗ định vị và lỗ lắp ghép,bề mặt tạo đáy của chi tiết,lỗ lắp tấm gá lõi,yêu cầu độ bong cao gia công bằng phương pháp đặc biệt

Các rãnh trên bề mặt yêu cầu gia công xung

Các yêu cầu kỹ thuật cần đảm bảo :

Mặt đầu A  là mặt phân khuôn.Do đó yêu cầu độ nhám bề mặt cao Ra0,04 .Mặt lỗ ϕ90^+0,035 là mặt lắp ghép chính với tấm gá lõi và tạo mặt sản phẩm yêu cầu độ nhám bề mặt Ra 0,04

Các bề mặt lắp ghép : Mặt bên bậc lắp vào hốc lắp ghép của tấm khuôn cố định , cho nên nó phải đạt cấp chính xác k6 và độ nhám bề mặt Ra0,32 phải đảm bảo vuông góc với mặt đầu A.Kích thước cụ thể như trên

Rãnh dẫn hướng cho cam động yêu cầu gia công đạt độ nhám Ra1,25 yêu cầu phay trên máy CNC đảm bảo độ vuông góc rãnh dẫn và tâm lỗ ϕ90^+0,035

4.1.3) Xác định dạng sản xuất

Thông thường trong sản xuất các sản phẩm nhựa ,khuôn được chế tạo sản xuất dưới dạng đơn chiếc,việc chế tạo khuôn được chia làm 2 giai đoạn

Giai đoạn 1 : Gia công các bề mặt ngoài để tạo hình dáng ,kích thước bao ngoài của khuôn.Giai đoạn này đòi hỏi độ chính xác cao và có thể thực hiện được trên các máy công cụ vạn năng thông dụng được

Giai đoạn 2 : Gia công các bề mặt lòng khuôn và hệ lỗ dẫn hướng,mặt phân khuôn.Đây là giai đoạn gia công chính xác,yêu cầu chất lượng bề mặt cao.

4.1.4) Xác định phương pháp chế tạo phôi và kích thước phôi

Yêu cầu kỹ thuật của vật liệu chế tạo chi tiết :

Do khuôn làm việc trong điều kiện nhiệt độ khắc nhiệt nên phải đảm bảo độ cứng,độ dẻo dai tương đối cao,khả năng chống mài mòn tốt,biến dạng cơ vì nhiệt luyện ít và phù hợp với điều kiện sản xuất của trung tâm

Ta chọn vật liệu chế tạo là thép 45

Thành phần hóa học

TÝnh chÊt c¬ häc:

Tác dụng của thành phần hóa học :

Mn,Si : Nâng cao độ bền,độ cứng của chi tiết

Cr : Cải thiện tính thấm tôi

Xác định phương pháp chế tạo phôi :

Là chi tiết dạng tròn với kích thước : Ø320x50(mm).

Các chi tiết trên khuôn ép nhựa,yêu cầu kỹ thuật cao như độ cứng,độ bong,độ chịu mài mòn,chịu áp lực cao

Để giảm giá thành gia công cơ,chi tiết đáp ứng được những yêu cầu kỹ thuật đề ra thì ta chọn phôi là phôi thanh

Cắt phôi bằng máy phay cắt đứt , dao phay cưa

Xác định kích thước phôi

Lượng dư gia công cơ được lấy đều trên tất cả các mặt là : 3mm

Độ chính xác kích thước phôi cắt tra bảng [1]: dung sai kích thước phôi là ± 0,05mm

Vậy kích thước phôi là : Ø326 ( )x56( )

4.1.5 ) Lập sơ bộ nguyên công

Nguyên công 1 : Tiện khỏa mặt-tiện trơn-tiện lỗ

Nguyên công 2 :Tiện trơn-khỏa mặt

Nguyên công 3 : Tiện tịnh

Nguyên công 4 :Mài thô mặt đầu

Nguyên coong5 : Mài tinh mặt đầu

Nguyên công6 : Mài thô mặt lỗ

Nguyên công 7 : Mài tinh mặt lỗ

Nguyên công 8 : Khoan - khoét – doa 2 lỗ dẫn hướng Ø20+ Khoan hệ thống lỗ

Nguyên công 9: Phay CNC rãnh dẫn hướng

Nguyên công 10 : Xung vấu

Nguyên công 11 : Nghiền thô mặt đầu

Nguyên công 12 : Nghiền tinh mặt đầu

Nguyên công 13 : Nghiền thô mặt lỗ

Nguyên công 14 : Nghiền tinh mặt lỗ

Nguyên công 15 :Nguội + đánh bóng

Nguyên công 16 : Kiểm tra

4.1.6 ) Thiết kế quy trình công nghệ

     Nguyên công 1 : Tiện khỏa mặt-tiện trơn- tiện lỗ

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm định vị vào mặt ngoài của chi tiết hạn chế 4 bậc tự do

Mặt đầu chấu kẹp hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Dùng mâm cặp 3 chấu

Chọn máy : Tra bảng  [3],chọn máy tiện 1K62,công suất 7,5KW, đường kính lớn nhất của chi tiết gia công trên máy là 400mm

Chọn dao : Chọn dao tiện ngoài thân cong,gắn mảnh hợp kim cứng T15K6. Tra bảng [1], ta có các thông số của dao:

H = 40 mm;     B = 25 mm;         L = 200 mm;  m=12mm;        a= 25mm;  r =2  

Tra bảng [1], chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gio, với các thông số :

d = 60 mm                L = 400 mm                   l = 200 mm:

Nguyên công 2: Tiện trơn,khỏa mặt A

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm vào mặt trong chi tiết hạn chế 4 bậc tự do

Mặt đầu chấu kẹp hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Dùng mâm cặp 3 chấu

Chọn máy : Tra bảng  [3],chọn máy tiện 1K62,công suất 7,5KW,  kính lớn nhất của chi tiết gia công trên máy là 400mm

Chọn dao : Chọn dao tiện ngoài thân cong,gắn mảnh hợp kim cứng T15K6. Tra bảng [1], ta có các thông số của dao:

H = 40 mm;     B = 25 mm;         L = 200 mm;  m=12mm;        a= 25mm;  r =2   Nguyên công 3 : Tiện tinh

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm định vị vào mặt ngoài của chi tiết hạn chế 4 bậc tự do

Mặt đầu chấu kẹp hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Dùng mâm cặp 3 chấu

Chọn máy : Tra bảng  [3],chọn máy tiện 1K62,công suất 7,5KW, đường kính lớn nhất của chi tiết gia công trên máy là 400mm

Chọn dao : Chọn dao tiện ngoài thân cong,gắn mảnh hợp kim cứng T15K6. Tra bảng [1], ta có các thông số của dao:

H = 40 mm;     B = 25 mm;         L = 200 mm;  m=12mm;        a= 25mm;  r =2

Nguyên công 4 : Mài thô mặt đầu

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Mặt phẳng đáy hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Bằng bàn từ

Chọn máy : Máy mài 3E711B, công suất 17 KW

Chọn dao : Tra bảng [1], chọn đá mài , đá có kết cấu bakêlít với các thông số :

Độ hạt 50 – 16          D = 300 mm                  d = 100 mm                   H = 40 mm

 Nguyên công 5 : mài tinh mặt đầu

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Mặt phẳng đáy hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Bằng bàn từ

Chọn máy : Máy mài 3E711B, công suất 17 KW

Chọn dao : Tra bảng [1], chọn đá mài , đá có kết cấu bakêlít với các thông số :

Độ hạt 25-16      D = 300 mm               d = 100 mm                   H = 40 mm

    Nguyên công 6 :Mài thô lỗ Ø93,8

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Mâm cặp 3 chấu hạn chế 4 bậc tự do,mặt đầu mâm cặp hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Mâm cặp 3 chấu

Chọn máy : Máy mài 3A227, công suất 4,5 KW

Chọn dao : Tra bảng [1], chọn đá mài , đá có kết cấu bakêlít với các thông số :

Độ hạt 50-16            D = 32 mm           d = 10 mm            H = 32 mm

Nguyên công 7 : Mài tinh

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Mâm cặp 3 chấu hạn chế 4 bậc tự do,mặt đầu mâm cặp hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Mâm cặp 3 chấu

Chọn máy : Máy mài 3A227, công suất 4,5 KW

Chọn dao : Tra bảng [1], chọn đá mài , đá có kết cấu bakêlít với các thông số :

Độ hạt M40-M5        D = 32 mm           d = 10 mm            H = 32 mm

    Nguyên công 8 : Khoan-khoét-doa hệ lỗ CNC

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng 2 phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Dùng 1 Chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ Ø94,5 hạn chế 2 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

Chọn máy : Máy CNC

Chọn dao : Tra bảng [1], chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió,với các thông số

d = 18 mm                L = 300 mm                   l = 120 mm

Tra bảng [1], chọn mũi khoét, với các thông số:

d = 19,8 mm         

Tra bảng [1], chọn mũi doa, với các thông số :

d = 20 mm                L = 100 mm                   l = 40 mm

Tra bảng [1], chọn mũi khoét, với các thông số :

 d = 26 mm           

Nguyên công 9 : Phay rãnh mặt bên

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng 2 phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Dùng 1 chốt trám định vị vào mặt lỗ Ø20 hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

Chọn máy : Máy CNC TC-1, Mặt làm việc của bàn máy: 850x600mm

Động cơ vô cấp với công suất N=8kW, hiệu suất của máy h=0,85

Chọn dao : Chọn dao phay ngón thép gió tra bảng 4-65 [1] ta có các thông số dao: D =8mm, chiều dào làm việc l =19mm, số răng Z=4, tổng chiều dài L=63mm

Nguyên công 10 : Xung vấu

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng  phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do

Dùng 1 Chốt trám định vị vào mặt lỗ Ø20 hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

Chọn máy : Máy gia công xung định hình

Chọn dao : Chế tạo điện cực định hình bằng đồng điện phan:

Thành phần: min 99,92%Cu, max 0.05%O₂

Khối lượng riêng: 8,9(g/cm³)

Điểm nóng chảy: 1083⁰C

Điện trở riêng: 0,0178( .mm²/m)

Ưu điểm: Đồng điện phân gia công thép rất tốt, dùng được nhiều lần để gia công thô và tinh , dễ gia công chỉ khó hơn Graphit. Hớt được lượng vật liệu cao và độ mòn điện cực nhỏ.Tuy nhiên đồng điện phân nặng và

Có độ giãn nở nhiệt lớn nên không phù hợp với việc chế tạo điện cực lớn,đồng điện phân dễ bị biến dạng nên khi làm việc các điện cực mảnh dể thì không ổn định về hình dáng

     TÝnh kÝch th­íc ®iÖn cùc:

§­êng kÝnh ®iÖn cùc d phô thuéc vµo 3 yÕu tè:

- §­êng kÝnh D cña lßng khu«n cÇn gia c«ng

- Khe hë F_S gi÷a lßng khu«n vµ ®iÖn cùc

- §é cao nhÊp nh« cùc ®¹i Rmax cña bÒ mÆt gia c«ng

Khi gia c«ng th« do ®é nh¸m cao nªn trong c«ng thøc tÝnh d ta cã

                                 d_th«=D-2F_S-2Rmax

Khi gia c«ng tinh do ®é nh¸m nhá nªn bá qua Rmax, ta cã

                                 d_tinh =D-2F_S

Trong nguyªn c«ng nµy l­îng vËt liÖu ph¶i hít ®i lµ h =5 mm

Chän chÊt ®iÖn m«i: Chän dÇu EDM-Fluid-120 do h·ng SHELL cung cÊp, víi ®iÓm ch¸y 120⁰C

B­íc dßng ®iÖn chän I=6 ( c¸c b­íc dßng ®iÖn ë m¸y lµ tõ 1¸21 t­¬ng øng víi dßng ®iÖn tõ Ie=(0,5¸80)A.

 Nguyên công 11 : Nghiền thô mặt đầu

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng  2 phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

Chọn máy : Nghiền bán cơ khí trên mày phay 6H82

Chọn dao : Vật liệu dụng cụ nghiền laf GX15-32, chọn bột nghiền các bít Bo, thành phần hóa học 85-94% BrC, độ cứng tế vi vi 3350-4300, cấp độ hạt 25-16

 Nguyên công 12 : Nghiền tinh mặt đầu

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng  2 phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

Chọn máy : Nghiền bán cơ khí trên mày phay 6H82

Chọn dao : Vật liệu dụng cụ nghiền laf GX15-32, chọn bột nghiền các bít Bo , thành phần hóa học 85-94% BrC, độ cứng tế vi vi 3350-4300, cấp độ hạt M40- M5

 Nguyên công 13 : Nghiền thô mặt lỗ

Sơ đồ  gá đặt :

Định vị : Dùng  2 phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

Chọn máy : Nghiền bán cơ khí trên máy khoan cần 2H53

Chọn dao : Vật liệu dụng cụ nghiền laf GX15-32, chọn bột nghiền các bít Bo , thành phần hóa học 85-94% BrC, độ cứng tế vi vi 3350-4300, cấp độ hạt 25-16

     Nguyên công 14 : Nghiền tinh mặt lỗ

Sơ đô gá đặt :

Định vị : Dùng  2 phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

Chọn máy : Nghiền bán cơ khí trên máy khoan cần 2H53

Chọn dao : Vật liệu dụng cụ nghiền laf GX15-32, chọn bột nghiền các bít Bo , thành phần hóa học 85-94% BrC, độ cứng tế vi vi 3350-4300, cấp độ hạt M40- M5

    Nguyên công 15 : Đánh bóng

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng   phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Trong quá trình đánh bong giữ chi tiết bằng tay

Chọn máy : Thực hiện trên bàn map

Chọn dao : Máy đánh bong cầm tay

            Nguyên công 16 : Kiểm tra

Sơ đồ gá đặt :

Kiểm tra độ không vuông góc đường tâm lỗ với mặt đầu không quá 0,03mm/100mm

Kiểm tra độ không song song giữa 2 mặt đầu không quá 0,03mm/100mm

4.1.7) Tính toán và tra chế độ cắt cho một nguyên công các nguyên công còn lại tra bảng

Nguyên công 1 : Tiện khỏa mặt-tiện trơn-tiện lỗ Ø90^+0,035

a) Khi gia công lỗ : Ø90^+0,035

ta chọn chiều sâu cắt : t = 1,5 mm

Tra bảng   [2],ta chọn bước tiến dao S =0,6.

Tra bảng   [2] ,ta chọn tốc độ cắt V_b =144 (m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1 =0,9 (theo bảng [2] )

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt  k2 =0,9 (theo bảng [2])

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của  dao k3 =1,2 (theo bảng [2])

Như vậy vận tốc tính toán là =V_b.k1.k2.k3=0,9x0,9x1,2x144 =139,96 (m/phút)

Số vòng quay trục chính tính toán là :

Theo máy ta chọn được n_m= 450 (v/ph)

Như vậy vận tốc cắt thực tế :

V_tt=

Theo máy ta chọn S_m=0,6mm

b. Khi gia công tinh Ø90^+0.035

 Khi gia công tinh Ø90^+0.035  ta chọn chiều sâu cắt t = 0,25 mm.

Bảng [2], ta chọn bước tiến dao s = 0,12.

Bảng [2] ta chọn vận tốc cắt V_b =100(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1 =0,9 (theo bảng [2] )

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt  k2 =0,9 (theo bảng [2])

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của  dao k3 =1,2 (theo bảng [2])

Như vậy vận tốc tính toán là : V_t=V_b.k1.k2.k3 = 0,9x0,9x1,2x100=97,2(m/phút)

Số vòng quay của trục chính tính toán là :

Theo máy ta chọn được  n_m= 350(v/ph)

Như vậy vận tốc cắt thực tế là :

V_tt=

Theo máy ta chọn S_m=0,12mm

   Nguyên công 2 : Tiện khỏa mặt-tiện trơn mặt đối diện

a) Khi gia công kích thước Ø320_-0,057

ta chọn chiều sâu cắt thô t = 2 mm

Tra bảng [2],ta chọn bước tiến  dao S =0,8 mm/vg.

Tra bảng [2] ,ta chọn tốc độ cắt V_b =144 (m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1 =0,9 (theo bảng [2] )

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt  k2 =0,9 (theo bảng [2])

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của  dao k3 =1,2 (theo bảng [2])

Như vậy vận tốc tính toán là =V_b.k1.k2.k3=0,9x0,9x1,2x144 =139,96(m/phút)

Số vòng quay trục chính theo tính toán là :

Theo máy ta chọn được n_m= 120 (v/ph)

Như vậy tốc độ cắt thực tế là :

V_tt=

Theo máy ta chọn được S_m= 0,8 mm

c)     Khi gia công bán tinh  Ø320_-0,057

Chiều sâu căts t = 1 mm.

Bảng [2], ta chọn bước tiến dao S = 0,7.

Bảng [2] ta chọn vận tốc cắt V_b =182 (m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1 =0,9 (theo bảng [2] )

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt  k2 =0,9 (theo bảng [2])

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của  dao k3 =1,2 (theo bảng [2])

Như vậy tốc độ tính toán là :

V_t=V_b.k1.k2.k3 = 0,9x0,9x1,2x182 =176,90(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :

Theo máy chọn được n_m= 150 (v/ph)

Như vậy tốc độ cắt thực tê :

V_tt=

Theo máy ta chọn S_m=0,7 mm

    Nguyên công 3 : Tiện tinh

Tiện tinh đạt kích thước 50,75^+0.1

t = 0,4 mm ;  S = 0,3 mm/vg; n_m = 630 vg/ph.

Tiện tinh đạt kích thước lỗ Ø93^+0.035

Tiện bán tinh t =2 mm ; S = 0,8 mm/vg; n_m = 150 vg/ph.

Tiện tinh với t = 1mm ; S = 0,35 mm/vg; n_m = 630 vg/ph.

   Nguyên công 4 : Mài thô

Mài thô đạt lích thước: 50,15^+0.012

Chiều sâu cắt t =0,4mm

a)    Số đường chuyển dao khi mài chạy dao dọc, tra bảng  [6],

b)    Vận tốc đá mài

Tra bảng  [3], mài từ trên, có các thông số sau:

Tốc độ quay của trục chính đá mài = 1450vg/phút

Tốc độ chuyển động của bàn mài

Chiều dài hành trình của bàn mài

Tra bảng  [2], chế độ cắt:

    Vận tốc đá mài:

Vận tốc phôi:

Lượng chạy dao dọc:

Chiều rộng được mài:

Với : Diện tích đá mài tổng cộng.

Tra bảng  [2], ta có lượng chạy dao theo chiều sâu:

         Lượng chạy dao chiều sâu thực tế :

: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công và đương kính đá mài ,xác định từ bảng [2]

: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ chính xác gia công, xác định từ bảng [2].

Nguyên công 5 : Mài tinh 50,5^+0.012

Nguyên công 6 : Mài thô lỗ Ø93,8

Số vòng quay của đá mài: n₁ = 1000 (vòng/phút).

Số vòng quay trục chính:  n = 85 (vòng/phút).

Lượng chạy dao dọc:S_d = 0,18 (mm/vòng)

                   => S_d = 0,18.85  = 15,3(mm/phút).

( Tra bảng 5-203 sổ tay CN CTM tập II).

-         Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào đường kính đá mài và vật liệu chi tiết gia   công: k1 = 0,8.

-         Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của đá mài: k2 = 1

-         Vậy lương chạy dao tính toán:  

                       Sd = 15,3.0,8.1 ≈ 12,24 (mm/phút).

Nguyên công 7 : Mài tinh

Chiều sâu cắt t = 2 mm , ta thực hiện 4 lần mài với chiều sâu 2 lần mài đầu là t = 0,5 mm,lần cuối cùng ta không cho đá tiến sâu vào nữa mà vẫn tiếp tục mài cho đến khi tắt hoa lửa

-         Số vòng quay của đá mài n₁ = 1200 (v/ph)

-         Số vòng quay của trục chin n₂ = 200 (v/ph)

-      Lượng chạy dao dọc : S = 0,15 (mm/vòng) => Lượng chạy dao phút: Sd = 200.0,15 = 30 (mm/phút).

( Tra bảng 5-204 sổ tay CN CTM tập II).

-      Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào đường kính đá mài và vật liệu chi tiết gia công : k₁ = 0,8

-      Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chi kì bền của đá mài k₂ = 1

ð Vậy lượng chạy sao tính toán : Sd = 30.0,8.1= 24(mm/phút).

      Nguyên công 8 : Khoan,khoét,doa CNC hệ lỗ

a) Tính chế độ cắt cho khoan-khoét-doa lỗ Ø20^+0,021

·       Khoan lỗ có đường kính f18,5 mm.

-      Chiều sâu cắt : t = 9,25 mm

-      Lượng chạy dao S = 0,35 mm/vòng

-      Tốc độ cắt :

-      Tra bảng [2] ta có:  C_v = 9,8; q = 0,4; y = 0,5; m = 0,2.

-      Hệ số điều khiển chung cho tốc độ tính đến điều kiện cắt :

+) k_MV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công

+) k_nv : Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt : k_nv = 1

+) k_lv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan : k_lv = 1

               k_v= 1.1.1 =1.

T : Tuổi bền dụng cụ cắt T = 45 phút

ð  (vg/ph)

·       Khoét rộng lỗ đạt f19,65mm.

-      Chiều sâu cắt t = 0,575 mm

-      Lượng chạy dao S = 0,6 mm/vòng

-      Vận tốc cắt :

Tra bảng [2] ta có: C_v = 16,3; q = 0,3; x = 0,2; y = 0,5; m = 0,3.

Tra bảng [2]  ta có: T = 90 phút

Số vòng quay tính toán :

·       Doa lỗ đạt f20^+0,021

-      Chiều sâu cắt t = 0,175 mm

-      Lượng chạy dao S = 1 mm/vòng

-      Vận tốc cắt : 

Tra bảng [2] ta có : C_v= 10,5; q=0,3; x=0,2; y=0,65; m=0,4.

Tra bảng [2] ta có : T = 120 phút

ð

ð Số vòng quay tính toán :

   Nguyên công 9 : Phay CNC

·       Phay thô

-      Chiều sâu cắt t = 1,5 mm

-      Lượng chạy dao : lượng chạy dao định mức cho một răng của dao phay,tra bảng  [2], ta có , chọn

Tốc độ cắt V(mm/phút)

Theo công thức :

Tra bảng  [2]:  

Chu kì bền của dao tra bảng  [2], T = 180 phút.

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt :

Thay vào công thức :

Số vòng quay tính toán :

Chọn lượng chạy dao theo máy :

·       Phay tinh

Chiều sâu cắt t = 0,75 mm

Lượng chạy dao,tra bảng [2],

Chọn

Tốc độ cắt tra bảng [2]: V = 45,5 m/phút.

Số vòng quay tính toán của trục chính :

Chọn lượng chạy dao :

Nguyên công 10 : Xung vấu

Nguyên công 11 : Nghiền thô mặt đầu

Áp lực nghiền 0,5kG/cm², lượng dư nghiền thô 0,1 mm

Vận tốc nghiền V = 20 mm/phút , thời gian nghiền t = 5 phút

Nguyên công 12 : Nghiền tinh mặt đầu

Áp lực nghiền 0,5kG/cm², lượng dư nghiền tinh 0,05 mm

Vận tốc nghiền V = 20 mm/phút , thời gian nghiền t = 5 phút

Nguyên công 13 : Nghiền thô mặt lỗ

Áp lực nghiền 0,5kG/cm², lượng dư nghiền thô 0,1 mm

Vận tốc nghiền V = 20 mm/phút , thời gian nghiền t = 5 phút

  Nguyên công 14 : Nghiền tinh mặt lỗ

Áp lực nghiền 0,5kG/cm², lượng dư nghiền tinh 0,05 mm

Vận tốc nghiền V = 20 mm/phút , thời gian nghiền t = 5 phút

Yêu cầu chung đối với chi tiết sau nguyên công nghiền là làm sạch chi tiết,vì vậy cần chú ý những đặc điểm sau đây :

-      Trước khi nghiền chi tiết và dụng cụ gia công cần tẩy sạch bụi bẩn

-      Thiết bị và dụng cụ đặt ở nơi không có bụi bẩn,ở chỗ nghiền chỉ đặt bột nghiền cần thiết cho nguyên công đó

Vì vậy cần :

Rửa sạch cục bộ và lau chìu

Thổi sạch bằng khí nén hoặc dung dịch lỏng

Ngâm trong bể

Rửa sạch bằng siêu âm

4.1.8) Thiết kế đồ gá phay CNC cho nguyên công10

Sơ đồ gá đặt :

Dùng 2 phiến tỳ định vị vào mặt đáy định vị 3 bậc tự do

Dùng chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ hạn chế 2 bậc tự do

Dùng chốt chám định vị vào mặt lỗ Ø20 hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng đòn kẹp ren

a)    Tính lực cắt

Sơ đồ phân tích lực

Lực cắt được tính theo công thức

Trong đó :

Z: Là số răng phay Z = 14

n: Là số vòng quay của dao phay n = 630 vg/ph

lượng chạy dao răng :

chiều rộng dao phay B = 14

Tra bảng  [2], ta có các hệ số và số mũ

Chiều sâu cắt t = 1,5 mm

k_mp : Hệ số hiệu chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia công

Tra bảng   [2], ta có công thức:   

Thay vào công thức ta có :

b)     Tính lực kép

Phân tích khả năng xê dịch của chi tiết

Lực P_h : Làm chi tiết có khả năng trượt dọc

Lực P_x : Có khả năng khéo chi tiết lên làm bật chi tiết

Lực P_z : Làm chi tiết bị xoay quanh tâm chốt trụ đây là khả năng lớn nhất ta tính toán sao cho lực kẹp sinh ra có thể chống lại được

Phương trình  mômen chống xoay :

G : Trọng lượng chi tiết G = 196N

f₁ = 0,2 : Là hệ số ma sát giữa bề mặt gia công và phiến tỳ

f₂ = 0,4 : Là hệ số ma sát giữa bề mặt gia công và mỏ kẹp

kể thêm hệ số an toàn

với :

: Hệ số an toàn trong mọi trường hợp chọn k₀ = 1,5

    : Hệ số phụ thuộc vào lượng dư

: Hệ số phụ thuộc vào dao làm tăng lực cắt chọn k₂ = 1

    : Hệ số tính đến lực cắt không liên tục dẫn đến va đập làm tăng lực cắt

    : Hệ số tính đến nguồn sinh lực kẹp không đều làm lực kẹp không ổn định

       : Hệ số phụ thuộc vào vị trí tay quay của cơ cấu kẹp khi kẹp chặt bang tay

 : Hệ số tính đến sự lật của phôi trên đồ gá

Hệ số điều chỉnh chung để đảm bảo an toán

                 k = 1,5.1,2.1.1,2.1,3.1.1= 2,8

Vậy lực kẹp cần thiết của cơ cấu kẹp là :

                         (N).

c)      Tính chọn cơ cấu kẹp : Đòn kẹp, chốt đẩy

Khi ta vặn đai ốc,do ăn khớp ren với bulông mà bulong lại cố định lên đồ gá nhờ đai ốc hãm thì đai ốc đi xuống tạo ra lực nén Q lên đòn kẹp sẽ được tỳ vào phần đuôi lên bulông tỳ và tạo ra lực kẹp W lên chi tiết gia công

Theo sơ đồ hóa cơ cấu đồ gá ta có :

Tra bảng [2], đường kính d = 12 mm.

d)    Tính sai số chế tạo đồ gá cho phép

Sai số chế tạo và lắp ghép được xác định theo công thức :

Trong đó : Sai số gá đặt sinh ra trong quá trình gá lắp đồ gá

Trong đó, : Dung sai của kích thước đang thực hiện

: Sai số kẹp chặt xuất hiện do lực kẹp làm chi tiết biến dạng và lực lún.Ở nguyên công này lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện nên = 0

 : Sai số chuẩn do định vị chi tiết bằng một chốt trụ và một chốt trám nên xuất hiện sai số do chi tiết có khả năng xoay trong khe hở  lớn nhất và nhỏ nhất của chốt trụ và chốt tram

Góc quay lớn nhất của chi tiết so với vị trí không gian :

: Dung sai của lỗ, =0,035

: Dung sai của chốt, =0,04

: Khe hở bé nhất giữa chốt và lỗ =0

ð

ð

: Sai số do lực kẹp gây nen = 0

: Sai số do đồ gá bị mòn

: Sai số lắp đặt đồ gá lên máy không chính xác

Như vậy ta có :

e)     Điều kiện kỹ thuật của đồ gá

Độ song song của 2 mặt phiến tỳ so với đáy đồ gá không quá 0,03mm/100mm

Độ không vuông góc giữa đường tâm chốt trụ so với đáy đồ gá không lớn hơn 0,03mm/100mm

4.2)  Thiết kế quy trình công nghệ gia công cam động trước

4.2.1) Phân tích chức nằng và điều kiện làm việc của chi tiết

Trong bộ khuôn, cam đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành biên dạng chi tiết mà có phương vuông góc với hướng mở khuôn thiết kế hệ thống cam trong khuôn rất phức tạp do yêu cầu và ra khuôn phải nhịp nhàng gắn liền với quá trình mở khuôn,hành trình của cam chính xác….

Với chi tiết cam động trước chi tiết cần phải đạt yêu cầu kỹ thuật của lòng khuôn và bề mặt lắp ghép lòn khuôn.Chiết làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao và khả năng thay đổi cấu trúc lớp bề mặt do tiếp xúc trực tiếp với nhựa nóng chảy,nó quyết định rất lớn tới độ ổn định của khuôn khi làm việc và tới độ chính xác của sản phẩm

4.2.2)  Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết

Chi tiết có dạng tròn xoay mặt ngoài côn 70⁰ , có bề mặt côn làm định vị giữa cam động và tấm gá lõi yêu cầu cao độ bong áp dụng phương pháp gia công đặc biệt

Các rãnh gân trên bề mặt yêu cầu gia công xung phân độ

Các yêu cầu kỹ thuật đảm bảo

Độ không vuông góc giữa đường tâm các lỗ so với mặt đầu không quá 0,03mm/100mm

Độ không song song của 2 mặt đầu cam không quá 0,03mm/100mm chiều dài

Kiểm tra các góc 70⁰ theo dưỡng kiểm góc

4.2.3)  Xác định dạng sản xuất

Dạng sản xuất đơn chiếc

4.2.4)  Xác định phương pháp chế tạo phôi và kích thước phôi

Yêu cầu kỹ thuật của vật liệu chi tiết

Do khuôn phải làm việc trong điều kiện nhiệt độ khắc nhiệt nên nó phải đảm bảo độ cứng,độ dẻo dai tương đối cao, khả năng chống mài mòn tốt,biến dạng cơ vì nhiệt luyện ít và phù hợp với điều kiện sản xuất của phân xưởng

Ta chọn vật liệu chế tạo phôi là thép 45

Thành phần hóa học :

Tính chất cơ học

Tác dụng các thành phần hóa học

Mn, Si: Nâng cao độ bền độ cứng của chi tiết

Cr: Cải thiện tính thấm tôi

Xác định phương pháp chế tạo phôi

Chi tiết là dạng khối tròn vói kích thước là : Ø230x112(mm).

Các chi tiết trên khuôn ép nhựa,yêu cầu kỹ thuật cao như : độ bóng,độ chịu mài mòn cao,chịu áp lực cao..

Để giảm giá thành gia công cơ,chi tiết đáp ứng được những yêu cầu kỹ thuật để ra chọn phôi là phôi thanh

Xác định kích thước phôi

Lượng dư gia công cơ được lấy đều trên tất cả các bề mặt là : 4mm

Độ chính xác kích thước phôi cắt,tra bảng [1]: Dung sai kích thước phôi là ± 0,5 mm

Vậy kích thước của phôi là : Ø230 ( )x112( )

Bản vẽ lồng phôi

4.2.5)  Lập sơ bộ nguyên công

Nguyên công 1 : Phay mặt đầu

Nguyên công 2 : Phay mặt đầu

Nguyên công 3 : Cắt dây

Nguyên công 4 : Mài mặt lắp ghép

Nguyên công 5 : Nghiền thô mặt lắp ghép

Nguyên công 6 : Nghiền tinh mặt lắp ghép

Nguyên công 7 : Hàn ghép

Nguyên công 8 : Khỏa mặt tiện lỗ ϕ82

Nguyên công 9 : Khỏa mặt đầu đối diện

Nguyên công 10 : Tiện tinh mặt đầu và bán tinh mặt lỗ Ø83

Nguyên công 11: Tiện lòng khuôn

Nguyên công 12: Xung lòng tạo gân Ø6

Nguyên công 13: Khoan CNC 4 lỗ Ø10 và ta rô 4 lỗ M10

Nguyên công 14: Nghiền thô lòng khuôn

Nguyên công 15: Nghiền tinh lòng khuôn

Nguyên công 16: Phay CNC hốc

Nguyên công 17: Khoan CNC 2 lỗ Ø4, ta rô 2 lỗ M4

Nguyên công 18: Khoan CNC 4 lỗ chốt xiên Ø14

Nguyên công 19: Lắp ghép

Nguyên công 20: Mài phẳng

Nguyên công 21: Mài mặt đối diện

Nguyên công 22: Nghiền thô mặt đầu 1

Nguyên công 23: Nghiền tinh mặt đầu 1

Nguyên công 24: Nghiền thô mặt đầu 2

Nguyên công 25: Nghiền tinh mặt đầu 2

Nguyên công 26: Tiện côn

Nguyên công 27: Phay CNC rãnh thoát chốt xiên

Nguyên công 28: Phay Vát

Nguyên công 29: Đánh bóng

Nguyên công 30: Nguội + Tổng kiểm tra

4.2.6) Thiết kế các nguyên công cụ thể

  Nguyên công 1 : Phay mặt đầu 1

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng 2 phiến tỳ định vị khía nhám vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do.

Kẹp chặt : Dùng tay quay ren vít

Chọn máy : Tra bảng  [3], chọn máy phay 6H82, công suất 2,8 KW

Chọn dao : Chọn dao phay mặt đầu,gắn mảnh hợp kim cứng P6M5. Tra bảng [1], ta có các thông số của dao:

D = 315 mm;  B = 66 mm; d = 60 mm;  Z=36

      Nguyên công 2 : Phay mặt đầu thứ 2

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng 2 phiến tỳ định vị khía nhám vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Dùng tay quay ren vít

Chọn máy : Tra bảng  [3], chọn máy phay 6H82, công suất 2,8 KW

Chọn dao : Chọn dao phay mặt đầu,gắn mảnh hợp kim cứng P6M5. Tra bảng [1], ta có các thông số của dao:

D = 315 mm;  B = 66 mm; d = 60 mm;  Z=36

    Nguyên công 3 : Cắt dây

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng 2 phiến tỳ định vào mặt đáy hạn chế  3 bậc tự do

Kẹp chặt : Dùng đòn kẹp

Chọn máy : Máy cắt dây  CNC kiểu HITACHI-3Q

Các thông số của máy:

  Tốc độ chạy dây max (Trục X/Y) 1,500(mm/min)

Khoảng dịch chuyển X-,Y-,Z- là : 450x300x300(mm)

Khoảng dịch chuyển U-, V- là : ±30mm

Độ nghiêng day lớn nhất: ±12mm

Kích thước lớn nhất của phôi: 650x500x300(mm

Chọn dao : Dây HSW-25X,độ bền kéo 750-790(N/mm2),

  Nguyên công 4 : Mài mặt lắp ghép

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng khối V định vị vào mặt tròn ngoài hạn chế 2 bậc tự do,Dùng 1 phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Má kẹp ren vít

Chọn máy : Máy mài 3E711B, công suất 17 KW

Chọn dao : Tra bảng [1], chọn đá mài , đá có kết cấu bakêlit, với các thông số:

Độ hạt 50 – 16          D = 300 mm                  d = 100 mm                   H = 40 mm

    Nguyên công 5 : Nghiền thô mặt lắp ghép

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Dùng khối V định vào mặt trụ hạn chế 2 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng má kẹp ren

Chọn máy : Nghiền bán cơ khí trên máy phay 6H82

Chọn dao : Vật liệu dụng cụ nghiền là GX15-32, chọn bột nghiền các bít Bo, thành phần hóa học 85-94% BrC, độ cứng tế vi 3350-4300, cấp độ hạt  25-16

 Nguyên công 6 : Nghiền tinh mặt lắp ghép

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Dùng khối V định vào mặt trụ hạn chế 2 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng má kẹp ren

Chọn máy : Nghiền bán cơ khí trên máy phay 6H82

Chọn dao : Vật liệu dụng cụ nghiền là GX15-32, chọn bột nghiền các bít Bo, thành phần hóa học 85-94% BrC, độ cứng tế vi 3350-4300, cấp độ hạt  M40-M5

      Nguyên công 7 : Hàn ghép

      Nguyên công8 : Khỏa mặt tiện lỗ ϕ82

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm định vị vào mặt ngoài của chi tiết hạn chế 4 bậc tự do

Mặt đầuc chấu kẹp hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Mâm cặp 3 chấu

Chọn máy : Tra bảng  [3], chọn máy tiện 1K62, công suất7,5 KW, đường kính lớn nhất của chi tiết gia công trên máy 400 mm

Chọn dao : Chọn dao tiện ngoài thân cong,gắn mảnh hợp kim cứng T15K6. Tra bảng [1], ta có các thông số của dây:

H = 40 mm;     B = 25 mm;         L = 200 mm;  m=12mm;        a= 25mm;  r =2  

Tra bảng [1], chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió, với các thông số :

d = 60 mm                L = 400 mm                   l = 200 mm:

Nguyên công 9 : Khỏa mặt đối diện

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm định vị vào mặt ngoài của chi tiết hạn chế 4 bậc tự do

Mặt đầu chấu kẹp hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Mâm cặp 3 chấu

Chọn máy : Tra bảng  [3], chọn máy tiện 1K62, công suất7,5 KW,đường kính lớn nhất của chi tiết gia công trên máy 400 mm

Chọn dao : Chọn dao tiện ngoài thân cong,gắn mảnh hợp kim cứng T15K6. Tra bảng [1], ta có các thông số của dây:

H = 40 mm;     B = 25 mm;         L = 200 mm;  m=12mm;        a= 25mm;  r =2  

    Nguyên công 10 : Tiện tinh mặt đầu,tiện bán tinh mặt lỗ

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm định vị vào mặt ngoài của chi tiết hạn chế 4 bậc tự do

Mặt đầu chấu kẹp hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Mâm cặp 3 chấu

Chọn máy : Tra bảng  [3], chọn máy tiện 1K62, công suất7,5 KW,đường kính lớn nhất của chi tiết gia công trên máy 400 mm

Chọn dao : Chọn dao tiện ngoài thân cong,gắn mảnh hợp kim cứng T15K6. Tra bảng [1], ta có các thông số của dây:

H = 40 mm;     B = 25 mm;         L = 200 mm;  m=12mm;        a= 25mm;  r =2  

Nguyên công 11 : Tiện lòng khuôn

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm định vị vào mặt ngoài của chi tiết hạn chế 4 bậc tự do

Mặt đầu chấu kẹp hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Mâm cặp 3 chấu

Chọn máy : Tra bảng  [3], chọn máy tiện 1K62, công suất7,5 KW,đường kính lớn nhất của chi tiết gia công trên máy 400 mm

Chọn dao : Chọn dao tiện ngoài thân cong,gắn mảnh hợp kim cứng T15K6. Tra bảng [1], ta có các thông số của dây:

H = 40 mm;     B = 25 mm;         L = 200 mm;  m=12mm;        a= 25mm;  r =2  

    Nguyên công 12 :  Xung vấu lòng khuôn

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do

Dùng chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ Ø84,5 hạn chế 2 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

Chọn máy : Máy gia công xung định hình

Chọn dao : Chế tạo điện cực bằng đồng điện phân :

Thành phần: min 99,92%Cu, max 0.05%O₂

Khối lượng riêng: 8,9(g/cm³)

Điểm nóng chảy: 1083⁰C

Điện trở riêng: 0,0178( .mm²/m)

   Nguyên công 13 : Khoan CNC 4 lỗ Ø10, ta rô 4 lỗ M10

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do

Dùng chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ Ø84,5 hạn chế 2 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

Chọn máy : Khoan CNC

Chọn dao : Tra bảng [1], chọn mũi khoan ruột gà bằn thép gió, với các thông số:       d = 10 mm            L = 200 mm                   l = 120 mm

Mũi ta rô : Tra bảng [1], chọn mũi ta rô bằng thép gió, với các thông số :

d = 10 mm                L = 80 mm           l = 24 mm  

    Nguyên công 14 : Nghiền thô lòng khuôn

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng tay khi nghiền

Chọn máy : thực hiện trên bàn map

Chọn dao : Bột nghiền thô độ hạt 40-16

    Nguyên công 15 : Nghiền tinh lòng khuôn

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng tay khi nghiền

Chọn máy : Thực hiện trên bàn map

Chọn dao : Bột nghiền thô độ hạt M40-M50

    Nguyên công 16 : Phay CNC hốc

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do

Dùng chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ ϕ84,5 hạn chế 2 bậc tự do

Dùng chốt tram định vị vào mặt lỗ ϕ10 hạn chế một bậc tự do còn lại

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

Chọn máy : Máy phay CNC

Chọn dao : Chọn dao phay ngón,gia công phá, chuôi côn,tra bảng [1], các thông số của dao:

D = 10 mm               L = 72 mm           l = 22 mm             Z = 4 răng

      Nguyên công 17 : Khoan 4 lỗ Ø4, ta rô 4 lỗ M4

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do

Dùng chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ ϕ84,5 hạn chế 2 bậc tự do

Dùng chốt tram định vị vào mặt lỗ ϕ10 hạn chế một bậc tự do còn lại

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

Chọn máy : Máy phay CNC

Chọn dao : Tra bảng [1], chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió, với các thông số :

d = 4 mm                  L = 100 mm                   l = 60 mm  

mũi ta rô : Tra bảng [1], chọn mũi ta rô bằng thép gió, với các thông số sau :

d = 4 mm                  L = 50 mm           l = 25 mm  

    Nguyên công 18 : Khoan CNC 4 lỗ chốt xiên

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do

Dùng chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ ϕ84,5 hạn chế 2 bậc tự do

Dùng chốt tram định vị vào mặt lỗ ϕ10 hạn chế một bậc tự do còn lại

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

Chọn máy : Máy phay CNC

Chọn dao : Tra bảng [1], chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió, với các thông số :

d = 14 mm                L = 200 mm                   l = 120 mm

     Nguyên công 19 : Lắp ghép

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng tay

Chọn máy : Thực hiện trên bàn máp

Chọn dao : Dụng cụ rà,búa cao su

       Nguyên công 20 : Mài mặt ngoài lắp ghép

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Chi tiết định vị trên băng máy hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng lực từ

Chọn máy : Máy mài 3E711B, công suất 17 KW

Chọn dao : Tra bảng [1], chọn đá mài , có chất kết dính bakêlit,với các thông số:

Độ hạt 50 – 16          D = 300 mm                  d = 100 mm                   H = 40 mm

   Nguyên công 21 : Mài mặt đầu đối diện

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Chi tiết định vị trên băng máy hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng lực từ

Chọn máy : Máy mài 3E711B, công suất 17 KW

Chọn dao : Tra bảng [1], chọn đá mài , có chất kết dính bakêlit,với các thông số:

Độ hạt M40 – M5     D = 300 mm                  d = 100 mm                   H = 40 mm

      Nguyên công 22 : Nghiền thô mặt đầu 1

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng má kẹp ren

Chọn máy : Nghiền bán cơ khí trên máy phay 6H82

Chọn dao : Vật liệu dùng cụ nghiền là GX15-32, chọn bột nghiền các bit Bo, thành phần hóa học 85-94% BrC, độ cứng tế vi 3350-4300, cấp đọ hạt 25-16

Nguyên công 23 : Nghiền tinh mặt đầu 1

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng má kẹp ren

Chọn máy : Nghiền bán cơ khí trên máy phay 6H82

Chọn dao : Vật liệu dùng cụ nghiền là GX15-32, chọn bột nghiền các bit Bo, thành phần hóa học 85-94% BrC, độ cứng tế vi 3350-4300, cấp đọ hạt M40-M5

       Nguyên công 24 : nghiền thô mặt đầu thứ 2

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng má kẹp ren

Chọn máy : Nghiền bán cơ khí trên máy phay 6H82

Chọn dao : Vật liệu dùng cụ nghiền là GX15-32, chọn bột nghiền các bit Bo, thành phần hóa học 85-94% BrC, độ cứng tế vi 3350-4300, cấp độ hạt 25-16

      Nguyên công 25 :  Nghiền tinh mặt đầu thứ 2

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng má kẹp ren

Chọn máy : Nghiền bán cơ khí trên máy phay 6H82

Chọn dao : Vật liệu dùng cụ nghiền là GX15-32, chọn bột nghiền các bit Bo, thành phần hóa học 85-94% BrC, độ cứng tế vi 3350-4300, cấp đọ hạt M40-M5

    Nguyên công 26 :  Tiện côn

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do,dùng chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ hạn chế 2 bậc tự do

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng ren,kết hợp với vít bắt chặt

Chọn máy: Tra bảng  [3], chọn máy tiện 1K62, công suất 7,5 KW,đường kính lớn nhất của chi tiết gia công trên máy tiện là400 mm

Chọn dao : Chọn dao tiện ngoài thân công, gắn hợp kim cứng T15K6. Tra bảng [1], ta có các thông số của dao :

H = 40 mm;     B = 25 mm;         L = 200 mm;  m=12mm;        a= 25mm;  r =2  

       Nguyên công 27 : Phay CNC hốc thoát chốt xiên

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do,dùng chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ hạn chế 2 bậc tự do

Dùng chốt tỳ phẳng định vị vào mặt bên hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng đòn kẹp

Chọn máy: Máy phay CNC TC-1, mặt làm việc của bàn máy: 850x600mm

Động cơ vô cấp với công suất N=8kW, hiệu suất máy h=0,8

Chọn dao : Chọn dao phay ngón thép gió tra bảng 4-65 [1] ta có các thông số của dao: D =8mm, chiều dài phần làm việc l =19mm, số răng Z=4, tổng chiều dài L=63mm

    Nguyên công 28 : Phay vát

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Dùng phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do,dùng chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ hạn chế 2 bậc tự do

Dùng chốt tỳ phẳng định vị vào mặt bên hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng đòn kẹp

Chọn máy  : Tra bảng  [3], chọn máy phay 6H82, công suất 2,8 KW

Chọn dao : Chọn dao phay ngón thép gió, gắn mảnh hợp kim cứng P6M5. Tra bảng [1], ta có các thông số của dao:

d = 50 mm;  L = 200 mm; l=75 mm;  Z=4      

     Nguyên công 29 : Đánh bóng

Sơ đồ gá đặt :

Định vị : Ddùng phiến tỳ định vị vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt : Giữ chặt chi tiết bằng tay

Để lấy sản phẩm ra một cách dễ dàng và sản phẩm đạt được độ bong bề mặt cao cho nên bề mặt lòng khuôn cần đánh bong bằng cách mài bằng hạt mài

Dùng bột mài nhỏ (bột kim cương hoặc oxit ) trộn với dầu nhờn đặc bôi lên bánh đánh bong,bánh quay với tốc độ tương đối cao

Bánh đánh bong được làm bằng vải mềm,tuy nhiên đánh bong bằng những dụng cụ mềm gây nên sự nện trên bề mặt thép.Bề mặt sau đó có thể bị phá hỏng

Dùng tay điều chỉnh rê đi rê lại trên bề mặt khuôn,nên bắt đầu từ các góc cạnh và đương gân gờ hoặc các phần khó đánh bong của khuôn trước.Độ bong yêu cầu sau khi đánh bong là Ra = 0,04

      Nguyên công 30 : Tổng kiểm tra

Sơ đồ gá đặt :

Kiểm tra độ không song song giữa mặt đầu không quá 0,03mm/100mm chiều dài

4.2.7)  Tính toán và tra chế độ cắt cho một nguyên công các nguyên công còn lại tra bảng

Nguyên công 1 : Phay mặt đầu

Dao: D = 315 mm;  B = 66 mm; d = 60 mm;  Z=36

Chiều sâu cắt t = 1,5 mm

Lượng chạy dao răng S_z=0,18mm/răng (B5-33[2]) .

ð Lượng chạy dao vòng S₀= 0,18. 12= 2,16 mm/vòng.

Hệ số phụ thuộc  k₁ phụ thuộc chất lượng vật liệu gia công k₁ = 1

Hệ số phụ thuộc  k₂ phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi k₂ = 1

Hệ số phụ thuộc  k₃ phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt k₃ = 1

Vtt=  170,73(m/ph)

Số vòng quay của trục chính :

Theo chọn số vòng quay theo máy n_m = 150 vòng/phút [7]

Như vậy tốc độ quay thực tế :

Ta có S_ph=2,16.150 = 324 mm/phÞ Ta chọn theo máy Sph=300 ([7])

           Nguyên công 2 : Phay mặt đầu 2

Chọn chế độ cắt như nguyên công 1

        Nguyên công 3 : Cắt dây

        Nguyên công 4 : Mài thô

Chọn chế độ cắt :

  Nguyên công 5 : Nghiền thô

Áp lực nghiền 0,05kG/cm² , lượng dư nghiền thô 0,1 mm

Vận tốc nghiền V= 20 m/phút thời gian nghiền t = 5 phút

   Nguyên công 6 : Nghiền tinh

Áp lực nghiền 0,05kG/cm² , lượng dư nghiền thô 0,05 mm

Vận tốc nghiền V= 20 m/phút thời gian nghiền t = 5 phút

  Nguyên công 7 : Hàn ghép

 Nguyên công 8 : Tiện khỏa mặt tiện lỗ

+) Tiện đạt kích thước Ø82+0,035

Ta chọn chiều sâu cắt t = 0,25 mm

Bảng [2], ta chọn bước tiến dao s = 0,12.

Bảng [2] ta chọn vận tốc cắt V_b =100(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng chi tiết gia công k1=0,9(theo bảng [2]

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2 =0,9 (theo bảng [2])

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 =1,2 (theo bảng [2])

Như vậy tốc độ tính toán :

 V_t=V_b.k1.k2.k3 = 0,9x0,9x1,2x100=97,2(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :

Ta chọn theo máy n_m= 350(v/ph)

Như vậy tốc độ cắt thực tế là :

              V_tt=

Ta chọn theo máy S_m = 0,12 mm

+) Tiện bán tinh với chiều sâu cắt t = 1,25 mm đạt kích thước109,75±0,1

Bảng [2], ta chọn bước tiến dao s = 0,7.

Bảng [2] ta chọn vận tốc cắt V_b =182 (m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng chi tiết gia công k1=0,9(theo bảng [2]

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2 =0,9 (theo bảng [2])

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 =1,2 (theo bảng [2])

Như vậy vận tốc tính toán là :

V_t=V_b.k1.k2.k3 = 0,9x0,9x1,2x182 =176,9(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :

Chọn theo máy được n_m= 500 (v/ph)

Như vậy vận tốc cắt thực tế :

                    V_tt=

Theo máy ta chọn được S_m = 0,7 mm

  Nguyên công 9 : Tiện khỏa mặt đầu

Tiện tinh đạt kích thước 107,03±0,1

Ta chọn chiều sâu cắt t = 0,25 mm

Bảng [2], ta chọn bước tiến dao s = 0,12.

Bảng [2] ta chọn vận tốc cắt V_b =100(m/ph)

Các hệ sốc hiệu chỉnh :

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng chi tiết gia công k1=0,9(theo bảng [2]

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2 =0,9 (theo bảng [2])

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 =1,2 (theo bảng [2])

Như vậy vận tốc tính toán là :

             V_t=V_b.k1.k2.k3 = 0,9x0,9x1,2x100=122,4(m/phót)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :

Chọn theo máy được n_m= 350 (v/ph)

Như vậy vận tốc cắt thực tế :

                    V_tt=

Theo máy ta chọn được S_m = 0,12 mm

   Nguyên công 10 : Tiện tinh

Chọn chiều sâu cắt tinh t = 0,25 mm

   Vòng quay  n = 350 (v/ph)

                              S_m= 0,12 mm/ph

   Nguyên công 11 : Tiện lòng khuôn

Chọn chiều sâu cắt tinh t = 0,25 mm

   Vòng quay  n = 350 (v/ph)

                       S_m= 0,12 mm/ph

  Nguyên công 12 : Xung lòng tạo gân

chế tạo điện cực bằng đồng điện phân :

Thành phần: min 99,92%Cu, max 0.05%O₂

Khối lượng riêng: 8,9(g/cm³)

Điểm nóng chảy: 1083⁰C

Điện trở riêng: 0,0178( .mm²/m)

  Nguyên công 13 : Khoan CNC 4 lỗ Ø10 ta rô 4 lỗ M10

Chiều sâu cắt: t = 5 mm,

Lượng chạy dao: S = 0,09 mm/vßng,

Tốc độ cắt :V_b =  43 m/phót. Ta có các hệ số:   

Tốc độ cắt tính toán  V_t =V_b.k₁.k₂.k₃.k₄

k₁: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền T của dao, k₁ = 1.

k₂: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k₂ = 1.

k₃: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k₃ = 0,85.

k₄: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mac vật liệu mũi khoan, k₄ = 1.

     Vậy:

              V_t = V_b.k₁.k₂.k₃.k₄ =43.1.1.0,85.1 = 36,55m/phút.

    Ta xác định ố vòng quay tính toán của trục chính n_t với công thức:

                        n_t =  1164 v/ph

   Nguyên công 14 : Nghiền thô mặt lỗ

   Nguyên công 15 : Nghiền tinh mặt lỗ

   Nguyên công 16 : Phay hốc trên máy CNC

d = 10 mm       L = 72 mm              l = 22 mm          Z = 4 răng

Phay t = 1 mm

Lượng chạy dao vòng S=0,4 mm/vòng (B5-36II)

Hệ số  phụ thuộc k1 phụ thuộc vào vật liệu gia công k1=1,0

Hệ số  phụ thuộc k2 phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi k2=1,0

Hệ số  phụ thuộc k3 phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt k3=1,0

Vtt= (m/phút)

Số vòng quay của trục chính là :

Ta có S_ph=0,4.2044 =  817 mm/ph

Nguyên công 18 : Khoan CNC lỗ thoát chốt xiên

Chiều sâu cắt: t = 7 mm,

Lượng chạy dao: S=0,25 mm/vßng

Vận tốc cắt  : V_b=24 m/ph

Tính tốc độ cắt tính toán

         V_t=V_b.k₁.k₂.k₃.k₄

 Trong đó:

k₁ : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền, (bảng5-86 sổ tay CNCTM tập 2),               k₁ = 1,15

k₂ : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi, (bảng5-86 sổ tay CNCTM tập 2),        k₂=1

k₃ : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc Mác của hợp kim cứng, (bảng5-86 sổ tay CNCTM tập 2),), k₃ = 1

k₄: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều sâu của lỗ k₄=1

        Vậy:

                   V_t = V_b.k₁.k₂.k₃.k₄ =24.1,15.1.1.1 =27,6 m/phút.

       Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n_t dựa vào công thức :

              n_t = 1255 vòng/phút

Nguyên công 20 : Mài thô mặt đầu

Tra B9-57 ta có các thông số chính của đá mài là: tốc độ chuyển động của bàn n_b(m/ph), chiều dài hành trình của bàn mài Lx(mm), tốc độ quay của trục chính đá mài n(v/ph).

Tra B5-55[2] với vật liệu gia công tương ứng ta có :

Vận tốc đá mài: V_đm(m/s)

Vận tốc phôi: V_phôi(m/ph)

Chiều sâu cắt: t(mm)

Lượng chạy dao dọc: S(mm/hành trình)

Tra B5-219[2], với các thông số B_bm và n_b Þ lượng chạy dao theo chiều sâu S_o, trong đó:

B_bm là chiều rộng được mài, xác định theo công thức: B_bm=

Với SF_d-Diện tích mài tổng cộng(mm²)

L_x- Chiều dài hành trình bàn(mm)

Lượng chạy dao theo chiều sâu thực tế là: S_s=S_o.K₁.K₂

K₁: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công và đường kính đá mài được xác định trong B5-219[2]

K₂: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ chính xác gia công được xác định  trong B5-219[2]

        Nguyên công 23 : Nghiền thô mặt đầu

Áp lực nghiền 0,5kG/cm², lượng dư nghiền thô 0,1 mm

Vận tốc nghiền V=20m/phút; thời gian nghiền t= 5 phút

     Nguyên công 26 : Tiện tinh mặt côn

a) Khi gia công thô Ø146,5 côn 70⁰

Ta chọn chiều sâu cắt t =1,5 mm

Tra bảng [2],ta chọn bước tiến dao S =0,6.

Tra bảng [2] ,ta chọn vận tốc cắt V_b =144 (m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1 =0,9 (theo bảng [2] )

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2 =0,8 (theo bảng [2])

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 =1,7 (theo bảng [2])

Như vậy tốc độ tính toán là =V_b.k1.k2.k3=0,9x0,8x1,7x144 =176,6(m/phút)

Số vòng quay của trục chính tính toán là:

Theo máy ta chọn: n_m=350 (v/ph)

Như vậy tốc độ cắt thực tế là

V_tt=

Theo máy ta có: S_m=0,6 mm/ph

b)Khi gia công tinh Ø146^+0.01 côn 70⁰

chọn chiều sâu cắt t = 0,25 mm.

Bảng [2], ta chọn bước tiến dao s = 0,12.

Bảng [2] ta chọn tốc độ cắt V_b =100(m/ph)

Các hệ số hiều chỉnh:

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1 =0,9 (theo bảng [2] )

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2 =0,8 (theo bảng [2])

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 =1,7 (theo bảng [2])

Như vậy tốc độ tính toán là

          V_t=V_b.k1.k2.k3 = 0,9x0,8x1,7x100=122,4(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :

Theo máy ta chọn: n_m= 250 (v/ph)

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

V_tt=

Theo máy ta chọn: S_m=0,12mm

Nguyên công 28 : Phay vát

Chọn dao phay ngón:         d = 50 mm ;  L = 200 mm ; l =75 mm ;  Z =4

Chế độ cát: Xác định chế độ cắt cho một dao.

Chiều sâu cắt t = 1 mm,

Lượng chạy dao S = 0,18 mm/răng

Tốc độ cắt V_b =  37,5 m/phót.

Tốc độ cắt tính toán  V_t=V_b.k₁.k₂.k₃.k₄

Các thông sô hiệu chỉnh:

K₁: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và có tính của thép cho trong bảng 5-225 (Sổ tay CNCTM2)  k₁ = 1,16

K₂: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công cho trong bảng 5-120 (Sổ tay CNCTM2)  - k₂ = 0,8

K₃: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-132 (Sổ tay CNCTM2)  k₃ = 1.

         Vậy tốc độ tính toán là: V_t=V_b.k₁.k₂.k₃= 37,5.1,16.0,8.1 = 34,8 m/phút.

 Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

            n_t = 221,65 vòng/phút

Ta chọn số vòng quay theo máy n_m = 200 vòng/phút. Như vật tốc độ cắt thực tế sẽ là :

            V_tt =  31,4 m/phút.

Lượng chạy dao phút là S_p = S_r.z.n = 0,18.4.200 = 144 mm/phút. Theo máy ta có

              S_m = 140  mm/phút.

4.2.8)  Tính toán thiết kế đồ gá phay cho nguyên công 28

Sơ đồ tịnh vị.

Dùng 2 phiến tỳ phẳng định vị vào mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do

Dùng chốt trụ ngắn định vị vào mặt lỗ hạn chế 2 bậc tự do

Dùng chốt tỳ chỏm cầu định vị vào mặt bên hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng đòn kẹp ren

a)    Tính lực cắt

Sơ đồ phân tích lực

Lực cắt được tính theo công thức :

Trong đó : Z: Số răng dao phay. Z = 4 răng

n: Số vòng quay của dao n = 200 vg/phút

lượng chạy dao răng

Chiều rộng phay: B = 14 mm

Tra bảng  [2], ta có các hệ số mũ :

Chiều sâu cắt t = 1 mm

                   : Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chất lượng củavật liệu gia công

Tra bảng   [2], ta có:   

Thay vào công thức ta có:

 Theo bảng  [2] ta có;       P_h:P_Z = 0,8-0,9

=> P_h= 0,9.1356,78 =1221,1

b)     Tính lực kẹp

Phân tích khả năng xe dịch của chi tiết

Lực P_h làm chi tiết bị trượt dọc

Lực P_x có xu hướng kéo chi tiết lên làm bật chi tiết

Lực P_z làm chi tiết bị xoay xung quanh tâm chốt trụ đây là khả năng lớn nhất ta tính thiết sao lực kẹp sinh ra chống lại được

Phương trình cân bằng chống trượt

Trong đó :

G : Trọng lượng chi tiết G = 69N

f₂ = 0,4 : Là hệ số ma sát giữa bề mặt gia công và mỏ kẹp kể thêm hệ số an toàn với :

: Hệ số an toàn trong mọi trường hợp chọn k₀ = 1,5

    : Hệ số phụ thuộc vào lượng dư

: Hệ số phụ thuộc vào dao làm tăng lực cắt chọn k₂ = 1

    : Hệ số tính đến lực cắt không liên tục dẫn đến va đập làm tăng lực cắt

    : Hệ số tính đến nguồn sinh lực kẹp không đều làm lực kẹp không ổn định

       : Hệ số phụ thuộc vào vị trí tay quay của cơ cấu kẹp khi kẹp chặt bang tay

 : Hệ số tính đến sự lật của phôi trên đồ gá

Hệ số điều chỉnh chung để đảm bảo an toàn :

                 k = 1,5.1,2.1.1,2.1,3.1.1= 2,8

Vậy lực kẹp cần thiết của cơ cấu kẹp là :

Vì có 2 đòn kẹp nên ta có lực kẹp cần thiết là W= 4239,35 N.

Phương trình mômen chống xoay :        

Trong đó :

f₁ = 0,2 : Là hệ số ma sát giữa bề mặt gia công và phiến tỳ

f₂ = 0,4 : Là hệ số ma sát giữa bề mặt gia công và mỏ kẹp kể thêm hệ số an toàn với :

: Hệ số an toàn trong mọi trường hợp chọn k₀ = 1,5

    : Hệ số phụ thuộc vào lượng dư

: Hệ số phụ thuộc vào dao làm tăng lực cắt chọn k₂ = 1

    : Hệ số tính đến lực cắt không liên tục dẫn đến va đập làm tăng lực cắt

    : Hệ số tính đến nguồn sinh lực kẹp không đều làm lực kẹp không ổn định

       : Hệ số phụ thuộc vào vị trí tay quay của cơ cấu kẹp khi kẹp chặt bang tay

 : Hệ số tính đến sự lật của phôi trên đồ gá

Hệ số điều chỉnh chung để đảm bảo an toàn :

                 k = 1,5.1,2.1.1,2.1,3.1.1= 2,8

vậy lực kẹp cần thiết của cơ cấu kẹp là :

Vì có 2 đòn kẹp nên ta có lực kẹp cần thiết W=3527 N

c)      Tính chon cơ cấu kẹp : đòn kẹp,chốt đẩy

Khi ta vặn đai ốc,do ăn khớp ren với bulong mà bulong lại cố định lên đồ gá nhờ đai ốc hãm thì đai ốc đi xuống tạo ra lực nén Q lên đòn kẹp,đòn kẹp sẽ được tỳ lên phần đuôi lên bulong tỳ và tạo ra lực kẹp W lên chi tiết gia công

Theo sơ đồ hóa cơ cấu kẹp ta có :

Đường kính bulông được tính theo công thức sau :

Trong đó Q là lực kẹp yêu cầu

C = 1,4 với ren hệ mét

: Ứng suất kéo:  = 800 (N/mm²)

Chọn theo tiêu chuẩn bulông M12

d)     Tính sai số chế tạo đồ gá cho phép

Sai số chế tạo và lắp ghép được xác định theo công thức :   

Trong đó : Sai số gá đặt sinh ra trong quá trình gá lắp đồ gá

Trong đó, : Dung sai của kích thước đang thực hiện

: Sai số kẹp chặt xuất hiện do lực kẹp làm chi tiết biến dạng và lực lún.Ở nguyên công này lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện nên = 0

 : Sai số chuẩn .Khe hở lớn nhất giữa chốt định vị = 0,015

: Sai số do đồ gá bị mòn

: Sai số lắp đặt đồ gá lên máy không chính xác

Như vậy ta có:

e)     Điều kiện kỹ thuật của đồ gá.

Độ không song song giữa 2 mặt phiến tỳ với đáy đồ gá không lớn hơn 0,03mm/100mm chiều dai

Độ không vuông góc giữa đường tâm chốt trụ so với đáy đồ gá không lớn hơn 0,03mm/100mm chiều dài

KẾT LUẬN

    Sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn: …………………, đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

    Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu. Do thời gian có hạn và kiến thức thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án của em không tránh được những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

    Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo hướng dẫn: ………………, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.                                      

  Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[ 1]. GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc, PGS. TS.Lê Văn Tiến,

PGS.TS.Ninh Đức Tốn, PGS. TS. Trần Xuân Việt

Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập I.

Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội 2005

[ 2]. GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc, PGS. TS. Lê Văn Tiến,

PGS.TS.Ninh Đức Tốn, PGS. TS. Trần Xuân Việt

Sổ tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập II.

Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội 2005

[ 3]. GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc, PGS. TS. Lê Văn Tiến,

PGS.TS.Ninh Đức Tốn, PGS. TS. Trần Xuân Việt

Sổ tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập III.

Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội 2005

[ 4].GS. TS. Trần Văn Địch, PGS. TS. Nguyễn Trọng Bình,

PGS.TS.Nguyễn Thế Đạt, PGS. TS. Nguyễn Viết Tiếp,

 PGS. TS. Trần Xuân Việt. Giáo trình Công Nghệ Chế Tạo Máy.

Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội 2003.

 [ 5].GS. TS. Trần Văn Địch

Hướng dẫn thiết kế đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

[ 6]. Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy

Nguyên Ly Gia Công Vật Liệu

 Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội 2001.

[ 7]. Phạm Dầu, Nguyễn Đức Lộc, Phạm Tiến Trường.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"