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

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: 247.07.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 2 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 Hµ Néi , 3 - 2008 C¬ quan chñ tr× Chñ nhiÖm ®Ò tµi KS. §Æng Thµnh C«ng 3 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 4 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: 5 - 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. 6 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 7 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... 8 H×nh6. C¬ cÊu g¸ l¾p khu«n Thông số KT ĐV T 50TSR- RBH 65TSR- RBH 80TSR- RBH 100TSR- RBH 120TSR- RBH Khả năng uốn lớn nhất.(S=40kgf/mm2) mm 50x3.0 65x 3.0 80 x4.5 101.6 x5.5 120x5.5 Đường kính uốn lớn nhất mm 30~220 35~250 40~250 60~400 80~450 Chiều dài vượt tâm lớn nhất mm 2200 2500 3000 3600 5000 Kích thước tổng thể (DxRxC) mm 4400 x 1050 x 1400 5000 x 1250 x 1450 5300 x 1250 x 1500 6500 x 1600 x 1550 8650 x 1800 x 1600 Tổng trọng lượng kgs 2000 3000 4000 6000 8000 B¶ng 1. Th«ng sè kü thuËt mét sè M¸y uèn thuû lùc ®iÒu khiÓn PLC 9 Thông số KT ĐVT CNC-F38H-4A CNC-F38H-5A Khả năng uốn lớn nhất O.D.(S=40kgf/mm2) mm 38 x 2.5 38 x 2.5 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 (DxRxC) mm 7000x1200x1500 7000x1200x1500 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 10 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. Khuôn uốn Khuôn đỡ Thao Khuôn uốn 11 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 12 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- 1,2 11,0- 13,0 0,2-0,3 0,6 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- 13,0 - 0,15- 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. 13 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) 14 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 15 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. 16 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. 17 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) 18 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. 19 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 20 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. 21 H×nh 18. Gia c«ng khu«n trªn m¸y xung ®Þnh h×nh Gia c«ng tia löa ®iÖn b»ng c¾t d©y. §iÖn cùc lµ mét d©y m¶nh (d = 0,1 ÷ 0,3 mm) ®−îc cuèn liªn tôc vµ ®−îc ch¹y theo mét ®−êng cho tr−íc (contua). H×nh 19. Gia c«ng khu«n trªn m¸y c¾t d©y 22 2.3 . LËp tr×nh gia c«ng khu«n mÉu trªn m¸y CNC §Ó lËp ch−¬ng tr×nh gia c«ng khu«n ng−êi ta ®Æt nã vµo mét hÖ to¹ ®é cè ®Þnh g¾n víi ph«i. §Æt gèc to¹ ®é cÇn tu©n theo nguyªn t¾c sao cho ®¬n gi¶n nhÊt trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n. Qu¸ tr×nh lËp tr×nh gia c«ng khu«n cã thÓ sö dông hÖ to¹ ®é tuyÖt ®èi hoÆc t−¬ng ®èi, hoÆc phèi hîp gi÷a hÖ to¹ ®é tuyÖt ®èi vµ t−¬ng ®èi. - C¸c th«ng sè h×nh häc – gióp x©y dùng mét ch−¬ng tr×nh dÞch chuyÓn l−ìi c¾t dông cô trong hÖ to¹ ®é ®−îc chän. - C¸c th«ng tin c«ng nghÖ – X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè vÒ c«ng nghÖ nh−: lo¹i dông cô c¾t vµ c¸c th«ng sè h×nh häc cña nã nh− gãc tr−íc, gãc sau, b¸n kÝnh l−ìi c¾t...; C¸c th«ng sè chÕ ®é c¾t v,t,s... vµ c¸c ®iÒu kiÖn kh¸c nh− b«i tr¬n, lµm m¸t, tho¸t phoi; c¸c biÖn ph¸p c«ng nghÖ nh− dõng cã thêi gian ®Ó lµm bãng bÒ mÆt... Cã nhiÒu h×nh thøc lËp tr×nh nh−: - LËp tr×nh b»ng tay trùc tiÕp trªn m¸y CNC: C¸c m¸y CNC ®−îc trang bÞ c¸c phÝm chøc n¨ng vµ mµn h×nh ®å ho¹ cho phÐp trùc tiÕp nhËp c¸c c©u lÖnh vµo côm CNC. §Ó gi¶m thêi gian tÝnh to¸n c¸c ®iÓm trung gian, chiÒu dµy l¸t c¾t...hÖ thèng CNC ®−îc cµi ®Æt s½n c¸c ch−¬ng tr×nh con. - LËp tr×nh b»ng m¸y tÝnh: Tõ c¬ së vÏ vµ thiÕt kÕ trªn m¸y tÝnh, mét hÖ thèng biªn dÞch sÏ trî gióp cho qu¸ tr×nh lËp tr×nh. Sau khi thiÕt kÕ xong khu«n sÏ lùa chän quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng vµ c¸ch thøc gia c«ng (c¾t th«, c¾t b¸n tinh, c¾t tinh vµ c¸c kiÓu ¨n dao). Tõ nh÷ng lùa chän ®ã m¸y tÝnh sÏ th«ng qua bé vi xö lý sÏ x¸c ®Þnh mét ch−¬ng tr×nh gia c«ng thÝch hîp d−íi d¹ng m« t¶ c¸c qu¸ tr×nh dÞch chuyÓn dông cô vµ c¸c chÕ ®é c«ng nghÖ t−¬ng øng. Sau ®ã lµ m· ho¸ ch−¬ng tr×nh gia c«ng trªn theo m· cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn sè t−¬ng thÝch ®−îc l¾p trªn m¸y ®Ó cho ra ch−¬ng tr×nh gia c«ng thÝch hîp víi ng«n ng÷ m¸y. 23 Khi lËp ch−¬ng tr×nh gia c«ng trªn m¸y c¾t b»ng dao cô cÇn quan t©m ®Õn c¸c yÕu tè h×nh häc mµ theo ®ã c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn c¸c chøc n¨ng dÞch chuyÓn dông cô theo mét quü ®¹o ®· ®−îc thiÕt lËp trªn b¶n vÏ. Tõ b¶n vÏ khu«n ta chia contua (®−êng hay biªn d¹ng) thµnh c¸c ®o¹n th¼ng, c¸c ®−êng cong, tÝnh to¸n to¹ ®é cña c¸c ®iÓm c¾t nhau gi÷a hai ®o¹n th¼ng, ®−êng cong vµ ®o¹n th¼ng hoÆc hai cung cong; tÝnh to¸n c¸c ®iÓm tiÕp xóc gi÷a ®−êng th¼ng vµ ®−êng cong hoÆc gi÷a hai ®−êng cong. TiÕp sau ®ã lµ chän hµnh tr×nh c¾t vµ viÕt c¸c lÖnh di chuyÓn l−ìi c¾t cña dông cô theo c¸c ®iÓm trªn contua theo tr×nh tù tõ ®iÓm b¾t ®Çu ®Õn to¹ ®é cña ®iÓm ®Õn cho ®Õn ®iÓm cuèi cïng cña biªn d¹ng. Lùa chän dao c¾t trªn mçi ®o¹n gia c«ng sao cho thÝch hîp víi qu¸ tr×nh gia c«ng th« hay tinh tr¸nh t×nh tr¹ng xay ra va ch¹m gi÷a mÆt sau cña dao vµo chi tiÕt gia c«ng, gi÷a m¸y vµ ®å g¸,...bæ sung c¸c ®iÒu kiÖn kh¸c nh− dõng m¸y ®Ó kiÓm tra, t−íi hoÆc t¾t dung dÞch tr¬n nguéi, thay dao.... Bæ sung thªm c¸c lÖnh vÒ c«ng nghÖ liªn quan nh− c¸c lÖnh bï dao, lÖnh sö dông hÖ thèng to¹ ®é, ®¬n vÞ ®o. Sau khi so¹n th¶o ch−¬ng tr×nh ®−a vµo c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn sè cña m¸y ®Ó thùc hiÖn gia c«ng. Th«ng th−êng c¸c phÇn mÒm thiÕt kÕ lËp tr×nh gia c«ng CNC hiÖn nay ®Òu cã phÇn m« pháng ®Ó kiÓm tra tr−íc khi ®−a vµo gia c«ng thùc tÕ. §èi víi lËp tr×nh gia c«ng trªn m¸y tia löa ®iÖn ng−êi lËp tr×nh cÇn hiÓu râ ®Ó thiÕt lËp c¸c tham sè gia c«ng tia löa ®iÖn, x¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn dßng ch¶y chÊt ®iÖn m«i, chän d©y c¾t.... VÝ dô c¸c b−íc lËp tr×nh gia c«ng trªn m¸y xung ®Þnh h×nh nh− sau: B1 Chän h×nh d¸ng vµ vËt liÖu ®iÖn cùc: B2 Chän c¸c tham sè gia c«ng tia löa ®iÖn vµ x¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn dßng ch¶y chÊt ®iÖn m«i - §−a l−îng hít vËt liÖu vµ ®é th« hoÆc tinh cña bÒ mÆt gia c«ng vµo b¶n kª. - C¸c tham sè phãng ®iÖn - C¸c tham sè ®iÒu khiÓn khe hë REP, VM - C¸c tham sè ¨n mßn ®iÖn AW, T 24 - C¸c tham sè ®Ó tù ®éng ng¨n ngõa lçi - Dßng ch¶y SPL B3 Chän ®iÓm b¾t ®Çu §−a vËt liÖu ph«i vµ h×nh d¸ng yªu cÇu vµo b¶n kª B4 X¸c ®Þnh c¸c to¹ ®é: - Block vÞ trÝ: XYZC - Block ¨n mßn ®iÖn B5 ChuyÓn c¸c b−íc ®Þnh vÞ vµ gia c«ng tia löa ®iÖn sang c¸c lÖnh lËp tr×nh B6 Vµo ch−¬ng tr×nh B7 M« pháng trªn m¸y tÝnh B8 Ch¹y ch−¬ng tr×nh gia c«ng trªn m¸y. 25 III. Qui tr×nh chÕ t¹o khu«n uèn bµn ghÕ ®iÓn h×nh trªn m¸y CNC. 3.1. Qui tr×nh gia c«ng c¬ khÝ. a) Khu«n uèn R: Chøc n¨ng lµm, viÖc chän chuÈn: lç gi÷a φ 35 cÇn ®−îc ®¶m b¶o dung sai l¾p ghÐp víi trôc ®Ó khu«n kh«ng bÞ ®¶o khi lµm viÖc. C¸c bÒ mÆt l¾p tÊm èp d−íi cÇn ®¶m b¶o ®é nh½n bÒ mÆt ®Ó ®¶m b¶o l¾p ghÐp. ChuÈn th« lµ bÒ mÆt bªn cña khu«n sÏ ®¶m b¶o ®é ®ång t©m gi÷a lç trôc vµ biªn d¹ng ngoµi cña khu«n. Ph«i thÐp trßn trô trßn ®¶m b¶o l−îng d− cho phay vµ tiÖn víi l−îng d− nh− sau: H×nh 17. L−îng d− ph«i trßn Tr×nh tù c¸c nguyªn c«ng gia c«ng: - Nguyªn c«ng 1: TiÖn mÆt ®Çu, tiÖn mÆt trô ngoµi, tiÖn lç φ35, tiÖn r·nh nöa cÇu, tiÖn c¾t ph«i - Nguyªn c«ng 2: Phay tinh mÆt bªn sau tiÖn c¾t, Phay r·nh then. - Nguyªn c«ng 3: C¾t d©y hai mÆt l¾p tÊm èp d−íi. Nguyªn c«ng 1: tiÖn mÆt ®Çu, tiÖn mÆt trô ngoµi, tiÖn lç φ 35, r·nh nöa cÇu, tiÖn c¾t ph«i. 26 - M¸y. M¸y tiÖn CNC DY- 730 víi c¸c th«ng sè sau: Th«ng sè Gi¸ trÞ §−êng kÝnh quay trªn b¨ng 730 mm §−êng kÝnh quay trªn bµn dao ngang 610 mm §−êng kÝnh tiÕn lín nhÊt 730 mm Tèc ®é dÞch chuyÓn lín nhÊt 10 m/phót §éng c¬ chÝnh 20 HP - Dao. Chän dao tiÖn g¾n m¶nh hîp kim cøng víi c¸c kiÓu dao thÝch hîp cho tõng nguyªn c«ng. - ChÕ ®é c¾t. C¸c b−íc nguyªn c«ng 1: B−íc 1: Kháa mÆt ®Çu . B−íc 2: TiÖn mÆt trô ngoµi B−íc 3: TiÖn lç φ 35. B−íc 4: TiÖn r·nh cÇu. B−íc 5: TiÖn c¾t ph«i. ™ B−íc 1: Kho¶ mÆt ®Çu: Kho¶ mÆt ®Çu víi l−îng d− lµ 2,5 mm Th«: chiÒu s©u c¾t: 1t =1,5 mm. L−îng ch¹y dao vßng: S=0,4 mm/vßng ; mÆt ®Çu V=195 m/ph VËy tn = 1000. . tV Dπ = 1000.195 3,14.150 =414 v/ph mn =400 v/ph Tinh: chiÒu s©u c¾t: 1t =1 mm; ®é nh¸m cÇn ®¹t ®−îc sau gia c«ng: ZR =30 L−îng ch¹y dao vßng: S=0,2 mm/vßng ; mÆt ®Çu V=248 m/ph 27 mn =500v/ph B−íc 2: TiÖn mÆt trô ngoµi: L−îng d− lµ 2,2 mm. Th«: chiÒu s©u c¾t: 1t =1,8 mm L−îng ch¹y dao vßng: S=0,4 mm/vßng ; tiÖn trong V=140 m/ph. mn =400v/ph Tinh: chiÒu s©u c¾t: 1t =0,5 mm; ®é nh¸m bÒ mÆt cÇn ®¹t: ZR =30. L−îng ch¹y dao vßng : S=0,15mm/vßng ; mn =630v/ph ™ B−íc 3: TiÖn lç φ 35: Th«: chiÒu s©u c¾t: 1t =1,5 mm. L−îng ch¹y dao vßng: S=0,4 mm/vßng ; tiÖn trong V=140 m/ph mn =630v/ph Tinh: chiÒu s©u c¾t: 1t =0,5 mm; L−îng ch¹y dao vßng: S=0,25mm/vßng ; tiÖn trong V=177 m/ph. mn =1000 v/ph ™ B−íc 4: TiÖn r·nh cÇu. Th«: chiÒu s©u c¾t: 1t =1,7 mm. L−îng ch¹y dao vßng: S=0,4mm/vßng ; V=195 m/ph. mn =500v/ph Tinh: chiÒu s©u c¾t: 1t =0,5 mm; ®é nh¸m bÒ mÆt cÇn ®¹t ®−îc sau khi gia c«ng: ZR =30 L−îng ch¹y dao vßng: S=0,25 mm/vßng ; mn =630v/ph. ™ B−íc 5: TiÖn c¾t ph«i chiÒu s©u c¾t: 1t =1 mm. L−îng ch¹y dao vßng: S=0,4mm/vßng ; V=195 m/ph. mn =500v/ph Nguyªn c«ng 2 : Phay mÆt bªn sau tiÖn c¾t ph«i, phay r·nh then 28 - M¸y: M¸y phay CNC trôc ®øng MV-1000 Th«ng sè Gi¸ trÞ KÝch th−íng bµn m¸y 1200 x 400 (47.24" x 15.75") §éng c¬ trôc chÝnh 5.5 kw Th©n dao BT-40 Kh¶ n¨ng thay ®æi dông cô 16 loại dao HÖ ®iÒu khiÓn CNC FaGor - Dao Phay mÆt bªn chän dao phay mÆt ®Çu, phay r·nh then chän dao phay ngãn. B−íc 1: Phay mÆt bªn: Phay tinh: ch¹y dao vßng S=1 mm/vßng rS =0,1 mm/r¨ng. bV =260m/ph ; hÖ sè ®iÒu chØnh tèc ®é k=0,8 mn =950 v/ph L−îng ch¹y dao phót :950 mm/ph B−íc 2: Phay r·nh then: - ChÕ ®é c¾t. Phay th«: rS =0,05 mm/r¨ng. ch¹y dao vßng: S = 0,5 mm/vßng. Tèc ®é c¾t: V = 179,5 (m/phót) Sè vßng quay tiªu chuÈn : n =600 (vßng/phót) Phay tinh: S = 1(mm/vßng) Tèc ®é c¾t V = 120,68 (m/phót) TrÞ sè vßng quay tiªu chuÈn : n = 475 (vßng/phót) Nguyªn c«ng 3: C¾t d©y hai mÆt l¾p tÊm èp d−íi 29 - M¸y: M¸y c¾t d©y CNC HITACHI 3Q víi th«ng sè nh− sau: Th«ng sè Gi¸ trÞ KÝch th−íc lín nhÊt cña ph«i 650 x 650 x 300 mm Khèi l−îng lín nhÊt cña ph«i 700 Kg Kho¶ng dÞch chuyÓn X- Y-Z 450 x 300 x 300 Tèc ®é ch¹y dao lín nhÊt 1500 mm/phót §é nghiªng d©y lín nhÊt ± 120 ChiÒu dµy c¾t lín nhÊt 400 mm - Chän d©y COBRACUT molipden ®−êng kÝnh 0.2 - C¸c b−íc gia c«ng t−¬ng øng víi c¸c lÖnh lËp tr×nh trong hÖ HITACHI B1: Chän hÖ to¹ ®é gèc x¸c ®Þnh chuÈn t¹i t©m cña ®−êng trßn φ 140 G53 B2: Xo¸ gãc nghiªng d©y G50. B3: Dß th« vÞ trÝ xuÊt ph¸t tiÕn d©y ®Õn ph«i ®Ó gia c«ng mÆt thø nhÊt víi tèc ®é ch¹y dao f1 = 50mm/phót, sau ®ã rót d©y khái ph«i cho ®Õn khi sù ng¾n m¹ch ®−îc gi¶i phãng. B4: §Æt chÕ ®é bï d©y bªn tr¸i G41 B5: §Æt chÕ ®é ch¹y dao h»ng sè G94 víi l−îng ch¹y dao 2mm/phót. B6: Trë l¹i ®iÓm gèc G29 B7: Dß th« vÞ trÝ xuÊt ph¸t tiÕn d©y ®Õn ph«i ®Ó gia c«ng mÆt thø hai víi tèc ®é ch¹y dao f1 = 50mm/phót, sau ®ã rót d©y khái ph«i cho ®Õn khi sù ng¾n m¹ch ®−îc gi¶i phãng. B8: §Æt chÕ ®é bï d©y bªn tr¸i G41 B9: §Æt chÕ ®é ch¹y dao h»ng sè G94 víi l−îng ch¹y dao 2mm/phót. 30 b) TÊm èp trªn vµ tÊm èp d−íi: Chøc n¨ng lµm viÖc chän chuÈn: Hai tÊm èp cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n h×nh thanh víi mét mÆt ®−îc khoÐt h×nh lßng trô. Chän mét mÆt ph¼ng bªn bÊt kú lµm chuÈn th«. Ph«i thÐp trßn trô trßn ®¶m b¶o l−îng d− cho phay vµ tiÖn víi l−îng d− nh− sau: H×nh 18. L−îng d− ph«i thanh Tr×nh tù c¸c nguyªn c«ng gia c«ng: - Nguyªn c«ng 1: Phay c¸c mÆt bªn. - Nguyªn c«ng 2: Khoan, khoÐt lç φ 25.5 - Nguyªn c«ng 3: C¾t d©y bæ ®«i hai nöa khu«n trªn vµ d−íi Nguyªn c«ng 1: phay c¸c mÆt bªn C¸c mÆt bªn ®Òu lµ d¹ng ph¼ng ®ång nhÊt do ®ã c¸c b−íc c«ng nghÖ t−¬ng tù nhau. 31 - M¸y. M¸y phay CNC v¹n n¨ng trôc ®øng MV-1000 Th«ng sè Gi¸ trÞ KÝch th−íng bµn m¸y 1200 x 400 (47.24" x 15.75") §éng c¬ trôc chÝnh 5.5 kw Th©n dao BT-40 Kh¶ n¨ng thay ®æi dông cô 16 loại dao HÖ ®iÒu khiÓn CNC FaGor - Dao Phay mÆt bªn chän dao phay mÆt ®Çu g¾n m¶nh hîp kim cøng - ChÕ ®é c¾t. C¸c b−íc thùc hiÖn nguyªn c«ng: • B−íc 1: Phay th« t = 1,5 mm. • B−íc 2: Phay tinh t = 0,5 mm. Phay th«: ChiÒu s©u c¾t: t=1,5 mm; l−îng ch¹y dao r¨ng: SZ=0,14….0,20 mm/r¨ng. nm= 118 v/ph L−îng d− ch¹y dao vßng: S2 mm/vßng L−îng ch¹y dao phót : PS = 240 mm/ph Phay tinh: ChiÒu s©u c¾t: t=0,5 mm ; dao vßng S=0,5….1 mm/vg; VËy SZ=0,05mm/r¨ng nm=300v/ph L−îng ch¹y dao phót : PS = mn .S==300mm/ph 32 Nguyªn c«ng 2: khoan, khoÐt l lç φ 25,5 - M¸y. M¸y phay CNC v¹n n¨ng trôc ®øng MV-1000 Th«ng sè Gi¸ trÞ KÝch th−íng bµn m¸y 1200 x 400 (47.24" x 15.75") §éng c¬ trôc chÝnh 5.5 kw Th©n dao BT-40 Kh¶ n¨ng thay ®æi dông cô 16 loại dao HÖ ®iÒu khiÓn CNC FaGor - Dao. Mòi khoan NACHI – 9570 ®−êng kÝnh: Khoan lç: φ 25 KhoÐt lç: φ 25,5 - ChÕ ®é c¾t. C¸c b−íc thùc hiÖn nguyªn c«ng: B−íc 1: Khoan lç φ 25 B−íc 2: KhoÐt lç φ 25,5 B−íc 1: Khoan lç φ 25: ChiÕu s©u c¾t t: t = 2 D =12,5 mm. tS =0,41 mm/vßng. M¸y th× mn =1250 v/ph B−íc 2: KhoÐt lç φ 25,5: ChiÕu s©u c¾t t: t = 2 sau truocD D− = (25,5-25)/2 =0,25 mm S=1 mm/vßng tS =1,0 mm/vßng 33 mn =2000 v/ph Nguyªn c«ng 3: C¾t d©y hai nöa khu«n - M¸y: M¸y c¾t d©y CNC HITACHI 3Q víi th«ng sè nh− sau: Th«ng sè Gi¸ trÞ KÝch th−íc lín nhÊt cña ph«i 650 x 650 x 300 mm Khèi l−îng lín nhÊt cña ph«i 700 Kg Kho¶ng dÞch chuyÓn X- Y-Z 450 x 300 x 300 Tèc ®é ch¹y dao lín nhÊt 1500 mm/phót §é nghiªng d©y lín nhÊt ± 120 §é dµy c¾t lín nhÊt 400 mm - Chän d©y COBRACUT molipden ®−êng kÝnh 0.2 - C¸c b−íc gia c«ng t−¬ng øng víi c¸c lÖnh lËp tr×nh trong hÖ HITACHI B1: Chän hÖ to¹ ®é gèc x¸c ®Þnh chuÈn G53 B2: Xo¸ gãc nghiªng d©y G50. B3: Dß th« vÞ trÝ xuÊt ph¸t tiÕn d©y ®Õn vÞ trÝ gia c«ng víi tèc ®é ch¹y dao f1 = 50mm/phót, sau ®ã rót d©y khái ph«i cho ®Õn khi sù ng¾n m¹ch ®−îc gi¶i phãng. B4: §Æt chÕ ®é bï d©y bªn tr¸i G41 B5: §Æt chÕ ®é ch¹y dao h»ng sè G94 víi l−îng ch¹y dao 2mm/phót. 34 c) M· code mét sè nguyªn c«ng gia c«ng Khoan lç: % N5 G90 G21G40 G97 G94 (HÖ to¹ ®é tuyÖt ®èi; ®¬n vÞ ®o mm,huû bá bï dao; quy ®Þnh vÒ tèc ®é c¾t lµ v/phót, l−îng tiÕn dao mm/phót) N10 M06 T01 (Thay dao tù ®éng, mòi khoan ký hiÖu T01)) N15 G00 X0 Y0 Z (Ch¹y dao ®Õn to¹ ®é gèc) N20 M03 S1250 (Trôc chÝnh quay thuËn chiÒu kim ®ång hå víi tèc ®é 1250v/phót) N25 X30 Y20 (Ch¹y dao ®Õn ®iÓm P1) N30 G01 Z-100 F100 M08 (Gia c«ng lç víi chiÒu s©u lµ 100mm, l−îng tiÕn dao 100mm/phót, phun tia tr¬n nguéi) N35 G00 (Rót dao vµ ch¹y dao vÒ vÞ trÝ ®iÓm gèc). TiÖn: % N5 G90 G40 [HÖ to¹ ®é tuyÖt ®èi,huû b¸n kÝnh ï dao] N10 T0101 [Thay ®æi dông cô dao tiÖn T0101] N15 M03 [ Trôc chÝnh quay theo chiÒu kim ®ång hå] N20 G00 Z 0 M07 [DÞch chuyÓn nhanh ®Õn to¹ ®é gèc] N25 G71 P30 Q105 U0.4 D1,8 F0.3 [Gäi ch−¬ng tr×nh gia c«ng th« ¨n dao däc block b¾t ®Çu N25, block kÕt thóc Q105, l−îng d− cßn l¹i chõa cho gia c«ng tinh 0,4, chiÒu s©u líp c¾t 1,8, l−îng ch¹y dao 0,35mm/vßng] N30 G01 X41[ Néi suy ®−êng th¼ng ®Õn to¹ ®é ®Çu dao #1] N140 M02 KÕt thóc ch−¬ng tr×nh 35 2.2. Qui tr×nh nhiÖt luyÖn. Dùa trªn c¸c biÓu ®å thùc nghiÖm tµi c¸c tµi liÖu tham kh¶o [5], [[6]. NhiÖt ®é C § é cø ng H R C Hình 19. Sự phụ thuộc của độ cứng vào nhiệt độ tôi thép SKD61 100 bÒ mÆtØ 100 t©mØ 50 t©mØ Ø25 t©m 1 10 10 10 10 10 10 Thêi gian (s) 2 3 4 5 6 200 400 600 800 1000 1200 0 oC A1 K P BMs M H×nh 20. §−êng cong lµm nguéi thÐp SKD61 trong dÇu 36 NhiÖt ®é t«i § é cø ng H R C NhiÖt ®é ram ( C) 100 200 300 400 500 600 700 25 30 35 40 45 50 55 60 Dßn ram H×nh 21. Sù phô thuéc vµo ®é cøng vµo nhiÖt ®é ram thÐp SKD61 Víi yªu cÇu ®é cøng cÇn ®¹t 50HRC chän qui tr×nh nhiÖt luyÖn nh− sau: - Nung nãng vµ gi÷ nhiÖt: sö dông lß buång ®iÖn trë nung nãng víi m«i tr−êng b¶o vÖ lµ than hoa vµ phoi gang sÊy kh«. Nung s¬ bé 650 gi÷ nhiÖt 2h sau ®ã nung lªn 850 0C gi÷ nhiÖt 1h. NhiÖt ®é vµ thêi gian t«i Nung ®Õn nhiÖt ®é t«i 1040 0C gi÷ nhiÖt 1h (chó ý thêi gian n©ng nhiÖt ®é cÇn lín h¬n 150 0C/h). - Ram ngay sau khi dõng t«i ë nhiÖt ®é 50 ÷ 70 0C víi nhiÖt ®é 560 0C trong 2h lµm nguéi kh«ng khÝ, ram lÇn 2 víi nhiÖt ®é 620 0C lµm nguéi kh«ng khÝ KÕt qu¶ kiÓm tra cho thÊy ®é cøng khu«n ®¹t kho¶ng 51 HRC sau nhiÖt luyÖn 37 B¶ng tãm t¾t qui tr×nh nhiÖt luyÖn khu«n uèn èng kiÓu trôc t©m vËt liÖu thÐp SKD61. Nguyên công/Thiết bị Mô tả Thiết bị nung Lò buồng điện trở 25 Kw Môi trường bảo vệ Than hoa + phoi gang đã sấy khô được cho vào lò nung cùng sản phẩm Nung sơ bộ Nung cùng lò đến 650oC giữ 2h, sau đó tiếp tục nung tiếp lên 850oC giữ 1h Nung tôi Nung tiếp cùng lò đến 1040oC giữ 1h Tôi Khuôn được nhúng vào dầu khoảng 8-10 giây, sau tiếp tục làm nguội bằng cách dùng quạt lưu thông không khí Ram Sau khi nguội cho ram ngay Lần 1: nhiệt độ 560 oC/2h làm nguội ngoài không khí. Lần 2: nhiệt độ 620 oC/2h làm nguội ngoài không khí H×nh 22. Qui tr×nh tæng qu¸t nhiÖt luyÖn khu«n uèn èng b»ng vËt liÖu SKD61 38 3.3. S¬ ®å tæng qu¸t qui tr×nh chÕ t¹o Gia C«ng C¬ Khu«n uèn R Khu«n èp trªn, duíi - TiÖn mÆt ®Çu - TiÖn mÆt ngoµi trô - TiÖn lç φ 35 - TiÖn r·nh cÇu - TiÖn c¾t. - Phay mÆt bªn sau tiÖn c¾t - Phay r·nh then - C¾t d©y hai mÆt l¾p khu«n d−íi - Phay c¸c mÆt bªn - Khoan, khoÐt lç ®−êng kÝnh èng - C¾t d©y t¹o hai nöa khu«n trªn, d−íi. NhiÖt luyÖn T«i: - Nung 650 0 C gi÷ 2h - Nung tiÕp 850 0 C gi÷ 1h - Nung ®Õn 1040 0 C gi÷ 1h - Lµm nguéi dÇu Ram: - LÇn 1: 560 0 C gi÷ 2h lµm nguéi kh«ng khÝ - LÇn 2: 620 0 C gi÷ 2h lµm nguéi kh«ng khÝ. Qui tr×nh c«ng nghÖ 39 IV. KÕt luËn B¸o c¸o tæng kÕt nµy tr×nh bµy néi dung thùc hiÖn cña ®Ò tµi “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”. XuÊt ph¸t tõ nghiªn cøu, t×m hiÓu tæng quan vÒ khu«n mÉu vµ gia c«ng khu«n mÉu trªn c¸c m¸y CNC, t×m hiÓu vÒ c«ng nghÖ uèn èng vµ khu«n uèn nhãm ®Ò tµi ®· ph©n tÝch, lùa chän x©y dùng b¶n vÏ khu«n uèn èng sau ®ã ph©n tÝch lËp tr×nh qui tr×nh c«ng nghÖ chÕ t¹o gia c«ng c¬ trªn c¸c m¸y tiÖn, phay, c¾t d©y CNC, tiÕp ®Õn lµ qui tr×nh nhiÖt luyÖn khu«n. TiÕn hµnh chÕ thö 02 bé khu«n vµ ®−a vµo kh¶o nghiÖm trong thùc tÕ. Hai bé khu«n s¶n phÈm cña ®Ò tµi ®−îc ®−a vµo kh¶o nghiÖm thùc tÕ ®Òu ®¹t c¸c yªu cÇu kü thuËt ®Æt ra nh− ®é cøng, ®é mµi mßn bÒ mÆt. Tuy ®· nç lùc cè g¾ng nh−ng trong b¸o c¸o nµy kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng sai sãt, nhãm thùc hiÖn ®Ò tµi xin c¶m ¬n nh÷ng ý kiÕn ®ãng gãp.