Chế tạo khuôn

Các bước tiến hành lập trình gia công trên sản phần mềm: Tạo Manufacturing Model Chọn máy và thiết lập gốc tạo độ lập trình, thiết lập retract

PHẦN 3: CHẾ TẠO KHUÔN

Chương 1: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PRO\ENGINEER LẬP

TRÌNH GIA CÔNG KHUÔN

Các bước tiến hành lập trình gia công trên phần mềm:

 Tạo Manufacturing Model

 Chọn máy và thiết lập gốc tạo độï lập trình, thiết lập retract

 Chọn bước công nghệ (chu trình gia công)

 Chọn dụng cụ cắt

 Thiết lập parameter và các chiến lược chạy dao

 Chọn đối tượng gia công (mặt, thể tích, profile, curve…)

 Mô phỏng đường chạy dao

 Kiểm tra gia công với mô phỏng Vericut

 Điều chỉnh post professor

 Xuất chương trình gia công

1 Lập trình gia công khuôn

1.1 Tạo Manufacturing Model

Thực hiện:

File/ New/ Manufacturing/ NC Assembly

1.2 Lắp file gia công

Hình 3.1 Lắp file gia công

1.3 Thiết lập nguyên công

Thiết lập các thông số về máy, đồ gá, chuẩn lập trình, dung sao bề mặt, retract… trong Operation Setup và tạo phôi cho quá trình gia công

Hình 3.2 Thiết lập nguyên công Hình 3.3 Tạo phôi

1.3.1 Thiết lập máy

Trong hộp thoại Operation Setup vào mục NC Machine xuất hiện hộp thoại

Machine Tool Setup

Hình 3.4 Thiết lập máy

Trong hộp thoại này cho ta thiết lập khá nhiều chức năng nhưng ta chỉ thiết lập một vài chức năng chính, còn lại ta thiết lập trong Parameter khi vào từng chu trình cụ thể

Machine Name: đặt tên máy

Machine Type: chọn loại máy gia công

Number Of Axes: chọn số trục của máy, ta thiết lập là máy 3 trục

1.3.2 Thiết lập chuẩn lập trình

Chuẩn lập trình ta thiết lập là gốc tọa độ mà ta chọn đó làm chuẩn lúc lập trình

Để thiết lập chuẩn trong Machine Zero ta chọn vào dấu mũi tên sau đó chọn gốc tọa độ Nếu trong trường hợp gốc tọa độ chưa thiết lập trước thì ta tạo gốc tọa độ trong này

1.3.3 Thiết lập Retract: chọn vào dấu mũi tên và nhập vào giá trị Retract so

với gốc tọa độ lập trình hoặc mặt phẳng ta chỉ ra

1.4 Lập trình gia công khuôn trên (core)

1.4.1 Tính chế độ cắt

Chế độ cắt khi gia công phụ thuộc vào dao, vật liệu gia công, độ nhám bề mặt và máy

Đối với gia công thép thì việc lựa chọn v, t phụ thuộc vào các yếu tố trên và tốc độ trục chính được được tính theo công thức :

D

V N

• N(vòng/phút): tốc độ quay của trục chính

• V(mm/ phút): vận tốc cắt

• D(mm): đường kính dụng cụ cắt

Đối với đồ án gia công Mica nên chế độ cắt được chọn theo kinh nghiệm trong quá trình gia công và việc tính chế độ cắt chỉ mang tính tương đối

Chế độ cắt của các bước công nghệ:

TT Bước công nghệ Dao

Tốc độ trục chính S (vòng/ph)

Vận tốc cắt V(mm/ph)

Chiều sâu cắt T (mm) Máy

2 M12Khoan 6 lỗ bulong Drill ø

Phay CNC

3 cuống phunKhoan lỗ lắp bạc Drill ø 12 900 100 3 Phay CNC

4 vịPhay 4 chốt định End Mill

Phay CNC

Phay CNC

6 khuôn và 2 hốc hởPhay phá thô mặt End

Phay CNC

7

Phay tinh mặt

khuôn và hai hốc

hở

End

Phay CNC

8 biên dạng lồiPhay tinh profile End Mill ø8 2800 500 1

Phay CNC

9 và 8 vấu lồiPhay 4 hốc trong End Mill

Phay CNC

10 congPhay tinh mặt Ball Mill

Phay CNC

Phay CNC

Phay CNC

13 Phay rãnh 1mm End Mill

Phay CNC

14 nướcKhoan đường Drill

Phay CNC

1.4.2 Lập trình gia công

 Khoan dẫn hướng

Sau khi thiết lập chi tiết, phôi, máy, chuẩn lập trình, lùi dao (retract) như các bước đã nêu trên ta lập chu trình gia công

 Trong Menu Manager/ Manufacture/ Machining/ NC Sequence/

Holemaking/ 3Axis/ Done/ Deep/ Constant Pẹck/ Done xuất hiện SEQ SETUP đánh dấu vào Name.Tools, Parameters, Hole và chọn Done

- Name: khai báo tên chu trình

- Tool: khai báo dụng cụ cắt

- Parameters: khai báo các thông số gia công

- Holes: khai báo lỗ gia công

 Đặt tên chu trình: “KHOAN_PHI7”

Tiếp theo sẽ xuất hiện hộp thoại Tool Setup như hình:

Hình 3.5 Thiết lập dao

 Ta thiết lập các thông số dao

Sau khi thiết lập xong chọn OK xuất hiện hộp thoại Parameters và thiết lập các giá trị trong Parameters:

Hình 3.6 Parameter

 Khai báo lỗ gia công trong hộp thoại HoleSet (thiết lập lỗ)

Sau khi khai báo ta mô phỏng đường chạy dao được kết quả như hình trên

 Phay thô mặt trên

Để phay thô mặt này ta chọn chu trình phay volume

Thực hiện:

Sau khi thiết lập phôi, máy gốc tọa độ, retract ta thực hiện các bước sau:

 Trong Machinning/ NCSequence/ Volume/ 3Axis/ Done

 Đánh dấu vào các mụcName, Tools, Parameters và Volume

 Đặt tên chu trình

 Chọn dao: nhập dao Endmill ø16

 Thiết lập parameter như sau:

Hình 3.9 Parameter

Để xuống dao tốt khi gia công ta thiết lập trong Parameter RAMP_ANGLE=

15 ¨

 Tạo thể tích gia công

Chọn biểu tượng: sau đó Extrude ra thể tích như sau:

Hình 3.10 Tạo thể tích gia công

Trim thể tích Extrude để được thể tích cần gia công

Vào Edit/ Trim/ Chọn chi tiết gia công/ Kết thúc lệnh sẽ được thể tich cần xác định

Hình 3.11 Thể tích gia công

 Playpath ta được kết quả như hình3.11

Tương tự như các bước để khoan trên ta lập trình cho các bước công nghệ tiếp theo và được các kết quả:

Phay lỗ bạc định vị, gia công thô, tinh mặt trên

Hình 3.12 Mô phỏng gia công

Kết quả gia công mặt cong, runner, rãnh phi1 và mô phỏng đầy đủ

Hình 3.13 Mô phỏng gia công dạng Wireframe

Kết quả kiểm tra bằng Vericut:

Hình 3.14 Mô phỏng gia công dạng Vericut

1.5 Gia công khuôn dưới (Cavity)

1.5.1 Chế độ cắt

Chế độ cắt được tính toán tương tự như gia công khuôn trên

TT Bước công nghệ Dao

Tốc độ trục chính S (vòng/ph)

Vận tốc cắt V(mm/

phút)

Chiều sâu cắt t(mm)

và khoan dẩn

hướng các lõ

CNC

Taro M12x1.7

PhayCNC

6 Phay lỗ gắn lòõ xo Endmill

PhayCNC

7 Phay 4 chốt định vị Endmill ø12 2200 500 1

PhayCNC

8 Phay thô 2 hốc bên Endmill

PhayCNC

9 Phay tinh 2 hốc bên Endmill

PhayCNC

10 Phay thô lòng khuôn Endmill

PhayCNC

11 Phay thô lòng khuôn Endmill ø6 2200 700 0.8

PhayCNC

13 Phay tinh các mặt cong Ballmill

PhayCNC

14 Phay runnner ø4

Ballmill

PhayCNC

15 Phay runner ø 6 Ballmill ø6 2800 600 0.4

PhayCNC

16 Phay runner ø 2 Ballmill ø2 3800 300 0.2

PhayCNC

17 Khoan lỗ lắp BL M6 Drill

PhayCNC

CNC

1.5.2 Lập trình gia công

Đối với khuôn dưới ( Cavity) việc thiết lập các chu trình gia công tương tự khuôn trên

 Chu trình gia công Surface

Tương tự ta cũng thiết lập các thông số ban dầu như hình:

Thực hiện

 Trong Manufacture/ Machining/ NC Sequence/ Surface Mill/ 3Axis/ Done

 Đánh dấu vào các mục Name, Tools, Parameters, Surfaces và Define Cuts

 Thiết lập dao: chọn dao BallMill phi 4

 Thiết lập Parmeters: thiết lập như hình

 Chọn bề mặt gia công: trong NCSEQSURFS chọn Select Srfs

 Trong SURF PICK chọn Model/ Done/ Chọn mặt gia công/ Done/ Done Return

Xuất hiện hộp thoại Cut Definiton

Một số kiểu phay trong Surface Milling:

- Traight Cut: Phay theo đường thẳng

- From Surface Isolines: Cắt theo biên dạng mặt cong

- Cut Line: cắt theo các đường rải đều giữa hai đường giới hạn vùng gia công

- Projected Cuts: cắt theo song song được chiếu lên mặt phẳng cần gia công.

 Chọn From Surface Isolines và OK để kết thúc lệnh kết quả được như hình:

 Gia công kênh dẩn nhựa (Runner)

Đối với Mica mềm nên ta có thể dùng dao cầu để gia công với nhiều Path cắt bằng chu trình Custom Trajector

Sau khi thực hiện chu trình Surface Mill ta dùng dao cầu ø 4 phay tiếp Runner

ø 4

Thực hiện chu trình:

 Machining/ NC Sequence/ Custom Trajectory/ 3 Axis/ Done

 Đánh dấu vào các mục Tools, Parameters

 Thiết lập dao: chọn dao BallMill 4

 Thiết lập Parameters: nhập các giá trị như hình:

Chọn All và chọn CUT_TYPE: ZIG_ZAG và SLICE_PATH_SCAN: PASS_BY_PASS sau đó chọn OK xuát hiện hộp thoại Customize

 Chọn Insert/ Curve xuất hiện Menu INTERTRAC PATH

- Sketch: vẽ đường dẩn với môi trường sketch

- Edge: chọn đường dẩn là cạnh

- Curve: chọn đường dẩn bằng Curve

- Surface: chọn bề mặt

 Chọn Curve/ Done xuất hiện hộp thoại CUT ALONG và đánh dấu vào các mục như hình

 Chọn Done/ Chọn Curve/ Done/ Okay/ Done

 Chọn mặt phẳng bắt đầu gia công và kết thúc gia công trong Special Plane vànhập Z depth chọn Done/Return và Ok ta được kết quả như hình sau:

Tương tự gia công các mặt còn lại ta được kết quả:

Mô phỏng dạng toolpaths toàn bộ các chu trình gia công mặt trên:

Mô phỏng dạng Vericut:

2 Xuất chương trình gia công

Sau khi lập trình gia công và thiết lập Post Professor công việc cuối cùng của lập trình bằng phần mềm là xuất ra chương trình để gia công

Thực hiện:

 Trong Menu Manager ta chọn CL Data/ Out Put/ Select One

Operation: xuất tất cả các chu trình

NC Sequence: xuất từng chu trình

Xuất hết các chu trình:

- Operation/ OP010/ Done

- Trong PATH chọn File, phía dưới OUTPUT TYPE đánh dấu vào MCD file và click Done

- Đặt tên cho file *.ncl/ OK/ OK/ Done/ Chọn UNCX01.P20 (post của Fanuc 16M)

- Kết quả ta được file *.tap:

Các tấm còn lại lập trình gia công tương tự.

Chương 2: GIA CÔNG KHUÔN

1 Chuẩn bị phôi

Phôi gia công khuôn yêu cầu độ chính xác, độ nhám bề mặt, độ song song và vuông góc giữa các mặt cao do đó trước khi gia công trên máy CNC cần phải chuẩn bị phôi

Việc chuẩn bị phôi trước gia công thường dùng trên các máy gia công cơ, các máy vạn năng để giảm chi phí Trước gia công phôi thường được mài và phay song song vuông góc

 Mài

Bề mặt phôi thường không nhẵn bóng và không song song nên ta mài để đạt được điều này Đối với những phôi bề mặt còn quá thô trước khi mài ta nên vạt mặt

Mài phôi thường sử dụng các loại máy mài bàn từ

Yêu cầu chính của mài đó là đạt độ bóng và độ song song giữ 2 mặt của phôi

2 Chuẩn bị máy và dụng cụ

2.1 Chuẩn bị máy

Thông số máy

- Lượng dich chuyển dao theo phương: X =650 mm

- Lượng dịch chuyển dao theo phương: Y =500 mm

- Lượng dịch chuyển dao theo phương: Z =460 mm

- Khoảng cách từ đầu trục chính đến bàn máy: H = 80 –580mm

- Tốc độ di chuyển lớn nhất của bàn máy: 12000mm/ph

- Tốc độ cắtø: 5 – 5000mm/ph

- Kích thước bàn máy: 700x450mm

- Trọng lượng chi tiết gia công tối đa: 450kg

- Tốc độ quay của trục chính: 60-8000vg/ph

- Công suất đôïng cơ trục chính: 5.5kw.

- Công suất đôïng cơ trên các trục X,Y,Z ø : 1kw

- Số dầu dao trên mâm dao: 16 cái

- Kích thước dao: 80 x300(DxL)

- Trọng lượng máy: 5000kg

- Kích thước máy:( LxWxH) là: 2500x2150x2550 mm

Trước khi gia công kiểm tra các chức năng hoạt đôïng của máy trong điều kiện hoạt động tốt

2.2 Chuẩn bị dung cụ

Dụng cụ để gia công trên máy CNC thường dùng như Eto, đồng hồ so, các loại dao, mũi khoan, đầu rà,…

Eto: eto khi ta gá đặt phải song song với trục X hoặc Y của máy Để đạt độ chính xác trước khi gá phôi ta rà mặt dưới và mặt bên (hàm tĩnh) của Eto Khi rà Eto thường dùng đồng hồ so để rà

3 Rà gá phôi và xét chuẩn gia công

3.1 Rà gá phôi

Tùy theo kích thước và bề mặt gia công mà ta chọn các kiểu gá đặt khác nhau, ta có thể cặp trên eto, sử dụng đồ gá hoặc cặp trên băng máy

Đối với khuôn này các bề mặt gia công gá tương đối đơn giản nên ta chọn 2 kiểu gá đặt là trên eto và dưới băng máy

Trước khi gá phôi công việc đầu tiên là bắt eto lên băng máy và sử dụng đồng hồ so rà sao cho hàm cố định của eto song song với phương X

Tương tự khi gá đặt phôi lên băng máy ta không dùng eto nên ta rà trực tiếp mặt cạnh của phôi song song với phương X

3.2 Xét chuẩn gia công

Khi mở máy lên gốc tọa độ của máy nằm ở một vị trí bất kỳ trên máy và vị trí này do nhà sản xuất quy định và sẽ không trùng với gốc tọa độ gia công do đó ta phải xét lại gốc tọa độ gia công

Gốc tọa độ gia công do người lập trình chọn và việc chọn gốc tọa độ này phụ thuộc vào chuẩn gia công Tùy theo yêu cầu này mà ta chọn ra gốc tọa đọ gia công hợp lý

Đối với các long khuôn, các tấm kẹp, tấm lói thường thì ta lay gốc tọa độ ở tâm chi tiết gia công

Xét tâm chi tiết gia công ta có thể dùng đầu dò (đầu rà)ø Có nhiều loại đầu dò tùy thuộc vào trang thiết bị hiện có mà ta sử dụng

Để xét vị trí tâm ta chạm hai đầu phôi và đưa vào giữa chi tiết Set 0 tại ví trí này (đối với cả hai phương X, Y) còn phương Z ta chạm vào mặt trên chi tiết và Set Z 0.

Sau khi Set 0 cho chi tiết gia công ta bắt đầu xét chuẩn lập trình vào máy.Tùy thuộc vào hệ điều khiển thì cách nhập chuẩn lập trình vào máy có những cách khác nhau Đối với máy VCM 650 dùng hệ điều khiển hãng Mitsubishi ta có thể xét theo G54

Xuất chương trình sang máy CNC với sự hỗ trợ bằng phần mềm CIMCO EDIT5

Sau khi rà gá phôi, đo dao và xét chuẩn gia công ta xuất chương trình sang máy

Đối với những chương trình đơn giản ta lập trình tay

Đối với những chương trình hơi phức tạp nhưng ngắn ta có thể lập trình bằng phần mềm sau đó xuất qua máy

Đối với các chương trình có dung lượng lớn mà bộ nhớ máy không đủ dung lượng chứa ta lập trình bằng phần mềm chạy trực tiếp từ máy tính

Việc xuất chương trình từ máy tính sang máy CNC hiện nay có rất nhiều phần mềm hỗ trợ như Win NC, CIMCO Edit…

4.Xuất chương trình sang máy CNC với sự hỗ trợ bằng phần mềm CIMCO Edit

Sau khi rà gá phôi và xét chuẩn trên máy CNC ta truyền dữ liệu từ máy tính qua máy CNC Để truyền dữ liệu trước tiên bên máy tính ta mở phần mềm CIMCO Edit kiểm tra và mô phỏng chương trình trước

 Ta kiểm tra mô phỏng chương trình phay thô lòng khuôn dưới:

 Thiết lập phôi

Trên menu vào Backplot/ Solid Setup/ nhập vào các giá trị kích thước phôi

như hình

Kết thúc hộp thoại ta được phôi gia công:

 Thiết lập dao: trên menu Backplot/ Tool Setup

Ta chọn loại dao và khai báo các thông số của dao

 Mô phỏng quá trình gia công

Bên phải màn hình phía dưới ta chon Start để mô phỏng gia công

Sau khi mô phỏng và kiểm tra đường chạy dao xong ta xuất chương trình qua máy CNC

Trước khi xuất chương trình từ máy tính sang máy CNC ta phải thiết lập trước về giao tiếp của máy tính và máy CNC.

Trong Transmission/ DNC Setup cho ta thiết lập về tốc độ truyền, cổng truyền, số bít dừng, số bít dữ liệu… Các thông số này do nhà sản suất đưa ra theo phần cứng của máy

Sau khi thiết lập xong ta chuẩn bị trên máy CNC và truyền dữ liệu từ phần mềm CIMCO Edit sang máy

5. Đánh bóng khuôn (làm nguội khuôn)

Làm nguội giai đoạn sau cùng của chế tạo khuôn Làm nguội là một trong những khâu rất quan trọng, nó mang tính chất quyết định của quá trình lắp ráp khuôn

Khuôn sau khi gia công thường có những sai số do đó phải có nguyên công làm nguội trước lắp ráp

Làm nguội đòi hỏi về kinh nghiệm của người thợ rất nhiều, đòi hỏi người thợ làm nguội phải có khả năng phán đoán sai hỏng tốt để khắc phục

Thời gian của giai đoạn làm nguội phụ thuộc nhiều vào giai đoạn chế tạo trên máy trước đó, với điều kiện máy móc thiết bị tốt thì ta giảm được đáng kể giai đoạn này

Các chi tiết sau gia công thường không chính xác tuyệt đối nên ở các vị trí lắp ráp thường xảy ra các trường hợp như lắp không vào, mối lắp quá chặt, bề mặt của khuôn không kín khít, các ty lói hồi chặt… Để khắc phục các sai hỏng trên trong chế tạo khuôn có giai đoạn làm nguội khuôn:

- Rà mối lắp chi tiết lõi mặt bên (cam và chi tiết gắn trên cam)

- Rà các chi tiết lắp ráp như Cam, ty lói, ty hồi

- Rà độ kín khít của mặt phân khuôn

Một số vật dụng thường sử dụng trong quá trình rà khuôn:

 Máy mài tay:

 Một số loại đá mài:

 Giũa: giũa thẳng và giũa cong, giữa móc

 Đá mài tay:

 Giấy nhám:

- Rà mối lắp chi tiết lõi mặt bên (cam và chi tiết gắn trên cam).

Yêu cầu về độ chính xác của cam ra vào khá quan trọng vì nó ảnh hưởng đến độ chính xác của sản phẩm, độ bền của cam và khuôn

Để rà đối với các chi tiết này ta sử dụng sơn để rà Mỗi lần lắp chi tiết vào trước đó ta sử dụng sơn để nhận biết được độ lồi, chỗ lắp chưa vào để sửa chữa

- Rà các chi tiết lắp ráp như cam, ty lói, ty hồi

Các ly lói, ty hồi sau khi gia công nếu còn chặt ta có thể doa tay để việc lắp tốt

hơn.

- Rà độ kín khít của mặt phân khuôn

Độ kín khít của mặt phân khuôn rất quan trọng khi ép sản phẩm Nếu không đảm bảo điều này khuôn khi ép sản phẩm thường bị bavia, bề mặt khuôn nhanh bị phá hủy

Yêu cầu về khe hở của mặt phân khuôn tùy thuôïc vào yêu cầu của sản phẩm, yêu cầu của nơi chế tạo khuôn và thường giới hạn từ 0.01 đến 0.02 mm

6 Lắp ráp

Sau khi làm nguội xong ta lắp các thành phần khuôn lại với nhau, việc lắp ráp cũng khá qua trọng, lắp ráp các thành phần khuôn phải đúng thứ tự các bước và tuân thủ theo chuẩn lắp ráp