Tài liệu Gia công tia lửa điện . CHƯƠNG 5 pdf

CHƯƠNG V GIA CÔNG CHI TIẾT MẶT ĐỒNG HỒ XE MÁYTrong chương này ta ứng dụng phần mềm Cimatron E để thiết kế khuôn ép nhựa của chi tiết là mặt đồng hồ xe máy.. Chương này có ứng dụng của cắ

CHƯƠNG V GIA CÔNG CHI TIẾT MẶT ĐỒNG HỒ XE MÁYTrong chương này ta ứng dụng phần mềm Cimatron E để thiết kế khuôn ép nhựa của chi tiết là mặt đồng hồ xe máy Chương này có ứng dụng của cắt dây và điện cực để gia

công Cavity và Core của bộ khuôn.

5.1 Phân tích chi tiết

Chi tiết mặt đồng hồ xe máy có hình dạng như hình vẽ:

Hình 5.1 : hình dạng của chi tiết mặt đông hồ xe máy

Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết:

 Các bề mặt chính của chi tiết là mặt trên và mặt bên phải đạt độ bóng 0,6 m

 Chi tiết ít cong vênh

 Sai số về hình dạng của chi tiết phải đạt ≤ 1 mm

 Các bề mặt phải có độ chính xác về kích thước lắp ghép cao để có thể lắp ghép được với các chi tiết khác của đầu xe máy

 Bề mặt chi tiết không có vết gợn nhăn

5.2 Tách khuôn

Ta sử dụng phần mềm Cimatron E để tách khuôn thành hai phần nửa khuôn trên (Cavity) và nửa khuôn dưới ( Core )

Để vào môi trường thiết kế khuôn ta kích vào biểu tượng Mold Project ( bản thiết

kế khuôn ), nhập tên của bộ khuôn …

Kích vào biểu tượng Load Work để load bản vẽ mặt đồng hồ xe máy vào môi trường

Để tách khuôn trước tiên ta phải Active matdongho - Work part sau đó ta kích vào biểu tượng Quick Split để tách khuôn Bây giờ mặt đồng hồ đã được tách làm hai phần

Dùng công cụ Composite Curve để hợp các đường cong bao quanh đồng hồ thành

một đường sau đó dùng công cụ External để tạo mặt phẳng phân cách để sau này ta dung nó để cắt các thành phần của khuôn

Dùng công cụ Sketch để tạo hình dáng khuôn trong trường hợp của bài toán này

ta sử dụng dạng của khuôn là hình chữ nhật có kích thước là 210×140 mm Sau đó dùng

công cụ New Extrude để extrude hình chữ nhật thành dạng khối sử dụng both side để

extrude hình chữ nhật ra hai hướng có kích thước là 15 và 45 mm

Chuyển sang môi trường MD bằng biểu tượng Switch to MD Kích vào Load New để Cimatron tự đông tạo một bộ khuôn ta chọn bộ khuôn loại 9 Plates B (346×346 )

Sử dụng công cụ Parting Stitch và Cut để tách bỏ phần khối thừa của mặt

khuôn trên và mặt khuôn dưới Sau đó dùng công cụ Remove Geometry để cắt bỏ những phần hình học thừa là mặt phẳng cắt

Ta có thể lấy ra được hai phần nửa khuôn trên ( Cavity ) và nửa khuôn dưới ( Core ) như hình vẽ sau:

Hình 5.2 : Nửa khuôn trên ( Cavity )

Hinh 5.3 : Nửa khuôn dưới ( Core )

5.3 Cavity

1 Chọn phôi

Để gia công khuôn ép ta chọn phôi rèn dạng hộp có kích thước 210×140×40 vật liệu

là thép 45 Do chế tạo bộ khuôn của sản phẩm là dạng đơn chiếc nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là rèn tự do để cho hạ giá thành sản phẩm, tuy nhiên phương pháp chế tạo phôi này đạt độ chính xác phôi không cao

2 Lập sơ đồ nguyên công

Khi gia công Cavity ta dùng máy phay CNC 3 trục trước tiên ta gia công phay CNC tất cả các bề mặt sau đó gia công bằng xung điện cực các góc sắc và phần lõm khó gia công bằng phay

Hình 5.4: các vị trí gia công bằng điện cực ở Cavity

3 Phay trên máy phay CNC

Khi phay trên máy phay CNC ta dùng 3 dao phay

FLAT10: dao phay thô có đường kính 10 mm

GIA CÔNG BẰNG ĐIỆN CỰC

1 2

5 4

3

BALL3: dao phay tinh

Các bước phay Cavity trên máy phay CNC

 Phay thô

Kiểu chạy dao: xoắn ốc ( round spiral )

Tốc độ cắt Vc = 25 m/phút

Tốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút

Tốc độ tiến dao (Feed ): 500 mm/phút

Dao phay: FLAT10

Phương pháp gia công ( Mill Direction ): Mixel +Climb Final Pass

Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 1 mm

Dung sai bề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,05 mm

Bước tiến dọc lớn nhất ( Max Vertical step ): 11

Bước tiến dọc nhỏ nhất ( Min Vertical step ): 4,4

Bước tiến ngang ( Side step ): 4

 Reround

Kiểu chạy dao: reround

Tốc độ cắt Vc = 25 m/phút

Tốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút

Tốc độ tiến dao (Feed ): 500 mm/phút

Dao phay: BALL6

Phương pháp gia công ( Mill Direction ): Mixel +Climb Final Pass

Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 0,55 mm

Dung sai bề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,05 mm

Bước tiến dọc lớn nhất ( Max Vertical step ): 1,9

Bước tiến dọc nhỏ nhất ( Min Vertical step ): 1

Bước tiến ngang ( Side step ): 2,4

 Phay tinh

Kiểu chạy dao: kết thúc phay bởi góc giới hạn ( Finish mill by limit angle )

Tốc độ cắt Vc = 25 m/phút

Tốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút

Tốc độ tiến dao (Feed ): 500 mm/phút

Dao phay: BALL6

Phương pháp gia công ( Mill Direction ): phay thuân ( Climb )

Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 0mm

Dung sai bề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,01 mm

Bước tiến dọc (Vertical step ): 0,3

Góc giới hạn ( Finish Angle ) :45o

 Gia công lại

Kiểu chạy dao: Clear up

Tốc độ cắt Vc = 25 m/phút

Tốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút

Tốc độ tiến dao (Feed ): 500 mm/phút

Dao phay: BALL3

Phương pháp gia công ( Mill Direction ): phay thuận ( Climb )

Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 0mm

Dung sai bề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,01 mm

Bước tiến dọc (Vertical step ): 0,15

Bước tiến ngang (Side step ): 0,15

4 Thiết kế điện cực

Do Cavity có hình dạng đối xứng nên ta chỉ cần thiết kế 3 điện cực để gia công 5 vị trínhư ở hình 5.4

a Thiết kế điện cực ở vị trí 1 và 4

Kiểu điện cực hình chữ nhật ( Rectangular)

Chỗ hở ( Clearance ) : 20 mm ( khoảng cách từ điện cực đến base )

Chiều dài của hình chữ nhật : 18 mm

Chiều rộng của hình chữ nhật : 20 mm

Góc xoay ( Angle ): 0 o

Đánh dấu bằng vát mép Kích thước vát mép là 5 mm

Chiều cao của base là 15 mm

Hình dáng và vị trí của điện cực mô tả như hình vẽ dưới:

Hình 5.5 : Hình dáng điện cực gia công vị trí 1 và 4

Hình 5.6 : Vị trí của điện cực gia công

b Thiết kế điện cực ở vị trí 2 và 3

Kiểu điện cực hình chữ nhật ( Rectangular)

Chỗ hở ( Clearance ) : 20 mm ( khoảng cách từ điện cực đến base )

Chiều dài của hình chữ nhật : 15 mm

Chiều rộng của hình chữ nhật : 16 mm

Góc xoay ( Angle ): 0 o

Đánh dấu bằng vát mép Kích thước vát mép là 5 mm

Chiều cao của base là 15 mm

Hình dáng và vị trí của điện cực mô tả như hình vẽ dưới:

Hình 5.7 : Hình dáng của điện cức gia công vị trí 2 và 3

Hình 5.8 : Vị trí của điện cực

c Thiết kế điện cực ở vị trí 5

Kiểu điện cực hình tròn ( Cilindrical)

Chỗ hở ( Clearance ) : 20 mm ( khoảng cách từ điện cực đến base )

Bán kính của đường tròn : 52 mm

Chiều cao của base là 15 mm

Hình dáng và vị trí của điện cực mô tả như hình vẽ dưới:

Hình 5.9 : Hình dáng của điện cực gia công vị trí 5

Hình 5.10 : Vị trí gia công

5 Chế độ cắt khi xung định hình nửa khuôn trên Cavity

Xung tinh:

Hiệu điện thế: U = 200 VCường độ dòng điện: I = 8 AKhoảng cách xung: t0 = 6,4 sThời gian phóng tia lửa điện: 12,8s

5.4 Core

1 Chọn phôi

Để gia công khuôn ép ta chọn phôi rèn dạng hộp có kích thước 210×140×26 vật liệu

là thép 45 Do chế tạo bộ khuôn của sản phẩm là dạng đơn chiếc nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là rèn tự do để cho hạ giá thành sản phẩm, tuy nhiên phương pháp chế tạo phôi này đạt độ chính xác phôi không cao

2 Lập sơ đồ nguyên công

Ở Core ta tách làm hai phần ta chỉ gia công phần trên áp dụng đối với máy CNC Khi gia công gia công phần trên ta dùng máy phay CNC 3 trục trước tiên ta gia công phay CNC bề mặt sau trên sau đó gia công cắt dây phần bao ngoài cuối cùng ta gia công bằng xung điện cực góc sắc gia công bằng phay

Hình 5.11: các vị trí gia công bằng điện cực và cắt dây ở Core

3 Phay trên máy phay CNC

Khi phay trên máy phay CNC ta dùng 3 dao phay

FLAT8: dao phay thô có đường kính 10 mm

BALL5: dao phay bán tinh và Reround dao có đường kính là 6 mm

BALL3: dao phay tinh

Các bước phay Core trên máy phay CNC

 Phay thô

Kiểu chạy dao: xoắn ốc ( round spiral )

Tốc độ cắt Vc = 25 m/phút

Tốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút

Tốc độ tiến dao (Feed ): 500 mm/phút

Dao phay: FLAT8

Phương pháp gia công ( Mill Direction ): Mixel +Climb Final Pass

Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 1 mm

Dung sai bề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,05 mm

Bước tiến dọc lớn nhất ( Max Vertical step ): 10

Bước tiến dọc nhỏ nhất ( Min Vertical step ): 4

Bước tiến ngang ( Side step ): 3,2

 Reround

Kiểu chạy dao: reround

VỊ TRÍ GIA CÔNG XUNG ĐIỆN CỰC

Tốc độ cắt Vc = 25 m/phút

Tốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút

Tốc độ tiến dao (Feed ): 500 mm/phút

Dao phay: BALL6

Phương pháp gia công ( Mill Direction ): Mixel +Climb Final Pass

Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 0,55 mm

Dung sai bề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,05 mm

Bước tiến dọc lớn nhất ( Max Vertical step ): 1,4

Bước tiến dọc nhỏ nhất ( Min Vertical step ): 1

Bước tiến ngang ( Side step ): 2

 Phay tinh

Kiểu chạy dao: kết thúc phay bởi góc giới hạn ( Finish mill by limit angle )

Tốc độ cắt Vc = 25 m/phút

Tốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút

Tốc độ tiến dao (Feed ): 500 mm/phút

Dao phay: BALL5

Phương pháp gia công ( Mill Direction ): phay thuân ( Climb )

Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 0mm

Dung sai bề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,01 mm

Bước tiến dọc (Vertical step ): 0,25

Góc giới hạn ( Finish Angle ) :45o

 Gia công lại

Kiểu chạy dao: Clear up

Tốc độ cắt Vc = 25 m/phút

Tốc độ quay trục chính ( Spin ): 1000 vòng/phút

Tốc độ tiến dao (Feed ): 500 mm/phút

Dao phay: BALL3

Phương pháp gia công ( Mill Direction ): phay thuận ( Climb )

Lượng dư gia công bề mặt ( Part suface offset ): 0mm

Dung sai bề mặt sau khi gia công ( Part suface Tolerance ): 0,01 mm

Bước tiến dọc (Vertical step ): 0,15

Bước tiến ngang (Side step ): 0,15

4 Cắt dây

Chọn kiểu gia công là Variable conic

Đường kính dây cắt ( Wire Diameter ) là : 0,25 mm

Chiều rộng cắt ( Cut Width ) : 0,3 mm

Cắt còn dư lại khi gia công cắt dây : 0

Phương chiều của dây cắt được mô tả như hình dưới

Hình 5.12 : mô hình cắt dây

5 Thiết kế điện cực

Kiểu điện cực hình chữ nhật ( Rectangular)

Chỗ hở ( Clearance ) : 20 mm ( khoảng cách từ điện cực đến base )

Chiều dài của hình chữ nhật : 33 mm

Chiều rộng của hình chữ nhật : 15 mm

Góc xoay ( Angle ): 0 o

Đánh dấu bằng vát mép Kích thước vát mép là 5 mm

Chiều cao của base là 15 mm

Hình dáng và vị trí của điện cực mô tả như hình vẽ dưới:

Xung thô:

Hiệu điện thế: U = 120 VCường độ dòng điện: I = 32 AKhoảng cách xung: t0 = 6,4 sThời gian phóng tia lửa điện: 25 s

Xung tinh:

Hiệu điện thế: U = 200 VCường độ dòng điện: I = 8 AKhoảng cách xung: t0 = 6,4 sThời gian phóng tia lửa điện: 12,8 s

5.5 Gia công tấm giữ lòng khuôn trên.

Nguyên công 1: chuẩn bị phôi

Vật liệu chế tạo phôi là thép 45

Kích thước phôi:350×315×72 được cắt bằng khí từ phôi tiêu chuẩn

Nguyên công 2: phay hai mặt phẳng đạt kích thước 70±0,1 mm.

Chọn máy: máy phay đứng 6H82.

Công suất máy 7 kW

Chọn dao: dao phay mặt đầu, răng chắp mảnh thép gió.

D = 100 mm, B = 40 mm, d = 32 mm, Z = 10 ( Sổ tay CNCTM )

Lượng dư gia công: Zb = 0,7 mm

Chọn máy: máy phay đứng 6H82.

Công suất máy 7 kW

Chọn dao: đá mài có các thông số sau:

D = 125 mm, H = 50 mm, d = 30 mm, độ hạt 50-M28 ( Sổ tay CNCTM )

Lượng dư để mài: Zb = 0,3 mm

Ta tiến hành mài hai lần:

Mài thô: lượng dư khi mài Zb1 = 0,2 mm

Mài tinh: lượng dư khi mài Zb2 = 0,1 mm

Nguyên công 4: phay hai mặt phẳng đạt kích thước 350±0,1 mm.

Sơ đồ gá đặt

Phôi được định vị trên phiến tì hạn chế 3 bậc tự do, và hai bậc tự do được hạn chế bởi êtô Lực kẹp W chặt được sinh ra từ cơ cấu đòn kẹp ren vít

Chọn máy: máy phay ngang 6M12.

Chọn dao: dao phay mặt đầu thép gió, loại răng nhỏ.

D = 50 mm, L = 36 mm, d = 22 mm, Z = 12 ( Sổ tay CNCTM )

Lượng dư gia công:

Lượng dư cho phay thô: Zb = 1,5 mmLượng dư cho phay tinh: Zb = 1 mm

Chế độ cắt: ( Sổ tay CNCTM )

Chiều sâu cắt: t = 1,5mm

Lượng chạy dao: S0 = 1 mm/ vòng

Tốc độ cắt: Vb = 53 mm/phút

Nguyên công 5: phay hai mặt phẳng đạt kích thước 138±0,1 mm.

Tại nguyên công này ta chọn sơ đồ gá đặt và định vị như nguyên công 4, và có chế độ cắt như nguyên công 4

Nguyên công 6: Kiểm tra trung gian.

Kiểm tra độ không song song giữa hi mặt phẳng đáy bằng đồng hồ so, độ không song song ≤ 0,1 mm trên toàn bộ chiều dài

Kiểm tra độ không phẳng của hai mặt đáy bằng đồng hồ so, độ không phẳng ≤ 0,1

mm trên toàn bộ chiều dài

Kiểm tra độ không vuông góc của mặt đáy và mặt bên bằng đồng hồ so, độ không vuông góc ≤ 0,1 mm

Kiểm tra độ nhám của hai mặt phẳng đáy Ra ≤ 0,63 m, các mặt phẳng còn lại Ra ≤ 2,5 m

Nguyên công 7: gia công 4 lỗ lắp chốt dẫn hướng 30±0,05, gia công 4 lỗ lắp bulông khuôn trước M12

S

Để gia công 4 lỗ chốt dẫn hướng ta tiến hành qua 4 bước:

Khoan: chọn mũi khoan ruột gà thép gió, D = 29,25 mm

Khoét: chọn mũi khoét, vật liệu thép gió T15K6, D = 29,8

Doa: chọn mũi doa có vật liệu là thép gió

Chọn máy: chọn máy khoan cần 2H55

Bước 2: gia công 4 lỗ lắp bulong khuôn trước M12.

n

S

Để gia công 4 lỗ chốt dẫn hướng ta tiến hành qua 4 bước:

Khoan: chọn mũi khoan ruột gà thép gió, D = 10,5 mm

Khoét: chọn mũi khoét, vật liệu thép gió T15K6, D = 10,8

Doa: chọn mũi doa có vật liệu là thép gió

Chọn máy: chọn máy khoan cần 2H55

Nguyên công 8: phay hốc 175×250×55

Sơ đồ gá đặt

Phôi được định vị trên phiến tì hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc

Chọn máy: gia công trên máy CNC.

Nguyên công 9: gia công kênh dẫn nhựa.

Nguyên công 10: khoét rộng 4 lỗ chốt dẫn hướng đạt 37 và chiều sâu 9±0,05

5.6 Gia công tấm giữ lòng khuôn dưới.

Nguyên công 1: chuẩn bị phôi

Vật liệu chế tạo phôi là thép 45

Kích thước phôi: 350×315×35 được cắt bằng khí từ phôi tiêu chuẩn

Nguyên công 2: phay hai mặt phẳng đạt kích thước 35±0,1 mm.

Nguyên công 3: mài hai mặt phẳng đạt kích thước 35±0,05 mm.

Nguyên công 4: phay hai mặt phẳng đạt kích thước 350±0,1 mm.

Nguyên công 5: phay hai mặt phẳng đạt kích thước 315±0,1 mm.

Nguyên công 6: kiểm tra trung gian.

Nguyên công 7: gia công 4 lỗ lắp chốt dẫn hướng 30±0,05

Các nguyên công 2÷7 được gia công như các nguyên công 2÷7 của quy trình công nghệ gia công tấm giữ lòng khuôn trên

Nguyên công 8: gia công 4 lỗ lắp bulông khuôn trước M16.

Sơ đồ định vị như nguyên công 8 của quy trình công nghệ gia công tấm giữ lòng khuôn trên.

Nguyên công 9: phay hốc 175×250×20

Sơ đồ gá đặt

Phôi được định vị trên phiến tì hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc

tự do, một chốt trám hạn chế 1 bậc tự do

Chọn máy: gia công trên máy CNC.

Nguyên công 10: gia công kênh dẫn nhựa.

Nguyên công 11: khoét rộng 4 lỗ chốt dẫn hướng đạt 37 và chiều sâu 9±0,05

Các nguyên công 9÷11 được gia công như các nguyên công 8÷10 của quy trình công nghệ gia công tấm giữ lòng khuôn trên