Tính toán chế độ cắt cho nguyên công phay 2 mặt bên C và D (tạo kích thước chuẩn bị mài)

Kích thước cần đạt là 110,1±0,1

Lượng chạy dao răng Sz = 0,1 mm/răng (bảng 2.26 [3])

Lượng chạy dao vòng S = S­_z.Z = 0,1.16 = 1,6 (mm/vg)

Chiều sâu cắt t = 2,5mm.

Vận tốc cắt: (m/ph)

Với B – chiều rộng phay = 80 mm

Tra hệ số C_v và các số mũ theo bảng 2.30 [3]

C_v = 64,7; q_v= 0,25; x_v=0,1; y_v= 0,4; u_v= 0,15; p_v= 0.1; m=0,2

T : Tuổi bền của dụng cụ cắt (theo bảng 2.31 [3]) T = 240 phút.

K_v : hệ số điều chỉnh vận tốc cắt.

K_v = K_mv.K_nv.K_uv

K_mv = : hệ số điều chỉnh vận tốc tính đến tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 2.9, 2.10 [3])).

K_nv = 0,8: hệ số tính đến trạng thái bề mặt phôi rèn ( bảng 2.13 [3])).

K_uv = 1: hệ số tính đến vật liệu dụng cụ cắt ( bảng 2-14 [3]).

K_v = K_mv.K_nv.K_uv = 0,77. 0,8. 1 = 0,6

Từ đó ta có:

Số vòng quay tính toán:

Tính toán chọn tốc độ máy

Giá trị công bội

Mặt khác  chọn x=4

Tốc độ quay chính của máy n_m = n_min = 301,26⁴ = 75,6 (v/ph)

Vận tốc cắt thực tế :

Lực cắt tiếp tuyến:

(kG)

Với Z – số răng dao phay = 16; n = n_m =75,6 (vg/ph) – tốc độ trục chính

K_p =K_mp= : hệ số điều chỉnh lực cắt tính đến tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 2.17, 2.18 [3])).

Tra hệ số C_p và các số mũ theo bảng 2.32 [3]:

Công suất cắt :

N_c =

Thoả mãn điều kiện : N_c < N_m =

Lượng chạy dao răng Sz = 0,1 mm/răng (bảng 2.26 [3])

Lượng chạy dao vòng S = S­_z.Z = 0,1.16 = 1,6 (mm/vg)

Chiều sâu cắt t = 2 mm.

Vận tốc cắt: (m/ph)

Với B – chiều rộng phay = 80 mm

Tra hệ số C_v và các số mũ theo bảng 2.30 [3]

C_v = 64,7; q_v= 0,25; x_v=0,1; y_v= 0,4; u_v= 0,15; p_v= 0.1; m=0,2

T : Tuổi bền của dụng cụ cắt (theo bảng 2.31 [3]) T = 240 phút.

K_v : hệ số điều chỉnh vận tốc cắt.

K_v = K_mv.K_nv.K_uv

K_mv = : hệ số điều chỉnh vận tốc tính đến tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 2.9, 2.10 [3])).

K_nv = 0,8: hệ số tính đến trạng thái bề mặt phôi rèn ( bảng 2.13 [3])).

K_uv = 1: hệ số tính đến vật liệu dụng cụ cắt ( bảng 2-14 [3]).

K_v = K_mv.K_nv.K_uv = 0,77. 0,8. 1 = 0,6

Từ đó ta có:

Số vòng quay tính toán:

Tính toán chọn tốc độ máy

Giá trị công bội

Mặt khác  chọn x=4

Tốc độ quay chính của máy n_m = n_min = 301,26⁴ = 75,6 (v/ph)

Vận tốc cắt thực tế :

Lực cắt tiếp tuyến:

(kG)

Với Z – số răng dao phay = 16; n = n_m =75,6 (vg/ph) – tốc độ trục chính

K_p =K_mp= : hệ số điều chỉnh lực cắt tính đến tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 2.17, 2.18 [3])).

Tra hệ số C_p và các số mũ theo bảng 2.32 [3]:

Công suất cắt :

N_c =

Thoả mãn điều kiện :

N_c < N_m =

1.4.3.6. Chế độ cắt ở bước thứ 3

Bước tiến dao vòng S = 1,2 mm/vòng để gia công đạt độ nhẵn R_z=6,3 (bảng 2.26 [3])

Bước tiến dao răng S­_z=S/Z = 1,2/16 = 0,075 (mm/răng)

Chiều sâu cắt t = 0,45 mm.

Vận tốc cắt: (m/ph)

Với B – chiều rộng phay = 80 mm

Tra hệ số C_v và các số mũ theo bảng 2.30 [3]

C_v = 64,7; q_v= 0,25; x_v=0,1; y_v= 0,4; u_v= 0,2; p_v= 0; m=0,2

T : Tuổi bền của dụng cụ cắt (theo bảng 2.31 [3]) T = 240 phút.

K_v : hệ số điều chỉnh vận tốc cắt.

K_v = K_mv.K_nv.K_uv

K_mv = : hệ số điều chỉnh vận tốc tính đến tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 2.9, 2.10 [3])).

K_nv = 0,8: hệ số tính đến trạng thái bề mặt phôi rèn ( bảng 2.13 [3])).

K_uv = 1: hệ số tính đến vật liệu dụng cụ cắt ( bảng 2-14 [3]).

K_v = K_mv.K_nv.K_uv = 0,77. 0,8. 1 = 0,6

Từ đó ta có:

Số vòng quay tính toán:

Tính toán chọn tốc độ máy: Giá trị công bội

Mặt khác  chọn x=5

Tốc độ quay chính của máy n_m = n_min = 301,26⁵ =95,2 (v/ph)

Vận tốc cắt thực tế :

Lực cắt tiếp tuyến:

Với Z – số răng dao phay = 16; n = n_m =95,2 (vg/ph) – tốc độ trục chính

K_p =K_mp= : hệ số điều chỉnh lực cắt tính đến tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 2.17, 2.18 [3])).

Tra hệ số C_p và các số mũ theo bảng 2.32 [3]:

Công suất cắt :

N_c =

Thoả mãn điều kiện :

±N_c < N_m =

Sau khi phay xong ta xoay , phay tiếp mặt đối diện với chế độ cắt tương tự.

Bảng thông số chế độ cắt

Bước	Máy	Dao	t(mm)	S(mm/v)	n(v/p)
Phay lần 1	6H82	Phay mặt đầu thép gió D=160, Z=16	2,5	1,6	75,6
Phay lần 2			2	1,6	75,6
Phay lân 3			0,45	1,2	95,3

1.4.4.Nguyên công 4: Mài hai mặt phẳng chính A và B và hai mặt phẳng bên C và D.

Máy mài bàn chữ nhật phẳng bàn chữ nhật có kích thước 600 x 200, tốc độ đá mài là 2900 vg/ph, công suất điện của ụ đá 5,5 kW.

Định vị trên bàn từ của máy

Đá mài loại prôphin thẳng có đường kính D = 200 mm, chiều rộng B = 30mm. Chất kết dính Bakêlít, độ hạt 40 μm, vật liệu hạt là cơrun điện.

Vận tốc đá mài

Kiểm tra kích thước đã gia công khoảng cách hai mặt phẳng chính với dung sai cho phép là , khoảng cách giữa hai mặt phẳng bên C và D cũng có dung sai cho phép là .

Kiểm tra kích thước giữa hai mặt G và H có dung sai cho phép là .

Kiểm tra độ không song song giữa hai bề mặt A và B đảm bảo

Kiểm tra độ không song song giữa hai bề mặt C và D đảm bảo

Kiểm tra độ không vuông góc giữa C và D với A đảm bảo

Phay CNC lòng khuôn.

Định vị và kẹp chặt: Định vị trên bàn phôi + 2 chốt và kẹp chặt bằng cơ cấu vít - tay đòn.

Máy: Sử dụng máy TC1 CNC_Bridge Port .

Dao: dao phay ngón đuôi én đường kính D = 5 mm để gia công phá thô, dao phay đầu cầu D = 3 mm để gia công tinh lòng khuôn.

Chương trình gia công ghi ở phần phụ lục.

1.4.7. Nguyên công 7

Định vị và kẹp chặt: Định vị trên bàn phôi + 2 chốt và kẹp chặt bằng cơ cấu vít - tay đòn.

Máy: Sử dụng máy TC1 CNC_Bridge Port .

Dao: Mũi khoan đường kính Ф5, Ф6, mũi khoét Ф15 và mũi khoét Ф20

Ta có sơ đồ toạ độ gia công như hình bên:

Khoan thủng các lỗ Ф5 và Ф6 rồi khoét rộng 3 lỗ Ф15 và 1 lỗ Ф20 với độ sâu như hình vẽ.

Chương trình NC phay lòng khuôn được ghi ở phần phụ lục.

1.4.8. Nguyên công 8: Dùng phương pháp gia công tia lửa điện với các điện cực định hình gia công các rãnh giữa các mặt E và G, B và H; các rãnh trên mặt khuôn.

Máy: Sử dụng máy NC-101 (kích thước 600 x 400 x 280)

Định vị và hút chặt chi tiết trên bàn từ của máy.

Chế độ gia công:

Độ kéo dài xung:

Thời gian ngắt

Dòng điện I = 13A

Điện áp đánh lửa U = 40(V)

Tốc độ gia công

Dung môi cách điện : Dầu hoả CPC

Áp suất phun: 0,8

Điện cực: Vật liệu làm điện cực âm là graphit.

Dùng tay thủ công để đánh bóng lòng khuôn . Nâng độ bóng của khuôn từ từ bằng cách dùng đá oxít nhôm để mài cho hết dấu cắt do lưỡi dao để lại trên lòng khuôn sau đó dùng giấy nhám từ thô đến mịn và cuối cùng thì dùng dung dịch dầu và dung dịch kim cương để tạo độ bóng. Khi đánh bóng nên dùng những mẫu đánh bóng để so sánh xem xét đánh tới đâu.

Hiện nay, ngoài việc đánh bóng bằng tay, người ta còn sử dụng máy đánh bóng bằng siêu âm. Về nguyên tắc, lòng khuôn được ngâm trong 1 dung dịch có pha các hạt cắt rất mịn. Sóng siêu âm được sinh ra với mục đích tạo sự dao động của các hạt cắt.

1.4.10. Nguyên công 10: Kiểm tra trước khi nhiệt luyện.

Kiểm tra các kích thước đã gia công theo dung sai cho phép.

Kiểm tra các vị trí tương quan (vuông góc, song song)

Kiểm tra chất lượng bề mặt. Chi tiết phải đạt độ nhẵn bóng bề mặt cấp 8 (R_a=0,63 μm)

Thấm Cacbon – nitơ ở nhiệt độ 850°C ở thể khí trong vòng 11h.

Sau khi thấm, chi tiết cần đạt được độ cứng bề mặt 60 – 65 HRC.

Không được phép có vết nứt, rỗ trên chi tiết.

Bề dày lớp thấm: 2mm.

1.4.12. Nguyên công 12: Đánh bóng lại lòng khuôn

1.4.13. Nguyên công 13: Tổng kiểm tra

Kiểm tra toàn bộ kích thước đã gia công với dung sai cho phép

Kiểm tra các vị trí tương quan:

Độ không song song của hai bề mặt chính A và B, D và C

Độ không vuông góc giữa các mặt chính với các mặt bên D, C, E, F .

Kiểm tra chất lượng bề mặt đã gia công: Bề mặt chi tiết đạt độ nhẵn bóng cấp 8 ( )

Kiểm tra độ bền, độ cứng của sản phẩm: Bề mặt chi tiết đạt độ cứng 60 - 65 HRC.

II. Quy trình công nghệ gia công lõi khuôn

2.1. Dạng sản xuất

Miếng ghép lõi khuôn (khuôn đực) là một trong những chi tiết chính của bộ khuôn, nó yêu cầu có độ chính xác gia công cao. Lòng khuôn được sản xuất dưới dạng đơn chiếc loạt nhỏ, không cần sử dụng đồ gá phức tạp, có thể sử dụng phương pháp lấy dấu chính xác để gia công mặt phẳng.
2.2. Phương pháp chế tạo phôi

Chi tiết có dạng sản xuất loạt nhỏ dạng hộp do vậy ở đây ta sử dụng phương pháp chế tạo phôi là rèn tự do. Thiết bị rèn tự do đơn giản, vốn đầu tư ít, loại trừ được các khuyết tật đúc như rỗ khí, rỗ co… Phương pháp này phù hợp với dạng sản xuất loạt nhỏ và đạt yêu cầu kinh tế.

Vật liệu làm lõi khuôn cần có khả năng chống mài mòn, chống ôxi hoá cao, khả năng chịu nhiệt và chống biến dạng cao, đồng thời phải dễ cắt và dễ đánh bóng bề mặt.

Từ những yêu cầu trên ta lựa chọn vật liệu để chế tạo khuôn là: thép C45 với các thành phần hoá học là: 0,04%S, 0,04%P, 0,7%Mn, 0,3%Si và 0,45%C.

Xác định kích thước phôi rèn: từ kích thước của lõi khuôn, ta xác định được lượng dư gia công cơ cho vật rèn. Trị số lượng dư tính dựa trên những khuyết tật của lớp bề mặt phôi khi rèn, kích thước và khối lượng phôi, tính chất vật liệu, yêu cầu về độ chính xác và độ bóng gia công cơ, quy trình công nghệ gia công cơ, phương pháp giá đặt, chế độ cắt gọt, chất lượng dụng cụ và thiết bị gia công. Ở đây, ta sử dụng công thức kinh nghiệm:

Dung sai kích thước phôi rèn là:

Kích thước phôi rèn mô tả như hình vẽ sau đây (các mặt được ký hiệu cho tiện sử dụng)

2.3. Thứ tự các nguyên công

Miếng ghép lõi khuôn là một chi tiết dạng hộp vì thế ta sẽ gia công mặt phẳng chuẩn để làm chuẩn tinh thống nhất. Ở đây ta chọn bề mặt chính của chi tiết (bề mặt A) làm chuẩn tinh chính.

Sau đây là thứ tự các nguyên công:

1. 
   Chuẩn bị phôi, lấy dấu
   
2. 
   Phay hai mặt chính A và B
   
3. 
   Phay 4 bề mặt bên G, F, D, C
   
4. 
   Mài bề mặt A và mài 2 bề mặt bên lắp ghép F, G
   
5. 
   Kiểm tra trung gian
   
6. 
   Phay CNC lõi khuôn
   
7. 
   Khoan, khoét CNC 4 lỗ lắp chốt đẩy + 2 lỗ lắp lõi ghép
   
8. 
   Gia công tia lửa điện với điện cực định hình các rãnh lắp ghép và các rãnh trên bề mặt lõi.
   
9. 
   Đánh bóng bề mặt trước khi nhiệt luyện
   
10. 
    Kiểm tra trước khi nhiệt luyện
    
11. 
    Hóa - nhiệt luyện
    
12. 
    Đánh bóng bề mặt sau khi nhiệt luyện
    
13. 
    Tổng kiểm tra
    
    
    

Nếu phải thực hiện nguyên công rèn tự do thì cần ủ phôi để độ cứng còn 187…225 HB trước khi rèn.

Định vị: Định vị 5 bậc tự do.

Dao: Dao phay mặt đầu răng gắn mảnh thép gió. Đường kính dao là D = 160 mm, số răng Z = 16.

Máy: Máy phay đứng 6H12 có công suất động cơ chính = 7 KW, phạm vi tốc độ trục chính (vg/ph) = 30÷1500, số cấp tốc độ trục chính = 18

Chiều sâu cắt: Cắt hai lần với chiều sâu cắt lần lượt là 3,5mm và 0,5 mm.

Kẹp chặt: Kẹp chi tiết trên êtô máy.

Lượng chạy dao răng Sz = 0,1 mm/răng (bảng 2.26 [3])

Lượng chạy dao vòng S = S­_z.Z = 0,1.16 = 1,6 (mm/vg)

Chiều sâu cắt t = 3,5mm.

Vận tốc cắt: (m/ph)

Với B – chiều rộng phay = 120 mm

Tra hệ số C_v và các số mũ theo bảng 2.30 [3]

C_v = 64,7; q_v= 0,25; x_v=0,1; y_v= 0,4; u_v= 0,15; p_v= 0.1; m=0,2

T : Tuổi bền của dụng cụ cắt (theo bảng 2.31 [3]) T = 240 phút.

K_v : hệ số điều chỉnh vận tốc cắt.

K_v = K_mv.K_nv.K_uv

K_mv = : hệ số điều chỉnh vận tốc tính đến tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 2.9, 2.10 [3])).

K_nv = 0,8: hệ số tính đến trạng thái bề mặt phôi rèn ( bảng 2.13 [3])).

K_uv = 1: hệ số tính đến vật liệu dụng cụ cắt ( bảng 2-14 [3]).

K_v = K_mv.K_nv.K_uv = 0,77. 0,8. 1 = 0,6

Từ đó ta có:

Số vòng quay tính toán:

Tính toán chọn tốc độ máy

Giá trị công bội

Mặt khác  chọn x=3

Tốc độ quay chính của máy n_m = n_min = 301,26³ = 60 (v/ph)

Vận tốc cắt thực tế :

Lực cắt tiếp tuyến:

(kG)

Với Z – số răng dao phay = 16; n = n_m =60 (vg/ph) – tốc độ trục chính

K_p =K_mp= : hệ số điều chỉnh lực cắt tính đến tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 2.17, 2.18 [3])).

Tra hệ số C_p và các số mũ theo bảng 2.32 [3]:

Công suất cắt :

N_c =

Thoả mãn điều kiện :

N_c < N_m =
2.4.2.2. Chế độ cắt ở bước hai: Phay tinh bề mặt đáy

Bước tiến dao vòng S = 1,2 mm/vòng để gia công đạt độ nhẵn R_z=6,3 (bảng 2.26 [3])

Bước tiến dao răng S­_z=S/Z = 1,2/16 = 0,075 (mm/răng)

Chiều sâu cắt t = 0,5 mm.

Vận tốc cắt: (m/ph)

Với B – chiều rộng phay = 120 mm

Tra hệ số C_v và các số mũ theo bảng 2.30 [3]

C_v = 64,7; q_v= 0,25; x_v=0,1; y_v= 0,4; u_v= 0,15; p_v= 0.1; m=0,2

T : Tuổi bền của dụng cụ cắt (theo bảng 2.31 [3]) T = 240 phút.

K_v : hệ số điều chỉnh vận tốc cắt.

K_v = K_mv.K_nv.K_uv

K_mv = : hệ số điều chỉnh vận tốc tính đến tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 2.9, 2.10 [3])).

K_nv = 0,8: hệ số tính đến trạng thái bề mặt phôi rèn ( bảng 2.13 [3])).

K_uv = 1: hệ số tính đến vật liệu dụng cụ cắt ( bảng 2-14 [3]).

K_v = K_mv.K_nv.K_uv = 0,77. 0,8. 1 = 0,6

Từ đó ta có:

Số vòng quay tính toán:

Tính toán chọn tốc độ máy:

Giá trị công bội

Mặt khác  chọn x=5

Tốc độ quay chính của máy n_m = n_min = 301,26⁵ = 95,3 (v/ph)

Vận tốc cắt thực tế :

Lực cắt tiếp tuyến:

(kG)

Với Z – số răng dao phay = 16; n = n_m =95,3 (vg/ph) – tốc độ trục chính

K_p =K_mp= : hệ số điều chỉnh lực cắt tính đến tính chất cơ lý của vật liệu gia công (bảng 2.17, 2.18 [3])).

Tra hệ số C_p và các số mũ theo bảng 2.32 [3]:

Công suất cắt :

N_c =

Thoả mãn điều kiện :

N_c < N_m =

Sau khi phay xong ta đảo mặt dưới lên rồi thực hiện phay mặt dưới với chế độ cắt tương tự.

Bảng thông số chế độ cắt

Bước	Máy	Dao	t(mm)	S(mm/v)	n(v/p)
Phay thô	6H12	Phay mặt đầu thép gió D=160, Z=16	3,5	1,6	60
Phay tinh			0,5	1,2	95,3

2.4.3. Nguyên công 3: Phay 4 mặt bên G, F, D, C

Định vị: Định vị 5 bậc tự do trên êtô (lấy mặt A làm chuẩn định vị 3 bậc tự do)

Dao: Dao phay mặt đầu răng gắn mảnh thép gió. Đường kính dao là D = 160 mm, số răng Z = 16.

Máy: Máy phay ngang 6H82 có công suất động cơ chính = 7 KW, phạm vi tốc độ trục chính (vg/ph) = 30÷1500, số cấp tốc độ trục chính = 18

Kẹp chặt: Kẹp chi tiết trên êtô máy.

Chiều sâu cắt:

+ Phay 2 mặt bên nhỏ C, D với chiều sâu cắt 3,5 mm; 2 mm và 1 mm để đạt kích thước 165±0,2

+ Phay 2 mặt bên còn lại F, G với chiều sâu cắt 2,5 mm; 2 mm và 0,45 mm để đạt kích thước 110,1±0,1 (chuẩn bị cho mài)