Thông thường, các thông số kỹ thuật thiết kế khuôn được kỹ sư xử lý đề xuất dựa trên các thông số kỹ thuật của bộ phận đúc. Sản xuất khuôn mẫu thường bao gồm một số quy trình: thu thập, phân tích và xử lý dữ liệu gốc; vẽ bản vẽ khuôn và bản vẽ lắp ráp; hiệu đính, rà soát, truy tìm, gửi đi in ấn; thực hiện tất cả các bản vẽ phần; đúc thử và sửa chữa khuôn; và tổ chức, lưu trữ dữ liệu.
Hình 1
Để đảm bảo tính hợp lý và nhất quán của quy trình sản xuất khuôn, tối ưu hóa kỹ thuật xử lý và cải thiện tốc độ sản xuất khuôn, mỗi nhà máy sản xuất khuôn thường phát triển các tiêu chuẩn quy trình riêng. Bài viết này cung cấp một tiêu chuẩn tham khảo, tập trung vào ngành sản xuất ô tô và liệt kê các quy trình cho một số khuôn mẫu linh kiện ô tô quan trọng.
Hình 2
1. Kỹ sư quy trình biên soạn thẻ quy trình
Khi biên soạn thẻ quy trình, kỹ sư quy trình phải chỉ rõ dung sai gia công, vị trí của dung sai, yêu cầu về độ nhám bề mặt và các biện pháp phòng ngừa.
Nguyên tắc biên soạn sơ đồ quy trình gia công: Ưu tiên thiết bị có hiệu suất gia công cao nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác và chất lượng. Máy phay, máy CNC, máy mài nhanh hơn máy cắt dây và EDM, đặc biệt là EDM chậm nhất. Kích thước trên bản vẽ không thể thay đổi tùy ý.
Hình 3
Lưu ý: Tất cả các mẫu đã được gia công chính xác; bồn chứa nước sẽ được đưa trở lại nhà máy để xử lý tiếp.
Sau khi phôi khuôn được đưa về nhà máy, yêu cầu của người thợ lắp đặt là:
1. Bề mặt tham chiếu của tấm A và B có phẳng không? Các góc tham chiếu có phải là góc vuông không?
2. Việc đóng mở trụ dẫn hướng và ống dẫn hướng có trơn tru không?
3. Các vít và lỗ ren của khung khuôn có chuẩn không?
4. Trụ dẫn hướng phía dưới và chốt quay về có trơn tru không?
5. Các mẫu có bị biến dạng hoặc có bề mặt bị đen không?
Hình 4
Hình 5
Lưu ý: Bề mặt màu đỏ của tấm A và B phải được làm nhám với dung sai 3mm; các bề mặt còn lại phải được gia công đạt mức yêu cầu.
2. Nguyên tắc phụ cấp gia công
1. Đối với các phôi cần xử lý nhiệt, hãy thêm dung lượng mài 0,25 mm cho mỗi bên của kích thước bên ngoài-đã được xử lý trước trước khi xử lý nhiệt.
2. Đối với lõi khuôn và hạt dao yêu cầu gia công thô CNC, cho phép dung sai 0,2mm cho mỗi bên.
3. Đối với các phôi cần phay thô trên máy phay của thợ lắp, hãy cho phép dung sai 0,3-0,5mm cho mỗi bên. Đối với phôi cần mài sau EDM dây, cho phép dung sai 0,05mm cho mỗi bên đối với các bộ phận có hình dạng và dung sai mài 0,1mm cho mỗi bên để gia công thô hình dạng bên ngoài.
4. Để hoàn thiện CNC và EDM, sau đó là đánh bóng gương, cho phép dung sai đánh bóng 0,03mm cho mỗi bên.
3. Yêu cầu về độ chính xác gia công
Độ chính xác sản xuất của kích thước khuôn phải nằm trong khoảng 0,005–0,02 mm; yêu cầu về độ vuông góc phải nằm trong khoảng 0,01–0,02 mm; yêu cầu về độ đồng trục phải nằm trong khoảng 0,01–0,03 mm; yêu cầu về độ song song của mặt phẳng trên và mặt dưới của bề mặt phân chia của khuôn di chuyển và khuôn cố định phải nằm trong phạm vi 0,01–0,03 mm.
Sau khi đóng khuôn, khe hở giữa các bề mặt phân khuôn phải nhỏ hơn giá trị tràn của nhựa đúc. Yêu cầu về độ song song của các bề mặt tiếp xúc của các tấm khuôn khác phải nằm trong khoảng 0,01–0,02 mm; độ chính xác lắp của các bộ phận cố định thường được chọn trong khoảng 0,01–0,02 mm; nếu lõi nhỏ không có yêu cầu khóa liên động hoặc ít ảnh hưởng đến kích thước thì có thể sử dụng khoảng hở hai mặt từ 0,01–0,02 mm; độ chính xác lắp của các bộ phận trượt thường được chọn từ ba loại: H7/e6, H7/f7 và H7/g6.
Lưu ý: Nếu có các miếng đệm có bậc lắp trên bề mặt gương thì không nên lắp quá chặt. Nếu không, khi vật chèn bị đẩy lùi từ phía trước, dụng cụ dùng để gõ có thể làm hỏng bề mặt gương. Nếu nó không ảnh hưởng đến kích thước sản phẩm, có thể sử dụng khoảng cách 0,01-0,02mm ở cả hai bên.
Hình 6
4. Nguyên lý loại bỏ điện cực CNC
Đối với lõi khoang khuôn, các điện cực bề ngoài chính phải được loại bỏ trước tiên, sau đó là các điện cực chính khác và cuối cùng là các điện cực cục bộ. Các điện cực bề ngoài của khuôn cố định phải được gia công toàn bộ. Đối với những khu vực mà CNC không thể làm sạch, nên sử dụng phương pháp cắt dây để làm sạch các góc nhằm đảm bảo khuôn cố định trông hoàn chỉnh và liền mạch. Để gia cố các gân, gân và trụ có độ sâu tương tự trong khuôn chuyển động, chúng nên được gia công cùng nhau trên một điện cực bất cứ khi nào có thể. Các gân sâu hơn nên được chế tạo thành các miếng đệm và phải được gia công riêng ở mặt bên của điện cực để ngăn ngừa sự tích tụ cacbon trong các xung điện. Tránh cắt dây để làm sạch các góc của điện cực khuôn chuyển động sau khi phay CNC. Nếu cần thiết, các điện cực nên được tháo rời hoặc sử dụng cắt dây trực tiếp. Các vị trí gân và gân hoặc trụ trong khuôn chuyển động có khoảng cách trên 35mm nên được gia công riêng để tiết kiệm vật liệu đồng. Đối với các điện cực lớn, cạnh EDM gia công thô phải có lề 0,3mm ở một bên và cạnh EDM hoàn thiện phải có lề 0,15mm ở một bên. Đối với các điện cực thông thường, cạnh EDM gia công thô phải có lề 0,2mm ở một bên và cạnh EDM hoàn thiện phải có lề 0,1mm ở một bên. Đối với các điện cực nhỏ, cạnh EDM gia công thô phải có lề 0,15mm ở một bên và cạnh EDM hoàn thiện phải có lề 0,07mm ở một bên.
Hình 7
5. Nguyên lý gia công CNC
Đối với lõi khuôn và hạt dao yêu cầu gia công thô CNC, nên dành khoảng 0,2mm ở một bên. Đối với các phôi yêu cầu gia công tinh CNC sau khi xử lý nhiệt, nếu hình thức bên ngoài sản phẩm cho phép thì nên ưu tiên gia công CNC cho các khoang khuôn và lõi có thể gia công tinh đến độ sâu yêu cầu. Nếu không thể gia công CNC, nên chế tạo các điện cực bằng cách sử dụng gia công phóng điện (EDM).
Hình 8
6. Quy trình gia công lõi khuôn chuyển động và tĩnh
1) Chuẩn bị nguyên liệu;
2) Phay: Khoan kênh nước (phần sâu nhất của phích cắm kênh nước phải cách kênh nước ngang 3-4mm), lỗ ren, lỗ khoan và lỗ vít, lỗ khoan và khoan lỗ chốt đẩy, đánh dấu số khuôn, góc tham chiếu và khe hở cho bệ lắp;
3) Gia công CNC: Gia công thô;
4) Xử lý nhiệt: Xác định yêu cầu về độ cứng;
5) Mài: Mài thước góc lục giác, đảm bảo hình dáng bên ngoài chính xác với kích thước khung (nếu lõi khuôn là một mảnh duy nhất thì kích thước bên ngoài phải âm 0,03mm-0,05mm so với kích thước bản vẽ; nếu lõi khuôn là hai mảnh thì tổng kích thước bên ngoài của hai miếng phải âm 0,03mm-0,05mm so với kích thước bản vẽ), ⊥0,01, ∥0,01. Các bộ phận có thể tạo hình bằng cách mài phải được nghiền;
6) Đối với lõi khuôn yêu cầu gia công chính xác CNC, bố trí gia công CNC. 7) Gia công tinh: Cần khắc các hốc chứa chữ hoặc số khuôn;
8) Dây EDM: Gia công dây trung bình các lỗ chèn, lỗ đẩy góc, lỗ chốt đẩy, lỗ vòi phun, v.v.;
9) Gia công phóng điện: Gia công theo bản vẽ và tờ hướng dẫn xung;
10) Đánh bóng: Chỉ định độ nhám và yêu cầu đánh bóng trên thẻ quy trình. Đánh dấu các khu vực đánh bóng trên phôi bằng bút đánh dấu. Đối với các phôi yêu cầu hoàn thiện gương, nếu khung thời gian không đủ, trước tiên có thể thực hiện đánh bóng thô, sau đó là đánh bóng tinh sau khi đúc thử;
11) Lắp ráp và đúc thử.
Hình 9
7. Quy trình gia công Inlay chính
1) Chuẩn bị vật liệu: Kỹ sư xử lý xác định xem phôi đang được gia công thành một mảnh hay nhiều mảnh lại với nhau dựa trên kích thước và hình dạng của nó. Nếu nhiều chi tiết được gia công cùng nhau, kỹ sư xử lý cần tạo bản vẽ bố trí gia công cho các phôi.
2) Phay: Người thợ thực hiện gia công theo bản vẽ phôi hoặc bản vẽ bố trí do kỹ sư xử lý cung cấp. Điều này bao gồm các kênh nước khoan (điểm sâu nhất của phích cắm kênh nước phải cách kênh nước ngang 3-4mm), lỗ ren, lỗ khoan và khai thác vít, khoan và doa lỗ chốt đẩy, gia công thô khu vực tạo hình, đánh số khuôn và điều chỉnh bàn lắp.
3) Gia công CNC: Đối với những phôi cần gia công thô CNC sẽ bố trí gia công thô CNC.
4) Xử lý nhiệt: Yêu cầu về độ cứng sẽ được chỉ định.
5) Mài: Thước góc lục giác sẽ được mài. Các bộ phận có thể tạo hình bằng cách mài phải được nghiền thành hình.
6) Đối với các phôi cần gia công chính xác CNC sẽ bố trí gia công chính xác CNC. Nếu lớp phủ có chữ hoặc số khuôn thì phải khắc. 7) Dây EDM: Gia công các lỗ chèn, lỗ đẩy góc cạnh, lỗ chốt đẩy, v.v., sử dụng máy cắt dây cỡ trung bình.
8) Gia công phóng điện: Gia công theo bản vẽ và tờ hướng dẫn xung.
9) Đánh bóng: Chỉ định độ nhám và yêu cầu đánh bóng trên thẻ quy trình. Đánh dấu các khu vực đánh bóng trên phôi bằng bút đánh dấu. Đối với các phôi cần tráng gương, nếu thời gian chu kỳ không đủ, trước tiên có thể thực hiện đánh bóng thô, sau đó là đánh bóng tinh sau khi đúc thử.
10) Lắp ráp và đúc thử.
Hình 10
8. Quy trình gia công cho các hạt dao có hình dạng không đều
Quy trình 1:
1) Dây EDM: Cắt chính xác các kích thước bên ngoài bằng máy cắt dây cỡ trung bình (xem A/B), kéo tấm, chừa lại độ dày cho phép, mài và làm nhám khu vực tạo hình.
2) Mài: Mài độ dày và góc, và tạo thành hạt dao.
3) Gia công phóng điện;
4) Đánh bóng.
Quy trình 2:
1) Dây EDM: Cắt hình dạng bên ngoài, chèn lỗ và lỗ chốt đẩy bằng máy cắt dây cỡ vừa, đảm bảo kích thước chính xác (xem C{1}}). Làm nhám tấm lắp và khu vực tạo hình.
2) Mài: Mài chiều cao, tấm lắp và góc; hình thành hình dạng.
3) Gia công phóng điện (EDM);
4) Đánh bóng.
9. Quy trình gia công đầu phun góc
1) Dây EDM: Cắt hình dạng bên ngoài bằng máy cắt dây cỡ trung bình, mài đầu cho vừa với bề mặt hạt dao, đảm bảo kích thước chính xác, chừa lại độ dày của mấu kéo và gia công thô rãnh I{1}}với dung sai cho phép.
2) Mài: Mài độ dày và rãnh I{1}}.
3) Lắp ráp;
4) Gia công xung;
5) Đánh bóng;
6) Rãnh dầu phay.
10. Quy trình gia công ghế nghiêng
1) Chuẩn bị vật liệu (Fitter): Cho phép chiều cao ở cả hai bên là 1,5 mm, chiều rộng ở cả hai bên là 0,5 mm và chiều dài ở cả hai bên là 5 mm để dễ dàng kẹp trong quá trình EDM dây;
2) Phay: Khoan và tarô các lỗ vít;
3) Xử lý nhiệt;
4) Mài: Mài thước đo góc sáu-mặt, đảm bảo chiều rộng chính xác;
5) Dây EDM: Đảm bảo gia công rãnh I{1}} chính xác, kéo tấm, chừa lại độ dày cho phép, mài và đảm bảo chiều cao chính xác là 1,2mm;
6) Mài: Mài các kích thước bên ngoài, lắp tấm đẩy và đảm bảo chiều cao chính xác là 1mm.
Hình 11
11. Quy trình gia công khối dập
1) Chuẩn bị nguyên liệu;
2) Phay: Khoan lỗ vít, làm nhám khu vực tạo hình (cho phép dư 0,3-0,5mm ở một bên, mài);
3) Mài: Mài thước đo góc sáu-mặt, đảm bảo kích thước bên ngoài chính xác và tạo thành khối.
12. Quy trình gia công khối khóa
1) Chuẩn bị nguyên liệu;
2) Mài: Mài thước góc sáu-để đảm bảo kích thước bên ngoài chính xác;
3) Dây EDM: Tạo hình dây nhanh;
4) Phay: Khoan và tarô các lỗ vít.
