- Trang Chủ
- Cơ khí - Chế tạo máy
- Giáo trình Khuôn (Nghề: Cắt gọt kim loại - Cao đẳng): Phần 1 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Xem mẫu
- ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI
NGUYỄN VĂN CHÍN (Chủ biên)
TRẦN THỊ THƯ – PHẠM VĂN TÂM
GIÁO TRÌNH KHUÔN
Nghề: Cắt gọt kim loại
Trình độ: Cao đẳng
(Lưu hành nội bộ)
Hà Nội - Năm 2018
- LỜI GIỚI THIỆU
Trong chiến lược phát triển và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục
vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Đào tạo nguồn nhân
lực phục vụ cho công nghiệp hóa nhất là trong lĩnh vực cơ khí – Nghề cắt gọt
kim loại là một nghề đào tạo ra nguồn nhân lực tham gia chế tạo các chi tiết máy
móc đòi hỏi các sinh viên học trong trường cần được trang bị những kiến thức,
kỹ năng cần thiết để làm chủ các công nghệ sau khi ra trường tiếp cận được các
điều kiện sản xuất của các doanh nghiệp trong và ngoài nước. Khoa Cơ khí
trường Cao đẳng nghề Việt Nam – hàn quốc thành Phố Hà Nội đã biên soạn
cuốn giáo trình môn học Khuôn. Nội dung của môn học đề cập đến các công
việc, bài tập cụ thể về phương pháp và trình tự gia công các chi tiết.
Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình biên soạn, song không tránh khỏi
những sai sót. Chúng tôi rất mong nhận được những đóng góp ý kiến của các
bạn và đồng nghiệp để cuốn giáo trình hoàn thiện hơn.
Địa chỉ đóng góp về khoa Cơ khí, Trường Cao Đẳng Nghề Việt Nam –
Hàn Quốc, Đường Uy Nỗ – Đông Anh – Hà Nội.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2018
Nhóm biên soạn
1
- MỤC LỤC
NỘI DUNG TRANG
LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................... 1
MỤC LỤC ............................................................................................................ 2
Chương 1 Khuôn và khuôn đúc ......................................................................... 5
1.1 Định nghĩa ứng dụng khuôn và khuôn đúc ................................................. 5
1.2 Quy trình sản xuất khuôn đúc ................................................................... 12
1.3 Đồ gá và kẹp .............................................................................................. 18
Chương 2 Các dạng và đặc điểm của khuôn đúc ........................................... 27
2.1 Các dạng và đặc điểm khuôn nén.............................................................. 27
2.2 Các dạng và đặc điểm của khuôn đúc áp lực ............................................ 30
2.3 Các dạng và đặc điểm của khuôn đúc khác .............................................. 30
Chương 3 Nguyên liệu khuôn và khuôn đúc .................................................. 34
3.1 Tính chất cơ học của nguyên liệu.............................................................. 34
3.2 Các dạng và đặc điểm của nguyên liệu khuôn đúc ................................... 41
3.3 Nguyên liệu cho khuôn đúc áp lực ............................................................ 44
Chương 4 Gia công và sản xuất khuôn đúc .................................................... 51
4.1 Gia công khuôn đúc................................................................................... 51
4.2 Sản xuất khuôn đúc nén ............................................................................ 54
4.3 Sản xuất khuôn đúc áp lực ........................................................................ 67
4.4 Thiết kế khuôn đúc áp lực ......................................................................... 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 91
2
- KHUÔN
Tên môn học: Khuôn
Mã số của môn học: MH 22
Thời gian của môn học: 30giờ. (LT: 25giờ; TH: 3 giờ; KT: 2 giờ)
I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MÔN HỌC
- Vị trí:
+ Môn học có thể được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học
chung bắt buộc.
+ Môn học được bố trí song song hoặc sau các môn học, mô-đun đào tạo
chuyên môn nghề.
- Tính chất:
+ Là môn học chuyên môn thuộc các môn học, mô đun đào tạo nghề.
II. MỤC TIÊU MÔN HỌC:
-Kiến thức:
+Trình bày được khái niệm và ứng dụng khuôn và khuôn đúc
+ Mô tả quy trình sản xuất khuôn và khuôn đúc và các đặc điểm của quy
trình đó.Phương pháp nhiệt luyện và đặc điểm của nguyên liệu khuôn.
+Trình bày được đặc điểm và cấu trúc cơ bản của khuôn đúc áp lực,
khuôn đúc ép, khuôn đúc rèn và khuôn đúc cao su.
+ Trình bày được các tính chất cơ học của nguyên liệu.
+ Trình bày được gia công bằng biến dạng dẻo sử dụng tính chất của
nguyên liệu.
+Trình bày được các dạng và đặc điểm nguyên liệu của khuôn đúc, khuôn
ép và khuôn áp lực.
+ Trình bày được phương pháp gia công các bộ phận khuôn đúc và đặc
điểm của các máy công cụ để chế tao khuôn đúc.
+ Trình bày khái niệm và mô tả quy trình thiết kế và chế tạo khuôn đúc áp
lực.
-Kỹ năng:
+ Nhận dạng được một số kiểu khuôn và tính toán được một sô vấn đề cơ
bản khi gia công khuôn.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích
cực sáng tạo trong học tập.
3
- III. NỘI DUNG MÔN HỌC:
1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:
Thời gian
Thực
Số
Tên chương, mục Tổng Lý hành, Kiểm
TT
số thuyết Bài tra
tập
1 Chương 1: Khuôn và khuôn đúc 4,5 4,5 0 0
1. Ngành công nghiệp khuôn và
khuôn đúc
2. Quy trình sản xuất khuôn đúc
3. Đồ gá và kẹp
2 Chương 2: Các dạng và đặc 1.5 1.5 0 0
điểm của khuôn đúc
1. Các dạng và đặc điểm của
khuôn nén
2. Các dạng và đặc điểm của
khuôn đúc áp lực
3. Các dạng và đặc điểm của
khuôn đúc khác.
3 Chương 3: Nguyên liệu khuôn 8 7 0 1
và khuôn đúc
1.Tính chất cơ học của nguyên liệu
2. Các dạng và đặc điểm của
nguyên liệu khuôn đúc.
3. Nguyên liệu cho khuôn đúc áp
lực
4 Chương 4: Gia công và sản xuất 16 12 3 1
khuôn đúc
1. Gia công khuôn đúc
2. Chế tạo khuôn đúc nén
3. Chế tạo khuôn đúc áp lực
Cộng 30 25 3 2
4
- Chương 1 Khuôn và khuôn đúc
Mục tiêu
- Trình bày được khái niệm và ứng dụng khuôn và khuôn đúc
- Liệt kê, mô tả quy trình sản xuất khuôn và khuôn đúc và các đặc điểm của
quy trình đó.
- Mô tả được những yêu cầu cơ bản để sản xuất một khuôn đúc tốt.
- Trình bày được phương pháp nhiệt luyện và đặc điểm của nguyên liệu khuôn.
- Trình bày được thành phần và nguyên tắc hoạt động của đồ gá.
- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực
sáng tạo trong học tập.
Nội dung
1.1 Định nghĩa ứng dụng khuôn và khuôn đúc
1.1.1 Khuôn đúc là gì
Khuôn và khuôn đúc được định nghĩa theo cái nhìn đầy đủ và thu hẹp. Từ cái
nhìn tổng thể, khuôn và khuôn đúc là chỉ những công cụ để tạo sản phẩm bằng
gia công và tạo hình những nguyên liệu sử dụng tính dẻo, tính rèn được (tính dễ
kéo sợi), và tính lỏng của chúng. Nó đại diện cho tất cả các loại khung và khuôn.
Từ cái nhìn thu hẹp, khuôn là dạng kim loại để sản xuất sản phẩm hàng loạt với
cùng một đặc tính kỹ thuật.
Khuôn và khuôn đúc được biết đến là as “Geumhyeong” ở Hàn Quốc;
“Ganagata” hay “Gata” ở Nhật Bản; và “Muju” ở Trung Quốc, Đài Loan, Hong
Kong và Singapore. Ngoài ra, nó còn được gọi là “trang bị đặc biệt” ở các quốc
gia phương Tây như Anh, Đức, Pháp và Hoa Kỳ.
Hình 1.1 Khuôn và khuôn đúc
5
- 1.1.2 Cách sử dụng khuôn và khuôn đúc
Một loạt các sản phẩm đa dạng được sản xuất bởi khuôn và khuôn đúc. Sản
xuất khuôn và khuôn đúc liên quan đến hầu hết các ngành công nghiệp bao gồm
công nghiệp điện và điện tử, sản xuất sản phẩm như ô tô, máy tính, tivi, radio,
máy ghi hình, ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, ngành công nghiệp máy
móc chính xác cho những sản phẩm đồng hồ và máy móc quang học, vật tư văn
phòng, đồ nhà bếp và dụng cụ thể thao, băng cassettes, đĩa mềm, CD và giày
dép…
Kết quả là, khuôn và khuôn đúc đã tạo ra sự sản xuất phát triển từ giai đoạn
ban đầu có bàn tay con người đến giai đoạn thứ cấp là để sản xuất hàng loạt.
Theo đó, khuôn và khuôn đúc không chỉ xác định chi phí và giá trị gia tăng của
sản phẩm mà còn sản xuất đa số sản phẩm từ dùng cho nhu cầu hàng ngày của
chúng ta đến các bộ phận của khoa học và công nghệ tiên tiến. Vì nó là công
nghệ cho khả năng cạnh tranh, thiết kế chính xác và tuyệt vời hơn và công nghệ
gia công là cần thiết.
Hình 1.2 Trường hợp sản phẩm trong khuôn đúc
1.1.3 Lợi ích của khuôn và khuôn đúc
Cải thiện độ chính xác của sản phẩm hoặc bộ phận
Tạo ra các sản phẩm có cùng kích thước trao đổi được cho nhau và dễ để
lắp ráp
Nếu khuôn và khuôn đúc được sử dụng, sản phẩm được tạo ra mà không
cần công nghệ đặc biệt hoặc tiên tiến.
Sản phẩm trông sạch sẽ và đẹp.
Dễ dàng phát triển sản phẩm mới hoặc thay đổi mô hình
Thời gian làm việc có thể được rút ngắn
Số lượng công nhân có thể giảm so với các phương thức sản xuất khác,
qua
đó giảm chi phí lao động.
6
- Nếu hệ thống tự động hóa như máy tính được sử dụng, nó cho phép sản
xuất không người lái
Cho phép sản xuất sản phẩm mỏng và giảm trọng lượng.
Thu hẹp không gian khu vực đơn vị sản xuất hiện tại và khu vực nhà
xưởng.
Tiết kiệm nguyên liệu cho sản phẩm.
Tạo chất lượng sản phẩm đồng nhất.
Có thể rút ngắn gia công thứ cấp như lắp ráp và hàn phụ thuộc vào sản
phẩm.
Làm sạch bề mặt sản phẩm và bỏ qua quá trình phủ và sơn
Có thể làm giảm chi phí sản xuất
1.1.4 Xu hướng ngành công nghiệp khuôn và khuôn đúc
Khi các ngành công nghiệp cần khuôn và khuôn đúc như oto, máy móc,
điện và điện tử, dụng cụ bán dẫn phát triển thì khuôn và khuôn đúc có giá
trị cao, cực kỳ chính xác là được yêu cầu nhiều hơn và thiết kế và công
nghệ sản xuất liên quan đến khuôn và khuôn đúc cũng phát triển theo.
Trong tương lai, ngành công nghiệp khuôn và khuôn đúc được kỳ vọng là
phát triển nhiều hơn nữa bởi sự gia tăng về nhu cầu phát triển sản phẩm
mới và phát triển thị trường bởi vòng đời sản phẩm ngắn hơn.
Tuy nhiên, cũng có các yếu tố rủi ro như trình độ công nghệ của Hàn
Quốc là thấp và là không đủ để bắt kịp với các công nghệ tiên tiến và cạnh
tranh gay gắt về chất lượng sản phẩm, tất cả các bên liên quan như Chính
phủ và ngành công nghiệp phải nỗ lực đào tạo và giáo dục những kỹ sư
giỏi để công nghiệp khuôn và khuôn đúc có thể phát triển, vì nó là công
nghiệp gốc cho tất cả ngành công nghiệp.
1.1.4.1 Tình hình hiện tại của ngành công nghiệp khuôn và khuôn đúc
trên thế giới
Tỷ lệ gia tăng trung bình hàng năm sản xuất khuôn và khuôn đúc trên thế
giới từ năm 2007 đến năm 2010, được thể hiện ở bảng 1.1 và là như sau:
17.8% ở Trung Quốc, 5.9% ở Hàn Quốc, 5.3% ở Hoa Kỳ, 5.0% ở Đức và
-3.2% ở Nhật Bản.
Đặc biệt, quy mô sản xuất khuôn và khuôn đúc năm 2010 ước tỉnh là
109.5 tỷ USD, trong đó quy mô sản xuất ở Hàn Quốc là 5.75 tỷ USD, xếp
sau Nhật Bản, Trung Quốc, Hoa Kỳ và Đức.
7
- Quy mô sản xuất khuôn và khuôn đúc ở Nhật Bản, Trung Quốc, Hoa Kỳ
và Hàn Quốc năm 2010 là 48.38 tỷ USD, đại diện 44.3% quy mô sản xuất
thế giới.
Ngày nay, sự thống trị trên thị trường khuôn và khuôn đúc thế giới đang
dần thay đổi từ Nhật Bản và Hoa Kỳ sang Trung Quốc, trong khi đó cạnh
tranh giữa Hàn Quốc và Trung Quốc trở nên gay gắt hơn. Hiện nay, với
sự gia tăng đầu tư bởi các công ty chủ chốt cần khuôn và khuôn đúc như
công ty trong ngành công nghiệp ô tô, điện và điện tử, quy mô sản suất ở
những công ty mới nổi sẽ còn lớn hơn nữa.
Ngoài ra, thị trường khuôn và khuôn đúc thế giới có xu hướng ưu tiên
nhiều hơn về chất lượng, giá cả và thời gian giao hàng. Trong khi đó,
ngành công nghiệp khuôn và khuôn đúc thể hiện sự giảm dần cùng với sự
giảm bớt nhu cầu lao động tại các nước tiên tiến nơi mà chi phí lao động
cao.
Khi nguồn cung các kỹ sư giỏi có tính quyết định đối với ngành công
nghiệp khuôn và khuôn đúc ở Hàn Quốc, chúng ta cần phải hành động vì
ngành công nghiệp khuôn và khuôn đúc tương lai.
Bảng 1.1 Sản xuất khuôn đúc tại một số quốc gia chính (Đơn vị: 100 triệu USD,
%)
Tăng Phần
Quốc 2007 2008 2009 2010 trung
gia bình đóng
hàng góp
năm
Nhật 197.7 168.2 178.2 177.1 Δ3.2 16.2
Bản
Trung 66.2 76.1 89.0 108.0 17.8 9.9
Quốc
Hoa Kỳ 61.0 62.5 64.4 71.1 5.3 6.5
Đức 60.5 62.0 63.5 70.1 5.0 6.4
Hàn 50.0 46.8 44.6 57.5 5.9 5.3
Quốc
514.6 579.4 670.3 611.2 6.5 55.7
Quốc
gia khác
Tổng 950.0 995.0 1,040.0 1,095.0 4.8 100.0
1.1.4.2 Hướng phát triển công nghệ khuôn đúc trong tương lai
Công nghệ khuôn đúc phát triển trong mối liên hệ với công nghệ nguyên
liêu, công nghệ thiết kế, công nghệ gia công, công nghệ tạo hình, công
8
- nghệ đo lường và công nghệ gia công thiết kế cũng như công nghiệp IT
phụ thuộc vào những thay đổi trong nhu cầu của người tiêu dùng đuổi
theo giá trị cao.
Công nghệ nguyên liệu: đây là sự mở rộng từ công nghệ lựa chọn nguyên
liệu để nâng cao tuổi thọ và chất lượng của khuôn đúc, công nghệ nhiệt
luyện nguyên liệu khuôn ép để gia tăng sức bền và công nghệ gia công bề
mặt để cải thiện tuổi thọ của các bộ phận khuôn.
Công nghệ thiết kế khuôn mẫu: Dựa trên kỹ thuật thiết kế khuôn đúc, tiêu
chuẩn cho mỗi một loại công nghệ được chuẩn bị và thiết lập và ở cùng
một thời gian, sự phát triển khuôn đúc chính xác và công nghệ thiết kế
khuôn đúc hybrid đa quy trình đang diễn ra.
Có nhiều công nghệ tối ưu hóa thiết kế đã xuất hiện bao gồm dữ liệu và
thiết kế kỹ thuật công nghệ lượng hóa cho sự hao hụt và biến dạng nguyên
liệu trong mô hình khuôn đúc, công nghệ dung sai cho phép đối với thuộc
tính của nguyên liệu, công nghệ thiết kế khuôn đúc cực kỳ chính xác và
công nghệ thiết kế xem xét vấn đề đang thử, phức hợp công nghệ thiết kế
khuôn đúc hybrid đa quy trình, phát triển phần mềm thiết kế tự động hóa
và công nghệ thiết kế khác sử dụng CAE.
Công nghệ CAD/CAM: Công nghệ kỹ thuật số được áp dụng rộng rãi
trong các ngành công nghiệp. Để giảm thiết kế khuôn đúc, công nghệ tối
ưu hóa thiết kế sử dụng CAE đã được sử dụng rộng rãi.
Đó là công nghệ giao diện CAD/CAM, công nghệ DNC để truyền dữ liệu
CND, công nghệ tự động hoặc không người lái để hoàn thiện, công nghệ
ứng dụng hệ thống mô hình khối rắn CASE, đánh bóng cực kỳ chính xác,
đóng gói, công nghệ cải thiện độ nhám bề mặt, công nghệ cải thiện tuổi
thọ công cụ cho gia công không người lái sử dụng máy CNC, công nghệ
sửa chữa khuôn đúc nhanh, công nghệ phay tốc độ cao, máy phóng điện
cực kỳ chính xác, công nghệ đo lường cực kỳ chính xác, tạo mẫu nhanh,
công nghệ tạo hình tốc độ cao, công nghệ gia công khuôn đúc 3D tốc độ
cao, công nghệ gia công khuôn đúc và tự động kiểm tra, công nghệ cải
thiện tuổi thọ khuôn đúc…
Công nghệ gia công khuôn đúc: Khi tiêu chuẩn gia công khuôn đúc được
thiết lập, công nghệ phay cực kỳ chính xác cũng như công nghệ gia công
phóng điện tốc độ cao và cực kỳ chính xác cũng phát triển và khái niệm
về công nghệ chuyển khuôn đúc đúng giờ được đưa ra. Ngoài ra, cùng với
thiết kế tập thể, IT củng cố vị trí sản xuất khuôn mẫu.
9
- Công nghệ kết nối khuôn đúc để liên kết: Chủ động phát triển đang diễn
ra với công nghệ khuôn đúc giá trị gia tăng cao kết hợp công nghệ gia
công để tạo hình, công nghệ khuôn tầng, công nghệ tạo hình nén tốc độ
cao, công nghệ tạo hình đa quy trình và công nghệ dạng rất nhỏ.
Công nghệ tạo hình: Nó bao gồm công nghệ tạo hình nhiều màu sắc, công
nghệ phóng và tạo hình tốc độ cao, công nghệ tạo dạng rất nhỏ, công nghệ
phản hồi thiết kế khuôn đúc, công nghệ kiểm soát chuyên gia điều kiện
tạo hình, và kết hợp công nghệ tạo hình mịn…
Ngày nay, kiểm soát quy trình và chất lượng cũng như tiêu chuẩn hóa
công nghệ đã được tích hợp và thương mại hóa nhiều hơn.
Công nghệ kiểm soát quy trình và chất lượng, công nghệ kiểm soát sản
xuất khuôn đúc có sự giúp đỡ của máy tính và công nghệ sản xuất có sự
giúp đỡ của máy tính (CIM) đã được sử dụng.
Công nghệ tiêu chuẩn hóa: tiêu chuẩn hóa thiết kế khuôn đúc cho mỗi
loại, tiêu chuẩn hóa gia công khuôn đúc và tiêu chuẩn hóa chi phí khuôn
đúc được áp dụng.
1.1.4.3 Công nghệ khuôn đúc của các nước tiên tiến
Các công ty sản xuất khuôn đúc ở Hàn Quốc sẽ tăng vốn đầu tư và nghiên
cứu vào phát triển công nghệ khuôn đúc cao cấp để đạt được vị trí thống trị trên
thị trường khuôn đúc thế giới.
Bảng 1.2 thể hiện công nghệ và nhiệm vụ phát triển công nghệ mà các nước tiên
tiến sở hữu hoặc đặt mục tiêu để phát triển.
Mục Nhiệm vụ phát triển công nghệ
Công nghệ thiết kế - Công nghệ thiết kế khuôn ép chính xác
(Nhật Bản)
- Công nghệ thiết kế khuôn ép kết hợp
(Đức)
- Công nghệ ứng dụng CAE (Hoa Kỳ)
- Công nghệ thiết kế bánh răng nhựa chính
xác cao (Đức)
- Công nghệ thiết kế siêu mỏng, độ bền
cao, năng suất cao và tuổi thọ cao (Hoa
Kỳ)
- Công nghệ thiết kế sản phẩm mới như
10
- trong khuôn và khuôn đúc nhựa áp lực
nhiều màu (Nhật Bản)
- Công nghệ thiết kế ứng dụng khuôn rãnh
dẫn nóng (Đức)
- Tiêu chuẩn hóa và cơ sở dữ liệu (Nhật
Bản)
- Công nghệ tạo mẫu nhanh
- CAD trong thiết kế khuôn đúc
Công nghệ sản xuất (gia công) - Công nghệ gia công khuôn đúc cực kỳ
chính xác (Hoa Kỳ)
- Công nghệ ứng dụng CAM (Hoa Kỳ)
- Công nghệ gia công tốc độ cao, chính
xác cao (Đức)
- Công nghệ gia công mịn (Đức)
- Công nghệ mài chính xác (Đức)
- Công nghệ lắp ráp kết hợp và sản xuất
khuôn đúc (Nhật Bản)
- Công nghệ gia công không người lái sử
dụng trung tâm gia công (Nhật Bản)
1.1.5 Các dạng khuôn đúc
Khuôn đúc có thể được phân loại thành các dạng chính như khuôn nén, khuôn
đúc nhựa áp lực và khuôn đúc ép và các dạng khác như khuôn dập, khuôn để
đúc, khuôn cao su, khuôn thủy tinh, khuôn bột luyện kim, và khuôn sứ, phụ
thuộc vào nguyên liệu, phương pháp tạo hình và cách sử dụng sản phẩm. Sản
phẩm chính được sản xuất từ các dạng khuôn này là như trong Bảng 1.3
Bảng 1.3 Dạng khuôn phân theo các sản phẩm sản xuất chính
Dạng khuôn Sản phẩm
Khuôn nén Khung xe ôt tô, khung máy tính, máy
giặt, bát, bát không bẩn…
Khuôn đúc nhựa áp Thùng nhựa, đồ gia dụng điện, đồ
chơi và đồ đựng mỹ phẩm hoặc điện
lực
thoại thông minh…
Khuôn đúc ép Các bộ phận ô tô, động cơ piston,
thiết bị viễn thông, đồ thể thao và máy
chính xác…
11
- Khuôn cao su Các sản phẩm cao su, lốp xe, giày,
bóng rổ và bóng golf…
Khuôn thủy tinh Lọ thủy tinh, bát thủy tinh, thiết bị
kiểm tra cách điện, ống kính và lăng
kính…
Khuôn bột luyện kim Đầu ghép của dao cắt, ổ tự bôi trơn,
nam châm và điện cực…
Khuôn sứ Đồ gốm, gốm sứ vệ sinh, ngói, gạch,
chất cách nhiệt điện và đồng hồ chất
lượng cao…
Khuôn dập Trục khửu, thanh truyền, cờ lê, gờ,
thìa hoặc nĩa…
Khuôn để đúc Nồi nấu, sản phẩm nhôm, khối động
cơ ô tô và thân máy…
1.2 Quy trình sản xuất khuôn đúc
1.2.1 Sản xuất khuôn đúc là gì?
Khuôn đúc được sản xuất thông qua các trình tự phát triển như các sản phẩm
công nghiệp khác. Bản vẽ được tạo thông qua quá trình trong đó các chức năng
cần thiết được thực hiện trong sản phẩm. Bản vẽ được chuyển tới gia công và
quá trình lắp ráp và một khuôn được sản xuất theo hình dạng và hướng dẫn của
bản vẽ. Bảng 1.4 thể hiện quy trình sản xuất thông thường theo đó một khuôn
đúc được sản xuất.
Bảng 1.4 Trình tự chế tạo khuôn đúc
Bước Nội dung Các công việc cần thực hiện
1 Thiết kế sản phẩm Tôi muốn tạo một chiếc điện thoại di động
đẹp và mới nhất có nhiều chức năng dễ để
sử dụng.
Khi đó, đầu tiên tôi thực hiện nghiên cứu
thị trường và chuẩn bị định giá cùng với kế
hoạch sản xuất
2 Thiết kế khuôn Nếu bản vẽ thiết kế cho máy tính sử dụng
và đánh dấu nguyên liệu, kích thước và
gia công khuôn đúc, độ bền và sức căng
của nguyên liệu khuôn đúc, hình dạng và
phương thức gia công sẽ được xác định
12
- cùng với bản vẽ chế tạo khuôn đúc.
3 Gia công các bộ phận của Như được đánh dấu trong bản vẽ, các bộ
khuôn phận khuôn đúc sẽ được gia côn chính
xác và nguyên liệu của khuôn và công cụ
cắt sẽ được chuẩn bị. Khi đó, sử dụng
máy công cụ, máy phay CNC và máy
tiện, nguyên liệu được cắt, gia công, nhiệt
luyện và xử lý bề mặt
4 Lắp ráp các bộ phận Khi các bộ phận khuôn đã gia công được
khuôn đúc hoàn thành một cách chính xác và được
lắp ráp, sản phẩm thử nghiệm sử dụng
khuôn đúc được tạo để đảm bảm rằng
hình dáng, kích thước là đúng như trong
bản vẽ. Nếu như không tìm thấy vấn đề
này, sản xuất hàng loạt sử dụng khuôn
đúc có thể được thực hiện.
Có nhiều phương pháp sản xuất khuôn đúc phụ thuộc vào dạng, hình dáng và độ
chính xác. Khuôn đúc trải qua nhiều giai đoạn sản xuất như thiết kế sản phẩm,
bản vẽ sản phẩm, thiết kế khuôn đúc, gia công các bộ phận và lắp ráp và kiểm
tra cũng như chỉnh chửa trước khi đến trạng thái cuối cùng. Ngoài ra, phương
pháp phù hợp được lựa chọn giữa từ chúng, có tính đến các điều kiện như kích
thước, hình dáng, phương pháp gia công, độ chính xác và nguyên liệu khuôn
đúc.
1.2.2 Các điều kiện kỹ thuật để tạo ra khuôn đúc tốt
1.2.2.1 Công nghệ thiết kế
Hầu hết những vấn đề xảy ra trong chế tạo khuôn đúc gây ra bởi thiết kết.
Nguyên nhân của những vấn đề này là như sau:
Thông tin không đầy đủ: Nhà thiết kể có thể không có thông tin chính xác
mà chỉ ước lượng các dữ liệu tại thời điểm thiết kế. Vì vậy nhà thiết kế
cần thông tin phản hồi tại giai đoạn thông tin.
Thiếu khả năng ước lượng lên sản xuất sản phẩm: Ví dụ: nhà thiết kế nói
“Tôi không nghĩ về điều đó”. Vì vậy, nhà thiết sẽ giữ toàn bộ kế hoạch.
Lỗi thiết kế: Một lỗi đơn giản hay sơ xuất có thể không phải là một vấn đề
lớn từ góc độ công nghệ nhưng có thể tạo ra một tổn thất lớn. Theo đó,
việc xem xét bản vẽ sẽ được thực hiện hiệu quả hơn. Ví dụ, bản vẽ có thể
được mở rộng thành kích thước thực của bộ phận hoặc một mẫu có thể
được làm theo bản vẽ. Điều quan trọng là nhà thiết kế sẽ phải giữ công
13
- nghệ thiết kế với suy nghĩ là “mọi điều không tốt tạo ra thiết kế không
tốt”
1.2.2.2 Công nghệ chế tạo
Các yếu tố cốt lõi để tạo khuôn đúc tốt là “công nghệ gia công” và “công
nghệ lắp ráp”. Theo đó, ưu tiên sẽ được đặt lên phương thức sản xuất,
thiết bị gia công, các vấn đề gia công và các hành động hiệu chỉnh, và
phương pháp an toàn…
Một người thiếu kinh nghiệm trong sản suất sẽ hiểu mô hình của khuôn
đúc trong khi đó một người thiếu kiến thức công nghệ lắp ráp sẽ hiểu
chức năng của khuôn. Đối với công nghệ của sản phẩm, các yếu tố cần
thiết được xem xét như (1) việc sử dụng và chức năng của sản phẩm, (2)
các điểm độc đáo của sản phẩm, (3) sự tiện lợi trong sử dụng sản phẩm,
(4) hiệu suất gia công sản phẩm, (5) sự tiện lợi của gia công tiếp theo.
Ngoài ra, độ chính xác gia công của các bộ phận khuôn đúc, quy trình gia
công khuôn đúc, chức năng của từng bộ phận của khuôn đúc, độ chính
xác lắp ráp và khả năng tái sản xuất có thể được xem đến.
1.2.2.3 Công nghệ gia công thử
Mục tiêu
Kiểm tra trạng thái (hình dạng và kích thước) của sản phẩm thông qua
gia công thử
Giải quyết sự không phù hợp trong sử dụng khuôn đúc thông qua gia
công thử đảm bảo gia công an toàn và tin cậy và chức năng và vai trò
của nó)
Thông tin phản hồi về thiết kế khuôn đúc thông qua gia công thử (kiểm
tra sự khác biệt giữa kích thước thiết kế và thiết kế thực)
Tạo điều kiện làm việc (áp lực ép, áp lực đệp, lựa chọn và sơ đồ của
dầu bôi trơn, phương pháp làm việc và tiêu chuẩn làm việc…), phương
pháp cài đặt và điều kiện gia công…
Phương pháp gia công thử
Lựa chọn máy: lựa chọn máy phù hợp với khả năng thích hợp
Xem lại việc gia công thử: xác định trình tự gia công thử và đảm
bảocông việc an toàn
Chuẩn bị các thiết bị và công cụ
Chuẩn bi danh sách kiểm tra: viết ra tất cả những thứ cần thiết
14
- Lựa chọn người có mặt: những người liên quan trong việc thiết kế
khuôn đúc, sản xuất, gia công và kiểm soát chất lượng tham gia
1.2.3 Biểu đồ luồng chung trong thiết kế và sản xuất khuôn mẫu
Hình 1.3 thể hiện một biểu đồ luồng quy trình sản xuất khuôn đúc từ
kiểm tra bản vẽ sản phẩm, đặc điểm kỹ thuật khuôn đúc, thiết kế quy trình ép,
lựa chọn máy ép, thiết kế, xem xét lại bản vẽ để sản xuất. Chi tiết như sau.
1.2.3.1 Xem xét lại bản vẽ sản phẩm và đặc tính kỹ thuật khuôn đúc
Bản vẽ sản phẩn và các thông tin cần thiết cho bản vẽ khuôn đúc sẽ được
nhận từ nhà thiết kế sản phẩm. Đặc biệt tất cả nội dung không được miêu
tả trong bản vẽ sản phẩm, như chức năng sản phẩm (bộ phận), mối quan
hệ với các bộ phận khác, trạng thái phù hợp, kích thước hạn chế của các
bộ phận và dung sai cũng như nguyên liệu, trước sự xử lý tiếp theo và sản
xuất (kế hoạch), địa điểm, phân xưởng và nhà cung cấp.
Tiếp theo, việc xem xét lại bản vẽ sẽ được thực hiện. Tại thời điểm này,
các bộ phận mà nó là khó để sản xuất và chế tạo khuôn đúc, cũng như bất
kỳ sự gia tăng nào trong quy trình vượt ngoài yêu cầu gốc ban đầu và sự
gia tăng liên quan trong chi phí khuôn đúc sẽ được xem lại, và bản vẽ sản
phẩm có thể được sửa đổi một cách phù hợp. Khi việc xem xét lại bản vẽ
sản phẩm hoàn thành, quy trình công việc ép sẽ được thiết kế.
15
- Hình 1.3 Quy trình chế tạo khuôn đúc
1.2.3.2 Thiết kế quy trình công việc ép
Nó thường là trường hợp nhiều khuôn đúc được sử dụng để tạo một sản
phẩm hơn là chỉ có một khuôn đúc. Theo đó, khi xem xét lại bản vẽ sản phẩm
hoàn thành, quy trình công việc được xác định. Vì mỗi quy trình cần một khuôn
đúc riêng của riêng nó, thiết kế tối ưu sẽ được tạo. Khi các dạng và cấu trúc của
khuôn đúc thay đổi, phụ thuộc vào thiết kế quy trình, xem xét thận trọng một
cách đầy đủ là cần thiết. Thiết kế quy trình yêu cầu rất nhiều kinh nghiệm thiết
kế khuôn đúc và hiểu biết công việc ép. Một khi quy trình công việc ép được
xem xét hoàn toàn, khi đó bản vẽ công việc sẽ được chuẩn bị.
1.2.3.3 Lựa chọn máy ép
Máy ép sẽ được chọn trong sự hợp tác với bộ phận sản xuất hàng loạt, có
xem xét đến khả năng và đặc điểm kỹ thuật cần thiết của máy ép trong từng quy
trình theo thiết kế quy trình công việc ép, và máy được giữ bởi bộ phận sản xuất
hàng loạt. Tại thời điểm này, yêu cầu từ nhóm sản xuất hàng loạt sẽ được nhận.
16
- Thông thường một sản phẩm cần nhiều khuôn đúc hơn là một khuôn duy nhất.
Theo đó, khi mà việc xem xét lại bản vẽ hoàn thành, quy trình công việc sẽ được
xác định.
1.2.3.4 Lập kế hoạch khuôn đúc
Tính đến tất cả những yêu cầu của thiết kế, thiết kế quy trình và bộ phận sản
xuất hàng loạt, cấu trúc khuôn đúc được lên kế hoạch. Ví dụ, mục sẽ được xem
xét và chuẩn bị như là nguyên liệu lỗ đục, phương pháp cố định, nguyên liệu
khuôn, sực chia tách, dạng cần trục dỡ, sự hiện hữu của tấm cố định lỗ đục, lựa
chọn tập hợp khuôn, dạng chỉ dẫn, phương pháp chuyển giao vật liệu, kích
thước tổng thể của mỗi bộ phận, phương pháp nhiệt luyện và phương pháp gia
công bộ phận…
1.2.3.5 Thiết kế khuôn đúc
Khuôn đúc được lên kế hoạch sẽ chuyển thành thiết kế với kích thước phù
hợp như sau.
Kế hoạch cho khuôn thấp hơn được chuẩn bị trước và khi đó phần bản
vẽ lắp ráp được chuẩn bị cho cả khuôn phía trên và phía dưới (Nếu cần,
hình chiếu từ dưới lên của khuôn trên và hình trông nghiêng của lắp ráp sẽ
được vẽ theo trình tự)
Nếu như bản vẽ hoàn thành, kích thước phù hợp sẽ được miêu tả trên
hình chiếu đứng và hình trông nghiêng được sử dụng cho bản vẽ phối
cảnh phụ.
Bản vẽ số. được tạo ra và chuyển cho bản vẽ. Lớp phủ kín và bảng bộ
phận được chuẩn bị. Kích thước của các bộ phận trong bảng bộ phận
là kích thước gần đúng. Phương pháp miêu tả kích thước trong bản vẽ
là phụ thuộc vào công ty (Kích thước trong trạng thái hoàn chỉnh sẽ
được miêu tả)
Lựa chọn nguyên liệu có xem xét đến chất lượng sản xuất, bản vẽ
khuôn và tuổi thọ khuôn. Mỗi một công ty có tiêu chuẩn riêng về bản vẽ
theo tiêu chí tuổi thọ, số lượng sản xuất, nguyên liệu bộ phận, phương
pháp cố định, dạng hướng dẫn và cấu trúc.
1.2.3.6 Xem xét lại bản vẽ
Kiểm tra nếu như có bất kỳ sai sót nào bằng cách so sánh bản vẽ với
thông tin trên kế hoạch. Nếu như không có vấn đề gì, kiểm tra kích
thước bằng cách so sánh nó với bản vẽ sản xuất. Khi mà việc kiểm tra
hoàn thành, chữ ký được ký lên bản vẽ và được gửi lên cấp trên để phê
duyệt trước khi gửi nó đến bộ phận sản xuất.
17
- Vì bản vẽ đã được xem xét lại không tốt có thể gây ra rất nhiều thiệt
hại hoặc sai sót trong sản xuất khuôn đúc ở giai đoạn về sau, việc xem
xét lại phải được thực hiện đầy đủ với đủ thời gian mọi phương diện
kể từ giai đoạn thiết kế đầu tiên. Người tạo ra bản vẽ hoàn hảo là
người nhận đánh giá và được công nhận tốt.
1.2.3.7 Chuyển giao
Trong số các bản vẽ hoàn chỉnh, bảng các bộ phận được chuyển đến bộ
phận mua hàng và bản vẽ được chuyển đến bộ phận sản xuất. Tại thời điển này,
nhà thiết kế sẽ đưa ra sự giải thích đầy đủ tới các nhà sản xuất để họ có thể hiểu
toàn bộ bản vẽ. Nếu như nhiệm vụ trên hoàn thành, nhiệm vu của nhà thiết kế
khuôn đúc kết thúc. Tuy nhiên, nhà thiết kế sẽ tiếp tục chú ý đến quy trình sản
xuất cho đến khi bộ phận sản xuất phê duyệt sản phẩm thử nghiệm.
1.3 Đồ gá và kẹp
1.3.1 Khái quát về đồ gá và kẹp
1.3.1.1 Đồ gá và kẹp là gì?
Đó là các công cụ đặc biệt được sử dụng để gia công, lắp ráp và kiểm tra
các bộ phận bản sao một cách chính xác, nhanh chóng và có thể hoán đổi
cho nhau. Vì vậy, đối với đồ gá và kẹp, mối liên hệ và sắp xếp chính xác
của chúng với chi tiết gia công là rất quan trọng và nó sẽ được thiết kế và
sản xuất theo cách mà nó có thể định vị, kẹp và giữ sự vận hành trong
cùng một cách trong phạm vi được xác định. Chúng có thể được chia
thành đồ gá và kẹp phụ thuộc vào phương pháp hướng dẫn và công việc
của chi tiết gia công.
Đồ gá: Đồ gá là giống với kẹp xét về cơ cấu định vị và cơ cấu kẹp nhưng
chúng có bạc chỉ dẫn thiết bị. Vì tính chính xác của các hướng dẫn là rất
quan trọng trong định vị và đỡ chi tiết tại một điểm nhất định, thiết kế và
sản xuất chính xác là cần thiết.
Kẹp: Nó là các thiết bị được dùng để định vị chi tiết tại địa đúng địa điểm
như đồ gá. Chúng được sử dụng cùng với bộ khửu hoặc máy nạp tải nó
được sử dụng để cố định dao cắt trong gia công.
1.3.1.2 Mục tiêu của bộ gá và kẹp
Bộ gá và kẹp được dùng để nâng cao độ chính xác gia công, chất lượng
của sản phẩm với mức đọ và năng suất thống nhất, qua đó cải thiện năng
suất của công nhân và an toàn thông qua tiết kiệm chi phí, rút ngắn quy
trình gia công và gián đoạn trong đo lường và kiểm tra.
18
- 1.3.1.3 Các thành phần của bộ gá và kẹp
Đồ gá và kẹp sẽ vận hành nhanh chóng, sản xuất hàng loạt và chính
xác.Với mục đích này, chúng ta sẽ tìm ra bề mặt xác định vị trí tối thiểu,
chốt an toàn và vòng khóa, và 3 yếu tố trong đồ gá và kẹp.
Dụng cụ xác định vị trí: Chi tiết sẽ được cố định chính xác và ổn định ở vị
trí mà không có bất kỳ chuyển động nào theo hướng X, Y hoặc Z do lực
cắt hay lực cố định. Dụng cụ xác định vị trí được sử dụng để tránh chi tiết
di chuyển đến bất kỳ vị trí nào khác. Bề mặt xác định vị trí thường là bề
mặt gia công tiêu chuẩn để gia công hoặc bề mặt phía dưới của nó.
Dụng cụ kẹp: Nếu như có bất kỳ di chuyển chi tiết nào trong khi gia công
bởi lực cố định hoặc kẹp hỏng do chip hoặc bụi bẩn, nó sẽ có ảnh hưởn
lớn đến độ chính xác của gia công hoặc hiệu quả công việc. Theo đó, khi
kẹp được dùng để cố định, tốt hơn là cài kẹp ở phía đối diện với phía xác
định vị trí theo cách mà không có sự biến dạng của chi tiết gây ra bởi kẹp.
Chỉ dẫn dụng cụ: Có bạc để chỉ dẫn đồ gá khoan. Bạc là cần thiết để
hướng dẫn khoan đến vị trí chính xác và khoan lỗ. Ngoài ra, một chốt sẽ
được đặt vào một phía hoặc một nửa chi tiết để tránh chi tiết quay trong
khi gia công hay lắp ráp. Nó được gọi là chốt an toàn. Xem hình 1.4 để có
thêm chi tiết.
Băng máy
Khóa chốt khoan
Khuôn đồ
gá
Bản
g
Khối mâm
Hình 1.4 Đặc trưng của giaphanh
công bằng máy (Ví dụ: máy khoan)
1.3.1.4 Các chức năng và lợi ích của đồ gá và kẹp
Đồ gá và kẹp có chức năng xác định vị trí chi tiết, hướng dẫn công cụ và đỡ
và cố định chi tiết. Nó giúp chi tiết được gia công dưới các giới hạn nhất định,
qua đó tiết kiệm chi phí sản xuất của các bộ phận được sản xuất hàng loạt. Nói
cách khác, nó góp phần nâng cao năng suất. Nó tốt trong cải thiện các trình tự
sản xuất, nâng cao chất lượng và tín ỏn định, và tạo thuận lợi sự thay thế lẫn
nhau của chế tạo sản phẩm, qua đó nâng cao chất lượng và rút ngắn thời gian
làm việc.
19
nguon tai.lieu . vn
