Công nghệ chế tạo khuôn mẫu - P5

Giới thiệu chung về quá trình đùn ép nhôm
Từ thanh Billet nhôm (thành phần6063) dài đợc gia nhiệt lên đến 430
0
C - 450
0
C, qua máy
cắt nóng cắt thành đoạn kích thớc nhất định, Container gia nhiệt và khuôn (vật liệu: SKD 61)
cũng đợc gia nhiệt đến 430
0
C - 450
0
C . Khi nhiệt độ đã đảm bảo billet nhôm đợc đa vào trong
container, khuôn đợc đặt vào trong DIE RING và trong DIE HOUSE. Chày ép đi vào, lúc này ở
nhiệt độ khoảng 580
0
C nhôm ở trạng thái gần nh lỏng đợc chảy qua khuôn tạo ra hình dáng hình
học của profile, khi đùn ra thì thiệt độ của thanh nhôm còn khoảng 530
0
C. Thanh nhôm đợc đùn
ra và làm mát trên giàn băng tải, sau đó qua hệ thống kéo căng, qua hệ thống cắt tạo ra kích thớc
sản phẩm theo yêu cầu. Đa toàn bộ sản phẩm qua lò hoá già để làm thay đổi tổ chức tạo độ cứng
cho thanh nhôm, sau đó qua quy trình anôt, sơn tĩnh điện, phủ phim để tạo ra sản phẩm hoàn
chỉnh.
Để nhôm có thể đùn ép ra thì phải đảm bảo 3 yếu tố nhiệt độ sau:
- Nhiệt độ của Billet
- Nhiệt độ của Container 430
0
C 450
0
C
- Nhiệt độ của khuôn

- Lợng co ngót của nhôm khi đông đặc là 1/100.
Quá trình đùn ép:
1. Xylanh máy ép
2. Thân chày ép
3. Đầu chày ép
4. Nhôm billet
5. Bạc
6. Container
7. L.I.P (BG)
8. DIE
9. BK
10. DIE Ring
11. BOLSTER
12. DIE HOUSE
Kết cấu cơ bản của khuôn
Khuôn đùn ép nhôm đợc phân ra làm 2 loại chính là:
- Khuôn SOLID
- Khuôn HOLLOW
1. Kết cấu của khuôn SOLID gồm có 3 thành phần cơ bản là:
+ L.I.P
+ DIE
+ BACKER (BK)
Chức năng và nguyên lý làm việc:
- L.I.P: Phân chia dòng nhôm và dẫn hớng cho dòng nhôm vào khuôn, đợc lắp ghép phía tr-
ớc DIE thông qua chốt định vị, chịu áp lực ép và độ đàn hồi nhiệt cho khuôn, tăng độ
cứng vững và tuổi thọ của khuôn trong quá trình làm việc.
- DIE: Tạo ra hình dáng hình học của profile và chất lợng bề mặt của sản phẩm, cho phép
dòng nhôm chảy qua các khe hở đợc tạo trên bề mặt DIE.
- BACKER: Tăng độ cứng vững cho DIE, đợc lắp ghép phía sau DIE thông qua chốt định
vị, làm tăng độ ổn định và tuổi thọ của khuôn.

2. Kết cấu khuôn HOLLOW gồm có 3 thành phần cơ bản:
+ BRIDGE (BG)
+ DIE
+ BACKER (BK)
Chức năng và nguyên lý làm việc:
- BG: Phân chia dòng nhôm và dẫn hớng cho dòng nhôm vào khuôn, tạo ra hình dáng hình
học các lỗ rỗng khép kín bên trong của profile. Đợc lắp ghép chặt với DIE thông qua chốt
định vị
- DIE: Tạo ra hình dáng hình học bao quát phía bên ngoài của profile, khi đợc lắp ghép với
BG sẽ tạo ra hình dáng hình học của sản phẩm hoàn chỉnh.
- BK: Tăng độ cứng vững cho khuôn, đợc lắp ghép phía sau của DIE đảm bảo tính ổn định
cho khuôn.
Sau khi đã lắp ghép đợc một bộ khuôn hoàn chỉnh ta lắp ghép vào với DIE RING (là chi tiết bao
bên ngoài toàn bộ khuôn), tiếp tục lắp ghép với BOLSTER và đặt vào trong DIE HOUSE sau đó
đa vào đùn ép. (theo nh hình vẽ)
* Chú ý: Trớc khi đa vào đùn ép thì toàn bộ khuôn phải đợc gia nhiệt lên tới 430
0
C 450
0
C.
Quy trình sản xuất khuôn hoàn chỉnh:
1. N/c thiết kế: Tuỳ thuộc vào từng loại máy đùn ép, cũng nh yêu cầu của khách hàng mà
ngời thiết kế khuôn sẽ đa ra phơng án thiết kế cũng nh cách bố trí dòng nhôm vào khác
nhau.
2. N/c chọn phôi: Chọn theo đờng kính và chiều dày (theo bản vẽ thiết kế)
3. N/c tiện trớc khi nhiệt luyện: Tiện thô phôi cho tất cả các chi tiết đảm bảo độ nhám 3
(theo bản vẽ thiết kế)
4. N/c lấy dấu: Lấy dấu cho tất cả các chi tiết (theo bản vẽ thiết kế)
5. N/c khoan: Khoan lỗ chốt cho tất cả các chi tiết, khoan dẫn hớng cho L.I.P, BG, BK,
khoan giảm bớt lợng d gia công cho DIE (theo bản vẽ thiết kế), khoan lỗ mồi cho N/c cắt

dây đối với DIE.
6. N/c phay:
- Máy phay đứng:
Phay thô: đờng dẫn nhôm vào cho L.I.P và BG, chân bearing và bearing cho BG (để
lại lợng d là 1 mm cho nguyên công phay CNC) độ nhám 3 , đờng dẫn nhôm ra cho
BK, giảm bớt lợng d gia công cho nguyên công EDM. (theo bản vẽ thiết kế)
- Máy phay CNC: Phay thô bề mặt lối vào nhôm của DIE độ nhám 3
7. N/c nhiệt luyện: Tôi và ram tất cả các chi tiết đảm bảo độ cứng 49 - 50 HRC.
8. N/c tiện sau khi nhiệt luyện: Tiện tinh đờng kính đảm bảo độ nhám 5 và kích thớc theo
bản vẽ thiết kế cho tất cả các chi tiết, tiện tinh bề mặt vào nhôm của DIE và bề mặt ra
nhôm của BG, đờng kính lắp ghép của DIE và của BG đạt độ nhám 6. (theo bản vẽ thiết
kế)
* chú ý: Đối với DIE và BG cho khuôn HOLLOW tiện đờng kính lắp ghép để làm chuẩn
cho n/c phay CNC và n/c cắt dây rà chuẩn.
9. N/c phay sau khi nhiệt luyện: Phay tinh bề mặt vào nhôm của DIE, phay hết lợng d bề
mặt ra nhôm của BG mà nguyên công tiện để lại, độ nhám 6.
10. N/c mài:
- Máy mài phẳng: Mài phẳng toàn bộ 2 mặt cho L.I.P, BK, DIE đạt độ nhám 4.
- Máy mài cầm tay chạy bằng điện: Mài thô bằng đá trụ: làm phẳng và nhẵn lớp nhấp nhô
tế vi do n/c phay để lại (chú ý: không làm ảnh hởng đến hình dáng hình học của chi tiết
gia công) cho BG, L.I.P,
Mài tinh bằng giấy ráp: đối với L.I.P đạt độ nhám 5(chú ý bo góc tất cả các cạnh sắc)
11.N/c phay CNC: Phay tinh bề mặt bearing của BG đạt độ nhám 6 để lại lợng d +0.05 cho
nguyên công nguội, khoan chính xác vị trí 2 lỗ chốt định vị trên BG. (theo bản vẽ thiết kế)
12. N/c cắt dây: Cắt theo hình dáng của profile, để lại lợng d cho nguyên công nguội - 0.05,
cắt chính xác 2 lỗ chốt định vị trên DIE. (theo bản vẽ thiết kế)
* Chú ý: Đây là khâu quyết định đến hình dáng hình học của sản phẩm, do đó khi gia
công phải chú ý đến sai số của máy mà ngời gia công có thể điều chỉnh chế độ cắt cũng
nh lợng d gia công hợp lý để đảm bảo đúng kích thớc theo bản vẽ thiết kế.
13. N/c EDM (máy xung): gia công các chi tiết bearing của DIE và BG.

Có 2 loại điện cực là : điện cực đồng và điện cực chì
- Điện cực đồng: Dùng để xung những vị trí và hình dáng trên bearing của BG mà
máy phay CNC không gia công đợc,
- Điện cực chì: để xung những vị trí và hình dáng mà máy phay không gia công đợc
đối với chân bearing của BG (đờng dẫn nhôm vào), để xung gia công độ dài ngắn
của bearing theo bản vẽ thiết kế:
* Chú ý: Đối với DIE cho khuôn SOLID thì dùng điện cực chì xung bearing ngay sau
khi cắt dây xong. (theo bản vẽ thiết kế)
Đối với khuôn HOLLOW thì xung sau khi lắp ghép giữa BG với DIE, độ dài ngắn của
bearing theo bản vẽ thiết kế.
14. N/c nguội : Hoàn thiện và lắp ghép các chi tiết:
Đối với DIE cho khuôn SOLID và khuôn HOLLOW:
- Sửa chữa những khuyết tật do n/c trớc để lại,
- Kiểm tra độ không thẳng, độ không phẳng của bề mặt bearing, độ không vuông
góc của bề mặt bearing với mặt chịu áp lực nhôm. (các kích thớc phải tuân theo
bản vẽ thiết kế)
- Gia công bề mặt bearing với lợng d gia công < 0.05, mài đạt độ bóng 6
Đối với BG của khuôn HOLLOW:
- Kiểm tra các lỗ dẫn nhôm vào khuôn, sửa lại các mấp mô tế vi (không làm ảnh h-
ởng cũng nh sai lệch đến hình dáng hình học) mài bằng giấy ráp các lỗ đạt độ
bóng 4.
- Tạo độ cong ở các vị trí cạnh sắc để đảm bảo cho dòng nhôm chảy dễ dàng và
thuận lợi.
- Kiểm tra độ không phẳng, không thẳng , độ song song giữa các cạnh (tuỳ thuộc
vào từng kết cấu khuôn).
- Mài bề mặt bearing đảm bảo độ vuông góc với bề mặt chịu áp lực nhôm và đạt độ
bóng 6
Lắp ghép hoàn thiện khuôn :
- Đối với khuôn SOLID:
Các chi tiết đợc lắp ghép theo thứ tự: L.I.P + DIE + BK, chế độ lắp lỏng thông qua

chốt,
- Đối với khuôn HOLLOW:
Các chi tiết đợc lắp ghép theo thứ tự: BG + DIE + BK, chế độ lắp chặt thông qua
chốt.
Sau khi lắp ghép giữa BG với DIE, phải kiểm tra lại kích thớc, khe hở của profile
bằng dỡng kiểm, tuân theo bản vẽ thiết kế. Tuỳ thuộc vào yêu cầu của khách hàng
mà khi lắp ghép sẽ để chênh lệch giữa bearing của BG và bearing của DIE là bao
nhiêu.
Sau đó mài phẳng 2 mặt của sản phẩm đạt độ bóng 4.
Thông qua quy trình sản xuất khuôn ta thấy vị trí của khâu gia công nguội là khâu hoàn
tất và lắp ghép các chi tiết, kiểm tra kích thớc, độ dầy của sản phẩm, ảnh hởng trực tiếp đến chất
lợng bề mặt sản phẩm khi đùn ép.
Sau khi đã lắp ghép hoàn chỉnh bộ khuôn, mang đi đùn thử khuôn và kiểm tra chất lợng
bề mặt cũng nh về kích thớc và hình dáng hình học của sản phẩm. Nếu đạt thì mang đi hoá nhiệt
luyện, thấm Nitơ cho bề mặt bearing, tuỳ thuộc vào từng loại khuôn mà thời gian thấm Nitơ là
bao lâu và thấm bao nhiêu lần.
* Chú ý: khi một bộ khuôn đã đảm bảo về tất cả các thông số về kết cấu cũng nh về chất lợng sản
phẩm, mang đi đùn ép, trong quá trình đùn ép ta phải kiểm tra xem với bề mặt bearing nh thế có
thể đùn ép đợc khối lợng là bao nhiêu, khi đó ta mới đa ra đợc phơng án hoá nhiệt luyện cho bề
mặt bearing để đảm bảo chất lợng của khuôn cũng nh năng suất của sản phẩm. Khi kiểm tra nếu
thấy bề mặt có dấu hiệu rỗ thì phải đi hoá nhiệt luyện ngay để đảm bảo cho bề mặt của bearing.
Dụng cụ cho quá trình làm nguội:
1. Máy mài cầm tay bằng điện đá tròn và đá đĩa
2. Máy dũa cầm tay dùng khí nén