Công nghệ dập khối

Công nghệ dập khối

3.2.3 Nguyên công chu n b khác

3.3 Các nguyên công t o hình chính

Các d ng s n ph m d p kh i

D p kh i s n ph m l n

Phân lo i d p kh i

- Phôi cán chu k , đ nh hình - Vu t, kéo - Chi ti t

- Ch Ch đ nhi t đ nhi t - U n U n - Dung sai v t d p Dung sai v t d p

3.1.3 CH NHI T KHI D P KH I

̌ Khái ni m:

- Kho ng nhi t đ t o hình cho phép (T cp ) khi rèn và d p nóng

là kho ng nhi t đ gi i h n b i nhi t đ b t đ u rèn (Tbd) và

nhi t đ k t thúc rèn (Tkt) mà t i đó kim lo i có tính d o c n

thi t đ bi n d ng và đi n đ y lòng khuôn i v i h p kim thép g y g p p

g

- Kho ng nhi t Kho ng nhi t đ t o hình c n thi t đ t o hình c n thi t (T (T ct ct ) ) là kho ng nhi t là kho ng nhi t đ đ

n m trong kho ng nhi t đ (T cp ) phù h p v i t ng nguyên công,

th i gian gia công và v t li u.

3.1.3 CH NHI T KHI D P KH I

+ Ch đ nung phân đo n cho phôi có chi u dày l n:

1 Nung t i nhi t đ chuy n bi n pha v i t c đ nung cho phép;

2 Gi nhi t nhi t đ chuy n bi n pha;

3 Ti p t c nung đ n nhi t đ nung c n thi t v i t c đ nung

ó cao nh t có th ;

4 Gi nhi t nhi t đ này đ đ ng đ u hóa nhi t đ theo ti t

di n phôi.

3.1.3 CH NHI T KHI D P KH I

+ Ch đ nung phân đo n cho phôi nh :

i v i đa s thép k t c u khi phôi có đ ng kính nh

h n 100 mm hoàn toàn có th ch t ngay vào lò có nhi t đ cao

Khi hôi i t l hi dài/ đ kí h

h n 100 mm hoàn toàn có th ch t ngay vào lò có nhi t đ cao (1300 - 1400o C).

Khi nung phôi ng n v i t l chi u dài/ đ ng kính L/D ≤ 2, th i gian nung có th gi m 2%,

L/D = 1,5 th i gian nung có th gi m 8%,

L/D = 1 thì th i gian nung có th gi m t i 29%.

3.1.3 CH NHI T KHI D P KH I

1 Phôi b m t nhi t trong khi t o hình

Quá trình làm ngu i g m 2 giai đo n:

giai đo n này phôi đ c làm ngu i là do

- nhi t truy n ra không khí xung quanh

- nhi t truy n tr c ti p vào d ng c gia công.

2 Làm ngu i sau khi rèn

3.1.3 CH NHI T KHI D P KH I

PH NG PHÁP NUNG:

a) Khi nung b ng dòng ) g g g đi n ti p xúc p

c) Ph ) ng pháp nung b ng dung d ch g p p g g g đi n phân

Các ph ng pháp c t phôi

S đ c t phôi trên máy c t

Các ph ng pháp c t phôi

D ng đ c tr ng c a đ u m t phôi sau khi c t

Ví d tính l c c t

Ví d :

Tính l c c t phôi tr Φ20 mm thép ký hi u C30 trên máy c t ?

P = k σ c F ≈ 0,7 k σ b F

Tính l c c t phôi tr Φ20 mm thép ký hi u C30 trên máy c t ?

Tra b ng thông s v t li u ta có gi i h n b n 480Mpa

• Rèn th công: là các nguyên công nh m bi n

3.3.1 Khái ni m và Phân lo i

Rèn th công: là các nguyên công nh m bi n

d ng kim lo i m t ph n hay toàn b th tích nhi t đ thích h p b ng d ng c bi n d ng đ n p g g g

uổi

bậc háy

n phôi

phôi phôi

g chồ

g vuố

đột l dát và

n trục

dát đ

tạo b hàn ch

m trên

phôi phôi

rèn p Cắt p

công công công

r C

ép cạnh và làmmật độ riêng.

2 Chặt phôi

( xấn, cắt )

Chia phôi rèn rathành từng phầnnhỏ loại cắt bỏ

hầ đầ à

phần đầu vàphần đuôi của

gù đúc

II Các nguyên công chính

3 Chồn tự

do (1)

Làm t ng diện tích tiết diện

bộ chiều dài (1) Loại làm gi m

hầ hiề

công chuẩn bị ( trước khi đột lỗ) loại nguyên công trung gian ( chuẩn bị cho vuốt ) một phần chiều

b ớ é liê t h

cách làm gi m diện tích tiết diện ngang của nó.

bước ép liên tục quanh trục phôi.

vành t ngkính ctrongđườngvà

đường kính ngoàicủa phôi rỗng (cóỗ

phức tạp baogồm nhiềubước ép cạnhphôi quay liên

đỡ và đầu búahẹp

7 Vuốt

trên

trục

T ng độ dài phôi rỗng.

Không thay

đổi đường kính trong

phôi

cô g dát p ức tạp bao gồm nhiều quá trinh

ép theo tiết diện ngang.

9 T¹o

bËc

DÞch chuyÓn métphÇn kim lo¹i lÖchkhái trôc ban ®Çucña ph«i

cña ph«i

10.

Uèn

BiÕn ph«i th¼ngthµnh ph«i cong

Cã thÓ lµnguyªn c«ng

Uèn thµnh ph«i cong

(hoÆc chi tiÕt cong)theo gãc uèn cÇnthiÕt

nguyªn c«ngchuÈn bÞ hoÆcnguyªn c«ngcuèi cïng

11.

Th¾t

T¹o ngÉng trªnph«i (hoÆc chi tiÕt

Cã thÓ lµnguyªn c«ng

12 Vª Tõ ph«i cã nhiÒu

c¹nh lµm thµnh thanh trßn ( cã

hÓ µ b h

thÓ toµn bé hoÆc côc bé )

13 Vuèt Vuèt ë mét hoÆc

13 Vuèt

côc bé

Vuèt ë mét hoÆc hai ®Çu ph«i

14 Më lç Lµm rçng lç cã

14 Më lç g

s½n vu«ng gãc víi bÒ mÆt ph«i ph¼ng.

III Các nguyên công phụ

15.

ỏ h

Làm biến dạng mộtphần rất nhỏ của thể tích

Các nguyêncông tiếp theo nó

ỏnh

d u

pphôi nhằm tạo thànhchỗ lồi lõm trên khuôn

g pthường là cáncục bộ, vuốt cục

độ ) không đồng đều

ủ hôi

Dùng để rèn cácphôi bằng théphợp kim cao,khỏi bị nứt cạnhkhi è i á

cạnh thườngnguội trước

17 Vặn

xoắn

Nhằm quay nột

bộ phận nào đó của phôi đi

của phôi đi một góc cho trước.

cháy

p phôi lại với nhau.

g rèn bằng máy búa.

công chuyểntiếp.

lồi lõm, không phẳng, cong, vênh của phôi

cong không tính trước (cong do thiếu sót củaquy trinh công nghệ

h ặ khi i ô )hoặc khi gia công)

22.

óng

Ghi lại nh ng ký hiệu,mác thép, số hiệu chitiết bằ á h đ à

dấu tiết, bằng cách đục vào

chi tiết ho c con dấu

3.4 CÁC NGUYÊN

CÔNG D P T O HÌNH

3.4 D P KH I TRÊN MÁY BÚA

CN D P

T O HÌNH KH I

D P KH I TRÊN KHUÔN H

D P KH I TRÊN KHUÔN KÍN

ÉP CH Y, KÉO DÂY… *

3.4 D P KH I TRÊN MÁY BÚA

CÁC CÔNG O N C A QUÁ TRÌNH D P KH I

3.4 D P KH I TRÊN MÁY BÚA

Gravity drop hammer

Power drop hammer

0.06 – 1.5 0.6 – 1.2 3.6 – 4.8 3.0 – 9.0

So sánh d p trên khuôn kín và khuôn h

SO SÁNH D P KH I TRÊN KHUÔN KÍN VÀ H

KHUÔN D P TRÊN MÁY BÚA

- D p kh i trên máy búa linh ho t h n d p trên máy ép c khí vì máy búa có hành trình thay

và c t biên.

̌ M T PHÂN KHUÔN

M t phân khuôn phân chia khuôn thành 2 n a

M t phân khuôn phân chia khuôn thành 2 n a khuôn trên và khuôn d i; thu n l i cho quá trình

đi n đ y kim lo i, đ t phôi và l y v t d p ra kh i khuôn (xem hình trang sau)

kim lo i đ có th l y v t d p.

¬ Hình dáng v t d p ph thu c vào m t phân khuôn.

khuôn.

M T PHÂN KHUÔN V I CÁC V T RÈN N GI N

S PHÂN B TH KL theo M T PHÂN KHUÔN

Chi ti t d ng con ch t hay b c t đ t t i ti t

̌ VÀNH BIÊN và RÃNH THOÁT BIÊN

VÀNH BIÊN là ph n kim lo i th a bao quanh

K t c u khuôn c t biên và đ t màng ng n l

B RÃNH THOÁT BIÊN

RÃNH THOÁT BIÊN g m c u vành biên a và túi

ch a kim lo i b

Kích th c h đóng vai trò quan tr ng trong vi c

đi n đ y kim lo i và hình thành vành biên y

Các lo i rãnh thoát biên

Các giai đo n hình thành vành biên

A Cách ch n góc nghiêng

- Các khuôn h d p trên máy búa: lòng khuôn v i m t góc nghiêng nh t đ nh (kho ng 5÷100 )

- i v i các khuôn d p có dùng c n đ y ( kh n ng này r t khó th c hi n trên máy búa ) thì có th gi m góc nghiêng thà h lò kh ô đi ài b đ

thành lòng khuôn đi vài ba đ

- sâu t ng đ i c a các lòng khuôn càng l n thì góc nghiêng thành lòng khuôn càng l n

B i u ki n đ v t d p t thoát ra kh i lòng khuôn

Sau nh¸t ®Ëp cuèi cïng, trªn bÒ mÆt tiÕp xóc gi÷a vËt dËp vµ lßng khu«n tån t¹i c¸c thµnh phÇn lùc:

- P t¸c dông vu«ng gãc bÒ mÆt vËt dËp.

Gäi ma s¸t tiÕp xóc tæng céng lµ T gãc

- Gäi ma s¸t tiÕp xóc tæng céng lµ T, gãc nghiªng thµnh lßng khu«n lµ α, hÖ sè ma s¸t µ

s¸t µ

Coi tổng hợp các lực tác dụng lên vật dập là Q thì

Phõn tớch l c tỏc d ng lờn phụi

Coi tổng hợp các lực tác dụng lên vật dập là Q thì

T = à.P ( theo định luật Coulomb)

Để ật dậ t đẩ khỏi lò kh ô thì h l Q

α P

+ Góc nghiêng ngoài: ở

mặt tiếp xúc giữa vật dập

và lòng khuôn mà khi kim

và lòng khuôn mà khi kim

loại nguội đi sẽ tạo ra khe

hở.

+ Góc nghiêng trong: là

góc nghiêng ở các mặt

tiếp xúc mà khi kim loại

nguội đi sẽ tạo ra độ

căng g

α1 < α2

̌ L CH A TH U VÀ MÀNG NG N L

• L ch a th u: L ch a th u: thay ho c gi m t i cho n/c thay ho c gi m t i cho n/c đ t l đ t l

• Màng ng n l : Màng ng n l : Ph n kim lo i công ngh còn l i trong l sau khi Ph n kim lo i công ngh còn l i trong l sau khi

Chi u sâu t i đa c a l ch a th u

Chi u sâu t i đa hmax c a l ch a th u có th d p trên máy búa đ c tính theo công th c kinh hi

nghi m sau:

5 ,

0 D

)(

max

75 , 2 ).

4

h

σ α

σb(t) – Gi i h n b n c a kim lo i nhi t đ bi n d ng

α - Góc nghiêng thành lòng khuôn

Chi u dày màng ng n l

Khi c n d p chi ti t có màng ng n l thì chi u d y màng c ng ph i tính toán sao cho h p lý N u qúa g g p p ý q

d y thì t n kim lo i, t n l c đ t màng ng n l N u quá m ng thì d h ng khuôn (d u khuôn) t n n ng

l ng khi d p.

Có th tính chi u dày màng ng n l theo công th c

Có th tính chi u dày màng ng n l theo công th c kinh nghi m sâu đây:

mm h

h D

CÁC G QUÁ TRÌNH I N Y LÒNG KHUÔN

Giai đo n 1: Ch n t do, t chi u cao ban đ u đ n

khi phôi ti p xúc vào các thành bên Chi u cao

phôi gi m l ng ∆H1 Áp l c đ n v th p, ch

y u là áp l c p và áp l c do l c ma sát b m t

gây ra m p

Giai đo n 2: Ch n+Ép ch y, t khi kim lo i ti p

xúc thành bên đ n khi c u vành biên b t đ u b

đóng kín Chi u cao phôi gi m đi 1 l ng ∆H22

Ngoài các áp l c p,mp còn có áp l c trên thành

bên q và m q l c ma sát do q gây ra.

Giai đo n 3: Ch n+Ép ch y, kim lo i đi n đ y các

Mô ph ng QUÁ TRÌNH I N Y LÒNG KHUÔN

̌ LÒNG KHUÔN THÔ

- Lòng khuôn thô có nhi m v làm gi m nhi m v c ng g đ làm vi c c a lòng khuôn g tinh, do đó t ng tu i th c a các lòng khuôn tinh

C I M LÒNG KHUÔN THÔ

C u t o lòng khuôn thô g n gi ng lòng khuôn tinh

nh ng có nh ng g g đi m khác sau đây y

1 Các bán kính góc l n lòng khuôn thô l n h n lòng khuôn tinh

lòng khuôn tinh.

2 Lòng khuôn thô không có rãnh thoát biên.

3 Chi lò kh ô thô h i l h hi

3 Chi u cao lòng khuôn thô ph i l n h n chi u cao

v t d p đ khi d p trên lòng khuôn tinh có m t

l ng bi n d ng v chi u cao

thì ta nên t o hình theo ph ng pháp ép ch y.

V t d p trên lòng khuôn thô và tinh

- N a trái: v t d p lòng khuôn thô

̌ CÁC NGUYÊN CÔNG CHU N B KHÁC

- NGUYÊN CÔNG CHU N B V T D P D C

Kh i khuôn ghép 2 lòng khuôn

Lòng khuôn ch n Lòng khuôn tinh

Khuôn d p phôi

bánh r ng

- NGUYÊN CÔNG CHU N B V T D P DÀI

-V t d p dài là các v t d p đ c d p theo chi u

CÁC LÒNG KHUÔN CHU N B

- TÍNH TH TÍCH PHÔI D P

Th tích phôi:

V = k ( V + V )

V Ph = k ( V Vd + V PL )

- k: h s kim lo i cháy khi nung k>1, k=1+(1%÷6%)

- Vvd: Th tích v t d p tr ng thái ngu i (theo b n v )

- Vpl: Th tích ph li u

- L ng bi n d ng khi ch n chu n b tr g g c khi

đ a vào d p nên trong kho ng: 25%÷50%.

- Tính đ n m c đ phình tr ng đ thu n l i cho

bi n d ng trong khuôn d p

bi n d ng trong khuôn d p.

V T D P DÀI (D P NGANG)

Ph li u trong công th c trên g m:

Ph li u trong công th c trên g m:

Tí h hí h á hôi à h biê

vb vd

gd

CÁC B C XÂY D NG G NG KÍNH

Gi đ đ kí h là đ th h th i đ

- Gi n đ đ ng kính là đ th ph thu c gi a đ dài và các giá tr Dg đ t ng ng.

- N u phôi đ c chu n b theo đúng v i gi n đ

D P KH I KHUÔN KÍN TRÊN MÁY BÚA

- D p kh i trên khuôn h t o ra vành biên chi m

5-15% toàn b th tích C n thi t các nguyên công c t biên và gia công c

- D p kh i trên khuôn kín ch t l D p kh i trên khuôn kín ch t l ng v t d p cao ng v t d p cao

h n, ti t ki m kim lo i, khuôn ph c t p h n, d gây quá t i máy.

- Kích th c v chi u cao không đ m b o khi phôi không chính xác

không chính xác.

- Thích h p các v t d p d c th p

D P KH I KHUÔN KÍN TRÊN MÁY BÚA

Khuôn kín g m có:

• Lòng khuôn kín

• Khóa khuôn

D P KH I KHUÔN KÍN TRÊN MÁY BÚA

Lòng khuôn sâu h n đ c b trí

lòng khuôn d i lòng khuôn d i

D P KH I KHUÔN KÍN TRÊN MÁY BÚA

VÍ D TÍNH TOÁN

VÍ D TÍNH TOÁN

THI T K D P KH I PHÔI BÁNH R NG

Khuôn m t lòng khuôn

D p phôi đ a xích

D p phôi đ a xích

K t c u kh i khuôn h

M t trên

L p khuôn

Animation of forging hammer

3.5 D P KH I TRÊN

MÁY ÉP

3.5.1 Sơ đồ máy ép trục khuỷu dập nóng

Máy ép tr c khu u d p nóng

3.5.1 D p kh i trờn mỏy ộp

Ưu điểm của máy ép trục khuỷu so với máy búa

- Đ−ợc sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

-Thích hợp cho tự động hoá và cơ khí hoá

- Chiều dài hành trình máy cố định, cho phép thao tác lệch tâm nh−ng không thể dập nhiều lần một vật dập trên một lòng khuôn

- Hiệu suất làm việc cao (2 l n so v i mỏy bỳa)

- Năng suất lao động cao ( vỡ m i nhỏt d p là m t chi ti t trong khi v i mỏy bỳa thỡ m t

s n ph m ph i d p trờn nhi u lũng khuụn).p p p g )

- Độ chính xác vật dập cao hơn so với dập trên máy búa Dung sai của vật dập có thể

đạt tới 0.2 – 0.5mm (đối với máy búa là 0.8 – 1mm)

Hệ số sử dụng kim loại cao hơn vì có thể giảm l−ợng thêm và l−ợng d− do khuôn

- Hệ số sử dụng kim loại cao hơn vì có thể giảm l−ợng thêm và l−ợng d− do khuôn dập trên máy ép trục khuỷu có thể sử dụng cần đẩy

- Điều kiện làm việc của công nhân tốt hơn

- Giá thành sản phẩm hạ, do tiết kiệm kim loại

- Nh −îc ®iÓm khi d p trên máy ép tr c khu u d p nóng

Đồ thị liên hệ giữa hành trình đầu trượt và thời gian là một đường cong

2 Đặc điểm của quá trình dập trên máy ép trục khuỷu dập nóng

- Đồ thị liên hệ giữa hành trình đầu trượt và thời gian là một đường cong cứng.

- Với mỗi lòng khuôn, chỉ tồn tại một mức độ biến dạng nhất định.

- Độ chính xác của vật dập trong khoảng 0.2 ữ 0.5mm

- Tốc độ biến dạng ở thời điểm biến dạng ≅ 0.5 ữ 0.8m/s, (v i máy búa

đơn động:5 ữ 6m/s)

đơn động:5 ữ 6m/s)

- Tốc độ biến dạng thấp tạo điều kiện cho quá trình điền đầy lòng khuôn tốt hơn.

So sánh tốc độ đầu búa khi dập trên METK và MB

m.búa

m e t k

Dập trên máy ép

Biến dạng đàn hồi của máy ép và ý nghĩa

- Khi làm việc, do đặc điểm kết cấu, các chi tiết của máy bị biến dạng đàn hồi (trụckhuỷu bị uốn, tay biên và đầu trượt bị nén, thân máy chịu uốn và kéo…)

- Lượng biến dạng đàn hồi phụ thuộc vào trở lực biến dạng trong lòng khuôn nhiệt

- Lượng biến dạng đàn hồi phụ thuộc vào trở lực biến dạng trong lòng khuôn, nhiệt

độ nung và thể tích phôi Có thể xác định bằng công thức sau:

∆t = Hn + at - HT

ềtrong đó:+ Hn: chiều cao vật dập sau khi nguội

+ at: lượng co ngót kích thước sau khi nguội của vật dập

+ HT: chiều cao vật dập theo thiết kế

+ HT: chiều cao vật dập theo thiết kế

- Do đó, khi điều chỉnh khuôn lúc không có vật rèn nếu để khoảng cách giữa hai mặtphân khuôn bằng chiều cao vành biên thì sẽ nhận được vập dập có chiều cao lớnhơn tính toán

- Khi điều chỉnh khuôn, phải chế tạo dưỡng có chiều cao bằng chiều cao vành biênsau đó đặt lên cầu vành biên, hạ đầu trượt đi xuống để nửa khuôn trên và dưới cáchnhau một khoảng bằng kích thước của dưỡng.ộ g g g

Đặc điểm Kết cấu khuôn

- Có thể chế tạo từ khối thép nguyên hoặc sử dụng kết cấu ghép

- Do bàn máy của máy ép trục khuỷu dập nóng không có rãnh mang cá, phải thiếtDo bàn máy của máy ép trục khuỷu dập nóng không có rãnh mang cá, phải thiết

kế đế khuôn phụ có rãnh mang cá để gá khuôn

- Trên máy ép có hệ thống đẩy sản phẩm do đó góc nghiêng thành lòng khuôn trên METK nhỏ hơn góc nghiêng thành lòng khuôn trên máy búa 1o ữ 3o Có thể

t ê ỏ ơ góc g ê g t à ò g uô t ê áy búa 3 Có t ể

đẩy tại một hoặc nhiều vị trí tuỳ thuộc vào hình dạng và kích thước của chi tiết Kết cấu đẩy có thể bố trí ở khuôn trên hoặc khuôn dưới hoặc đồng thời ở cả hai nửa khuôn

- Nếu vật dập có chiều cao lớn thì phải dùng cơ cấu đẩy kiểu thuỷ lực hoặc khí nén

- Trên METK có thể dùng khuôn tổ hợp (nhiều khuôn trên một khối khuôn)g ợp ( ộ )

- Do METK có hành trình cứng nên trong kết cấu khuôn phải có cơ cấu chống quá tải khuôn và máy

Rãnh thoát biên trên máy ép

C c u đ y

K t c u bàn máy

Khuôn kín d p trên máy ép

3.5.2 D P KH I TRÊN MÁY ÉP VÍT – MASAT

D P KH I TRÊN MÁY ÉP VÍT – MASAT

• c đi m g n gi ng máy búa, k t c u bàn

• Không cho phép d p l ch tâm l n

• Không cho phép d p l ch tâm l n

D P KH I TRÊN MÁY ÉP VÍT – MASAT

Khuôn d p trên máy ép Vít ma sát

D P KH I TRÊN MÁY ÉP VÍT – MASAT

3.5.3 D P KH I TRÊN MÁY RÈN NGANG

1 u tr t chính

2 C phôi

3 N a c i t nh

4 N a c i đ ng

D P KH I TRÊN MÁY RÈN NGANG

D P KH I TRÊN MÁY RÈN NGANG

D P KH I TRÊN MÁY RÈN NGANG

3.5.4 ÉP CH Y

D P KH I TRÊN MÁY ÉP THU L C – ÉP CH Y