Đồ án công nghệ tạo hình tấm phân tích, đánh giá và lập quy trình công nghệ chế tạo chi tiết

Để tiến hành gia công theo phương pháp này, nếu kĩ thuật gia công và trình độ của người kĩ sư, công nhân, các thiết bị gia công áp lực giữ vai trò quan trọng thì phương pháp công nghệ g

1

Mục lục

MỞ ĐẦU 4

PHẦN A: ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH TẤM 5

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ DẬP CHI TIẾT 5

1.1 Tổng quan công nghệ dập tấm 5

1.1.1 Phân loại các nguyên công dập tấm 5

1.1.2 Dạng sản phẩm điển hình 6

1.1.3 Ưu nhược điểm của công nghệ dập tấm 6

1.1.4 Lĩnh vực áp dụng 7

1.1.5 Giới thiệu về công nghệ dập vuốt 8

1.1.6 Kết cấu khuôn dập vuốt điển hình 12

1.1.7 Các thiết bị dập tạo hình tấm 13

1.1.8 Kết luận chương: 14

1.2 Thiết kế công nghệ chế tạo chi tiết 15

1.2.1 Bản vẽ và thông số kỹ thuật của chi tiết: 15

1.2.2 Phân tích chi tiết và lựa chọn phương án công nghệ: 16

1.2.3 Lựa chọn bước nguyên công 16

1.2.4 Kiểm tra tính công nghệ và tính số lần dập 17

1.2.5 Phân tích và lựa chọn phương án công nghệ 18

1.2.6 Quy trình công nghệ: 20

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHUÔN DẬP 21

2.1 Tổng quan: 21

2.2 Lựa chọn loại máy 21

2.3 Xác định trung tâm áp lực khuôn: 21

2.4 Tính toán lực công nghệ 21

2.4.1 Lực pha phôi, lực cắt hình – đột lỗ - cắt mép 22

2.4.2 Lực công nghệ dập vuốt: 22

2.5 Lựa chọn thiết bị 23

2.6 Tính toán kích thước chày và cối 24

2.6.1 Nguyên công cắt hình đột lỗ: 24

2.7 Các bộ phận chính của khuôn 25

2.7.1 Cụm dẫn hướng 25

2.7.2 Chốt định vị 27

2.7.3 Cữ chặn phôi 27

2.8 Kết luận chương: 28

PHẦN II ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH KHỐI 29

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP KHỐI 29

1.1 Tổng quan về công nghệ dập khối: 29

1.2 Phân loại công nghệ dập khối 29

1.3 Dập thể tích trên khuôn hở (có vành biên) 30

1.3.1 Các quá trình xảy ra khi dập khối trong khuôn hở 31

1.4 Dập thể tích trên khuôn kín (không có vành biên) 33

1.5 Công nghệ ép chảy 34

1.6 Công nghệ dập khối ở trạng thái nguội (cold forging) 35

1.7 Ưu, nhược điểm của công nghệ dập khối 36

1.8 Các thiết bị, máy móc chính của công nghệ dập tạo hình khối 37

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT 40

2.1 Bản vẽ và vật liệu của chi tiết 40

2.2 Phân tích các phương án công nghệ và lựa chọn phương án phù hợp 41

2

2.2.1 Phân tích đánh giá sản phẩm 41

2.2.2 Phương án 1 : 41

2.2.3 Phương án 2: 41

2.2.4 Phương án 3: 41

2.2.5 Lựa chọn phương án công nghệ 42

2.2.6 Quy trình công nghệ 42

2.3 Xây dựng bản vẽ vật dập 43

2.3.1 Bản vẽ chi tiết 43

2.3.2 Thông số kỹ thuật của chi tiết 43

2.3.3 Tính kích thước vật dập 44

2.4 Bản vẽ vật dập: 47

2.5 Chọn rãnh thoát biên: 48

2.6 Xác định khối lượng vật dập và phôi 49

2.7 Chọn chế độ gia công 50

2.8 Chế độ bôi trơn làm nguội cho khuôn 50

2.9 Chọn thiết bị gia công 51

2.9.1 Chọn thiết bị cắt phôi 51

2.9.2 Chọn thiết bị cho nguyên công dập 51

KẾT LUẬN 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

3

Danh mục hình

Hình 0.1 Các bước tạo hình chi tiết 5

Hình 0.2 Phân loại các bước gia công kim loại tấm 6

Hình 0.3 Các sản phẩm điển hình của công nghệ dập tấm 6

Hình 0.4 Quá trình dập vuốt 8

Hình 0.5 Ứng suất trong quá trình dập vuốt có chặn phôi 10

Hình 0.6 Ứng suất trong quá trình dập vuốt có chặn phôi 11

Hình 0.7 Kết cấu khuôn dập vuốt trên máy tác động kép 12

Hình 0.8 Kết cấu khuôn dập trên máy tác động hỗn hợp 12

Hình 0.9 Máy dập trục khuỷu 13

Hình 0.10 Máy ép thuỷ lực 13

Hình 0.11 Máy búa 14

Hình 0.12 Máy lốc, máy vê chỏm cầu, máy cán liên tục 14

Hình 0.13 Bản vẽ chi tiết dập tấm 15

Hình 0.14 Phương pháp cắt phôi 16

Hình 0.15 Các nguyên công chế tạo chi tiết tấm 17

Hình 0.16 Các nguyên công chế tạo chi tiết tấm 20

Hình 0.17 Kích thươc chày đột 25

Hình 0.18 Kích thước bộ phận dẫn hướng 26

Hình 0.19 Kích thước chốt định vị 27

Hình 0.20 Kích thước cữ chặn phôi 27

Hình 0.21 Mô hình dập trong khuôn hở và khuôn kín 30

Hình 0.22 Các quá trình biến dạng khi dập khối trong khuôn hở 31

Hình 0.23 Dập khối trong khuôn hở 32

Hình 0.24 Hình dạng vành biên và màng ngăn lỗ cần cắt sau khi dập khối trên khuôn hở 33

Hình 0.25 Sơ đồ dập khối trong khuôn kín 34

Hình 0.26 Sơ đồ nguyên lý ép chảy 34

Hình 0.27 So sánh cơ tính của chi tiết dập khối nóng, nguội và gia công cơ khí 35 Hình 0.28 Các sản phẩm trong hệ thống truyền động được thực hiện bằng công nghệ dập khối nguội (cold fogging) 36

Hình 0.29 Các sản phẩm điển hình của công nghệp dập khối 37

Hình 0.30 Máy búa 38

Hình 0.31 Máy ép trục khuỷu 38

Hình 0.32 Máy ép trục vít 38

Hình 0.33 Hình ảnh khuôn dập khối 39

Hình 0.34 Bản vẽ chi tiết dập khối 40

Hình 0.35 Bản vẽ vật dập 47

Hình 0.36 Rãnh thoát biên 48

4

MỞ ĐẦU

Hiện nay, trong khuynh hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa nền kinh tế, phương pháp gia công kim loại bằng áp lực ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp Các sản phẩm gia công áp lực rất phong phú, đa dạng, từ những đồ gia dụng thông thường đến những thiết bị, máy móc hiện đại đắt tiền Ưu điểm của các phương pháp gia công này là sau khi kết thức quá trình không cần gia công cơ khí, mà chi tiết vẫn đạt được các yêu đặt ra ban đầu, hơn nữa rất dễ ứng dụng cơ khí hóa, tự động hóa để có thể sản xuất hàng loạt với năng suất rất cao Để tiến hành gia công theo phương pháp này, nếu kĩ thuật gia công và trình độ của người kĩ sư, công nhân, các thiết bị gia công áp lực giữ vai trò quan trọng thì phương pháp công nghệ gia công kim loại bằng áp lực giữ vai trò xương cốt Ngày nay thiết bị và công nghệ gia công kim loại bằng áp lực đã phát triển rất phong phú, đa dạng Và hơn nữa, nó ngày càng được hoàn thiện cũng như ứng dụng rộng rãi trong mọi mặt của ngành cơ khí chế tạo

Ở nước ta phương pháp gia công kim loại bằng áp lực đang và sẽ được phát triển mạnh mẽ, việc hoàn thiện và phát triển các công nghệ gia công áp lực là hết sức quan trọng và cần thiết trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại nền công nghiệp cơ khí của nước nhà hiện nay Trong chương trình giảng dạy học phần công nghệ dập tạo hình, gồm có công nghệ dập tạo hình tấm, công nghệ dập tạo hình khối, em được phân công làm đồ án với đề tài thiết kế quy trình công nghệ khuôn dập 2 chi tiết điển hình dạng tấm và khối Với mục đích là sau khi làm xong đề tài

em hiểu kĩ hơn về môn học, đồng thời củng cố thêm được những kiến thức đã được trang bị trước khi gặp những công việc thực tế

Dập tấm thường được thực hiện với phôi ở trạng thái nguội (dập nguội) khi chiều dày của phôi nhỏ hoặc có thể phải dập phôi ở trạng thái nóng khi chiều dày lớn

Nguyên công là một phần của quá trình công nghệ được thực hiện bởi một hay một số công nhân ở một vị trí nhất định trên một máy bao gồm toàn bộ những tác động liên quan để gia công phôi đã cho

1.1.1 Phân loại các nguyên công dập tấm

Dựa vào đặc điểm biến dạng người ta chia thành hai nhóm chính:

+ Nhóm các nguyên công cắt vật liệu

Khi tạo hình các chi tiết, các nguyên công ở nhóm này thường phải tiến hành biến dạng phá huỷ vật liệu, tức là tách một phần vật liệu này ra khỏi vật liệu có khổ lớn hơn để phù hợp với quá trình chế tạo chi tiết

+ Nhóm các nguyên công biến dạng vật liệu

Hình 0.1 Các bước tạo hình chi tiết

Hình 0.3 Các sản phẩm điển hình của công nghệ dập tấm

1.1.3 Ưu nhược điểm của công nghệ dập tấm

Nhược điểm của công nghệ dập tấm:

Đầu tư ban đầu lớn (khuôn, thiết bị), do đó chỉ thích hợp với gia công hàng loạt Yêu cầu đội ngũ kỹ sư và công nhân lành nghề có trình độ cao

Tính toán công nghệ phức tạp

1.1.4 Lĩnh vực áp dụng

Công nghệ dập tấm được áp dụng rất rộng rãi, từ công nghiệp quốc phòng, ý

tế, hoá chất, gia dụng, xây dựng, giao thông vận tải, cơ khí chính xác, hàng không vũ trụ cho đến các nghành công nghiệp dệt may, chế biến thực phẩm, đặc biệt là trong công nghiệp điện-điện tử, công nghệ thông tin v.v…

Sản phẩm vô cùng đa dạng và phong phú về hình dáng, vật liệu cũng rất gần gũi với đối sống của con người Đồ gia dụng như các thiết bị nhà bếp, thiết bị giao thông, thiết bị thể thao, đồ may mặc và trang sức

1.1.5.2 Sự phân bố ứng suất

Trong quá trình dập vuốt, chày dập vuốt tác dụng vào phần giữa của phôi và đẩy phôi vào trong lòng cối Vật liệu bị kéo từ phần vành phôi và dịch chuyển vào lòng cối nên ở phần vành phôi sẽ xuất hiện ứng suất kéo  theo hướng kính và ứng suất nén theo phương tiếp tuyến (hướng vòng) 

Khi dập vuốt có thể sử dụng hoặc không sử dụng tấm chặn Nếu dập vuốt không

có tấm chặn thì trên vành phôi sẽ không chịu lực nén, có nghĩa là không có ứng suất pháp và ứng suất tiếp trên bề mặt phôi Sơ đồ trạng thái ứng suất là phẳng Do đó, quá trình biến dạng có thể coi là một tấm tròn có lỗ giữa mà mép của lỗ đó chịu tác dụng của ứng suất kéo

Do đặc tính đối xứng trục nên =0 và  và  - là những ứng suất pháp chính

Vì vậy, ta có phương trình cân bằng:

0 d



Và điều kiện dẻo  -  = kf (không kể đến hóa bền )

Giải đồng thời hai phương trình trên và kết hợp với điều kiện biên khi =R thì

=0, ta được nghiệm:

Hình 0.4 Quá trình dập vuốt

R ln k

r

R ln

Trong đó R0 là bán kính ban đầu của phôi

1.1.5.3 Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình dập vuốt:

Thay đổi chiều dày vành phôi

Lực chặn phôi

Sự uốn của phôi khi vào hoặc ra khỏi vùng bán kính lượn của cối

Ma sát tiếp xúc giữa phôi và tấm chặn, phôi và góc lượn của cối

Sự hóa bền của vật liệu

a) Thay đổi chiều dày vành phôi

Với tỷ lệ nhất định giữa kích thước ban đầu của phôi và kích thước chày dập vuốt, dưới tác dụng của ứng suất nén theo phương tiếp tuyến , vành phôi bị mất

ổn định và tạo thành những nếp nhăn Muốn khắc phục hiện tượng này, có thể sử dụng tấm chặn Vì vậy, trên bề mặt tiếp xúc phôi chịu tác dụng của ứng suất pháp

và ứng suất tiếp

Phần ngoài của vành phôi trong quá trình dập vuốt sẽ tăng chiều dày Tại vùng

sát rìa ngoài khi  = R thì  = − 

2

1

n chiều dày tăng nhiều nhất Do vậy, có thể nói rằng lực chặn phôi chỉ phân bố ở một dải vành khăn hẹp gần rìa ngoài của phôi

10

b) Ảnh hưởng của lực chặn phôi

Nếu đặt lực chặn phôi là Q, lực ma sát trên hai bề mặt tiếp xúc của phôi với tấm chặn và mặt cối sẽ là

Lực này cản trở sự dịch chuyển của phôi vào trong cối

c) Ảnh hưởng của uốn và duỗi (uốn kép)

Mỗi phần tử của vành khi dịch chuyển trong quá trình dập vuốt từ phần phẳng đến mép lượn của cối thì bán kính cong của mặt trung bình sẽ giảm từ ∞ đến R

Sự thay đổi độ cong của phôi là do tác dụng của mô men uốn Mu và lực dọc Vì vậy có thể coi sự biến dạng các phần tử phôi khi dịch chuyển từ phần phẳng của vành đến mép lượn của cối hoàn toàn giống như khi uốn dải có lực kéo dọc Giá trị bán kính chuyển tiếp ảnh hướng đến quá trình biến dạng dẻo trong quá trình gia công

d) Ảnh hưởng của ma sát

Ảnh hưởng của ma sát tại mép cối liên quan trực tiếp đến trị số ứng suất tại tiết diện nguy hiểm Muốn biết chính xác trị số ứng suất có kể đến ảnh hưởng của ma sát thì phải giải phương trình cân bằng kết hợp với điều kiện dẻo Tuy nhiên, bằng phương pháp này thì việc giải hệ phương trình sẽ rất phức tạp Bằng các phân tích đơn giản ta có thể nhận thấy vùng chịu ảnh hưởng của ma sát tại mép cối có kích thước nhỏ so với toàn bộ kích thước của ổ biến dạng nên không cần thiết phải tính lực ma sát tại mép cối một cách chính xác

e) Ảnh hưởng của hóa bền

Trong quá trình biến dạng dẻo, kim loại có trạng thái hoá bền làm cản trở lại quá trình biến dạng Để giảm tác động của hoá bền, áp dụng phương pháp gia công nhiệt như ủ, thường hoá, ram

Hình 0.5 Ứng suất trong quá trình dập vuốt có chặn phôi

11

1.1.5.4 Nguyên nhân nhăn phôi trên phần vành

Nguyên nhân nhăn phôi trên phần vành trong quá trình dập vuốt là do yếu tố thay đổi chiều dày vành phôi

Theo phần yếu tố nhăn phôi trên phần vành ta có 

R ln 2 1

n

(1.6) Từ công thức (9.9) thấy rằng:

Khi

2

1 R

 →  > 0,368R thì n trở thành biến dạng kéo Như vậy chiều

dày phôi sẽ tăng lên

Khi

2

1R

 →  < 0,368R thì n trở thành biến dạng nén và chiều dày phôi

sẽ giảm đi

Như vậy hiện tượng nhăn phôi trên vành vành xảy ra ở khu vực 0,368R <  =

R, tại vùng sát rìa ngoài khi  = R thì  = − 

12

Lực chặn đóng vai trò hết sức quan trong trong quá trình dập vuốt bởi lực chặn phải làm sao vừa đủ để cho kim loại không bị nhăn trên mặt vành phôi nhưng cũng không được phép gây cản trở lớn cho quá trình kéo kim loại từ mặt vành vào lòng cối Đối với quá trình dập một chi tiết tròn xoay, ta có thể đặt lên tấm chặn lực chặn FNH đồng đều Trên biểu đồ phân bố ứng suất (hình 1.8) ta nhận thấy phân bố ứng suất pháp là đồng đều tại mọi vị trí trên mặt vành Như vậy, để có được sản phẩm tốt ta chỉ cần đặt lực chặn không thay đổi theo vị trí vào phôi trên mặt vành

là được

1.1.6 Kết cấu khuôn dập vuốt điển hình

1.1.6.1 Kết cấu khuôn dập vuốt trên máy tác động đơn và kép

1.1.6.2 Kết cấu khuôn dập vuốt trên máy tác động hỗn hợp

Hình 0.7 Kết cấu khuôn dập vuốt trên máy tác động kép

Hình 0.8 Kết cấu khuôn dập trên máy tác động hỗn hợp

13

1.1.7 Các thiết bị dập tạo hình tấm

Thiết bị dập tạo hình bao gồm các thiết bị tạo lực và các trang bị phục vụ cho quá trình tạo hình

Phân loại theo 3 cách sau :

Theo loại truyền động

Theo dấu hiệu động học và động lực học

Theo đặc điểm công nghệ

Thông thường người ta hay dùng cách phân loại theo đặc điểm công nghệ do

dễ nhớ, dễ sử dụng trong đặc thù công việc

Theo đặc điểm công nghệ:

Thiết bị dập tấm: máy cắt đột, dập vuốt, uốn lốc,

Thiết bị dập khối: máy búa, máy rèn, dập nóng, rèn quay

Thiết bị tạo hình ống: Thiết bị tạo hình áp lực cao

Một số loại thiết bị dùng trong tạo hình kim loại tấm:

Hình 0.9 Máy dập trục khuỷu

Hình 0.10 Máy ép thuỷ lực

14

Hình 0.11 Máy búa

Hình 0.12 Máy lốc, máy vê chỏm cầu, máy cán liên tục

1.1.8 Kết luận chương:

Từ nghiên cứu lý thuyết biến dạng dẻo kim loại trong gia công dập tấm và lựa

chọn thiết bị đã giúp cho học viên có thông tin cần thiết và là nền tảng cơ cở cho

công việc lựu chọn các thông số hình học, vật liệu, quy trình công nghệ chế tạo

của chi tiết để đảm bảo tính khi về mặt công nghệ trong quá trình gia công Nắm

bắt được phần lý thuyết và công nghệ từ đó dưa ra các giải pháp, xây dựng quy

trình công nghệ để đảm bảo tối ưu về thời gian, vật tư, chi phí, giảm thiểu các lỗi

thiết kế, phế phẩm từ đó nâng cao hiệu quả đầu tư và sản xuất

15

1.2 Thiết kế công nghệ chế tạo chi tiết

1.2.1 Bản vẽ và thông số kỹ thuật của chi tiết:

Giới hạn bền của vật liệu: 𝜎𝑏 = 520 N/mm2

Trở lực cắt của vật liệu: 𝜎𝑐 = (0.7~0.8)𝜎𝑏 = 0.8 ∗ 520 = 416 N/mm2

Biến dạng dài cho phép: 40%

Khối lượng riêng: 7.93 g/cm3

Sản lượng:

Số lượng chi tiết cho một đợt sản xuất: 1000 chi tiết

Hình 0.13 Bản vẽ chi tiết dập tấm

16

Số đợt sản xuất trong một năm: 1 đợt

1.2.2 Phân tích chi tiết và lựa chọn phương án công nghệ:

1.2.2.1 Tính toán phôi ban đầu:

- Dựa vào bản vẽ của chi tiết ta có: 𝐹𝑐ℎ𝑖𝑡𝑖𝑒𝑡 = 15708𝑚𝑚2

- Lựa chọn phôi: Phôi tấm được lựa chọn dựa trên tính tối ưu về sử dụng vật tư

và khả năng cung cấp của thị trường trong nước:

Loại phôi: Inox tấm hai mặt bóng

Kích thước: Dạng cuộn cắt theo khổ rộng 300, chiều dài theo điều kiện mặt bằng và bố trí dây truyền sản xuất

Để đảm bảo hệ số sử dụng vật liệu cao và quá trình thao tác được thuận tiện, chọn phương án cắt phôi tấm từ phôi cuộn thành khổ 300x2000x1 để đưa vào nguyên công 1

1.2.3 Lựa chọn bước nguyên công

Chi tiết có là hình dạng hai bậc, bậc côn, bậc trụ và vành, tham khảo mục 9.1 [11] về bước nguyên công điển hình đê lựa chọn bước công nghệ

Từ bước công nghệ điển hình chọn quy trình công nghệ gia công áp lực chi tiết như sau

17

Hình 0.15 Các nguyên công chế tạo chi tiết tấm

1.2.4 Kiểm tra tính công nghệ và tính số lần dập

a) Kiểm tra tính công nghệ:

d là dường kính sản phẩm của nguyên công

Đối với thép không gỉ SUS 304, Kmax = 2

Hệ số dập vuốt Ec được xác đinh theo công thức (9-8a) tài liệu [11]

Đối với thép không gỉ SUS 304, Ec =1.5

Kiểm tra xác đinh số lần dập theo tỷ lệ 100𝑡

D

công

Chiều dày thành

Đường kính

D

Đường kính vành biên

dn

Hệ số biến dạng D/dn

Hệ số dập vuốt Ec

Hệ số đường kính và chiều dày

Số lần dập

toán

Cho phép

Tính toán

1.2.5 Phân tích và lựa chọn phương án công nghệ

Phương án 1: Dùng khuôn đơn

Nguyên công 1: Cắt phôi

Nguyên công 2: Dập vuốt chi tiết côn lần 1

Nguyên công 3: Dập vuốt hoàn thiện phần côn lần

19

Nguyên công 4: Dập vuốt phần trụ bậc đường kính 96

Nguyên công 5: Đột lỗ

Nguyên công 4: Cắt mép

Phân tích công nghệ: dập vuốt lỗ côn trước sau đó mới đột các lỗ thì việc định

vị và di chuyển phôi khó khăn, chế tạo và tính toán khuôn phức tạp hơn Để thực hiện phương án này sẽ phải chế tạo 6 bộ khuôn đơn dẫn đến giá thành chế tạo cao

và năng suất thấp

Phương án 2: Dùng khuôn liên tục

Nguyên công 1: Đột lỗ trên phôi dải tấm

Nguyên công 2: Dập vuốt

Nguyên công 3: Cắt mép

Phân tích công nghệ: Vì kích thước chi tiết tương đối lớn (đường kính 110 mm, dày 1.0 mm) nên bộ khuôn liên tục sẽ cồng kềnh và giá thành cao Nên phương án này chỉ thích hợp với các chi tiết có kích thước nhỏ

Phương án 3 : Áp dụng phương pháp dập thủy cơ

Nguyên công 1: Cắt phôi

Nguyên công 2: Dập thủy cơ

ở mặt bích không đồng đều và sự không đồng đều của ma sát xuất hiện giữa mặt bích phôi và dụng cụ Ngoài ra, lượng biến mỏng lớn và độ không đồng đều theo chiều dài của thành chi tiết là đáng kể, do đó làm giảm đáng kể chất lượng của chi tiết Vì vậy phương pháp này tính toán rất phức tạp

Phương án 4: Dùng khuôn phối hợp

Nguyên công 1: Cắt phôi kết hợp dập côn lần 1

Nguyên công 2: Dập vuốt hoàn thiện phần côn

Nguyên công 3: Dập vuốt phần trụ bậc đường kính 96

Nguyên công 5: Đột lỗ và cắt mép

20

Phân tích công nghệ: Phương án này sẽ khắc phục được nhược điểm của các phương án trên để chi tiết được gia công chính xác và với năng suất cao

Kết luận:

Dựa trên phân tích tính công nghệ và ưu nhược điểm của bốn phương án trên,

em lựa chọn phương án 4 để thực hiện thiết kế công nghệ cho chi tiết

1.2.6 Quy trình công nghệ:

Hình 0.16 Các nguyên công chế tạo chi tiết tấm

+ Tính toán xác định kỹ thước hình học, thông số công nghệ, vật liệu của khuôn

2.2 Lựa chọn loại máy

Số lượng chi tiết cho một đợt sản xuất: 1000 chi tiết

Số đượt sản xuất trong một năm: 1 đợt

Căn cứ vào sản lượng chế tạo của chi tiết xác định loại hình sản xuât là loại nhỏ Dựa trên mức độ tối ưu về chi phí đầu tư chế tạo khuôn và chi phí sản xuất, chọn máy ép thuỷ lực song động (máy ép có hai chuyển động: một chuyển động

ép tạo lực ép biến dạng của xy lanh chính và một chuyển động tạo lực chặn phôi

và đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn

2.3 Xác định trung tâm áp lực khuôn:

Để tránh sự cong vênh, sai lệch của đế khuôn, do sự sai lệch của tải trọng dẫn đến sự phá hủy độ đồng đều khe hở giữa chày và cối theo đường bao của chi tiết dập, làm cùn mép làm việc của dụng cụ, mài mòn không đồng đều trụ và bạc dẫn hướng của khuôn thì trung tâm áp lực của khuôn phải trùng với trục đối xứng của đầu trượt máy ép Đây là chi tiết dạng tròn xoay đối xứng trục theo mọi hướng nên trung tâm áp lực trùng luôn với tâm của chi tiết

2.4 Tính toán lực công nghệ

Các thành phần lực công nghệ bao gồm:

Nguyên công 1:

+ Lực cắt hình tạo phôi từ vật liệu tấm

+ Lực công nghệ dập vuốt phần côn bước 1

t – chiều dày vật liệu ( mm ) S= 1 mm

𝜎𝑐- Trở lực cắt của vật liệu của vật liệu 𝜎𝑐 = (0.7~0.8)𝜎𝑏 = 416 (N/ 2

mm ) K: hệ số tính đến sự ảnh hưởng của nhiều yếu tố : k = 1,1  1,3 Chọn k=1,3 Vậy, ta có bảng giá trị lực cắt hình - đột lỗ - cắt mép:

Bảng giá trị lực cắt hình - đột lỗ - cắt mép:

Đường kính cắt hình/ đột lỗ/ cắt mép

(mm)

Chu vi cắt (mm)

Lực cắt (tấn)

K : hệ số phụ thuộc vào hệ số dập vuốt Kbt=2,2

Lực chặn Q được xác định như sau:

Bảng kết quả tính toán lực công nghệ

Lực công nghệ lớn nhất trong các nguyên công là nguyên công dập phần trụ, lực dập là 36.16 (tấn), lực này là căn cứ để chọn lực ép của thiết bị gia công

Lực đẩy phôi: Pdp= (7%~10%).Pdv = 0.1*35.22 = 3.52 (tấn) (1.19)

2.5 Lựa chọn thiết bị

Theo mục 2.4, lực công nghệ lớn nhất là phần 36.16 (tấn)

Chiều cao của chi tiết là 45mm

Chọn máy ép thuỷ lực bốn trụ song động có lực ép xy lanh chính là 60 (tấn) Lực xy lanh nâng bàn (đẩy phôi, chặn phôi) 10 tấn (có điều chỉnh lực)

Hành trình máy yêu cầu: ≥ 350mm

Chiều dày thành

Đường kính D

Đường kính biến dạng trung bình

Giới hạn bền của vật liệu

Hệ số K=D/d

Hệ số

K bt

Lực chặn riêng

q c

Lực chặn Q

Lực dập vuốt

P dv

Lực dập tổng hợp

Kích thước chày cối cắt hình:

Lấy đường kính cối làm chuẩn, ta có: D coicathinh=(D− )+ (1.21)

Và kích thước chày tương ứng: D chaycathinh =(D coicathinh−2* )u − (1.22)

Kích thước chày cối đột lỗ:

Lấy đường kính chày làm chuẩn, ta có: d chaydotlo (d )



= +  (1.23)

Và kích thước cối: d coidotlo =(d chaydotlo+2* )u + (1.24)

Vớilà dung sai kích thước tương ứng; u là khe hở chày cối

𝛼 = 𝛥

4; 𝛽 ≤ 4 (đối với nguyên công cắt hình) (1.25)

4

 =    (đối với nguyên công đột lỗ) (1.26)

Vậy, ta có bảng kích thước chày cối các nguyên công cắt hình – đột lỗ:

STT Kích

thước

Đường kính chày

Đường kính cối

D1(mm)

D2(mm)

H (mm)

h (mm)

h1(mm)

h2(mm)

Kích thước chày dập vuốt

Khe hở chày cối:

D = D−  + Z − (1.30)

2.7 Các bộ phận chính của khuôn

2.7.1 Cụm dẫn hướng

Đường kính trụ dẫn hướng: D = 32 mm

Chiều dài trụ dẫn hướng: L = 200 mm

Do nguyên công dập được thực hiện trên máy ép thuỷ lực bốn trụ song động,

Bộ gá khuôn di chuyển trên bốn trụ đã được căn chỉnh chính xác đảm bảo quá trình

di chuyển của bộ gá khuôn luôn đảm bảo độ chính xác, nên cụm dẫn hướng chỉ dùng phực vụ trong quá trình chế tạo, căn chỉnh khuôn và có thể tháo ra khi hoàn thành quá trình lắp đặt khuôn lên máy

Hình 0.17 Kích thươc chày đột

26

Hình 0.18 Kích thước bộ phận dẫn hướng