Tính Toán Và Thiết Kế Quy Trình Công Nghệ Chế Tạo Cụm Bản Lề Của Cánh Cửa Ô Tô Huyn Dai Và Máy Dập Phục Vụ Cho Công Nghệ.docx

Quá trình sản xuất dập nguội đợc đặc trng bởi những đặc điểm sau: - Phơng pháp sản xuất là gia công kim loại bằng áp lực ở trạng thái nguội; - Loại thiết bị sử dụng – Máy ép và máy tự độ

Trong những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam đã có những bớc tăng trởng

đáng kể trớc sự phát triển không ngừng của nền kinh tế thế giới Tuy nhiên để pháttriển tơng xứng với nền kinh tế của các nớc trong khu vực thì vấn đề đặt ra chochúng ta là phải xây dựng và phát triển nền kinh tế hàng hoá nhiều thành phần, đápứng đúng thị hiếu của khách hàng, với năng suất cao, chất lợng tốt, mẫu mã phongphú Có nh vậy hàng hoá của chúng ta mới đủ sức hội nhập và cạnh tranh với hànghoá ngoại nhập

Để giải quyết bài toán trên, Đảng và nhà nớc ta đang nỗ lực đầu t, thúc đẩycông cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá Trong đó, cơ khí đợc coi là một trongnhững ngành mũi nhọn, và đợc chính phủ u tiên phát triển hàng đầu Do tính u việtcủa công nghệ gia công áp lực : gia công các chi tiết cơ khí với hệ số sử dụng vậtliệu cao nhất, tạo ra các chi tiết có cơ tính tốt, chất lợng sản phẩm tốt, năng suấtcao, sản phẩm đa dạng cả về hình thức và mẫu mã Công nghệ dập tấm có thể giacông các chi tiết có kích thớc từ nhỏ đến lớn, hình dáng phức tạp mà không phảibất cứ phơng pháp nào cũng có thể làm đợc, về thiết bị thực hiện đơn giản, khôngquá đắt tiền Với những đặc điểm cơ bản đó, phơng gia công kim loại bằng áp lực

đem lại hiệu quả kinh tế rất cao Vì thế ngành gia công áp lực đang ngày càngchứng tỏ đợc thế mạnh của mình, chứng tỏ vai trò quan trọng trong sản xuất cơ khínói riêng, và công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá nói chung

Cùng với sự lớn mạnh của ngành công nghiệp cơ khí, công nghiệp chế tạo ô tô

đang ngày càng chứng tỏ đợc vai trò của mình trong công cuộc công nghiệp hoá,hiện đại hoá của đất nớc Trong tơng lai, sẽ dần thay thế các loại xe thô sơ ở trênkhắp cả nớc bằng loại xe ô tô công dụng chung nhằm phục vụ cho nhu cầu sản xuấtnói chung của nhân dân Tuy nhiên việc nội địa hoá sản xuất ô tô ở nớc ta đang ởmột mức độ khiêm tốn là tạo khung, cửa , vành lagiăng, và lắp ráp máy móc.Những việc này đợc thực hiện chủ yếu bởi công nghệ gia công áp lực, bên cạnh đócông nghệ hàn cũng chiếm một phần nhỏ quan trọng

Trong giới hạn của một đề tài tốt nghiệp”tính toán và thiết kế quy trình công nghệ chế tạo cụm bản lề của cánh cửa ô tô Huyn-dai và máy dập phục vụ cho công nghệ” Mặc dù đã hết sức nỗ lực cố gắng, song với trình độ và thời gian

hạn chế nên còn nhiều thiếu sót, mong các thầy cô và các bạn đọc thông cảm!

đã trực tiếp giúp đỡ, hớng dẫn em đã hoàn thành đề tài đúng tiến độ, và đạt kếtquả

Em vô cùng biết ơn các thầy trong bộ môn Gia công áp lực và đặc biệt là thầy

NguyễnMậu Đằng bởi sự giúp đỡ hớng dẫn tận tình và đầy trách nhiệm đó !

I.1 Tổng quan về tình hình sản xuất ô tô trên thế giới.

ở những nớc có nền công nghiệp chế tạo ô tô phát triển với sản lợng hàngtriệu chiếc/năm nh Mỹ, Nhật, Đức, Pháp thì việc thiết kế quy trình công nghệ vàchế tạo các khuôn dập các chi tiết trên ô tô đợc thực hiện rất bài bản Sau khi nhận

đợc mẫu sản phẩm ngời ta thực hiện việc phân tích và lựa chọn phơng án công nghệdập với những phần mềm vạn năng và chuyên dụng nh: MARC, ABAQUS,LARSTRAN/SHAPE, PAM-STAMP, I-DEAS Các phần mềm này cho phép thựchiện mô phỏng số các quá trình biến dạng, từ đó nhận đợc những hình ảnh trực giác

về sự phân bố ứng suất, biến dạng, tốc độ biến dạng trong vật thể biến dạng vàcông cụ biến dạng (khuôn mẫu), ngoài ra còn có thể biết trớc những nơi nào trongvật thể cũng nh trong công cụ biến dạng xuất hiện các dạng khuyết tật nh: vết nứt,nhăn nhúm Dựa trên các kết quả mô phỏng đó cho phép tối u hoá quá trình côngnghệ và thiết kế khuôn dập một cách hợp lý Chính vì vậy mà có thể rút ngắn thờigian nghiên cứu thiết kế, chế thử, giảm một cách tối đa thời gian và chi phí sửa

6 bậc tự do HEXAPOD có thể gia công những lòng khuôn hết sức phức tạp, các

ph-ơng pháp công nghệ xử lý bề mặt cho phép nâng tuổi thọ của khuôn lên hàng chụclần so với nhiệt luyện thông thờng

I.2 Tổng quan về tình hình sản xuất ô tô ở Việt Nam hiện nay.

Có thể nói cho đến nay, ở nớc ta, lĩnh vực gia công áp lực nói chung vàdập tấm nói riêng cha phát triển, mới chỉ dừng lại ở quy mô nhỏ Điều đó đợc thểhiện ở trình độ công nghệ và trang thiết bị quá lạc hậu, các sản phẩm dập tấm tuy

đa dạng nhng phần lớn là nhỏ và độ phức tạp cha cao Chính vì vậy cha có cơ hộitích luỹ đợc những kinh nghiệm cần thiết khi phải đối mặt với những chi tiết hìnhdạng phức tạp mà lại có những yêu cầu kỹ thuật rất cao nh các chi tiết cánh cửa

ôtô Các chi tiết trên ôtô đợc hình thành thông qua sự lắp ghép chính xác của cácchi tiết kích thớc lớn, vỏ mỏng, có những mặt cong phức tạp không đối xứng trongkhông gian, có sự phân bố biến dạng rất không đồng đều, độ chính xác và chất lợng

bề mặt yêu cầu rất cao Bởi vậy việc thiết kế công nghệ dập, thiết kế và chế tạokhuôn có nhiều nét đặc thù so với dập và chế tạo khuôn đối với các chi tiết thôngthờng Nếu không nắm đợc những nét đặc thù này và áp dụng những biện phápthích hợp trong thiết kế công nghệ và chế tạo khuôn thì sẽ khó tránh khỏi nhữngtổn thất lớn về kinh tế, bởi lẽ giá tiền một bộ khuôn dập chi tiết vỏ ôtô tùy thuộcvào độ lớn và mức độ phức tạp của nó có thể lên tới hàng trăm thậm chí hàng tỷ

đồng Cho đến nay cha có một cơ sở nào ở trong nớc có trang bị đầy đủ những phầnmềm cần thiết để thiết kế qui trình công nghệ dập và thiết kế chế tạo khuôn Bởivậy việc mô phỏng số các quá trình biến dạng còn quá mới mẻ và không có điềukiện thực hiện Trong lĩnh vực chế tạo khuôn chúng ta cũng cha hề gặp phải nhữngkhuôn có kích thớc lớn, có khối lợng cỡ 5 tấn trở lên, do đó cũng cha vấp phảinhững khó khăn nảy sinh đối với khuôn lớn

Hiện nay ở Việt Nam có nhiều Công ty liên doanh sản xuất ôtô nhng hầu nhtoàn bộ chỉ là lắp ráp những chi tiết có sẵn, nhập từ nớc ngoài, còn rất ít trong số đó

lệ nội địa hoá trong ngành chế tạo ôtô, xe máy của Đảng và Nhà nớc Đây là mộtviệc làm rất mới mẻ và chắc chắn không ít khó khăn nhng nó cũng là khâu đột pháquan trọng tạo tiền đề cho việc chế tạo ôtô ở trong nớc

I.3 Các dạng bản lề

I.3.1 Kháí niệm cụm chi tiết bản lề

- Cụm chi tiết bản lề là một bộ phận chính nối cánh cửa và khung ô tô Cụmchi tiết bản lề ôtô bao gồm hai phần là phần nối với khung và phần nối với cánhToàn bộ công việc để chế tạo ra các chi tiết đó đều do công nghệ dập tấm tạo nên

- Hiện nay có nhiều loại chi tiết lagiăng ôtô đang đợc sử dụng trên thị trờngvới nhiều kiểu dáng khác nhau nh : loại bản lề thông thờng , loại bản lề hiện đại …

vv Tuy nhiên mỗi loại đợc sử dụng cho một loại xe khác nhau Trong giới hạn đồ

án này chúng ta sẽ xét đến cụm chi tiết bản lề ô tô Huyn-dai

Sau đây là hình ảnh về cụm chi tiêt bản lề liên kết với cánh cửa của ô tô

I.3.2 Yêu cầu kỹ thuật đối với cụm chi tiết bản lề.

- Đối với cụm chi tiết bản lề do tính chất quan trọng là cầu nối giữa cánh cửa

và khung ôtô do vậy mà đòi hỏi khả năng chịu lực và độ bền cơ học cũng nh độchính xác cao, khi chuyển động nó không sinh ra mô men do lệch tâm gây ra dễgây ra hỏng cửa xe, dễ làm hỏng các chi tiết kết nối trên xe Bề mặt sản phẩm phải

đều, không lồi lõm cục bộ, không có bavia

- Tính công nghệ của chi tiết lagiăng ôtô chủ yếu đợc thể hiện bởi khả năngdập, an toàn khi thao tác lắp ráp và sửa chữa, hệ số sử dụng nguyên vật liệu phảihợp lý, và những yêu cầu về vật liệu Khả năng dập của chi tiết mấu chốt đợc thểhiện ở khả năng và độ chắc chắn của chi tiết, mà tính công nghệ khi dập vuốt tốthay xấu đợc quy định bởi hình dáng chi tiết

- Bên cạnh đó yêu cầu đối với cụm chi tiết bản lề là phải có độ cứng vững tốt

Do vật liệu dùng để dập vuốt là tơng đối dầy, vì các quá trình tạo hình là uốn vàdập vuốt không có vành nên mức độ biến dạng là tơng đối nhỏ, trong quá trìnhdập vuốt không xảy ra hiện tợng nhăn, bởi sự dịch chuyển kim loại là không lớn, vàtại các góc lợn ở dới đáy của chi tiết cũng không xảy ra hiện tợng rách do quá trìnhbiến mỏng là tơng đối nhỏ

I.4 Cơ sở quá trình công nghệ dập nguội

- Các quá trình công nghệ dập nguội chỉ có thể hợp lý khi kết cấu công nghệ

và hình dáng chi tiết đợc thiết kế với các điều kiện cho phép chế tạo đơn giản nhất

và tiết kiệm nhất

I.4.1 Đặc điểm của công nghệ dập nguội.

Dập nguội là một dạng gia công kim loại bằng áp lực, bao gồm một loạt cácquy trình công nghệ đặc biệt, đợc thực hiện không cắt bỏ phoi

Quá trình sản xuất dập nguội đợc đặc trng bởi những đặc điểm sau:

- Phơng pháp sản xuất là gia công kim loại bằng áp lực ở trạng thái nguội;

- Loại thiết bị sử dụng – Máy ép và máy tự động các kiểu khác nhau tạo ralực công tác cần thiết để làm biến dạng vật liệu dập;

- Dạng dụng cụ sử dụng – những kiểu khuôn khác nhau trực tiếp làm biếndạng kim loại và thực hiện những nguyên công cần thiết;

- Dạng vật liệu mang gia công, chủ yếu bao gồm kim loại tấm, dải, băng vàcả vật liệu phi kim loại tấm;

Hình dáng và kích thớc của vật dập phù hợp tơng đối chính xác với hình dáng

và kích thớc của các bộ phận làm việc của khuôn (chày, cối)

+ Phù hợp với các đièu kiện kỹ thuật, hoá học, vật lý đặc biệt.

I.4.3 Những chỉ tiêu cơ bản của các chi tiết dập nguội

a) Chỉ tiêu về tính công nghệ

+ Tiêu phí vật liệu ít nhất;

+ Số nguyên công và công lao động nhỏ nhất;

+ Không cần gia công cơ khí ở nguyên công tiếp theo;

+ Số lợng thiết bị yêu cầu và diện tích sản xuất phải nhỏ nhất;

+ Số lợng trang bị ít nhất đồng thời chi phí thời gian chuẩn bị sản xuất phải lànhỏ nhất;

+ Nâng cao hiệu suất của các nguyên công riêng biệt và của xởng nói chung;+ Nâng cao độ bền của khuôn;

b) Chỉ tiêu về kết cấu của các chi tiết dập nguội

+ Các tính chất cơ học của vật liệu cần phải phù hợp không những với yêu cầu

về độ bền và độ cứng vững của sản phẩm mà còn phải phù hợp với cả quá trình tạohình và đặc tính biến dạng dẻo

+ Cần phải tính đến hiệu suất sử dụng kim loại dẻo hơn, mặc dù kém bền đốivới các nguyên công tạo hình, bởi vì trong quá trình dập nguội sẽ sinh ra hiện tợngbiến cứng, điều đó làm tăng các đặc tính bền của kim loại một cách đáng kể

+ Khi tính toán độ bền không cần tăng chiều dầy của kim loại tấm vì phải kể

đến sự hoá bền trong quá trình biến dạng nguội và độ cứng vững khá cao của cácchi tiết dập

+ Cần phải chú ý đến việc thiết kế chi tiết có kết cấu gọn nhẹ bằng cách sử

của vật dập cũng nh bằng cách thay thế các thép hình tiêu chuẩn cỡ lớn bằng cácloại thép hình có cỡ nhỏ hơn, dễ cuộn hơn, hoặc dễ cuộn từ kim loại tấm

I.5 Cơ sở thiết kế các quá trình công nghệ dập nguội

Khi bắt đầu thiết kế các quá trình dập cần phải giải quyết ngay những vấn đềcông nghệ cơ bản - đó là xác định tính chất, số lợng, sự liên tục và sự phối hợp giữacác nguyên công dập nguội

Sau đây là những chỉ dẫn chung khi thiết kế một quá trình dập nguội :

Thờng cố gắng dùng ít nguyên công nhất và tăng hiệu suất của chúng Trờnghợp ngoại lệ có thể là trong sản suất hàng loạt nhỏ nết giảm số lợng các nguyêncông sẽ dẫn đến sự cần thiết phải chế tạo khuôn phức tạp và đắt tiền

Khi dập các chi tiết phẳng có nhiều lỗ nằm gần nhau thì nên đột các lỗ theodãy, nên đột nhiều lỗ bên, ở các sản phẩm đã dập vuốt theo từng nhóm nhờ cơ cấuquay sản phẩm tự động sau một vài hành trình của máy ép nhng chỉ cần dùngcác khuôn đơn giản và rẻ tiền, nên đột một dãy lỗ bên ở các chi tiết lớn sau mộtnguyên công bằng một khuôn hình nêm

Trong nhiều trờng hợp tính liên tục của các nguyên công phụ thuộc vào độchính xác yêu cầu của các yếu tố riêng biệt của các sản phẩm Ví dụ , khi chế taọcác chi tiết uốn có lỗ, vị trí các lỗ so với tiêu chuẩn có độ chính xác không caothì cần phải tiến hành đột chúng từ phôi phẳng,còn trong trờng hợp có độ chínhxác cao, vợt qua lợng sai lệch khi uốn , thờng phải hành đột các lỗ này sau khiuốn

Khi chế tạo các chi tiết uốn phức tạp có hình dáng bên ngoài khép kín hoặcnửa kín thì số lợng các nguyên công uốn và sự phối hợp giữa chúng phụ thuộc vàohình dáng của chi tiết , độ chính xác yêu cầu và tính hợp lý về kinh tế của việc sửdụng các khuôn uốn phức tạp và đắt tiền (kiểu nêm , kiểu bản lề )

Số lợng các ngyên công dập vuốt liên tục phụ thuộc vào chiều sâu tơng đốicủa chi tiết và đợc xác định bằng các phơng pháp quen thuộc theo chỉ số tối ucủa hệ số dập vuốt

Đa số các trờng hợp sau khi dập vuốt sâu cần tiến hành cắt mép các chi tiếtcũng nh sau khi ép chảy nguội

Khi dạng hình học của các chi tiết phẳng yêu cầu cao thì cần phải dự tínhviệc nắn lại chúng trong khuôn

Đối với các chi tiết đòi hỏi mặt cắt có độ bóng cao cần phải dự tính nguyêncông gọt tinh sau khi cắt hình hoặc là cắt tinh

Khi chế tạo các chi tiết rỗng có vành, nhng không có đáy cần phải nghĩ đếnnguyên công nong lỗ đến nguyên công dập vuốt Trong trờng hợp các bậc thànhcao nên sử dụng dập vuốt nông có độtt tiếp theo và nong đáy hoặc nong có biếnmỏng thành

Khi chế tạo các chi tiết rỗng hoặc uốn cong thì sau khi vuốt hoặc uốn cầnphải sử dụng nguyên công tinh chỉnh

Vấn đề phức tạp nhât đặt ra trớc khi thiết kế quá trình công nghệ dập nguội làmức độ phối hợp giữa các nguyên công, tức là nên hay không nên dùng cáckhuôn liên hợp phức tạp và đắt tiền để thực hiện ngay một lúc vài nguyên cônghoặc sử dụng việc dập riêng từng nguyên công bằng các khuôn đơn giản rẻ tiềnhơn

Trong đó sơ đồ công nghệ khuôn cần phải phản ánh đợc :

+ Kiểu khuôn phù hợp với đặc tính biến dạng xảy ra

+ Số lợng nguyên công hoặc số bớc đợc thực hiên cùng một lúc (thể hiện tínhphối hợp giữa các nguyên công)

+ Phơng pháp thực hiện các nguyên công theo thời gian (liên tục hoặc đồngthời)

+ Số lợng các chi tiết đợc dập cùng một lúc

+ Sơ đồ bố trí các phần làm việc của khuôn

+ Phơng pháp đa hoặc định vị vật liệu hoặc phôi trong khuôn

+ Phơng pháp thu hồi chi tiết và phế liệu

Sơ đồ công nghệ của khuôn là nhiệm vụ để thiết kế khuôn

Khi thiết kế quá trình công nghệ dập nguội, cần phải so sánh các phơng áncông nghệ khác nhau và chọn một phơng án hợp lý nhất về mặt kỹ thuật và kinh tế.Khi đó trớc tiên cần phải giải quyết mức độ phức tạp của các nguyên công, tức làviệc sử dụng các nguyên công tập trung về mặt công nghệ, đợc thực hiên trong cáckhuôn dập liên hợp phức tạp, hoặc việc sử dụng dập từng nguyên công riêng biệt đ-

ợc thực hiện trong các khuôn dập đơn giản và rẻ tiền hơn

Hình 1: Chi tiết hồi tráI cột

II.2 Phân tích đặc điểm của chi tiết.

Đây là một loại chi tiết có hình dáng tơng đối phức tạp,kích thớc chi tiết lớnviệc gá đặt phức tạp do thực hiện nhiều nguyên công khác nhau.Vị trí các lỗ trênchi tiết đòi hỏi độ chính xác cao ngoai ra còn phải thoả mãn các yêu cầu khác nh:

bề mặt sản phẩm sau khi gia công xong không đợc nhăn rách ,rỗ rỉ,bóp méo.Cácyêu cầu về các kích thớc tơng quan phải chính xác, bởi vì đối với các cụm chi tiếtcột đo nhiên liệu điện tử nó sẽ phải làm việc ở ngoài trời liên quan đến độ an toàncủa ngời bán xăng Nếu nh các kích thớc tơng quan mà không chính xác sẽ dẫn đếncông xôn hoặc có thể làm chệch cây xăng dễ gây ra tai nạn

Đây là chi tiết có chiều dày không lớn lắm, kích thớc lớn,phải cắt đột và uốn nhiềulần,bán kính uốn lớn.Do đó đòi hỏi phải sử dụng máy có lực lớn cũng nh chiều rộng của bàn máy phảI đủ lớn.Nhng phần chi tiêt đối xứng ta có thể thực hiện từng bên một sau đó đảo phôi thực hiên phần còn lại,nên hạn chế sự phức tạp của khuôn khi thực hiện các nguyên công

+Cắt góc và đột lỗ ôvan ở đầu(cắt đột từng bên một)

+ Đột 14 lỗ gồm 8 lỗ 4 và 6 lỗ 8(đột từng bên một)

+ Đột 8 lỗ gồm 6 lỗ 8 và 2 lỗ 4(đột từng bên một)

+ Đột 9 lỗ bên trong gồm 8 lỗ 3 và một lỗ 8

+Cắt đột hai hình chữ nhật bên trong có kích thớc:205x110 và 81x382

+Cắt trích tạo hình

`+Uèn lÇn mét(uèn tõng bªn mét)

+ C¾t 2 gãc ë ®Çu(c¾t tõng bªn mét)

+§ét 22 lç ë hai bªn gåm 10 lç 4 vµ 12 lç 8

+ §ét 9 lç bªn trong gåm 8 lç 3 vµ mét lç 8

+ Đột 2 lỗ ôvan ở đầu(đột từng lỗ một)

+Cắt trích tạo hình

+ Cắt hình chữ nhật bên trong có kích thớc 81x382 và205x110

+Đột 2 lỗ ôvan ở đầu(đột từng bên một)

+Uốn lần một(uốn từng bên một)

+Uốn lần hai(uốn từng bên một)

+§ét 9 lç bªn trong gåm 8 lç 3 vµ mét lç 8

+C¾t h×nh ch÷ nhËt bªn trong cã kÝch thíc 205x110

+C¾t h×nh ch÷ nhËt bªn trong cã kÝch thíc 81x382

+Cắt trích tạo hình

* Nhận xét :

Phơng án 1:

Phơng án này có u điểm là dễ gia công,cho độ chính xác cao và giá thành hạ

mà vẫn đảm bảo chất lợng.Đột các lỗ từng bên một dễ dàng hơn.Uốn từng bên một trên máy uốn chuyên dùng Phơng pháp này rất phù hợp với điều kiện sản xuất tại Việt Nam Tuy nhiên phơng án này có nhợc điểm nh chế tạo và gia công khuôn phức tạp,cần độ chính xác cao

Phơng án 2:

Phơng án này có u điểm là số nguyên công ít hơn, ta và quá trình định vị khó khăn hơn các phơng án khác cũng nh sản phẩm khó cho độ chính xác cao, sau khi dập phối hợp vị trí các lỗ khó đạt đợc độ chính xác do có sự biến dạng của kim loại

Do vậy sản phẩm rất khó đạt đợc độ chính xác.Mặt khác chế tạo khuôn phức

tạp,mỗi lần thay khuôn tốn kém do khuôn có độ bền khác nhau

Phơng án 3:

Phơng án này là sau khi đột các lỗ ta mới uốn do đó đột các lỗ bên trong và cắttrích sẽ gặp khó khăn hơn.Độ chính xác không cao,gá đặt khó khăn khi thực

hiện,quá trình định vị khó khăn hơn các phơng án khác, sau khi cắt đột sản phẩm

bị biến dạng tơng đối lớn do vậy mà rất khó đảm bảo độ chính xác của sản phẩm

* Vậy ta chọn phơng án một để thực hiện

II.4 Xác định kích thớc và hình dạng phôi

Việc xác định hình dáng và kích thớc của phôi là một trong những công việc quan trọng khi thiết kế quy trình công nghệ chế tạo các sản phẩm dập nguội.Bởi vì khi ta đã xác định đợc hình dáng của phôi từ đó ta đã sơ bộ xác định đợc hình dáng của chày và cối ở nguyên công dập đầu tiên, đồng thời ta có thể ta có thể lựa chọn

đợc phơng án xếp hình sản phẩm một cách hợp lý để có thể đảm bảo đợc việc cắt phôi đợc tiến hành với sự hao tốn kim loại một cách ít nhất, phế liệu sau khi cắt có thể đợc sử dụng để làm phôi trong quá trình gia công chi tiết khác Tính toán phôi chính xác giúp cho ta tiết kiệm đợc rất nhiều vật liệu đối với quá trình sản xuất hàng loạt

Để đơn giản cho quá trình tính toán ta chia chi tiết thành 5 phần diện tích khácnhau ứng với các kích thớc tơng ứng trên đó Đồng thời trong quá trình tính toán dochi tiết đã cho là chi tiết có tính đối xứng cho nên để đơn giản và phù hợp với yêu cầu tính toán ta tính các kích thớc đờng kính theo kích thớc trung bình của chi tiết

Trong đó :s=1,5(mm) chiều dày vật liệu

r=20(mm) bán kính góc uốn

x 0 =0,5 vị trí xác định lớp trung hoà(Bảng 61-Sách sổ tay thợ dập nguội tập 1)

*Chiều dài sản phẩm :L=1925(mm)

Vậy hình dáng phôi khai triển có dạng nh sau:

Khi cắt phôi từ phôi dải có dạng nh sau:

Xếp hình sản phẩm:

+Do đây là chi tiêt lớn nên ta chọn phôi tấm có dạng:1220x2240 từ đó ta

có thể cắt các thanh để hàn hai đầu của hồi trái cột đo và khung bắt hồi và nắp dới

+Khung bắt hồi và nắp dới có dạng:

+Diên tích chi tiết là:F=620x75+2x95x55-2x

1

Vậy vơi tấm có kích thớc nh trên ta có thể cát đợc 2 chi tiết hồi trái cột đo,8 thanh

để hàn hai đầu và 3 khung bắt hồi và nắp dới.Phế liệu sau khi cắt có dạng

Đối với vật liệu mỏng (S<5mm),D=20S

h=10-15(mm)

II.5 Xác định các nguyên công thực hiện

II.5.1 Nguyên công cắt góc và đột lỗ ôvan

Trong trờng hợp này, ở nguyên công cắt phôi chi tiết lớn nên chày và cối có dạng

nh phần phế liệu.Ta tính lực cắt theo biên dạng chu vi cắt của chi tiết.Cắt đột từng bên một,sau đó ta lật phôi cắt đột phần còn lại.Sau khi cắt đột phôi có dạng:

-Nh vậy ta có thể sử dụng máy có lực danh nghĩa lớn hơn trị số tính toán ở trên,

đồng thời phải chú ý đến trị số hành trình của máy phải đủ lớn để ta có đủ khoảngkhông gian trên máy để thao tác đợc dễ dàng

Căn cứ vào công thức tính công cắt ta thấy rằng lực cắt lực cắt đợc giơi hạn bởitrị số công giới hạn của máy.Nếu công cắt lớn hơn công của máy thì động cơ điện

sẽ bị quá tải về công suất,làm giảm số vòng quay và đốt nóng cuộn dây.Do vậy tínhcông có một ý nghĩa quan trọng khi chọn máy

*Xác định trung tâm áp lực của khuôn:

Để khuôn dập làm việc cân bằng chính xác ta phải bố trí đờng bao mép cắt ở trêncối nh thế nào đấy để trung tâm áp lực trùng với đờng trục tâm của cuốngkhuôn.Nừu không thì trong khuôn sẽ sinh ra lệch,khe hở không đối xứng,mòn bộphận dẫn hớng,mép cắt cùn nhanh và sau cùng có thể vỡ khuôn

-Dựa vào điều kiện cân băng mômen của các lực đó.Chọn hệ trục toạ độ nh hìnhvẽ

Khoảng cách từ trục Ox đến trung tâm áp lực của khuôn là:

y=

y1 P c+y2P d

P c+P d =

241 77003+165 19510 77003+19510 =225 ,63 (mm) Hình 16 : Sơ đồ khuôn cắt đột

* Dung sai trên kích thớc làm việc của chày và cối khi cắt

Khi thiết kế khuôn cắt phôi ta sử dụng phơng pháp chế tạo riêng để có thể lắplẫn cho nhau đợc Trong quá trình làm việc thì kích thớc của cối tăng lên và kíchthớc của chày giảm đi Vì vậy khi chế tạo, kích thớc của cối luôn có dung sai vớigiá trị dơng và kích thớc luôn có dung sai với giá trị âm

Chi tiết cắt hình luôn có dung sai âm

Dựa vào điều kiện cân bằng về mômen của các lực ta có:

Khoảng cách từ trục Oy đến trung tâm áp lực của khuôn là

x=

x1 P1+x2 P2+x3 P3+x4 P4+x5 P5+x6 P6+x7 P7

P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7

=

( 215+405+510+710)6220+( 460+760+915 )12440

4 6220+3 12440 =661( mm)Với P1=P2=P4=P5=4..1,5.330=6220(kN) lực cần thiết để đột một lỗ 4

P3=P6=P7=8..1,5.330=12440(kN) lực cần thiết để đột một lỗ 8

Khoảng cách từ trục Ox đến trung tâm áp lực của khuôn là:

y=584-25=559(mm) do tâm các chày cùng nằm trên một đờng thẳng

Ta chọn máy sao cho khoảng không gian thao tác phải đủ lớn để thực hiện.Vậy

ta chọn máy 125 tấn để đảm bảo khoảng không gian thao tác

Dựa vào điều kiện cân bằng về mômen của các lực ta có:

Khoảng cách từ trục Oy đến trung tâm áp lực của khuôn là

Khoảng cách từ trục Ox đến trung tâm áp lực của khuôn là:

y=584-25=559(mm) do tâm các chày cùng nằm trên một đờng thẳng

*) Nh vậy lực của máy đợc sử dụng dùng để đột lỗ là:

Pm=1,3P

=1,3 49762,82 =64691,66(kN)

Ta chọn máy sao cho khoảng không gian thao tác phải đủ lớn để thực hiện.Vậy

ta chọn máy 125 tấn để đảm bảo khoảng không gian thao tác

Khoảng cách từ trục Ox đến trung tâm áp lực của khuôn là:

y=292(mm) do hai tâm áp lực của mỗi hình chữ nhật song song với trục Ox

Do đây là phần cắt trích ở giữa đối xứng nhau nên ta chọn máy sao cho phù hơpvới khuôn.Vậy ta chọn máy 125 tấn để đảm bảo lực cắt trích và khoảng không gianthao tác

II.7 Xác định hình dáng và kích thớc phôi uốn

Do yêu cầu của công việc đặt ra là chỉ việc tính toán thiết kế chi tiết cụm bản

lề với phôi dải có sẵn, cho nên ta chỉ việc tính toán kích thớc phôi trớc khi đa vàocắt đoạn, và đem đi uốn

Quá trình uốn kim loại tấm đợc thực hiện do biến dạng dẻo - đàn hồi xảy khácnhau ở hai mặt của phôi uốn

Các lớp kim loại phía trong góc uốn (phía chày) bị nén và co ngắn ở hớng dọc

và bị kéo ở hớng ngang Lớp kim loại ở phía ngoài bị kéo và dãn dài ở hớng dọc và

và bị nén ở hớng ngang Giữa các lớp co ngắn và dãn dài là lớp trung hoà, độ dàicủa lớp trung hoà bằng độ dài ban đầu của phôi

Khi uốn, ở trong kim loại ngoài ứng suất kéo và nén dọc trục còn có ứng suấtnén hớng kính xuất hiện do sự nén giữa các lớp kim loại với nhau cho nên xảy rasai lệch hình dáng tiết diện ngang, cho nên giữa các tiết diện ngang của hai mặt đầuthờng xảy ra lồi lõm, mặc dù ta đã cắt phôi rất phẳng, nên do đó phải có nguyêncông cắt xuyên tâm để tạo cho hai đầu của phôi trở nên phẳng hơn để hàn cho dễ.Việc xác định các kích thớc của phôi phẳng dùng để uốn đợc dựa trên sự cânbằng giữa chiều dài của phôi với chiều dài của lớp trung hoà của chi tiết uốn

Do chi tiết vành ngoài là chi tiết không đối xứng theo chiều thẳng đứng, ởtrên có đờng kính là 10 Quá trình uốn từ chi tiết dạng phẳng thành chi tiết dạnghộp chỉ cần tiến hành qua 1 nguyên công Vì quá trình này kèm theo quá trình dậpnổi nên ta phải dùng chặn cho quá trình uốn này

II.8 Lớp trung hòa biến dạng.

Lớp trung hòa biến dạng là lớp kim loại sau khi uốn vẫn giữ nguyên kích th ớc(chiều dài) của phôi ban đầu, chính vì vậy lớp trung hòa biến dạng là căn cứ tốtnhất để xác định phôi uốn và bán kính cong nhỏ nhất cho phép của chày

Khi ta uốn chi tiết vành ngoài, bán kính cong bằng R= 90, quá trình biến dạng

đàn hồi và biến dạng dẻo xảy ra tơng đối lớn, vị trí lớp trung hòa biến dạng nằm ởgiữa chiều dày của dải kim loại, nghĩa là bán kính của lớp trung hòa biến dạng đợcxác định theo công thức sau:

 = r +

S

2Trong đó :

đó Lớp trung hòa biến dạng thực chất là mặt cong quy ớc chạy qua các lớp phôikhác nhau

Hình 12: Sơ đồ trạng thái ứng suất phôi uốn

II.9 Bán kính uốn nhỏ nhất cho phép.

Vấn đề xác định bán kính cong nhỏ nhất phía trong (chính là bán kính bánkính cong của chày ) có ý nghĩa rất quan trọng đối với thực tế Bán kính uốn nhỏnhất cho phép phải phù hợp với tính dẻo của kim loại và không đợc để tạo ra khe







II.10 Xác định kích thớc phôi uốn.

Vấn đề đặt ra khi thiết kế chi tiết chịu uốn là phải xác định kích thớc phôi uốnsao cho hợp lý, để ta có thể tiết kiệm đợc nguyên vật liệu đồng thời xác định kíchthớc khuôn hợp lý Muốn nh vậy thì nguyên tắc chung về công nghệ đặt ra cho cácphôi chịu uốn :

+ Việc cắt hình phôi dùng để uốn với bán kính nhỏ thì cần thực hiện với sự bốtrí trên dải, sao cho đờng uốn đi ngang qua hoặc xiên góc so với thớ cán Nếu làmtheo nguyên tắc này mà pha cắt không hợp lý thì loại bỏ phơng án này và tăng bánkính uốn

+ Việc cắt hình các phôi có đờng bao không đối xứng thì cần tiến hành ở hớngnào để khi uốn những phần có bavia hớng vào góc uốn, mà không nằm ở phía ngoàinếu không nhất định sẽ tạo thành vết nứt

+ Phôi tốt hơn nên mài bằng rung động hoặc mài trong thùng quay để làmsạch bavia hoặc làm sạch bằng những phơng pháp khác trớc khi uốn

Việc xác định các kích thớc của phôi phẳng dùng để uốn đợc dựa trên sự cânbằng giữa chiều dài của phôi với chiều dài của lớp trung hoà chi tiết uốn

Trong trờng hợp uốn có góc lợn, độ dài của phôi bằng tổng độ dài của các

đoạn thẳng và độ dài của lớp trung hoà biến dạng của đoạn uốn cong

Hình 13: Sơ đồ tính toán kích thớc phôi uốn

II.11 Sự hồi phục đàn hồi khi uốn.

1-CắT PHÔI

Uốn là một quá trình biến dạng dẻo có kèm theo biến dạng đàn hồi xác địnhtheo định luật Húc Sau khi uốn xong thì biến dạng đàn hồi bị mất, do đó xảy ra sựthay đổi kích thớc sản phẩm so với các kích thớc đã uốn ở trong dụng cụ Đó chính

là sự hồi phục đàn hồi khi uốn

Sự hồi phục đàn hồi thờng đợc biểu thị trong các lợng đo góc mà nó là trị số

mà góc uốn cần phải giảm để tạo ra đợc góc uốn đúng theo yêu cầu của chi tiết Trị

số góc đàn hồi có thể đợc xác định bằng hai phơng pháp : bằng tính toán giải tíchtrị số biến dạng đàn hồi, hoặc bằng cách thử và đo Trị số hồi phục đàn hồi với uốn

tự do không có tinh chỉnh và đối với uốn có tựa, có tinh chỉnh vật liệu và chỉnh góc

sẽ khác nhau

Trong trờng hợp uốn chi tiết nh hình vẽ ta coi nh là quá trình uốn không tinhchỉnh Khi đó độ hồi phục đàn hồi không chỉ phụ thuộc vào tỷ sô r/S mà còn phụthuộc vào cách điều chỉnh máy ép và mức độ biến cứng của kim loại Trị số hồiphục đàn hồi thậm chí ngay trong cùng một khuôn dập có thể nhận đợc khác nhauphụ thuộc vào sự điều chỉnh máy ép và vị trí điểm chết dới

90, 0

R R



= 2,5 0Trong đó :