Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy: Tính toán, thiết kế và chế tạo bộ khuôn dập cho sản phẩm reinforcement footrest vật liệu spfh590

Nội dung chính của đồ án: - Tính toán trải phẳng sản phẩm; - Tính toán lực dập, kích thước khuôn và chọn vật liệu làm khuôn; - Thiết kế bộ khuôn trên phần mềm NX; - Lập quy trình công n

GIỚI THIỆU

Tính cấp thiết của đề tài

Nhà trường không ngừng đầu tư vào cơ sở vật chất và trang thiết bị hiện đại nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy cho sinh viên Các hoạt động đầu tư bao gồm sửa chữa, xây dựng thêm cơ sở vật chất, nâng cấp tài liệu và bài báo trong thư viện, cũng như hỗ trợ nghiên cứu cho giảng viên và sinh viên Mục tiêu chính là tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập và phát triển, đồng thời đáp ứng nhu cầu thị trường lao động Đề tài nghiên cứu được phát triển với mục đích thiết kế, mô phỏng và chế tạo hai bộ khuôn dập nguội, giúp giảng viên truyền đạt kiến thức về khuôn dập nguội và hỗ trợ sinh viên hiểu rõ hơn về vật liệu, cấu trúc và nguyên lý hoạt động của các bộ khuôn, từ đó tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh phục vụ khách hàng.

Chúng tôi hy vọng rằng những kiến thức về đề tài này sẽ hỗ trợ cho công tác giảng dạy và nghiên cứu tại trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, mang lại nhiều thông tin hữu ích cho sinh viên, giúp họ chuẩn bị tốt cho công việc sau khi tốt nghiệp.

Các bài báo nghiên cứu:

Bài báo "Car Inside Beam Enhanced Cold Stamping Mould Design" của Quanzhong Jia, đăng trên Tạp chí Kỹ thuật và Khoa học Vật liệu ngày 15/06/2015, nghiên cứu về thiết kế khuôn dập nguội cho dầm trong ô tô Nghiên cứu bắt đầu bằng việc xác định kế hoạch xử lý các bộ phận dập, tiếp theo là thiết kế khuôn với các cấu trúc chính và bộ phận phụ trợ Cuối cùng, tác giả phân tích nguyên lý hoạt động của khuôn và tóm tắt các điểm chính của thiết kế này.

Sách “Theories, Methods and Numerical Technology of Sheet Metal Cold and Hot Forming: Analysis, Simulation and Engineering Applications” của tác giả Ping Hu, Ning Ma, Li-zhong Liu, Yi-guo Zhu, được đăng trên Truyền thông Khoa học và Kinh doanh vào ngày 23/07/2012, trình bày lý thuyết, phương pháp và công nghệ số trong quá trình tạo hình nguội và nóng kim loại tấm Tác phẩm tập trung vào các lý thuyết tạo hình nóng và nguội, phương pháp số, mô phỏng tương đối, cũng như kỹ thuật thử nghiệm nhằm tạo hình thép cường độ cao và thiết kế khuôn trong ngành công nghiệp ô tô.

The article titled "Cold Stamping Formability of AZ31B Magnesium Alloy Sheet Undergoing Repeated Unidirectional Bending Process," authored by Lei Zhang, Guangsheng Huang, Hua Zhang, and Bo Song, was published in the Journal of Material Processing Technology on April 1, 2011 It explores the effects of repeated unidirectional bending on the cold stamping formability of AZ31B magnesium alloy sheets, highlighting the material's mechanical properties and potential applications in manufacturing processes The study provides valuable insights into optimizing the bending process to enhance the formability and performance of magnesium alloys in industrial applications.

Bài báo này nghiên cứu quá trình uốn một chiều (RUB) lặp đi lặp lại trên hợp kim magie AZ31B, nhằm đánh giá ảnh hưởng của nó đến khả năng tạo hình dập nguội của vật liệu.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Sản phẩm nghiên cứu này đóng góp vào việc nâng cao độ chính xác và năng suất sản xuất, đồng thời giảm thiểu thời gian và chi phí cũng như vật liệu sản xuất, từ đó thúc đẩy sự phát triển của công ty CPCN Gia công Chính Xác VPIC Việt Nam Tóm lại, đề tài này mang lại ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các phương pháp và công nghệ sản xuất chi tiết kim loại tấm hiệu quả và chất lượng cao trong ngành cơ khí.

Sản phẩm và kiến thức từ đề tài này sẽ hỗ trợ giảng dạy và nghiên cứu tại trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, giúp sinh viên có cái nhìn trực quan về cơ cấu và nguyên lý hoạt động của các bộ khuôn dập Điều này sẽ giúp sinh viên nắm vững kiến thức về các bộ khuôn, rất có ích cho việc học tập và công việc sau này.

Mục tiêu nghiên cứu đề tài

- Nghiên cứu tổng quan về công nghệ dập tấm

- Hiểu được các đặc tính của vật liệu SPFH590, vật liệu làm khuôn

- Tính toán, thiết kế mô hình khuôn 3D bằng phần mềm NX

- Thiết kế, chế tạo các bộ khuôn dập hoàn chỉnh

- Thử nghiệm và đánh giá, áp dụng vào sản xuất

- Đáp ứng theo yêu cầu của khách hàng.

Đối tƣợng và phạm vi nguyên cứu

- Sản phẩm (bản vẽ chi tiết)

- Công nghệ dập cắt và công nghệ dập lận

- Sản phẩm REINFORCEMENT_FOOTREST, vật liệu SPFH590, kích thước 196,79 × 45 × 3 ( )

- Bộ khuôn thứ nhất là khuôn cắt rớt, vật liệu SKD11, SS41, S45C, kích thước 710 ×

- Bộ khuôn thứ hai là khuôn chấn V và lận U, vật liệu SKD11, SS41, SCM440, S45C, SLD, S50C, kích thước 710 × 450 × 340 ( )

Phương pháp nghiên cứu

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận

- Nghiên cứu và quan sát các thiết bị thực hiện quá trình dập trên các vật liệu khác nhau

- Phân tích cấu trúc vật liệu nhờ các dụng cụ kính, máy móc

- Sử dụng các phần mềm mô phỏng để dự đoán và tối ưu quá trình dập trước khi thực hiện thực tế

- Phát triển các phương trình toán học, các công thức tính lực, sức bền, để dự đoán và mô tả quá trình dập nguội

- Áp dụng các thí nghiệm thực nghiệm đến phân tích vật liệu và mô phỏng để có cái nhìn đa chiều về quá trình dập nguội

1.5.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể Để có thể hoàn thành được đề tài này, nhóm đ nghiên cứu tiến hành các phương pháp sau:

Phương pháp thu thập số liệu bao gồm việc lựa chọn một sản phẩm từ đơn đặt hàng của khách hàng, đảm bảo phù hợp với yêu cầu khối lượng của đề tài đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu kích thước chi tiết dựa trên bản vẽ của khách hàng và tiến hành thu thập tài liệu liên quan đến sản phẩm Cuối cùng, thực hiện khảo sát thực tế tại xưởng của công ty để có cái nhìn sâu sắc hơn về quy trình sản xuất.

- Phương pháp mô phỏng và so sánh: Đưa ra nhiều giải pháp khi thiết kế, mô phỏng và gia công bộ khuôn

+ Lập sơ đồ quy trình chế tạo chi tiết, sơ đồ xếp hình vật liệu

+ Áp dụng phần mềm Auto Cad để xuất bản vẽ

+ Áp dụng phần mềm NX để thiết kế và mô phỏng các bộ khuôn

Áp dụng phần mềm Pam-stamp giúp mô phỏng quá trình dập tấm kim loại, cho phép phân tích sự biến dạng của kim loại và dự đoán vị trí xuất hiện nếp nhăn cũng như rách trên phôi kim loại.

Phân tích và tổng hợp lý thuyết cùng với thực nghiệm là cách hiệu quả để tối ưu hóa sản phẩm, đảm bảo sản phẩm phù hợp với quy trình sản xuất và đáp ứng đầy đủ yêu cầu của khách hàng.

Kết cấu của ĐATN

Đề tài nghiên cứu này tập trung vào việc thiết kế và chế tạo bộ khuôn dập cho sản phẩm vật liệu SPFH590, bao gồm 7 chương chính, cùng với phần kết luận, đề nghị, tài liệu tham khảo và giấy xác nhận chuyển giao công nghệ.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Tổng quan nghiên cứu về vật liệu dùng trong khuôn dập tấm và công nghệ dập tấm

Chương 4: Lựa chọn phương án thiết kế bộ khuôn cắt rớt và chấn V, lận U

Chương 5: Tính toán, thiết kế khuôn

Chương 6: Gia công và lắp ráp các bộ khuôn

Chương 7: Sản phẩm – Đánh giá

Giấy xác nhận chuyển giao công nghệ

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tổng quan về gia công áp lực

Gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp sử dụng ngoại lực tác động trực tiếp lên kim loại ở nhiệt độ cao hoặc thấp, với cường độ lực vượt quá giới hạn đàn hồi của kim loại Quá trình này giúp thay đổi hình dạng của chi tiết mà không làm mất tính liên tục và tính bền của kim loại.

Gia công áp lực là một phương pháp gia công hiện đại, nổi bật với năng suất cao và tiết kiệm nguyên liệu Chính vì vậy, nó còn được biết đến với tên gọi là phương pháp gia công không phoi.

Dập tấm là một phương pháp gia công áp lực quan trọng, được sử dụng để chế tạo các chi tiết từ phôi dạng tấm Phương pháp này có thể thực hiện ở hai trạng thái: nóng và nguội, nhưng dập nguội thường được áp dụng phổ biến hơn trong ngành công nghiệp.

Biến dạng dẻo của kim loại

2.2.1 Ngoại lực và nội lực a Ngoại lực

Ngoại lực là lực tác động từ bên ngoài lên kim loại trong quá trình gia công, có thể được tạo ra bởi con người, thiết bị, hoặc do sự ma sát và chuyển động của các vật thể Ngoại lực bao gồm các thành phần chính như lực chính, lực ma sát, phản lực và lực quán tính.

Lực chính là lực do con người và thiết bị tác động lên kim loại thông qua dụng cụ gia công, dẫn đến sự biến dạng của vật liệu Sự biến dạng này phụ thuộc vào cường độ của lực chính, đồng thời điểm đặt của lực cũng ảnh hưởng đáng kể đến quá trình biến dạng.

Hình 2.1 Ảnh hưởng của điểm đặt lực khi biến dạng

Khi nén hai thanh bằng lực P giống nhau, điểm đặt lực A ảnh hưởng đến sự biến dạng của thanh Nếu lực A được đặt ở đầu thanh (trường hợp a), toàn bộ thanh sẽ bị biến dạng Ngược lại, khi lực A đặt ở giữa thanh (trường hợp b), chỉ có nửa thanh dưới bị biến dạng.

Lực ma sát là lực phát sinh khi hai vật chuyển động tương đối với nhau, và nó có vai trò quan trọng trong việc cản trở sự di chuyển của kim loại khi xảy ra biến dạng.

Phản lực là lực cản trở sự chuyển động tự do của vật thể theo hướng của lực tác dụng chính Lực này chỉ xuất hiện khi có lực chính tác động và luôn có chiều ngược lại với lực đó.

Lực quán tính là lực được tạo ra do sự di động có gia tốc của các chất điểm vật thể khi biến dạng [4] b Nội lực

Nội lực là lực phát sinh bên trong vật thể khi chịu tác động của ngoại lực hoặc do các hiện tượng hóa lý như nung nóng và làm nguội Sự xuất hiện của nội lực dẫn đến ứng suất bên trong vật thể, và khi ứng suất này vượt quá giới hạn cho phép, nó có thể gây ra biến dạng, cong vênh hoặc nứt nẻ.

2.2.2 Biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo

Khi kim loại chịu tác động của ngoại lực, quá trình biến dạng diễn ra qua ba giai đoạn chính: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và cuối cùng là phá hủy Giai đoạn đầu tiên, biến dạng đàn hồi, là khi kim loại có khả năng trở về hình dạng ban đầu sau khi lực tác động được loại bỏ.

Biến dạng đàn hồi là loại biến dạng mà tỷ lệ thuận với lực tác dụng; khi lực này được loại bỏ, biến dạng sẽ mất đi và vật thể sẽ trở về trạng thái ban đầu Thực nghiệm cho thấy trong quá trình biến dạng đàn hồi, lực luôn tỉ lệ với biến dạng và tuân theo định luật Hook.

: Biến dạng tương đối b Biến dạng dẻo

Biến dạng dẻo là hiện tượng mà vật thể giữ lại một phần biến dạng dư sau khi lực tác dụng được loại bỏ, mà không có sự phá hủy nào trên các phần tử của nó Hiện tượng này xảy ra khi ứng suất do ngoại lực vượt quá giới hạn đàn hồi Trong quá trình biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi vẫn tồn tại Khi ứng suất vượt quá giới hạn bền của kim loại, quá trình phá hủy sẽ diễn ra.

Những nhân tố ảnh hưởng tới tính dẻo và biến dạng dẻo của kim loại

2.3.1 Ảnh hưởng của ứng suất chính a Các dạng ứng suất chính và điều kiện biến dạng dẻo Ứng suất chính là ứng suất pháp tuyến ) sinh ra bên trong vật thể khi có ngoại lực tác dụng Có ba dạng ứng suất chính, đó là ứng suất đường, ứng suất mặt và ứng suất khối Ứng suất chính sẽ làm vật thể biến dạng đàn hồi hoặc biến dạng phá hủy và ảnh hưởng quyết định đến ứng suất tiếp ) Ứng suất tiếp sẽ gây ra sự trượt và song tinh làm cho vật thể biến dạng dẻo Ứng suất tiếp càng lớn thì biến dạng dẻo sẽ càng nhiều [4] Điều kiện để kim loại có thể biến dạng dẻo theo Convenan (Pháp – 1872) là:

Như vậy, điều kiện biến dạng dẻo đối với các trường hợp trạng thái ứng suất khác nhau sẽ có các công thức sau:

Trạng thái ứng suất đường, mặt và khối có ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo và biến dạng dẻo của kim loại Cụ thể, ứng suất chính tác động trực tiếp đến khả năng chịu đựng và biến dạng của vật liệu, từ đó quyết định tính chất cơ học của kim loại trong các ứng dụng thực tế.

Các thí nghiệm cho thấy rằng tính dẻo của kim loại tăng lên khi ứng suất kéo giảm và ứng suất nén tăng Cụ thể, trạng thái ứng suất kéo khối làm giảm tính dẻo của kim loại so với trạng thái ứng suất kéo mặt và đường, trong khi trạng thái ứng suất nén khối lại cải thiện tính dẻo hơn so với ứng suất nén mặt và đường.

Hình 2.2 Sơ đồ trạng thái ứng suất xếp theo tính dẻo tăng dần

Trong hình trên ứng suất đường có 2 trạng thái là và , ứng suất mặt có 3 trạng thái là , và ứng suất khối có 4 trạng thái đó là ,

Trong quá trình dập, kim loại trải qua các trạng thái ứng suất khác nhau, trong đó ứng suất nén luôn là lớn nhất Ứng suất này được hình thành do tác động của dụng cụ lên kim loại, trong khi ứng suất và lực ma sát trên thành khuôn cũng đóng vai trò quan trọng Đối với các vật dập có vành rộng, mỗi phần riêng lẻ sẽ chịu các trạng thái ứng suất khác nhau: đáy vật dập chịu ứng suất theo sơ đồ riêng, thành bên theo sơ đồ khác, và vành theo sơ đồ khác nữa.

2.3.2 Ảnh hưởng của ứng suất dư Ứng suất dư là nội lực tồn tại trong kim loại sau quá trình gia công Ứng suất dư bên trong vật thể biến dạng sẽ làm cho tính dẻo của vật kém đi, khi ứng suất dư lớn sẽ làm cho vật biến dạng hoặc phá hủy Thông thường ứng suất dư bao giờ cũng được cân bằng, có nghĩa là tổng giá trị ứng suất kéo bằng tổng giá trị ứng suất nén [4]

9 Đối với vùng ứng suất dư kéo:

= + (2.6) Đối với vùng ứng suất dư nén:

Trong đó, là ứng suất do ngoại lực tác dụng, còn là ứng suất dư

Ứng suất phân bố không đồng đều dẫn đến sự biến dạng không đồng nhất của các vùng tinh thể, làm giảm khả năng biến dạng và chất lượng gia công Sự tồn tại của ứng suất dư sẽ giảm khả năng chịu lực của chi tiết, khiến vật thể dễ dàng đạt tới giới hạn bền cho phép Do đó, ứng suất dư ảnh hưởng tiêu cực đến tính dẻo, độ bền, độ dai va chạm và khả năng chịu đựng của chi tiết.

2.3.3 Ảnh hưởng của thành phần hóa học và tổ chức kim loại a Ảnh hưởng của thành phần hóa học

Thành phần hóa học của kim loại và hợp kim có ảnh hưởng lớn đến tính dẻo và khả năng biến dạng của chúng Các nguyên tố cơ bản, nguyên tố hợp kim và tạp chất quyết định tính chất này Nguyên tố cơ bản tạo thành tổ chức cơ sở, ảnh hưởng đến tính dẻo và khả năng biến dạng dẻo Nguyên tố hợp kim tạo ra các liên kết kim loại với kim loại cơ sở, làm tăng độ cứng và độ bền Tạp chất như S, P, O, N, H có thể làm giảm đáng kể tính dẻo của kim loại.

Mật độ kim loại và kích thước hạt có ảnh hưởng lớn đến tính dẻo của kim loại Khi tổ chức kim loại có nhiều pha và mạng tinh thể phức tạp, tính dẻo sẽ giảm Ngược lại, kim loại có tổ chức hạt nhỏ, mịn và đồng đều sẽ có độ dẻo và độ bền cao hơn.

Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và tính chất kim loại

2.4.1 Ảnh hưởng của biến dạng dẻo tới tổ chức và cơ tính kim loại

Trong quá trình gia công nguội, các hạt kim loại bị vỡ thành những hạt nhỏ hơn, dẫn đến việc giảm kích thước hạt và tăng cường cơ tính Hiện tượng biến cứng do biến dạng dẻo diễn ra, làm tăng độ bền và độ cứng của kim loại, trong khi đó độ dẻo và độ giãn giảm xuống.

2.4.2 Ảnh hưởng của biến dạng dẻo tới lý tính kim loại

Biến dạng dẻo làm tăng điện trở, giảm tính dẫn điện và thay đổi từ trường trong kim loại

2.4.3 Ảnh hưởng của biến dạng dẻo tới hóa tính

Sau khi kim loại trải qua quá trình biến dạng dẻo, năng lượng tự do của nó tăng lên, dẫn đến sự gia tăng hoạt tính hóa học Điều này được chứng minh qua việc so sánh hai mẫu kim loại trước và sau khi biến dạng dẻo; mẫu kim loại sau biến dạng dẻo sẽ phản ứng nhanh hơn khi được tẩm thực.

Đàn hồi ngƣợc

Springback là hiện tượng phổ biến trong quá trình hình thành tấm kim loại, khi vật liệu phục hồi đàn hồi sau khi loại bỏ tải trọng Hiện tượng này dẫn đến sự sai lệch của hình dạng chi tiết so với thiết kế ban đầu.

2.5.1 Lý do xảy ra đàn hồi ngƣợc

Đàn hồi ngược xảy ra do sự di chuyển của các phân tử và có thể được hiểu qua biểu đồ ứng suất - biến dạng Khi vật liệu bị uốn cong, vùng bên trong bị nén trong khi vùng bên ngoài bị kéo căng, dẫn đến mật độ phân tử bên trong lớn hơn bên ngoài Điều này cho thấy sức ép nén của vật liệu lớn hơn sức căng, khiến áp lực làm biến dạng vĩnh viễn các vùng bên ngoài trước khi ảnh hưởng đến các vùng bên trong Cuối cùng, ứng suất nén sẽ được chuyển hóa thành hiện tượng đàn hồi ngược.

2.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ đàn hồi của chi tiết dập

Yếu tố đầu tiên là thuộc tính của vật liệu Khi giới hạn chảy của tấm kim loại càng cao thì khả năng phục hồi sẽ càng lớn [7]

Hình 2.3 Ứng suất thay đổi trước và sau khi hồi phục [7]

Yếu tố thứ hai ảnh hưởng đến khả năng phục hồi của tấm kim loại là độ dày của vật liệu Khi độ dày tấm kim loại tăng, khả năng phục hồi giảm do lượng biến dạng dẻo gia tăng, dẫn đến giảm biến dạng phục hồi đàn hồi Kết quả là khả năng phục hồi của tấm kim loại sẽ bị ảnh hưởng tiêu cực.

Hình dạng của chi tiết là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ đàn hồi của chúng Các chi tiết có hình dạng phức tạp cần thêm quy trình tạo hình để ngăn chặn hiện tượng đàn hồi không mong muốn Ngược lại, những hình dạng chuyên dụng như chi tiết hình chữ U thường dễ hồi phục hơn Do đó, việc tính toán bù đàn hồi là cần thiết trong quá trình tạo hình sản phẩm.

Yếu tố thứ tư là góc uốn trung tâm Góc uốn trung tâm càng lớn thì giá trị tích lũy của độ đàn hồi càng lớn

Yếu tố quan trọng thứ năm trong thiết kế khuôn là điều kiện phù hợp của khe hở khuôn Khe hở cần được thiết kế gấp đôi độ dày của vật liệu tại bộ phận làm việc tương ứng, đảm bảo sản phẩm vừa vặn với khe hở này Kích thước khe hở lớn hơn sẽ mang lại độ đàn hồi cao hơn cho sản phẩm.

Yếu tố thứ sáu là bán kính uốn tương đối Bán kính uốn tương đối tỷ lệ thuận với giá trị đàn hồi [7]

Kỹ thuật tạo hình là yếu tố thứ bảy quyết định giá trị đàn hồi của sản phẩm Quá trình này yêu cầu lực hiệu chỉnh lớn để điều chỉnh độ uốn, tuy nhiên, điều này làm giảm độ đàn hồi của các bộ phận dập Khi lực uốn được giải phóng, cả sợi bên trong và bên ngoài đều co ngắn lại, nhưng hướng đàn hồi của chúng lại trái ngược nhau.

Việc điều chỉnh uốn có thể cải thiện đáng kể độ đàn hồi của các bộ phận được dập, mang lại hiệu quả tốt hơn so với uốn tự do.

Ví dụ về biểu đồ ứng suất - biến dạng để cho thấy sự liên quan đến các kiểu uốn cong và sự hồi phục khác nhau

Biểu đồ ứng suất - biến dạng cho thấy ba vùng chính trong hành vi của vật liệu kim loại Ở vùng 1, vật liệu thể hiện tính đàn hồi, có khả năng trở lại hình dạng ban đầu mà không bị biến dạng vĩnh viễn khi bị uốn cong Khi lực tác dụng tăng lên, vật liệu đạt đến điểm chảy dẻo và bắt đầu xảy ra biến dạng vĩnh viễn Vùng 2 chỉ ra rằng khi áp lực lên tấm kim loại gia tăng, kim loại sẽ bắt đầu uốn cong nhưng vẫn có khả năng trở lại một phần, tính chất này phụ thuộc vào loại kim loại và dụng cụ uốn Cuối cùng, ở vùng 3, vật liệu chạm đáy khuôn và trải qua giai đoạn Springback âm hoặc Springforward, đặc điểm này cũng quan trọng khi độ uốn vượt quá 90°.

Vào giai đoạn này, vật liệu đạt đến mức trung bình giữa Springback và Springforward, và cuối cùng trải qua quá trình dập tinh mà không xảy ra hiện tượng Springback.

2.5.3 Tính toán đàn hồi ngƣợc

Hệ số Springback, ký hiệu là Ks, thể hiện mối quan hệ giữa góc ban đầu (Initial Angle) và góc cuối (Final Angle) Khi Ks = 1, điều này có nghĩa là không xảy ra hiện tượng Springback, trong khi giá trị khác 1 cho thấy sự xuất hiện của Springback.

Công thức hệ số đàn hồi ngược sẽ được tính như sau:

Để tính toán hệ số Springback trước khi thử nghiệm, cần lưu ý rằng bán kính uốn cũng bị ảnh hưởng bởi góc Bán kính uốn sẽ có xu hướng trở lại gần giống như góc, nghĩa là bán kính ban đầu (I.R) thường nhỏ hơn một chút so với bán kính cuối cùng (F.R) Mối quan hệ này có thể được áp dụng để xác định hệ số Springback.

Hình 2.5 Thông số biến dạng đàn hồi [6]

Chúng ta có thể kết hợp ứng suất chảy và mô đun đàn hồi để phân tích bài toán Giới hạn chảy cao sẽ dẫn đến hiện tượng Springback lớn, trong khi mô đun đàn hồi nhỏ sẽ làm giảm hiện tượng Springback.

Chúng ta có thể sử dụng các thông số trên để điều chỉnh hệ số Springback dựa trên công thức sau:

Trong đó Yield Stress là giới hạn chảy và Elastic Modulus là modun đàn hồi, các giá trị này được đặc trưng cho từng loại vật liệu [6]

Để uốn một chi tiết với góc uốn nhất định, cần đảm bảo rằng sau khi dỡ tải, chi tiết sẽ đàn hồi trở lại với góc đã định Hệ số k R, tỉ số giữa các góc uốn, được tính theo công thức cụ thể, đóng vai trò quan trọng trong quá trình uốn.

+ Góc cần thiết phải uốn (

+ : Góc chi tiết cần đạt (

+ s: Chiều dày vật liệu (mm)

+ r i1 : Bán kính trong góc uốn cối (mm)

+ r i2 : Bán kính trong tại góc uốn của chi tiết (mm)

Bảng 2.1 Bảng tra hệ số k R phụ thuộc vào tính chất vật liệu [8]

Khi đó góc uốn cần thiết sẽ là:

Bán kính góc lượn của khuôn cần thiết được tính toán theo: r i1 =

+ : Ứng suất bền vật liệu (N/mm 2 )

+ E: Mô đun đàn hồi (N/mm 2 )

2.5.4 Thiết kế với đàn hồi ngƣợc

Khi thiết kế, góc hoàn thiện và góc uốn là những yếu tố quan trọng cần được xem xét Việc chỉ tập trung vào góc uốn có thể dẫn đến sai sót trong thiết kế Trong quá trình chế tạo, người vận hành máy cần uốn các bộ phận vượt qua góc dự định để đảm bảo sau khi đàn hồi, bộ phận đạt được góc chính xác Nếu thiết kế không cho phép uốn cong quá mức các bề mặt gây cản trở, điều này có thể dẫn đến thất bại trong thiết kế.

Giải pháp giảm đàn hồi ngƣợc

Để cải thiện chất lượng sản phẩm, chúng ta nên tăng độ dày của vật liệu hoặc lựa chọn các vật liệu có độ bền chảy thấp, miễn là vẫn đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết.

Hình dạng của bộ phận dập đóng vai trò quan trọng trong việc xác định độ đàn hồi của nó Đối với các bộ phận có hình dạng cong, việc loại bỏ hiện tượng đàn hồi trở nên khó khăn do ứng suất phức tạp và các yếu tố như ma sát Do đó, để giải quyết vấn đề đàn hồi, hình dạng sản phẩm có thể được thiết kế bằng cách kết hợp nhiều bộ phận khác nhau.

Thứ ba, việc thêm hạt chống đàn hồi ngược là một giải pháp hiệu quả cho các khuyết tật liên quan đến đàn hồi Số lượng hạt này có thể được điều chỉnh để thay đổi hình dạng sản phẩm và cải thiện giá trị đàn hồi theo yêu cầu cụ thể.

Cuối cùng, ta có thể được giải quyết bằng cách giảm giá trị góc R của phần uốn [7]

Trong thiết kế khuôn, quy trình tạo hình được thực hiện trước, chia thành các giai đoạn khác nhau Quá trình này giúp giảm bớt ứng suất bên trong, từ đó khắc phục khuyết tật đàn hồi ngược của các bộ phận được dập.

Để tối ưu hóa sự liên kết giữa vật liệu và khuôn, chúng ta có thể giảm khoảng cách giữa khuôn lõm và khuôn lồi, điều chỉnh khoảng cách này lên đến gấp đôi độ dày của vật liệu.

Ngoài ra chúng ta sử dụng thiết bị dập thủy lực sẽ giúp giảm bớt vấn đề đàn hồi ngược

Việc áp dụng lực giữ phôi trong quá trình tạo hình là công nghệ quan trọng, giúp điều chỉnh dòng chảy vật liệu và phân bố ứng suất bên trong.

Việc cải thiện 17 trong vật liệu có thể đạt được thông qua việc tăng lực giữ phôi, giúp các bộ phận mở rộng hoàn toàn hơn Điều này đặc biệt quan trọng ở vị trí thành bên và góc R, nơi mà sự chênh lệch ứng suất giữa bên trong và bên ngoài giảm, dẫn đến khả năng đàn hồi ngược giảm.

Lý thuyết trải hình

Trải hình là một bước thiết yếu trong thiết kế khuôn, vì vậy việc tuân thủ các tiêu chuẩn trải hình là rất quan trọng Có hai phương pháp chính để thực hiện trải hình cho biên dạng cắt.

Cách 1: Áp dụng những tính năng của phần mềm NX để triển khai hình

Cách 2: Áp dụng tiêu chuẩn trải hình của công ty CPCN Gia công Chính Xác VPIC Việt Nam

Các thông số trong tính biên dạng uốn: r: Bán kính trong (mm) s: Chiều dày tôn (mm) x: Hệ số tham chiếu b: Giá trị cần bù

Hình 2.7 Một số biên dạng thường gặp

Bảng 2.2 Bảng tham số đối chiếu r/s

Khi r/s lớn hơn 6,5 thì sự thay đổi hình dạng tiết diện không đáng kể

Tỉ lệ giữa bán kính (r) và chiều dày tấm tôn (s) được tính bằng r/s Dựa vào tỉ lệ này, chúng ta tra bảng 2.1 để xác định tham số x Tiếp theo, cung bo bán kính (r) sẽ được dịch ra ngoài một đoạn tương ứng với khoảng bù (b).

Ví dụ chi tiết có s = 3,0 (mm), r lận = 2,0 (mm)

Ta lấy tỉ lệ r/s = 2/3 = 0,66 tra bảng 2.1 suy ra x = 0,39

Như vậy khoảng offset là 1,17 mm (r trong) r/s X

Hình 2.8 Giá trị cần bù b

Hình 2.9 Bảng tra nhanh khi trải hình

Tính chiều dài đường triển khai hình

Đối với biên dạng có một góc bo cung (trường hợp a), sau khi bù, chiều dài cung vừa dịch có thể được đo bằng phần mềm AutoCAD hoặc thông qua bảng tra nhanh hình 2.8 Chiều dài cung này sẽ được gọi là L, trong khi chiều dài đường triển khai cũng được xác định là L.

Hình 2.10 Đường triển khai biên dạng 1

- So sánh hai phương pháp:

Khi áp dụng tiêu chuẩn trải hình của công ty VPIC, chúng ta có thể đạt được độ chính xác cao trong việc xử lý các chi tiết phức tạp, đồng thời linh hoạt và chủ động hơn trong việc đáp ứng yêu cầu khách hàng Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là thời gian tính toán kéo dài hơn so với việc sử dụng phần mềm, và hiệu quả còn phụ thuộc vào kỹ năng của người thiết kế.

Sử dụng phần mềm NX trong quá trình trải hình giúp nâng cao độ chính xác và đồng nhất của kết quả, đồng thời rút ngắn thời gian hoàn thành Tuy nhiên, việc triển khai phương pháp này có thể gặp khó khăn trong việc điều chỉnh khi cần đáp ứng yêu cầu thực tế của sản phẩm, và cũng phụ thuộc vào kỹ năng sử dụng phần mềm của nhân viên thiết kế.

Tiêu chuẩn để xếp tôn, khoảng cách mạch tôn

Chọn khoảng cách lớn hơn tiêu chuẩn sẽ dẫn đến lãng phí nguyên liệu, tăng giá thành sản phẩm

Khi chọn khoảng cách nhỏ hơn tiêu chuẩn, khuôn hoạt động sẽ tạo ra lực tác dụng ngang, dẫn đến việc dao nhanh chóng bị vỡ và ảnh hưởng tiêu cực đến tuổi thọ của khuôn.

Hình 2.11 Biên dạng cong và R > 2t

L và D là kích thước linh kiện t: chiều dày tôn a: khoảng cách từ mép linh kiện ra mép dây tôn b: khoảng cách 2 mép linh kiện

Bảng 2.3 Bảng thông số tiêu chuẩn về khoảng cách mạch tôn biên dạng cong và R > 2t

Hình 2.12 Biên dạng thẳng và song song

L và D là kích thước linh kiện t: Chiều dày tôn e: Khoảng cách từ mép linh kiện ra mép dây tôn f: Khoảng cách 2 mép linh kiện

Bảng 2.4 Bảng thông số tiêu chuẩn về khoảng cách mạch tôn biên dạng thẳng và song song

Hình 2.13 Biên dạng có góc nhọn

L: Khoảng cách 2 góc nhọn linh kiện t: Chiều dày tôn a p : Khoảng cách từ mép linh kiện ra mép dây tôn f: Khoảng cách 2 mép linh kiện b p : Khoảng cách giữa mép linh kiện thứ nhất và góc nhọn linh kiện liền kề

Tiêu chuẩn mạch dƣ layout

Hình 2.14 Bảng thông số tiêu chuẩn về khoảng cách mạch tôn dùng cho khuôn cắt

L và D là kích thước của linh kiện a: Khoảng cách từ mép linh kiện ra mép dây tôn

24 b: Khoảng cách 2 mép linh kiện t: Bề dày tôn c: Chiều rộng tôn

Theo tiêu chuẩn công ty VPIC chia 3 trường hợp bề dày tôn t < 2,0 (mm) => a,b = t t = (2,0 3,0) mm => a,b = 0,8 × t t > 3,0 (mm) => a,b = 0,6 × t

Khi trong mạch tôn ta xếp được nhiều biên dạng sản phẩm và biên dạng tôn đó nhỏ nhất thì mạch tôn đó được xem là tối ưu nhất

Theo tiêu chuẩn của công ty VPIC, công thức để tính tỷ lệ phần trăm giữa tổng diện tích biên dạng sản phẩm có thể xếp và diện tích tôn được xác định như sau:

Q: Tỉ lệ phần trăm giữa tổng diện tích biên dạng sản phẩm xếp được và diện tích tôn (%) D: Tổng diện tích biên dạng sản phẩm xếp được trong mạch tôn (mm 2 )

D: Tổng diện tích biên dạng sản phẩm xếp được trong mạch tôn (mm 2 )

S: Diện tích của 1 sản phẩm (mm 2 ) n: Số lượng biên dạng sản phẩm xếp được (cái)

A: Diện tích tấm tôn (mm 2 ) d: Chiều dài tấm tôn (mm) c: Chiều rộng tấm tôn (mm)

Nếu tỷ lệ sử dụng nguyên liệu thấp hơn 65%, nhân viên cần thông báo cho quản lý để cùng thảo luận các biện pháp giải quyết và xem xét lại việc xếp line tôn.

Lý thuyết tính toán lực dập và chọn máy dập

Sau khi triển khai hình xong ta tiến hành tính toán lực dập và chọn máy dập

- Bước 1: Tính chu vi biên dạng của sản phẩm

Sử dụng phần mềm Autocad ta dễ dàng tìm được chu vi biên dạng ngoài của sản phẩm

- Bước 2: Tìm ứng suất cắt của vật liệu sản phẩm theo tiêu chuẩn của công ty CPCN Chính Xác VPIC Việt Nam

Bảng 2.5 Bảng cơ tính của thép SPFH590

Mác thép Độ bền kéo

(N/mm 2 ) Độ giãn dài (%) Độ dày (mm)

- : Ứng suất cắt của vật liệu (N/mm 2 )

- : Độ bền kéo đứt của vật liệu (N/mm 2 )

- c: hệ số phụ thuộc vào vật liệu

Thông thường c = 0,8, đối với vật liệu có độ cứng cao thì c = 0,7, còn vật liệu có độ cứng thấp thì c = 0,9 [2]

- Bước 3: Dựa vào tiêu chuẩn tính toán lực của công ty CPCN Chính Xác VPIC Việt Nam

Ta có công thức tính lực dập cần thiết:

+ C: Chu vi của biên dạng cắt (mm)

+ t: Độ dày của sản phẩm (mm)

+ : Ứng suất cắt của vật liệu SPFH590 (N/ )

- Bước 4: Chọn máy dập cắt rớt theo tiêu chuẩn của công ty CPCN Chính Xác VPIC Việt Nam

+ : Lực của máy dập (Tf)

+ Lực cắt biên dạng (Tf)

(2.24) Lực dập của máy dập lận:

+ : Lực dập lận cần thiết (Tf)

+ : Lực dập máy dập lận (Tf)

=> Sau khi có được lực dập của máy, ta sẽ tiến hành chọn máy dập theo Tf Máy dập lận (Tf).

Tiêu chuẩn khe hở cắt, khe hở giữa chốt và tấm chạy

Theo tiêu chuẩn công ty CPCN Chính Xác VPIC Việt Nam:

Khi lựa chọn khe hở lớn hơn tiêu chuẩn, linh kiện sẽ bị bavia và bề mặt không phẳng Ngược lại, nếu chọn khe hở nhỏ hơn tiêu chuẩn, linh kiện cũng sẽ bị bavia và tuổi thọ của khuôn sẽ giảm.

Ngoài ra các trường hợp đặc biệt thì người thiết kế tự quy định khe hở giữa chốt và tấm chạy, quy định = 0,15 – 0,2 mm/một bên

Bảng 2.6 Khe hở chày và cối một phía

Loại nguyên liệu Chiều dày vật liệu t (mm)

Khe hở chày và cối về một phía (mm)

Bảng 2.7 Khe hở giữa miếng chạy với chốt hoặc chày

Chiều dày vật liệu t (mm)

Khe hở giữa miếng chạy và chốt về một phía

Tiêu chuẩn sắp xếp vị trí lỗ dẫn hướng

Chọn kích thước khuôn lớn hơn tiêu chuẩn sẽ làm tăng kích thước khuôn, dẫn đến việc tiêu tốn nguyên liệu và giá thành cao Ngược lại, nếu chọn kích thước nhỏ hơn tiêu chuẩn, sẽ gây ra ứng suất tập trung tại các vị trí lỗ dẫn hướng, làm cho khuôn dễ bị vỡ.

Khoảng cách tối thiểu từ mép lố dẫn hướng đến mép khuôn phải lớn hơn đường kính lỗ dẫn hướng

Thông thường khoảng cách từ mép lỗ dẫn hướng đến mép khuôn được tính theo:

+ F: Khoảng cách từ mép lỗ dẫn hướng đến mép khuôn (mm)

+ D: Đường kính lỗ dẫn hướng

Tiêu chuẩn chọn số lượng dẫn hướng

Hình 2.15 Tiêu chuẩn chọn số lượng dẫn hướng

A, B lần lượt là kích thước dài và rộng của tấm cối

- Khi A × B 400 cm 2 thì dùng 2 dẫn hướng

- Khi A × B > 400 cm 2 và A, B > 200 mm thì dùng 4 dẫn hướng

Khi A × B > 800 cm², cần sử dụng 4 dẫn hướng và ít nhất 2 dẫn hướng Ụ ngoài Việc thiết kế cần chú ý chọn đường kính dẫn hướng phù hợp với khuôn Bố trí dẫn hướng phải đảm bảo rằng khuôn trên và khuôn dưới không thể lắp ngược, nhằm áp dụng nguyên tắc Poka-Yoke.

Tiêu chuẩn về chọn chiều dài và loại dẫn hướng

Khi thiết kế, cần chọn đường kính và chiều dài phù hợp để đảm bảo rằng dòng chảy phải đi vào tấm cối trước khi khuôn làm việc, với điều kiện H min = D.

Khi thiết kế khuôn, cần lựa chọn đường kính và chiều dài sao cho dẫn hướng đi vào tấm cối trước khi khuôn làm việc, với điều kiện Hmin = D Nếu khuôn có cả dẫn hướng trơn và dẫn hướng ụ, nên ưu tiên chọn dẫn hướng ụ bi để dễ dàng tháo lắp khuôn.

Tiêu chuẩn về lò xo và cao su

Cao su chỉ dùng cho khuôn cắt Lỗ chứa cao su phải theo tiêu chuẩn, thông thường lỗ khoan lớn hơn đường kính cao su 4 mm

Nên dùng lò xo có lực lớn, ít nhất là lò xo xanh SWH Lỗ chứa lò xo phải lớn hơn đường kính lò xo 2 mm

Lực tháo tấm chạy (lực lò xo trong khuôn)

+ Dựa vào lực này để chọn lò xo và bố trí lò xo cho khuôn

+ P t : Lực tháo tấm chạy (Kgf)

+ P c : Lực cắt biên dạng (Tf)

Chú ý: Lực tháo phải được phân bố đều.

Lý thuyết tính toán lực đàn hồi cao su

Cao su đóng vai trò quan trọng trong công nghệ dập tấm bằng cách giảm rung và chấn động khi bộ khuôn hoạt động Nó giúp phân bố đều lực dập lên toàn bộ bề mặt sản phẩm, từ đó giảm nguy cơ biến dạng hoặc hư hỏng do lực tập trung tại một điểm.

Công thức tính lực đàn hồi của cao su: s l N (2.28)

+ P cs : Lực đàn hồi cao su (Kgf)

+ l: Chiều dài nén của cao su (mm)

+ N: Áp lực của cao su trên 1 mm chiều dài (Kgf/F)

+ N và F tra theo tiêu chuẩn Misumi [9]

Vì cao su có tác dụng gi p tấm chạy giữ chặt linh kiện khi làm việc và gi p tháo tấm chạy sau khi làm việc do đó: s > (2.29)

Theo tiêu chuẩn công ty CPCN Chính Xác VPIC Việt Nam

+ n: Số lượng cao su (cái)

+ P t : Lực tháo tấm chạy (Kgf )

+ P c : Lực cắt biên dạng (Tf)

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ VẬT LIỆU DÙNG TRONG KHUÔN DẬP TẤM VÀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM

Khuôn dập tấm

Khuôn là dụng cụ đặc biệt gồm nhiều bộ phận lắp ghép, thực hiện các nguyên công trên thiết bị phù hợp để tạo ra chi tiết có hình dạng và kích thước cần thiết Khuôn có khả năng làm biến dạng dẻo vật liệu kim loại qua các phương pháp như uốn, dập, vuốt, hoặc tạo hình, cũng như biến dạng phá hủy thông qua cắt và đột.

Dập tấm là phương pháp biến dạng dẻo phôi kim loại dạng tấm trong khuôn dưới tác động của ngoại lực, nhằm tạo ra sản phẩm với hình dạng và kích thước theo yêu cầu Quá trình này thường được thực hiện ở trạng thái nguội, do đó được gọi là dập nguội.

3.1.3 Phân loại khuôn dập tấm

Dựa vào đặc điểm biến dạng và công nghệ gia công, khuôn dập tấm được phân loại thành các dạng sau:

- Khuôn dập vuốt: Dùng để biến đổi phôi rỗng hoặc phôi phẳng thành các chi tiết rỗng có hình dạng tiết diện ngang bất kỳ [8]

Khuôn uốn là thiết bị dùng để chuyển đổi phôi thẳng, phẳng thành các chi tiết có trục cong Cấu trúc của khuôn sẽ được điều chỉnh tùy theo yêu cầu và hình dạng của chi tiết cần tạo ra.

Khuôn cắt đột là công cụ quan trọng được sử dụng để tạo ra các chi tiết với lỗ hoặc bề mặt phẳng trên các sản phẩm cong và rỗng, cũng như để chế tạo phôi cho các nguyên công khác Nó có thể hoạt động độc lập hoặc kết hợp với các quy trình như uốn, tạo hình và dập vuốt Các loại khuôn cắt đột bao gồm khuôn cắt hình, khuôn cắt mép, khuôn cắt trích, khuôn cắt chia, khuôn cắt chính xác và khuôn đột lỗ, mang lại sự đa dạng trong ứng dụng sản xuất.

- Khuôn không có dẫn hướng

Phân loại theo mức độ phức tạp của khuôn:

- Khuôn liên tục: Là khuôn sau mỗi lần dập thực hiện được hai hay nhiều nguyên công

- Khuôn đơn giản (khuôn đơn): Là khuôn sau một lần dập chỉ thực hiện được một công việc nhất định [8]

Khuôn phối hợp là loại khuôn cho phép hoàn thiện chi tiết sản phẩm chỉ sau một lần dập của máy, nghĩa là tất cả các công đoạn cần thiết để tạo ra sản phẩm được thực hiện đồng thời tại một vị trí máy.

3.1.4 Các bộ phận chủ yếu của khuôn dập tấm

Khuôn dập tấm bao gồm nhiều bộ phận cơ bản, mỗi bộ phận đảm nhiệm chức năng riêng nhưng phối hợp với nhau để thực hiện quy trình công nghệ, tạo ra các chi tiết với kích thước và hình dạng theo yêu cầu Các bộ phận chính thường gồm cụm đế khuôn, chày, cối, cụm chi tiết chặn, đẩy và tháo gỡ sản phẩm hoặc phế liệu, cụm chi tiết dẫn hướng và định vị phôi, cùng với cụm chi tiết cơ cấu cấp phôi vào vùng làm việc của khuôn.

Các chi tiết khuôn có thể được phân loại thành hai nhóm chính: kết cấu và công nghệ Nhóm kết cấu bao gồm các chi tiết trung gian như chày, cối, bộ phận định vị, dẫn hướng chày và dẫn hướng phôi, cũng như các chi tiết nhận truyền động từ máy như cuống khuôn, áo cối, áo chày và đế khuôn Trong khi đó, nhóm công nghệ bao gồm các chi tiết trực tiếp tác động vào phôi để tạo ra sản phẩm, bao gồm cối, chày, các bộ phận dẫn phôi và bộ phận định vị phôi liệu.

Các vật liệu chế tạo khuôn dập tấm

Khi chế tạo khuôn dập tấm, việc chọn vật liệu phù hợp cho các chi tiết như chày, cối và tấm đế là rất quan trọng để đảm bảo tuổi thọ của khuôn Các vật liệu này cần được lựa chọn dựa trên đặc điểm công nghệ và quy trình sản xuất nhằm giảm chi phí chế tạo Dưới đây là một số vật liệu thường được sử dụng cho các chi tiết trong hai bộ khuôn dập nguội.

3.2.1 Thép tấm SKD11 a Khái niệm

Thép SKD11 là loại thép theo tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản, chuyên dùng để chế tạo các khuôn mẫu như khuôn đột dập và khuôn dập nguội Với đặc tính nổi bật về độ chống mài mòn cao, khả năng thấm tôi tốt và ứng suất tôi thấp, thép SKD11 là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng công nghiệp.

Bảng 3.1 Các thành phần hóa học của thép SKD11 [11]

STT Thành phần hóa học Hàm lƣợng (%)

Bảng 3.2 Các tên gọi của thép SKD11 theo Tiêu chuẩn từng nước [11]

STT Mác thép Tiêu chuẩn Quốc gia

5 2310 SS Thụy Điển b Đặc điểm về khả năng công nghệ của SKD11

Thép SKD11 nổi bật với thành phần hóa học và tính chất chịu mài mòn cao, cho phép hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ thông thường Nó có khả năng chịu nhiệt tốt, độ cứng và độ dẻo dai cao, đồng thời cải thiện độ thấm và giảm ứng suất, giúp tăng cường độ cứng và chất lượng bề mặt, hạn chế cong vênh trong quá trình gia công Mặc dù có nhiều ưu điểm, thép SKD11 vẫn gặp phải nhược điểm là giá thành cao so với các loại thép khác.

Thép SKD11, với các đặc điểm và tính chất vượt trội, được ứng dụng phổ biến trong ngành cơ khí, đặc biệt trong sản xuất khuôn như khuôn dập nguội, khuôn đột và khuôn gạch không nung Ngoài ra, nó còn được sử dụng để chế tạo các loại dao như dao chấn tôn, dao xả băng tôn, dao hình, dao cắt thép và dao xả băng Inox Trong lĩnh vực chi tiết trục, thép SKD11 được áp dụng cho trục khuỷu, trục cán, trục điều hướng và trục truyền động Bên cạnh đó, loại thép này còn được dùng cho các chi tiết chịu tải trọng như bánh răng và con lăn Về quy cách kích thước, thép tấm SKD11 có độ dày từ 8 mm đến 150 mm, với chiều rộng đa dạng trên thị trường.

Thép SKD11 có kích thước chiều dài 6000 mm, với đường kính tròn từ phi 14 đến phi 410 mm Sau quá trình nhiệt luyện, thép SKD11 cần đạt độ cứng trên 58 HRC, tuy nhiên, việc nhiệt luyện vật liệu này tương đối khó khăn so với các loại thép khác Để đảm bảo chất lượng, cần kiểm soát chính xác nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt trong quá trình xử lý nhiệt.

Bảng 3.3 Thông số cơ bản về nhiệt độ Ủ, Tôi và Ram [10] Ủ Tôi Ram

Môi trường tôi Độ cứng (HB)

Môi trường tôi Độ cứng (HRC)

500 - 580 f Các lỗi thường gặp phải khi nhiệt luyện SKD11

Mặc dù tôi đã tuân thủ đầy đủ yêu cầu về nhiệt độ và môi trường làm nguội, nhưng một số trường hợp thép SKD11 vẫn không đạt độ cứng cần thiết Thép SKD11 còn gặp phải các vấn đề như nứt và cong vênh ở chi tiết Để khắc phục những lỗi này, cần tham khảo các thông số nhiệt độ trong quá trình luyện thép và kiểm tra thời gian làm nguội.

Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, việc giữ nhiệt và làm nguội đúng cách là rất quan trọng Đối với các lỗi như nứt và cong vênh, cần kiểm tra tốc độ gia tăng nhiệt, tốc độ làm nguội và môi trường làm nguội để khắc phục hiệu quả.

3.2.2 Thép tấm SS41 a Khái niệm

Thép SS41 là loại thép cacbon phổ biến, thường được sử dụng trong việc chế tạo các chi tiết máy, khuôn đúc và khuôn mẫu Loại thép này tuân theo tiêu chuẩn vật liệu của Nhật Bản và được sản xuất theo tiêu chuẩn JISG 3101 từ năm 1987.

Bảng 3.4 Các thành phần hóa học của thép SS41 [13]

STT Thành phần hóa học Hàm lƣợng (%)

Bảng 3.5 Tên gọi của thép SS41 theo tiêu chuẩn từng nước [13]

Nước Tiêu chuẩn Mác thép

UNS K02501 b Đặc điểm của thép SS400

Thép SS41 có giới hạn độ bền kéo từ 400 MPa đến 500 MPa, với độ bền chảy phân chia theo độ dày: 245 MPa cho độ dày nhỏ hơn 16 mm, 235 MPa cho độ dày từ 16 mm đến 40 mm, và 215 MPa cho độ dày lớn hơn 40 mm Độ dãn dài tương đối là 20% cho độ dày nhỏ hơn 25 mm và 24% cho độ dày từ 25 mm trở lên Thép SS41 nổi bật với tính dẻo, dễ định hình, sự đa dạng về độ dày và kích cỡ, cùng với độ bền và khả năng chịu nhiệt cao, đồng thời có giá thành thấp.

Thép SS41 được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm sản xuất chi tiết khuôn dập, ngành công nghiệp ô tô, cơ khí chế tạo, và trong các trang trại, xưởng nhà máy Ngoài ra, thép SS41 còn được sử dụng để chế tạo bể chứa xăng dầu và trong công nghệ cắt Plasma.

38 d Quy cách kích thước SS41 trên thị trường

Bảng 3.6 Quy cách của thép SS41 [12]

Tên sản phẩm Quy cách Quy trình

Tấm Thép tấm 0,08 – 200 mm (T)*W*L Rèn, cán nóng, cán nguội

Thanh Thanh tròn, thanh dẹt, thanh vuông Φ8 - 1200 mm*L Rèn, cán nóng, cán nguội, đ c

Cuộn khổ lớn Cuộn khổ nhỏ

0,03 – 16,0 x 1200 mm Cán nóng, cán nguội Ống Ống đ c, ống nối OD: 6 – 219 mm x WT: 0,5 - 20,0 mm Đ c nóng, đ c lạnh, nối e Độ cứng và nhiệt luyện thép SS41

Bảng 3.7 Độ cứng và nhiệt luyện thép SS41 [12] Độ cứng khi ủ

(HBS) Độ cứng sau khi ủ (HBS)

Thời gian giữ nhiệt (Phút)

Nhiệt độ ram (˚C) Độ cứng (HRC)

Làm mát trong không khí

Thép SCM440 là một loại thép hợp kim Crom, được sản xuất theo tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản Loại thép này nổi bật với độ dẻo dai cao, khả năng chống mài mòn và khả năng chống va đập tốt.

Bảng 3.8 Các thành phần hóa học của thép SCM440 [14]

Bảng 3.9 Các tên gọi của thép SCM440 theo tiêu chuẩn từng nước [15]

Nước Mỹ Đức Anh Nhật Bản Trung Quốc Úc

ASTM A29 DNI 17200 BS 970 JIS 4105 GB/T 3077 AS 1444

4140 42CrMo4 42CrMo4 SCM440 42CrMo 4140 b Đặc điểm của thép SCM440

Thép SCM440 nổi bật với độ bền và độ dẻo dai vượt trội, khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt tốt So với thép crom, SCM440 có độ bền kéo và độ dãn dài cao hơn, với giới hạn chảy đạt trên 830 MPa, độ bền kéo trên 980 MPa, độ dãn dài hơn 12%, và khả năng giảm mặt cắt trên 45% Ngoài ra, thép này còn có độ bền va đập lớn hơn 59 J, làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng công nghiệp.

Thép SCM440 là một vật liệu linh hoạt và hữu ích, được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực dầu khí Các ứng dụng của thép SCM440 bao gồm thanh kết nối, băng tải, bánh răng, trục bơm, giá đỡ dụng cụ, trục vít và đai ốc Ngoài ra, nó còn được sử dụng để chế tạo khuôn dập nguội, trục cán hình và các chi tiết mài mòn Thép SCM440 cũng được ứng dụng trong sản xuất trục chân vịt, trục truyền động cho tàu thuyền và trục khuỷu.

Quy cách kích thước của thép SCM440 trên thị trường bao gồm thép tấm cán nóng với độ dày từ 6 mm đến 120 mm, chiều rộng từ 1000 mm đến 2200 mm và chiều dài từ 3000 mm đến 6000 mm Đối với thép ống SCM440, độ dày dao động từ 2 mm đến 10 mm, đường kính ống từ 6 mm đến 60 mm và chiều dài từ 3000 mm đến 6000 mm.

Thép tròn SCM440 cán nóng thì sẽ có phi từ 14 mm đến 80 mm và độ dài từ 3000 mm đến

Thép tấm rèn SCM440 có kích thước độ dày từ 80 mm đến 1000 mm, độ rộng nhỏ hơn 1800 mm và chiều dài từ 1000 mm đến 12000 mm Thép trục rèn SCM440 cũng có độ dày tương tự, từ 80 mm đến 1000 mm, với chiều dài từ 1000 mm đến 12000 mm Nhiệt luyện thép SCM440 là một quá trình quan trọng để cải thiện tính chất cơ học của vật liệu.

Bảng 3.10 Nhiệt luyện thép SCM440 [14] Ủ Thường hóa Tôi Ram Độ cứng (HB)

Làm mát trong không khí

Là thép theo tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản có tính chất cơ học và khả năng chịu mài mòn tốt

Bảng 3.11 Các thành phần hóa học của thép S50C [16]

STT Thành phần hóa học Hàm lƣợng ( % )

Bảng 3.12 Các tên gọi của thép S50C theo tiêu chuẩn từng nước [16]

Tiêu chuẩn AISI DIN JIS NIPPON HITACHI

Mác thép 1050 1026 S50C S50C S50C b Đặc điểm thép S50C

Vật liệu SPFH590

Thép SPFH590 là thép tấm cán nóng theo tiêu chuẩn JIS G3134 của Nhật Bản, nổi bật với cường độ cao và độ bền kéo tốt Loại thép này được ưa chuộng nhờ khả năng tạo hình linh hoạt và tính hàn tốt, giúp đáp ứng nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp Tên gọi SPFH590 phản ánh những đặc tính nổi bật của loại thép này.

- F: Khả năng chịu lực tốt (Force)

- H: Chế tạo bằng phương pháp cán nóng (Hot rolled steel)

- 590: Giới hạn bền nhỏ nhất (MPa)

Bảng 3.18 Thành phần hóa học của vật liệu SPFH590 [21]

Bảng 3.19 Tên gọi của thép SPFH590 theo tiêu chuẩn từng nước [21]

Nhật Bản Mỹ Châu Âu Đức Pháp Anh Ý

SPFH590 490XF S500MC QSTE420TM E420D HR50F45 Fe420TM

JIS SAE EN DIN, WNr AFNOR BS UNI

Nguyên tố C Si Mn P S Al

Bảng 3.20 Tính chất cơ học của vật liệu SPFH590 [21]

Kiểm tra độ bền Kiểm tra uốn

Giới hạn chảy (MPa) Độ bền kéo (MPa) Độ giãn dài L0 = 50 mm, b = 25 mm (%) Độ dày (mm) Độ dày (mm)

Bảng 3.21 Độ bền kéo của vật liệu SPFH590 [21]

Giới hạn bền nhỏ nhất

Thép SPFH590, với độ bền 85,6 ksi và 113,1 ksi, thường được ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô để chế tạo các bộ phận như khung gầm, trục, bánh xe và nhiều linh kiện khác Ngoài ra, loại thép này còn được sử dụng cho các sản phẩm công nghiệp, ống công nghiệp và tàu thuyền công nghiệp.

3.4 Yêu cầu kỹ thuật của các loại khuôn dập nguội

Khi chế tạo và lắp ráp các chi tiết trong khuôn, cần đảm bảo độ chính xác cao để sản phẩm dập ra đúng kích thước và yêu cầu bản vẽ Các bề mặt làm việc và tiếp xúc phải có độ bóng cao và kích thước tương quan Đảm bảo chế độ nhiệt luyện phù hợp cho từng chi tiết để đạt độ cứng cần thiết Lựa chọn vật liệu phù hợp với từng loại chi tiết khuôn và chế độ nhiệt luyện tương ứng Sử dụng các chi tiết tiêu chuẩn từ các hãng chế tạo nhằm giảm thiểu gia công cơ khí trong quá trình chế tạo khuôn.

Tất cả các yêu cầu trong quá trình chế tạo, lắp ráp và sửa chữa khuôn đều liên quan chặt chẽ với nhau Nếu một trong những yêu cầu này không được đảm bảo, nó sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và tuổi thọ của khuôn Độ bền của khuôn được xác định bởi số lượng sản phẩm từ khi bắt đầu dập cho đến khi khuôn cần sửa chữa, đặc biệt đối với khuôn dập cắt, điều này rất quan trọng.

47 bình thì số sản phẩm khi bắt đầu dập đến khi phải sửa chữa khuôn là từ 15.000 – 20.000 chi tiết và đến khi khuôn hỏng hoàn toàn là 600.000 – 800.000 chi tiết [22]

Về nguyên lý khuôn cắt được chia thành 3 loại:

Khuôn cắt biên là khuôn dùng để cắt ra những biên dạng xác định của chi tiết theo yêu cầu bản vẽ

Khuôn đục lỗ có cấu trúc tương tự như khuôn cắt biên, nhưng thay vì giữ lại chi tiết, chúng ta cần biên dạng lỗ đục Sau khi thực hiện quá trình đục lỗ, biên dạng còn lại bên ngoài chính là chi tiết mà chúng ta mong muốn.

Khuôn cắt đục là sự kết hợp tối giản giữa khuôn cắt biên và khuôn đục lỗ, giúp loại bỏ phần chi tiết thừa bên trong và bên ngoài sản phẩm, từ đó đạt được kích thước theo yêu cầu bản vẽ.

=> Trong đề tài này nhóm em dùng khuôn cắt biên

Hình 3.1 Kết cấu cơ bản của khuôn cắt biên

Bảng 3.22 Chú thích các bộ phận của khuôn cắt biên

STT Tên Chiều dày (mm) Vật liệu Xử lý nhiệt Độ cứng

4 Chày cắt Phụ thuộc vào kết cấu SKD11 x 58 – 60 HRC

5 Tấm chạy Phụ thuộc chiều dày tole

6 Tấm cối Phụ thuộc chiều dày tole

7 Tấm đế phụ Phụ thuộc vào lực cắt SS41 - -

8 Chân đế Phụ thuộc DH máy SS41 - -

3.5.2 Chức năng từng bộ phận

- Tấm đế trên (1) tác dụng để kẹp vào phần di động của máy và cố định toàn bộ phần khuôn trên vào đế trên của máy dập

Tấm chống lún có vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn hiện tượng lún cho chày trong quá trình dập, thường được sử dụng trong các trường hợp đặc biệt như biên dạng chi tiết cắt nhỏ hoặc khi lực dập lớn, đặc biệt đối với tôle có độ dày từ 4 mm trở lên Vật liệu chế tạo tấm thường là S45C hoặc S50C, sau khi gia nhiệt có độ cứng đạt từ 30 đến 50 HRC, phù hợp cho vật liệu cắt có ứng suất thấp Đối với vật liệu cắt có ứng suất cao, SKD11 là lựa chọn tối ưu, với độ cứng sau gia nhiệt đạt từ 58 đến 60 HRC.

Tấm đóng dao, hay còn gọi là tấm giữ chân chốt, có vai trò quan trọng trong việc cố định chày cắt và dẫn hướng, đồng thời bố trí lò xo Nó xác định vị trí tương quan chính xác giữa chày cắt và tấm cối thông qua hệ thống dẫn hướng, do đó yêu cầu tấm đóng dao phải được gia công với độ chính xác cao.

Chày cắt (4) đóng vai trò quan trọng trong quá trình cắt sản phẩm, được gia công theo biên dạng của chi tiết cần cắt Để đảm bảo độ chính xác, phần chày cắt thường phải được offset nhỏ lại, tính toán dựa trên phần trăm chiều dày của vật liệu.

50 tole (5%t ~ 10%t) để tạo khe hở chày và cối Thường được làm bằng SKD11 sau gia nhiệt đạt 58 – 60 HRC

Tấm chạy (5) có vai trò quan trọng trong việc giữ chặt phần biên dạng thừa của chi tiết, đảm bảo phôi được phẳng và chi tiết sau khi cắt không bị cong vênh Ngoài ra, tấm này còn giúp loại bỏ phần biên dạng thừa ra khỏi chày cắt.

Tấm cối đóng vai trò quan trọng trong việc xác định biên dạng và kích thước chính xác của chi tiết theo bản vẽ, đảm bảo rằng biên dạng cắt của chi tiết được thực hiện đúng trên tấm cối Khe hở sẽ được điều chỉnh nhỏ lại theo chày Chất liệu thường được sử dụng cho tấm cối là SKD11 và SLD, sau khi gia nhiệt sẽ đạt độ cứng từ 58 đến 60 HRC.

Tấm đế phụ (7) có vai trò quan trọng trong việc đỡ và cố định toàn bộ phần dưới của khuôn Trong những trường hợp cụ thể, nó còn giúp kẹp chặt vào phần đế dưới của máy dập, đặc biệt khi chiều cao DH của máy thấp hoặc khi yêu cầu cấu trúc không theo tiêu chuẩn nhất định Điều này cũng áp dụng cho các máy dập có lỗ thoát chi tiết trên đế máy.

Tấm chân đế (8) có vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ phần dưới của khuôn, đồng thời điều chỉnh chiều cao DH của máy dập Chiều cao này thường được quy định theo tiêu chuẩn kết cấu của từng công ty.

Tấm đế dưới (9) có chức năng kẹp chặt toàn bộ phần dưới của khuôn vào đế máy dập, thường được thiết kế theo tiêu chuẩn chiều cao DH do từng công ty quy định.

Khuôn cắt biên có cấu trúc cơ bản gồm 5 tấm, bao gồm tấm đế trên (1), tấm giữ chấn chốt (2) hay còn gọi là tấm đóng dao, tấm chạy (5) và tấm cối.

Khuôn cắt biên

Về nguyên lý khuôn cắt được chia thành 3 loại:

Khuôn cắt biên là khuôn dùng để cắt ra những biên dạng xác định của chi tiết theo yêu cầu bản vẽ

Kết cấu của khuôn đục lỗ tương tự như khuôn cắt biên, nhưng thay vì giữ lại chi tiết, chúng ta cần biên dạng lỗ đục Sau khi lỗ được đục bỏ, biên dạng còn lại bên ngoài chính là chi tiết mà chúng ta cần.

Khuôn cắt đục là sự kết hợp tối giản giữa khuôn cắt biên và khuôn đục lỗ, có chức năng cắt bỏ các chi tiết thừa bên trong và bên ngoài sản phẩm, nhằm đạt được kích thước theo yêu cầu trong bản vẽ.

=> Trong đề tài này nhóm em dùng khuôn cắt biên

Hình 3.1 Kết cấu cơ bản của khuôn cắt biên

Bảng 3.22 Chú thích các bộ phận của khuôn cắt biên

STT Tên Chiều dày (mm) Vật liệu Xử lý nhiệt Độ cứng

4 Chày cắt Phụ thuộc vào kết cấu SKD11 x 58 – 60 HRC

5 Tấm chạy Phụ thuộc chiều dày tole

6 Tấm cối Phụ thuộc chiều dày tole

7 Tấm đế phụ Phụ thuộc vào lực cắt SS41 - -

8 Chân đế Phụ thuộc DH máy SS41 - -

3.5.2 Chức năng từng bộ phận

- Tấm đế trên (1) tác dụng để kẹp vào phần di động của máy và cố định toàn bộ phần khuôn trên vào đế trên của máy dập

Tấm chống lún là thiết bị quan trọng giúp ngăn chặn hiện tượng lún cho chày trong quá trình dập, thường được sử dụng trong các trường hợp chi tiết có biên dạng nhỏ hoặc khi lực dập lớn, đặc biệt với tôle có độ dày từ 4 mm trở lên Chúng thường được chế tạo từ vật liệu S45C, S50C, sau khi gia nhiệt đạt độ cứng 30 - 45 HRC hoặc 40 – 50 HRC, phù hợp cho vật liệu cắt có ứng suất thấp Đối với vật liệu cắt có ứng suất cao, SKD11 là lựa chọn lý tưởng, với độ cứng sau gia nhiệt đạt từ 58 – 60 HRC.

Tấm đóng dao, hay còn gọi là tấm giữ chân chốt, đóng vai trò quan trọng trong việc cố định chày cắt và dẫn hướng, cũng như bố trí lò xo Nó đảm bảo vị trí tương quan chính xác giữa chày cắt và tấm cối thông qua hệ thống dẫn hướng, do đó yêu cầu tấm đóng dao phải được gia công với độ chính xác cao.

Chày cắt là một thành phần quan trọng trong quá trình cắt sản phẩm, được gia công theo biên dạng của chi tiết cần cắt Để đảm bảo độ chính xác, phần chày cắt thường phải được offset nhỏ lại, được tính theo phần trăm chiều dày của vật liệu.

50 tole (5%t ~ 10%t) để tạo khe hở chày và cối Thường được làm bằng SKD11 sau gia nhiệt đạt 58 – 60 HRC

Tấm chạy (5) giúp giữ chặt phần biên dạng thừa của chi tiết, đảm bảo phôi phẳng và ngăn ngừa cong vênh sau khi cắt Đồng thời, nó cũng thực hiện việc đánh phần biên dạng thừa ra khỏi chày cắt.

Tấm cối (6) đóng vai trò quan trọng trong việc xác định biên dạng và kích thước chính xác của chi tiết theo bản vẽ thực tế Biên dạng cắt của chi tiết sẽ được thực hiện chính xác trên tấm cối, với khe hở được điều chỉnh nhỏ lại theo chày Vật liệu thường sử dụng cho tấm cối là SKD11 và SLD, sau khi gia nhiệt đạt độ cứng từ 58 đến 60 HRC.

Tấm đế phụ có vai trò quan trọng trong việc đỡ và cố định toàn bộ phần dưới của khuôn Trong một số trường hợp, nó còn giúp kẹp chặt vào phần đế dưới của máy dập, đặc biệt khi chiều cao DH của máy thấp hoặc khi yêu cầu kết cấu không theo tiêu chuẩn nhất định, hoặc phù hợp với thiết kế của máy dập có lỗ thoát chi tiết trên đế máy.

Tấm chân đế (8) đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ phần dưới của khuôn và điều chỉnh chiều cao DH của máy dập Chiều cao này thường được quy định theo tiêu chuẩn kết cấu của từng công ty.

Tấm đế dưới (9) có chức năng kẹp chặt toàn bộ phần dưới của khuôn vào đế máy dập, thường tuân theo tiêu chuẩn kết cấu về chiều cao DH do từng công ty quy định.

Khuôn cắt biên có cấu trúc cơ bản gồm 5 tấm chính: tấm đế trên (1), tấm giữ chấn chốt (2) hay còn gọi là tấm đóng dao, tấm chạy (5) và tấm cối.

Chày không được tính là một tấm do khả năng sử dụng chung trong tấm cối Khi chiều dày vật liệu lớn (t ≥ 3,2 mm) hoặc khi biên dạng dao cắt lớn, việc cắt xéo chày cối sẽ giúp tiết kiệm vật liệu Sau đó, cần quét lại biên dạng cắt hoặc điều chỉnh biên dạng cắt quá nhỏ.

Kết cấu khuôn được quy định riêng theo từng công ty sản xuất và yêu cầu chiều cao DH cho từng loại máy dập, giúp tiết kiệm thời gian lắp đặt và kẹp chặt khuôn trong quá trình sản xuất Do đó, kết cấu khuôn hoàn chỉnh như hình 3.1 sẽ được áp dụng.

Để nâng cao năng suất trong quá trình sản xuất, mỗi địa điểm cần thực hiện các cải tiến về kết cấu phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể.

Trong quá trình dập cắt, dao cắt và cối là hai thành phần chính tạo ra chi tiết Để đảm bảo biên cắt đều và không lệch line tole, cần có cử định vị line tole và cử bước chính xác.

Khuôn chấn V

Khuôn này thường được sử dụng cho các sản phẩm có một hoặc nhiều cạnh lận, tuy nhiên mỗi lần dập chỉ có thể lận một cạnh duy nhất Phương pháp chấn V nổi bật với khả năng điều chỉnh góc độ trong quá trình dập, giúp đạt được dung sai theo yêu cầu bản vẽ mà không bị giới hạn về góc độ lận Kết cấu khuôn trong phương pháp này khá đơn giản và dễ gia công Tuy nhiên, nhược điểm là cần phải điều chỉnh DH dập cho đến khi đạt được góc độ uốn mong muốn, điều này đôi khi dẫn đến việc chưa khớp chính xác với khuôn.

Hình 3.2 Kết cấu cơ bản của khuôn chấn V

Hình 3.3 Kết cấu cơ bản của khuôn chấn V

Bảng 3.23 Chú thích các bộ phận của khuôn chấn V

3.6.2 Chức năng từng bộ phận

- Các tấm đế trên (1), tấm đế phụ (5), tấm chân đế (6), tấm đế dưới (7) có chức năng và nhiệm vụ giống như các tấm trong kết cấu khuôn cắt

Tấm đóng dao, hay còn gọi là tấm giữ chân chày lận, có vai trò quan trọng trong việc cố định chày và dẫn hướng Nó giúp xác định vị trí tương quan chính xác giữa chày lận và tấm cối lận thông qua hệ thống dẫn hướng, do đó yêu cầu gia công tấm đóng dao phải thật chính xác để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

- Chày lận (3) và tấm cối lận (4) tham gia vào quá trình dập lận chi tiết được gia công chính xác theo biên dạng lận (góc độ) của chi tiết

Khuôn chấn V cần 5 tấm cơ bản để cấu thành, bao gồm: tấm đế trên, tấm giữ đóng dao, chày lận, tấm cối lận và tấm đế phụ Nếu khuôn phải tuân theo tiêu chuẩn chiều cao DH riêng của từng nơi sản xuất, cần sử dụng kết cấu đầy đủ theo hình 3.2 và 3.3.

Trong một số trường hợp, tùy thuộc vào kích thước và độ phức tạp của chi tiết, chúng ta cần áp dụng các kết cấu riêng biệt phù hợp với yêu cầu công việc, chẳng hạn như thiết kế tháo lắp nhanh hoặc sử dụng thêm tấm đệm dưới tấm cối.

STT Tên Chiều dày (mm) Vật liệu Xử lý nhiệt Độ cứng

3 Chày lận Phụ thuộc vào chi tiết SKD11 x 58 – 60 HRC

5 Tấm đế phụ Phụ thuộc vào lực dập SS41 - -

6 Chân đế Phụ thuộc DH máy SS41 - -

Trong phương pháp này, góc độ lận đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến kích thước chi tiết theo bản vẽ Tùy thuộc vào độ biến dạng của vật liệu và kích thước góc chấn, vật liệu có thể dày hoặc mỏng, dẫn đến việc góc chấn sẽ bung ra nhiều hay ít Góc chấn V có thể được thực hiện trong phạm vi từ 5° đến 175°.

Khi chấn cạnh 90° cho một chi tiết, nếu không quan tâm đến các tính chất cơ lý của vật liệu, chày và cối nên được gia công ở góc khoảng 88° đến 89° Đối với vật liệu cứng, giòn hoặc mỏng, nên chọn góc 88° để tận dụng độ đàn hồi lớn Ngược lại, với vật liệu mềm, dẻo hoặc quá dày, góc 89° là lựa chọn tối ưu do độ đàn hồi nhỏ hơn.

Trước khi tiến hành dập, việc định vị chính xác chi tiết trên khuôn là rất quan trọng, điều này được thực hiện nhờ pin định vị chi tiết Điều này giúp tránh tình trạng siêu định vị, có thể dẫn đến biến dạng chi tiết Đặc biệt, cần đảm bảo định vị tại những vị trí mà khi dập, chi tiết không bị cấn.

- Khi phần di động của máy dập chạy xuống, chày lận sẽ tác động lên tấm phôi tạo ra góc chấn V trên sản phẩm theo yêu cầu bản vẽ

- Sau khi tạo góc chấn trên sản phẩm, phần di động của máy sẽ tách khuôn ra kết thúc quá trình chấn V.

Khuôn lận U

Khuôn lận U được sử dụng cho các sản phẩm có một hoặc nhiều cạnh lận, mang lại ưu điểm lớn về độ ổn định của chi tiết Phương pháp này giữ chặt phôi trong quá trình dập nhờ tấm chạy, đồng thời cho phép điều chỉnh góc độ uốn để đạt được dung sai theo bản vẽ.

Phương pháp dập có nhược điểm khi xử lý các chi tiết có biên dạng lớn, đặc biệt là khi điều chỉnh góc độ cho những chi tiết có cạnh lớn hơn 90° Việc điều chỉnh này có thể ảnh hưởng đáng kể đến profile sản phẩm, dẫn đến các chi tiết dập không phẳng do không sát khuôn, mặc dù góc độ vẫn đạt yêu cầu Do đó, cần hạn chế điều chỉnh góc độ theo phương pháp xuống khuôn (DH máy) và đảm bảo dập sát khuôn để sản phẩm luôn ổn định.

Hình 3.4 Kết cấu cơ bản khuôn lận U

Hình 3.5 Kết cấu cơ bản của khuôn lận U

Bảng 3.24 Chú thích các bộ phận của khuôn lận U

STT Tên Chiều dày (mm) Vật liệu

Xử lý nhiệt Độ cứng

3 Chày lận Phụ thuộc vào chi tiết SKD11 x 58 - 60HRC

4 Tấm cối lận Phụ thuộc vào chi tiết SKD11,

5 Tấm chạy Phụ thuộc vào khoảng chạy SKD11 x 58 - 60HRC

6 Tấm đệm Phụ thuộc vào khoảng chạy SS41 - -

7 Tấm đế phụ Phụ thuộc vào lực dập SS41 - -

8 Chân đế Phụ thuộc DH máy SS41 - -

9 Tấm đế dưới Phụ thuộc chiều dày tole SS41 - -

10 Chốt đẩy Phụ thuộc vào khoảng chạy SS41 x 55 - 58HRC

11 Tấm đỡ chốt đẩy 15 ~ 20 SS41 - -

3.7.2 Chức năng từng bộ phận

- Các tấm đế trên (1), tấm đế phụ (7), tấm chân đế (8), tấm đế dưới (9) có chức năng và nhiệm vụ giống như các tấm trong kết cấu khuôn cắt

Tấm đóng dao, hay còn gọi là tấm giữ chân chày lận, có vai trò quan trọng trong việc cố định chày và dẫn hướng Nó giúp xác định vị trí tương quan chính xác giữa chày lận và tấm cối lận thông qua hệ thống dẫn hướng, do đó yêu cầu tấm đóng dao phải được gia công với độ chính xác cao.

- Chày lận (3) và tấm cối lận (4) tham gia vào quá trình dập lận chi tiết được gia công chính xác theo biên dạng lận (góc độ) của chi tiết

Tấm chạy (5) giữ vai trò quan trọng trong việc kẹp chặt phôi ban đầu trong quá trình lận, giúp đảm bảo sản phẩm luôn ổn định Đồng thời, nó còn có chức năng đẩy chi tiết lên sau khi quá trình lận hoàn tất.

- Tấm đệm (6) có tác dụng chiêm thêm để tạo khoảng không cho tấm chạy và khoảng chạy, phụ thuộc vào chiều cao cạnh lận tính theo tiêu chuẩn

Chốt đẩy (10) hoạt động như một cầu nối trung gian giữa đội hơi và tấm chạy, với khoảng chạy phụ thuộc vào chiều cao cạnh lận Thường được chế tạo từ vật liệu SS41 để đảm bảo độ bền và hiệu suất.

Tấm đỡ chốt đẩy (11) có chức năng đỡ các chốt đẩy và chịu lực tác dụng từ đội hơi để nâng tấm chạy Độ dày của tấm đỡ phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm.

Bên cạnh đó, còn tồn tại các kết cấu khuôn sử dụng lò xo hoặc lò xo gas Trong trường hợp này, chốt đẩy số (10) và tấm đỡ chốt đẩy (11) sẽ không cần thiết, vì lò xo hoặc lò xo gas sẽ trực tiếp nâng tấm chạy (5) trong quá trình dập.

Tùy thuộc vào độ phức tạp của chi tiết, chúng ta có thể thêm các phần phụ vào cấu trúc khác nhau, tuy nhiên, chức năng và nhiệm vụ của các tấm chính vẫn giữ nguyên.

Để đảm bảo tính ổn định và ngoại quan của chi tiết không bị cong vênh trong quá trình dập, cần phải xuống sát khuôn Thay vì điều chỉnh góc độ bằng máy DH theo phương pháp chấn V, chúng ta phải điều chỉnh góc lận thông qua gia công chày và cối.

Khi làm việc với góc lận lớn hơn 90 độ, cần xem xét độ đàn hồi của chi tiết và đảm bảo góc lận phù hợp với bản vẽ kỹ thuật Thông thường, góc lận nên nhỏ hơn 1° đến 2° đối với các góc từ 90° đến 135°, và từ 3° đến 5° đối với các góc lận lớn hơn 135°.

Để đạt được dung sai bản vẽ cho góc lận = 90, đặc biệt với những bản vẽ có yêu cầu cao về góc độ, chúng ta có nhiều phương pháp khác nhau để đảm bảo góc độ chính xác theo thiết kế.

- Trước khi dập, chi tiết sẽ được định vị chính xác trên khuôn nhờ pin định vị chi tiết

(tránh trường hợp siêu định vị sẽ làm biến dạng chi tiết), định vị ở những nơi mà khi dập chi tiết không bị cấn

Khi phần di động của máy dập hạ xuống, chày lận tác động lên tấm phôi đồng, trong khi tấm chạy phía dưới giữ chặt chi tiết, đảm bảo sự ổn định trong quá trình dập lận hình Quá trình này giúp tạo ra góc lận trên sản phẩm theo yêu cầu của bản vẽ.

Sau khi tạo góc lận trên sản phẩm, phần di động của máy sẽ tách khuôn ra, và tấm chạy phía trong tấm cối sẽ đẩy chi tiết ra ngoài, hoàn tất quá trình lận U.

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỘ KHUÔN CẮT RỚT VÀ BỘ KHUÔN CHẤN V, LẬN U

Yêu cầu của đề tài và thông số thiết kế

4.4.1 Yêu cầu của đề tài

Sản phẩm hoàn thiện cần đảm bảo không có khuyết tật bề mặt, kích thước chi tiết phải nằm trong dung sai cho phép và hình dáng cùng kích thước phải chính xác theo bản vẽ Đối với hai bộ khuôn cắt rớt và khuôn chấn V, U, bề mặt lòng khuôn và các điểm tiếp xúc phải đạt độ bóng cao, đồng thời dung sai kích thước của hai bộ khuôn cũng phải nằm trong mức dung sai cho phép.

4.1.2 Thông số thiết kế a Vật liệu Đối với sản phẩm sẽ dùng vật liệu SPFH590, bộ khuôn cắt rớt sẽ dùng vật liệu là SKD11, SS41, S45C và bộ khuôn chấn V, lận U sẽ dùng vật liệu là SKD11, SS41, SCM440, S45C, SLD, S50C b Tiêu chuẩn

Tiêu chuẩn được quy định trong nội bộ công ty Cổ Phần Công Nghiệp Chính Xác Việt Nam (VPIC) c Quy định an toàn

Quy định an toàn được quy định trong nội bộ công ty Cổ Phần Công Nghiệp Chính Xác Việt Nam (VPIC) d Chi phí sản xuất và thị trường

Chi phí sản xuất bộ khuôn cắt rớt là 1068 USD

Chi phí sản xuất bộ khuôn chấn V và lận U là 2097,03 USD

61 e Tuổi thọ và bảo trì

Bảng 4.1 Tần suất bảo dưỡng định kì.

Phương án và giải pháp thực hiện

- Phương án 1: Thiết kế và chế tạo 01 bộ khuôn cắt rớt và 01 bộ khuôn chấn V và lận

Trong quy trình sản xuất, máy dập có hai công đoạn chính trên một đế Bộ khuôn cắt rớt thực hiện nhiệm vụ cắt biên, trong khi bộ khuôn chấn V và lận U định hình sản phẩm Nhóm sẽ tiến hành thiết kế bộ khuôn chấn V và lận U trước, sau đó mới thiết kế bộ khuôn cắt rớt Trình tự thực hiện sẽ được tiến hành theo các bước cụ thể.

Bước 1: Tính toán, thiết kế và chế tạo bộ khuôn chấn V và lận U

Bước 2: Sử dụng máy laser để cắt biên dạng chi tiết từ line tole nhằm tạo ra sản phẩm ban đầu Bước 3: Áp dụng khuôn chấn V và lận U để tiến hành thử nghiệm, dập tấm phôi thành sản phẩm mẫu và so sánh với bản vẽ của khách hàng.

Bước 4: Tính toán, thiết kế và chế tạo bộ khuôn cắt rớt

Bước 5: Sau khi có được bộ khuôn cắt rớt ta tiến thành thử nghiệm từ công đoạn cắt rớt đến chấn V, lận U

Bước 7: Bàn giao sản xuất hàng loạt

- Phương án 2: Thiết kế và chế tạo 01 bộ khuôn cắt rớt và 01 bộ khuôn chấn V, lận U

Bộ khuôn cắt rớt có vai trò cắt biên, trong khi bộ khuôn chấn V và lận U định hình sản phẩm Nhóm sẽ thực hiện bộ khuôn cắt rớt trước, sau đó mới tiến hành làm bộ khuôn chấn V và lận U Quy trình được thực hiện theo các bước cụ thể.

Tần suất bảo dƣỡng định kỳ cho khuôn 20.000 – 25.000 pcs

No MATERIAL/COMPONENT QUANTITY OR

Bước 1: Tính toán, thiết kế và chế tạo khuôn dập cắt rớt

Bước 2: Tính toán, thiết kế và chế tạo khuôn chấn V, lận U

Bước 3: Sử dụng 02 bộ khuôn để thực hiện mẫu thử nghiệm, tiến hành dập theo thứ tự từ công đoạn cắt rớt đến công đoạn chấn V và lận U, nhằm tạo ra sản phẩm Sau đó, so sánh sản phẩm với bản vẽ của khách hàng để đảm bảo độ chính xác.

Bước 5: Bàn giao sản xuất hàng loạt

Phương án 3 đề xuất thiết kế và chế tạo ba bộ khuôn: khuôn cắt rớt, khuôn chấn V và khuôn lận U Khuôn cắt rớt sẽ thực hiện nhiệm vụ cắt biên dạng sản phẩm, trong khi khuôn chấn V và khuôn lận U sẽ định hình sản phẩm Quy trình thiết kế sẽ bắt đầu với khuôn chấn V, tiếp theo là khuôn lận U, và cuối cùng là khuôn cắt rớt Trình tự thực hiện sẽ được tiến hành theo các bước đã được xác định.

Bước 1: Tính toán, thiết kế và chế tạo khuôn chấn V

Bước 2: Tính toán, thiết kế và chế tạo khuôn lận U

Bước 3: Sử dụng máy laser để cắt biên dạng chi tiết từ line tole, tạo ra sản phẩm ban đầu Bước 4: Áp dụng bộ khuôn chấn V và khuôn lận U để thực hiện dập thử nghiệm, từ đó tạo ra sản phẩm mẫu và so sánh với bản vẽ của khách hàng.

Bước 5: Tính toán, thiết kế và chế tạo khuôn dập cắt rớt

Bước 6: Tiến hành làm mẫu thử nghiệm từ công đoạn cắt rớt đến chấn V và cuối cùng là lận U

Bước 8: Bàn giao sản xuất hàng loạt.

Lựa chọn phương án

Phương án 1 đề xuất thiết kế và chế tạo bộ khuôn chấn V và lận U trước, sử dụng phôi từ máy cắt laser Khi tiến hành dập thử nghiệm, chúng ta sẽ có mẫu và số liệu để đối chiếu với bản vẽ của khách hàng Nếu sản phẩm không đạt yêu cầu, chúng ta sẽ tìm ra giải pháp tại công đoạn chấn V và lận U Dựa vào số liệu thu thập, chúng ta sẽ thiết kế và chế tạo bộ khuôn cắt rớt Quy trình này không chỉ tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất mà còn rút ngắn thời gian lao động cho công nhân, từ đó nâng cao lợi nhuận cho công ty.

- Phương án 2: Thiết kế và chế tạo theo thứ tự bộ khuôn cắt rớt rồi tới bộ khuôn chấn

V và lận U nên khi khuôn chấn V, lận U không đ ng theo yêu cầu của bản vẽ sẽ triển khai

Việc biên dạng chi tiết không chính xác trong khuôn cắt có thể dẫn đến sai lệch biên dạng, gây nguy cơ phải thiết kế lại chày và cối Điều này không chỉ làm tăng chi phí sản xuất mà còn tốn thời gian gia công lại, từ đó giảm lợi nhuận cho công ty.

Phương án 3 đề xuất tách riêng bộ khuôn chấn V và lận U thành hai khuôn độc lập, thay vì thiết kế và chế tạo chỉ hai bộ khuôn như các phương án trước Việc này nhằm giảm thiểu sai số trong quá trình gá đặt, đảm bảo độ chính xác cho sản phẩm Tuy nhiên, nếu thực hiện theo trình tự này, chi phí sản xuất sẽ tăng lên và thời gian lao động của công nhân cũng sẽ kéo dài, dẫn đến lợi nhuận không đạt hiệu quả cao.

==> Kết luận: Chọn phương án 1 là phương án tối ưu nhất Nhóm tác giả chọn phương án 1 để thực hiện đề tài

Trình tự công việc tiến hành

Hình 4.1 Quy trình chế tạo sản phẩm.

Mô phỏng quá trình chấn, lận

Xếp line tole Thiết kế khuôn cắt Dập cắt

Dập chấn, lận Trải hình

Thiết kế khuôn chấn V, lận U

Sản xuất hàng loạt Đạt Chưa đạt

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

Triển khai hình cho sản phẩm REINFORCEMENT_FOOTREST

Triển khai hình trải phẳng tấm là kỹ thuật quan trọng trong thiết kế khuôn dập, giúp sản xuất chi tiết tấm một cách chính xác và tiết kiệm chi phí Việc lựa chọn phương pháp triển khai hình phù hợp cùng với công cụ hỗ trợ chuyên dụng sẽ nâng cao chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa quy trình sản xuất Để bắt đầu, cần có bản vẽ từ khách hàng.

- Phương pháp 1: Trải theo tiêu chuẩn tính toán của công ty VPIC

+ Bước 1: Tìm các cung cần trải

Hình 5.1 Những cạnh cần trải hình đều có cung R trong = 3 mm

Để tính toán các giá trị và giá trị cần bù, chúng ta cần chia thành ba bước do có ba cung R với chiều dài khác nhau Đầu tiên, nên trải các cạnh được dập cuối cùng Theo quy trình làm khuôn, cần trải hai cung R3 trước như hình 5.2.

Hình 5.2 Hai cạnh R3 được trải đầu tiên

Dựa vào bảng 2.2 và công thức 2.14 đ trình bày ở phần cơ sở lý thuyết (lý thuyết trải hình) ta có được các kết quả như sau:

Bảng 5.1 Các thông số tính toán

+ b: Giá trị offset của R trong

Hình 5.3 Giá trị offset của R trong

Sau khi offset cung R trong ta dể dàng tính được chiều dài cung offset này bằng phần mềm Autocad

Chiều dài cung offset chính là Arc length = 6,64 mm trong hình 5.4

Hình 5.4 Chiều dài cung R sau khi offset

Sau khi triển khai trải 2 cung r như hình 5.3, kết quả ta sẽ có được biên dạng trải phẳng như hình

Hình 5.5 Hình ảnh 2D sau khi trải hình 2 cung R3 Ở công đoạn dập tiếp theo có 4 cạnh R3 cần trải Ta sẽ trải phẳng đồng thời 4 cung R3 như hình 5.6 phía dưới

Hình 5.6 Vị trí các R3 sẽ trải hình

Vì đều là R3 nên giá trị b khoảng offset đều là 1,23 như đ tính ở trên Ta có các cung được offset từ 4 cung trải trên như hình 5.7

Hình 5.7 Giá trị offset của R trong của công đoạn tiếp theo

Sau khi offset cũng ta dùng phần mềm Autocad để tính chiều dài cung offset giống như cung R3 ở trên

Chiều dài cung offset chính là Arc length = 2,69 mm trong hình 5.8

Hình 5.8 Chiều dài 2 cung R3 sau khi offset

Chiều dài cung offset chính là Arc length = 5,32 mm trong hình 5.6

Hình 5.9 Chiều dài 2 cung R3 còn lại sau khi offset

Sau khi trải ta có được biên dạng như hình

Hình 5.10 Hình ảnh 2D sau khi trải hình 4 cung R3

Sau khi triển khai ta được hình chi tiết tấm giống như hình

Hình 5.11 Hình triển khai chi tiết

- Phương pháp 2: Áp dụng những tính năng, công cụ của phần mềm NX để triển khai hình

Từ file 3D khách hàng, sử dụng phần mềm NX để trải hình

Hình 5.12 File 3D của khách hàng

Bước 1: Chọn lệnh Offser surface  Offset đường lận vào giữa (độ dày tôn là 3,0 mm nên offset vào 1,5 mm)  Ẩn chi tiết đi

Hình 5.13 Offset surface chi tiết

Bước 2: Vào lệnh Analyze Formability - One - Step chọn Intemedia Unform  Vào Unform Region chọn những mặt cần trải  Vào Target Region chọn những mặt không cần trải

Hình 5.14 Vào lệnh Analyze Formability - one – step

Sau đó ta chọn Unform Region và chọn những mặt ta cần trải

Hình 5.15 Vào lệnh Unform Region

Sau đó ta chọn Target Region và chọn mặt không cần trải

Hình 5.16 Vào lệnh Target Region

Bước 3: Tiến hành chia lưới, Thickness chọn Middle Surface  Nhập độ dày 3,0 mm  Chọn chia lưới (Chia lưới càng mịn thì triển khai hình càng đ ng)  Bấm Ok

Hình 5.17 Hình ảnh chia lưới

Hình 5.18 Biên dạng 2D sau khi trải hình chi tiết 3D

Kết quả từ hai phương pháp triển khai hình cho thấy sự tương đồng cao, chứng tỏ tính linh hoạt và hiệu quả của phương pháp này Cả hai cách trải hình đều đạt độ chính xác, do đó, việc lựa chọn giữa trải máy hay trải tay cần dựa vào tiến độ làm việc cụ thể.

Tính toán sắp xếp line tôn

Theo tiêu chuẩn của công ty VPIC, bề dày tôn được chia thành ba trường hợp: khi t < 2,0 mm thì a, b = t; khi t = (2,0 - 3,0) mm thì a, b = 0,8 × t; và khi t > 3,0 mm thì a, b = 0,6 × t Áp dụng lý thuyết tiêu chuẩn mạch dư layout từ chương 2, khoảng cách từ mép linh kiện đến mép rìa tấm vật liệu và khoảng cách giữa hai mép ngoài cùng của linh kiện được xác định là mm.

Từ tính toán và các tiêu chuẩn xếp hình, ta sử dụng phần mềm Auto Cad xếp line và lập ra 3 phương án như hình 5.19

Hình 5.19 Cách sắp xếp linh kiện trên tấm tôn dùng cho khuôn cắt rớt

 Kết luận: Từ Hình 5.19, chọn phương án 2 vì tận dụng được tối đa tiết diện bề mặt trên tấm vật liệu

Tính toán lực dập và chọn máy dập

- Bước 1: Tính chu vi biên dạng của sản phẩm

Hình 5.20 Bản vẽ 2D của chi tiết khi chưa dập của sản phẩm

Sử dụng phần mềm Auto Cad ta dễ dàng tìm được chu vi biên dạng ngoài của sản phẩm,

Hình 5.21 Chu vi biên dạng ngoài của sản phẩm

- Bước 2: Tìm ứng suất cắt của vật liệu sản phẩm

Theo tiêu chuẩn của công ty CPCN CHÍNH XÁC VIỆT NAM VPIC

Bảng 5.2 Bảng cơ tính của thép SPFH590

Mác thép Độ bền kéo

(N/mm 2 ) Độ giãn dài (%) Độ dày (mm)

Từ công thức 2.21 ta suy ra được ứng suất cắt của vật liệu

+ : Ứng suất cắt của vật liệu (N/mm 2 )

+ : Độ bền kéo đứt của vật liệu (N/mm 2 )

+ c: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu

- Bước 3: Dựa vào tiêu chuẩn tính toán lực của công ty CPCN CHÍNH XÁC VPIC VIỆT NAM

+ C: Chu vi của biên dạng (mm)

+ t: Độ dày của sản phẩm (mm)

+ : Ứng suất cắt của vật liệu SPFH590 (N/ )

Theo công thức 2.23 ta có lực của máy dập cắt

P m = k P C = 1,1 78 = 85,8 Tf Theo công thức 2.24 và các thông số đ tính

Vì trong khuôn chấn V, lận U có 2 cộng đoạn nên ta gấp đôi lực dập cần thiết

- Bước 4: Chọn máy dập cắt rớt và máy dập chấn V, lận U theo tiêu chuẩn của công ty CPCN Chính Xác VPIC Việt Nam

Sau khi có được lực dập của máy, ta sẽ tiến hành chọn máy dập theo Tf

+ Lực dập của máy dập cắt rớt > P m = 85,8 Tf

+ Lực dập của máy dập chấn V, lận U > P v’ = 109,2 Tf

Công ty CPCN Gia Công Chính Xác VPIC hiện đang sử dụng nhiều loại máy dập, trong đó máy dập 1 trục khuỷu SEYI SN1-110 được lựa chọn cho các công việc dập cắt rớt và chấn V, U.

- Thông số máy dập 1 trục khuỷu SEYI SN1-110

Nhằm đáp ứng được lực dập cần thiết, ta chọn máy dập 1 trục khuỷu SEYI SN1-110 khung chữ C loại cho lực dập tối đa 110 Tf

Hình 5.22 Máy dập 1 trục khuỷu SEYI SN1-110 khung chữ C

Hình 5.23 Ký hiệu các kích thước bao hình của máy dập 1 trục khuỷu SEYI SN1-110 khung chữ C

Bảng 5.3 Thông số và các kích thước của máy dập 1 trục khuỷu SEYI SN1-110

Hành trình ép (đi xuống) (D) mm 180

Số lần dập trong một phút

Chiều cao khuôn (DxH) mm 350 Điều chỉnh thêm hành trình trượt mm 90 Kích thước bề mặt tấm trượt mm 650 x 520 Đường kớnh lỗ lắp ty chày mm ỉ50,8

Kích thước bàn gá tĩnh (ExF) mm 1150 x 680 Độ dày bàn gá tĩnh (T) mm 155

Chiều cao bàn gá tĩnh (tính từ mặt nền xưởng)

Chiều rộng không gian làm việc của máy (R) mm 670

Chiều sâu không gian làm việc của máy tính từ tâm tấm trượt đến mặt trong cùng (K) mm 350

Vị trí trục truyền động (CxSxU) mm 596 x 1630 x 614 Công suất động cơ chính kWxP 7,5 x 4 Công suất động cơ truyền động phụ kWxP 0,4 x 4 Kích thước chân đế máy (AxB) mm 1160 x 1680

Vị trí lắp bulong xuống nền xưởng (MxN) mm 1060 x 1380 Kích thước bao hình của máy (WxLxH) mm 1310x1985x2990 Áp suất khí nén làm việc MPa 0,55

Thiết kế chày, tấm cối

Chày và cối được chế tạo từ thép SKD11, nổi bật với độ cứng cao, mang lại khả năng chống mài mòn và biến dạng tốt Những đặc tính này giúp hạn chế nứt, biến dạng và ăn mòn trong quá trình sử dụng, đảm bảo hiệu suất và độ bền của sản phẩm.

Hình 5.24 Bản vẽ 2D chày cắt khuôn cắt đứt

Hình 5.25 Bản vẽ 3D chày cắt khuôn cắt rớt

Hình 5.26 Bản vẽ 2D chày khuôn chấn V

Hình 5.27 Bản vẽ 2D chày khuôn chấn V

Hình 5.28 Bản vẽ 3D chày chấn V

Hình 5.29 Bản vẽ 3D chày chấn V

Hình 5.30 Bản vẽ 2D chày lận U

Hình 5.31 Bản vẽ 3D chày lận U

5.4.3 Tấm cối khuôn cắt rớt

Hình 5.32 Bản vẽ 2D tấm cối khuôn cắt rớt

Hình 5.33 Bản vẽ 3D tấm cối khuôn cắt rớt

5.4.4 Tấm cối khuôn chấn V, lận U

Hình 5.34 Bản vẽ 2D tấm cối khuôn chấn V

Hình 5.35 Bản vẽ 3D tấm cối khuôn chấn V

Hình 5.36 Bản vẽ tấm cối khuôn lận U

Hình 5.37 Bản vẽ tấm cối khuôn lận U

- Tiêu chuẩn khe hở giữa chày và cối một phía

Với độ dày sản phẩm t = 3 mm, theo bảng 2.6 ta tính được khe hở chày và cối về một phía là 8% t = 8%.3 = 0,24 mm

- Tiêu chuẩn giữa miếng chạy và chày về một phía

Với độ dày sản phẩm t = 3 mm, theo bảng 2.7 ta tìm được khe hở giữa miếng chạy và chày là 0,2 – 0,3 mm

Chọn số lượng dẫn hướng

Đối với tấm cối khuôn cắt rớt có kích thước 325 150 (mm 2 ) Ta có A B = 32,5

15 = 487,5 (cm 2 ) > 400 (cm 2 ) và có A > 200 cm Do đó theo lý thuyết phần 2.13 ta ưu tiên dùng 4 dẫn hướng trơn cho khuôn cắt rớt

Trong đó A và B lần lượt là chiều dài và chiều rộng tấm cối Đối với tấm cối khuôn chấn V có kích thước 275 200 (mm 2 ) Ta có A B = 27,5

Theo lý thuyết phần 2.13, với diện tích 20 = 550 (cm²) lớn hơn 400 (cm²) và các kích thước A, B đều lớn hơn 200 cm, chúng ta ưu tiên sử dụng 4 dẫn hướng trơn cho khuôn chấn V Đối với tấm cối khuôn lận U có kích thước 225 x 175 (mm²), diện tích A B là 22,5 x 17,5 = 394 (cm²), gần với 400 (cm²) và cũng có A lớn hơn 200 cm, do đó cũng ưu tiên dùng 4 dẫn hướng trơn cho khuôn lận U.

Tính lực đàn hồi của đệm cao su

Đối với khuụn dập cắt rớt ta sẽ sử dụng cao su cú đường kớnh ỉ20 và L = 35 mm

Theo tiêu chuẩn tra bảng Misumi, ta dùng F = L 15%

Chọn cặp F = 3,8 mm và N = 115 Kgf

Theo công thức 2.28 ta có P cs = l N = 3,8 115 = 437 (Kgf)

+ P cs : Lực đàn hồi cao su (Kgf)

+ l: Chiều dài nén của cao su (mm)

+ N: Áp lực của cao su trên 1 mm chiều dài (Kgf/F)

+ N và F tra theo tiêu chuẩn Misumi [9]

Theo tiêu chuẩn công ty CPCN Chính Xác VPIC Việt Nam

P t = (5 - 20)% P c = 0,2 61 = 12,2 Tf Theo công thức 2.30 số lượng cao su:

= 28 Vậy chọn số lượng đệm cao su là 30 cái

Thiết kế các bộ khuôn

Hình 5.38 Nửa dưới bộ khuôn cắt rớt

Hình 5.39 Nửa trên bộ khuôn cắt rớt

Hình 5.40 Bộ khuôn cắt rớt hoàn chỉnh

Hình 5.41 Nửa trên bộ khuôn chấn V và lận U

Hình 5.42 Nữa dưới bộ khuôn chấn V và lận U

Hình 5.43 Bộ khuôn chấn V, lận U hoàn chỉnh.

Thử nghiệm

5.8.1 Mô phỏng quá trình dập

Mô phỏng quá trình dập bằng phần mềm Pam - stamp giúp tối ưu hóa thiết kế và mô hình cho các kỹ sư thiết kế và gia công Phần mềm này có khả năng phân tích các vấn đề như vết rách, nếp nhăn và khuyết tật kim loại, từ đó cải thiện quy trình gia công và sản xuất khuôn mẫu qua các công đoạn dập khác nhau Nhờ vào những phân tích này, việc chế tạo khuôn trở nên dễ dàng hơn, cung cấp giải pháp tối ưu để tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất Một số lưu ý quan trọng sau khi mô phỏng cần được xem xét để đảm bảo hiệu quả tối đa trong quá trình thiết kế.

- Trường hợp mô phỏng không đạt

Một số dấu hiệu sau khi mô phỏng không đạt:

+ Xuất hiện các vết nứt, nếp nhăn trên bề mặt tấm kim loại

+ Thay đổi hình dạng tấm kim loại

+ Độ dày của tấm kim loại không đồng nhất, có chỗ dày hơn hoặc mỏng hơn so với thiết kế

- Trường hợp mô phỏng đạt

Một số dấu hiệu sau khi mô phỏng đạt:

+ Không xuất hiện các vết nứt, nếp nhăn trên bề mặt tấm kim loại

+ Tấm kim loại giữ được hình dạng sau khi dập và có hồi phục đàn hồi nằm trong giới hạn cho phép

+ Độ dày tấm kim loại đồng nhất, không có vùng mỏng và dày hơn

+ Ứng suất còn lại trong tấm kim loại sau quá trình dập ở mức thấp, không gây biến dạng hay lỗi hình học sau này

+ Hình dạng cuối cùng của chi tiết khớp với thiết kế ban đầu, không có sai lệch về kích thước hay hình học

Trường hợp không đạt trong quá trình mô phỏng sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng Cần điều chỉnh các thông số mô phỏng, thiết kế lại chi tiết, khuôn hoặc chọn vật liệu phù hợp Việc phát hiện và sửa chữa lỗi trong giai đoạn mô phỏng giúp tiết kiệm thời gian và chi phí so với việc điều chỉnh trực tiếp trên dây chuyền sản xuất Mô phỏng sản phẩm Reinforcement_Footrest là một ví dụ điển hình cho quy trình này.

Hình 5.44 Kết quả mô phỏng

Hình 5.45 Sai lệch sau mô phỏng

- Kết quả mô phỏng cho ta thấy:

+ Thiết kế khuôn dập vuốt hiện tại là phù hợp và không cần điều chỉnh lớn, chỉ cần kiểm tra và bảo trì định kỳ

+ Các thông số như lực dập, tốc độ dập và nhiệt độ đ được thiết lập tối ưu, có thể áp dụng trực tiếp vào sản xuất thực tế

- Khuyến nghị cho sản xuất thực tế:

Kiểm tra chất lượng khuôn định kỳ là cần thiết để phát hiện sớm hư hỏng hoặc mòn, từ đó đảm bảo quy trình dập diễn ra suôn sẻ và hiệu quả.

Liên tục theo dõi và điều chỉnh thông số quy trình sản xuất là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả Cần kịp thời điều chỉnh nếu có sai lệch so với mô phỏng, nhằm duy trì chất lượng và năng suất trong sản xuất thực tế.

Thực hiện các thử nghiệm định kỳ nhằm xác minh rằng sản phẩm vẫn đáp ứng các tiêu chí chất lượng đã được đề ra.

Sau khi thực hiện dập thử chi tiết, bước tiếp theo là quét 3D để kiểm tra dung sai kích thước của sản phẩm Để thực hiện điều này, chúng ta sử dụng máy CMM, thiết bị có khả năng đo lường các chi tiết phức tạp thông qua một đầu dò, có thể tiếp xúc hoặc không tiếp xúc với bề mặt vật thể.

Dữ liệu thu thập được sẽ được sử dụng để xác định hình dạng và kích thước của chi tiết với

104 độ chính xác rất cao Trên thị trường có rất nhiều loại máy CMM nhưng phổ biến là loại máy Crysta-Plus M776/ M7106

Dưới đây là kết cấu cơ bản của máy CMM Crysta-Plus M776/ M7106 tại công ty Cổ Phần Công Nghiệp Chính Xác Việt Nam (VPIC)

Hình 5.46 Kết cấu máy CMM

Bảng 5.4 Các thông số của máy CMM

Tiến hành đo đạc kiểm tra sản phẩm

- Bước 1: Chuẩn bị bản vẽ kích thước kiểm tra

Hình 5.47 Bản vẽ 2D của sản phẩm

Kết quả đo biên dạng sản phẩm

Hình 5.49 Kết quả đo khu vực 1

Hình 5.50 Kết quả đo khu vực 2

Hình 5.51 Kết quả đo khu vực 3

Hình 5.52 Kết quả đo khu vực 4

Hình 5.53 Kết quả đo khu vực 5

- Bước 4: Phân tích kết quả a Kết quả đo biên dạng sản phẩm

Hình 5.54 Dải màu biên dạng không tốt

Hình 5.55 Dải màu biên dạng chuẩn

Hình 5.56 Dải màu biên dạng đạt

- Biên dạng của sản phẩm đ khớp với các tiêu chuẩn và yêu cầu thiết kế ban đầu

- Các thông số dung sai kích thước và đặc tính của biên dạng đều nằm trong giới hạn cho phép

- Có thể tiến hành các bước tiếp theo trong quy trình sản xuất sản phẩm

GIA CÔNG VÀ LẮP RÁP CÁC BỘ KHUÔN

Quy trình gia công khuôn

Vì số lượng chi tiết trong các bộ khuôn rất nhiều, do đó nhóm sẽ lấy những chi tiết chính của khuôn để lập quy trình gia công

6.1.1 Quy trình gia công bộ khuôn chấn V, lận U a Tấm đế trên

Hình 6.1 Bản vẽ tấm đế trên khuôn chấn V, lận U

Bảng 6.1 Phiếu công nghệ gia công tấm đế trên khuôn chấn V, lận U

1 Phay phỏ thụ mặt của tấm đế trờn End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm đế trờn End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 4 lỗ định vị ỉ8 Drill ỉ7.8 50 500 1

8 Phay 20 lỗ bậc ỉ14D9 End mill ỉ14 600 1500 0.5

10 Phay 4 lỗ bậc ỉ11D7 End mill ỉ8 500 1200 0.5

116 b Tấm giữ chân dẫn hướng

Hình 6.2 Bản vẽ tấm tấm giữ chân dẫn hướng khuôn chấn V, lận U

Bảng 6.2 Phiếu công nghệ gia công tấm giữ chân dẫn hướng khuôn chấn V, lận U

Thứ tự Bước công nghệ Loại dao

1 Phay phỏ thụ mặt của tấm đế trờn End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm đế trờn End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 4 lỗ định vị ỉ8 Drill ỉ7.8 50 500 1

7 Phay 2 biờn dạng 49 ì 39 ì 25 (mm 3 ) End mill ỉ8 750 5000 0.5

10 Phay 4 lỗ bậc ỉ20D5 End mill ỉ14 600 1500 0.5

Hình 6.3 Bản vẽ chày chấn V

Bảng 6.3 Phiếu công nghệ gia công chày chấn V

1 Phay phỏ thụ mặt chày End mill ỉ8 650 3000 1

2 Phay tinh mặt chày End mill ỉ4 100 7500 0.5

Hình 6.4 Bản vẽ chày chấn V

Bảng 6.4 Phiếu công nghệ gia công chày chấn V

1 Phay phỏ thụ mặt chày End mill ỉ8 650 3000 1

2 Phay tinh mặt chày End mill ỉ4 100 7500 0.5

4 Khoan 2 lỗ định vị ỉ8 Drill ỉ7.8 50 500 1

Hình 6.5 Bản vẽ cối chấn V

Bảng 6.5 Phiếu công nghệ gia công cối chấn V

1 Phay phỏ thụ mặt của tấm cối End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm cối End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 8 lỗ định vị ỉ8 Drill ỉ7.8 50 500 1

8 Phay 8 bậc lỗ ỉ14D14 End mill ỉ14 650 4200 1.5

1 Phay 4 lỗ bậc ỉ31D6 End mill ỉ25 1100 2500 1.5

Hình 6.6 Bản vẽ tấm insert

Bảng 6.6 Phiếu công nghệ gia công tấm insert khuôn chấn V

Thứ tự Bước công nghệ Loại dao

1 Phay phỏ thụ biờn dạng tấm insert End mill ỉ20 1200 3500 1

2 Phay tinh biờn dạng tấm insert End mill ỉ8 650 4500 0.5

4 Phay 2 lỗ bậc ỉ14D14 End mill ỉ14 600 1500 0.5

Hình 6.7 Bản vẽ tấm đế phụ khuôn chấn V

Bảng 6.7 Phiếu công nghệ gia công tấm đế phụ khuôn chấn V

1 Phay phỏ thụ mặt của tấm đế phụ End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm đế phụ End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 2 lỗ định vị ỉ8 Drill ỉ7.8 50 500 1

5 Khoan 4 lỗ định vị ỉ10 Drill ỉ9.8 50 500 1

9 Phay 4 lỗ bậc ỉ18D11 End mill ỉ18 750 2000 0.5

Hình 6.8 Bản vẽ chân đế khuôn chấn V

Bảng 6.8 Phiếu công nghệ gia công chân đế khuôn chấn V

1 Phay phá thô mặt của tấm chân đế End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm chõn đế End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 2 lỗ định vị ỉ10 Drill ỉ9.8 50 500 1

131 i Tấm giữ chân dẫn hướng

Hình 6.9 Bản vẽ tấm giữ chân dẫn hướng khuôn lận U

Bảng 6.9 Phiếu công nghệ gia công tấm giữ chân dẫn hướng khuôn lận U

1 Phay phá thô mặt của tấm giữ chõn dẫn hướng End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm giữ chân dẫn hướng End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 2 lỗ định vị ỉ8 Drill ỉ7.8 50 500 1

9 Phay 4 lỗ bậc ỉ20D5 End mill ỉ10 650 4200 1.5

1 Phay 2 mặt kớch thước 75::24Ẵ24::8 End mill ỉ10 650 4200 1.5

Hình 6.10 Bản vẽ chày lận U

Bảng 6.10 Phiếu công nghệ gia công chày lận U

1 Phay phỏ thụ mặt chày End mill ỉ8 650 3000 1

2 Phay tinh mặt chày End mill ỉ4 100 7500 0.5

4 Khoan lỗ định vị ỉ6.1 Drill ỉ6 50 500 1

1 Phay biờn dạng 39::24Đ24::15 End mill ỉ10 650 4200 1.5

Hình 6.11 Bản vẽ cối lận U

Bảng 6.11 Phiếu công nghệ gia công cối lận U

1 Phay phỏ thụ mặt của tấm cối End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm cối End mill ỉ10 650 4500 0.5

3 Phay 2 biờn dạng 26ì19ì2 End mill ỉ4 350 3000 0.25

5 Khoan 8 lỗ định vị ỉ8 Drill ỉ7.8 50 500 1

7 Phay 8 bậc lỗ ỉ14D9 End mill ỉ14 650 4200 1.5

1 Phay 4 lỗ bậc ỉ30D6 End mill ỉ25 1100 2500 1.5

Hình 6.12 Bản vẽ tấm chạy khuôn lận U

Bảng 6.12 Phiếu công nghệ gia công tấm chạy khuôn lận U

Thứ tự Bước công nghệ Loại dao

1 Phay phỏ thụ mặt của tấm chạy End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm chạy End mill ỉ10 650 4500 0.5

Hình 6.13 Tấm đế phụ khuôn lận U

Bảng 6.13 Phiếu công nghệ gia công tấm đế phụ khuôn lận U

1 Phay phỏ thụ mặt của tấm đế phụ End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm đế phụ End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 2 lỗ định vị ỉ8 Drill ỉ7.8 50 500 1

5 Khoan 4 lỗ định vị ỉ10 Drill ỉ9.8 50 500 1

8 Phay 4 lỗ bậc ỉ18D11 End mill ỉ18 750 2000 0.5

Hình 6.14 Bản vẽ chân đế khuôn lận U

Bảng 6.14 Phiếu công nghệ gia công tấm chân đế khuôn lận U

1 Phay phỏ thụ mặt của tấm đế phụ End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm đế phụ End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 2 lỗ định vị ỉ810 Drill ỉ9.8 50 500 1

Bảng 6.15 Phiếu công nghệ gia công tấm đế dưới khuôn chấn V, lận U

1 Phay phá thô mặt của tấm đế dưới End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm đế dưới End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 8 lỗ định vị ỉ10 Drill ỉ9.8 50 500 1

5 Khoan 4 lỗ bậc ỉ54D17 End mill ỉ30 1500 3000 0.5

6 Khoan 4 lỗ bậc ỉ54D20 End mill ỉ30 1500 3000 0.5

6.1.2 Quy trình gia công bộ khuôn cắt rớt a Tấm đế trên

Hình 6.16 Bản vẽ tấm đế trên khuôn cắt rớt

Bảng 6.16 Phiếu công nghệ gia công tấm đế trên khuôn cắt rớt

1 Phay phỏ thụ mặt của tấm đế trờn End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm đế trờn End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 2 lỗ định vị ỉ8 Drill ỉ7.8 50 500 1

9 Phay 10 lỗ bậc ỉ14D9 End mill ỉ8 500 1200 0.5

2 Phay 30 lỗ bậc ỉ24D5 End mill ỉ20 1200 3500 0.5

150 b Tấm giữ chân dẫn hướng

Hình 6.17 Bản vẽ tấm giữ chân dẫn hướng khuôn cắt rớt

Bảng 6.17 Phiếu công nghệ gia công tấm giữ chân dẫn hướng khuôn cắt rớt

Thứ tự Bước công nghệ Loại dao

1 Phay phá thô mặt của tấm giữ chõn dẫn hướng End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm giữ chân dẫn hướng End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 2 lỗ định vị ỉ8 Drill ỉ7.8 50 500 1

5 Khoan 2 lỗ định vị ỉ6 Drill ỉ5.8 50 500 1

11 Phay 4 lỗ bậc ỉ24D5 End mill ỉ14 600 1500 0.5

12 Phay 3 lỗ bậc ỉ11D7 End mill ỉ8 750 4500 0.5

Hình 6.18 Bản vẽ tấm chạy

Bảng 6.18 Phiếu công nghệ gia công tấm chạy

1 Phay phỏ thụ mặt của tấm chạy End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm chạy End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 4 lỗ định vị ỉ20 Drill ỉ19.8 50 500 1

1 Cắt dây biêng dạng chày trên tấm chạy

Hình 6.19 Bản vẽ chày cắt

Bảng 6.19 Phiếu công nghệ gia công chày cắt

2 Khoan 4 lỗ định vị ỉ6 Drill ỉ5.8 50 500 1

1 Cắt dây biên dàng chày Wire cut

Hình 6.20 Bản vẽ tấm cối khuôn cắt rớt

Bảng 6.20 Phiếu công nghệ gia công tấm cối khuôn cắt rớt

1 Phay phỏ thụ mặt của tấm cối End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm cối End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 2 lỗ định vị ỉ8 Drill ỉ7.8 50 500 1

5 Khoan 4 lỗ định vị ỉ20 Drill ỉ19.8 50 500 1

7 Phay 6 lỗ bậc ỉ14D14 End mill ỉ10 650 4200 1.5

3 Phay 6 lỗ bậc ỉ10.5D8 End mill ỉ10 650 4200 1.5

1 Cắt dây biên dàng chày trên tấm cối

Hình 6.21 Tấm đế phụ khuôn cắt rớt

Bảng 6.21 Phiếu công nghệ gia công tấm đế phụ khuôn cắt rớt

1 Phay phỏ thụ mặt của tấm cối End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm cối End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 4 lỗ định vị ỉ10 Drill ỉ9.8 50 500 1

5 Khoan 2 lỗ định vị ỉ8 Drill ỉ7.8 50 500 1

8 Phay 4 lỗ bậc ỉ18D11 End mill ỉ10 650 4200 1.5

1 Cắt dây biên dàng chày trên tấm đế phụ

Hình 6.22 Bản vẽ tấm đế dưới khuôn cắt rớt

Bảng 6.22 Phiếu công nghệ gia công tấm đế dưới khuôn cắt rớt

1 Phay phá thô mặt của tấm đế dưới End mill ỉ25 1500 3000 1.5

2 Phay tinh mặt của tấm đế dưới End mill ỉ10 650 4500 0.5

4 Khoan 4 lỗ định vị ỉ10 Drill ỉ9.8 50 500 1

6 Phay lỗ bậc ỉ18D11 End mill ỉ14 700 1500 1.5

Quy trình lắp ráp khuôn

6.2.1 Yêu cầu kỹ thuật lắp ráp khuôn

Trước khi lắp ráp khuôn, tất cả các bộ phận cần được thử nghiệm để đảm bảo kích thước và dung sai nằm trong miền quy định Các kích thước lỗ phải có độ nhám và độ nhẵn phù hợp với bản vẽ chế tạo Để thực hiện kiểm tra, chúng ta sử dụng các dụng cụ đo lường chính xác như thước cặp, micrometer và máy đo tọa độ (CMM) Kiểm tra khe hở giữa chày và cối phải đạt giá trị quy định, và khi căn chỉnh chày vào lòng cối, khe hở cần đồng đều trên toàn biên dạng của chày để tránh va đập.

6.2.2 Quy trình lắp ráp bộ khuôn

- Bước 1: Lắp ráp các đế khuôn

Đế khuôn trên và đế khuôn dưới cần được gia công hoàn thiện trước khi lắp đặt bạc và trục dẫn hướng vào cụm đế khuôn, đảm bảo vị trí chính xác và không bị lệch Cần chú ý rằng các bề mặt tiếp xúc phải được giữ sạch sẽ, không có dầu mỡ hay bụi bẩn.

- Bước 2: Lắp cụm chày trên thanh gá chày

Khi lắp ráp khuôn, để tạo khe hở đều giữa chày và cối, cần sử dụng các thanh thép mỏng với độ dày khác nhau đặt vào vị trí thích hợp Việc kiểm tra kích thước và độ nhám của chày và cối trước khi lắp là rất quan trọng để đảm bảo đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.

- Bước 3: Định vị và siết chặt

Dùng các chốt định vị để giữ từng cụm của khuôn vào đ ng vị trí, sử dụng các bu lông để siết chặt các cụm với nhau

- Bước 4: Gá kẹp và thử khuôn trên máy dập

Gắn nửa khuôn trên vào đầu trượt của máy dập và căn chỉnh nửa khuôn dưới sao cho chính xác với nửa khuôn trên Sau đó, thực hiện thử khuôn để kiểm tra hoạt động của toàn bộ hệ thống.

Bảng 6.23 Các bước lắp bộ khuôn cắt rớt

Bước Nội dung Hình ảnh

- Gắn 4 chân đế vào tấm đế dưới bằng 8 bu lông

- Gắn 6 lò xo vào tấm đế phụ

- Dùng 4 bu lông để gắn tấm đế phụ vào 4 chân đế

- Dùng 6 bu lông để gắn tấm cối vào tấm đế phụ

- Gắn 6 chốt định vị vào tấm cối

- Gắn 2 stop khuôn trên vào tấm đế phụ

- Dùng 4 bu lông gắn 2 support cử đầu vào tấm cối

- Dùng 8 bu lông gắn 4 cẩu khuôn vào tấm đế dưới

- Dùng 4 bu lông gắn miếng kẹp đế khuôn vào tấm đế dưới

- Nửa dưới bộ khuôn cắt rớt

- Gắn 30 đệm cao su vào tấm giữ chân dẫn hướng

- Lắp 4 dẫn hướng vào tấm giữ chân dẫn hướng

- Dùng 3 bu lông gắn chày cắt vào tấm giữ chân dẫn hướng

- Gắn tấm chạy vào 4 dẫn hướng

- Dùng 8 bu lông gắn tấm đế trên vào tấm giữ chân dẫn hướng

- Dùng 4 bu lông gắn 2 stop khuôn trên vào tấm đế trên

- Nửa trên khuôn cắt rớt

- Lắp nửa trên bộ khuôn vào nửa dưới bộ khuôn để được bộ khuôn cắt rớt hoàn chỉnh

Bảng 6.24 Các bước lắp bộ khuôn chấn V, lận U

Bước Nội dung Hình ảnh

- Lắp lò xo và tấm bảo hộ lò xo của khuôn chấn V và lận U vào tấm đế dưới

- Lắp 6 bu lông giữa tấm đế dưới và tấm bảo hộ lò xo

- Gắn tấm đẩy khuôn chấn V và lận U vào trên lò xo

- Gắn các ti đẩy và trục hỗ trợ lò xo vào tấm đẩy khuôn

- Gắn 4 chân đế vào tấm đế dưới bằng 8 bu lông

- Gắn 8 sơ mi vào 2 tấm đế phụ

- Dùng 8 bu lông để gắn 2 tấm đế phụ vào 4 chân đế

- Dùng 8 bu lông để gắn tấm cối chấn V vào tấm đế phụ khuôn chấn V

- Dùng 6 bu lông để gắn tấm tấm đệm và tấm cối lận U vào tấm đế phụ khuôn lận U

- Dùng 6 bu lông để gắn 2 tấm chắn lò xo bung và 2 cần nâng khuôn vào 2 tấm đế phụ

- Dùng 4 bu lông gắn 2 insert trên cối chấn V

- Dùng 4 bu lông gắn 2 insert trên cối lận U

- Dùng 4 bu lông để gắn 2 cục support tấm chạy trên cối chấn

- Dùng 2 bu lông để gắn 2 cục support tấm chạy trên cối lận

- Gắn hai tấm chạy vào hai tấm cối

- Dùng 4 bu lông để gắn 2 stop khuôn dưới vào tấm đế phụ khuôn chấn V

- Dùng 4 bu lông gắn 2 stop khuôn dưới vào tấm đế phụ khuôn lận U

- Dùng 8 bu lông gắn các cử áp vào 2 tấm cối

- Gắn 6 cử vào tấm cối lận U

- Dùng 8 bu lông gắn 4 cẩu khuôn vào tấm đế dưới

- Dùng 4 bu lông gắn miếng kẹp đế khuôn vào tấm đế dưới

- Dùng 2 bu lông gắn cần kích hoạt ben hơi vào tấm chân đế khuôn lận U

- Nửa dưới bộ khuôn chấn V, lận U

- Gắn 8 dẫn hướng vào 2 tấm giữ chân dẫn hướng

- Dùng bu lông gắn chày chấn

V và chày lận U vào 2 tấm dẫn hướng

- Gắn ben hơi, block đỡ ben hơi và ti đẩy sản phẩm vào khuôn lận U

- Dùng 20 bu lông gắn tấm đế trên vào 2 tấm giữ chân dẫn hướng

- Dùng 8 bu lông gắn 4 stop khuôn trên vào tấm đế trên

- Dùng 2 bu lông gắn stop trạng thái dừng khuôn vào tấm đế trên

- Nửa trên bộ khuôn chấn V, lận U

- Lắp nửa trên bộ khuôn vào nửa dưới bộ khuôn để được bộ khuôn chấn V, lận U hoàn chỉnh

6.2.3 Kiểm tra khuôn trước khi đưa vào vận hành Để đảm bảo khuôn hoạt động hiệu quả và an toàn, quá trình kiểm tra khuôn trước khi đưa vào vận hành là rất quan trọng Dưới đây là các bước chi tiết để kiểm tra khuôn trước khi vận hành

- Bước 1: Kiểm tra tổng thể cấu tr c kích cỡ căn bản của khuôn

+ Kiểm tra toàn bộ cấu tr c của khuôn để đảm bảo rằng không có sai lệch nào do quá trình lắp đặt gây ra

+ Kiểm tra khoảng cách giữa các lỗ cối và trục chỉ hướng với thân khuôn

+ Đảm bảo các thiết bị định vị và dẫn phôi liệu được lắp đặt chính xác và hoạt động tốt

Điều chỉnh đầu gạt máy dập về mức thấp nhất và nới lỏng các ốc của lò xo giữa cuống khuôn để giảm thiểu tác động mạnh trong quá trình thử nghiệm.

+ Kiểm tra sản phẩm đầu ra về kiểu dáng, kích thước và các thông số kỹ thuật để đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật

+ Đánh giá khả năng lắp ghép của khuôn dựa trên kết quả dập thử nghiệm

SẢN PHẨM- ĐÁNH GIÁ

Sản phẩm thu đƣợc

Sản phẩm sẽ có kích thước 196.79 × 45 × 3 ( ), bộ khuôn cắt rớt có kích thước

710 × 355 × 340 ( ) và bộ khuôn chấn V, lận U có kích thước 710 × 450 × 340 ( )

Hình 7.1 Sản phẩm sau khi dập cắt và chấn,lận.

Hai bộ khuôn hoàn chỉnh

Bộ khuôn cắt rớt sẽ có khối lượng là 210 kg và bộ khuôn chấn V, lận U sẽ có khối lượng là 340 kg.

Hình 7.2 Bộ khuôn cắt rớt

Hình 7.3 Bộ khuôn chấn V và lận U