thiết kế máy ép trục khuỷu 63 tấn

Nội dung đồ án là : - Phần I: Sự biến dạng dẻo về máy gia công áp lực - Phần II : Giới thiệu về một số loại máy ép gia công áp lực - máy đột dập - Phần III : Các vấn đề chung về máy ép c

1- Đầu đề thiết kế:

Thiết kế máy ép trục khuỷu 63 tấn.

2- Các số liệu ban đầu:

-Lực ép dang nghĩa : 63 tấn

-Số hành trình/ phút : 120

-hành trình đầu trợt : 35 mm

3- Nội dung phần thuyết minh và tính toán :

Thiết kế máy : Tính toán quá trình biến đổi năng lợng ,tính

động học ,tĩnh học ,đồ bề ,lực ép danh nghĩa của máy và một số bộ phận khác không tính toán

Chủ nhiệm bộ môn Ngày tháng năm

(Ký ,ghi rõ họ tên) Cán bộ hớng dẫn

(Ký, ghi rõ họ tên)

Sinh viên hoàn thành và đã nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng

năm 2008 Ngời duyệt (Ký, ghi rõ họ tên)

Kết quả đánh giá : Quá trình thiết kế :

Điểm duyệt :

Bảo vệ thiết kế :

Tổng hợp :

Hà nội ngày tháng năm 200

Chủ tịch hội đồng

(Ký, ghi rõ họ tên)

Nhận xét của giáo viên hớng

dẫn

Hµ néi ngµy th¸ng n¨m 200 Gi¸o viªn híng dÉn (Ký, ghi râ hä tªn) NhËn xÐt cña gi¸o viªn duyÖt

Hà nội ngày tháng năm 2008

Giáo viên duyệt

(Ký, ghi rõ họ tên)

Lời nói đầu

Hiện nay ,phơng pháp gia công kim loại bằng áp lực đợc ứngời dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp.Các sản phẩm gia công bằng áp lực rất phong

phú đa dạng u điểm của phơng pháp gia công này là các chi tiết sau gia công cơ khí mà vẫn đạt yêu cầu kỹ thuật đặt ra.Để tiến hành gia công theo phơng pháp này , các thiết bị gia công áp lực giữa vai trò rất quan trọng ,chủng loại của thiết bị để gia công bằng kim loại rất phong phú,đa dạng về chủng loại và ngày càng đợc hoàn thiện

Trong các thiết bị gia công bằng áp lực ,máy ép cơ khí có u điểm là : sử dụng và kết cấu máy đơn giản ,có thể chế tạo đợc các chi tiết có hình dạng phức tạp ,chế tạo đợc các chi tiết có có chất lợng bề mặt tơng đối tốt mà không cần qua gia công cắt gọt ,năng suất của máy cao vì vậy máy ép cơ khí đợc sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nh: công nghiệp chế tạo máy , công nghiệpp xây dựng ,công nghiệpp tiêu dùng ,công nghiệp thực phẩm

ở nớc ta , phơng pháp gia công bằng áp lực đang và sẽ đợc phát triển mạnh

mẽ việc hoàn thiện và và phát triển các thiết bị gia công áp lực là hết sức cần thiết Vì thế chúng em nhận đề tài thiết kế máy ép trục khuỷu 63 tấn với mục

đích tìm hiểu về 1 loại máy gia công áp lực để sau này có thể ứng dụng phơng pháp gia công góp phần xây dựng đất nớc Nội dung đồ án là :

- Phần I: Sự biến dạng dẻo về máy gia công áp lực

- Phần II : Giới thiệu về một số loại máy ép gia công áp lực - máy đột dập

- Phần III : Các vấn đề chung về máy ép cơ khí

- Phần IV : Tính toán thiết kế máy ép trục khuỷu 63 tấn

- Phần V : Kết luận

Trong quá trình thiết kế đồ án này chúng em đã nhận đợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn máy và ma sát học Do kiến thức và kinh nghiệm thiết kế còn hạn chế nên đồ án này không tránh khỏi những sai sót rất mong nhận đợc sự góp ý của các thầy cô trong bộ môn để bản thuyết minh đồ

án của chúng em đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

PHầN I:

Gia công kim loại bằng áp lực

I, khái niệm chung:

Gia công kim loại bằng áp lực là dựa vào tính dẻo của kim loại dùng ngoại lực của thiết bị làm cho kim loại biến dạng theo hình dạng yêu cầu Kim loại vẫn giữ đợc nguyên vẹn không bị phân huỷ

Gia công kim loại bằng áp lực là phơng pháp gia công không phoi, ít hao tổn kim loại ,năng suất cao

Những dạng cơ bản của kim loại bằng áp lực là cán, kéo sợi , ép rèn (tự do, khuôn) và dập:

- Cán là ép kimloại bằng cách cho kim loại đi giữa 2 trục quay của máy cán , phôi biến dạng và di chuyển nhờ sự quay liên tục của trục cán và ma sát giữ trục cán với phôi

- Kéo sợi là kéo dài phôi qua lỗ khuôn kéo dới tác dụng của lực kéo ,sản phẩm có hình dáng và kích thớc nhỏ hơn tiết diện phôi

- ép kim loại là quá trình nén kim loại trong khuôn kín qua lỗ khuôn ép để nhận đợc hình dáng và kích thớc của chi tiết cần chế tạo.

- Rèn tự do là phơng pháp biến dạng kim loại dới tác dụng của lực đập của búa hoặc lực ép của máy ép Qúa trình biến dạng tự do của kim loại không

bị hạn chế trong khuôn khổ nhất định

II, Sự biến dạng dẻo kim loại:

a, Khái niệm biến dạng dẻo kim loại:

Dới tác dụng của ngoại lực ,kim loại sẽ biến dạng theo các giai đoạn:

- Biến dạng đàn hồi là biến dạng đợc hình thành khi có lực tác dụng nếu thôi tác dụng thì biến dạng sẽ mất đi và kim loại trở lại vị trí ban đầu(đoạn oa)

- Biến dạng dẻo là biến dạng hình thành khi có tác dụng nhng vẫn tồn tại khi bỏ lực tác dụng (đoạn ac)- có nghĩa là kim loại sẽ bị biến dạng so với vị trí ban đầu(gọi là biến dạng vĩnh cửu)

-Biến dạng phá huỷ nếu ngoại lực tác dụng vợt quá gới hạn ban đầu của kimloại thì lúc đó lực tác dụng không cần tăng nũa ,biến dạng vẫn tiếp diễn và dẫn đến phá huỷ kim loại ( đoạn cd)

l p

o

Gia công kim loại bằng áp lực ,thực chất là lợi dụng biến dạng dẻo của kim loại để làm biến dạng Khái niêm biến dạng dẻo trên hình chỉ là khái niệm chung mang nhiều ý nghĩa vật lý ,hình học mà cha thể hiện đợc bản chất tế vi của hiện tợng

Vì vậy ở đây cần phải nêu thêm 1 số khái niệm về thực chất biến dạng dẻo của các vật thể đợc cấu tạo bởi các cấu trúc mạngtinh thể

Nh đã biết kimloại và hợp kim chúng có cấu tạo mạng tinh thể cấu tạo các tinh thể này là các mạng nguyên tử sáp xếp trong không gian theo 1 quy luật nhất định Vì thế khi kimkoại chịu ngoại lực tác dụng chúng sẽ biến dạng :

Đối với biến dạng dẻo ,thực chất ở đây là sự trợt ,sự song tinh xảy ra trong các tinh thể và sự biến dạng giữa các tinh thể ( sự trợt tơng đối gữa các đơn tinh ở vùng tinh giới hạn )

-Sự trợt là sự dịch chuyển song song tơng đối của 1 bộ phận mạng tinh thể này so với

bộ phận mạng tinh thể còn lại trên một mặt kết tinh nhất định (gọi là mặt trợt) theomột hớng nhất định

Kết quả sau khi trợt làm cho khoảng cách giữa các nguyên tử của mặt khác

là bội số nguyên thông số mạng

Song tinh là sự dịch chuyển tơng đối của hàng loạt các mặt nguyên tử này

so với các mặt khác kết quả của sự dịch chuyển là sự đối xứng giữa hai phần qua một mặt nguyên tử dịch đi 1 đoạn không bằng một bội số nguyên của thông số mạng

- Sự biến dạng giữa các tinh thể là sự trợt tơng đối giữa các đơn tinh ở vùng tinh giới hạt.sự biến dạng này ít làm thay đổi hình dáng của vật thể nhng làm

vỡ nát các bề mặt tinh thể cũng nh phá vỡ tinh gới giữa các hạt làm cho kim loại giảm bền và có thể bị phá huỷ

b,ảnh h ởng của gia công áp lực đến tính chất và tổ chức của kim koại :

Gia công kim loại bằng áp lực không những chỉ thay đổi hình dạng của phôi liệumà còn ảnh hởng đế tính chất và tổ chức của kim loại gia công trong đó cần phân biệt gia công nóng và gia công nguội bằng áp lực

1,gia công nguội: là gia công kim loại ở nhiệt độ dới nhiệt độ kết tinh lại (T0

ktl P0,4 T0ch đối với kim loại nguyên chất) sau khi gia công xong kim loại đã

bị biến cứng

b, Gia công nóng : là gia công kim loại ở nhiệt độ trên nhiệt độ kết tinh

lại của nó quá trình gia công có hiện tợng biến cứng , nhng vì ở nhiệt độ trên kết tinh lại lên hiện tợng biến cứng đợc khử ngay do đó tính dẻo lại trở lại ,việc gia công tiếp tục không phải ngừng lại để ủ gia công kim loại bằng áp lực làm biến dạng và thay đổi tổ chức ban đầu của phôi ,tinh thể kéo dài và

định hớng kết quả đó sễ tạo ra tổ chức sợi hoặc tấm ,nên chất lợng cơ học của vật đợc đặc trng bởi phơng hớng sợi

III,Tác dụngcủa các yếu tố nhiệt và các hiện

t-ợng trong biến dạng dẻo kim loại:

1,biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao- hồi phục và kết tinh lại:

Trong quá trình biến dạng 1 bộphận năng lợng đợc tích tụ trong vật liệu và khiến vật liệu ở trạng thái không ổn định nhiệt động Để kimloại trở vvề trạng thái ổn định cần làm cho năng lợng giao động nhiệt vợt ngỡng thế năng ,có nghĩa là các nguyên tử cần 1 năng lợng nhất định để cho chúng trở về vị trí ổn

định nhiệt động mới

a, hồi phục :

Khi nhiệt độ cha vợt quá (0,23  0,3)Tncsẽ xuất hiện hiện tợng phục hồi Đây là hiện tợng nung nóng kim loại biến dạng ,chuyển động nhiệtcủa các

bằng nay trợ về vị trí có thế năng nhơ hơn

Kết quả của hiện tợng phục hồi là các nguyên tử trỏ về trạng thái cân bằng ,các ứng xuất d loại 2 bị khử ,giảm sự xô lệch mạng ,khôi phục tính chất cơ học ,vật lý hoá học nhng chua làm thay đổi hình dạng của hạt và định h-ớng của hạt đợc đợc hình thành khi biến dạng ,đồng thời cha khôi phục sự phá

vỡ của nội bộ hạt và sự xô lệch phân giới hạn

b, Kết tinh lại:

Quá trình hồi hoàn toàn tính chất và tổ chức kimloại bị biến cứng

Quá trình này xảy ra ở nhiệt độ nhất định ,thấp hơn nhiệt độ chuyển biến pha kết tinh lại có 2 giai đoạn:

-giai đoạn 1: kết tinh lần 1:chủ yếu làm thay đổi nội bộ hạt tinh thể bao

gồm sinh màm và lớn lên của mầm kết ủa các hạt hoàn chỉnh thay thế các hạt

cũ bị phá vỡ

-Giai đoạn 2: kết tinh lại tụ hợp ,sau khi đã hoàn thành giai đoạn 1 ,các hạt

tinh thể mới ở nhiệt độ cao và thời gian dài hạt có năng lợng phân giới hạt nhỏ lớn lên ,đó là các hạt có kích thớc lớn chúnh nuốt các hạt nhỏ bắng cơ chế mở rộng phân giới hạt kết quả tổng số hạt giảm

2, Hiệu ứng nhiệt khi biến dạng dẻo:

Trong quá trình biến dạng dẻo ,kimloại hấp thụ nhiệt năng ,nhiệt năng đó một phần tích luỹ trong trong tinh thể làm tăng thế năng đàn hồi và 1 phần tạo thành biến dạng dẻo

Tác dụng của hiệu ứng nhiệt:trong quá trình biến dạng ,do sinh ra lợng nhiệt lớn ,nên hiệu ứng không thể tránh khỏi gây ra nhiều ảnh hởng nó có thể làm thay đổi trở lực biến dạng ,thay đổi phơng thức của quá trình biến dạng ,thay đổi cả trạng thái pha ,tính chất và tổ chức biến dạng kim loại và thay đổi cả trạng thái dẻo

IV,biến dạng dẻo nhỏ và tốc độ biến dạng :

1, Biến dạng dẻo nhỏ:

Biến dạng là sự thay đổi về hình dáng ,kích thớc của vật thể dới tác dụng của ngoại lực và nhiệt đó cũng là kết quả của tích luỹ liên tục của chuyển vị vô cùng nhỏ của các chất điểm trong vật thể Dới tác dụng của ngoại lực ,vật thể biến dạng đàn hồi sang dẻo rồi phá huỷ

2,Tốc độ chuyển vị và tốc độ biến dạng:

Trong quá trình biến dạng các điểm vật chát của vật thể biến dạng luôn chuyển đọng sao cho khoảng cách giữa chúng thay đổi và kềm theo sự biến dạng Khoảng cách giữa các điểm vật chất thay đổi càng nhanh tốc độ biến dạng càng nhanh

Tốc độ biến vị của điểm là đạo hàm của chuyển vị đối với thời gian, đợc biểu diễn bằng kí hiệu chữ có chấm ở trên đầu Chuyển vị và tốc độ của chuyển vị là đậòhm của thời gian

Tốc độ chuyển vị đờng có thể xác định bằng phơng trình:

( ) ( ) ( )

t z y x v

t z y x u

z y x

, , ,

, , ,

, , ,

.

ϕ ϕ ϕ

Nếu biến dạng nhỏ ,các thành phần tốc độ chuyển vị có thể biểu diễn bằng

đạo hàm riêng của chuyển vị theo thời gian:

giới hạn tỷ số giữa hiệu của 2 tốc độ đó là khoảng cách giữa chúng khi khoảng cách đến 0.Giới hạn đó đợc gọi là tốc độ biến dạng:

u

∂ +

∂

∂

=

.

γ

Thay giá trị của tốc độ chuyển vị ta đợc:

t x

u t t x

.

.

t z w

t y v

t x u

z x

y x

x x

ε ε

ε ε

ε ε

Tốc độ biến dạng trợt:

∂

=

t z

v x u

t y

w z v

t x

v y u

zx zx

yz yz

xy xy

γ γ

γ γ

γ γ

.

.

.

Nh vậy, thành phần của tốc độ biến dạng bằng đao hàm của tốc độ chuyển

vị theo toạ độ tơng ứng hoặc bằng đạo hàm của tốc độbiéen dạng theo thời gian

đợc trong thực tế kỹ thuật

V,Điều kiên dẻo và quá trình biến dạng dẻo:

1, Điều kiện chảy dẻo tréka-saint-vnant(điều kiện ứng suất lớn nhất):

Khi vật liệu chuyển quá độ từ trạng thái đàn hồi sang dẻo ,ứng suất tiếp lớn nhất trên mặt nghiêngvới trục x và z(vuông góc với mặt xz), đối với 1 số vật liệu nhất định ,bằng giá trịlớn nhất của trợ lực biến dạng ,chúng không phụ thuộc vào trạng thái ứng suất

"Trạngthái dẻo bắt đầu và đuợc duy trì nếu 1 trong hiệu của 2 ứng suất pháp chính bằng gới hạn chảy không phụ thuộc vào gía trị của ứng suất pháp kia".Đó là điều kiện dẻo ứng suất lớn nhất

Trong điều kiện trạng thái ứng suất phức tạp tenxơ ứng suất pháp:

T=

3 2

1

0

0 0

σ σ σ

1 3 2

3 1 1

2 1 2 1 2 1

σ σ τ

σ σ τ

σ σ τ

Trong 3 cặp ứng suất tiếp lớn nhất ,nhất định có 1 cặp đạt giá trị lớnnhất ớc.Lúc đó vật liệu sẽ chuyển từ trạng thái đàn hồi sang trạng thái dẻo,hay vậtliệu biến dạng dẻo

tr-Trong điều kiện quá độ từ đàn hồi sang dẻo khi trạng thái ứng suất đơn:

T=

0

0 0

0 0

Điều kiện quá độ đàn hồi sang dẻo là: σ = σs

Vậy ứng suất tiếp lớn nhất:

(σ ) σs

τ

2

1 0 2 1

max = − =

Cho nên ,trong điều kiện ứng suất phức tạp ,chỉ cần 1 trong 3 ứng suất tiếp lớn nhất đạt giá trị 1/2σs thì kim loại bắt đầu biến dạng dẻo(chảy).

s s s

σ σ σ τ

σ σ σ τ

σ σ σ τ

1 3 2

3 2 1

_ 2

_ 2

_ 2

-Khi trạng thái ứng suất đơn

-Khi trạng thái ứng suất khối có ứng suất trung gian bắng 1 ứng suất cực trị hoặc 3 ứng suất chính bằng nhau

-Khi trạng thái ứng suất phẳng có 2 ứng suất khác không và bằng nhau( về trị số và dấu)

Trong điều kiện ứng suất phẳng ,ứng suất pháp chính trung gian bằng nửa tổng 2 ứng suất cực trị ,2 diều kiện dẻo kể trên có sự lớn nhất

Theo lý thuyết ứng suất tiếp lớn nhất xác định điều kiện dẻo đơn giản và dễ dàng.thực tế các ứng suất thành phần thờng không biết,nên không thể phân biệt ngay thứ tự theo độ lớn của ứng suất,rất khóp ứng dụng chính xác phơng trình dẻo dó đó gây ra nhiều khó khăn trong tính toán

Các nhà khoa học đã nghiên cứu đua ra lý thuyết biến dạng dẻo năng lợng :

"Bất kì phần tử kimloại nào đều có thể chuyển từ trạng thái biến dạng đàn hồi sang trạng thái dẻokhi cờng độ ứng suất đat tới giá trị bằng giới hạn chảyσs,trong trạng tháiứng suất kéo đơn ,tơng ứnh với điều kiện nhiệt độ- tốc

độ biến dạng và mức độ biến dạng"

Có nghĩa chuyển sang trạng thái dẻo,cờng độ ứng suất bằng giới hạn chảy:

( ) ( ) ( )2 2

1 3

2 3 2

2 2

1 σ σ σ σ σ 2 σS

Hay:

( ) ( ) ( )2

1 3

2 3 2

2 2 1

2

1

σ σ σ

σ σ

y y

2 3 2

2 2 1

6

1

σ σ σ

σ σ

Biểu thức trên là điều kiện cờng độ ứng suất tiếp không đổi

Suy ra có thể phát biểu điều kiện dẻo nh sau:

1,khi biến dạng dẻo tổng bình phơng của hiệu ứng suất pháp chính là 1 đại lợng không đổi và bằng 2 lần bình phơng giới hạn chảy của vật liệu

2, khi biến dạng dẻo, tổng bình phơng của ứng súâttiếp chínhlà 1 đại lợng không đổi và bằng 1 nủa bình phơng giới hạn chảy của vật liệu

Trong bình phơng dẻo, σs không phải là giới hạn chảy điều kiện mà phải là ứng suất chảy thực khi biến dạng dẻo ở trạng thái kéo đơn trong thực tế σs đợc xác định trong điều kiện nhiệt độ ,tốc độ biến dạng và độ biến dạng

những vật lớn rèn máy đợc tiến hành trên búa máy và ép.

1,Máy búa hơi:

Đây là loạimáy búa tác dụng kép đợc sử dụng rộng rãi trong các phân xởng rèn và dập tuỳ theo yêu cầu lực đập của các loại máy búa mà có nhiều kiểu khác nhau về hình dạngk và kích thớc.Máy búa hơi là máy vạn năng có thể vuốt chồn ,đột, uốn, chặn và các phụ trợ vuốt trên máy.Máy có u điểm là cán pittong có đờng kính bằng nhau rên suốt chiều dài nên có độ cứng vững tốt

Đặc tính kĩ thuật :

- Công suất động cơ của máy từ 2,9 36,8kw

- Khối lợng đầu rơi của búa từ 30 1000 kg

- Khoảng hành trình của đầu rơi từ 300 900 mm

7 10 Xi lanh 19.Van gi÷a

8 .11 Pitt«ng 18 Van díi

M¸y bóa h¬i

2, Búa hơi n ớc không khí:

Đây là loại máy rèn đợc sử dụng rộng trong các phân xởng rèn và dập lớn, gồm có hai loại:

-Máy búa hơi nớc không khí rèn tự do

-Máy búa hơi nớc không khí rèn khuôn

Loại máy này dùng để rèn tự dóo với máy dùng để rèn khuôn có khoảng hành trình , năng lực dập cũng nh độ cứng vững , độ chính xác không cao, kích thớc hình dạng cồng kềnh hơn

Đặc tính kĩ thuật: áp lực của hơi nớc không khí ép từ 4 12 at khoảng hành trình đầu búa từ 0,6 1,8 m

Khối lợng

phần đầu

rợi của đầu

búa(tấn)

Khối lợng vật rèn (Kg) Tiết diện lớn

nhất của phôi

Ф hoặc

Vật rèn trung bình Trục trơnTrung

Sơ đồ máy búa hơi nớc:

- Số hành trình của máy từ 5 đên 19 lần trong 1 phút

- Mức độ con trợt khi biến dạng từ 1,5 3m/s

4, Thiết bị dập nóng máy dập nóng và dập nguội: –

A,dập tấm:

Dập tấm là phơng tiên tiến của gia công áp lực để chế tạo sản phẩm từ vật liệu tấm, thép bản, dải cuộn.dập tấm có thể tiến hành oqử trạng thái nóng hoặc nguội song chủ yếu là trạng thái nguội Dập tám đợc dùng trong tất cả các ngành công nghiệp: chế tạo máy bay, ô tô , tàu thuỷ

Các nguyên công dập tấm:

1, Cắt phôi: là nguyên công chia phôi thành nhiều phần bằng nhau theo những đơng cắt

hở kín Cắt có thể tiến hành trên lỡi căt có lỡi cắt song song, nghiêng hay lỡi cắt đĩa.

2, Tạo hình: Từ những phôi đã đợc tạo ra ở nguyên công trớc ta

tiến hành chế tạo các chi tiết dạng cốc ca thông hoặc không thông

tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà có các phơng pháp tạo hình khác nhau

b,máy búa hơi nớc không khí nén dập nóng:

1, Đặc điểm và công dụng:

Máy búa hơi nớc không khí nén dùng để dập nóng máy có khối lợng bệ,đe lớn hơn máy búa hơi nớc không khi dùng để rèn tự do Khoảng hành

trình của đầu búa lớn hơn dộ chính xác của máy cao giữa khuôn trên và khuôn dới trùng khít nhau Máy búa chuyển động nhiều hơi nớc hoặc không khí nén với áp suất lớn hơn từ 7 đến 100 at.

2,Đặc tính kỹ thuật của máy búa hơi nớc- không khí nén dập

rèn(Kg)

Năng suất (Kg/h)

Khối ợngphần rơi (tấn)

l-Khối lợng vật rèn (kg)

Năng suất (kg/h)

5 Van trợt 10 Điểm tựa thanh kéo

Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo

B, máy ép trục khuỷu dập nóng:

1, khái niệm:

Máy ép trục khuỷu dập nóng là một loại máy đợc sử dụng nhiều trong dây truyền sản xuất hàng loạt và hàng khối Máy có thể chồn đợc lỗ cắt ba via đập từng nhát một trong một lần nung

Một trong các thông số quan trọng của máy ép là lực ép ,lực ép thể hiện phần nào kích thớc và cô ng suất máy may ép trục khuỷu có thể có lực ép danh nghĩa từ rất nhỏ ,dới 25kN, đến rất lớn,1000KN.máy ép trục khuỷu có thể dùng dập thể tích nóng nguội cắt phôi tấm,phôi thanh và nhiều nguyên công khác

2,đặc điểm và công dụng:

Máy ép trục khuỷu dập nóng là 1 loại máy móc đợc sử dụng nhiều trong các dây truyền sản xuất hàng loạt và hàng khối Máy có thể thực hiện đợc các công việc khác nhau nh : chồn ,đột lỗ ,cắt ba via, thực hiện dập từng nhát 1 trong 1 lần nung.

Dập trên máy ép trục khuỷu có u điểm sau:

- Máy làm việc êm ,thân máy cùng với trục khuỷu và thanh truyền có

độ cứng vững tốt ,dẫn hớng êm, chính xác có độ chính xác cao ,tốc

độ nhanh ,có thể đẩy phôi tự động dợc ,thao tác đơn giản ,chất lợng vật rèn cao tiết kiệm đợc vật liệu năng suất lao động cao , có thể cơ khí hoá và tự động hoá quá trình dập

- Tuy có nhiều u điểm nhng bên cạnh đó vẫn còn có những nhợc điểm sau:

Giá thành của máy cao ,khi quá tải sẽ xảy ra kẹt máy Kích thớc phôi phải chính xác ,vật rèn khó đánh sạch lứop vẩy, tính vạn năng kém hơn so với máy búa

3,đặc tính kỹ thuật của máy ép trục khuỷu:

Năng suất(kg/h)

Khối lợng phần rơi(tấn)

Khối lợng vật rèn (kg)

Năng suất(kg/h)

V, GIớI THIệU MộT Số MáY éP TRụC KHUỷU ĐIểN HìNH:

A ,MáY éP TRụC KHUỷU VạN NĂNG:

1,Khái niệm và phân loại máy ép:

Máy ép trục khuỷu vạn năng dùng để thực hiện nguyên công cắt hình, đột

lỗ , dập vuốt không sâu ,uốn ,cắt ,và quá trình dập nóng ,dập nóng ,dập nguội khác khi quá trình này không đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị có tính chất chuyên dụng Mặc dù máy ép có các loại khác nhau về tính chất công nghệ nhng có thể khẳng định rằng 90% số máy là máy ép trục khuỷu vạn năng.Ta

có thể phân loại máy ép trục khuỷu vạn năng (công dụng chung)theo sơ đồ sau:

M¸y Ðp trôc khuûu v¹n n¨ng

Lo¹i 1 trôc

Lo¹i 2 trôc

1 khuûu

2 khuûu 4 khuûu

Bàn

máy cố

định

Bàn máy di

Trục phân

bố vuông góc với mặt

Dựa vào cấu trúc thân máy ngời ta chia máy ép thành 2 loại hở và kín ở máy

ép loại hở thân máycó hình chữ C khoảng không dập hở cả 3 phía( phía trớc và

2 phía bên trái ,bên phải)nên rất thuận tiện khi dập Tuy vậy do tải trọng tác dụng lên thân máy không đối xứng làm cho thân máy biến dạng (biến dạng dài và biến dạng góc) gây ra hiện tợng nghiêng mặt đầu trợt , ở máy ép loại kín, thân máy là 1 khung đối xứng nên khi tải trọng tác dụng đúng tâm thân máy sẽ biến dạng ít hơn và đều cả 2 phía do đó hiện tợng nghiêng đầu trợt đợc loại trừ

Máy ép loại hở có thể làm 1 trục hoặc 2 trục Thân máy loại đầu tiên có tiết diện ngang là hình hộp kín, còn loại sau gồm 2 hộp chịu tải đợc nối với nhau bằng các gân cụ bộ và ngàm thân máy.2 trục cho phép ta quan sát và đua phôi

đợc từ phía sau

Máy ép 1 trục có 2 dạng: máy có bàn máy chuyển động đợc và bất động.Máy ép loại 2 trục hở có thể nghiêng đợc nhờ cơ cấu đặc biệt góc ngiêng tính từ mặt phẳng ngang từ 3045 (đối với máy đặt nghiêng cố định) Vì vậy°các chi tiết đợc gỡ ra sau khi dập có thể trợt theo mặt nghiêng và rơi ra phía sau khi dập có thể trợt theo mătj nghiêng và rơi ra phía sau của máy dễ dàng

,4 khuỷu(đây là số điểm treo đầu trợt chứ không phải số trục khuỷu) kích thớc khuôn khổ của khoảng không gian làm việc (dập) và toàn bộ máyvà số điểm treo đầu trợt này, Sự phân bố trục chính theo hớng song song ,vuông góc với mặt trớc máy, hoặc ở bên trên hay bên dới của máy là đặc điểm quan trọng của cấu tạo hệ thống truyền động máy ép Thông thờng ngời ta chỉ dùng truyền động phía dới đối với máy ép thân kin 2 khuỷu và 4 khuỷu.

2, Máy ép thân hở:

Máy ép thân hở để dập các chi tiết nhỏ và trung bình Trong công nghiệp ờng dùng máy ép loại hở vì máy ép này sử dụng thuận tiện và đơn giản

th-Sơ đồ máy ép thân hở

Trong các kiểu máy ép thân hở ,máy 2 trục không nghiêng đợc, nghiêng

đ-ợc và máy chuyển động thờng đđ-ợc dùng nhiều hơn kiểu máy khác ,máy ép 2 trục không nghiêng đợc có trục khuỷu phân bố song song với mặt chính của máy đợc sử dụng nhiều nhất do trục không đặt công son ,nên cho phép giảm kích thớc trục ,tăng chiều dài hành trình và công việc trên máy an toàn hơn Máy ép thân hở không nghiêng dợc thờng đợc chế tạo loại có lực ép từ 630

đến 4000KN Việc sử dụng bàn máy là chốt hình trụ (không phải 1 bàn phẳng) Máy ép 1 trụ có hình dạng nói trên rất cần thiết đối với các nguyên công cuốn ép ,dập vành và các chi tiết hình trụ lớn

Đối với khuôn dập cỡ lớn và có các chi tiết cồng kềnh ngời ta sử dụng máy

ép 2 trục có bàn máy chuỷen động tuy nhiên loại này có nhợc điểm về độ cứng vững và gia công thiếu chính xác về định vị giữa các phần khuôn Vì vậy máy éploại này không dùng để gia công các chi tiết có độ chính xác cao Máy

ép 1 trụ có bàn máy cố định có lực ép từ 63

Đến 1600 KN Các thông số cơ bản của máy ép thân hở đợc quy định trong tiêu chuẩn của nhà nớc

các lý do kinh tế ,kỹ thuật.Vì máy ép loại hở thì thân máy thờng đợc đúc bằng gang.Còn máy ép lớn đợc hàn từ thép tấm.

Máy ép 1 trụ có độ cứng lớn hơn máy ép 2 trụ từ 10 20% độ cứng hợplý nhất của máy ép hở xác định theo chi tiết thực :

C =16 P H (MN/m)Trong đó : PH đợctính bằng KN

Để tăng độ cứng của thân máy lên khoảng 1,5 lần ngời ta nắp những bu lông gằng nh vậy có nhợc điểm khó thao tác khi dập:

Trong các máy ép trục lớn , bàn máy tựa trên 2 bu lông và 2 ê cu ,việc điều chỉnh ê cu đợc liên hệ với nhaubằng bộ truyền bánh răng.ở các máýep trục nhỏ từ 100200 KN bàn máy có vít tựa Khi đó để kẹp chặt bàn máy vào trụ máy ngời ta không những sử dụng bu lông mà còn dùng cả chêm.Thân máy 1 trụ và 2 trụ không nghiêng đợc đặt trực tiếp lên móng máy còn thân của máy

ép nghiêng đợc để trong 1 trụ ddặc biệt này là nền tảng của cơ cấu điềuchỉnh

vị trí nghiêng của thân máyđố với ép lực dới 250 KN thì ngời ta sử dụng cơ cấu vít,thân máy đợc đặt lên trụ và chốt sự nghiêng đợc thực hiệndo quay thân máy và chốt tơng ứng với trụ của lỗ chốt trên trục máy:

Đối với máy ép thân hở đợcđiều chỉnh hành trình đợc thực hiện nhờ bạc lệch tâm trung gian nắp trên trục khuỷu.Bán kính khuỷu lớn nhất đợc xác

định bằng độ lệch tâm của ngõng khuỷu so với trục và độ lệch tâm lớn nhất của bạc so với thân khuỷu khi đó chiềudài hánh trình lớn nhất đợc tính bằng:

Muốn thay đổi khoảng chạy của đầu trợt ta rút 2 then cố định bạc lệch tâm.Sau đó quay bạc lệch tâm sang 1 rãnh khác bằng cách

đua 2 thanh thép cắm vào lỗ bánh đà để xoay sau đó lại nắp then vào còn việc định vị nó đợc thực hiện nhờ sự ăn khớp của nửa ly hợp vấu( lắp bằng then hoặc vành răng với trục ) với nửa ly hợp vấu chế tạo liền với bạc lệch tâm.

Trong máy ép 2 trụ, cơ cấu điều chỉnh của hành trình đặt ở ngõng biên của trục khuỷu Về nguyên lý ,kết cấu cũngtwơng tự nh ở máy ép 1 trụ trong đầu trợt của máy có đặt cối bảo hiểm hoặc đĩa bảo hiểm và thành phần điều chỉnh chiều cao dập (vùng làm việc của máy).Trong máy ép có hành trình nhanh,ngời ta đặt ly hợp và phanh ở trục khuỷu còn trong máy ép hành trình chuyển động bằng nhiềubộ truyền thì ly hợp và phanh thờng đợc đặt trên trục trung gian

Hiện nay ở nhiều máy ép có số hành trình từ 120150 lần trong 1 phút,

ng-ời ta dùng loại ly hợp then quay và phanh đai điều khiển bằng cam để tăng độ làm việc tin cậy ,khi đặt ly hợp ma sát khí nén trong các máy có hành trình phanh,cần có khoá liên động cơ khí với cơ cấu phanh để đề phònghệ thống

điều khiển khí nén không đảm bảo độ nhậy

Hệ thống điều khiển các máy ép loại đó cần đảm bảo khả năng làm việc với chế độ từng nhátvà dập liên tục :

B,MáY DậP VuốT:

1- Công dụng và phân loại:

Quá trình công nghệ dập vuốt và tạo hình vật liệu tấm đã đợc ứng dụng rộng rãiđể dập các chi tiết vỏ ôtô hoặc dập vuốt các đồ dùng dân dụng nh đồ hộp Để dập các chi tiết đó phải dùng máy dập chuyên dùng, đặc điểm của máy là :

- Hành trình đầu trợt đủ lớn

- Tạo đợc lực ép chặn phôi

- Có thể tự động đẩy đợc chi tiết ra khỏi khuôn dập

Các loại máy ép dập vuốt gồm có: máy ép 3 khuỷu, may ép song động hoặc tam động và máy ép dập vuốt sâu có cơ cấu thực hiện đặc biệt là hành trình lớn, sơ đồ động học của loại máy này là trục khuỷu – cam –khuỷu,

đòn- khớp – khuỷu ,cam -đòn – khuỷu

1-Chày ép phôi

1-2-Chày dập vuốt

3-Sản phẩm dập vuốt4-Lò xo đẩy phôi

ở máy ép song động có 2 đầu trợt này chuyển động trong đầu trợt kia , đầu trợt ngoài để kẹp dụng cụ cắt hình và chặn phôi đầu trợt trong để kẹp dụng cụ thực hiện nguyên công dập vuốt , ở máy ép tam động ngoài 2 đầu trợt ở phía trên nh máy ép song động còn có thêm đầu trợt phụ thứ 3 ở phía dới bàn máy

để thực hiên nguyên công dập vuốt ngợc

điểm nên con trợt phụ đợc bố trí ở phía trớc, sau hoặc 2 bên sờn máy Con trợt phụ cũng có thể dẫn động đợc nhờcam kẹp chặt trên trục khuỷu , cơ cấu khuỷu - đòn- khâu dùng cho máy 2 và 4 khuỷu Tại trục khuỷu có nắp 2 biên ,1 để chuyển động cho đầu trợt trong ,1 để chuyển động cho đầu trợt ngoài

lý thuyết khi vặn chặt phôi mà có dao động từ 23 lần trên 1 khoanghr cách 0,030,05 mmtwf vị trí dới cùng Trên thực tế khi có biến động đàn hồi sẽ gây

ra dao động lực ép chặn để giảm dao động đó điều quan trọng là phải kết cấu các khâu của cơ cấu thực hiện có độ biến dạng đủ cao ở độ bền cần thiết

Để có thể tạo lực ép chặn không đầu ở chu vi mặt bích của các chi tiết dập vuốt từng điểm treo ở đầu trợt có thể điều chỉnh riêng biêt nhờ mối nối vít đai ốc.Ren vít thờng là ren bớc ngắn ,đai ốc có khắc vạch chia vàống kẹp để định

vị chống xoay đai ốc sau khi đã đợc điều chỉnh, việc điều chinhhr có thể thực hiên bằng tay hoặc nhờ động cơ điện ở từng điểm teo riêng biệt hoặc tất cả các

điểm treo tuỳ theo yêu cầu công nghệ Để giảm chấnn động ở đầu trợt ngoài thờng có các lò xo đĩa ,cơ câúu khí nén.Để phòng khi quá tải ,ngời ta sử dụng các cơ cấu bảo hiểm kiểu lò xo ,khí nén dặt ở các đòn truyền động do đầu trợt ngoài

Sự khác nhau của quá trình dập vuốt trên máy ép vạn năng và máy ép song

độnglà:

ở máy ép vạn năng (đơn động) lực chặn phôi có đợc là do đệm ,còn ở máy

ép song động việc chặn phôi đợc thực hiện bằng máy ép cơ khí

Lực ép chặn phôinhờ đệm thông thờng tăng dần trong quá trình dập vuốt ,kích thớc của đệm thờng lứn, nên khi cần lực chăn lớn ta phải chọn ,loại đệm

có thể không đặt vùa khoanghr không dới bàn máy, nếu đặt đợc thì phải chọn maýy ép vạn năng cỡ lớn do lực đệm tăng trong quá trình dập

Tỷ lệ ép danh nghĩa giữa đầu trợt trong và đầu trợt ngoài bằng 11,6 (ví dụ: máy100/63,200/8125) còn tỷ lệ chiều dài hành trình đầu trợt ngoài và trong vào khoảng 0,630,67

C,máy ép trục khuỷu dập nóng

1- Công dụng và phạm vi sử dụng:

Máy ép trục khuỷu dập nóng (máy rèn, máy rèn dập) đợc chế tạo với lực ép

từ 2 100 MN (tơng đơng với 200 1vạn tấn) công suất động cơ từ 200 500

kW, chiều dài của hành trình đầu trợt 200 500 mm Số hành trình 90 350 lần/ phút

- Máy ép dập nóng kiểu trục khuỷu dùng để thực hiện các nguyên công dập nóng , đặc biệt là nguyên công đòi hỏi lực lớn và năng lợng lớn Trên máy này còn có thể sản xuất các vật liệu rèn bằng kimloại đen ,màu ,và hợp kim Thực tế thấy rằng máy ép dập nóng không những có thể chế tạo hầu hết các vật liệu rèn gia công đợc trên máy búa mà còn gia công đợc những vật liệu rèn bằng phơng pháp ép chảy nóng (không thực hiện đợc trên máy búa)

Những loại vật rèn điển hình nhất đợc gia công trên máy ép dập nóng là :bánh răng mặt bích ,trục khuỷu ,và những chi tiết điển hình có hình dáng phức tạp nh cam biên

Hiện nay máy ép dập nóng dùng để thực hiên các nguyên công dập nóng liên hợp khác nhau kết hợp với máy rèn cán và máy ép cắt.Máy ép dập nóng

đợc trang bị bằng những phơng pháp cơ khí hoá và tự động hoá để đặt trong những dây truyền tự động điều đó nói lên rằng máy ép dập nóng là máy ép

"vạn năng" có thể đáp ứng những yêu cầu về công việc trong phân xởng rèn dập

2- Ưu nh ợcđiểm của máy ép dập nóng :

Có thể trang bị những phơng tiện cơ khí hoá , tự động hoákhâu cắt phôi và lấy phôi :

- Năng suất cao hơn máy búa từ 30 đến 40% bởi vì máy dập nóng mỗi nguyên công chỉ cần thực hiện sau 1 hành trình còn ử máy búa phải dập nhiều nhát

- Vật gia công đạt độ chính xác cao , đặc biệt theo chiều cao (0,05

0,1mm)cơ tính đồng nhất do quá trình dập trên máy dập nóng ổn

định hơn so với máy búa