Đồ án tốt nghiệp thiết kế và chế tạo khuôn dập lá tôn stato động cơ 3k90 công ty cổ phần cơ điện

- Sử dụng dập liên hợp nhiều nguyên công trên phôi băng.. Phương pháp dập các chi tiết bằng từng nguyên công riêng biệt chỉ manglại ít hiệu quả về kinh tế, do đó người ta

Trang 1

NHẬN XÉT CỦA THẦY HƯỚNG DẪN

………

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA THẦY PHẢN BIỆN

………

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

rong sự phát triển lớn mạnh không ngừng của xã hội thì cùng với sự pháttriển của ngành công nghiệp, ngành cơ khí có vai trò quan trọng trong nềncông nghiệp Các sản phẩm cơ khí ngày càng nhiều và có ứng dụng quan trọngvà đặc biệt là các sản phẩm được tạo ra từ công nghệ tạo hình và khuôn mẫuchiếm tỉ lệ rất lớn Các sản phẩm của công nghệ khuôn mẫu vừa đảm bảo độchính xác vừa có thể sản xuất hàng loạt nên giúp giảm đáng kể giá thành sảnphẩm

T

Sau thời gian thực tập tốt nghiệp tại “Công ty chế tạo Điện Cơ Hà Nội”

chúng em đã quyết định chọn đề tài “Thiết kế và chế tạo khuôn dập lá tôn stato

động cơ 3k90” làm đề tài tốt nghiệp của mình.

Các công việc chúng em đã hoàn thành trong đồ án tốt nghiệp bao gồm:

- Nghiên cứu tổng quan về dập nguội và khuôn dập nguội

- Tính toán thiết kế khuôn dập cho sản phẩm lá tôn stato

- Thiết kế quy trình công nghệ gia công các chi tiết chính

- Thiết kế qui trình công nghệ gia công các tấm khuôn

Chúng em xin chân trọng cảm ơn các thầy trong hội đồng bảo vệ, các thầytrong tổ bộ môn công nghệ chế tạo máy Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nộiđã góp ý và tạo điều kiện thuận lợi để chúng em hoàn thành đồ án với chất lượngtốt nhất

Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Th.s Trần Hữu Thể đã

tận tình chỉ bảo và giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do thời gian và kiến thức có hạn nên đồ án không thể tránh khỏi những sai xót, chúng em mong nhận được sự góp ý, phê bình của các thầy cô giáo để chúng em có thể hoàn thiện đồ án

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày…… tháng… năm 2011

Trang 4

Sinh viên thực hiên:

KIỀU ĐÌNH CÔNG

LÊ MẠNH CƯỜNGNGUYỄN HỮU CƯỜNG

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ DẬP NGUỘI 10

1.1 Dập nguội 10

1.1.1 Khái niệm công nghệ tạo hình kim loại tấm 10

1.1.2 Đặc điểm dập nguội 11

1.1.3 Ưu điểm về mặt kinh tế và xã hội của dập nguội 12

1.2 Các sản phẩm của dập nguội: 13

1.3 Phương hướng phát triển của dập nguội 17

1.3.1 Phương hướng hiện đại: 17

1.3.2 Dập nguội tăng độ bền và độ cứng 20

1.3.3 Biện pháp cho sản xuất hàng khối 20

1.4 Vật liệu làm khuôn dập nguội 20

1.5 Phân loại công nghệ dập nguội 23

1.5.1 Nhóm biến dạng cắt: 23

1.5.2 Nhóm biến dạng dẻo: 23

1.5.2.1 Thay đổi hình dạng của chi tiết rỗng và chi tiết uốn cong, chủ yếu là thay đổi hình dạng hình học của phôi tấm 23

1.5.2.2 Thay đổi hình dạng cục bộ của chi tiết bằng cách phân bố lại và dịch chuyển thể tích kim loại đã cho 23

Chương 2: KHUÔN DẬP NGUỘI 28

2.1 Khái niệm 28

2.2 Cấu tạo các bộ phận cơ bản của khuôn dập 29

2.3 Các bộ phận công nghệ điển hình và các chi tiết của khuôn dập 42

2.3.1 Các chi tiết làm việc của khuôn dập 42

2.3.1.1 Chày: 42

2.3.1.2 Cối 44

2.3.2 Các chi tiết định vị của khuôn dập: 46

2.3.2.1 Chốt định cữ: 46

2.3.2.2 Chày phụ định tâm 48

2.3.2.3 Chốt định vị (đường định vị): 49

2.3.2.4 Các thanh dẫn hướng và các tấm chặn bên 49

2.4 Một số bộ phận tự động trên các khuôn dập 50

Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ KHUÔN DẬP 55

3.1 Cơ sở thiết kế các quá trình công nghệ dập nguội 55

3.2 Quá trình cắt dập và đột lỗ: 57

3.3 Khe hở giữa chày và cối : 58

3.4 Phương pháp xác định kích thứơc chày và cối của khuôn: 62

3.5 Bộ khuôn dập lá tôn stato động cơ 3k90 64

Trang 6

3.5.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật đối với chi tiết lá tôn stato 66

3.5 2 Xác định quá trình công nghệ để chế tạo 67

Chương 4: TÍNH TOÁN KHUÔN DẬP LÁ TÔN ĐỘNG CƠ 3K90 68

4.1 Quá trình cắt 68

4.1.1 Đột 6 rãnh mép ngoài 68

4.1.2 Đột 36 rãnh 69

4.2 Xác định thông số của các tấm khuôn cơ bản 70

4.2.1 Tính toán cối 70

4.2.2 Tính toán kích thước của đế khuôn dưới và đế khuôn trên 71

4.2.3 Tính toán trục dẫn hướng cho đế khuôn dưới 73

4.3 Tính toán chày 74

4.3.1 Chày đột lỗ 4mm 74

4.3.2 Chày đột 6 rãnh mép ngoài 77

4.3.3 Chày đột 36 rãnh bên trong 80

Chương 5: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÁC CHI TIẾT CƠ BẢN 83

5.1 Quy trình công nghệ gia công đế khuôn dưới 83

5.1.1 Phân tích chi tiết : 83

5.1.2 Phân tích yêu cầu kĩ thuật của chi tiết 84

5.1.3 Phương pháp chế tạo phôi 84

5.1.4 Quy trình công nghệ gia công 84

5.4.1 Phương pháp gia công các bề mặt : 85

5.1.4.1 Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi 87

5.1.4.2 Ngyên công 2: Phay các mặt đạt kích thước 350x200 87

5.1.4.3 Nguyên công 3: Khoan – Khoét – Doa 2 lỗ Φ36 93

5.1.4.4 Nguyên công IV: Khoan 6 lỗ Φ11, Khoan – doa 6 Lỗ Φ30 101

5.1.4.5 Nguyên công V:Khoan – taro 4 lỗ M10, Khoan – doa 2 lỗ Φ10, Khoan – doa lỗ Φ4 108

5.1.4.6 Nguyên công VI: Phay 36 rãnh bên trong 119

5.1.4.7 Nguyên công VII: Cắt dây 6 rãnh 122

5.1.4.8 Nguyên công VIII: Nhiệt luyện 125

5.1.4.9 Nguyên công mài 126

5.1.4.10 Nguyên công 10: Kiểm tra 129

5.1.5 Thiết kế đồ gá nguyên công khoan – khoét doa 2 lỗ Φ36 129

5.1.5.1 Nguyên lý làm việc : Bản vẽ đồ gá: 129

5.1.5.2 Lập sơ đồ gá đặt và tính lực kẹp cần thiết 130

5.1.5.3 Tính cơ cấu kẹp 131

5.1.5.4 Xác định các sai số chế tạo cho phép và điều kiện kỹ thuật của đồ gá: 132

5.2 Quy trình công nghệ gia công chi tiết cối: 134

5.2.1 Phân tích chi tiết: 134

5.2.3 Xác định phương án chế tạo phôi 136

Trang 7

5.2.4 Quy trình công nghệ gia công cối: 136

5.2.4.1 Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi 136

5.2.4.2 Nguyên công 2: tiện mặt đầu và trụ ngoài 136

5.4.2.3 Nguyên công 3: khoan - taro 6 lỗ M10, khoan - doa 2 lỗ 10, Khoan – doa lỗ 4 142

5.4.2.4 Nguyên công 4: phay 36 rãnh luồn dây 153

5.2.4.5 Nguyên công 5:Cắt dây 6 rãnh 157

5.2.4.6 Nguyên công 6: nhiệt luyện chi tiết 159

5.2.4.7 Nguyên công 7: mài phẳng bề mặt sau khi gia công nhiệt 160

5.2.4.8 nguyên công 8 : kiểm tra độ song song của 2 mặt đối diện 163

5.3 Quy trình công nghệ gia công chi tiết đệm chày: 164

5.3.1 phân tích chi tiết: 164

5.3.2 Quy trình công nghệ gia công chi tiết đệm chày: 165

5.3.2.1 nguyên công 1: tiện mặt đầu và trụ ngoài 165

5.3.2.2 nguyên công 2; phay 36 rãnh luồn dây 170

5.3.2.3 Nguyên công 3: phay nón cụt khớp với cối 175

5.3.2.4 Nguyên công 4: khoan và taro các lỗ M10, khoan và doa lỗ 4 178

5.3.2.5 nguyên công 5: cắt dây 6 rãnh luôn gông 186

5.3.2.6 nguyên công 6: nhiệt luyện chi tiết 187

5.4 Quy trình công nghệ gia công chi tiết áo chày: 192

5.4.2 Quy trình công nghệ gia công chi tiết đệm chày: 193

5.4.2.2 nguyên công 2; phay 36 rãnh luồn dây 199

5.4.2.3 Nguyên công 3: khoan và taro các lỗ M10 và khoan các lỗ 10, 11 204

5.4.2.4 Nguyên công 4:: khoan lỗ 11, 30 và khoét lỗ 30 212

5.4.2.5 nguyên công 5: cắt dây 6 rãnh luôn gông 219

5.5 Quy trình công nghệ gia công trục dẫn hướng 224

5.5.1 Phân tích chi tiết 224

5.5.3 Xác định phương án chế tạo phôi 225

5.5.4 Quy trình công nghệ gia công: 225

5.5.4.1 Nguyên công 1:Chuẩn bị phôi 226

5.5.4.2 Phay mặt đầu và khoan 2 lỗ tâm 226

5.5.4.3 Nguyên công 3: Tiện ngoài đạt kích thước Φ36, vát mép 2 đầu 230

5.5.4.4 Nguyên công 4: Cắt rãnh 233

5.5.4.5 Nhiệt luyện 235

5.5.4.6 Mài trục 235

5.5.4.7 Nguyên công 7 : Kiểm tra 237

Trang 8

5.6 Quy trình công nghệ gia công bạc đẫn hướng 238

5.6.2.2 nguyên công 2: đảo dầu phôi tiện trụ ngoài và mặt đầu 247

5.6.2.3 Nguyên công 3: tiện trụ trong thông suốt 253

5.6.2.4 Nguyên công 4: doa lỗ trụ trong 258

5.6.2.5 Nguyên công kiểm tra độ đồng tâm của hai bề mặt trụ: 261

5.7 Quy trình công nghệ gia công đế khuôn trên 262

5.7.1 Phân tích chi tiết : 262

5.7.3 Phương pháp chế tạo phôi 263

5.7.4 Phương pháp gia công các bề mặt 264

5.7.5 Quy trình công nghệ 265

5.7.5.1 Nguyên công 1: Chọn phôi 266

5.7.5.2 Ngyên công 2: Phay đạt kích thước 6 mặt 266

5.7.5.3 Nguyên công 3: Khoan – Khoét – Doa 2 lỗ Φ60 269

5.7.5.4 Nguyên công 4: Khoan 6 lỗ Φ11, Khoan – doa 6 Lỗ Φ30 276

5.7.5.5 Nguyên công 5:Khoan – taro 4 lỗ M10 282

5.7.5.6 Khoan, khoét, doa lỗ Ф40; khoét, doa lỗ Ф50 286

5.7.5.9 Nguyên công 9: kiểm tra độ song song của 2 mặt A và B 299

5.8 Quy trình công nghệ gia công chi tiết Tấm Chịu Lực: 300

5.8.2 Quy trình công nghệ gia công chi tiết Tấm Chịu Lực: 301

5.8.2.1 Nguyên công 1 : Chọn phôi 301

5.8.2.2 Nguyên công 2: tiện mặt đầu và trụ ngoài 301

5.8.2.3 Nguyên công 3: khoan và taro các lỗ M10 307

5.8.2.4 Nguyên công 4: Khoan các lỗ 10 và 11 311

5.8.2.5 Nguyên công 5:khoét, doa 6 lỗ 30 314

5.8.5.8 Nguyên công 8 : kiểm tra độ song song của 2 mặt A và B 321

5.9 Quy trình công nghệ gia công chi tiết chày 322

5.9.2 Quy trình công nghệ gia công chày 323

5.9.2.1 Nguyên công 1 : Chọn phôi 323

5.9.2.2 Nguyên công I: Phay 2 mặt đầu đạt kích thước 63mm 323

5.9.2.3 Nguyên công 3: cắt dây đạt biên dạng của chi tiết 327

5.9.2.4 Nguyên công 4: nhiệt luyện chi tiết 329

Chương 6: THIẾT BỊ DẬP 330

6.1 Thiết bị dập 330

6.1.1 Nhóm I: nhóm máy búa 331

6.1.2 Nhóm II: nhóm máy ép 331

Trang 9

6.1.3 Nhóm III: nhóm máy dập 332

6.1.4 Nhóm IV: nhóm có kết cấu và hình dạng phức tạp 332

6.2 Các loại máy búa 332

6.2.1 Máy búa hơi 332

6.2.2 Máy búa lò xo 334

6.2.3 Máy búa kiểu ván gỗ 335

6.3 Các loại máy ép 336

6.3.1 Máy ép ma sát trục vít 336

6.3.2 Máy ép thủy lực 338

6.4 Máy rèn dập kiểu trục khuỷu và bánh lệch tâm 339

6.5 Tải trọng và công trong máy dập 343

Chương 7: LẮP ĐẶT VÀ BẢO TRÌ 344

7.1 Lắp khuôn lên máy 344

7.2 Vận hành máy dập 344

7.3 Sửa chữa máy 344

7.4 Khuôn và máy 347

TÀI LIỆU THAM KHẢO 349

PHỤ LỤC: MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ MÁY DẬP VÀ MÁY CẮT DÂY 350

Trang 10

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ DẬP NGUỘI

1.1 Dập nguội.

1.1.1 Khái niệm công nghệ tạo hình kim loại tấm

Công nghệ dập tạo hình kim loại tấm là gì ?.Đó là những phương phápgia công để tạo ra các chi tiết hoặc các sản phẩm (bao gồm nhiều chi tiết ghéplại) từ kim loại tấm bằng cách làm cho phôi kim loại bị biến dạng (có thể làbiến dạng dẻo hoặc biến dạng phá huỷ) nhờ các dụng cụ đặc biệt gọi là khuôndập

Công nghệ dập tạo hình kim loại tấm có nhiều ưu điểm mà nhữngphương pháp công nghệ khác không thể có được, vì vậy loại hình công nghệnày được ứng dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực, mọi ngành kinh tế, từcông nghiệp quốc phòng, y tế, hoá chất, xây dựng, giao thông vận tải, cơ khíchính xác, cho đến các ngành công nghiệp dệt may, chế biến thực phẩm, cơ khítiêu dùng và đặc biệt là trong công nghiệp điện-điện tử, công nghệ thông tin.v.v…

Một trong những ưu điểm nổi bật của công nghệ dập tạo hình kim loạitấm là có thể tạo ra một số lượng lớn ( hàng triệu triệu sản phẩm ) với độ chínhxác cao, lắp lẫn tốt trên các thiết bị hoặc các dây chuyền hoàn toàn tự động vớinăng suất rất cao ( có thể từ 1200 đến 2000 sản phẩm trong một phút ) do vậygiá thành của sản phẩm thấp hơn rất nhiều so với các phương pháp công nghệkhác

Công nghệ dập tạo hình kim loại tấm có thể tạo ra được các chi tiết mànhững phương pháp công nghệ khác không thể tạo ra hoặc sẽ vô cùng khókhăn với năng suất thấp, ví dụ như những chiếc kim của đồng hồ , những ốngxiphông có thành mỏng trong công nghệ nhiệt lạnh, các chi tiết, linh kiện củamáy tính, điện thoại di động v.v…

Công nghệ dập tạo hình kim loại tấm có thể tạo ra những chi tiết cứng

Trang 11

vững, bền nhẹ, tốn ít nguyên vật liệu và có thể tận dụng được phế liệu Vídụ các chi tiết của vỏ ôtô, cánh máy bay.v.v….Hệ số sử dụng vật liệu củaloại hình công nghệ này có thể đạt đến 80-90% ,thậm chí có thể đạt 100% trongkhi phương pháp gia công cơ khí thường chỉ đạt khoảng 50-60% Công nghệdập tạo hình kim loại tấm có thể tạo ra những chi tiết phức tạp với độ chínhxác cao nhờ các bộ phận làm việc của khuôn mà không cần phải có thợ bậccao vì thao tác rất đơn giản, không phụ thuộc vào trình độ tay nghề của ngườicông nhân,do vậy giảm được chi phí sản xuất.

Tóm lại công nghệ dập tạo hình kim loại tấm là một loại hình công nghệquan trọng trong sản xuất công nghiệp và trong mọi lĩnh vực sản xuất.Sảnphẩm của công nghệ dập tạo hình kim loại tấm vô cùng đa dạng và phong phú,gần gũi với đời sống của con người, từ xoong, nồi, mâm, chậu, bát, đĩa, muôi,thìa, dao, dĩa, ca, cốc, ấm đun nước, dụng cụ và thiết bị y t ế, đến nồi cơmđiện, bếp ga, lò vi sóng, tivi, tủ lạnh, máy giặt, tiền kim loại, đồng hồ,trang sức phụ nữ v.v…Những sản phẩm của công nghệ dập tạo hình kim loạitấm gắn bó và phục vụ con người từ lúc mới sinh ra cho đến khi về cõi vĩnhhằng Ngày nay, những sản phẩm gia dụng ngày càng phong phú và hiện đại,phục vụ ngày càng tốt hơn nhu cầu cuộc sống của con người Trong các sảnphẩm đó hầu hết các chi tiết đều được chế tạo bằng phương pháp công nghệ dậptạo hình kim loại tấm

1.1.2 Đặc điểm dập nguội

Dập nguội là một dạng gia công kim loại bằng áp lực bao gồm mộtloạt các quy trình công nghệ đặc biệt, đượcthực hiện trên một hoặc nhiềukhuôn dập Dập nguội tạo ra các sản phẩm tấm mỏng với năng suất cao màcác phương pháp gia công khác không đáp ứng được

Mỗi một hình thức biến dạng chủ yếu của dập lại được chia ra thành cácnguyên công cụ thể riêng biệt, được đặc trong bởi đặc điểm, công dụng của

Trang 12

công việc sản xuất và kiểu khuôn dập Dập được ứng dụng rộng rãi trong cácngành chế tạo máy, chế tạo dụng cụ và các ngành công nghiệp khác Dậpđược dùng phổ biến nhất trong sản xuất hàng khối và hàng loạt lớn khi mà qui

mô sản xuất lớn cho phép ứng dụng kỹ thuật hoàn thiện hơn, ngoài ra dậpcòn được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt nhỏ và đơn chiếc

Phương pháp dập nguội có những đặc trong sau:

- Phương pháp sản xuất là gia công kim loại ở trạng thái nguội

- Loại thiết bị sử dụng là máy ép và các loại máy dập trục khuỷu tự độngkhác, tạo ra lực dập làm biến dạng vật liệu ở trạng thái nguội

- Dạng dụng cụ sử dụng những kiểu khác nhau, trực tiếp làm biến dạng vật liệu và thực hiện những nguyên công cần thiết

- Vật liệu gia công chủ yếu là thép phôi băng và cả vật liệu phi kim dạngtấm

- Hình dáng và kích thước của sản phẩm tương đối chính xác với hình dáng và kích thước của các bộ phận làm việc của khuôn (chày, cối )

Nhược điểm cơ bản của công nghệ dập tạo hình kim loại tấm là giá thànhcủa khuôn cao, đầu tư ban đầu lớn, do vậy chỉ thích hợp cho việc sản xuấtcác sản phẩm có số lượng lớn ( hàng loạt lớn và hàng khối )

Tóm lại: dập nguội là một trong những công nghệ tiến bộ nhất của quá trình sản xuất So với những phương pháp gia công khác thì dập nguội có nhiều

ưu việt về mặt kỹ thuật lẫn kinh tế

1.1.3 Ưu điểm về mặt kinh tế và xã hội của dập nguội.

- Ngày nay, các chi tiết kim loại tấm đã thay thế cho hầu hết nhiều sảnphẩm đúc, rèn và gia công đắt tiền Nguyên nhân chủ yếu là các chi tiết dậpcó giá thành rẻ và hơn nữa giảm khối lượng của chi tiết Cũng như khả năngcông nghệ dễ dàng hơn, hình dáng phức tạp được thay thế bằng các dạng tiệních, đơn giản và hiệu quả VD: các bồn tắm trước đây chúng được đúc và các

Trang 13

chân bồn có trang trí hoa văn, hiện nay hầu hết chúng được tạo ra từ kim loạitấm tráng men.

- Những kim loại tấm còn có thể được dùng để nháy theo các thiết kếcầu kỳ được làm bằng tay của các thế kỷ trước Cũng như các trang trí bachiều có thể tạo ra bằng phương pháp dập

- Dập kim loại tạo ra được hầu hết các sản phẩm đa năng của kỹ thuật hiện đại và còn được dùng để thay thế các chi tiết trước đâyđượchàn bởi nhiều phần Dập có thể giảm đi các thiết kế, chi phí và nhân công lao động

- Thực hiện những nguyên công phức tạp bằng những hành trình đơn giản của máy ép

Ưu điểm về mặt kỹ thuật:

- Chế tạođượcnhững chi tiết phức tạp mà các phương pháp gia công khác không làmđượchoặc rất khó khăn

- Chế tạo được những chi tiết lắp lẫn với độ chính xác cao mà phần lớn không cần gia công cơ tiếp theo

- Chế tạo được các chi tiết có kết cấu bền, cứng, nhẹ với lượng tiêu hao vật liệu ít do phôi dập chủ yếu là phôi băng đã qua cán nguội nên độ cứng rất cao

- Sản xuất được sản phẩm tấm mỏng độ chính xác cao như thép I, E trong máy biến thế và roto động cơ điện…

Ưu điểm về mặt kinh tế:

- Tiết kiệm, phế liệu tương đối ít

- Thiết bị có năng suất cao nhờ sử dụng cơ khí hóa và tự động hóa trong quá trình sản xuất

- Thao tác trên máy dập đơn giản không cần công nhân có trình độ cao

- Sản xuất hàng khối và giá thành sản phẩm chế tạo thấp

1.2 Các sản phẩm của dập nguội:

Trang 14

Cho tới thời điểm hiện nay sản phẩm của dập nguội rất đa dạng, phong phú về mặt hình dáng và chủng loại Sau đây là một số sản phẩm thông dụng nhất của dập nguội.

Hình 1.1: Thùng CPU của máy tính

Hình 1.2: Một số chi tiết của bếp gas

Trang 15

Hình 1.3:Chi tiết phức tạp được ghép bằng 2 chi tiết dập

Trang 16

Hình 1.4: Các chi tiết trong ngành điện

Hình 1.5: Bản lề cửa

Trang 17

Hình 1.6: Một số chi tiết được tạo nhờ dập

1.3 Phương hướng phát triển của dập nguội.

1.3.1 Phương hướng hiện đại:

Dập nguội đượcứng dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy, chế tạo dụng cụ và các ngành công nghiệp khác

Dập nguội là một trong những phương pháp gia công kim loại tiên tiến nhất.Dập nguội tạo nên năng suất lao động cao, giá thành hạ, tốn ít sức lao động

Trang 18

hơn nhiều so với các phương pháp gia công khác Vì vậy, việc nghiên cứu rộngrãi dập nguội trong công nghiệp chế tạo máy là một trong những biện pháp quantrọng trong sự phát triển của công nghệ gia công kim loại.

Ngày nay, dập nguội đang được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy chếtạo máy bay, ô tô, máy móc nông nghiệp… Trên 75% chi tiết của ô tô, 80%chi tiết của dụng cụ và thiết bị điện, 95% chi tiết của máy ướp lạnh vànhiều sản phẩm dân dụng khác được gia công bằng phương pháp dập nguội

Ở các nước trên thế giới, thiết bị dập nguội và dập nóng ngày càngchiếm tỉ lệ cao trong tổng số máy gia công cắt gọt Ví dụ: ở Liên Xô tỉ lệ nàykhoảng 30%, còn ở nước ta hiện nay mới chiếm khoảng 10 – 12% và tỉ lệ nàyđang ngày càng được nâng cao

Các thiết bị dập nguội được chế tạo ngày càng hoàn chỉnh với các cơ cấu bảo hiểm và an toàn lao động cao Trong sản xuất hàng khối, người ta đã sử dụng những máy dập tự động cao tốc, máy chuyên dùng đặc biệt với hàng ngàn nhát dập trong một phút Với qui mô sản xuất càng lớn càng cho phép ứng dụng kỹ thuật hoàn thiện hơn, với những bộ khuôn dập phức tạp và đắt tiền

Dập nguội được dùng phổ biến nhất trong sản xuất hàng khối và hàngloạt lớn khi mà quy mô sản xuất cho phép những ứng dụng kỹ thuật hoànthiện, mặc dù những bộ khuôn có cấu tạo phức tạp và đắt tiền Một loạt sảnphẩm sản xuất hàng khối và hàng tiêu dùng được chế tạo hàng chục, hàngtrăm triệu chiếc trong một năm Do đó sự phát triển của dập nguội đitheo những hướng sau:

- Mở rộng lĩnh vực áp dụng dập nguội bằng cách thay thế các chi tiết dập nguội thay cho các chi tiết hàn, đúc, dập – hàn trước đây, nói chung những chi tiết không cần gia công cắt gọt

- Phổ biến rộng rãi dập nguội trong sản xuất hàng loạt nhỏ nhờ sử dụng

Trang 19

khuôn đơn giản và khuôn vạn năng.

- Giảm tiêu hao vật liệu bằng cách thiết kế những chi tiết có kết cấu hợp

lý, mang tính công nghệ cao, ứng dụng việc pha cắt phôi hợp lý, sử dụng phếliệu nâng cao độ chính xác khi tính toán kích thước phôi…

- Nâng cao độ chính xác chi tiết dập ( đến cấp chính xác 3 – 4 theo tiêu chuẩn nhà nước)

- Ứng dụng phương pháp dập để lắp ghép

Nâng cao độ cứng vững của khuôn trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

Mở rộng lĩnh vực áp dụng dập nguội bằng cách: một mặt tăng kích thước dập đến 10m và lớn hơn nữa, mặt khác giảm kích thước của chi tiết dập – chi tiết tinh xảo (khí cụ điện tử - radio)

Chiều dài vật liệu dập không ngừng tăng lên Khi thay thế chi tiết đúc và rèn bằng dập nguội sẽ cho ta những ưu việt rất lớn về mặt kinh tế và kỹ thuật

Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, dập nguội đượcphát triểnbằng cách sử dụng những khuôn dập liên hợp, khuôn liên tục nhiều nguyêncông, cơ khí hóa và tự động hóa quá trình dập, sử dụng máy tự động cao tốc vàmáy tự động chuyên dùng, sử dụng những phương pháp gia công có năng suấtvà độ chính xác cao, sử dụng khuôn dập bằng thép chịu mài mòn, hợp kimcứng…

Trong sản xuất hàng loạt nhỏ và đơn chiếc, sản xuất thí nghiệm, dậpnguội đượcphát triển bằng cách sử dụng phương pháp dập nhóm trong đóchi tiết được thống nhất và tiêu chuẩn hóa, ứng dụng những khuôn vạn năngvà đơn giản, đồng thời áp dụng những phương pháp công nghệ mới (như dậpbằng cao su, dập bằng thủy lực, dập vuốt có đốt nóng và làm lạnh từngphần…)

Trang 20

Sự phát triển không ngừng của phương pháp dập và sự mở rộng lĩnh vực ứng dụng của nó dựa trên sự hoàn thiện của máy ép, trong đó bao gồm việc tăng lực và kích thước làm việc của máy ép, nâng cao năng suất của máy ép và đặc biệt là nâng cao tính an toàn, điều kiện làm việc Sự phát triển của phương pháp dập phải dựa vào máy ép bởi vì các thao tác trên máy ép đơn giản, không đòi hỏi người đứng máy phải có trình độ chuyên môn cao, đảm bảo an toàn, điều kiện làm việc rất tốt mà năng suất của nó lại rất cao.

1.3.2 Dập nguội tăng độ bền và độ cứng

- Nhờ vật liệu ban đầu có cơ tính cao hơn vì đa số vật liệu tấm đã qua cánnguội

- Do biến cứng bề mặt kim loại khi biến dạng ở trạng thái nguội

- Do phân bố kim loại tốt hơn theohướngtiết diện chi tiết dập

- Nhờ các phương pháp dập tăng độ cứng ( dập nong cứng, uốn vành).1.3.3 Biện pháp cho sản xuất hàng khối

- Sử dụng khuôn dập liên hợp cho sản xuất hàng khối.

- Sử dụng dập liên hợp nhiều nguyên công trên phôi băng

- Cơ khí hóa, tự động hóa quá trình

- Chế tạo máy dập tự động tốc độ cao, máy tự động chuyên dùng

- Hoàn thiện và phát triển các phương pháp dập có độ cứng cao, năng suất cao phải thay thế những chi tiết gia công cắt gọt

- Sử dụng định hình phôi băng và phôi dãy trên máy dập uốn

- Nâng cao độ cứng vững của khuôn bằng cách sử dụng thép chịu mài mòn và các phương pháp hóa bền bằng cơ nhiệt

1.4 Vật liệu làm khuôn dập nguội.

Một số loại vật liệu thường được dùng :

1 Vật liệu : DC53 (tức SKD11 cải tân)

Đặc trong : Độ cứng cao, chịu mài mòn , thích hợp với tôi ở nhiệt độ

Trang 21

cao, tính gia công , mài và wire cut tốt.

Chuyên dụng : Khuôn dập nguội, khuôn die cast sản xuất hàng loạt, khuôn đòi hỏi độ chính xác cao

2 Vật liệu :DC11 (tức tên gọi mới của SKD11)

Đặc trong: Tính chịu mài mòn tốt, độ giãm kích thước sau khi tôi thấm thấp

Chuyên dụng : Khuôn dập nguội sản xuất hàng loạt

3 Vật liệu: DCX

Đặc trong : Tính gia công, hàn sửa khuôn tốt

Chuyên dụng : Dùng cho các loại khuôn dập hạng trung , sản xuất số lượng ít

5 Vật liệu : GOA (tức tên gọi mới của SKS3)

Đặc trong : Tính tôi, chịu mài mòn tốt

Chuyên dụng : Dùng làm khuôn dập

6 Vật liệu : GO5

Đặc trong : Còn gọi là thép chuyên dụng làm frame Tính tôi cao

Chuyên dụng : Dùng làm khuôn dập dạng blanking

7 Vật liệu :GO4

Đặc trong : Tính tôi tốt, độ biến dạng sau tôi thấp

Chuyên dụng: làm khuôn chính xác cao, các loại khuôn cần độ vát tháo khuôn lớn

8 Vật liệu : CX1

Đặc trong : Độ cứng 50 HRC , Độ biến dạng sau xử lý nhiệt thấp

Trang 22

Chuyên dụng : Các loại khuôn dập chi tiết có thành mỏng, các chi tiết bộ phận trong khuôn kim loại.

9 Vật liệu : GO40F

Đặc trong : Độ cứng 40HRC, tính gia công tốt

Chuyên dụng : Dùng làm các laọi khuôn đơn giản

10 Vật liệu : YK30 (tức tên mới của SKS93)

Đặc trong : Thép thích hợp với tôi dầu, dễ xử lý nhiệt

Chuyên dụng: Dùng sản xuất các loại khuôn dập nhỏ, số lượng ít Dùng làm Jig ( đồ gá)

11 Vật liệu: SLD-MAGIC

Đặc trong : Vật liệu mới nghiên cứu , không cần tôi thấm khuôn sau gia công, độ cứng, dai cao, tính gia công cao, thích hợp với gia công cao tốc, tính chịu mài mòn, va đập cao

Khuôn bằng SLD-MAGIC có thể sản xuất đến 300000 shot mới cần tu sửa khuôn.Thành phần vật liệu không được công khai vì HITACHI METAL đang xin bản quyền

Chuyên dụng : làm tất cả các loại khuôn từ dập nguội đến Die-casting

Nâng cao chất lượng cho thép SKD11 làm khuôn dập nguội

Nâng cao tuổi thọ cho khuôn dập nguội đang là vấn đề được quan tâm củacông nghiệp Việt Nam trong thời kỳ đổi mới nhằm mục tiêu sản xuất ra các sảnphẩm có chất lượng cao, giá thành hạ, có tính cạnh tranh trong khu vực và trênthế giới

Cơ tính của khuôn bao gồm độ bền, độ cứng, độ dai, khả năng chống màimòn, đây là các đặc trong quan trọng quyết định tính chất của khuôn, chẳng hạn,khi độ cứng của dụng cụ trên 60 HRC thì cứ tăng thêm 1 HRC thì tuổi thọ củakhuôn tăng thêm 30%

Nghiên cứu chất lượng khuôn cho thấy rằng, tuổi thọ của khuôn thấp có

Trang 23

thể do các nguyên nhân:

- Khả năng chống mài mòn kém có thể do độ cứng thấp (55-57 HRC);

- Hiện tượng sứt và vỡ khuôn do nhiệt luyện không đúng (độ cứng khôngphù hợp với chức năng khuôn, chẳng hạn khuôn đột dập độ cứng nên thấp hơn khuôn dập vuốt);

- Vật liệu làm khuôn không tương thích với vật liệu dập sản phẩm và sảnlượng;

- Lắp đặt khuôn không đúng;

- Chế độ bôi trơn khi dập không đảm bảo

Trong đó, nguyên nhân về vật liệu và xử lý vật liệu có vai trò quan trọng

1.5 Phân loại công nghệ dập nguội.

Dập nguội bao gồm rất nhiều nguyên công khác nhau, cụ thể hệ thống hóavà phân loại các công việc dập nguội theo các dấu hiệu sau:

- Theo tính chất và loại biến dạng

- Theo từng nguyên công riêng biệt

Theo tính chất biến dạng, dập nguộiđượcchia ra thành hai nhóm chủ yếu: biến dạng cắt và biến dạng dẻo

1.5.1 Nhóm biến dạng cắt:

Bao gồm những biến dang làm chia cắt vật liệu bằng cách tách phần này rời

khỏi phần khác của vật liệu.

1.5.2 Nhóm biến dạng dẻo:

Được chia ra thành hai nhóm nhỏ

1.5.2.1 Thay đổi hình dạng của chi tiết rỗng và chi tiết uốn cong, chủ yếu là thay đổi hình dạng hình học của phôi tấm.

1.5.2.2 Thay đổi hình dạng cục bộ của chi tiết bằng cách phân bố lại và dịch chuyển thể tích kim loại đã cho.

Dập nguội có năm hình thức biến dạng chủ yếu:

Trang 24

a Cắt – tách phần vật liệu này ra khỏi phần vật liệu khác.

b Uốn – làm cho phôi phẳng thành chi tiết cong

c Dập vuốt – biến phôi phẳng thành chi tiết rỗng có hình dạng bất kỳ hoặc biến đổi tiếp tục kích thước của các hình rỗng đó

d Tạo hình – biến đổi hình dạng chi tiết hoặc phôi bằng cách biến dạngcục bộ với các đặc tính khác nhau

e Dập thể tích – biến đổi tiết diện, hình dạng hoặc chiều dày của phôi bằng cách phân bố lại thể tích và chuyển dịch khối lượng vật liệu đã cho

Phương pháp dập các chi tiết bằng từng nguyên công riêng biệt chỉ manglại ít hiệu quả về kinh tế, do đó người ta thường ứng dụng phương pháp dậpliên hợp trong đó sẽ kết hợp đồng thời hai hoặc một số biến dạng và nguyêncông riêng biệt Ngoài ra trong sản xuất còn ứng dụng nguyên công dập ghépvừa sử dụng biến dạng uốn và tạo hình hoặc dập thể tích

Theo đặc điểm công nghệ, dập liên hợp có thể chia ra làm ba nhóm:

a Liên hợp những nguyên công cắt (cắt hình, đột lỗ, cắt rời)

b Liên hợp những nguyên công thay đổi hình dạng (dập vuốt, dập nổi, uốn, dập lên vành…)

c Liên hợp những nguyên công cắt và nguyên công thay đổi hình dạng VD: kết hợp một số nguyên công cắt hình và dập vuốt, tạo hình và cắt đột

Trang 25

Hình 1.7: Băng vật liệu tạo từ khuôn liên hợp

Theo phương pháp kết hợp nguyên công, dập liên hợp được chia ra làm ba nhóm:

a Phối hợp

b Liên tục (dập đuổi)

c Phối hợp – liên tục

Khi dập phối hợp, trong một số hành trình của máy ép, nhiều nguyêncông khác nhau được thực hiện đồng thời bằng những chày riêng biệt khi dịchchuyển phôi từ chày này sang chày khác, mỗ i hành trình của máy cho ta mộtchi tiết thành phẩm

Khi dập phối hợp liên tục, một số nguyên công khác nhau được thực hiện bằng cách kết hợp dập phối hợp và liên tục trong một bộ khuôn

Trang 26

Hình 1.8: Sơ đồ tạo thành chi tiết trên khuôn liên hợp

Trang 27

Hình 1.9: Các công đoạn tạo ra sản phẩm

Do khả năng kết hợp các nguyên công riêng biệt khác nhau là rất lớn,cho nên trong thực tế có rất nhiều kiểu khuôn dập và khuôn liên hợp khácnhau mà không thể phân loại hoàn toàn đầy đủ được Sau đây ta nghiên cứunhững nguyên công liên hợp phổ biến nhất

Ngoài nguyên công dập, trong dập nguội còn có nguyên công chuẩn bị,nguyên công lăn miết, nguyên công phụ, nguyên công nhiệt luyện, trang trí

- Nguyên công chuẩn bị gồm có: nắn thẳng tấm và dải trên máy nắntấm và trục nắn, cắt thép tấm thành phôi dải, phôi chiếc

- Những nguyên công phụ bao gồm: bôi trơn phôi, phốt phát hóa, làmsạch bavia, mài cùn cạnh sắc trong tang quay, khử dầu mỡ, rửa axit, rửa sạchbẩn

- Những nguyên công nhiệt luyện bao gồm: ủ phôi, ủ kết tinh lại giữacác nguyên công của bán thành phẩm, tôi và ram những chi tiếtđượcdập riêngbiệt, tôi phôi đuara trước khi dập

- Những nguyên công trang trí, tinh chế bao gồm: đánh bong, sơn,mạ, nhuộm đen, phun đắp kim loại để trang trí và chống ăn mòn (mạ đồng,

Trang 28

mạ kẽm, mạ thiếc, mạ kền, mạ crôm, mạ cađimi ).

- Phần lớn những nguyên công phụ, nhiệt luyện và trang trí được cơ khí hóa và tự động hóa

- Nguyên công chuẩn bị phôi thường được tiến hành trong khu vực chuẩn bị phôi, còn nguyên công trang trí tiến hành trong những phân xưởng riêng hoặc trong những phòng đặc biệt

Chương 2: KHUÔN DẬP NGUỘI

2.1 Khái niệm.

- Khuôn dập là dụng cụ để sử dụng cắt và tạo hình kim loại

- Hiện nay có rất nhiều kiểu khuôn, nhưng đều là hai dạng sau: khuônđơn giản và khuôn dập liên hơp Khuôn đơn giản thường được biết là khuônmột tầng, khuôn một tầng được sử dụng trong sản xuất nhỏ, đòi hỏi công nhâncấp phôi và lấy sản phẩm ra

Trang 29

Hình 2.1: Một bộ khuôn đơn và bộ khuôn liên hợp

- Khuôn liên hợp hay còn có tên tương tự là khuôn đa tầng Khuôn liên hợp đòi hỏi cấp phôi tự động, và có sự phối hợp giữa cấp phôi và quá trìnhdập

- Khuôn dập liên hợp là sự kết hợp của nhiều khuôn trên một khuôn hay nói cách khác là tất cả các nguyên công: cắt, đột, uốn, dập vuốt… đều được thực hiện trên một khuôn Cho nên đối với khuôn liên hợp sau khi ra khỏi khuôn ta sẽ được thành phẩm với chất lượng về độ chính xác cao

- Người ta sẽ bố trí các khuôn trên một khuôn theo một trình tự hợp lý, tức nguyên công nào trước và nguyên công nào sau Thông qua chày định vị, chày đột, chày uốn hình, các thanh dẫn hướng… chúng giúp cho chày và cối xác định đúng vị trí tiếp xúc nhau trên băng thép

- Cứ sau một quá trình dập của khuôn là tạo thành một sản phẩm

Khuôn liên hợp được phân loại theo đặc điểm kết hợp các nguyên công (các bước) theo thời gian hoàn thành các khuôn:

- Tác dụng liên tục, trong đó việc chế tạo chi tiết được tiến hành sau một

số bước dập bằng các chày khác nhau khi dịch chuyển phôi liên tục

- Tác dụng phối hợp, trong đó việc chế tạo chi tiết được tiến hành sau một hành trình của máy dập, bằng các chày bố trí đồng tâm, khi vị trí của phôi không thay đổi

- Tác dụng liên tục - phối hợp trong đó việc chế tạo chi tiết được tiến hành bằng cách kết hợp dập liên tục và phối hợp

Trang 30

Hình 2.2 Băng vật liệu được cắt từ khuôn liên hợp

2.2 Cấu tạo các bộ phận cơ bản của khuôn dập.

- Một bộ khuôn lắp trên máy dập là một cơ cấu phức tạp chúng tạo ra sảnphẩm theo một trình tự đã định trước Phân nửa dưới của khuôn gắn trên đếdưới và tấm này lắp chặt vào bàn máy Trong khi phần phía trên được gá vàođầu khuôn trên máy ép

- Mỗi một phần của đế khuôn hoặc của khuôn bao gồm nhiều cụm khác nhau, chúng có tác dụng giữ hoặc kết hợp với chày, cối, bạc dẫn hướng…

Trang 31

Hình 2.3 Khuôn dập liên hợp số 1

Trang 32

Trang 33

Trang 34

Hình 2.6 Khuôn dập liên hợp chi tiết bế con lăn trong cụm líp sau xe máy

Trang 35

Hình 2.7: Bộ khuôn dập lá tôn stato

Trang 37

Hình 2.8 Một số bộ khuôn dập thực tế bên ngoài

Tất cả các chi tiết của khuôn có thể được chia ra làm hai nhóm chủ yếu:

- Các chi tiết có tính năng công nghệ, trực tiếp tham gia thực hiện nguyên công sản xuất và có tác dụng tương hỗ với vật liệu dập hoặc sản phẩm

- Các chi tiết có đặc tính kết cấu dùng để lắp ghép trong kết cấu của khuôn Những chi tiết công nghệ của khuôn được chia thành các nhóm sau đây:

1 Các chi tiết làm việc trực tiếp thực hiện biến dạng theo yêu cầu

2 Các chi tiết định vị dùng để đặt tấm vật liệu hoặc giữ phôi đúng vị trí trong thời gian nguyên công

Trang 38

3 Các chi tiết chặn và gạt thực hiện chức năng giữ phôi trong thời gian nguyên công hoặc gỡ và lấy sản phẩm sau nguyên công.

Những chi tiết kết cấu của khuôn được chia ra thành các nhóm sau đây:

1 Các chi tiết tự và giữ dùng để lắp ghép những chi tiết công nghệ vàtruyền áp lực làm việc

2 Các chi tiết dẫn hướng dùng để dẫn hướng chuyển động của khuôn trên hoặc chày trong thời gian làm việc

3 Các chi tiết kẹp và các chi tiết khác dùng để kẹp những chi tiết riêng biệt của khuôn với nhau hoặc kẹp khuôn ở trên bàn máy ép…

Những chi tiết dùng để biến chuyển động làm việc thẳng đứng thành chuyển động nằm ngang và dùng để chuyển dịch chày di động hợp thành một nhóm riêng biệt

Sự phân loại các chi tiết của khuôn tỷ mỉ hơn đượct hể hiện trên sơ đồ sau

Bảng 2.1: Sơ đồ các chi tiết của khuôn.

Trang 40

Hình 2.9: Cấu tạo của một bộ khuôn đơn giản

1 Đế khuôndưới 2 Cối 3.Dẫnhướng 4 Tấm gạt 5 Đế khuôntrên 6 Chày 7 Áo chày 8 Nhựa đàn hồi

Định dạng
Số trang	343
Dung lượng	13,96 MB