Thiết kế máy nhấn tole thủy lực Inuoe

Tài liệu tham khảo Thiết kế máy nhấn tole thủy lực Inuoe

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay Đảng và nhà nước cùng nhân dân thực hiện công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.Đảng ta đã xác định công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước phải gắn liền với cơ khí hóa

Từ chủ trương của Đảng trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng không ngừng phát triển nâng cao chất lượng dạy và học trong đó ngành cơ khí ngày càng phát triển ,được đầu tư xây dựng cơ sở dạy và học để nâng cao chất lượng đào tạo.Sau thời gian học tập tại trường và được đi thực tập tại Công ty Cổ Phần Cơ Điện Miền Trung em được giao cho nhiệm vụ thiết kế máy nhấn tole thủy lực INUOE tại công ty

Bằng kiến thức học tập tại trường cùng với sự hướngdẫn tận tình của thầy Đinh Minh Diệm em đã hoàn thành

nhiệm vụ được giao

Tuy nhiên do khả năng còn hạn chế nên không khỏi các thiếu sót ,mong được sự chỉ dẫn của các thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẩn Đinh Minh Diệmvà các thầy cô trong khoa Cơ Khí

Đà Nẵng ,ngày 30 tháng 05 năm 2008

Sinh viên thực hiện

Trịnh Duy

Phần 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI SẢN PHẨM NHẤN TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ ĐIỆN MIỀN TRUNG

1.1 Giới thiệu sản phẩm

Hiện nay,cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp

nước ta ,ở miền trung các nhà máy mọc lên rất nhiều ,quá trình

đô thị hóa hình thành khu dân cư mới đòi hỏi phải trang bị lại hệ thống điện bằng cách thay đổi sửa chữa ,lắp đặt những trmj biến áp mới ,do đó để đáp ứng phục vụ tốt cho khách hàng sửdụng điện thì phải chú trọng đến những trang thiết bị điện đảm bảo an toàn ,chất lượng phù hợp với người tiêu dùng do vậy các loại bảng điện ,hộp đầu là không thể thiếu được ,sốlượng của chúng là rất nhiều

Các loạibảng điện hộp đầunối

được làm từ tole,có kích thước khác

nhau,chiều dày khác nhau.Ở đây ta giới thiệu một số sản phẩm điển hình :

Tủ điện

1.2 Sản phẩm điển hình: Tủ điện hạ thế 630KWA

CỬA LỚN

CỬA NHỎ

D F

D F

C C

E-E

D-D F-F

B A

Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI NHẤN

Tủ bảng điện được hình thành từ tole đả cắt sẵn, đối vơí

những tủ nhỏ ,hộp bảo vệ công tơ điện được dập trên máy nhấn Đối với những tủ bảng điện lớn thường gia công trên máy nhấn thuỷ lực hoặc máy nhấn trục khuỷu

2.1 Phương pháp dập:

Dập là quá trình làm biến đổi hình dạng của vật cần gia công dướ tác dụng của ngoại lực để đạt được hình dạng theo yêu cầu

Dập được chia ra làm 2 loại dập nóng và dập nguội ,

2.2.Phương pháp gập nhấn dùng chày và cối:

Gập nhấn thực chất là quá trình làm biến dạng dẻo kim loại ,ngoai lực tác dụng là do sự tịnh tiến khứ hồi của đầu dao mang xhày ,cối nhấn đứng yên nhằm tạo ra góc gập định hình cho sản phẩm Truyền động ở đây chủ yếu dùng cơ cấu thuỷ lực,khí nén hoặc cơ cấu ma sát

Muốn hình thành sản phảm theo yêu cầu người ta phải tính đến sự đàn hồi của vật liệu.Tuỳ theo độ dày của vật liệu ,khoảng cách giữa hai mép kê, goác gập mà có các góc đàn hồi khác nhau Đối với sản phẩm theo yêu cầu thiết kế góc gập là 900 do đó góc đàn hồi được xác định theo công thức :

Với r :bán kính góc trong của sản phẩm

S:chiều dày của phôi

Để gia công đuợc nhiêu loại sản phẩm có chièu dày khác nhau thì phải thay đỏi khoảng cách giữa hai mép kê ,góc của

cối Do đó phải tạo ra nhiều cối có kích thước khác nhau mới nâng cao được khả năng công nghệ của máy.

2.3 Phương pháp gập dùng cơ cấu bản lề:

Phương pháp gập dung cơ cấu bản lề củng làm biến dạng kim loại theo nguyên lý uốn và bién dạng dẻo.Hiện nay cơ cấu bản lề đa số chỉ dùng một khớp ,do đó phôi và chiều dài sẽ bị vướn bởi khớp nối này.Muốn nâng cao được tính công nghệ của máy thì phải tăng số khớp lên,lúc này mới hạn chế được những nhược điểm của cơ cấu một khớp

Trong đơn tinh thể kim loại , các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự xác định , mỗi nguyên tử luôn luôn dao động xung quanh

vị trí cân bằng của nó (a)

Hình 3.1

Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể

+ Biến dạng đàn hồi : dưới tác dụng của ngoại lực , mạngtinh thể bị biến dạng Khi ứng suất sinh ra trong kim loại chưavượt quá giới hạn đàn hồi của các nguyên tử kim loại dịchchuyển không vượt quá 1 thông số mạng (b) , nếu thôi tác dụnglực , mạng tinh thể trở về trạng thái ban đầu

+ Biến dạng dẻo : khi ứng suất sinh ra trong kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi , kim loại bị biến dạng dẻo do trượt và song tinh

Theo hình thức trượt , một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định , mặtphẳng này gọi là mặt trượt (c) Trên mặt trượt , các nguyên tửkim loại dịch chuyển tương đối với nhau một khoảng đúng bằng số nguyên lần thông số mạng , sau khi dịch chuyển các nguyên tử kim loại ở vị trí cân bằng mới , bởi vậy sau khi thôi tác dụng lực kim loại không trở về trang thái ban đầu

Theo hình thức song tinh , một phần tinh thể vừa trượt vừa quay đến 1 vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua 1 mặt

phẳng gọi là mặt song tinh (d) Các nguyên tử kim loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh

Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trượt là hình thức chủ yếu gây ra biến dạng dẻo trong kim loại , các mặttrượt là các mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao nhất , Biến dạng dẻo do song tinh gây ra rất bé , nhưng khi có song tinh trượt sẽ xảy ra thuận lợi hơn

Biến dạng dẻo của đa tinh thể : kim loại và hợp kim là tập hợp của nhiều đơn tinh thể ( hạt tinh thể ) , cấu trúc chung của chúng được gọi là cấu trúc đa tinh thể Trong đa tinh thể biến dạng dẻo có 2 dạng : biến dạng trong nội bộ hạt và biến

dạng ở vùng tinh giới hạt Sự biến dạng trong nội bộ hạt do trượt và song tinh Đầu tiên sự trượt xảy ra ở các hạt có mặt trượt tạo với hướng của ứng suất chính 1 góc bằng hoặc xấp

xỉ 450, sau đó mới đến các hạt khác Như vậy biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xảy ra không đồng thời và không đồng đều Dưới tác dụng của ngoại lực , biên giới hạt của các tinh thể cũng bị biến dạng , khi đó các hạt trượt và quay tương đối với nhau Do sự trượt và quay của các hạt , trong các hạt lại xuất hiện các mặt trượt thuận lợi mới giúp cho biến dạng trong kim loại tiếp tục xuất hiện

3.1.1 Tính dẻo của kim loại :

Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kimloại dưới tác dụng của ngoại lực mà không bị phá hủy Tính

dẻo của kim loại phụ thuộc vào hàng loạt các nhân tố khác nhau: thành phần và tổ chức của kim loại , nhiệt độ , trạng tháiứng suất chính , ứng suất dư , ma sát ngoài , lực quán tính ,tốc độ biến dạng

Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể lực liên kết giữa các nguyên tử khác nhau chẳng hạn đồng , nhôm dẻo hơn sắt Đối với các hợp kim , kiểu mạng thường phức tạp , xô lệch mạng lớn , một số nguyên tố tạo các hạt cứng trong tổ chức cản trở sự biến dạng do đó tính dẻo giảm Thông thường kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc nhiều pha các tạp chất thường tập trung ở biên giới hạt làm tăng xô lệch mạng cũng làmgiảm tính dẻo của kim loại

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ , hầu hết kim loại khi tăng nhiệt độ tính dẻo tăng , dao động nhiệt của các nguyên tử tăng , đồng thời xô lệch mạng giảm , khả năng khuếch tán của các nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng đều hơn Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thường tồn tại ở pha kém dẻo , khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thì hình thành pha có độ dẻo cao

Khi kim loại bị biến dạng nhiều , các hạt tinh thể bị vỡ

vụn , xô lệch mạng tăng , ứng suất dư lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh ( hiện tượng biến cứng ) Khi nhiệt độ kim loại đạt từ 0,250,30 Tnc ( nhiệt độ nóng chảy ) ứng suất dư và

xô lệch mạng giảm làm cho tính dẻo kim loại phục hồi trở lại ( hiện tượng phục hồi ) Nếu nhiệt độ nung đạt tới 0,4Tnc trong kim loại bắt đầu xuất hiện quá trình kết tinh lại , tổ chức kim loại sau kết tinh lại có hạt đồng đều và lớn hơn , mạng tinh thểhoàn thiện hơn nên độ dẻo tăng

Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đếntính dẻo của kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơnkhoi chịu ứng suất nén mặt , nén đường hoặc chịu ứng suấtnén kéo Ứng suất dư, ma sát ngoài làm thay đổi trang thái ứngsuất chính trong kim loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm

3.1.2 Trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo :

Giả sử trong vật thể hoàn toàn không ứng suất tiếp thì vậtthể có 3 dạng ứng suất chính sau :

Ưïng suất đường : max = 1/2

Ưïng suất mặt : max = (1 - 2)/2 (2.2)

Ưïng suất khối : max = ( max - max ) (2.3)

Nếu 1 = 2 = 3 thì  = 0 và không có biến dạng Ưïng suất chính để kim loại biến dạng dẻo là biến dạng chảy ch

Điều kiện biến dạng dẻo :

Khi kim loại chịu ứng suất đường

= ch tức max = ch/2 (2.4)

Khi kim loại chịu ứng suất mặt

= ch (2.5) Khi kim loại chịu ứng suất khối

= max (2.6)Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo

Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau khi biến dạng đàn hồi Thếnăng của biến dạng đàn hồi

A = A0 + Ah (2.7)

A = (11 + 22 + 33 ) /2 (2.8)

Như vậy biến dạng tương đối theo định luật Húc :

1 = [ 2 - (2 + 3 ) (2.9)

2 = [ 2 - (1 + 3 ) (2.10)

3 = [ 3 - (1 + 2 ) (2.11)

Theo (2.8) thế năng của toàn bộ của biến dạng được biểu thị :

A = [ 12 + 22 + 3 - 2(12 + 23+ 13 )Lượng tăng tương đối thể tích của vật trong biến dạng đànhồi bằng tổng biến dạng trong 3 hướng cùng góc :

= 1 + 2 + 3 = ( 1 + 2 + 3 ) (2.12)

E : mô đun đàn hồi của vật liệu Thế năng để làm thay đổi thể tích

A0 = = ( 1 + 2 + 3 ) (2.13)Thế năng dùng để thay đổi hình dáng vật thể :

Ah = A - A0 = [(1-2)2 +(2-3)2+ (3-1)2] (2.14)Vậy thế năng đơn vị để biến hình khi biến dạng đường sẽ là :

A0 = 20 (2.15)

Từ (2.14) và (2.15) ta có :

(1-2)2 +(2-3)2+ (3-1)2 = 20 = const Đây gọi là phương trình năng lượng biến dạng dẻo

Khi các kim loại biến dạng ngang không đáng kể nên theo (2.9)

ta có thể viết :

2 =  (1 + 3) Khi biến dạng dẻo ( không tính đến đàn hồi ) thể tíchcủa vật không đổi vậy V=0

Từ (2.12) ta có : ( 1 + 2 + 3 ) = 0

Từ đó : 1-2 = 0 , vậy  = 9,5 (2.16)

Từ (2.15) và (2.16) ta có : 2 = (2.17)

Vây phương trình dẻo có thể viết :

1 - 3 = = 0,580 (2.18) Trong trượt tinh khi 1 = -3 thì trên mặt nghiêng ứng suất pháp bằng 0 , ứng suất tiếp khi  = 450

max = (2.19)

So sánh nó với (2.20) ( khi 1 = -3 )

max = = k = 0,580 (2.20)

Vậy ứng suất tiếp lớn nhất là : k = 0,580 gọi là hằng số dẻo

Ơí trạng thái ứng suất khối phương trình dẻo có thể viết :

1 - 3 = 2k = const 2k = = 1,156 Phương trình dẻo (2.18) rất quan trọng để giải các bài toán trong gia công kim loại bằng áp lực

Tính theo hướng của các áp suất , phương trình dẻo (2.18) chính xác nhất là được viết : 1 - (3) = 2k

3.1.3 Biến dạng dẻo kim loại trong trạng thái nguội :

Thực tế cho thấy với sự gia tăng mức độ biến dạng

nguội thì tính dẻo của kim loại sẽ giảm và trở nên giòn khó biến dạng

Hình vẽ dưới đây trình bày đường cong về mối quan hệ

giữa các tính chất cơ học của thép và mức độ biến dạng rất rỏ ràng nếu biến dạng vượt quá 80% thì kim loại hầu như mấthết tính dẻo

Hình 3.3 Mối quan hệ giữa tính chất cơ học và mức độ biến

Độ bền

0 20 40 60 80%

10080504020

, phôi có thể là tấm , dải , thanh định hình và được uốn ở trạngthái nguội hoặc nóng Trong quá trình uốn phôi bị biến dạngdẻo từng vùng để tạo thành hình dáng cần thiết

Uốn kim loại tấm được thực hiện do biến dạng dẻo đànhồi xảy ra khác nhau ở 2 mặt của phôi uốn

3.2.2 Quá trình uốn

Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trongdập nguội Quá trình uốn bao gồm biến dạng đàn hồi và biếndạng dẻo Uốn làm thay đổi hướng thớ kim loại , làm cong phôivà thu nhỏ dần kích thước

Trong quá trình uốn , kim loại phía trong góc uốn bị nén và congắn ở hướng dọc , bị kéo ở hướng ngang Giữa các lớp congắn và dãn dài là lớp trung hòa

Khi uốn những dải hẹp xảy ra hiện tượng giảm chiều dày ,chỗ uốn sai lệch hình dạng tiết diện ngang , lớp trung hòa bịlệch về phía bán kính nhỏ

Khi uốn tấm dải rộng cũng xảy ra hiện tượng biến mỏngvật liệu nhưng không có sai lệch tiết diện ngang Vì trở khángcủa vật liệu có chiều rộng lớn sẽ chống lại sự biến dạngtheo hướng ngang

Khi uốn phôi với bán kính góc lượn nhỏ thì mức độ biếndạng dẻo lớn và ngược lại

Hình 3.4 Biến dạng của phôi thép khi uốnXác định chiều dài phôi uốn

+ Xác định vị trí lớp trung hòa , chiều dài lớp trung hòa vùng biến dạng

φ

Trước khi uốnLớp trung hòa

Rα

+Chia kết cấu của chi tiết , sản phẩm thành những đoạnthẳng và đoạn cong đơn giản

Cộng chiều dài các đoạn lại : Chiều dài cả đoạn thẳngtheo bản vẽ chi tiết còn phần cong được tính theo chiều dài lớptrung hòa

Chiều dài phôi được tính theo công thức :

L = Trong đó :

0 = 1800 - 

: tổng chiều dài của cả đoạn thẳng

: chiều dài các lớp trung hòa

r : bán kính uốn cong phía trong

x : hệ số phụ huộc vào tỷ số r.s

s : chiều dày vật uốn

Khi uốn 1 góc  = 900 thì L =

_ Bán kính uốn nhỏ nhất và lớn nhất :

rtrong nếu quá nhỏ sẽ làm đứt vật liệu ở tiết diện uốn Nếu quá lớn vật uốn sẽ không có khả năng giữ được hình dángsau khi đưa ra khỏi khuôn (rtrong = rmin)

Bán kính uốn lớn nhất :

rmax =

rngoài = rtrong - s

E = 2,15 105 Nmm2 : mô đun đàn hồi của vật liệu

S : chiều dày của vật uốn

1 : giới hạn chảy của vật liệu Bán kính uốn nhỏ nhất :

Lực uốn tự do được xác định theo công thức :

P = = B1 S.b.kl.

Kl = : hệ số uốn tự do có thể tích theo công thức trên hoặc chọn theo bảng phụ thuộc vào tỷ số L/S

B1 : Chiều rộng của dải tấm

S : chiều dày của vật uốn

N : hệ số đặc trưng của ảnh hưởng của biến cứng

N = 1,61,8

b : giới hạn bền của vật liệu

L : khoảng cách giữa các điểm tựa Lực uốn góc tinh chính tính theo công thức :

P = q.F

q : áp lực tinh chính ( là phẳng ) chọn theo bảng

F : diện tích phôi được tinh chính Tóm lại : trong quá trình uốn không phải toàn bộ phần kim loại ở phần uốn đều chịu biến dạng dẻo mà còn có 1 phần

ở dạng đàn hồi Vì vậy không còn có lực tác dụng thì vật uốn không hoàn toàn như hình dáng cần uốn

3.2.3 Tính đàn hồi khi uốn

Trong qua trình uốn không phải toàn bộ kim loại ở phần cung uốn đều chịu biến dạng dẻo mà có một phần còn ở biến

dạng đàn hồi Vậy khi không còn lực tác dụng của chày thì vật uốn không hoàn toàn giữ được hình dqngs của chày cối uốn.Đó là hiện tượng đàn hồi sau khi uốn

3.3 Cơ sở tính toán để tạo hình phôi thép :

3.3.1 Cơ sở tính toán :

+ Thép gia công CT3 có chảy = 24 kg/mm2 ; b = 36 kg/mm2

+ Bề dày phôi thép tối đa 3mm

+ Lực ép tối đa cần thiết :P0 =P1 +P2

a Lực là phẳng tinh chỉnh góc :

P2 = qF

q : áp lực tinh chỉnh q = 10kG/mm2

F = 1500x {1,4.26-2(4+3+4)}= 21600 mm2

ta cần chọn lực ép thiết kế là 300 tấn nhằm tính toán các phần còn lại cho thiết bị

Như vậy : _ Chọn lực ép tính toán 300 tấn

_ Chiều dài bàn máy là 1,5m

Chương 4 THIẾT BỊ NHẤN TẠO HÌNH CÁC BIÊN DẠNG

TẤM TRONG SẢN XUẤT HIỆN NAY

üThiết bị dập tấm thường có hai loại:Máy ép trục khuỷu vàmáy ép thuỷ lực.Máy dập có thể tác dụng đơn (máy chỉ có một con trượt chính dùng để đột ,cắt ,tạo hình) tác dụng kép (máy có hai con trượt :1con trượt dùng để ép phôi,con trượt kia dùng để dập sâu) 3tác dụng (ngoài 2 con trượt như máy trên còncó bộ phân đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn)

4.1 Máy ép trục khuỷu

Truyền động của trục khuyủ là truyền động chính khoảng hành trình của máy khống chế chính xác nên sản phẩm dập tấm có chất lượng cao và đồng đều Khi đọng cơ quay trục khuỷu có thể được điều khiển bằng bàn đạp ,khi không làm việc con trượt ở vị trí cao nhất để dễ tháo sản phẩm và đưa phôi vào Phần lớn các máy ép trục khuỷu đều có thể điều chỉnh hành trình con trượt để phù hợp với kích thước của chi tiết.Ngoài ra còn có nhiều cơ cấu cấp phôi và lấy sản phẩm tự động trong sản xuất hàng loạt.

2

4

5 6

8 7

9

Ta điều khiển ly hợp 3 bằng bàn đạp

4.2 Mạy ẹp thuíy lỉûc:

10

Hình 4.2 Máy ép thủy lựcKhác với máy ép trục khuỷu ,máy ép thuỷ lực có tốc độ biến dạng kim loại không đổi,không gây qua tải Máy có cấu tạo phức tạp ,lực ép có trị số lớn nên thường dùng để chế tạo các chi tiết lớn ,phức tạp yêu cầu chất lượng cao.

Máy ép thuỷ lực thường có loại một tác dụng ,hai tác dụng và ba tác dụngvà có lực ép từ vài trăm tấn đến hàng trăm tấn

Phụ thuộc vào kích thước và loại máy ,máy ép có thể có một hay nhiều xi lanh làm việc

4.2.1.Máy nhấn thuỷ lực INOUE

4.2.2.Máy nhấn thuỷ lực APH2500(Máy ép tấm kiểu APH)

Máy ép tấm hành trình APH được cấu tạo từ khung thép hàn có độ cứng vững tĩnh& động trong quá trình vận hành.Cả hệ thống thuỷ lực và thùng dầu được đặt trên đỉnh máy cho phép không gian làm việc nhiều hơn ở phía sau.Hình dạng của thép tấm được thực hiện nhờ chày dập ,nó nối khớp với xà trên và dao.Dao được tạo các rảnh V mà mỗi rảnh V ứng với 1độ dày của thép tấm

Máy nhấn tole 6m

Chương 5 GIỚI THIỆU CÁC LOẠI KHUÔN NHẤN

-Bán kính uốn của chày R lấy theo sản phẩm ,nhưng không nhỏ hơn trị số bán kính uốn nhỏ nhất cho phép được cho trong bảng 52[1]

-Bán kính của cối R1=Smm nhưng không nhỏ hơn 3mm

-Khoảng cách l giữa tâm bán kính lượn của cối

mm, nhưng không lớn hơn 0,8 chiều dài của phôi L

-Chiều cao của lòng cối :

Trong đó b mm và không nhỏ hơn trị số cho trong bảng 61[1]

 Khuôn nhấn chử V đơn giản:

α

24

R l

1 2

3 4

5

Hình 5.2 Khuôn uốn chử V đơn giảnKhuôn gồm có chuôi chày 1 lắp với chày uốn 2 bằng ren

Cối 4 được kẹp chặt trên đế dưới 5 bằng vít

Phôi uốn được định vị trên cối nhờ có các cử 3

Hình 5.3.Kết cấu của khuôn nhấn của máy APH2500

1.Dao trên ; 2.Dao dưới ;3.tay bulông điều chỉnh

4.Guốc điều chỉnh dao dưới; 5.Rảnh chử T

+ S chiều dày vật liệu

+ Sai lệch dương của chiều dày vật liệu

+ hệ số phụ thuộc vào chiều dày vật liệu và trị số cho trong bảng 63[1]

H

S

R2

Hình 5.2 :Kích thước và kết cấu của khuôn nhấn chử U

5.3.Các loại khuôn nhấn trên máy nhấn tole thường gặp:

Trên máy nhấn có thể tiến hành nhấn các sản phẩm có hình dáng và thiết diện như trên hình :

Nhấn trên máy nhấn có thể sử dụng dụng cụ nhấn đơn

giản ,do đó chế tạo rẽ tiền.Khi nhấn các sản phẩm đơn giản có thể nhấn một lần trong khuôn ,còn khi hình dáng phức tạp thì phải qua nhiều lần, qua một vài bộ khuôn Lần nhấn bằng số lần bẻ gập trên tiết diện sản phẩm Khi nhấn trên máy nhấn thủy lực người ta thường sử dụng khối khuôn vạn năng Chày của khối khuôn vạn năng khác nhau ở bán kính lượn và hình dáng phần làm việc Thường chúng có dạng thẳng và cong.Chàynhấn thẳng thường để nhấn những nguyên công đầu tiên ,cũng có thể nhấn ở những nguyên công thứ hai và nguyên công sau,khi nhấn góc ở những sản phẩm có hình dạng hộp rộng Cày nhấncong thường để nhấn những nguyên công thứ hai và những

nguyên công sau

Cối của khuôn uốn vạn năng ,ở phần làm việc có thể có dạng thẳng,có góc hoặc có rảnh hình đơn giản.

Các loại khuôn nhấn:

Khuôn nhấn của máy APH2500

Khuôn nhấn của máy INOUE

Khuôn nhấn của máy nhấn tole 6m

Phần2:TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY

Chương 6 GIỚI THIỆU VỀ MÁY NHẤN THUỶ LỰC

VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT

6.1 Giới thiệu :

Máy nhấn thuỷ lực là một thiết bị bán tự động, nét đặc trưng của máy là nó sử dụng hệ thống thuỷ lực để thực hiện toàn bộ chu kỳ trình nhấn Máy nhấn thủy lực là một thiết bị dùng để sản xuất ra các sản phẩm cơ khí

Qua khảo sát một số máy nhấn thuỷ lực hiện có và máy chuẩn thì máy nhấn tole thuỷ lực hiện có những bộ phận

chính như sau:

6.1.1 Khung máy:

Thường có dạng hình trụ chữ nhật được hàn từ cáctấm thép lại với nhau, đầu trên thân máy là đầu truyền lựcchứa ba xy lanh thuỷ lực

6.1.2Hệ thống thuỷ lực

Bao gồm xy lanh thuỷ lực và các van phân phối, đồng hồ đoáp, van an toàn, van một chiều, van tiết lưu, bơm dầu, động cơ dầu, đường ống dẫn, bễ dầu được bố trí bên trên của thùng chứa dầu để phân phối lưu lượng và áp suất cho các xy lanh trong quá trình hoạt động của máy

Bơm cố định có nhiệm vụ hút dầu từ buồng chứa dầuvà phân phối đến mạch thuỷ lực có áp suất theo mức độyêu cầu

Các đường ống thuỷ lực được trang bị cùng với các thiết

bị ghép nối ôïng và các van cần thiết để nối các phần tửthuỷ lực lại với nhau

Các cử hành trình để khống chế hành trình chuyển độngcủa piston

6.1.3 Tủ điện

Gồm các thiết bị cần thiết cho khởi động và dùng điềukhiển cho động cơ và các van điện từ, cũng như các rơle thờigian để điều khiển chu kỳ làm việc của máy, các công tắc tơ,cầu chì

6.1.4.Bộ khuôn

Dùng để định dạng cho sản phẩm nhấn

Gồm các bộ phận chính sau :

- Nữa khuôn trên

- Nữa khuôn dưới

- Hệ thống dẫn hướng

- Chốt định vị

- Các chi tiết phụ trợ

Ngoài ra còn có các bộ phận khác như: Thân máy ,Bànmáy ,hệ thống bao che

Hình

6.1.Máy nhấn thuỷ lực INOUE tại công ty Cổ Phần Cơ Điện MiènTrung

6.2 Yêu cầu kỹ thuật:

+ Lực ép đủ lớn để có thể tạo ra biên dạng yêu cầu vơíphôi thép tấm có chiều dày lớn

+Yêu cầu năng suất cao để đảm bảo cho dây chuyền sảnxuất của toàn nhà máy hoạt động tốt

+Trong quá trình thiết kế máy nhấn thuỷ lựcphải đảm bảocho máy làm việc chính xác Các chuyển đọng của pittông phảithực hiện một cách đồng bộ không có chênh lệch về vận tốc,hành trình do đó phải chế tạo các bộ phận của máy chính xácđồng thời phải dùng các phần tử thuỷ lực để làm đồng bộ cácgiá trị như các van tiết lưu hay là trục truyền đồng bộ

Chương 7 PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

MÁY

Gập nhấn tủ bảng điện là quá trình làm biến dạng phôithép tấm để có được hình dạng như ý muốn Ở đây nhiệm vụcủa người thiết kế là phân tích tìm hiêíu các phương án đả có đểđưa ra một phương án thiết kế hợp lý nhằm đáp ứng đượccác yêu cầu kỹ thuật và nâng cao chất lượng của sảnphẩm,mang lại hiệu quả kinh tế cũng như khả năng sản xuấtcủa nhà máy

7.1 Phân tích các yêu cầu trong một giai đoạn tạo hình :

Việc nhấn định hình tủû được thực hiện trên máy nhấn vớilực nhấn được tính toán sau cho phôi thép tấm biến dạng dẻođể có biên dạng như yêu cầu Biên dạng được hình thành nhờphần chày và cối có biên dạng thích hợp

Do biến dạng đàn hồi của phôi thép cho nên sau khi nhấn tạohình phôi thép sẽ biến dạng như biên dạng của chày và cối chonên phải tính toán biên dạng khuôn trên và khuôn dưới để có biêndạng phôi đúng như yêu cầu

7.2 Các phương án động lực :

Để tạo hình cho tủ bảng điện thì việc tạo lực nhấn chochày được thực hiện thông qua các cơ cấu truyền động Cónhiều phương án truyền động cho máy:

7.2.1.Phương án 1

Máy nhấn có sử dụng cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Sơ đồ nguyên lý

8.Bộ thay đổi hành trình và cân bằng con trượt

9.Con trượt công tác

10.Bàn máy

Hình 7.1 Mây ĩp trục khuỷu

Nguyên lý hoạt động

Khi mở máy mô tơ 1 quay làm quay bánh đai 2 chuyển độngđược truyền qua đai truyền Khi ly hợp 3 đóng chuyển độngđược truyền đến trục khuỷa đồng thời phanh hãm 4 được nhảra.Khi trục khuỷa quay truyền chuyển động đeén con trượt côngtác thông qua thanh truyền 6 Ly hợp 3 được điều khiển bằngbàn đạp

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm:

+ Bền, chắc chắn, dể chế tạo , giá thành rẽ

1 3

2

4

5 6

8 7

9

10

+Truyền động của trục khuỷa là truyền động cứng, khoảnghành trình của máy được khống chế chính xác nên sản phẩmdập có chất lượng cao và đồng đều.

Nhược điểm:

+ Chưa có tính tự động hóa cao

+ Tốc độ không đều, lực quán tính sinh ra trong quá trìnhchuyển động của đầu trượt lớn

+ Năng suất thấp

+ Phạm vi điều chỉnh hành trình bé đòi hỏi phải tính toán phôichính xác

7.2.2 Phương án 2

Tạo hình bằng máy ép ma sát trục vít

Các máy ép trục vít có lực ép từ 40 đến 630 tấn

Sơ đồ nguyên lý

Hình 7.2 Sơ đồ nguyên lý máy ép ma sát trục vít Trong đó:

7

8 9

10

11

Nguyên lý hoạt động :

Động cơ 1 truyền chuyển động qua bộ truyền đai 2 làm quaytrục 4 trên đó có lắp các đĩa ma sát 3 và 5 Khi nhấn bàn đạp 11,cần điều khiển 10 đi lên đẩy trục 4 dịch sang bên phải và đĩa masát 3 tiếp xúc với bánh ma sát 6 làm trucl vít quay theo chiềuthuận đưa đầu búa đi xuống Khi đến vị trí cuối của hành trìnhép vấu 8 tỳ vào cữ 9 làm cho cần điều khiển10 đi xuống đẩytrục 4 qua trái và đĩa ma sát 5 tỳ vào bánh ma sát 6 làm cho trụcvít quay theo chiều ngược lại đưa đầu trượt đi lên đến cữ hànhtrình 7, cần 10 lại được nhấc lên, trục 4 được đẩy sang phảilặp lại quá trình trên

Ưu điểm và nhược điểm

Ưu điểm :

+ Máy ép ma sát có chuyển động đầu trượt êm, tốc độ épkhông lớn nên kim loại biến dạng từ từ và triệt để hơn, hànhtrình làm việc điều chỉnh trong phạm vi khá rộng

+ Đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẽ

Nhược điểm :

+ Năng suất không cao

+ Lực ép tạo được không lớn

+ Chưa có tính tự động hóa cao

7.2.3 Phương án 3

Tạo hình cho trụ bằng máy nhấn thủy lực

Sơ đồ nguyên lý

Trong đó :

1 Bể dầu 12.Van một chiều

2 Bộ lọc thô 13.Xylanh công tác

3 Động cơ 14.Chày

4 Bơm dầu 15.Cối

5.Van an toàn

6 Lưới lọc cao áp

7 Đồng hồ đo áp suất

14 13

10 11

15

Hình 7.3Sơ đồ nguyên lý máy nhấn thủy lực

Nguyên lý hoạt động

Sau khi đóng aptomat cung cấp nguồn thì bơm hoạt động dầu

đi vào máy bơm được nén vào đường ống đi vào van phân phối điện từ Từ van phân phối dầu có áp suất cao đi vào xi lanh làm việc 13 và nén các pitton để thực hiện hành trình cônh tác

Khi kết thúc hành trình công tác ta điều chỉnh vị trí của van phân phối chất lỏng có áp suất cao theo đường ống II đi vào xi lanh và làm cho pitton dịch chuyển lùi về

*Ưu điểm và nhược điểm của phương án

Ưu điểm :

+ Lực ép được kiểm soát chặt chẽ trong từng chu kỳ

+ Có khả năng tạo ra lực làm việc lớn, cố định ở bất kỳ vịtrí nào khi xảy ra quá tải cho nên sẽ an toàn cho máy

+ Lực tác dụng làm biến dạng vật liệu rất êm và từ từ+ Tốc độ chuyển động của chày mang khuôn ép cố định vàcó thể điều chỉnh được, có thể thay đổi chiều dài hành trình+ Làm việc không có tiếng ồn

+ Hệ thống điều khiển tự động hóa

+ Năng suất và hiệu quả cao

Nhược điểm :

+ Giá thành cao, khó chế tạo

+Các phần tử thuỷ lực đòi hỏi độ chính xác cao

+ Máy có cấu phức tạp

7.3 Lựa chọn phương án thiết kế máy

Với những yêu cầu đặt ra của sản phẩm, máy thiết kế phải có những yêu cầu sau:

- Máy phải có tính tự động cao.

- Lực ép phải được kiểm soát chặt chẽ trong từng chukỳ

- Máy phải có lực ép lớn, độ bền của máy cao

- Tốc độ chuyển động của các píttông có thể điềuchỉnh được

- Có thể thay đổi được hành trình nhấn

- Cho năng suất và hiệu quả cao

- Phải có hệ thống dẫn hướng để bàn động di chuyểnchính xác

Do nhu cầu cuộc sống đòi hỏi sự tìm tòi mở rộng tạo nên sự phát hiện, ứng dụng phù hợp hơn đối với các trang thiết bị máy móc, đóng góp đáng kể cho việc hoàn thiện và phát triển hơn nữa lực lượng sản xuất và công cụ sản xuất

Như ta đã biết khi thiết kế chế tạo một thiết bị dụng cụ

gì cũng dựa vào sự phân tích lựa chọn, đánh giá các mặt tối

ưu của nó, phù hợp với cuộc sống thực tế và sự phát triển của thời đại, để ứng dụng rộng rãi, tồn tại song hành Như vậy với các phương án như trên thì phương án máy nhấn thuỷ

lực gồm 3 xilanh thuỷ lực đồng bộ là thích hợp hơn cả với nhiều ưu điểm như đã nêu ở trước.Máy này phù hợp với sự phát triển của ngành cơ khí nói riêng cũng như trong lĩnh vực công nghiệp nói chung Tạo tiền đề cho sự vươn tới một nền công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, góp phần nâng cao chức năng, vai trò của một máy ép thuỷ lực trong công việc gia công các sản phẩm cơ khí, tạo ra các sản phẩm phù hợp về chất lượng, số lượng, thúc đẩy sự phát triển của các ngành có liên quan.

Trong quá trình thiết kế máy nhấn thủy lực phải đảm bảocho máy làm việc chính xác.Các chuyển động của các pittôngphải thực hiện một cách đồng bộ không có sự chênh lệch vềvận tốc, hành trình do đó phải chế tạo các bộ phận của máychính xác

8.1 Sơ đồ động học toàn máy

3 7

12 11

9

Hình 8.2 Sơ đồ hệ thống thủy lực

1- Bể chứa dầu 7- Đồng hồ đo áp suấtVan phân phối

2- Bộ lọc thô 8 - Ắc quy dầu

3- Động cơ 9 - Van phân phối

4- Bơm dầu 10 - Van 4/2

5- Van an 11- Van tiết lưu

6- Lưới lọc cao áp 12- Van 1 chiều

8.2.2) Hệ thống điều khiển

Điều khiển hoạt động bơm và hệ thống van thủy lực để cung cấp dầu cho các xylanh

- Thiết bị bảo vệ : Aptomat, rơle nhiệt, cầu chì

- Thiết bị điều khiển : khởi động từ, rơ le trung gian, rơ lethời gian, nút bấm

- Thiết bị hiển thị : đồng hồ V-mét, đèn báo

- Nguồn điện 3 pha 220/380 VAC cung cấp cho toàn hệthống

- Nguồn điện một chiều 24VDC cung cấp cho mạch điềukhiển van

8.2.3) Hệ thống khuôn nhấn:

- Hệ thống dẫn hướng

- Chốt định vị - Nữa khuôn trên

- Nữa khuôn dưới Các chi tiết phụ trợ

Hình 8.3 Sơ đồ cấu tạo của khuôn nhấn

Trong đó :

1.Dao trên ; 2.Dao dưới ; 3.Tay bulông điều chỉnh

4.Guốc điều chỉnh dao dưới; 5.Rảnh chử T

8.3 Quy trình vận hành máy

1) Chuẩn bị máy

- Kiểm tra toàn bộ hệ thống : hệ thống cơ, điện, và thuỷlực

- Kiểm tra từng bộ phận cấu thành

- Kiểm tra, quan sát toàn bộ không gian và phạm vi hoạtđộng của các thiết bị, các bộ phận cấu thành

- Kiểm tra nguồn điện cung cấp

- Vệ sinh công nghiệp toàn bộ hệ thống trước khi vậnhành

2) Thực hiện các thao tác cấp nguồn cho toàn hệ thống vàtừng bộ phận

3) Khởi động các bơm thủy lực

Sau khi công nhân cho phôi lên khuôn rồi tiến hành cho hoạtđộng bơm dầu thủy lực cung cấp áp lực cho cơ cấu chấp hành,và thực hiện quá trình nhấn

4) Quá trình nhấn

Thông qua 3 giai đoạn

*Hành trình xuống nhanh

*Hành trình ép phôi

*Hành trình lùi về

* Giai đoạn xuống (hành trình xuống)

Là giai đoạn bàn máy đi xuống từ điểm dừng cho đến hết thời gian giữ tải:

Sau khi chuẩn bị, lắp ráp và căn chỉnh khuôn hoàn thành, khởi động các bơm thủy lực và các thiết bị khác Bấm nút điều

khiển để dao trên đi xuống xuống thông qua hệ thống điện điều khiển, dầu từ bơm cung cấp vào buồng trên xylanh công tác, đẩy dao trên đi xuống

* Giai đoạn ép phôi (hành trình ép phôi)

Khi chưa có tải bàn máy xuống nhanh, áp suất trên hệ thống không đáng kể, đến khi va chạm vào phôi liệu áp suất tăng dần và đạt giá trị xác định, được điều chỉnh bằng công tắc áp suấttùy theo yêu cầu của sản phẩm, tốc độ bàn máy xuống chậm khi áp suất trên hệ thống lớn Đến khi bàn máy dừng và giữ ở áp suất nhất định, thời gian giữ tải ở áp suất ổn định tuỳ theo sản phẩm và yêu cầu công nghệ, được điều chỉnh bằng rơle điện trong tủ điện

* Giai đoạn lùi về (hành trình lùi về)

Sau khi kết thúc thời gian giữ tải, rơle thời gian(hoặc người sử dụng) tự động đóng điện cho van xả áp cung cấp dầu cho

buồng dưới xy lanh nâng bàn máy đi lên cho đến khi tác động vào công tắc hành trình, bàn máy tự động dừng lại, giai đoạn lên kết thúc

Sau khi lấy sản phẩm ra khỏi khuôn, vệ sinh và bôi trơn khuôn, nạpliệu và thực hiện chu trình làm việc tiếp theo

Chương 9 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CỦA MÁY NHẤN

9.1 Tính toán cho xy lanh piston

Ta đang thiết kế Máy ép thủy lực 300 tấn nên lực ép lớn

nhất của máy đạt được là Pmax= 300 tấn, mà cơ cấu tạo lực ép 300 tấn gồm 3 xi lanh píttông Vậy mỗi xilanh píttông tạo được lực ép lớn nhất là :

tấn

P =100 tấn =1000 ( KN ) = 100 (KG)

Từ công thức : (“Truyền động thủy lực trong chếtạo máy”, tác giả :Trần Doản Đỉnh, Nguyễn Ngọc Lê, Phạm XuânMão, Nguyễn Thế Thưởng, Đổ Văn Thi, Hà Văn Vui)

Trong đó : P : Lực ép của đầu con trượt gắn lên píttông ,(KG)

p: Aïp suất (kG / cm2)

D : Đường kính của píttông (cm)Dựa theo máy chuẩn ta chọn đường kính của píttông