chuong 2 CNGCAL demuc 4,5 (4t)

Về nhận thức: Nắm được các phương pháp gia công và nguyên lý tạo hình dạng khối và dạng tấm.. Khái niệm Dập tấm là phương pháp gia công áp lực trong đó phôi là các tấm kim loại được biế

Số:

KẾ HOẠCH GIẢNG BÀI

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 8 NĂM 2013

M

MẬT

Môn học : Công nghệ kim loại Chương 2 : Công nghệ gia công áp lực Đối tượng : Đại học

Năm học : 2013-2014

KẾ HOẠCH GIẢNG BÀI

PHÊ DUYỆT

Ngày….tháng 8 năm 2013

TRƯỞNG BỘ MÔN

Môn học : Công nghệ kim loại Chương 2 : Công nghệ gia công áp lực Đối tượng : Đại học

Phần một:

Ý ĐỊNH GIẢNG BÀI

I MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU:

1 Mục đích:

Cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về công nghệ dập thể tích và dập tấm, trong đó chủ yếu đi sâu vào nghiên cứu các nguyên công dập tấm

2 Yêu cầu:

a Về nhận thức: Nắm được các phương pháp gia công và nguyên lý tạo

hình dạng khối và dạng tấm

b Về kỹ năng: Sinh viên có thể lựa chọn phương pháp chế tạo phôi cho

một số chi tiết điển hình; Vận dụng các kiến thức trong bài học vào trong thực hành gia công và thực tế làm việc sau này

II NỘI DUNG:

1 Nội dung chính:

- Dập thể tích

- Dập tấm

2 Nội dung trọng tâm:

- Dập tấm

III THỜI GIAN:

Tổng số: 4 tiết

IV ĐỊA ĐIỂM:

Phòng học lý thuyết

V TỔ CHỨC, PHƯƠNG PHÁP:

1 Tổ chức:

- Lên lớp lý thuyết, thảo luận, và học tập tập trung tại hội trường

2 Phương pháp:

- Nêu vấn đề, hướng dẫn, trình chiếu

VI VẬT CHẤT BẢO ĐẢM:

- Đối với giáo viên: Giáo án, bài giảng, TLTK, máy chiếu, phấn, thước kẻ

- Đối với học sinh: Vở, sách giáo khoa, bút, thước kẻ

Phần hai:

THỰC HÀNH GIẢNG BÀI

I THỦ TỤC LÊN LỚP: (15 phút)

1 Ổn định lớp:

2 Kiểm tra đầu giờ:

3 Giới thiệu bài mới:

II TRÌNH TỰ GIẢNG BÀI: ( 160 phút)

Thứ tự, nội dung Thời gian

(Phút)

Phương pháp

HD

4.2.1 Ưu điểm so với rèn tự do

4.2.2 Nhược điểm

5.1.1 Khái niệm

5.1.2 Đặc điểm

5.1.3 Phân loại

5.1.4 Lĩnh vực áp dụng

5.2.1 Nguyên công pha tấm 17

5.2.2 Nguyên công cắt hình, đột lỗ 10

5.2.4 Nguyên công dập vuốt (dập sâu) 45

5.3 Các nguyên công hoàn chỉnh sau dập

5.3.1 Nguyên công lên vành

5.3.1 Nguyên công tóp miệng

5.3.1 Nguyên công miết

III KẾT THÚC GIẢNG BÀI: (5 phút).

1 Kiểm tra kiến thức mới tiếp thu của học viên:

2 Tóm tắt nội dung chính của bài:

3 Giao bài tập về nhà và những vấn đề học viên cần nghiên cứu

Ngày tháng 8 năm 2013

NGƯỜI BIÊN SOẠN

Số:

BÀI GIẢNG

Môn học : Công nghệ kim loại Chương 2 : Công nghệ gia công áp lực Đối tượng : Đại học

Năm học : 2013-2014

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 8 NĂM 2013

MỞ ĐẦU

Ở bài trước chúng ta đã nghiên cứu về phương pháp chế tạo phôi đơn giản Bài học hôm nay sẽ tập trung nghiên cứu các phương pháp tạo phôi cho năng suất cao, chất lượng tốt và giá thành hạ

NỘI DUNG

4 Dập thể tích (rèn khuôn).

4.1 Khái niệm

Là phương pháp biến dạng kim loại ở trong khuôn, sự biến dạng của kim loại bị hạn chế theo mọi chiều bởi bề mặt của lòng khuôn

Hình 4.1 Một số dạng sản phẩm của công nghệ dập thể tích

4.2 Đặc điểm

4.2.1 Ưu điểm (so với rèn tự do):

- Chế tạo phôi có hình dạng phức tạp

- Năng suất cao, dễ cơ khí hoá và tự động hóa

PHÊ DUYỆT

Ngày….tháng … năm 2012

TRƯỞNG BỘ MÔN

Trung tá, ThS Phạm Hồng Thanh

- Độ chính xác và độ bóng bề mặt phôi cao, chất lượng sản phẩm đồng đều

và ít phụ thuộc tay nghề công nhân

4.2.2 Nhược điểm:

- Yêu cầu thiết bị có công suất lớn, nâng cao khối lượng vật rèn rất khó khăn

- Yêu cầu vật liệu và chế tạo khuôn phức tạp nên giá thành chế tạo khuôn cao, khuôn chóng bị mòn

- Phương pháp rèn khuôn thích hợp với sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

4.3 Phân loại

4.3.1 Phân loại theo trạng thái nhiệt của phôi: Rèn khuôn nóng và rèn khuôn

nguội

4.3.2 Phân loại theo cách bố trí lòng khuôn: Rèn trong khuôn có một lòng

khuôn và rèn trong khuôn có nhiều lòng khuôn

4.3.3 Phân loại theo thiết bị gia công: Rèn khuôn trên máy búa, rèn khuôn trên

máy ép thủy lực, rèn khuôn trên máy ép dập nóng…

4.3.4 Phân loại theo kết cấu lòng khuôn: Rèn trong khuôn kín và rèn trong

khuôn hở

Khuôn có lòng khuôn kín (a); Khuôn có lòng khuôn hở (b)

Hình 4.2 Kết cấu khuôn dập thể tích

a) Phôi dập trên khuôn hở, b) Phôi dập trên khuôn kín Hình 4.3 So sánh giữa rèn trong khuôn kín và rèn trong khuôn hở

a) Rèn trong khuôn hở: Là phương pháp tạo phôi có vành biên Trong quá trình

gia công có một phần kim loại được biến dạng tự do

- Mặt phân khuôn tại vùng tiếp giáp với vật rèn thẳng góc với phương của lực tác dụng, giữa hai nửa khuôn có rãnh thoát biên chứa kim loại thừa

- Đặc điểm:

+ Rèn trong khuôn hở thì tính dẻo của kim loại thấp, sự điền thấu không cao + Lượng kim loại thừa tạo thành vành biên có thể chiếm 20% khối lượng phôi

+ Yêu cầu thiết bị có công suất lớn

+ Rèn trong khuôn hở thì việc tính toán phôi không yêu cầu chính xác

b) Rèn trong khuôn kín: Là phương pháp tạo phôi không có vành biên.

Mặt phân khuôn tại vùng tiếp giáp với vật rèn song song hoặc gần song song với phương của lực tác dụng

- Đặc điểm:

+ Rèn trong khuôn kín thì tính dẻo của kim loại vật rèn tăng, khả năng điền thấu tốt

+ Yêu cầu công suất thiết bị không lớn

+ Rèn trong khuôn kín cần phải tính toán phôi liệu thật chính xác và chất lượng nung nóng phôi cao

- Đối với vật rèn đơn giản hoặc không yêu cầu chính xác người ta thường dùng khuôn hở; Với những chi tiết phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao, người ta thường dùng khuôn kín

5 DẬP TẤM

5.1 Khái niệm và phân loại

5.1.1 Khái niệm

Dập tấm là phương pháp gia công áp lực trong đó phôi là các tấm kim loại được biến dạng dẻo trong khuôn để tạo thành các sản phẩm có hình dáng và kích thước theo yêu cầu

Dập tấm thường tiến hành ở trạng thái nguội nên còn được gọi là dập nguội Khi chiều dày phôi lớn hơn 10mm thì có thể dập nóng

5.1.2 Đặc điểm

- Vật liệu dập tấm rất rộng rãi: thép các bon thấp, thép hợp kim, kim loại và hợp kim màu…

- Có thể chế tạo được những sản phẩm phức tạp và đẹp bằng chuyển động đơn giản của thiết bị mà các phương pháp gia công khác không thực hiện được

- Sản phẩm có độ chính xác và chất lượng tốt, khả năng lắp lẫn giữa các sản phẩm cao

- Sản xuất được các chi tiết có độ cứng vững, độ bền khá mà kết cấu gọn nhẹ

- Mức độ hao phí vật liệu ít

- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa nên năng suất cao, giá thành hạ

5.1.3 Phân loại

Dựa vào đặc điểm biến dạng người ta chia thành 2 nhóm chính:

- Nhóm các nguyên công cắt vật liệu: Tách một phần vật liệu ra khỏi vật liệu khác(cắt hình, đột lỗ, cắt trích, cắt chia, cắt mép )

- Nhóm các nguyên công tạo hình: Tạo hình chi tiết dựa trên biến dạng dẻo của vật liệu (Uốn, Cuốn, xoắn, lên vành, cuốn mép, dập nổi, giãn phồng, dập vuốt )

Hình 4.4 Sơ đồ quá trình dập tấm

5.1.4 Lĩnh vực áp dụng

Công nghệ dập tấm được ứng dụng rộng rãi trong các ngành từ công nghiệp quốc phòng, y tế, hóa chất, giao thông vận tải, cơ khí chính xác, cho đến các ngành công nghiệp dệt may, chế biến thực phẩm, cơ khí tiêu dùng và đặc biệt là trong công nghiệp điện-điện tử, công nghệ thông tin

Một số dạng sản phẩm điển hình:

Hình 5.1 Một số dạng sản phẩm của công nghệ dập tấm 5.2 Các nguyên công chính

5.2.1 Nguyên công pha tấm

Là nguyên công chia tấm kim loại thành các dải kim loại có kích thước nhỏ hơn để thuận tiện cho việc thao tác ở các nguyên công tiếp theo

Nguyên công pha tấm thường sử dụng các loại máy cắt như máy có lưỡi cắt song song, máy có lưỡi cắt nghiêng, máy cắt dao đĩa

a) Máy có lưỡi cắt song song; b)Máy có lưỡi cắt nghiêng; c) Máy cắt dao đĩa

Hình 5.2 Sơ đồ nguyên lý các loại máy cắt tấm

a) Máy cắt có lưỡi cắt song song(hình 5.2 a):

Máy cắt này có hai lưỡi dao song song, lưỡi cắt phía dưới (1) cố định, còn lưỡi dao (3) bên trên nằm ngang, chuyển động tịnh tiến lên xuống để tạo ra chuyển động cắt

Đặc điểm của máy cắt này là cho đường cắt thẳng phẳng và đẹp, hành trình của dao nhỏ nhưng phải cần lực cắt của máy tương đối lớn Máy không cắt được đường cong và đường cắt dài

b Máy có lưỡi cắt nghiêng(hình 5.2 b):

Loại máy này có một lưỡi dao phía dưới (1) cố định nằm ngang còn lưỡi cắt trên (3) nghiêng 2 - 60 Khi cắt lưỡi dao (1) tiếp xúc với vật cắt (2) từ trái qua phải nên lực cắt giảm

Đặc điểm của máy cắt này: Có thể cắt được tấm dày, dài nhưng sản phẩm thường bị cong vênh

c.Máy cắt dao đĩa(hình 5.2 c):

Loại máy này có hai đĩa cắt có trục song song và quay ngược chiều nhau

Có hai loại máy:

- Máy chỉ có một cặp đĩa: Dùng để cắt các đường thẳng và đường cong

tùy ý

- Máy có nhiều cặp đĩa: Dùng để cắt đồng thời nhiều dải song song.

Máy cắt dao đĩa thường dùng để cắt các tấm mỏng

5.2.2 Nguyên công cắt hình, đột lỗ.

- Cắt hình là nguyên công tách một phần

vật liệu theo đường bao khép kín, phần tách

ra là phôi để gia công cho nguyên công tiếp

theo

- Đột lỗ là nguyên công tách một phần

vật liệu theo đường bao khép kín để tạo

thành lỗ suốt trên chi tiết, phần tách ra là phế

liệu

Hình 5.2 Dạng sản phẩm qua nguyn cơng cắt hình, đột lỗ

Hình 5.3 Sơ đồ nguyên lý cắt đột

Hình 5.4 Sơ đồ nguyên lý cắt đột liên tục

Hình 5.5 Khuôn cắt đột liên tục

5.2.3 Nguyên công uốn

Uốn là nguyên công làm thay đổi hướng thớ kim loại, biến phôi phẳng, phôi dây hay ống thành chi tiết có hình cong đều hay gấp khúc

Hình 5.6 Sơ đồ nguyên công uốn

Hình 5.7a Sơ đồ nguyên công uốn

Hình 5.7b Ứng dụng thực tế (Uốn bằng khuôn)

Hình 5.8 Ứng dụng thực tế (Uốn liên tục trên các con lăn)

5.2.4 Nguyên công dập vuốt (dập sâu)

Là phương pháp chế tạo các sản phẩm hình ống hoặc hình hộp rỗng Dập vuốt được chia làm hai phương pháp: Dâp vuốt không biến mỏng thành và dập vuốt có biến mỏng thành phôi

a) Dâp vuốt không biến mỏng thành: Là nguyên công làm biến dạng mà

chiều dày phôi và chiều dày thành sản phẩm xấp xỉ bằng nhau

Hình 5.9 Sơ đồ dập vuốt không làm mỏng thành

- Để tiến hành dập vuốt không biến mỏng thành người ta sử dụng một bộ khuôn gồm chày(1) và cối(3) Xét một chi tiết hình trụ có đường kính d được dập từ phôi tròn có đường kính D:

- Khi chày ép lên phôi sẽ làm cho phôi biến dạng Phần chày ép lên phôi kim loại chịu ứng suất kéo theo hướng kính và chuyển thành đáy của chi tiết đường kính d; Còn phần vành khăn (D-d), các phần tử bị kéo theo hướng dọc trục chi tiết và bị dồn ép (nén) theo hướng tiếp tuyến, biến thành hình trụ có đường kính

d và chiều cao h Để tránh xảy ra hiện tượng nhăn ta dùng lực ép phụ Q tác dụng lên tấm chặn(2)

1: Cối, 2:Chày, 3:Tấm chặn phôi, 4:Phôi Hình 5.10 Hiện tượng nhăn sản phẩm khi dập và cách khắc phục

- Khi chiều cao h của sản phẩm lớn ta phải dập vuốt làm nhiều lần

Hình 5.11 Sơ đồ nguyên lý dập vuốt trung gian

b) Dập vuốt có biến mỏng thành:

Dập vuốt có biến mỏng thành là quá trình dập vuốt có cưỡng bức làm giảm chiều dày của thành chi tiết so với chiều dày của phôi

Để tiến hành dập vuốt có biến mỏng thành ta dùng một bộ khuôn có khe hở giữa chày và cối nhỏ hơn chiều dày của phôi (z < s)

p s

R

ch

1

2

Rch

z = 0,3 - 0,8s

z

Hình 5.12 Sơ đồ dập vuốt có biến mỏng thành Đặc điểm của Phương pháp dập vuốt có làm mỏng thành là đường kính chi tiết giảm ít, chiều sâu tăng nhiều và do đó giảm chiều dày thành phôi, chiều dày của đáy không thay đổi

Dập vuốt có làm mỏng thành có những ưu điểm là không cần lực ép phụ, bộ phận ép phụ, thiết bị dẫn hướng hoặc khuôn phức tạp mà chất lượng chi tiết vẫn đảm bảo, có thể thực hiện dập trên máy ép đơn

5.3 Các nguyên công hoàn chỉnh sau dập

5.3.1 Nguyên công lên vành

- Lên vành lỗ là nguyên công nhằm tạo nên vành gờ xung quanh lỗ trên các phôi.

Hình 5.13 Sơ đồ nguyên lý ln vnh

5.3.2 Nguyên công tóp miệng

Tóp miệng là nguyên công làm nhỏ miệng chi tiết đã dập sâu Quá trình tóp miệng trình bày trên hình 5.13

Để tóp miệng, người

ta dùng một bộ khuôn gồm

khuôn trên (1) và khuôn

dưới (2)

Khuôn dưới làm

nhiệm vụ định vị chi tiết còn

khuôn trên có lỗ hình côn

đường kính giảm dần và

hình cuối là hình trụ Khuôn

trên tịnh tiến từ trên xuống

để tạo ra quá trình tóp

miệng

5.3.3 Nguyên công miết

Miết là nguyên công tạo hình từ phôi phẳng hay phôi rỗng dựa vào chuyển động quay của phôi dưới tác dụng của lực công tác làm biến dạng cục bộ tại một điểm trên phôi quay

Hình 5.16 Sơ đồ nguyên lý miết

Hình 5.15 Một số dạng sản phẩm miết

KẾT LUẬN

Bài học cung cấp một cách khái quát về công nghệ dập thể tích và dập tấm trong đó chủ yếu giới thiệu các nguyên công gia công kim loại tấm hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong ngành cơ khí làm cơ sở cho việc nghiên cứu các môn học tiếp theo và áp dụng trong thực tế sau này của học viên

Ngày tháng 8 năm 2013

NGƯỜI BIÊN SOẠN