Thiết Kế Công Nghệ Dập Thể Tích

thiết kế công nghệ dập thể tíchNhược điểm của dập là: - Yêu cầu công suất của thiết bị lớn, do đó không thể dùng cách dập để chế tạo các vật rất lớn.. m1 – giá thành đối với sản phẩm khi

Trang 1

Chương 4

thiết kế công nghệ dập thể tích

Trang 2

dạng và điền đầy vào khoang rỗng của một dụng

cụ gọi là khuôn dập Khoang rỗng được gọi là

lòng khuôn Sự biến dạng kim loại bị giới hạn

trong lòng khuôn; kết thúc quá trình dập kim loại

sẽ điền đầy kín lòng khuôn và sản phẩm (vật dập) nhận được có kích thướcvà hình dạng giống như hình dáng và kích thước của lòng khuôn

Trang 3

CH¦¥ng IV thiÕt kÕ c«ng nghÖ dËp thÓ tÝch

Trang 4

khống chế và biến dạng trong lòng khuôn dập.

- Dập đạt được năng suất lao động rất cao, dễ cơ khí hoá, thường được dùng trong sản xuất hàng loạt hay

Trang 5

CHƯƠng IV thiết kế công nghệ dập thể tích

Nhược điểm của dập là:

- Yêu cầu công suất của thiết bị lớn, do đó không thể dùng cách dập để chế tạo các vật rất lớn Hiện nay vật dập lớn nhất có thể chế tạo được có khối lượng thường không quá 1 tấn

- Việc chế tạo bộ khuôn mất nhiều thời gian, công sức vì đây là công việc phức tạp, vật liệu chế tạo

bộ khuôn cũng có yêu cầu khắt khe, vì vậy giá

thành chế tạo khuôn cao, mỗi bộ khuôn lại chỉ

dùng để chế tạo một loại sản phẩm Vì thế dập chỉ dùng với dạng sản xuất hàng loạt và hàng khối,

mà không dùng trong sản xuất đơn chiếc

Trang 6

ở đây Nyc – số lượng sản phẩm yêu cầu phải chế tạo.

N - số lượng sản phẩm dùng phương pháp dập là hợp lý.

N =

ở đây Gkh – tổng chi phí chế tạo bộ khuôn.

m1 – giá thành đối với sản phẩm khi rèn tự do

n1 – chi phí khi gia công cơ khí vật rèn tự do

m2 – giá thành đối với sản phẩm khi dập thể tích

n2 – chi phí khi gia công cơ khí vật dập Nếu Nyc < N thì không dùng phương pháp dập, mà chỉ nên dùng rèn tự do hoặc rèn trong các bộ khuôn đơn giản.

Trang 7

2 - Phân loại các phương pháp dập

2.1 Theo trạng thái nhiệt độ phôi

Phân thành dập nóng và dập nguội:

- Dập nóng: Phôi được nung nóng tới nhiệt độ rèn dập Phư

ơng pháp này được sử dụng rộng rãi vì kim loại dẻo, biến dạng dễ dàng, điền đầy khuôn dập tốt, yêu cầu công suất thiết bị không quá cao, thiết bị và khuôn dập ít bị mài

mòn Tuy nhiên đòi hỏi khuôn dập phải chịu nhiệt tốt.

- Dập nguội: Phôi chỉ được nung đến nhiệt độ vừa phải

(thường đến khoảng nhiệt độ kết thúc rèn dập) hoặc không cần nung nóng Sự biến dạng kim loại khó khăn, khả năng

điền đầy khuôn dập kém, đòi hỏi thiết bị phải có công suất lớn, thiết bị và khuôn dập chóng mòn và có thể xuất hiện ứng suất dư trong kim loại Ưu điểm là vật dập có độ bóng

bề mặt tốt, độ chính xác kích thước cao

Trang 8

2.2 Theo kÕt cÊu lßng khu«n

p p

Ph«i

VËt rÌn trung gian

VËt rÌn

Trang 9

2.3 Theo cách bố trí lòng khuôn trên khuôn dập

Phân thành dập trong khuôn có một lòng khuôn và dập trong khuôn có nhiều lòng khuôn.

Khi dập trong khuôn có một lòng khuôn thì phôi phải đư

Dập trong khuôn nhiều lòng khuôn thì phôi liệu lần lượt

được chuyển qua những lòng khuôn kế tiếp nhau trên cùng một khối khuôn Thiết kế những bộ khuôn này phức tạp và chỉ có thể dùng trên những máy có công suất lớn Phương pháp dập trong khuôn nhiều lòng khuôn được dùng trong sản xuất loạt lớn và hàng khối.

Trang 10

2.4 Phân loại theo thiết bị gia công

Đây là cách phân loại thường hay dùng, nhất là khi xét đến những điều kiện và quá trình công nghệ Theo cách phân loại này thì dập được phân thành:

Trang 11

được cách bố trí dây chuyền sản xuất thì thực hiện quá

trình dập thể tích theo các bước sau đây:

- Cắt phôi liệu theo kích thước yêu cầu,

- Nung nóng phôi đến nhiệt độ gia công,

- Tiến hành dập qua một số lòng khuôn cần thiết,

- Tháo lấy vật dập ra khỏi khuôn sau khi dập xong, cắt lớp màng ngăn lỗ và vành biên,

- Hiệu chỉnh và tinh sửa,

- Làm sạch vật dập

Sau khi qua khuôn dập tinh, vật dập sẽ đạt được kích

Trang 12

Trang 13

 2 - máy dập thể tích

I - Các loại máy búa

1 Máy búa hơi nước - không khí ép

Trang 14

Trang 15

2 - M¸y bóa kh«ng bÖ ®e

Trang 17

ii C¸c lo¹i m¸y Ðp

1 - M¸y Ðp trôc khuûu

Trang 19

2 - M¸y Ðp ma s¸t trôc vÝt

Trang 21

3 - M¸y Ðp thuû lùc

Trang 22

4 - M¸y rÌn ngang

Trang 23

3 - quá trình dập thể tích trên máy búa

I thực chất của quá trình dập trên máy búa

Điều phân biệt so với dập trên các máy ép là máy búa

có tính vạn năng cao hơn vì hành trình của đầu búa không

bị cố định như máy ép, do đó khả năng công nghệ dập trên máy búa cũng linh hoạt và rộng rãi hơn

Mặt khác do tác động lực của máy búa là loại lực va

chạm nên các vẩy sắt và tạp chất khác trên bề mặt phôi dễ

bị bong ra khỏi mặt phôi và phôi được làm sạch dễ dàng, vì thế không cần phải làm sạch cẩn thận bề mặt phôi trước khi dập

Tuy nhiên dập trên máy búa thường không đạt được độ chính xác và năng suất cao bằng dập trên máy ép, lượng hao phí kim loại nhiều hơn và khả năng tự động hoá và cơ giới hóa kém hơn.

Trang 24

II Phân loại vật dập trên máy búa và các thông số cơ bản đặc trưng cho vật dập

1 - Phân loại vật dập trên máy búa

Có thể chia vật dập thành ba nhóm

chính, gồm 10 phân nhóm: nhóm I có 4

phân nhóm; nhóm II có 3 phân nhóm và nhóm III có 3 phân nhóm Phụ thuộc vào hình dáng cụ thể lại chia phân nhóm thành

3 loại A, B, C

Trang 25

Trang 26

Trang 27

Nhãm II

Trang 28

Trang 29

2 - Các thông số cơ bản đặc trưng của vật dập

Để giải quyết một số vấn đề liên quan đến

việc lập quy trình công nghệ và thiết kế khuôn,

ngoài việc chú ý đến hình dạng của vật dập, vật liệu và điều kiện kỹ thuật cần chú ý đến các thông

số cơ bản đặc trưng của vật dập sau đây:

a – Kích thước của phôi: Chiều dài lớn nhất

Lvđmax , chiều rộng lớn nhất Bvdmax ở hình chiếu

bằng và chiều cao lớn nhất hvdmax , mm

b – Diện tích hình chiếu của vật dập trên mặt

phân khuôn, Fvd , mm2 (cm2)

c – Chu vi của vật dập trên hình chiếu bằng C ,

Trang 30

liệu Gvd , kg.

g – Chiều cao trung bình của vật dập

Ngoài ra vật liệu chế tạo vật dập, các

điều kiện kỹ thuật như yêu cầu về chính xác kích thước, về lượng dư, về cấu tạo và tính chất cơ học cũng là những thông số cần

quan tâm khi thiết kế, chế tạo vật dập

Trang 31

III Vành biên và rãnh vành biên

1 Vai trò của rãnh vành biên

Vành biên là vành kim loại thừa xung

quanh vật dập trên mặt phẳng phân khuôn,

nó có ảnh hưởng lớn đến quá trình dập Vai trò của rãnh vành biên khi dập trên máy búa như sau:

- Vào cuối quá trình dập, vành biên tạo ra xung quanh vật dập ngăn cản kim loại chảy

ra mặt phân khuôn và bức kim loại chảy

Trang 32

Trang 33

Trang 34

 4 - lập bản vẽ vật dập

I - xác định kết cấu vật dập và phương pháp dập hợp lý

Trang 35

Khi chọn kết cấu vật dập cần phải nghiên cứu cẩn then để có được một phương án hợp lý nhất

Có thể dựa vào một số chỉ dẫn sau đây:

- Sửa đổi kết cấu của chi tiết cho đơn giản để gia công

- Chia vật dập ra hai hay nhiều vật dập để thuận tiện cho công nghệ dập, sau khi dập xong thì hàn hay ghép chặt các phần lại với nhau

- Dập hai hay nhiều chi tiết thành một phôi sau đó cắt rời ra

- Dập hai chi tiết thành một phôi khi gia công

Trang 36

- Dập hai hay nhiều chi tiết (đáng lẽ dập riêng, rồi sau đó mới hàn hoặc ghép chặt thành vật dập) liền thành một vật dập thống nhất mà không cần phải hàn hay ghép chặt sau khi dập

- Tận dụng dùng phương pháp ép chảy hoặc tinh chỉnh để nâng cao độ chính xác vật dập, không

cần gia công cắt gọt sau khi dập

- Tạo ra phôi chi tiết chính xác hay gần đúng với kích thước của nó bằng cách cán, sau đó cắt đúng kích thước, dập cắt, đột lỗ, uốn …

- Chế tạo vật dập bằng cách dập trên một số thiết

bị rèn dập khác nhau một cách liên hợp

Trang 37

Trang 38

khuôn có ảnh hưởng rất lớn tới

Quá trình công nghệ dập Khi chọn mặt phân khuôn phải chú ý thoả mãn các yêu

cầu cơ bản sau đây:

Trang 40

- Mặt phân khuôn được chọn phải đảm bảo dễ phát hiện sự chênh lệch lòng khuôn khi ráp khuôn, tức là tránh chọn mặt phân khuôn qua nơi tiết diện vật dập thay đổi đột ngột hoặc qua các thành nghiêng của vật dập.

- Mặt phân khuôn tốt nhất là mặt phẩng , không nên chọn mặt bậc hoặc mặt cong.

- Những khu vực khó điền đầy kim loại của vật dập (như chỗ gân mỏng, thành mỏng và cao ) nên bố trí nên nửa khuôn trên, vì kim loại dễ điền đầy vào nửa khuôn này.

Trang 41

Trang 42

III - xác định lượng dư gia công cơ khí và dung sai chế tạo vật dập

Dung sai là phạm vi chênh lệch cho phép của các kích thước danh nghĩa của vật dập Khi dập có sai số kích thước là do các

nguyên nhân: dập không đúng chiều cao,

kim loại không điền đầy đủ vào lòng

khuôn, lòng khuôn bị mòn hay gia công

không thật đúng, vật dập bị ô xy hoá, bị xây xát

Trang 43

Khi dập trên máy búa có thể dùng các

biện pháp sau đây để tăng độ chính xác của vật dập.

- Sử dụng máy búa có công suất lớn hơn

yêu cầu, chuẩn bị phôi tốt và dập sát mặt khuôn.

- Lắp khuôn vào bệ đe và đầu búa đúng hư ớng, điều chỉnh cẩn thận khe hở thành dẫn hướng của đầu búa, khuôn phải có khoá để chống trượt.

Trang 44

- Cải tạo chế độ nung phôi, tốt nhất là dùng

lò điện cảm ứng để giảm ô xy hoá, thoát

các bon và hao cháy kim loại, làm sạch bề mặt vật dập bằng phun cát hay bằng thuỷ lực.

- Thôi dập đúng nhiệt độ quy định.

- Dập chỉnh hình sau khi cắt vành biên để chống cong vênh

Trang 45

Lượng dư và dung sai đối với vật dập đư

ợc tra trong các sổ tay rèn dập.

Cấp chính xác 1 - đối với sản xuất hàng khối;Cấp chính xác 2 - đối với sản xuất loạt lớn;

Cấp chính xác 3 - đối với sản xuất loạt vừa;

Trang 46

Nhưng thực tế không thể dập được vật dập trên máy búa có bề mặt hông thẳng

đứng vì không thể nào lấy được vật dập

khỏi khuôn sau khi dập Góc nghiêng thành khuôn càng lớn thì càng dễ lấy vật dập ra khỏi lòng khuôn bằng tay

Trang 47

Việc xác định góc nghiêng của thành

lòng khuôn cần căn cứ vào cấu tạo và kích thước của vật dập Góc nghiêng phụ thuộc vào các yếu tố sau:

b – chiều rộng của vật dập ở đoạn có góc nghiêng,

h – chiều cao

l – chiều dài của vật dập ở đoạn có góc nghiêng, tỷ số h/b (tương quan giữa chiều cao và chiều rộng), tỷ số giữa chiều dài và

Trang 48

Khi vật dập nguội thì mọi kích thước đều co lại dần dần, do đó bề mặt phía ngoài của vật dập và thành lòng khuôn sẽ hình thành khe hở, trong khi

đó ở các bề mặt phía trong phôi dập lại càng ép

chặt vào thành lòng khuôn Thông thường góc

nghiêng thành trong bằng 5 - 150, còn thành ngoài bằng 3 - 130

Chỉ khi nào thành bên trong không tạo thành

vòng kín và khoảng cách giữa các thành trong

không lớn lắm thì có thể làm góc nghiêng bên

trong và bên ngoài bằng nhau vì ảnh hưởng khi vật dập co nguội trong trường hợp này không lớn lắm

Trang 49

107

1210

1512

1515

Gãc nghiªng thµnh vËt dËp

Trang 50

R và bán kính lượn ngoài r càng lớn thì kim loại

điền đầy vào khuôn dễ, càng dễ dập

Bán kính lượn ngoài r càng nhỏ thì điền đầy

lòng khuôn càng khó, ngoài ra ở những chỗ đó tạo thành ứng suất tập trung nên rãnh lòng khuôn có thể bị nứt, toét, thậm chí vỡ khuôn đồng thời góc nhọn gây nhiều khó khăn trong khi nhiệt luyện và

có thể tạo nên vết nứt

Trang 51

Trang 53

VI - Lỗ đột và màng ngăn lỗ đột

Sản phẩm có lỗ suốt, nhưng vật dập trên máy búa không thể tạo được lỗ dập

suốt, vì thế khi dập trên máy búa ta chỉ tạo

được các lỗ chưa thấu và còn lại một

màng, màng đó phải đột bỏ sau khi cắt

vành biên Nếu màng dày thì khó đột,

màng mỏng quá thì chóng làm hỏng lõi

khuôn

0, 45 0, 25 5 0, 6

S = d− h− + h

Trang 54

S = 0 , 45 − 0 , 25 − 5 + 0 , 6

Trang 55

Trang 56

vii - Vẽ bản vẽ vật dập

Khi lập bản vẽ vật dập phải lưu ý đến:

- Sản lượng của chi tiết cần dập

- Tầm quan trọng và ý nghĩa của chi tiết đó

- Giá thành của khuôn, năng suất khi dập, giá

thành gia công cắt gọt tiếp theo của các phương án khác nhau về cấu tạo của vật dập …

Bản vẽ vật dập là tài liệu cơ bản để làm dưỡng, gá kiểm và nhận vật dập, để thiết kế dụng cụ cắt

và gá gia công tiếp theo Bản vẽ vật dập cũng là tài liệu cơ bản để thiết kế khuôn, gá và quá trình công nghệ của phân xưởng rèn dập

Trang 57

một hình chiếu điển hình với tỷ lệ 1:1.

Hình dạng chi tiết thành phẩm nên vẽ bằng nét chấm gạch hay nét liền nhỏ bằng 1/4 nét vẽ chính,

vẽ như vậy làm cho người ta có thể thấy ngay đư

ợc lượng dư để cắt gọt không cần thiết điền kích thước tinh vào bản vẽ vật dập vì nhiều kích thước quá sẽ làm tối bản vẽ và khó đọc

Trang 58

- Thuận tiện việc kiểm tra các kích thước.

- Các ký hiệu của vật dập phải đơn giản.

Trang 59

Trên bản vẽ vật dập cần ghi những yêu cầu kỹ thuật, như độ cong và chiều cong

cho phép, độ lệch tâm, độ lệch khuôn cho phép, độ lồi lõm cho phép, độ cứng cần

thiết và những ghi chú, như góc nghiêng … chưa ghi, bán kính lượn chưa ghi, dung sai theo B và L chưa ghi Trên bản vẽ vật dập cũng cần có ký hiệu chỉ rõ chỗ thử độ cứng (tốt nhất là ở mặt phẳng dễ thử mà lại

không gia công cơ tiếp theo); dấu ký hiệu tên sản phẩm, ký hiệu chuẩn thô để gia

công cơ khí.

Trang 61

1 Nhãm c¸c lßng khu«n chuÈn bÞ

Trang 62

2 Nhóm các lòng khuôn dập

Được sử dụng để nhận được vật dập theo hình dạng và kích thước yêu cầu, gồm có lòng khuôn dập chuẩn bị, dập sơ bộ và dập cuối cùng Lòng khuôn dập chuẩn bị xây dựng theo bản vẽ vật dập

ở trạng thái nóng, nhưng có những đoạn và tiết diện khác với vật dập

Lòng khuôn này dùng để tạo ra hình dạng gần giống vật dập, trong vài đoạn nó đóng vai trò như nguyên công tạo phôi Nó làm tăng tuổi thọ của lòng khuôn cuối cùng Đập từ 2 - 5 nhát, sau đó lật 180o quanh trục chính và đặt vào lòng khuôn cuối cùng

Trang 63

3 Nhóm lòng khuôn cắt (dao)

Sử dụng để tách vật dập khỏi đoạn phôi,

phần còn lại có thể dập một hay vài vật dập nữa Lòng khuôn cắt thường gia công ở một góc sau của khuôn kích thước phụ thuộc

vào kích thước của vật dập và vành biên

hoặc kích thước của phôi ban đầu Đặt vật dập vào sát lưỡi cắt và đập một nhát búa.

Trang 64

ợng tương ứng một cách hợp lý sẽ cho phép nhận được các vật dập có chất lượng tốt.

Trang 65

Việc xây dựng phôi tính toán và biểu đồ tiết diện cho vật dập có trục chính kéo dài thực hiện như sau:

Phôi có tiết diện tròn, diện tích ở mỗi tiết

diện bằng tổng diện tích tiết diện vật dập và vành biên tương ứng gọi là phôi tính toán

Diện tích tiết diện phôi tính toán ở vị trí bất

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	0,93 MB