Nghiên cứu công nghệ dập tạo hình chính xác ở trạng thải nửa nóng

Nhóm gia công áp lực Gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp tạo hình vật liệu dựa trên tính dẻo của vật liệu, thông qua dụng cụ, thiết bị tạo lực làm vật liệu biến dạng dẻo để tạo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CHẾ TẠO MÁY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

PGS.TS NGUYỄN ĐẮC TRUNG

Hà Nội – Năm 2012

MỤC LỤC

Trang Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt 3

1.2.2 Ưu nhược điểm của dập khối 21 1.2.3 Các thiết bị chính để thực hiện công nghệ dập khối 22 1.2.4 Các dạng sản phẩm điển hình 24 1.2.5 Các nguyên công trong công nghệ dập khối 25 1.3 Nhiệt độ trong công nghệ dập khối 29 1.4 Sự khác biệt giữa dập núng, nửa núng và dập nguội 32 1.5 Mục đích nghiên cứu của đề tài 33

2.1 Khái niệm công nghệ dập khối chính xác 34

2.2 Sơ đồ công nghệ dập khối chính xác 35

2.5 Ưu nhược điểm của dập khối chính xác 42

2.6 Các dạng sản phẩm điển hình 42 2.7 Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình dập khối chính

3.2 Giới thiệu phần mềm mô phỏng Deform 52

Chương 4 - MÔ PHỎNG SỐ VÀ TỐI ƯU THÔNG SỐ NHIỆT ĐỘ

TRONG TẠO HÌNH CHI TIẾT KHỚP NỐI CHỮ THẬP

4.1.1 Thiết lập mô hình hình học 64 4.1.2 Thiết lập mô hình vật liệu 66 4.1.3 Thiết lập mô hình điều kiện biên 68

4.2 Phân tích các kết quả mô phỏng 70 4.2.1 Các thông số của quá trình dập 70 4.2.2 So sánh dập tạo hình khớp nối ở các trạng thái nhiệt độ 73

4.2.3 Phương pháp dập tạo hình ở trạng thái nửa nóng dập từ 1

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

FEM Phương pháp phần tử hữu hạn

Các phần mềm mô phỏng, thiết kế đồ hoạ: ANSYS, MARC, ABAQUS, PAM-STAMP, LARSTRAN/SHAPE, I-DEAS, CATIA, DYNAFORM, DEFORM, SOLIDWORK, CAD, PRO/ENGINEER

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

1.1 Các phương pháp gia công vật liệu 9 1.2 Sản phẩm Stator được đúc từ gang xám 10 1.3 Sơ đồ phân loại gia công áp lực 11 1.4 Chi tiết vỏ ôtô được chế tạo bằng dập tấm 13 1.5a Bề mặt khuôn được tạo ra bằng phương pháp phay 14 1.5b Khoan để tạo lỗ trên chi tiết 14 1.6a Hàn vảy đồng để liên kết 2 tấm thép mạ 15 1.6b Ghép đinh tán 2 tấm thép và hợp kim nhôm 15 1.7 Phủ TiN bằng phương pháp PVD trên chi tiết bánh răng 16 1.8 Đồ thị nhiệt độ khi nhiệt luyện 17 1.9 Nhiệt luyện để nâng cao độ cứng của sản phẩm 18

1.13 Hướng thớ của sản phẩm sau khi dập tạo hình 23

1.15 Thiết bị sử dung cho nguyên công dập khối 25

2.2 Sơ đồ công nghệ dập khối chính xác trong khuôn kín 35 2.3 Sơ đồ công nghệ để chế tạo chi tiết khớp nối chữ thập 36 2.4 Sơ đồ khuôn kín dập trên máy ép trục khuỷu 39 2.5 Sơ đồ khuôn kín có cơ cấu đối áp 40 2.6 Sơ đồ khuôn kín cơ cấu đẩy trên 41 2.7 Sản phẩm dập khối chính xác 43 2.8 Sản phẩm bánh răng và sơ đồ khuôn dập khối chính xác 43 2.9 Khuôn dập khối chính xác bánh răng ở trạng thái nóng 44 2.10 Tạo hình chính xác bánh răng trụ răng nghiêng 44 3.1 Những ưu điểm của mô phỏng 47 3.2 Trình tự tối ưu hoá công nghệ nhờ mô phỏng 48 3.3 Quá trình mô phỏng 51 3.4 Giao diện chính của phầm mềm Deform 53 3.5 Các nút lệnh trên thanh công cụ 54 3.6 Giao diện ban đầu của Deform 55 3.7 Lựa chọn chế độ nhiệt khi dập 56 3.8 Lựa chọn số đối tượng khi dập 56 3.9 Nhập mô hình hình học cho các đối tượng 57 3.10 Thư viện vật liệu của phần mềm 58

4.7 Lựa chọn vật liệu cho phôi 67 4.8 Các đường cong chảy vật liệu 68 4.9 Mô hình chia lưới phần tử phôi 69

4.16 Lưới biến dạng cho trường hợp dập nửa nóng ép từ 2 phía 80

4.17 So sánh các kết quả giữa dập nửa nóng ép từ 2 phía và từ 1

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, chất lượng sản phẩm yêu cầu ngày càng cao, đa dạng về mẫu mã, chủng loại và phải đáp ứng nhanh chóng về mặt thời gian Do vậy, tối ưu hoá công nghệ nhằm nâng cao chất lượng, giảm chi phí thiết kế, sản xuất và hạ giá thành sản phẩm luôn là tiêu chí hàng đầu cho tất cả các nhà sản xuất

Trước đây, khi công nghệ chưa phát triển, tối ưu hoá công nghệ thường dựa trên kinh nghiệm sản xuất và tối ưu dần trong quá trình sản xuất mà không có tính tổng quát nên hiệu quả thường không cao Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, điện tử, tự động hoá đã trợ giúp quá trình tối ưu hoá công nghệ một cách đơn giản, nhanh chóng và chính xác bằng phương pháp mô phỏng số trên máy tính đem lại hiệu quả cao trong nghiên cứu khoa học cũng như trong sản xuất

Ở nước ta hiện nay, mô phỏng số đã được quan tâm nhiều, nhưng chủ yếu là ở một số trường đại học cũng như các viện nghiên cứu, trong thực tiễn sản xuất hầu như chưa được ứng dụng Để góp phần vào sự phát triển chung của việc nghiên cứu tối ưu hoá công nghệ nhờ mô phỏng số và thúc đẩy ứng dụng kết quả tối ưu vào sản xuất công nghiệp, luận văn này tập chung nghiên cứu và ứng dụng phương pháp mô phỏng số nhờ phần mềm DEFROM-3D nhằm tối ưu hoá công nghệ dâp khối

Ngoài ra luận văn này cũng bước đầu nghiên cứu và đề cập đến công nghệ dập khối chính xác ở trạng thái nửa nóng nhằm nâng cao hiệu quả dập

và chất lượng sản phẩm

Luận văn được trình bày trong 4 chương

Chương 1: Tổng quan công nghệ dập tạo hình các chi tiết dạng khối

Chương 2: Nghiên cứu công nghệ dập khối chính xác

Chương 3: Nghiên cứu ứng dụng mô phỏng số trong công nghệ dập khối

Chương 4: Mô phỏng số và tối ưu thông số nhiệt độ trong tạo hình chi tiết khớp nối chữ thập

Ứng dụng mô phỏng số với sự trợ giúp của phần mềm mô phỏng DEFORM-3D, sẽ cho phép nhanh chóng tối ưu được thông số công nghệ cơ bản (nhiệt độ) và hình dáng kích thước của khuôn dập

Phần kết luận đưa ra một vài tổng kết quan trọng và hướng phát triển tiếp theo của đề tài

Học viên

Lý Thị Thanh Huyền

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH CÁC CHI TIẾT

DẠNG KHỐI

1.1 SƠ LƯỢC VỀ SẢN XUẤT CHI TIẾT DẠNG KHỐI

Lĩnh vực cơ khí ngày càng phát triển, thì các yêu cầu về các sản phẩm cơ khí ngày càng cao, đặc biệt là yêu cầu về:

- Độ bền

- Độ chính xác

- Hiệu quả kinh tế…

Trong công nghệ chế tạo máy có nhiều phương pháp để gia công được các sản phẩm đáp ứng các yêu cầu trên Tuỳ vào từng trường hợp sản xuất cụ thể mà có thể sử dụng linh hoạt các phương pháp gia công dưới đây:

1.1.1 Nhóm đúc

Đúc là phương pháp chế tạo sản phẩm hoàn thiện hoặc bán sản phẩm bằng cách điền đầy kim loại lỏng vào lòng khuôn đúc Sau khi hợp kim đông đặc thu được sản phẩm có hình dạng kích thước yêu cầu

Sản phẩm của quá trình đúc được gọi là vật đúc Nếu vật đúc không cần gia công thêm, được đem dùng ngay gọi là chi tiết đúc (ví dụ: quả tạ, bi nghiền…), còn

Hình 1.1 Các phương pháp gia công vật liệu

vật đúc phải qua các phương pháp gia công tiếp theo gọi là phôi đúc hay bán thành phẩm

Hình 1.2 Sản phẩm Stator được đúc từ gang xám

* Đặc điểm của công nghệ đúc:

Vật liệu sử dụng rộng rãi, nếu nấu chảy được thì có thể đúc được, (vật liệu đúc có thể là kim loại, hợp kim, phi kim …)

Vật đúc có khối lượng, kích thước từ rất nhỏ đến rất lớn (vài gam đến hàng tấn, vài mm đến hàng chục m)

Đúc cho phép chế tạo các chi tiết có hình dạng phức tạp mà các phương pháp khác khó thực hiện hoặc không làm hoặc không làm được

Công nghệ đúc và trang thiết bị tương đối đơn giản, vốn đầu tư ít, có thể tạo vật đúc có giá thành rẻ Khi sử dụng thiết bị và công nghệ cao có thể chế tạo vật đúc

có độ chính xác cao, với năng suất cao

Nhược điểm lớn nhất của phương pháp đúc là vật đúc có khuyết tật, tổ chức

và cơ tính không đồng đều làm giảm khả năng chịu tải Đúc trong khuôn cát thì độ bóng, độ chính xác kém, dễ tạo rỗ khí, rỗ xỉ, lẫn tạp chất, nứt, lượng dư gia công lớn, tốn nhiều kim loại…

Sản xuất đúc có từ rất lâu và ngày càng hoàn thiện để tạo ra khối lượng sản phẩm lớn trong công nghiệp Sản phảm đúc được dung nhiều trong cơ khí những chi tiết dạng nén, tải trọng tĩnh, tải trọng phức tạp, khối lượng lớn bằng gang, thép…đều do sản xuất đúc tạo ra

1.1.2 Nhóm gia công áp lực

Gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp tạo hình vật liệu dựa trên tính dẻo của vật liệu, thông qua dụng cụ, thiết bị tạo lực làm vật liệu biến dạng dẻo để tạo thành sản phẩm có hình dáng, kích thước theo yêu cầu

Ngoại lực là yếu tố cơ bản trong gia công áp lực, góp phần tạo ra hình dáng của vật thể và tạo ra cơ tính cao hơn, giảm tiêu hao vật liệu…

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng trong gia công áp lực Nhiệt độ cao làm tăng tính dẻo của kim loại do đó dễ biến dạng dẻo vật liệu và làm giảm trở lực biến dạng, giảm sức lao động, tăng năng suất…

So với đúc, gia công áp lực tạo ra sản phẩm có độ bền cao hơn, khả năng chịu lực tốt hơn, độ chính xác và độ nhẵn mặt ngoài cao hơn, tiết kiệm kim loại, năng suất cao hơn nhưng cần thiết bị tạo lực phức tạp và đắt tiền

Sản phẩm gia công áp lực dùng chủ yếu trong các chi tiết máy, cơ cấu chịu tải trọng cao, tải trọng động hay va đập Vật liệu dùng gia công áp lực là các loại thép C, thép hợp kim, kim loại màu, hợp kim màu…

Gia công áp lực tạo ra nhiều dạng sản phẩm khác nhau Có những sản phẩm đem dùng ngay gọi là chi tiết, có những sản phẩm phải qua gia công cơ tiếp theo gọi

Hình 1.3 Sơ đồ phân loại gia công áp lực

Khi cán nóng tạo ra thớ kim loại theo phương cán, khi cán nguội thì độ bóng

và độ chính xác cao hơn, nhưng cần lực lớn và khuôn chóng mòn

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

Nhờ quá trình cán thực hiện ngay trong nhà máy luyện kim nên có thể giảm được nhiều khâu trung gian, hạ giá thành sản phẩm có thể kết hợp quá trình đúc và cán đẻ tăng lượng sản phẩm cán, giảm chi phí sản xuất

 Kéo sợi

Kéo là phương pháp làm biến dạng dẻo kim loại qua lỗ hình của khuôn kéo dưới tác dụng của lực kéo Khi kéo phôi được vuốt dài ra, giảm diện tích tiết diện ngang, tăng chiều dài

Kéo thường tiến hành ở trạng thái nguội nên độ bóng, độ chính xác cao, nhưng thường bị biến cứng, cần ủ để phục hồi tính dẻo

Vật liệu thường dung là thép cácbon, thép hợp kim, các hợp kim màu…

 Ép kim loại

Ép là phương pháp làm biến dạng dẻo kim loại qua lỗ hình của khuôn ép dưới tác dụng của lực ép

Lỗ hình của khuôn ép có tiết diện khác nhau Tuỳ theo tính dẻo của vật liệu,

có thể ép nóng hoặc ép nguội Phôi ép có thể là thỏi cán hay sản phẩm rèn dập Ép tạo sản phẩm có tiết diện không thay đổi theo chiều dài, độ bong bề mặt và độ chính xác cao Sản phẩm ép có thể là các thỏi đặc, các loại ống với nhiều tiết diện khác nhau Nhược điểm là thiết bị ép cần độ cứng vững cao, lượng kim loại thừa không biến dạng trong khuôn cò nhiều

 Rèn tự do

Rèn tự do là một quá trình biến dạng tự do của kim loại dưới tác dụng của các dụng cụ đơn giản hoặc các thiết bị tạo lực Việc tạo hình nhờ bề mặt dụng cụ và trình độ tay nghề của người rèn

Rèn tự do chất lượng không cao, độ bóng bề mặt thấp, hao phí nhiều kim loại, cường độ lao động lớn, thường dùng trong sản xuất đơn chiếc, hàng loạt nhỏ,

trong sửa chữa…nhưng có khả năng tạo ra được sản phẩm có kích thước từ rất nhỏ đến rất lớn…Vật liệu thường dùng là phôi đúc, thỏi cán…

 Dập tấm

Dập tấm là phương pháp biến dạng dẻo kim loại trong khuôn dưới tác dụng của ngoại lực, phôi ở dạng tấm tạo thành sản phẩm có hình dạng, kích thước theo yêu cầu Vật liệu thường dung là vật liệu dẻo như thép cácbon thấp, thép hợp kim, kim loại và hợp kim mầu…Quá trình dập thường tiến hành ở trạng thái nguội goi là dâp nguội

Dập tấm có đặc điểm:

- Độ bóng cao, độ chính xác rất cao, tính lắp lẫn tốt, nhiều sản phẩm không cần qua gia công cắt gọt

- Độ bền và độ cứng vững cao nên tiết kiệm kim loại

- Dễ cơ khí hoá và tự động hoá

- Năng suất rất cao, thường dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, giá thành hạ

- Dập tấm thường dùng chế tạo các chi tiết che chắn, nắp đậy, vỏ, thùng chứa, trong các ngành ôtô, tàu, thuyền, công nghiệp thực phẩm, hàng dân dụng

Hình 1.4 Dập chi tiết vỏ ôtô được chế tạo bằng dập tấm

Hình 1.5.a Bề mặt khuôn được tạo ra

bằng phương pháp phay

Hình 1.5.b Khoan để tạo lỗ trên chi tiết

Tuỳ thuộc vào quá trình công nghệ đặc trưng bởi các phương pháp gia công, dạng dao, đặc tính chuyển động… các máy cắt được chia thành các máy cơ bản: tiện, phay, bào, khoan, doa, mài và các nhóm máy khác như gia công ren vít…

Theo đặc điểm của quá trình sản xuất, có thể chia thành các máy vạn năng, chuyên dùng và đặc biệt:

- Máy vạn năng là các máy có thể thực hiện được các phương pháp gia công khác nhau như tiện, khoan… để gia công các chi tiết khác nhau về hình dạng và kích thước

- Máy chuyên dùng là các máy để gia công các chi tiết có cùng hình dạng nhưng kích thước khác nhau

- Máy đặc biệt là các máy chỉ thực hiện gia công các chi tiết có cùng hình dáng và kích thước

Theo độ chính xác gia công, có thể chia thành máy có độ chính xác bình thường, cao và rất cao

1.1.4 Nhóm hàn và ghép nối

Hàn là một phương pháp nối cứng các phần tử kim loại hoặc phi kim lại với nhau bằng cách nung nóng chỗ hàn đến trạng thái hàn ( chảy hoặc dẻo ) sau đó kim loại tự động đặc hoặc ta dùng lực ép để ép chúng dính lại với nhau tạo thành liên kết bền vững

Hình 1.6.a Hàn vảy đồng để liên kết hai

tấm thép mạ

Hình 1.6.b Ghép đinh tán hai tấm thép

và hợp kim nhôm

So với gia công áp lực và đúc, hàn có đặc điểm:

- Tạo ra liên kết phức tạp mà đúc, rèn, dập khó hoặc không thực hiện được

- Hàn được các vật liệu cùng loại hoặc khác loại

- Tiết kiệm kim loại nhiều So với lắp bằng bu lông tiết kiệm đến 25% kim loại, so với đúc còn tiết kiệm hơn nhiều

- Công nghệ hàn tương đối đơn giản và rất linh động

- Hàn tạo ra được kết cấu kín có độ bền cao, cho phép chế tạo ra sản phẩm chịu áp lực như bể chứa, thùng, bình áp lực, đường ống Hàn là một phương pháp

dễ tự động hoá để tạo sản phẩm với năng suất và chất lượng cao, giá thành hạ

Nhược điểm là vùng hàn có nhiệt lượng lớn làm ảnh hưởng đến tổ chức của kim loại vùng lân cận, dễ cong vênh biến dạng và làm giảm cơ tính

1.1.5 Nhóm phủ bề mặt

Tạo ra cho bề mặt mọi chi tiết, thiết bị, vật dụng có chức năng nhất định luôn

là yêu cầu nhất thiết trong công nghiệp và đời sống Các chức năng yêu cầu thuờng gặp là: bền hoá học, bền cơ học, bền ăn mòn (chống mài mòn, xước, biến dạng…), dẫn điện, dẫn từ, cứng, dẻo… Công nghệ bề mặt (mạ, nhúng, phun, biến tính, gia công đánh bóng, sơn phủ…) để phục vụ tạo ra các chức năng đó cho bề mặt

* Công nghệ phun phủ gồm các phương pháp chính sau:

- Phun phủ bằng lửa khí hàn oxy – axetylen, nguyên liệu dùng ở dạng bột hoặc dây

- Phun phủ bằng plasma, nguyên liệu dùng ở dạng bột

- phun phủ bằng phương pháp HVOF ( High Velocity Oxygen- Fuel ), nguyên liệu dùng ở dạng bột

- Phun phủ bằng quá trình nổ các hỗn hợp khí trong sung phun, goi tắt là phương pháp phun nổ, nguyên liệu dùng ở dạng bột

* Nguyên liệu dùng trong phun phủ là:

- Kim loại ở dạng dây, que hoặc bột ( Fe, Ni, Al, Mo, Cr, Co, Cu, Ti, W)

- Bột gồm ( các oxyt: Al2O3, TiO2, Cr2O3…)

- Bột hợp kim cứng ( cacbit W, Cr, Ti…và hỗn hợp chúng với Co, Ni )

- Vật liệu siêu cứng, gồm cả kim cương

Hình 1.7 Phủ TiN bằng phương pháp PVD trên chi tiết bánh răng

Mỗi phương pháp dùng một số loại nguyên liệu nhất định Khi phun phủ nguyên liệu được nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy ( hoặc đến nhiệt độ xác định, tuỳ theo phương pháp) Chúng được phun lên bề mặt cần phủ với áp lực và tốc độ cao Trên

bề mặt chúng liên kết lại thành lớp phủ xốp Sự liên kết giữa các hạt chủ yếu bằng quá trình chảy kết và bám dính lên bề mặt bằng lực cơ học Bề mặt vật phủ có nhiệt

độ thấp nên không xảy ra quá trình khuyếch tán

1.1.6 Nhóm thay đổi tính chất vật liệu

Nhiệt luyện là một quá trình xử lý nhiệt kim loại để làm thay đổi tính chất của chúng bằng cách nung nóng đến nhiệt độ xác định, giữ nhiệt một thời gian, sau

đó làm nguội với tốc độ khác nhau theo một chế độ xác định nhằm cải thiện tổ chức, cho ta cơ tính, tính công nghệ mới, khử ứng suất dư tạo cho kim loại những tính chất theo yêu cầu

Nhiệt độ nung (Tn): tuỳ thuộc vào từng loại vật liệu và phương pháp nhiệt luyện sử dụng Khi nung cần chọn chế độ nung thích hợp để tránh cong, vênh, biến dạng, nứt

Thời gian giữ nhiệt ( t1÷t2) để nhiệt độ đồng đều trên toàn bộ tiết diện của sản phẩm, thời gian giữ nhiệt phụ thuộc vật liệu, phương pháp nung, hình dạng, kích thước sản phẩm

Làm nguội được quyết định bởi tốc độ làm nguội nhờ các môi trường khác nhau và kết quả chúng ta có các phương pháp nhiệt luyện khác nhau

 Nếu sản xuất loạt lớn, cần độ chính xác cao, độ bền cao, tiết kiệm nguyên vật liệu… thì một trong những phương pháp sản xuất hiệu quả nhất đó là dập tạo hình khối

1.2 SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI

1.2.1 Khái niệm chung

1.2.1.1 Khái niệm

Công nghệ dập tạo hình khối là một phần của công nghệ gia công kim loại bằng áp lực nhờ sử dụng tính dẻo của kim loại để làm biến dạng kim loại và điền đầy lòng khuôn hoặc làm cho kim loại chảy vào lỗ thoát của cối (hoặc chày) để tạo

ra phôi hoặc chi tiết có hình dạng kích thước theo yêu cầu

1.2.1.2 Lịch sử của dập tạo hình khối

+ Phương pháp cổ điển nhất: chế tạo nông cụ, giáo mác…

+ Thế kỷ XIX: phát minh máy hơi nước, đến năm 1842: máy búa hơi nước

ra đời

+ 1928: Nga xây dựng phân xưởng rèn dập đầu tiên…

Hiện nay trên thế giới, công nghệ dập tạo hình khối đã phát triển đến trình độ cao Các phân xưởng rèn dập đã có thể chế tạo các chi tiết hoàn chỉnh không cần phải qua gia công cơ, đồng thời lại có những ưu điểm như: độ bền cao, tiết kiệm kim loại, giá thành hạ và đặc biệt là năng suất cao

1.2.1.3 Đối tượng nghiên cứu của dập khối

Quá trình dập khối là một công đoạn của quá trình sản xuất cơ khí hoàn chỉnh, mọi quá trình đều có thể chia làm ba phần chính: đầu vào (input) là phôi, quá trình xử lý (process) phôi đầu vào (dập khối) và đầu ra (output) là sản phẩm hoặc bán thành phẩm (vật dập) Các dạng phôi đầu vào, các phương pháp dập khối và dạng sản phẩm khối được trình bày như bảng sau:

Phôi  Rèn, Dập khối  Phôi dập

- Phôi đúc, gù đúc - Chồn - Bán thành phẩm

- Phôi cán chu kỳ, định hình - Vuốt, kéo - Chi tiết

- Chế độ nhiệt - Uốn - Dung sai vật dập

- Vật liệu, cơ tính - Rát - Chế độ làm nguội

1.2.1.4 Sơ đồ công nghệ tổng quát của quá trình dập khối

Hình 1.10 Sơ đồ quá trình dập khối

Trong sơ đồ trên gù đúc thỏi đúc và các loại thép càn chu kỳ là phôi đầu vào cho quá trình rèn và dập khối Phôi đầu vào sẽ được nung lên một nhiệt độ thích hợp trước khi chuyển sang các nguyên công chuẩn bị (rèn phôi) hoặc dập trong khuôn Tại đây kim loại sẽ được tạo hình theo yêu cầu Sau khi dập xong phôi dập

sẽ được xử lý sau dập ( cắt biên, xử lý nhiệt…) và tiến hành các nguyên công gia công cơ nếu cần để tạo ra sản phẩm hoàn thiện

1.2.1.5 Phân loại các nguyên công trong công nghệ dập tạo hình khối

Phôi Nung phôi

Công nghệ dập khối được chia thành 2 dạng công nghệ cơ bản:

- Rèn phôi bao gồm các nguyên công chồn, vuốt, uốn…

- Dập tạo hình trong lòng khuôn gồm dập trong khuôn hở, dập trong khuôn kín, ép chảy…

1.2.2 Các dạng sản phẩm điển hình

Sản phẩm trong dập khối rất đa dạng và phong phú, được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: lĩnh vực chế tạo máy, công nghiệp đóng tàu, xây dựng, dân dụng… và có các kích cỡ khác nhau Dập khối có thể sản xuất ra những chi tiết nhỏ và chính xác như các bánh răng của đồng hồ đến các chi tiết có kích thước lớn trong lĩnh vực công nghiệp nặng: trục truyền động…, hay các chi tiết cần

độ chính xác bề mặt cao: đồng tiền xu, bánh răng…Hình dưới đây là các dạng sản phẩm dập khối điển hình:

Hình 1.13 Hướng thớ của sản phẩm sau khi dập tạo hình

a) Đúc b) Cắt gọt c) Dập tạo hình

Hình 1.14 So sánh hướng thớ kim loại giữa đúc, cắt gọt và dập

- Tiết kiệm được nhiều kim loại, nhất là trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối Do đó hạ giá thành sản phẩm

- Do tăng được độ bền và độ cứng nên kích thước chi tiết giảm đi, chi tiết sẽ gọn nhẹ hơn

- Năng suất lao động cao có thể cơ khí hoá và tự động hoá quá trình sản xuất

- Thao tác đơn giản, không cần thợ bậc cao do đó giảm chi phí sản xuất

- Có thể chế tạo được các chi tiết có kích thước từ rất nhỏ (trục đồng hồ) đến những chi tiết có kích thước vô cùng lớn (khối lượng đến 500 tấn)

1.2.3.2 Nhược điểm

- Chất lượng bề mặt chi tiết thấp, độ chính xác không cao, khó khăn cho việc

cơ khí hoá và tự động hoá quá trình sản xuất

- Công nhân phải làm việc trong môi trường nóng, độc, khói bụi Khi làm việc các thiết bị thường gây tiếng ồn lớn, ảnh hưởng đến sức khoẻ của người lao động

- Hiện nay phương pháp dập tạo hình với phôi ở trạng thái nguội được sử dụng khá phổ biến Khi đó độ nhẵn bóng bề mặt và độ chính xác chi tiết cao, không cần qua gia công cơ, nhưng phương pháp này chỉ được áp dụng với những chi tiết nhỏ và trung bình do lực công nghệ lớn

- Dập tạo hình khối thường phải sử dụng các thiết bị lớn, đắt tiền do vậy chỉ thích hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối do phải đầu tư ban đầu lớn

1.2.4 Các thiết bị chính để thực hiện công nghệ dập khối

Các máy búa không khí nén, máy búa hơi nước – không khí nén, các máy búa thuỷ lực, máy ép trục khuỷu dập nóng, máy ép ma sát trục vít hoặc máy vít cung điện…

Đến nay do những thành tựu khoa học, kỹ thuật ngày càng cao, các nước công nghiệp phát triển đã chế tạo các thiết bị dập tạo hình cỡ lớn và hiện đại, các thiết bị phục vụ công nghệ dập thể tích khác như:

- Máy búa hơi có trọng lượng phần rơi đến G = 25 tấn

- Máy búa không bệ đe có năng lượng va đập đạt đến Le = 1,5 MJ

- Máy ép trục khuỷu dập nóng có lực ép danh nghĩa đến P = 140 MN (14000 tấn)

- Máy ép thuỷ lực có lực danh nghĩa đến P = 750 MN (75000 tấn)

- Máy ép ma sát trục vít có lực danh nghĩa đến P = 16 MN (1600 tấn)

- Máy rèn ngang có lực danh nghĩa đến P = 31.5 MN (3150 tấn)

Ngoài ra còn có các máy búa cao tốc, búa thuỷ lực có lực dập lớn, có hiệu suất sử dụng cao trong quá trình dập khối

Máy búa thủy lực Máy ép trục khủy dập nóng

Máy búa không khí nén Máy ép vít ma sát

Hình 1.15 Thiết bị cho nguyên công dập khối

1.2.5 Các nguyên công trong công nghệ dập khối

Trong dập công nghệ dập tạo hình có rất nhiều nguyên công (đã được trình

bày ở bảng 1.1 và hình 1.11) Trong mục này, ta chỉ khảo sát các nguyên công cơ

bản được sử dụng trong công nghệ dập tạo hình khối

1.2.5.1 Nguyên công chồn

Chồn là nguyên công thuộc quá trình tạo hình chính và cũng có thể là nguyên công thuộc quá trình sơ bộ Nhiệm vụ của nguyên công chồn là làm tăng kích thước tiết diện ngang bằng cách làm giảm chiều cao của phôi, hoặc chính xác hơn: chồn làm tăng kích thước tiết diện phôi theo chiều vuông góc với lực tác dụng, bằng cách làm giảm kích thước của nó theo phương của lực tác dụng

Phôi chồn có khi là dải, tiết diện tròn, profile khac nhau: vuông, chữ nhật, ống… Chồn là một quá trình nén (Biến dạng theo chiều lực tác dụng là âm, hai chiều còn lại là dương)

Chồn có thể ở trạng thái tự do, có ma sát, không có ma sát, chồn cưỡng bức (trong khuôn kín)…

Phạm vi ứng dụng nguyên công chồn rất rộng rãi vì nó có thể đáp ứng nhu cầu: tạo hình, làm giảm chiều sâu khi đột lỗ, cải tạo hướng thớ kim loại, làm mất tính chất bất đẳng hướng về cơ tính của kim loại, kiểm tra khuyết tật kim loại và cải tạo cấu trúc tinh thể

Hình 1.17.a Khuôn chồn đầu bulông Hình 1.17.b Sản phẩm chồn

Hình 1.16 Sơ đồ bài toán chồn

ép chảy còn cho phép tạo ra các sản phẩm có hình dạng phức tạp mà các phương pháp khác không thể tạo ra được

Ép chảy được chia thành ép chảy thuận, ép chảy ngược, ép chảy ngang và ép chảy hỗn hợp

Thể tích kim loại trong lòng khuôn luôn luôn giảm đi trong quá trình ép

Hình 1.19 Ép chảy

1.2.5.4 Dập khối trong khuôn hở

Đặc điểm cơ bản của dập khối trên khuôn hở là ở chỗ sản phẩm có vành biên bao quanh chu vi của mặt phân khuôn, vành biên này có ý nghĩa công nghệ đặc biệt nhằm tạo ra trở lực trên vành biên lớn hơn trong lòng khuôn để ép kim loại điền đầy lòng khuôn khi chảy ra vành biên Thiết bị chủ yếu để dập bằng khuôn hở là máy dập búa và các loại máy ép

Do có vành biên nên phôi dập không yêu cầu thật chính xác về thể tích

Có một phần kim loại được biến dạng tự do nên vật dập không hoàn toàn ở trạng thái ứng suất nén

Chất lượng sản phẩm (độ chính xác, độ bóng ) không đồng đều

Kết cấu khuôn không quá phức tạp

Phải thêm nguyên công cắt vành biên để hoàn thiện sản phẩm

Hình 1.20 Kết cấu khuôn dập trong lòng khuôn hở

1- Nửa khuôn trên 2- Nửa khuôn dưới 3- Phôi ban đầu 4- Phôi sau khi dập 5- Phôi sau khi đã cắt via

1.2.5.5 Dập khối trong khuôn kín

Dập khối trên khuôn kín không có vành biên trên sản phẩm Với loại khuôn này phương của lực tác dụng song song hoặc gần song song với mặt phân khuôn, không có rãnh thoát biên, khi ráp khuôn lòng khuôn hoàn toàn kín, vật dập chịu ứng suất khối ép nên kim loại biến dạng, điền đầy toàn bộ lòng khuôn Phôi dập trong khuôn kín đã qua nguyên công chuẩn bị phải có yêu cầu độ chính xác cao về thể tích

1.3 Nhiệt độ trong công nghệ dập khối

Nhiệt độ đóng vai trò quyết định đến năng suất thiết bị, tính chất cơ- lý của vật liệu, độ tiêu hao nhiên liệu, năng lượng, giá thành vật dập…

Nung kim loại khi dập nóng là một trong các nguyên công cơ bản của qui trình dập Mục đích của nung kim loại trong công nghệ dập tạo hình chi tiết dạng khối chủ yếu nhằm giảm trở lực biến dạng và tăng tính dẻo, tức làm tăng khả năng biến dạng của kim loại

Ở khoảng nhiệt độ 850÷9000C, độ bền của hầu hết các mác thép có giá trị gần như nhau Khi nung kim loại ở nhiệt độ cao hơn 10000C, độ bền của thép không lớn hơn 80MPa Điều này cho phép dập các loại phôi thép mà không sợ chúng bị phá huỷ và có thể sử dụng thiết bị có công suất thấp hơn nhiều so với thiết bị dùng

để gia công các phôi thép này ở trạng thái nguội

Quá trình nung có ảnh hưởng đáng kể đến tổ chức của thép, đặc biệt là khi nung đến nhiệt độ cao hơn điểm tới hạn AC3 quan sát thấy có sự lớn lên của các hạt Theo mức độ tăng thời gian giữ nhiệt và nhiệt độ nung, kích thước của các hạt austenit tăng lên Cường độ lớn lên của các hạt austenit tăng mạnh khi nung thép tới nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn lớn lên của các hạt

Tuỳ thuộc vào mác thép, nhiệt độ này nằm trong khoảng từ 1000 đến

12000C Cường độ lớn lên của các hạt austenit khi nung đối với các loại thép khác nhau cũng khác nhau, và khi làm nguội chậm thép này thì tổ chức Austenit sẽ chuyển biến thành tổ chức Ferit-Peclit ở nhiệt độ xác định Các hạt Austenit càng lớn khi nung thì sẽ nhận được các hạt ferit và peclit càng lớn và do đó cơ tính của thép càng thấp Vì thế, khi làm nguội thép đã được nung nóng thì các hạt austenit

Hình 1.22 Giản đồ trạng thái Fe-C

và các nhiệt độ giới hạn

1- Giới hạn trên của nhiệt độ dập nóng

2- Thường hoá 3- Tôi

4- Ủ

không những không nhỏ đi, mà ngược lại có thể còn tăng lên (trong khoảng nhiệt độ cao hơn đường AC1 , tức là trước khi có chuyển biến austenit thành Ferit và Peclit)

Nếu trong thời gian làm nguội thép xảy ra quá trình biến dạng, thì các hạt austenit bị phá vỡ và cấu trúc của thép khi đó sẽ thay đổi theo hai hướng Một mặt dưới tác dụng của đầu búa hoặc bàn ép của máy ép làm cho các hạt bị biến dạng và kèm theo đó là sự vỡ vụn của các hạt Mặt khác, do ảnh hưởng của nung nóng thì các hạt bị phá vỡ do quá trình biến dạng gây ra có xu hướng lớn lên Sự lớn lên của các hạt biến dạng do quá trình dập gây ra ở đây là quá trình kết tinh lại Sự lớn lên của các hạt khi kết tinh lại là do sự phá vỡ của các lớp biên giới hạt khi dập nóng gây ra, do đó các hạt tinh thể bị phá vỡ có khả năng sát nhập lại với nhau tạo thành những hạt có kích thước lớn hơn

Mức độ biến dạng càng lớn thì các hạt tinh thể bị làm nhỏ càng mạnh và nhiệt độ kim loại sau khi kết thúc biến dạng càng cao thì các điều kiện thuận lợi cho quá trình kết tinh lại càng lớn, tức là càng thuận lợi cho sự lớn lên của các hạt Từ đây cho phép rút ra kết luận thực tế là: cần biến dạng kim loại ở nhiệt độ cao nhất

có thể bởi vì ở nhiệt độ đó kim loại có tính dẻo cao và cho phép biến dạng với chi phí năng lượng thấp nhất, nhưng nên kết thúc quá trình biến dạng dập ở nhiệt độ tương đối thấp ( gần điểm tới hạn AC1) để không cho phép các hạt có khả năng phát triển do kết tinh lại gây ra

Khoảng nhiệt độ tạo hình nóng thay đổi đáng kể phụ thuộc vào mác thép, nhưng chủ yếu nằm trong giới hạn từ 1280 đến 7500C

Nếu dừng dập ở nhiệt độ cao sẽ làm cho các hạt tinh thể có kích thước lớn do kết tinh lại gây ra Kết quả là vật dập có cơ tính thấp Tuy nhiên nếu kết thúc dập ở nhiệt độ thấp thì làm thì làm xuất hiện hiện tượng biến cứng Nhiều công trình nghiên cứu và thực tế đã cho thấy rằng, hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đáng kể đến kích thước hạt khi biến dạng nóng là nhiệt độ và mức độ biến dạng Ở nhiệt độ cao, kết tinh lại xảy ra mạnh và hoàn toàn kết thúc ngay trong khoảng thời gian giữa các lần dập, ở nhiệt độ tương đối thấp thì quá trình kết tinh lại xảy ra rất chậm

Nhược điểm của phương pháp dập khối là lực dập lớn Để giảm lực dập thì cần phải biến dạng ở nhiệt độ cao, nhưng nếu biến dạng ở nhiệt độ cao thì độ chính xác của sản phẩm giảm, chất lượng bề mặt chi tiết giảm

Vì vậy ta cần lựa chọn khoảng nhiệt độ hợp lý để lực khi dập không quá cao

và độ chính xác vẫn được đảm bảo Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là khảo sát và chọn dập tạo hình ở trạng thái nửa nóng (khoảng nhịêt độ nằm sát với nhiệt độ kết tinh lại) để đảm bảo những yếu tố trên

1.4 Sự khác biệt giữa dập nóng và dập nửa nóng

- Tạo ra sản phẩm theo yêu cầu

- Dễ dàng thực hiện công nghệ và tạo

hiệu quả sản xuất cao

- Ứng suất chảy của kim loại thấp nên

công biến dạng, lực dập nhỏ, không có

sự biến cứng của vật liệu, tổ chức cấu

trúc đồng đều do xảy ra quá trình hồi

phục và kết tinh lại

- Mức độ biến dạng kim loại lớn

- Tạo ra sản phẩm theo yêu cầu

- Thực hiện công nghệ khó khăn hơn, thích hợp với các phương pháp chồn, dập trong khuôn kín, ép chảy, dập nổi

- Do biến dạng ở nhiệt độ dưới nhiệt độ kết tinh lại nên ứng suất chảy của kim loại lớn, khi biến dạng có hóa bền kim loại, công và lực biến dạng lớn Cấu trúc hạt không đồng đều so với biến dạng nóng vì chỉ xảy ra quá trình hồi phục

- Mức độ biến dạng kim loại hạn chế

Hình 2.23 Các nguyên nhân và vị trí hỏng khuôn khi dập khối

- Độ chính xác thấp, vật liệu bị hao cháy

trong quá trình biến dạng

- Chất lượng bề mặt rất cao, nên không cần phải có các quá trình gia công cơ sau khi tạo hình

- Nhiệt độ dập nửa nóng đối với Thép

550oC đến 700 oC), Hợp kim Al 200o

C-300oC, Hợp kim đồng: 350oC-500oC

1.5 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Cho đến nay, công nghệ dập khối đã được nghiên cứu nhiều, kết quả nghiên cứu và thực nghiệm cho thấy nhiều nhược điểm cần khắc phục như: lực ép lớn trong dập nguội; bị tiêu hao vật liệu, chất lượng bề mặt kém trong dập nóng Do vậy, để giảm lực ép cũng như nâng cao chất lượng bề mặt ta có thể lựa chọn khoảng nhiệt độ biến dạng ở trạng thái nửa nóng (nhiệt độ nằm trong khoảng 500÷700oC đối với thép)

Để kiểm chứng được các ưu, nhược điểm của phương pháp dập khối, ta sử dụng phần mềm Deform 3D để mô phỏng cho các trường hợp: dập tạo hình ở trạng thái nguội, trạng thái nửa nóng và dập ở trạng thái nóng

Nghiên cứu về dập tạo hình ở trạng thái nửa nóng vẫn rất ít có các công bố khoa học, đặc biệt trong lĩnh vực dập khối chính xác trong khuôn kín Chính vì vậy luận văn này tập trung giải quyết các vấn đề sau:

- Nghiên cứu công nghệ dập khối chính xác ở trạng thái nửa nóng

- Ứng dụng công nghệ dập khối chính xác để dập chi tiết khớp nối chữ thập

- Nghiên cứu tính toán các thông số công nghệ nhờ mô phỏng số

- Khảo sát khả năng công nghệ thông qua dập tạo hình chi tiết mẫu

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ DẬP KHỐI CHÍNH XÁC

2.1 KHÁI NIỆM CÔNG NGHỆ DẬP KHỐI CHÍNH XÁC

Dập khối chính xác là phương pháp công nghệ tiên tiến, có nhiều ưu điểm nổi bật so với các loại hình công nghệ khác như: tiết kiệm nguyên vật liệu Hiện tại việc

áp dụng phương pháp này đã khá phổ biến ở nhiều nước công nghiệp phát triển

Phương pháp này đòi hỏi phôi trước khi đưa vào dập phải có độ chính xác cao

về kích thước Với các vật dập dọc thì cần độ chính xác về thể tích phôi, với vật dập ngang thì đòi hỏi độ chính xác về cả kích thước phôi

Dập khối chính xác thường được tiến hành trong long khuôn kín (Khuôn không

có vành biên)

Tuỳ thuộc vào hình dáng, kích thước, yêu cầu cơ tính… của từng chi tiết mà ta

có thể lựa chọn được kiểu lòng khuôn dập phù hợp

Hình 2.1 Dập khối trên khuôn kín a,b- Khuôn kín không có góc nghiêng c- Khuôn kín có góc nghiêng; d- Khuôn ép chảy

2.2 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ DẬP KHỐI CHÍNH XÁC

Sơ đồ công nghệ dập khối chính xác điển hình được trình bày trên hình 2.2

Để dập chính xác chi tiết (Ví dụ chi tiết bánh răng) cần thiết xem xét nhiều yếu tố như: thiết bị, độ chính xác và độ bền của dụng cụ, độ chính xác kích thước của phôi và điều kiện nung nóng phôi…

Độ chính xác của dụng cụ phải hơn độ chính xác của chi tiết ít nhất một cấp Dụng cụ phải được điều chỉnh sao cho độ lệch tâm của chày dập và cối là nhỏ nhấ, trung tâm áp lực phải trùng với tâm đối xứng của chi tiết

Độ chính xác của chi tiết phụ thuộc vào nhiệt độ nung nóng của phôi trước khi dập Khi nhiệt độ càng cao thì càng khó dập chính xác do vật liệu bị oxy hoá bề mặt tạo ra vảy rèn, hơn nữa chi tiết bị biến dạng nhiệt Nhưng ở nhiệt độ thấp quá trình tạo hình chi tiết rất khó khăn vì cần có lực dập lớn, khi lực dập lớn sẽ làm cho dụng cụ biến dạng, do đó giảm độ chính xác của chi tiết

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ dập khối chính xác trong khuôn kín

Ngược lại, nếu nhiệt độ của phôi trước khi dập cao, quá trình biến dạng của kim loại sẽ dễ dàng hơn nhưng chất lượng bề mặt chi tiết thấp, chi tiết bị biến dạng nhiệt

Hình 2.3 thể hiện sơ đồ công nghệ dập chính xác chi tiết khớp nối chữ thập với mặt phân khuôn là tâm đối xứng của chi tiết (vị trí tiết diện mặt cắt ngang là lớn nhất), dưới tác động của lực dập, phôi sẽ điền đầy vào lòng khuôn theo hướng từ dưới lên và từ trên xuống để đạt được chi tiết hoàn thiện qua các thông số công nghệ

đã được tính từ trước

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ để chế tạo chi tiết khớp nối chữ thập

2.3 YÊU CẦU CÔNG NGHỆ

* Tính toán phôi chính xác: khi dập trong khuôn kín, nếu phôi bị thừa sẽ gây

quá tải máy và khuôn, dễ làm mòn khuôn, hỏng khuôn hoặc là chảy vào các khe hở giữa chày và cối, tạo ra lớp bavia rất khó cắt, làm giảm năng suất lao động chung của quá trình sản xuất

* Thiết kế khuôn chính xác, chọn mặt phân khuôn, góc nghiêng của khuôn phù hợp… nhằm thuận tiện cho quá trình điền đầy lòng khuôn, đặt phôi, lấy chi tiết ra khỏi khuôn và nâng cao độ chính xác của chi tiết

* Xác định nhiệt độ của phôi dập (ở trạng thái nửa nóng) phù hợp để lực dập không quá lớn, nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác, chất lương bề mặt của vật dập

* Xác định các thông số năng lượng, lực biến dạng hợp lý để chi phí năng lượng thấp nhất, đồng thời tránh hỏng khuôn do quá tải về lực

2.4 THIẾT BỊ DẬP KHỐI CHÍNH XÁC

Phương pháp dập khối chính xác có thể thực hiện trên nhiều thiết bị khác nhau như: dập trên máy búa, dập trên máy ép trục khuỷu, máy ép thuỷ lực, máy rèn ngang…Mỗi một loại máy có những ưu, nhược điểm riêng Tuỳ vào từng trường hợp, điều kiện cụ thể để áp dụng phương pháp dập này

2.4.1 Dập khối khuôn kín trên máy búa

- Dập khối trên máy búa linh hoạt hơn trên máy ép cơ khí vì máy búa có hành trình mềm, tránh được hiện tượng quá tải và kẹt máy

- Dập khối trong khuôn kín, chất lượng vật dập cao hơn, tiết kiệm kim loại nhưng khuôn phức tạp hơn

- Kích thước chiều cao không đảm bảo khi phôi không chính xác

- Thích hợp với các vật dập dọc thấp

- Khuôn kín gồm có: lòng khuôn và khoá khuôn kín Lòng khuôn sâu hơn được

bố trí lòng khuôn dưới

2.4.2 Dập khối khuôn kín trên máy ép trục khuỷu

Năng suất lao động cao vì mỗi nhát dập là một chi tiết, trong khi máy búa phải nhiều lần dập trên một lòng khuôn mới ra sản phẩm

Độ chính xác của vật dập cao hơn so với vật dập trên máy búa Vì chiều dài hành trình máy cố định cho nên đảm bảo kích thước về chiều cao vật dập, cũng như

phải cố định Mặt khác vì khuôn dập trên máy ép trục khuỷu hoàn chỉnh hơn cho nên hạn chế sự dịch chuyển tương đối giữa hai nửa khuôn, vì thế vật dập có kích thước về mọi chiều chính xác hơn so với dập trên máy búa Trên thực tế dung sai của vật dập trên máy ép trục khuỷu có thể đạt tới 0,2  0,5 mm trong khi đó trên máy búa phải là 0,8  1,0 mm

Hệ số sử dụng kim loại cao vì có thể giảm lượng thêm và lượng dư nhỏ hơn so với dập trên máy búa vì khuôn dập trên máy ép trục khuỷu có thể sử dụng cần đẩy dể dàng

Điều kiện làm việc của công nhân tốt hơn

Giá thành sản phẩm trên máy ép trục khuỷu hạ hơn vì tiết kiệm kim loại, có khi tới hàng trục phần trăm, năng suất lao động cao

Nhược điểm của phương pháp dập thể tích trên máy ép trục khuỷu là giá máy

ép trục khuỷu đắt hơn máy búa nhiều và khả năng mắc kẹt ỏ vị trí chết dưới khi dập trên máy ép trục khuỷu hay xảy ra, làm chậm chễ quá trình dập và đôi khi làm hỏng máy

Do hành trình của máy ép cố định cho nên nếu phôi không đủ chính xác thì rất

dẽ gây quá tải máy và khuôn Muốn tránh được hiện tượng ấy ta phải làm các túi chứa kim loại Nguyên tắc của túi chứa kim loại là khi thể tích phôi lớn hơn thể tích kim loại tính toán thì kim loại thừa chảy vào khoảng trống dự trữ kề với lòng khuôn, hoặc các lỗ khoan từ lòng khuôn ra Sau khi dập xong cần phải cắt bỏ phần kim loại thừa ấy đi Đòi hỏi cơ bản của các túi chứa là làm sao kim loại điền đầy lòng khuôn xong thì kim loại thừa mới chảy vào túi chứa Nếu không sẽ làm cho kim loại chảy vào túi chứa quá sớm

mà không điền đầy được lòng khuôn Yêu cầu thứ hai đối với túi chứa là sau khi dập xong việc cắt bỏ túi chứa phải tương đối đơn giản Tiện lợi nhất là có thể cắt bỏ phần kim loại thừa ngay trong quá trình sản xuất vật dập, cùng lắm thì để đến lúc gia công

cơ, phần kim loại thừa được cắt đi cùng với lượng dư gia công cơ thành phoi Nếu phải cắt phần kim loại thừa thành phôi thì có thể coi việc thiết kế khuôn là yếu nhất