công nghệ và kỹ thuật dập kim loại tấm
Trang 15 – uốn vành
Thông thờng có hai phơng pháp uốn vành: uốn vành các lỗ bằng cách kéo kim loại thành vành xung quanh miệng
lỗ đã đợc đột thủng từ trớc và uốn vành theo chu vi ngoài bằng cách kéo và nén kim loại theo biên của phôi Hình H.IV.27 giới thiệu một số chi tiết có vành uốn
Khi uốn vành các lỗ thờng kèm theo sự giảm chiều dày vật liệu ở khu vực chịu uốn vật liệu sẽ có chiều dày nhỏ nhất Với các lỗ tròn có thể tích chiều dày nhỏ nhất S1 theo công thức:
S1 = S d
D
ở đây: S – chiều dày phôi trớc khi uốn vành (mm)
d và D – đờng kính lỗ đột trớc khi uốn vành
và đờng kính trung bình của vành uốn
Chất lợng sản phẩm uốn vành phụ thuộc nhiều vào mức
độ biến dạng và độ sạch vết cắt của các mép chịu biến dạng Lỗ tạo ra trớc khi uốn vành có thể bằng cách đột, khoan, phay Các lỗ đột thờng có các vết nứt tế vi và bị biến cứng nên mức độ biến dạng cho phép khi uốn vành nhỏ hơn so với khi uốn vành đối với các lỗ khoan hay phay
H.IV.27 - Một số chi tiết có vành uốn
Trang 2Mức độ biến dạng khi uốn vành các lỗ tròn đợc xác
định bằng tỷ số đờng kính lỗ trong phôi và đờng kính vành uốn; tỷ số số này đợc gọi là “hệ số uốn vành”
Kuv = d
D
ở đây: d - đờng kính lỗ đột trớc khi uốn vành (mm); (H.IV.28a)
D - đờng kính vành uốn (tính theo đờng trung bình), (mm)
Hệ số uốn vành phụ thuộc vào trạng thái mép lỗ, cơ tính vật liệu, hình dáng chày uốn Để không xảy ra sự nứt mép ở vùng lỗ đột khi uốn vành thì hệ số uốn vành nên chọn nh sau: Kuv = 0,72 (khi vật liệu uốn là thép dập có độ dãn dài 25 ữ 30%); Kuv = 0,78 (khi vật liệu uốn vành là thép dập có độ dãn dài 20 ữ 25%); Kuv = 0,68 (khi uốn vật liệu
đồng thau) và Kuv = 0,70 (khi uốn vành chi tiết bằng nhôm)
Với các chi tiết chỉ cần uốn một lần thì chiều cao vành uốn giới hạn đợc tính theo công thức:
hmax = D 1 0, 43.
2
uv K
R
(mm)
Với các chi tiết có chiều cao lớn không thể uốn đợc một lần thì quá trình uốn vành cần tiến hành qua một số
H.IV.28 - Uốn vành
Trang 3nguyên công (H.IV.28b) Các kích thớc hmax và d đợc xác định
nh sau:
hmax = D 1 0,57.
2
uv K
R
(mm)
ở đây h – chiều cao uốn đáy trụ (H.IV.28c)
Khi uốn vành các lỗ không tròn các hệ số uốn vành giảm đi một ít, rất nhỏ không đáng kể nên có thể lấy giống
nh đối với các lỗ tròn
6 – tóp miệng
Tóp miệng là nguyên công làm nhỏ miệng chi tiết rỗng
đã đợc dập vuốt trớc Miệng tóp của chi tiết có thể là hình côn, hình trụ, hình bán cầu hoặc những mặt cong phức tạp
Khi tóp miệng đặt chi tiết vào khuôn dới (khuôn định
vị chi tiết) 1, sau đó dùng máy ép tác
dụng lực ép lên khuôn trên có hình dạng
lòng khuôn giống nh hình dạng miệng cần
tóp của sản phẩm để thực hiện quá trình
tóp miệng (H.IV.29) Để không tạo thành
lằn xếp ở miệng tóp thì tỷ lệ giữa đờng
kính phôi (chi tiết đã đợc dập vuốt) D và
đờng kính chi tiết (miệng tóp) d phải
nằm trong một giới hạn cho phép
Kt = d
D = 1,2 ữ 1,3
Khi cần tóp miệng có đờng kính nhỏ hơn so với đờng kính phôi thì phải qua một số lần tóp Số lần tóp miệng n
đợc tính theo công thức:
n = lg lglg( )
tb
m
−
H.IV.29 - Tóp miệng
Trang 4ở đây m d
D
=
mtb – hệ số tóp miệng trung bình, mtb = 3
1 2
n n
D = d = d = = d −
Trong đó
dn và dn-1 - đờng kính của thành phẩm ở lần gia công thứ n và đờng kính của bán thành phẩm sau lần gia công thứ (n - 1); hệ số mtb phụ thuộc vào cơ tính vật liệu, tỷ số giữa đờng kính và chiều dày thành, kết cấu và trạng thái
bề mặt khuôn khi tính toán có thể chọn hệ số mtb nh sau:
7 – dãn phồng
Khi thực hiện dãn phồng phần dới
của phôi dập có đờng kính đợc tăng
lên lớn hơn phôi ban đầu (H.IV.30), còn
miệng vẫn giữ nguyên và không làm
thay đổi chiều dày chi tiết
Chi tiết đã đợc dập vuốt đợc đặt
vào khuôn hai nửa, lòng khuôn có
hình dạng nh hình dạng sản phẩm
cần chế tạo Phía trong chi tiết dập vuốt (phôi) là khối cao
su (cũng có thể là bi thép, chất lỏng hay khí ép) Khi tác dụng một lực chiều trục thì đệm cao su (bi thép, chất lỏng hay khí ép) sẽ ép đẩy thành chi tiết sát vào thành khuôn tạo nên sản phẩm
Vật liệu dùng để
tóp miệng
Hệ số mtb khi chiều dày S (mm)
< 0,5 0,5 ữ 1 >1
Đồng thau ∩62, ∩
ữ
0,70
-H.IV.30 - Giãn phồng
Trang 5Vì áp lực tác dụng lên thành chi tiết không đột ngột nên quá trình thực hiện rất êm
8 - in nổi
In nổi hay dập dấu là tạo nên trên bề mặt sản phẩm những vị trí lồi lõm có hình dáng và kích thớc theo yêu cầu In nổi là nguyên công dập nguội đợc dùng rộng rãi để chế tạo các loại quân hiệu, huy chơng, huân chơng, huy hiệu, nhãn hiệu gắn tên các máy móc và sản phẩm
Đặc điểm quá trình in nổi là sự thay đổi kim loại không đáng kể Khi in nổi với mức độ lồi lõm của vết dập không lớn lắm có thể dùng chày dập ở phía trên có hình dáng bề mặt nh hình dạng những vết nổi cần in Nếu mức
độ lồi lõm của các vật dập lớn, hình in nổi cần phải rõ nét thì ngoài chày dập dấu đặt ở phía trên còn phải đặt khuôn dập dấu ở phía dới nữa Cũng có thể chế tạo khuôn dới
có hình in yêu cầu, sau đó đặt sản phẩm lên và dùng chày cao su để ép làm cho kim loại biến dạng và ép vào thành lòng khuôn, hoặc thay thế cao su bằng chất lỏng, vật xốp, khí ép, quá trình nổ
Khi mức độ biến dạng càng lớn, độ bền của vật liệu càng cao, độ chính xác in nổi yêu cầu càng cao thì lực dập càng phải lớn Lực dập nổi có thể đợc tính theo công thức:
P = q.F
ở đây P - lực dập khi in nổi;
q - áp lực đơn vị khi dập phụ thuộc vào loại vật liệu và chiều cao lồi lõm của các vết in (N/mm2), khi tính toán có thể dùng các số liệu sau:
+ Đối với vàng và đồng q = 1200 ữ 1500 (N/mm2); + Đối với đồng thau: - Nếu dập gờ nổi q = 200 ữ
500 (N/mm2);
Trang 6- Nếu dập hình vẽ q = 800 ữ 900 (N/mm2);
- Nếu dập chữ q = 2500 ữ 3000 (N/mm2);
+ Đối với thép không gỉ q = 2500 ữ 3000 (N/mm2);
F - diện tích phần phôi liệu cần dập nổi (mm2)
9 - dập đờng gợn sóng
Dập đờng gợn sóng là
nguyên công tạo nên những chỗ
lồi, lõm sâu cục bộ nhờ việc kéo
dài và dịch chuyển một bộ phận
kim loại
Khi dập đờng gợn sóng quá
trình xảy ra chủ yếu là do kéo
và sự biến mỏng vật liệu Để cho
vật liệu không bị đứt do biến
dạng cục bộ gây ra, trị số biến
dạng dài tơng đối ở khu vực
biến dạng lớn nhất phải thoả mãn biểu thức sau:
λ 75 , 0 100
1− ≤
l
l l
ở đây l1 - chiều dài vật liệu theo tiết diện đã chọn sau khi tạo hình, mm;
l - chiều dài cũng của phần vật liệu đó trớc khi tạo hình, mm;
λ - độ dãn dài tơng đối cho phép, %
Gân nổi phải cách cạnh tấm vật liệu (3,5 ữ 5)S; nếu không đảm bảo điều kiện này thì sau khi dập mép vật liệu sẽ bị co vào trong và phải thêm nguyên công sửa phụ
l
H.IV.31 - Dập đ ờng gợn
sóng
Trang 7Các gân nổi dập trên sản phẩm chủ yếu để tăng độ
cứng vững cho chi tiết khi làm việc Lực dập đợc tính nh
sau:
P = L.S.σb.K
ở đây L - chiều dài gân cứng vững, mm
S - chiều dày vật liệu dập, mm
b
σ - giới hạn bền của vật liệu, N/mm.
K - hệ số phụ thuộc vào chiều rộng và chiều sâu của gân cứng vững (k = 0,7 ữ 1)
10 - cuốn mép
Cuốn mép các chi tiết đã đợc dập
hay ép thờng đợc thực hiện trên các máy
ép, máy gấp mép chi tiết đợc cuốn
mép có độ cứng vững cao và an toàn
khi sử dụng Cuốn mép là nguyên công
dập nguội đợc dùng rộng rãi nhất trong
sản xuất các loại bát, đĩa, ca cốc,
chậu
Ngời ta thờng tính toán các phôi
đ-ợc cuốn mép theo đờng kính trung
bình theo giả thiết là kim loại chỉ chịu
uốn Trình tự cuốn mép giới thiệu trên hình H.IV.32
Để đảm bảo chất lợng cuốn mép cần phải chuẩn bị
cẩn thận bề mặt của chày cuốn mép Chiều dầy lớn nhất
của vật liệu khi cuốn mép trong khuôn là 1,6 mm (đối với
thép) là 2 mm (đối với nhôm) H.IV.33 là sơ đồ cuốn mép
trên máy gấp mép
11 - miết
Miết (còn gọi là tiện ép) dùng để chế tạo vật tròn xoay
Khi miết phôi đợc kẹp chặt vào mặt đầu của khuôn (Hình
H.IV.34) Khuôn đợc giữ chặt trong mâm cặp của máy tiện
H.IV.32 - Trình tự cuốn
mép
Trang 8ép và đợc quay cùng mâm cặp này Tác dụng lực vào cần
ép để ép dần phôi liệu lên khuôn ép Kết thúc quá trình biến dạng phôi liệu sẽ có hình dáng của sản phẩm cần chế tạo
Khi gia công lần cuối thờng dùng cần ép có gắn con lăn
ở đầu ép miết lên phôi để đảm bảo cho bề mặt sản phẩm có độ bóng cao Tiện ép có thể chế tạo đợc các sản phẩm hình dáng phức tạp có chiều dày tới 25 mm (thép mềm) hoặc tới 15 ữ 18 mm (thép không gỉ)
H.IV.33 - Cuốn mép trên