Nghiên cứu công nghệ khuôn đập lá stator của động cơ điện 3 pha công suất 7 5kw

14 2.3.Xác định kích thước làm việc và dung sai chế tạo chày, cối của khuôn cắt hình đột lỗ.. Xác định kích thước và dung sai chế tạo chày cối cắt hình và đột lỗ tròn .... Do đó, để chế

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, gia công áp lực (GCAL) là một ngành phổ biến ở nước ta và trên thế giới, đây là loại hình công nghệ đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, đặc biệt là trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, kỹ thuật điện vàđiện tử, công nghệ chế tạo ôtô, hàng không, vũ trụ, sản xuất hàng tiêu dùng, y tế Động cơđiện được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống cũng như trong công nghiệp Động cơ điện có rất nhiều chủng loại khác nhau, cấu tạo của động cơ điện gồm hai phần chính là Stator và Rotor Một trong những nội dung quan trọng của khóa luận

là tính toán, thiết kế quy trình công nghệ của khuôn để dập lá Stator của động cơ điện Với mục đích nghiên cứu, thiết kế khuôn dập trong khóa luận sử dụng một số phần mềm như Solidworks, AutoCad giúp tiết kiệm thời gian, giảm sai sót trong quá trình thiết kế

Từ khóa: Gia công áp lực, động cơ điện, khuôn dập, lá stator, gia công kim

loại tấm…

NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện)

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU i

NHẬN XÉT ii

(Của giảng viên phản biện) ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

PHÂN 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1

1.Công nghệ khuôn dập lá stator trên thế giới 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 1

3 Nội dung nghiên cứu 1

4 Đối tượng nghiên cứu 1

5 Phương pháp nghiên cứu 1

PHẦN 2 NỘI DUNG KHÓA LUẬN 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHI TIẾT CẦN CHẾ TẠO 2

1.1 Động cơ điện 3 pha 2

1.1.3 Các bộ phận chính của động cơ điện 3 pha 3

1.3 Chi tiết chế tạo 9

1.4 Các phương án Công nghệ 9

1.5 Quy trình công nghệ chế tạo 11

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP CẮT HÌNH – ĐỘT LỖ BẰNG KHUÔN 13 2.1 Quá trình cắt hình – đột lỗ 13

2.2 Khe hở giữa chày và cối 14

2.3.Xác định kích thước làm việc và dung sai chế tạo chày, cối của khuôn cắt hình đột lỗ 15

2.3.1 Xác định kích thước và dung sai chế tạo chày cối cắt hình và đột lỗ tròn 15

2.3.2 Xác định kích thước dung sai chế tạo chày cối cắt hình đột lỗ không tròn 18

2.4 Xác định lực cắt hình – đột lỗ 19

2.4.1 Công thức tính toán 19

2.4.2 Các biện pháp làm giảm lực cắt – đột 20

2.5 Xác định tâm áp lực của khuôn cắt hình và đột lỗ 21

2.5.1 Phương pháp giải tích 22

2.5.2 Phương pháp biểu đồ 24

2.6 Lực tháo vật cắt và phế liệu 26

2.6.1 Lực tháo phế liệu 26

2.6.2 Lực đẩy vật cắt 26

2.7 Độ chính xác của sản phẩm 27

2.8 Các yêu cầu công nghệ đối với sản phẩm 27

2.8.1 Kích thước nhỏ nhất của lỗ đột so với chiều dày vật liệu 27

2.8.2 Khoảng cách nhỏ nhất giữa các lỗ đột và từ mép sản phẩm đến lỗ đột 28

2.8.3 Bán kính lượn nhỏ nhất ở góc 29

2.8.4 Khi cắt trích cần đảm bảo cho phần mở ra không bị vướng 29

2.8.5 Kích thước nhỏ nhất của những phần nhô ra 30

2.8.6 Kích thước nhỏ nhất của lỗ đột vật liệu phi kim loại 30

2.9 Kết cấu bộ khuôn cắt hình đột lỗ 32

2.9.1 Kết cấu chày – cối 32

2.9.2 Kết cấu khuôn 37

CHƯƠNG 3 TÌM HIỂU, THIẾT KẾ KHUÔN CẮT HÌNH SẢN PHẨM 40

3.1 Tính toán lực và hệ thống chặn 40

3.2 Xếp hình pha băng 43

3.3 Tính toán các yếu tố làm việc của khuôn cắt hình đột lỗ 45

3.3.1 Khe hở chày cối 45

3.3.2 Kích thước làm việc của chày cối 45

3.4.Thiết kế khuôn cắt hình - đột lỗ 46

3.5 Nguyên lý làm việc của khuôn cắt hình đột lỗ 50 3.6 Chọn máy 50 KẾT LUẬN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

Δ Dung sai trên đường kính sản phẩm

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Kích thước nhỏ nhất của lỗ đột (so với chiều dày vật liệu) 27 Bảng 2.2 Khoảng cách nhỏ nhất giữa các lỗ đột và từ mép sản phẩm tới lỗ đột 28 Bảng 2.3 Kích thước nhỏ nhất của lỗ đột trong vật liệu phi kim loại 30 Bảng 2.4 Các thông số cơ bản của mép cắt cối cắt hình và đột lỗ 34 Bảng 3.0 Thông số kỹ thuật của máy ép trục khuỷu KД2130 52

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cấu tạo động cơ điện 4

Hình 1.2 Cấu tạo stator 4

Hình 1.3 Cấu tạo Rotor 5

Hình 1.4 Động cơ điện xoay chiều ba pha 7

Hình 1.5 Chi tiết chế tạo (2D) 9

Hình 1.6 Pha băng cuộn thép 11

Hình 1.7 Chi tiết chế tạo (3D) 11

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý cắt - đột bằng khuôn 13

Hình 2.2 Các giai đoạn của quá trình cắt hình đột lỗ 13

Hình 2.3 Mặt cắt sản phẩm cắt hình 14

Hình 2.4 Xác định dung sai chày cối cắt hình 16

Hình 2.5 Xác định dung sai chày cối đột lỗ 17

Hình 2.6 Chày, cối với mặt cắt lượn sóng 21

Hình 2.7 Bố trí chày thành nhiều bậc 21

Hình 2.8 Phương pháp giải tích xác định tâm áp lực khuôn cắt hình phức tạp 22

Hình 2.9 Phương pháp giải tích xác định tâm áp lực khuôn cắt đột nhiều chày 23

Hình 2.10 Phương pháp biểu đồ xác định tâm áp lực khuôn cắt hình phức tạp 24

Hình 2.11 Phương pháp biểu đồ xác định tâm áp lực khuôn cắt đột nhiều chày 25

Hình 2.12 Bán kính lượn nhỏ nhất ở góc 29

Hình 2.13 Cắt trích 29

Hình 2.14 Kích thước nhỏ nhất phần nhô ra 30

Hình 2.15 Kết cấu của chày ghép 32

Hình 2.16 Các kiểu kết cấu đầu chày 32

Hình 2.17 Kết cấu của chày có chu vi cắt phức tạp 33

Hình 2.18 Chày có chu vi cắt phức tạp và phần lắp ghép hình chữ nhật 33

Hình 2.19 Chống xoay chày tròn xoay 33

Hình 2.20 Kẹp chặt chày bằng áo cối 33

Hình 2.21 Kẹp chặt chày trực tiếp 33

Hình 2.22 Kết cấu chày cắt nguyên 34

Hình 2.23 Kết cấu chày cắt ghép 34

Hình 2.24 Hình dáng mép cắt của cối cắt hình và đột lỗ 34

Hình 2.25 Kết cấu chày - cối cắt hình phân đoạn 36

Hình 2.26 Vị trí chia trên chày và cối phân đoạn 36

Hình 2.27 Vị trí của vít kẹp chặt các đoạn 36

Hình 2.28 Khuôn cắt đột đơn giản không có dẫn hướng và định vị phôi 37

Hình 2.29 Khuôn cắt hình sản phẩm kích thước lớn đế khuôn và bộ dẫn hướng 38

Hình 2.30 Khuôn cắt hình có tấm dẫn hướng và chốt định vị 38

Hình 3.1 Xếp phôi theo hàng 44

Hình 3.2 Xếp phôi so le 44

Hình 3.3 Bản vẽ khuôn cắt hình đột lỗ (2D) 46

Hình 3.4 Bản vẽ 3D tổng thể khuôn cắt hình đột lỗ 47

Hình 3.5 Đế khuôn trên (3D) 47

Hình 3.6 Tấm chặn phôi trên (3D) 48

Hình 3.7 Cối cắt hình bao (3D) 48

Hình 3.8 Chày đột lỗ (3D) 48

Hình 3.9 Cuống khuôn(3D) 48

Hình 3.10 Cối đột lỗ (3D) 49

Hình 3.11 Tấm chặn phôi dưới (3D) 49

Hình 3.12 Đế khuôn dưới (3D) 50

Hình 3.13 Mặt cắt khuôn và sản phẩm sau khi dập cắt – đột 50

Hình 3.14 Hình ảnh máy ép trục khuỷu 51

PHÂN 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.Công nghệ khuôn dập lá stator trên thế giới

Công nghệ gia công bằng áp lực chế tạo các chi tiết từ phôi kim loại tấm, khốilà lĩnh vực quan trọng tại Việt Nam cũng như các nước công nghiệp phát triển trên thế giới Chúng chiếm một vị trí quan trọng với một tỷ trọng ngày càng tăng trong lĩnh vực sản xuất cơ khí… Dập cắt bằng khuôn (cắt hình – đột lỗ) đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn trong gia công kim loại tấm

Stator của động cơ điện xoay chiều 3 pha công suất 7,5 kW được làm từ các

lá thép mỏng ghép lại với nhau Do đó, để chế tạo chính xác các lá thép stator thì việc sử dụng khuôn dập là tất yếu, sử dụng khuôn dập sẽ giúp tăng năng suất, tiết kiệm nguyên vật liệu… từ đó giảm được giá thành sản phẩm nâng cao tính cạnh tranh của hàng hóa trong nước

2 Mục tiêu nghiên cứu

-Nghiên cứu công nghệ , quy trình chế tạo khuôn dập cắt lá stator cho động

cơ điện

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan về chi tiết cần chế tạo

- Nghiên cứu về nguyên công cắt hình và đột lỗ trong công nghệ gia công áp lực truyền thống

- Nghiên cứu thiết kế khuôn cắt hình và đột lỗ sản phẩm

4.Đối tượng nghiên cứu

- Lá stator của động cơ điện xoay chiều ba pha công suất 7,5 kW

5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu: Phân tích tổng hợp lý thuyết

PHẦN 2 NỘI DUNG KHÓA LUẬN CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHI TIẾT CẦN CHẾ TẠO

1.1 Động cơ điện 3 pha

1.1.1Khái niệm động cơ điện

Động cơ điện là máy biến đổi từ điện năng sang cơ năng Động cơ điện 3 pha

là loại máy điện thường được sử dụng nhiều nhất Chúng rẻ, bền và dễ dàng bảo trì hơn các loại khác.Chúng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, những máy móc

cỡ lớn hiện đại trong công nghiệp sản xuất như máy khoan, máy tiện máy trộn

1.1.2 Phân loại động cơ điện 3 pha

a,Phân loại dựa theo kích thước kết cấu của động cơ điện

+ Động cơ điện loại lớn: có chiều cao trung tâm lớn hơn 630mm; đường kính ngoài lõi thép stato lớn hơn 99mm

+ Động cơ điện loại vừa: có chiều cao trung tâm 355÷630mm; đường kính ngoài lõi thép stato 560÷990mm

+ Động cơ điện loại nhỏ: có chiều cao trung tâm 90÷315mm; đường kính ngoài lõi thép 25÷560mm

b,Phân loại dựa theo tốc độ quay của động cơ điện

+ Động cơ điện có tốc độ quay không đổi, chủ yếu là loại động cơ điện rotor lồng sóc

+ Động cơ điện điều tốc, động cơ điện có cổ góp

+ Động cơ điện thay đổi được tốc độ có thể đổi chiều quay

c,Phân loại dựa theo đặc tính cơ khí

+ Động cơ điện KĐB rotor lồng sóc thông dụng

+ Động cơ điện rotor lồng sóc có rãnh sâu

+ Động cơ điện KĐB hai lồng sóc

+ Động cơ điện KĐB hai lồng sóc đặc biệt

+ Động cơ điện KĐB rotor quấn dây

d,Phân loại dựa theo chế độ vận hành

+ Chế độ công tác liên tục (S1)

+ Chế độ công tác ngắn hạn (S2): 10min, 30min, 60min, 90min

+ Chế độ công tác theo chu kỳ

e,Phân loại theo hình thức phòng hộ động cơ điện

+ Loại khô nhiệt

+ Loại dùng trên tầu biển

+ Loại dùng trong công nghiệp hóa học

+ Loại dùng trên cao

+ Loại dùng ngoài trời

1.1.3 Các bộ phận chính của động cơ điện 3 pha

Một động cơ điện có 2 phần chính; là Stator và Rotor Stator là phần đứng yên hay còn gọi là phần tĩnh và Rotor là phần quay Rotor được đặt bên trong Stator Sẽ có một khe hở giữa Stator và Rotor, được biết đến như là khe hở không khí Giá trị của khe hở không khí có thể dao động từ 0,5 đến 2mm

Hình 1.1 Cấu tạo động cơ điện

a,Cấu tạo của Stator

Stator được làm bằng cách ghép các tấm thép kỹ thuật điện mỏng bên trong

có xẻ rãnh hoặc là khối thép đúc Cách mà các lá thép được gắn vào khung được biểu diễn như hình dưới Ở đây chỉ có một số lá thép được hiển thị Dây quấn đi qua các khe (rãnh) của stator

Hình 1.2 Cấu tạo stator

b, Cấu tạo rotor

*Trong động cơ điện, rotor đóng vai trò là phần động, bao gồm: phần dây, lõi thép và trục máy

- Lõi thép: được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện dày từ 0.3 đến 0.5mm Các

lá thép này cũng được dập thành hình dĩa và ép chặt lại để đặt các thanh dần hoặc dây quấn Rotor

- Dây quấn có 2 loại:

+ Dây quấn ngắn mạch (lồng sóc) nên gọi là động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc

Rotor lồng sóc sử dụng thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm Có đặc điểm lcấu đơn giản, không thay đổi đ

+ Dây quấn pha: Có cấu tạo giống dây quấn stato (mối nối h

Các đầu dây quấn Rotor đ

Vành trượt bằng đồng đ

Chổi than graphit, đ

Đặc điểm: Cấu tạo khá phức tạp, giá th

1.2 Chi tiết lá Stator trong động c

1.2.1 Động cơ điện xoay chi

Động cơ điện xoay chi

chiều dùng để chuyển đ

Động cơ điện xoay chi

vì nó có công suất lớn đư

trộn, máy tiện,…

ồng sóc sử dụng thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm Có đặc điểm l

ản, không thay đổi được R2

ấn pha: Có cấu tạo giống dây quấn stato (mối nối h

ầu dây quấn Rotor được đưa ra ngoài nhờ vành trượt v

ợt bằng đồng được gắn trên trục Rotor

ổi than graphit, được gắn trên Stato nối với mạch ngoài

ặc điểm: Cấu tạo khá phức tạp, giá thành lại cao

Ngoài ra còn có vỏ máy để bao bọc bảo vệ lõi thép, đư

ặc gang Vỏ máy thường có chân đế để gắn chặt vào bệ máy Hai nắp ở hai đầu,

ằng chất liệu cùng với chất liệu của vỏ máy, bên trong có

ạc) có tác dụng đỡ trục quay của rotor

ệ số cos: Hệ số cos càng gần về 1 thì động cơ càng

ị chuyển thành nhiệt năng

1: Lõi thép ; 2: Thanh dẫn lồng sóc ; 3: Vòng mạch ngắn

Hình 1.3 Cấu tạo Rotor

ết lá Stator trong động cơ điện xoay chiều 3 pha

n xoay chiều ba pha

n xoay chiều là động cơ điện hoạt động v

n đổi năng lượng từ năng lượng điện thành năng lư

n xoay chiều ba pha chủ yếu được dùng trong công nghi

n được sử dụng trong các máy như máy c

ồng sóc sử dụng thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm Có đặc điểm là kết

ấn pha: Có cấu tạo giống dây quấn stato (mối nối hình Y)

ợt và chổi than

ài

được làm bằng nhôm

ệ máy Hai nắp ở hai đầu,

ên trong có ổ đỡ (còn gọi

hoạt động hiệu quả,

ện xoay chiều 3 pha

ng với dòng điện xoay

n thành năng lượng cơ

c dùng trong công nghiệp đơn giản bởi

ng các máy như máy cẩu, máy khoan, máy

Vỏ động cơ

Rotor

Hình 1.4

1.2.2 Cấu tạo động cơ đi

Động cơ điện xoay chi

khăn; phía trong có xẻ

*Dây quấn: Dây qu

Ngoài hai bộ ph

máy được làm bằng nhôm ho

Hình 1.4 Động cơ điện xoay chiều ba pha

ng cơ điện xoay chiều ba pha

n xoay chiều ba pha cấu tạo gồm hai phần

òn gọi là stator gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quLõi thép: Là bộ phận dẫn từ của máy có dạng hình trụ

ng các lá thép kỹ thuật điện dày từ 0,35 đến 0,5 mm; được d

ẻ rãnh để đặt dây quấn và được sơn phủ trưn: Dây quấn stator làm bằng dây đồng đặt trong các rãnh cphận chính trên còn có các bộ phận phụ bao b

ng nhôm hoặc gang dùng để giữ chặt lõi thép phía d

t trong các rãnh của lõi thép

bao bọc lõi thép là vỏ

t lõi thép phía dưới là chân đế

để bắt chặt vào bệ máy, hai đầu có hai nắp làm bằng vật liệu cùng loại với vỏ máy, trong nắp có ổ đỡ (hay còn gọi là bạc) dùng để đỡ trục quay của rotor

b Phần quay

Phần quay hay còn gọi là rotor gồm có lõi thép, dây quấn và trục máy

*Lõi thép:gồm các lá thép kĩ thuật điện giống stator, các lá thép này lấy từ phần ruột bên trong khi dập lá thép stator, mặt ngoài có xẻ rãnh để đặt dây quấn rotor Lõi thép được ghép chặt với trục quay bằng các lỗ khoan bắt ốc trên bề mặt lõi thép và đặt trên hai ổ đỡ của stator

*Dây quấn: trên rotor có hai loại: rotor lồng sóc và rotor dây quấn

+Rotor lồng sóc: kết cấu của loại này rất khác với dây quấn của stator Nó được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh của rotor, tạo thành các thanh nhôm

và được nối ngắn mạch ở hai đầu và có đúc thêm các cánh quạt để làm mát bên trong khi rotor quay Phần dây quấn được tạo từ các thanh nhôm và hai vòng ngắn mạch có hình dạng như một cái lồng nên gọi là rotor lồng sóc Các đường rãnh trên rotor thông thường được dập xiên với trục, nhằm cải thiện đặt tính mở máy và giảm bớt hiện tượng rung chuyển do lực điện từ tác dụng lên rotor không liên tục

+Rotor dây quấn: dây quấn giống như stator, loại này có ưu điểm là mômen quay lớn nhưng kết cấu phức tạp, giá thành tương đối cao

1.2.3Chi tiết lõi thép stator

- Trong khuôn khổ đề tài chỉ nghiên cứu cụ thể về việc gia công chi tiết khuôn lõi thép stator của động cơ điện xoay chiều ba pha công suất 7,5kW

- Lõi thép stator được tạo thành từ nhiều lá thép stator có độ dày 0,5 mm

ghép chồng lên nhau mà tạo thành Việc sử dụng các lá thép stator mỏng để tạo thành lõi thép stator nhằm hạn chế sự sinh nhiệt dòng điện Fu-cô

- Khi gia công lõi thép chúng ta cần chú ý các vấn đề sau:

+ Sự đáng tin cậy

+ Giảm nhiệt lượng từ dòng điện từ trong lõi

+Tìm loại vật liệu giá thành rẻ, công nghệ gia công phù hợp với dây chuyền sản xuất

* Giảm nhiễu

- Kiểm tra chất lư

sự đáng tin cậy của sản ph

các thông số của phôi Ki

các khuyết tật như gỉ, ba via…

1.3.Chi tiết chế tạo

a,Phương án 1: Khuôn liên t

Các nguyên công đơn s

sau khi phôi đi hết hành trình c

Hình 1.5 Chi tiết chế tạo (2D)

là hình ảnh chi tiết lá thép stator của động cơ đi

t 7,5 kW Lá thép có các khe hở để lồng dây quấn

Phương án 1: Khuôn liên tục

Các nguyên công đơn sẽ được bố trí liên tục trên một khuôn đ

t hành trình của khuôn thì sẽ tạo ra sản phẩm

ảm bảo chất lượng và

c kiểm tra để đảm bảo

o phôi không cong vênh, loại bỏ

ng cơ điện xoay chiều ba

t khuôn đảm bảo sao cho

m

- Năng suất gia công cao

- Chi phí cho khuôn, máy móc cao

b,Phương án 2: Khuôn phối hợp

Khuôn sẽ thực hiện đồng thời hai hay nhiều nguyên công cùng một lúc để tạo

ra sản phẩm

*Ưu điểm:

- Năng suất gia công cao

- Chi phí cho máy móc thấp

*Nhược điểm:

- Thiết kế khuôn phức tạp

- Lực cắt – đột lớn

- Có thể tự động hóa

b,Phương án 3: Khuôn đơn

Các nguyên công sẽ được thực hiện riêng biệt trên từng khuôn để tạo ra sản phẩm cuối cùng thì sản phẩm của nguyên công này sẽ là phôi đầu vào của nguyên công kia

*Ưu điểm:

- Giá thành chế tạo khuôn thấp

- Khuôn đơn giản

- Lực cắt đột nhỏ

*Nhược điểm:

- Sử dụng nhiều máy móc, nhân công

- Năng suất thấp

*Kết luận:

phối hợp thì những hạ

Ngoài ra sử dụng phương pháp c

sản xuất của công ty Vì v

khuôn phối hợp (Phương

của động cơ điện xoay chi

1.5 Quy trình công ngh

Từ phương án công ngh

nguyên công sau:

Nguyên công 1: Pha băng cu

phù hợp

Nguyên công 2: D

của động cơ điện xoay chi

Kết luận:

Với những ưu điểm nổi trội của phương pháp s

ạn chế của các phương án công nghệ khác đ

ng phương pháp cắt – đột bằng khuôn phối hợp phù h Vì vậy trong các phương án đã nêu ở trên phương án s(Phương án 2) được lựa chọn để tiến hành gia công

n xoay chiều ba pha công suất 7,5 kW

Quy trình công nghệ chế tạo

phương án công nghệ được lựa chọn, quy trình chế tạo chi ti

công 1: Pha băng cuộn thép thành những lá thép m

Hình 1.6 Pha băng cuộn thép

Nguyên công 2: Dập cắt – đột phối hợp lá thép: lá thép stator đ

n xoay chiều 3 pha công suất 7,5 kW

Hình 1.7 Chi tiết chế tạo (3D)

a phương pháp sử dụng khuôn khác đã được khắc phục

p phù hợp với mức độ trên phương án sử dụng

n hành gia công lá thép stator

o chi tiết bao gồm các

ng lá thép mỏng với kích thước

p lá thép: lá thép stator độ dày 0,5 mm

Thông qua phân tích chi tiết, các phương án công nghệ chế tạo chi tiết,khóa luận đã lựa chọn được phương án gia công phù hợp với năng lực chế tạo, năng suất yêu cầu của công ty để đạt được giá trị kinh tế cao nhất khi tiến hành sản suất chi tiết ở quy mô đơn chiếc và hàng loạt nhỏ Để thiết kế được bộ khuôn này, cần có những nghiên cứu về lý thuyết chung của phương pháp cắt đột bằng khuôn, nội dung chương 2 sẽ tiến hành nghiên cứu về nội dung này

- Giai đoạn 1: giai đo

Trạng thái hình 2.2.a, lúc này chày m

đầu nén vào lỗ cối Ở giai đo

- Giai đoạn 2: giai đo

Trạng thái hình 2.2.b, chày ti

hồi chuyển sang biến d

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP CẮT HÌNH

BẰNG KHUÔN

t hình – đột lỗ

t lỗ gọi tắt là cắt – đột Thực chất nguyên công c

ật liệu ra khỏi tấm nguyên vật liệu

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý cắt - đột bằng khuôn

ột được chia làm 3 giai đoạn:

a)

Hình 2.2 Các giai đoạn của quá trình cắt hình đ

n 1: giai đoạn biến dạng đàn hồi

ng thái hình 2.2.a, lúc này chày mới chạm đến vật li

giai đoạn này ứng suất trong vật liệu ở dư

n 2: giai đoạn biến dạng dẻo

ng thái hình 2.2.b, chày tiếp tục nén xuống, vật liệu vư

n dạng dẻo Lúc này phần vật liệu ở mép chày và c

vào và có sự chuyển dịch tương đối với nhau

- Giai đoạn 3: giai đoạn cắt đứt

Trạng thái hình 2.2.c, chày tiếp tục ép vật liệu vào trong lỗ cối, ở các mép cắt của chày và cối bắt đầu xuất hiện các vết nứt Các vết nứt này phát triển nhanh và cắt đứt vật liệu theo vòng làm việc của chày và cối

Trị số lún sâu của chày vào trong vật liệu cho đến khi cắt đứt, phụ thuộc vào tính chất vật liệu và bao gồm từ: (0,25÷0,6)S

Khi chày tiếp tục đi xuống sẽ đẩy vật cắt qua lòng cối và rơi xuống dưới Như vậy quá trình cắt đứt vật liệu là quá trình làm xuất hiện các vết nứt ở mép chày và cối Trạng thái hình dáng các vết nứt quyết định chất lượng mặt cắt và phụ thuộc vào mép sắc của chày, cối và khe hở giữa chày và cối

2.2.Khe hở giữa chày và cối

Khe hở giữa chày và cối là hiệu số giữa kích thước làm việc của cối và chày Trị số khe hở khi cắt – đột có ảnh hưởng đến chất lượng mặt cắt, độ chính xác vật cắt, lực cắt và độ bền của chày, cối

Hình 2.3 Mặt cắt sản phẩm cắt hình

- Khe hở hợp lý (chọn đúng trị số) thì các vết nứt xuất hiện từ mép chày và cối sẽ gặp nhau theo đường thẳng Quan sát mặt cắt thấy ở phần dưới cũng có một dải sáng, phần trên xù xì hơn (Hình 2.3a)

- Nếu khe hở quá nhỏ sẽ làm cho các vết nứt không trùng nhau Quan sát mặt cắt thấy có hai dải sáng ở trên và dưới, phần ở giữa xù xì lớn theo hình răng cưa (Hình 2.3b)

- Nếu khe hở quá lớn cũng làm cho các vết nứt từ mép chày và cối không trùng nhau Một phần vật liệu bị vuốt dài lên phía trên tạo thành ba via (Hình 2.3c)

Trị số khe hở phụ thuộc chủ yếu vào tính chất và chiều dày vật liệu, được xác định theo bảng 12 [1]

Khi mới chế tạo khuôn khe hở sẽ là Zmin Sau khi làm việc, bị mòn khe hở sẽ

là Zmax Trị số khe hở quá Zmax thì cần phải khôi phục lại khuôn mới để có thể tiếp tục sử dụng

2.3.Xác định kích thước làm việc và dung sai chế tạo chày, cối của khuôn cắt hình đột lỗ

Xác định kích thước và dung sai chế tạo chày, cối nhằm đảm bảo được độ chính xác sản phẩm và khe hở hợp lý, không những trong khi chế tạo khuôn mà cả

khi khuôn bị ăn mòn đến giới hạn cho phép

Xác định kích thước và dung sai chế tạo chày, cối phải dựa vào tính chất công việc là cắt hình hay đột lỗ Nếu lấy phần vật liệu cắt ra gọi là cắt hình Nếu bỏ phần vật liệu cắt ra thì gọi là đột lỗ

Khi cắt hình, kích thước của cối quyết định kích thước sản phẩm Vì vậy lấy kích thước của cối làm chuẩn và thu hẹp chày

Khi đột lỗ kích thước của chày quyết định kích thước sản phẩm Vì vậy lấy kích thước của chày làm chuẩn và mở rộng cối

Xác định kích thước và dung sai chế tạo chày căn cứ theo hình dáng và cấp chính xác chế tạo sản phẩm

2.3.1 Xác định kích thước và dung sai chế tạo chày cối cắt hình và đột lỗ tròn

Chế tạo chày cối cắt hình đột lỗ tròn theo các phương pháp sau:

2.3.1.1 Phương pháp chế tạo riêng

Phương pháp này sử dụng khi chế tạo hàng loạt chày cối, đòi hỏi có tính lắp lẫn cao

a Cắt hình

Trên hình 2.4 trình bày sơ đồ lập dung sai khi cắt hình, trong trường hợp

này kích thước danh nghĩa của cối được lấy bằng kích thước giới hạn nhỏ nhất của sản phẩm

(d) c

Kích thước của chày cối được xác định:

Dung sai trên đường kính sản phẩm;

Dung sai chế tạo cối;

Dung sai chế tạo chày;

ở hai phía nhỏ nhất về chày và cối

Hình 2.4 Xác định dung sai chày cối cắt hình

trình bày sơ đồ xác định dung sai khi đột lỗ

c danh nghĩa của chày được chọn bằng kích thư

(d) c

Chày:

Trong đó:

d – Đường kính danh ngh

∆ - Dung sai trên đư

Điều kiện phải th

Dung sai trên đường kính lỗ

i thỏa mãn khi xác định dung sai cho chày c

ng dung sai để chế tạo cối và chày không được vượ

Hình 2.5 Xác định dung sai chày cối đột lỗ

Phương pháp chế tạo phối hợp

(2.6)

nh dung sai cho chày cối cắt hình và đột

ợt quá hiệu số khe hở

(2.7)

ải nhỏ hơn hoặc bằng

(2.8)

Là phương pháp sau khi gia công xong chày (hoặc cối) thì lấy đó làm chuẩn để gia công cối (hoặc chày)

Phương pháp này thích hợp với gia công chày, cối đơn chiếc, cắt hình vật liệu

*Cối: chế tạo phối hợp với chày sao cho khe hở nằm trong giới hạn Zmin÷Zmax

2.3.2 Xác định kích thước dung sai chế tạo chày cối cắt hình đột lỗ không tròn

2.3.2.1 Cắt hình

Kích thước và dung sai của sản phẩm cắt hình là căn cứ để thành lập vòng làm việc của cối Vì vậy để có được sản phẩm theo như thiết kế ta căn cứ vào biên dạng và kích thước của sản phẩm để thiết kế kích thước và biên dạng của cối

- Chày lấy theo cối sao cho khe hở trong khoảng Zmin÷Zmax Trị số giới hạn

của khe hở lấy một phía theo bảng 12[1]

- Sau khi xác định được kích thước làm việc của cối ta tiến hành xác định kích thước làm việc của chày Việc xác định kích thước làm việc của chày dựa trên biên dạng và kích thước của cối cùng với kích thước khe hở làm việc giữa chày và cối (Zmin)

2.3.2.2 Đột lỗ

Khi đột lỗ kích thước và dung sai của sản phẩm đột lỗ là căn cứ để thành lập vòng làm việc của chày Vì vậy để có được sản phẩm theo như thiết kế ta căn cứ

vào biên dạng và kích thước của sản phẩm để thiết kế kích thước và biên dạng của chày

- Cối lấy theo chày sao cho khe hở nằm trong khoảng Zmin ÷ Zmax

- Sau khi xác định được kích thước làm việc của chày ta tiến hành xác định kích thước làm việc của cối Việc xác định kích thước chày dựa trên biên dạng và kích thước của chày cùng với kích thước khe hở làm việc giữa chày và cối (Zmin)

Đối với sản phẩm dập nhỏ, dung sai trên cối và chày có thể mở rộng đến 40% dung sai sản phẩm

Khi dập cắt và đột lỗ những sản phẩm lớn với các kích thước tự do thì không đòi hỏi phải lấy dung sai theo sản phẩm Kích thước danh nghĩa của cối hay chày được lấy theo kích thước danh nghĩa tương ứng của sản phẩm và chế tạo theo cấp chính xác 4 Cần chú ý sao cho trị số khe hở trong giới hạn Zmin ÷ Zmax

S – Chiều dày của vật liệu

Lưu ý: Khi chọn máy căn cứ vào lực cắt – đột cần thiết Lực của máy phải lớn hơn hoặc bằng lực cắt – đột cần thiết

2.4.2 Các biện pháp làm giảm lực cắt – đột

Để làm giảm lực cắt – đột những sản phẩm có kích thước lớn từ vật liệu dày, người ta dùng các biện pháp hạ thấp lực như sau:

2.4.2.1 Nung nóng vật liệu

Vật liệu được nung nóng ứng suất cắt sẽ giảm đi Ứng suất cắt của vật liệu

giảm khi nhiệt độ nung tăng, cho trong các bảng 16 và 17 [1]

- Nhiệt độ ở tấm vật liệu khi cắt – đột thấp hơn nhiệt độ khi nung trong lò 150÷200oC

- Khi dập những sản phẩm từ thép cần phải nung nóng đến nhiệt độ 900÷1000oC tiến hành dập ở nhiệt độ thấp hơn 650oC (khi vật liệu giảm xuống dưới giới hạn đó thì ngừng dập)

- Những sản phẩm từ thép cacbon cao và thép hợp kim sau khi dập cắt có đốt nóng cần phải cho ủ non để khử nội lực và kết tinh lại

- Do sự co của vật liệu sau khi để nguội, nên kích thước vòng cắt của chày và cối cần lấy tăng lên 0,6÷0,8% so với kích thước bình thường của chúng

2.4.2.2 Dùng chày, cối có mặt cắt lượn sóng

Khi cắt hình những sản phẩm có kích thước lớn, để giảm lực cắt, người ta sử

dụng chày, cối có mặt cắt lượn sóng (hình 2.6)

L – Bước sóng

H – Chiều cao sóng

Đối với sản phẩm có kích thước trung bình và để dễ chế tạo hơn, người ta sử dụng các loại chày cối có mặt cắt chéo (1 sóng)

Khi sử dụng chày cối có mặt cắt chéo cần chú ý những đặc điểm sau:

- Nếu cối chéo, chày bằng thì vật liệu bên trong phẳng, bên ngoài bị cong nên dùng vào việc cắt hình Nếu cối bằng, chày chéo thì phần vật liệu bên trong bị cong và bên ngoài phẳng nên dùng vào việc đục lỗ

- Độ cong vênh càng nhiều thì góc chéo φo của cối hoặc chày càng lớn

Tâm áp lực của khuôn là đi

khuôn Trọng tâm khuôn ph

máy ép Như vậy mới đ

c sóng L, chiều cao sóng H và góc chéo φo

Hình 2.6 Chày, cối với mặt cắt lượn sóng

đột có nhiều chày thì bố trí thành nhiều bậc

ột có nhiều chày thì mặt đầu chày được bố trí l

nh tâm áp lực của khuôn cắt hình và đột lỗ

a khuôn là điểm đặt tổng hợp của các lực c

ng tâm khuôn phải trùng với tâm lỗ lắp cán khuôn trong kh

i đảm bảo cho các bộ phận dẫn hướng củ

t, không bị mòn nhanh

ủa khuôn được xác định theo hai phương pháp gi

ng cắt có hai trục đối xứng thì tâm áp lực c

o được xác định theo

c trí lệch nhau (hình 2.7)

n nhất của chày hay

ợp lực của các lực có

c cắt hình và đột lỗ của

p cán khuôn trong khối trượt của

ủa khuôn và của máy

nh theo hai phương pháp giải tích và

c của nó là giao điểm

Phương pháp giải tích dựa trên cơ sở định luật:

của các lực thành phần đối với trục nào đó b

ối với trục đó

i khuôn cắt hình phức tạp

ương pháp giải tích xác định tâm áp lực khuôn cắ

nh tâm áp lực như sau:

ột hệ trục tọa độ XOY ở ngoài vòng cắt hình

c 2: Chia vòng cắt phức tạp thành các đoạn thẳng, cong đơn gi

ng thì tâm áp lực của nó nằm trên

c nào đó bằng mômen của