Slide gia công áp lực đại học bách khoa hà nội chương 4 thiết bị rèn rập

Thiết bị trong phân xưởng dập tạo hình Thiết bị trong phân xưởng dập Máy dập Thiết bị trong phân xưởng dập tạo hình bao gồm nhiều loại : Lò nung Máy nắn, thiết bị phụ trợ Máy vận chuyển

4 Thiết bị rèn dập – sơ đồ bố trí thiết bị một phân xuởng

4 Thiết bị trong phân xưởng dập tạo hình

Thiết bị trong phân xưởng dập

Máy dập

Thiết bị trong phân xưởng dập tạo hình bao gồm nhiều loại :

Lò nung Máy nắn, thiết bị phụ trợ Máy vận chuyển

Máy dập

Máy búa

Máy ép

: Máy khi lμm việc lực tác dụng vμo vật rèn lμ lực động

: Máy khi lμm việc lực tác dụng vμo vật rèn lμ lực tĩnh

Máy búa hơi nước không khí nénMáy búa không khí nén

Máy búa cơ khíMáy búa thủy lực

Máy ép cơ khíMáy ép thủy lực

Phân loại Thiết bị dập tạo hình

1, Theo loại truyền động

Truyền động bằng cơ khí

Phân loại thiết bị dập tạo hình : thông thường có 3 cách phân loại

• Theo loại truyền động

• Theo dấu hiệu động học vμ động lực học của giai đoạn gây biến dạng dẻo vật dập

• Theo đặc điểm công nghệ

Truyền động bằng chất lỏng, dầu, nước

Truyền động bằng khí, điện từ

Phân loại Thiết bị dập tạo hình

2, Theo dấu hiệu động học Nhóm 1 : Gồm tất cả các máy búa

- Chuyển động của máy lμ nhờ liên kết cứng

- Các bộ phận của máy thực hiện chuyển

động quay

- Vận tốc lμ hằng số

Nhóm 5 : Các máy dập xung

- Có tốc độ lμm việc lớn ≤ 300 m/s

Máy dập tự động Máy chuyên dùng

………

Giới thiệu các loại thiết bị rèn dập điển hình

Máy ép cơ khí

Máy dập tự động Máy dập chuyên dùng

LÜnh vùc øng dông : RÌn tù do, chån, vuèt, dËp khèi

Träng l−îng phÇn r¬i : Bao gåm Piston c«ng t¸c, c¸n piston c«ng t¸c, ®e trªn

LÜnh vùc øng dông : RÌn tù do, chån, vuèt, dËp khèi

M¸y bóa kh«ng khÝ nÐn M¸y bóa thuû lùc

4.1.1 - Máy búa hơi nước không khí nén

Lμ loại máy búa chuyên dùng để dập

• Chất công tác lμ Hơi nước hoặc Không khí nén được cung cấp từ trạm

•Trọng lượng bộ phận rơi G > 500 Kg

Năng lượng sinh ra của máy búa trọng lượng phần rơi 1 tấn tương đương 1000

tấn lực ép danh nghĩa các máy khác

Máy búa Hơi nước KKN hình Π Máy búa Hơi nước KKN hình cung

• TÝnh n¨ng m¸y bóa h¬i n−íc kh«ng khÝ nÐn

- ChÊt c«ng t¸c : - H¬i n−íc : 7 ÷ 9 atm Kh«ng khÝ : 9 ÷ 12 atm

- ChÊt c«ng t¸c ®−îc cung cÊp tõ tr¹m nguån

- §Æc tr−ng m¸y bóa lμ träng l−îng phÇn r¬i : GHBao gåm :

Khèi l−îng ®Çu tr−ît + Khèi l−îng Piston + KL c¸n Piston

KÕt cÊu M¸y bóa h¬i n−íc - kh«ng khÝ nÐn d¹ng cung

17KÕt cÊu m¸y bóa h¬i n−íc - kh«ng khÝ nÐn d¹ng ch÷ Π

Quy tr×nh c«ng nghÖ vμ khu«n dËp trªn m¸y bóa

KÕt cÊu khu«n dËp trªn m¸y bóa vμ c¸c phÇn tö g¸ l¾p

Lßng khu«nvuèt

§u«i Ðn

4.1.2 Máy búa không khí nén

Lμ loại máy búa chủ yếu dùng để rèn tự do

• Chất công tác lμ Không khí nén đ−ợc cung cấp từ chính bản thân máy búa

• Trọng l−ợng bộ phận rơi G < 3000 Kg

Lμ lo¹i m¸y bóa lμm viÖc nhê kh«ng khÝ nÐn ®−a vμo tõ xilanh nÐn cña chÝnh b¶nth©n m¸y bóa

Khi động cơ 1 lμm việc, trục khuỷu 5

quay, thanh truyền 6 kéo piston nén

ép 8 chuyển động lên xuống trong xi

lanh 7

Khi Piston nén 8 đi xuống, không khí ở

phía dưới xilanh nén 7 bị nén Nếu mở

van 18 vμ van 9, không khí chuyển

sang phía dưới của xilanh công tác 10

đẩy piston công tác 11 đi lên Không

khí thừa ở phía trên piston công tác 10

đi qua van 9 sang phía trên xilanh nén

Khi Piston nén 8 đi lên, không khí ở

phía trên xilanh 7 đi qua van 9 sang

phía trên xilanh công tác đẩy piston

công tác đi xuống tạo ra quá trình va

đập.

4.1.2.1 Nguyên lý lμm việc

Tay biªn

Trôckhuûu tayquay

Lμ loại máy búa chủ yếu dùng để rèn tự do

• Năng l−ợng của động cơ truyền cho bộ phận rơi nhờ vμo các loại mối liên kết cơkhí (ma sát, mềm, đμn hồi)

M¸y bóa d©y c¸p M¸y bóa

xÝch

M¸y bóav¸n M¸y bóa h¬i

4.1.3.1 Máy búa ván

- Trọng l−ợng phần rơi : 500 ữ 2500 kg

- Dùng để rèn tự do vμ có thể dập thể tích,

nắn các chi tiết đơn giản

- Lμ máy búa tác động đơn, hệ số hữu dụng

của máy cao nh−ng năng suất lao động

thấp, khó điều chỉnh lực dập, độ cứng vững

máy kép, tấm van gỗ chóng mòn

- Công dụng : chuyên dùng rèn tự do

Máy búa ván

-Tấm ván gỗ thường có kích thước

Dμy 30 ữ 40 mmRộng 115 ữ 400 mmCao 2500 ữ 4000 mm

- Tuổi thọ trung bình tấm ván 50 ữ 60 giờ

- Khoảng hμnh trình lớn nhất của đầu búa từ 800 ữ

1500 mm

- Sử dụng để chồn các vật rèn có kích thước

Đường kính, cạnh góc vuông 300 ữ 800 mmKhối lượng vật rèn đến : 850 kg

4.1.3.2 M¸y bóa nhÝp

Máy búa nhíp

Bộ phận điều khiển

- Tay gạt 10 có nhiệm vụ đ−a dây đai

từ puli 8 sang puli tải 7 hoặc ng−ợc lại

gạt dây đai từ puli tải 7 về puli 8 Guốc

hãm 15 luôn tỳ vμo bánh đμ 13 nhờ đối

trọng 14 Guốc hãm 15 tách khỏi bánh

đμ 13 khi ấn bμn đạp 12

- Công dụng : chuyên dùng rèn tự

do

4.1.4 Máy búa thuỷ lực

Thực chất vẫn lμ các dạng máy ép thuỷ lực tuy nhiên do đặc điểm trong hμnh trìnhcông tác, bộ phận rơi đ−ợc tách ra khỏi cơ cấu truyền động nên đ−ợc xếp vμo dạng máy búa

• Thông số chính của máy : Trọng l−ợng bộ phận rơi

Máy cắt đột liên hợpMáy ép chuyên dụng

Sơ l−ợc máy ép thủy lực

Máy ép thuỷ lực hầu nh− hoạt động theo tác dụng tĩnh Nguyên lý lμm việc dựa trên cơ sở của định luật Pascal Máy ép thuỷ lực dùng để rèn, dập khối, ép chảy, dập tấm v.v

Thông số chính của máy lμ lực ép danh nghĩa Máy dập nóng có Pdn = 10-700MN Máy dập tấm có Pdn = 0,5-10MN

4.2.1 nguyên lý máy ép thủy lực

Nguyên lý tác dụng của máy tuân theo định luật truyền áp suất trong lòng chất lỏngcủa Pascal Cụ thể lμ lực tạo ra ở Piston P phụ thuộc vμo áp lực của dòng chất lỏng

P1 vμ đường kính D

2

2 1

d

D P

Nếu muốn P lớn thì tăng D, nhưng D lớn quá sẽ cồng kềnh Nên kết hợp giữa tăng

P1 vμ D hμi hòa để máy không cồng kềnh vμ khối lượng không lớn

Thông thường P1 khoảng : 150 ữ 350 atm (15 ữ 35 MPa)

35

Thông số

chính của máy

Các thông số chính của máy ép thủy lực

- Lực ép danh nghĩa : PH tấn

- PH = áp suất chất lỏng trong xilanh x Diện tích có ích của các piston công tác

- Chiều cao hở khoảng không gian dập : Z Hμnh trình xμ di động : HKích thước bμn máy : A x B Tốc độ ép, không tải

Khuôn

Đầutrượt

4.2.2 Ph©n lo¹i

M¸y Ðp thuû lùc d¹ng khung ch÷ C

Th«ng sè chÝnh cña m¸y : Lùc Ðp danh nghÜa : PDN

C¸c m¸y Ðp thuû lùc thuËn lîi cho c¸c nguyªn c«ng dËp vuèt, uèn

Máy ép thuỷ lực 4 trụ đơn động dạng thân kín có bμn máy di động

Sử dụng cho các nguyên công dập vuốt sâu

- Có bμn máy di động để lắp khuôn

Máy thuỷ lực 4 cột

Chuyên dùng để rèn vμ dập khối

Quy trình công nghệ dập chi tiết trên máy thuỷ lực thử khuôn

Trình tự tháo lắp khuôn vμ tiến hμnh dập

- Đưa khuôn vμo bμn máy (bμn máy có thể di động)

- Đầu trượt đi xuống kẹp gá nửa khuôn trên

- Căn chỉnh nửa khuôn dưới

- Sửa chữa căn chỉnh khuôn trên (đầu trượt có bμn máy phụ để thử khuôn)

4.2.3 Các thμnh phần chính của máy ép thủy lực

1 Bơm, động cơ thủy lực 2 Các loại Valve

3 Đường ống 4 Piston xilanh thuỷ lực

5 Thùng dầu

6 Các thiết bị phụ kiện (Bộ lọc dầu, mắt dầu, nắp binh dầu )

bơm cao áp piston

B ƠM PISTON

1 Cặp bánh răng

2 Vμnh chắn

3 Thân bơm4.1, 4.2 : Vμnh chắn

5 Vòng chắn dầu

6 ổ đỡ

7 Vòng chắn điều chỉnh độ hở hôngcủa cặp bánh răng vμ vòng chắn

bơm cao áp bánh răng

C¸c lo¹i Valve

Van mét chiÒu kiÓu trô, nãn

Van mét chiÒu kiÓu bi

Van mét chiÒu

Van an toμn : có nhiệm vụ giữ cho áp suất lớn nhất mμ hệ thống có thể tải Khi áp

suất lớn hơn áp suất cho phép của hệ thống thì dòng áp suất dầu sẽ thắng lực lò

xo, để chất lỏng chảy theo cửa B trở lại thùng dầu

Van trμn : hoạt động theo nguyên tắc van an toμn, tuy nhiên khác ở chỗ khi áp suất ở

A đạt giá trị xác định thì cửa B nối với A, nối với cơ cấu điều khiển

Lμ van ®iÒu chØnh lưu lưîng cung cÊp cho thiÕt

bÞ thuû lùc

- Lμ thiết bị dùng thay đổi hướng chuyển động của dòng dầu trong hệ thống thuỷ lực

Van phân phối 4 của 3 vị trí

điều khiển điện từ

Van phân phối 4 của 2 vị trí

điều khiển bằng tay

49B¶n vÏ xilanh d¹ng mÆt bÝch

50

51

N¾p thïng dÇu

C¸c thiÕt bÞ phô trî

HÖ thèng lμm m¸t Oil/Air Cooler Units

C¸c thiÕt bÞ phô trî

4.2.4 bố trí các thiết bị thuỷ lực trong METL có dẫn động bằng bơm dầu

Van chống nún(van chống tụt áp)

4.2.5 C¸c nguyªn c«ng dËp t¹o h×nh sö dông m¸y Ðp thñy lùc

DËp vuèt

DËp khèi trªn m¸y bóa thñy lùc

C¸c nguyªn c«ng uèn, Ðp ch¶y

4.3 M¸y Ðp c¬ khÝ

M¸y Ðp trôc khuûu M¸y lo¹i quay M¸y dËp xung M¸y Ðp VÝt

D©y chuyÒn s¶n xuÊt trôc khuûu – ph©n x−ëng dËp khèi

Máy ép Cơ khí

Máy ép cơ khí được sử dụng rộng rái trong nhiều ngμnh công nghiệp chế tạo máy

vμ dụng cụ, công nghiệp xây dựng, thực phẩm Một chi tiết quan trọng của máy

lμ trục khuỷu nên máy còn có tên gọi lμ máy ép trục khuỷu Máy có lực ép danh nghiã từ rất nhỏ dưới 25kN đến rất lớn 100.000kN Máy ép trục khuỷu dùng chủyếu để dập tấm, dập thể tích nóng, nguội, cắt phôi vμ thực hiện nhiều nguyên công khác trong GCAL

ưu điểm :

- Sử dụng máy vμ kết cấu máy đơn giản

- Chế tạo được các chi tiết có hình dạng phức tạp, chất lượng bề mặt chi tiết cao

4.3.1 M¸y Ðp trôc khuûu

• M¸y Ðp trôc khuûu : chi tiÕt quan träng nhÊt lμ trôc khuûu

• Th«ng sè quan träng cña m¸y Ðp : Lùc Ðp lùc Ðp thÓ hiÖn kÝch th−íc vμ c«ngsuÊt cña m¸y

• øng dông METK : C¾t ph«i thanh tÊm, dËp tÊm, dËp khèi (nãng hoÆc nguéi) 4.3.1.1 §Æc ®iÓm m¸y Ðp trôc khuûu

M¸y Ðp trôc khuûulÖch t©m dïng chªm

M¸y Ðp trôc khuûu lÖcht©m dïng tay biªn

4.3.1.2 Phân loại máy ép trục khuỷu

Máy trục khuỷu đơn động

Máy ép trục khuỷu song động dùng dập tấm

Máy ép trục khuỷu tam động

Máy ép

trục khuỷu

- Máy ép trục khuỷu vạn năng

- Máy ép trục khuỷu chuyên dùng dập vuốt

- Máy ép trục khuỷu uốn tấm

- Lμ máy ép trục khuỷu có hai đầu trượtMột đầu trượt chính ở trong dùng để mang dụng cụ tạo hìnhMột đầu trượt ngoμi dùng để chặn phôi

- Ký hiệu : VD : 315/200

- Lμ máy ép trục khuỷu có ba đầu trượtNgoμi hai đầu trượt giống máy song động, máy có thêm 1 đầutrượt ở dưới dùng để dập vuốt ngược

Ph©n lo¹i m¸y Ðp trôc khuûu M¸y Ðp trôc khuûu v¹n n¨ng

Trôc khuûu th«ng th−êng

M¸y Ðp trôc khuûu v¹n n¨ng chuyªn dïng c¾t, uèn, dËp vuèt, dËp khèi

Kết cấu vμ sơ đồ Máy ép trục khuỷu dập nóng

Phân loại máy ép trục khuỷu

Máy ép trục khuỷu dập nóng chuyên dùng dập khối các chi tiết ở trạng thái nóng

nối cơ cấu thực hiện với hệ thống dẫn động vμ

truyền mômen xoắn từ động cơ đến trục khuỷu

• Biên Lμ chi tiết truyền lực vμ chuyển động giữa

trục khuỷu vμ đầu tr−ợt

• Đầu tr−ợt Lμ khâu truyền chuyển động vμ lực

cho nửa khuôn trên

Sơ đồ động của máy ép trục khuỷu

Sơ đồ các bộ phận của máy ép trục khuỷu

12 Cơ cấu để thu hồi phế liệu

13 Cơ cấu cấp phôi

14 Phễu tiếp liệu

15 Hệ thống truyền động cho phễu tiếp liệu

16 Truyền động cho cơ cấu cung cấp

17 Phanh

• Bộ phận dẫn hướng đảm bảo cho đầu trượt chuyển động tịnh tiến

• Thân máy Lμ bộ phận để định vị vμ kẹp chặt tất cả các bộ phận khác của máy

đồng thời lực dập được truyền qua nó

• Phanh Thuộc hệ thống đóng mở máy - bộ phận dừng đầu trượt ở vị trí xác địnhkhi động cơ điện vẫn lμm việc liên tục

• Bộ phận điều khiển

• Cơ cấu lấy sản phẩm

• Cơ cấu thu hồi phế liệu

• Cơ cấu cấp phôi

• Phễu tiếp liệu

• Hệ thống bảo hiểm

4.3.1.4 Kết cấu các bộ phận chi tiết chủ yếu của METK

Biên vμ cụm Thanh truyền

Biên có chiều dμi cố định Biên có chiều dμi thay đổi

Biên có chiều dμi thay đổi :

dùng cho máy ép trục khuỷu đơn

động máy ép trục khuỷu đơn động

Biên có chiều dμi cố định

dùng cho máy ép hạng nặng dùng để dập nóng vμ tinh chỉnh hoặc trong một vμi loại máy ép thân kín vμ máy ép song động

•Công dụng : Lμ trong cơ cấu đóng mở máy để :

- Hãm động năng của cơ cấu chấp hμnh

-Giữ đầu tr−ợt máy ở vị trí bất động

khi nhả li hợp để đầu tr−ợt không rơi

Phanh đai vμ phanh đĩa ma sát

Phanh đai không lệch tâm

L¾p khu«nC©n b»ng

®Çu tr−ît

§−a chi tiÕt nμomßn vμo chi tiÕt

rÔ thay thÕ

DÉn h−íng

Sèng dÉnh−íng

Cã nhiÒu d¹ng mÆt

c¾t kh¸c nhau

Cơ cấu bảo hiểm

Công dụng

Chống quá tải do Chiều dầy phôi tăng

Vật liệu phôi thay đổi : từ CT3 → CT5, lò xo Thừa thể tích (dập khối)

C¬ khÝ

• Thân máy dạng thân kín, dạng thân hở, thân máy đúc, thân máy hμn

Thân kínThân hở

thân hμnthân đúc

Th©n m¸y d¹ng chữ C Th©n m¸y kÝn kiÓu chữ O, kiÓu cét

Theo tiªu chuÈn theo hình d¸ng

• Th©n m¸y 1 trô, th©n m¸y 2 trô

• Th©n ch÷ C, Th©n ch÷ O

• KiÓu cét

4.3.1.5. Các loại máy ép trục khuỷu điển hình công dụng

Máy ép trục khuỷu vạn năng

Bμn máy bất

động

Nghiêng

được

Không nghiêng

được

Trục phân

bố song song với mặt trước của máy

Trục phân

bố vuông góc với mặt trước của máy

2 khuỷu

1 khuỷu

M¸y Ðp v¹n n¨ng th©n hë

M¸y Ðp 2 biªn th©n kÝn

Máy ép trục khuỷu song động

Đặc điểm máy song động

- Thông thường đầu trượt ngoμi có lực chặn nhỏ hơn đầu trượt trong

- Đầu trượt ngoμi xuống trước giữ lực chặn ổn định trong suốt quá trình dậpvuốt (thực tế không bằng constant do có độ đμn hồi)

- Đầu trượt ngoμi đi xuống, dừng lại Đầu trượt trong mới đi xuống

- Chiều cao tính từ thời điểm đầu trượt ngoμi dừng lại đến thời điểm đầutrượt trong dừng lại chính lμ chiều sâu dập vuốt

Có nhiều kiểu truyền động cho đầu trượt ngoμi

• Truyền động bằng cam (hình a) : Chóng mòn mặt tiếp xúc của cam vμ con lăn

⇒ dùng cho những máy cỡ nhỏ (thân hở)

• Sử dụng cơ cấu khuỷu - đòn 8 khâu với con trượt phụ (hình b, c)

• Cơ cấu khuỷu - đòn 8 khâu (hình d, e) dùng cho máy 2 khuỷu vμ 4 khuỷu Tại mỗi trục khuỷu có lắp 2 biên : một để truyền động cho đầu trượt trong, một đểtruyền động cho đầu trượt ngoμi

Ký hiệu máy : 315/200

84Máy ép trục khuỷu song động

85Máy ép trục khuỷu song động

1 Đế mỏy

2 Cối

3 Phụi

4 Chày

5 Đầu trượt trong

6 Tay biờn ngoài

7 Tay đũn

8 Dầm trờn

9 Tay đũn

10 Tay biờn trong

11 Đầu trượt ngoài

12 Dẫn hướng

13 Dầm dưới

86Máy ép trục khuỷu song động 315/200

Mỏy ộp song động 315/200

Ký hiệu mỏy : КБ5535

Lực danh nghĩa đầu trượt trong :

315 tấn Lực danh nghĩa đầu trượt ngoài :

200 tấn Hành trỡnh lớn nhất : 630 mm Chiều cao kớn nhỏ nhất : 400 mm

Số hành trỡnh /phỳt : 10 ữ 16 nhỏt/phỳt

Kớch thước : 6760 x 5830 x 6580

Máy ép trục khuỷu tam động

Đặc điểm máy tam động

- Chủ yếu sử dụng khi dập vuốtngược ⇒ Sử dụng máy tam động để

giảm số lượng nguyên công dập

- Đầu trượt ngoμi giống như

máy song động vμ đầu trượt trong có

thêm 1 khoảng dừng bất động

- Có thêm 1 đầu trượt dưới lệchpha so với chu trình 2 đầu trượt trong vμ

ngoμi

Máy ép trục khuỷu dập nóng

Công dụng, lĩnh vực sử dụng

• Lμ dạng máy lớn, siêu trường siêu trọng

• Sử dụng cho các nguyên công cần thắng trở lực biến dạng phôi rất lớn

• Dùng chế tạo các chi tiết dập khối : trục khuỷu, bánh răng, cam

Đặc điểm cấu tạo của máy

• Trục khuỷu lμ trục lệc tâm, hμnh trình ngắn : Do lực lớn nên cần cứng vững

• Đầu trượt có đuôi dẫn hướng phụ : nguyên nhân do đầu trượt bị lệch tâm vì

lòng khuôn có nhiều lòng khuôn với mức độ biến dạng khác nhau ⇒ Lệch trungtâm áp lực khuôn

• Không điều chỉnh được chiều dμi chiều cao kín bằng thay đổi chiều dμi tay

biên ⇒ Thay đổi bằng thay đổi chiều cao bμn máy (sử dụng chêm)

• Có cả đẩy trên vμ đẩy dưới do có khả năng phôi dỉnh cả trên vμ dưới hai nửa

khuôn ⇒ Giảm góc nghiêng lòng khuôn để tiết kiệm vật liệu

• Có cơ cấu cân bằng đầu trượt

• Có cơ cấu cứu kẹt : nâng ổ mang bánh đμ lên bằng ecu thủy lực

90Sơ đồ máy ép trục khuỷu dập nóng

91Sơ đồ máy ép trục khuỷu dập nóng

1 Phanh chính

2 Phanh bánh đμ3,4 Bộ truyền đai

5 Trụng trung gian

Mét sè KÕt cÊu m¸y Ðp trôc khuûu dËp nãng

C¾t biªn M¸y dËp nãng M¸y c¸n chu kú Lß nung C¾t ph«i

D©y chuyÒn dËp nãng cã sö dông m¸y Ðp trôc khuûu dËp nãng

94C¸c d¹ng s¶n phÈm chÕ t¹o trªn m¸y Ðp trôc khuûu dËp nãng

4.3.2.1 Nguyên lý tác dụng vμ tính năng công nghệ

-Trục vít - Đai ốc với ren không tự hãm : Góc nâng ren lớn hơn góc ma sát

- Răng ren lμ hình vuông hoặc ren Accimet : đảm bảo có độ bền lớn

4.3.2 Máy ép kiểu vít