TỔNG QUAN
Các sản phẩm công nghệ điển hình
Công nghệ tạo hình kim loại tấm sản xuất nhiều sản phẩm quan trọng, bao gồm vỏ ô tô, vỏ tàu thủy, tấm lợp và các đồ dùng sinh hoạt trong gia đình như ruột nồi cơm điện, xô và chậu.
Hình 1.1: Các sản phẩm điển hình của công nghệ tạo hình tấm
Các thiết bị, máy móc cơ bản thực hiện công nghệ tạo hình tấm
Để dập tấm có thể dùng các máy ép cơ khí (chủ yếu là máy ép trục khuỷu) hay máy ép thuỷ lực
Hình 1.2: Máy ép thủy lực
Hình1.3: Máy uốn thép 3 trục đứng
Hình 1.4: Máy cán thép tấm không đối xứng 3 cuộn
Nhu cầu sử dụng thép thép tấm trong công nghiệp
Với sự phát triển vượt bậc trong nghiên cứu quy trình tạo hình kim loại, đặc biệt là kim loại tấm, hiện nay, các sản phẩm được tạo ra không chỉ có hình dạng phức tạp mà còn đạt độ chính xác và chất lượng cao Điều này đáp ứng nhu cầu lớn trong lĩnh vực kỹ thuật và sản xuất, cũng như trong đời sống xã hội Các sản phẩm từ kim loại tấm rất đa dạng, bao gồm đồ gia dụng, nắp vỏ bảo vệ thiết bị điện - điện tử, khung, ống, bồn chứa, và đặc biệt được ứng dụng nhiều trong hàng không - vũ trụ và phương tiện giao thông, với các sản phẩm chủ yếu là nắp, vỏ, và khung cho thiết bị hoạt động ở tốc độ cao và chịu áp lực va chạm lớn.
Ngành kĩ thuật ôtô đang ngày càng chú trọng nghiên cứu và ứng dụng các sản phẩm từ kim loại tấm, trong đó vật liệu thép tấm giữ vai trò quan trọng Bên cạnh các hợp kim như nhôm và titan, thép tấm vẫn là lựa chọn hàng đầu cho việc tạo hình các sản phẩm và chi tiết trong ôtô Hiện nay, các viện nghiên cứu, trường đại học và tập đoàn sản xuất ôtô trên thế giới đều thiết lập trung tâm nghiên cứu về vật liệu thép tấm, nhằm phát triển các loại thép mới với tính chất cơ lý vượt trội và khả năng ứng dụng cao, đặc biệt là các chủng loại thép có độ bền cao.
- Có cơ tính về độ bền, độ cứng và khả năng chịu va đập cao
- Với cùng kích thước, trọng lượng thép tấm độ bền cao nhẹ hơn so với thép tấm thông thường
Thép tấm độ bền cao mang lại hiệu quả kinh tế vượt trội, giúp tiết kiệm chi phí vật liệu và sản xuất Tuy nhiên, việc nâng cao cơ tính của thép như độ bền và độ cứng lại dẫn đến giảm độ dẻo, gây khó khăn trong quá trình tạo hình Điều này đặt ra nhiều thách thức cần giải quyết trong từng giai đoạn của quá trình tạo hình, đặc biệt khi yêu cầu thiết kế kỹ thuật ngày càng cao Một vấn đề quan trọng trong nghiên cứu là hiện tượng đàn hồi (springback) xảy ra sau khi tạo hình Hiện nay, các sản phẩm từ thép tấm đang được chú trọng phát triển, đặc biệt trong ngành sản xuất điện tử và máy tính Thép cacbon thường như CT3 và SS400 được sử dụng phổ biến cho các sản phẩm gia dụng và công nghiệp, trong khi thép không gỉ được ưa chuộng trong thiết bị y tế và chế biến thực phẩm nhờ vào tính chất cơ học vượt trội và khả năng chịu nhiệt tốt, mặc dù giá thành cao và khó gia công.
Các loại thép tấm độ bền cao hiện nay chủ yếu có độ dày từ 8 đến 30 mm, nhưng không phổ biến do nhu cầu sử dụng thấp Trong khi đó, thép tấm có độ dày dưới 5 mm rất hiếm, nhưng lại được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất ống, bồn chịu áp lực cao, cũng như trong ngành công nghiệp chế tạo ôtô và các sản phẩm điện - điện tử.
Nghiên cứu về tạo hình chính xác sản phẩm thép tấm đang thu hút sự chú ý tại Việt Nam, đặc biệt do nhu cầu ngày càng tăng trong các ngành sản xuất và chế tạo kỹ thuật cao, như ngành chế tạo ô tô Việc tìm hiểu hiện tượng đàn hồi sau quá trình tạo hình, hay còn gọi là springback, đối với thép tấm, đặc biệt là thép tấm độ bền cao, là rất quan trọng để nâng cao độ chính xác và chất lượng trong quy trình sản xuất.
Mục đích và nội dung của đề tài
Nghiên cứu và thiết kế máy chấn la kim loại là một phần quan trọng trong quá trình công nghệ tạo hình kim loại tấm, phục vụ cho ngành uốn kim loại tấm Thiết bị này được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như cơ khí, xây dựng và công nghiệp ô tô.
Máy chấn la kim loại có các thành phần như sau:
+ Thiết kế sơ đồ mạch thủy lực
+ Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy chấn la kim loại
+ Tính toán thông số của từng bộ phận
- Bộ phận tác động cylinder – Piston
+ Bản vẽ lắp máy chấn la kim loại.
THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY CHẤN LA KIM LOẠI
Chương 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY CHẤN LA KIM LOẠI
Tất cả máy móc đều cần có yêu cầu kỹ thuật để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu Dưới đây là những yêu cầu kỹ thuật cần thiết cho máy chấn kim loại.
Máy móc cần đảm bảo độ cứng vững tối ưu trong quá trình hoạt động Đồng thời, thiết bị phải an toàn và có khả năng chịu đựng điều kiện khí hậu nóng ẩm tại Việt Nam, vì nhiệt độ cao có thể làm tăng nhanh nhiệt độ của chất lỏng, ảnh hưởng đến áp suất làm việc.
+ Khi có sự cố xảy ra phải dừng máy ngay lúc đó
2.2 Thiết kế sơ đồ mạch thủy lực và nguyên lý hoạt động của hệ thống
Hệ thống thủy lực trên máy uốn(chấn) được thực hiện như sau:
Hình 1.5: Sơ đồ mạch thủy lực
15 Đường ống hút /// Đường ống đẩy / Đường ống xả //
Hệ thống gồm những bộ phận sau:
2.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống trên:
Hệ thống hoạt động được chia làm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1 của hệ thống bắt đầu khi động cơ điện 1 dẫn động bơm 2, bơm dầu cung cấp áp suất qua van tràn 3, giúp duy trì áp suất dầu ổn định trong hệ thống Dầu được phân phối qua nhánh đẩy vào buồng trái của xilanh, trong khi dầu ở buồng phải được đưa trở lại bể chứa qua van phân phối, dẫn đến việc xilanh được đẩy ra.
Hình 1.6: Giai đoạn 1 của máy chấn
+ Giai đoạn 2: Sau khi thực hiện việc đẩy ta đảo chiều van phân phối ở nhánh đẩy để lui nhánh đẩy về
Hình 1.7: Giai đoạn 2 của máy chấn
+ Giai đoạn 3: Khi van phân phối để ở vị trí đóng ở giữa , bơm dầu sẽ vẫn bơm dầu và dầu đi qua van tràn để về lại bể chứa
Hình 1.8: Giai đoạn 3 của máy chấn
2.4 Các phần tử thủy lực trong hệ thống và tính toán các bộ phận
2.4.1 Bộ phận tác động (cylinder-piston)
- Giới thiệu chung về XI LANH THỦY LỰC:
Từ cuối thế kỉ 19 và đầu thế kỉ 20, Hệ Thống Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học kỹ thuật Các lĩnh vực như máy công cụ CNC, giao thông vận tải (ô tô, máy bay, tàu thủy, công nghệ vũ trụ), máy xây dựng, máy ép phun, máy dập, máy y khoa, dây chuyền chế biến thực phẩm và máy nâng hạ đều sử dụng công nghệ này Trong số đó, xi lanh thủy lực là một cơ cấu chấp hành quan trọng và phổ biến.
Xi lanh thủy lực là một cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ chuyển đổi thế năng
18 ở dạng áp suất dầu thủy lực thành cơ năng tạo công chuyển động thẳng hoặc xoay
Hình 1.9: Cấu tạo xi lanh thủy lực
3- Gioăng TPM làm kín piston và ống
4- Gioăng Oring làm kín cần và piston
8- Gioăng GDS làm kín chính giữa cổ và ống 9- Gioăng TTI làm kín cổ và cần
10- Gioăng Oring làm kín phụ giữa cổ và ống 11- Gioăng GHK gạt bụi
2.4.1.1 Phân loại xi lanh thủy lực
Xi lanh thủy lực được phân loại theo nguyên lý làm việc thành hai loại chính: xi lanh thủy lực chuyển động thẳng và xi lanh thủy lực chuyển động quay Trong xi lanh thủy lực chuyển động thẳng, piston và thân ống xi lanh thực hiện chuyển động tịnh tiến, trong khi đó, trong xi lanh quay, chuyển động tương đối giữa piston và thân xi lanh là chuyển động quay với góc quay thường nhỏ hơn.
* Phân loại theo cấu tạo gồm có các loại:
Xi lanh tác dụng đơn là loại xi lanh mà dầu thủy lực chỉ tác động một phía của piston, do đó cần tính toán lực để xi lanh có thể di chuyển theo hướng ngược lại khi hoàn thành hành trình Loại xi lanh này thường được sử dụng để chuyển động tịnh tiến nhờ áp lực dầu thủy lực, giúp nâng hoặc đẩy vật, và khi cần lùi lại, nó dựa vào trọng lượng của vật hoặc lực từ lò xo bên trong xi lanh.
+ Loại lùi về bằng ngoại lực
+ Loại lùi về bằng lo xo
- Xi lanh tác dụng kép : Dầu thủy lực có thể tác động cả 2 phía của piston
Loại có giảm chấn được thiết kế ở cuối xi lanh, hoạt động như một van tiết lưu khi xi lanh gần hoàn thành hành trình, giúp giảm tốc độ và hạn chế va đập.
+ Loại không có giảm chấn
Loại 2 dầu cần là loại xi lanh có khả năng thò ra cả 2 đầu, thường được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển chính xác Đặc điểm nổi bật của loại xi lanh này là tốc độ tiến và lùi đều như nhau khi cùng một lưu lượng dầu được cấp vào.
- Xi lanh tầng : Loại này chủ yếu được sử dụng ở các vị trí yêu cầu dao động hành lớn như nâng các thùng xe ô tô chuyên dụng …
+ Xi lanh tầng tác dụng kép
+ Xi lanh tác dụng đơn
* Phân loại theo cách lắp ráp thì có các loại như AMP, AMF , AMT… Cụ thể về phân loại xi lanh xem ở hình 2 dưới đây
Hình 2.1: Phân loại xi lanh thủy lực
2.4.1.2 Tính chọn xi lanh thủy lực
Các thông số làm việc chính:
+ Kiểu xi lanh (Type): AMP5; AMF3; AMT4…
+ Đường kính ống (Bore): AL
+ Hành trình xi lanh (Stroke): H
+ Áp suất làm việc lớn nhất (Max Pressure): pmax
+ Tốc độ đẩy (Top Speed): v m/s
+ Nhiệt độ làm việc (Temperature): t (độ C) Để tiến hành tính chọn xi lanh ta cần biết trước các thông số sau:
Xi lanh làm việc theo chiều đẩy hay kéo (ở đây ví dụ tính cho trường hợp thông dụng là xi lanh tác dụng kép làm việc theo chiều đẩy)
Lực đẩy xi lanh: F (kG)
Vận tốc làm việc khi xi lanh đẩy: v (cm/ph)
Hành trình của xi lanh: H (mm)
- Với đề tài máy chấn la kim loại ta chọn xilanh kép 2 đầu cần
Hình 2.2: xilanh kép 2 đầu cần
- Sơ đồ phân bố áp suất và lực trên xilanh như hình vẽ:
Hình 2.3: Sơ đồ phân phối áp suất p, lực F trong xilanh
Ft – Tải trọng đẩy phôi
A1 - Diện tích piston ở buồng công tác
A2 - Diện tích piston ở buồng chạy không
D – Đường kính trong thân xilanh d – Đường kính cần xilanh
Khi bỏ qua rò rỉ ở xilanh lực, áp suất dầu p1 trong xilanh lực phải tạo ra công suất đủ để cân bằng với công suất phụ tải, công suất hao tổn do ma sát và công suất của lực quán tính Do đó, ta có phương trình cân bằng lực cho cụm piston trong hành trình công tác.
Tính diện tích Xl phía không cần
-A -Là điện tích hữu ích của XL phía không cần (cm2 )
-D -Là đường kính xi lanh.(cm)
Tính diện tích cần XL
Trong đó: -Ac Là diện tích của cần XL(cm2 )
-d Là đường kính cần xi lanh.(cm)
Tính diện tích hữu ích của XL phía có cần
-∆A -Là diện tích hữu ích của XL phía có cần(cm2 )
-D -Là đường kính xi lanh.(cm)
-d -Là đường kính cần xi lanh.(cm)
Tính lực đẩy của xilanh:
- Sơ đồ nguyên lý uốn và phân tích lực
Hình2.4: Sơ đồ tác dụng lực khi uốn
Lực P và Q tạo ra mômen uốn, làm thay đổi hình dạng của phôi Trong quá trình uốn, độ cong của phôi tăng lên, dẫn đến biến dạng khác nhau ở hai phía: lớp kim loại bên ngoài bị kéo, trong khi lớp bên trong bị nén Khi bán kính uốn giảm, biến dạng dẻo lan rộng toàn bộ chiều dày phôi Hình dạng vùng biến dạng dẻo và độ dài nú khi gúc uốn α gần bằng chiều dài đũn uốn l Việc xác định lực uốn cần thiết để uốn chi tiết một góc bằng khuôn là khó khăn, bởi lực uốn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau.
• Hình dạng và kích thước tiết diện ngang của phôi
• Tính chất cơ học của vật liệu;khoảng cách giữa các gối tựa
• Bán kính cong của chày uốn và mép làm việc của cối
• Điều kiện ma sát tiếp xúc giữa phôi và dụng cụ v…v
Lực uốn cần thiết để uốn phôi trong khuôn phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc giữa phôi và dụng cụ Quá trình uốn được chia thành các giai đoạn riêng biệt, bắt đầu từ giai đoạn uốn tự do, khi phôi tiếp xúc với dụng cụ tại 3 điểm cho đến khi phôi nằm trong khe hở hình chữ nhật giữa chày và cối Trong giai đoạn này, bán kính cong của phôi lớn hơn bán kính cong của chày.
F=p.A3,54.6,2954,46(Kg)=1,15426(tấn lực) p=F/A.ŋ=> F=1,15426.0,95=1,096 (tấn lực)
– F -Là lực tác động lên XL (1kG).=(1.10-3 Tấn)
-p -Là áp suât làm việc của hệ thuỷ lưc, tác đông lên phía có phụ tải.(kG/cm2) -A -Là diện tích hựu ích của XL (cm2)
-ŋ-Hiệu suất % phụ thuộc áp suất (20kG/cm2); (120 kG/cm2); (>160 kG/cm2)
Tính lực uốn của phôi:
Thông số thiết kế B= 94mm S= mm R mm
B là chiều rộng của phôi (mm)
S là chiều dày của phôi (mm) là giới hạn bền uốn của vật liệu (40KG/mm2)
Từ đây kết quả tính lực F của xilanh ở trên, ta tra bảng để chọn xilanh với các thông số sau:
Hình 2.5: TYPE (kiểu xi lanh): AMP5-RB.
Với lực đẩy tính toán của xilanh là 1,183 (tấn lực) 524kN , nên ta chọn xilanh:
- AL là đường kính trong của xilanh 40mm
- S đường kính cần piston từ 20-25mm
- D đường kính ngoài xilanh 50mm
- A1* hành trình công tác 300mm
- F khả năng chịu tải 24kN= 24000N > 10.524kN (thỏa mãn điều kiện)
Liên hệ giữa:vận tốc chuyển động, lưu lượng và diện tích hưu ích xilanh (lưu lượng cần thiết cho xilanh)
-A-Là diện tích hữu ích của XL(cm2 )
-Q-Là lưu lượng cần (cm3)
-v -Là vận tốc chuyển động của XL.(cm)
2.4.2.1 Nhiệm vụ của van thủy lực:
Van thủy lực là thiết bị quan trọng trong hệ thống thủy lực, có chức năng điều khiển dòng chảy, hướng đi và áp suất của chất lỏng Chúng thường được sử dụng để kiểm soát tốc độ và hướng dòng chảy, tuy nhiên, một số loại van còn tích hợp nhiều chức năng, cho phép thực hiện nhiều nhiệm vụ điều khiển khác nhau.
Tín hiệu điều khiển van có thể được phân loại thành nhiều loại như tín hiệu cơ khí, tín hiệu bằng tay, thủy lực, khí nén hoặc điện Tác động của van điều khiển có thể sử dụng tín hiệu số (digital) hoặc tín hiệu tương tự (analog).
+ Van tràn được sử dụng để giữ áp suất của mạch thủy lực
+Van trục ống 4 cổng có thể sử dụng để thay đổi trực tiếp chiều quay của mô tơ thủy lực
+Van điều khiển lưu lượng sử dụng để thay đổi tốc độ của bộ tác động
- Trong thực tế thì 2, 3 hoặc nhiều van được nối với nhau thành 1 van ghép có nhiều chức năng
2.4.2.2 Phân loại van thủy lực:
Các van được phân loại dựa trên kích thước, khả năng chịu áp lực và mức độ giảm áp Mặc dù có nhiều kiểu thiết kế van thủy lực khác nhau, nhưng có một số loại van chính thường gặp.
Van tràn áp là một thiết bị quan trọng trong hệ thống máy thủy lực, thường được lắp đặt ở các vị trí như đường về của mạch để duy trì áp suất trong hệ thống thắng thủy lực, cũng như trên các ống dẫn và xilanh thủy lực nhằm ngăn chặn tình trạng quá tải.
30 không bị nứt vỡ… Trong các thùng chứa để duy trì một áp suất ngăn không cho nước đọng lại và ô nhiễm
XÁC ĐỊNH GÓC UỐN VÀ BÁN KÍNH UỐN CỦA KHUÔN
Chương 3: XÁC ĐỊNH GÓC UỐN VÀ BÁN KÍNH UỐN CỦA KHUÔN
3.1 Vấn đề đàn hồi sau quá trình tạo hình (springback) và mục tiêu nghiên cứu trong đề tài:
- Vấn đề đàn hồi sau quá trình tạo hình:
Hiện tượng đàn hồi sau quá trình tạo hình là hiện tượng trong đó vật liệu của sản phẩm có xu hướng trở lại hình dạng ban đầu khi không còn tác động của các lực tạo hình.
Hiện tượng đàn hồi có ảnh hưởng đáng kể đến sản phẩm sau khi tạo hình, dẫn đến các sai lệch về hình dáng hình học so với thiết kế ban đầu Những sai lệch này chủ yếu bao gồm biến dạng không mong muốn, làm giảm độ chính xác và tính thẩm mỹ của sản phẩm.
Thay đổi góc uốn và bán kính uốn của chi tiết sản phẩm là rất quan trọng Đồng thời, việc làm cong các thành bên đối với các chi tiết có tiết diện ngang dạng rãnh cũng cần được chú ý để đảm bảo tính chính xác và chất lượng sản phẩm.
Hiện tượng vênh, xoắn và đạc biệt xảy ra ở các chi tiết có độ dài lớn, gây giảm chất lượng sản phẩm sau khi tạo hình Sự xuất hiện của các khuyết tật như vết nhăn, nứt, đứt, gãy trong cấu trúc vật liệu là nguyên nhân chính dẫn đến vấn đề này.
• Các ýêu tố ảnh hưởng đến hiện tượng đàn hồi:
+ Tính chất cơ học của vật liệu được tạo hình như mođun đàn hồi, giới hạn chảy, tính đẳng hướng, độ giãn dài
Trong quá trình tạo hình, các thông số hình học như độ dày tấm, bán kính uốn và góc uốn đóng vai trò quan trọng Bên cạnh đó, các lực tác động và cường độ ứng suất cũng ảnh hưởng đến quá trình này Hơn nữa, các yếu tố như nhiệt độ, áp suất và các điều kiện kỹ thuật khác cũng có tác động đáng kể đến kết quả tạo hình.
Tỉ số đàn hồi trong quá trình uốn tấm kim loại được xác định qua các thông số như độ dày tấm (t), bán kính uốn mong muốn (R) và góc uốn (α) Sau khi xảy ra hiện tượng đàn hồi, bán kính và góc uốn sẽ thay đổi thành R’ và α’ Việc hiểu rõ tỉ số đàn hồi là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm sau khi uốn.
Tỉ số đàn hồi K là tỷ lệ giữa bán kính uốn mong muốn của khuôn và bán kính uốn cuối cùng đạt được của chi tiết sau quá trình tạo hình Hình 1.3 minh họa hiện tượng đàn hồi sau khi uốn tấm.
3.2 Tính toán góc uốn và bán kính uốn của khuôn
Bán kính uốn là bán kính trong của phần uốn sau khi thực hiện quá trình uốn Để ngăn ngừa hiện tượng nứt và thay đổi tiết diện, bán kính uốn không được nhỏ hơn bán kính tối thiểu Giá trị của bán kính tối thiểu phụ thuộc vào loại vật liệu và độ dày của tấm, như được trình bày trong Bảng 2.
Góc uốn trội (góc uốn dôi)
Phôi sẽ đàn hồi một phần sau khi uốn, do đó cần thực hiện quá trình uốn nhiều hơn và lựa chọn bán kính của chày nhỏ hơn bán kính của phôi sau khi gia công.
Trong phương pháp uốn thì chi tiết phải được uốn với độ uốn lớn hơn góc uốn do độ đàn hổi trở lại sau khi uốn
** Ta có bề dày tấm là S=8mm, được uốn với góc Bán kính uốn
Hình 3.4: Mô phỏng khi uốn góc 90 độ
Ta có góc uốn dôi là
Suy ra góc uốn của khuôn là
Với góc , bán kính uốn 8mm
Hình 3.5: Mô phỏng khi uốn góc 60 độ
Ta có góc uốn dôi là
Suy ra góc uốn của khuôn là
KẾ KHUÔN CHẤN
Chày, cối và khuôn chặn là các chi tiết quan trọng trong khuôn, vì vậy cần sử dụng vật liệu đặc biệt để đảm bảo tuổi thọ và giá thành chế tạo khuôn Để chống mài mòn, chày và cối thường được làm từ vật liệu SKD11 hoặc SKD61 theo tiêu chuẩn JIS, và phải được nhiệt luyện đạt độ cứng từ 60 – 62 HRC.
4.2 Thiết kế các bộ phận chính của khuôn
4.2.1 Trị số khe hở tối ƣu
Khi chấn (uốn) hình toàn bộ ổ biến dạng bao trùm lên toàn bộ chiều dày của phôi ở vị trí uốn, ngay sát mép làm việc của chày và cối
Trị số khe hở tối ưu Z ảnh hưởng đến sự phát triển và hội tụ của các vết nứt tại lớp trung gian của tấm Khi giá trị Z tăng, momen uốn cũng gia tăng, dẫn đến việc tăng trị số ứng suất kéo tại vùng biến dạng Do đó, các vết nứt sẽ phát triển theo bề mặt tự do, cách xa mép cắt và dụng cụ tạo bavia.
Sự phát triển của các vết nứt không trùng nhau tạo ra các dải tách biệt giữa các vùng bị đứt vỡ Trị số khe hở tối ưu phụ thuộc vào chiều dày phôi và tính chất cơ học của nó, với chiều dày thay đổi từ 0,3 đến 20 mm, trị số khe hở tối ưu Z sẽ thay đổi từ 5 đến 12% so với chiều dày s.
-Thiết kế khuôn và tính toán khuôn bằng phần mềm solidwork 2017
Kích thước làm việc của đế chặn:
Hình 3.6: kích thước thiết kế đế chặn
4.2.2 Kích thước làm việc của chày và cối chấn la:
Với góc , bán kính uốn 8mm
Ta có góc uốn của khuôn là
Với góc Bán kính uốn
Ta có góc uốn của khuôn là
Hình 3.7: kích thước thiết kế khuôn cối
Với bán kính uốn của chày
Hình 3.8: kích thước thiết kế khuôn chày
Hình chiếu 3D của mô hình hoàn chỉnh:
Mô hình khuôn được thiết kế để thực hiện quá trình chấn với các biên dạng khác nhau, bao gồm hình chữ U, hình vuông và hình chữ nhật với góc 90 độ, cũng như hình tam giác với góc 60 độ.
Hình 3.9: Hình chiếu 3D của máy chấn
Mô hình khuôn được lắp ráp để chấn la kim loại với 1 lần chấn theo biên dạng với góc 90 và 60 độ
Hình 4.1: Hình chiếu 3D của máy chấn
4.3 Phương pháp gia công khuôn
Gia công tất cả các khuôn bằng phương pháp cắt dây Gia công trên máy tia lửa điện
Cắt dây tia lửa điện (WEDM) ra đời vào cuối thập niên 1960, đánh dấu một bước đột phá trong công nghệ gia công kim loại Đây là một phương pháp độc đáo, mang lại khả năng cắt chính xác và tinh vi, mở ra nhiều cơ hội mới trong ngành chế tạo.
Mặc dù phương pháp gia công truyền thống có khả năng xử lý vật liệu cứng, nhưng độ chính xác của nó không cao, khiến nó không thu hút được nhiều sự quan tâm Trong vài thập kỷ qua, công nghệ WEDM đã có những bước tiến vượt bậc, với các máy WEDM ngày càng tinh vi và hiệu quả, đồng thời đạt được độ chính xác cao hơn.
Hình 4.2: Máy cắt dây làm việc
Cắt dây tia lửa điện (WEDM) là một phương pháp gia công đặc biệt, khác với gia công bằng điện cực thỏi ở chỗ sử dụng dây có đường kính từ 0,1 – 0,3mm thay vì các điện cực phức tạp Dây này được cuốn liên tục và có khả năng cắt các bề mặt 2D và 3D phức tạp theo biên dạng đã định sẵn Chuyển động của dây cắt được điều khiển chính xác trong hệ tọa độ XY, thường thông qua bàn máy CNC, nhằm đạt được độ chính xác cao trong gia công.
Chuyển động theo các phương X và Y được điều khiển với độ chính xác khoảng 0,001mm, tạo thành một đường liên tục Chuyển động này có thể được lập trình qua phần mềm CAD/CAM chuyên dụng cho máy cắt dây hoặc lập trình thủ công cho các ứng dụng đơn giản Dây cắt được dẫn hướng qua hai cơ cấu dẫn hướng bằng kim cương, với đường kính trong của lỗ dẫn hướng tương ứng với đường kính dây Nhà cung cấp thường kèm theo máy chính một số bộ cơ cấu dẫn hướng phù hợp cho nhiều loại đường kính dây cắt khác nhau.
Giữa gia công bằng điện cực thỏi và gia công bằng dây cắt có một số khác biệt như sau:
- Gia công bằng điện cực thỏi người ta sử dụng dầu làm chất điện môi thì trong WEDM lại dùng nước khử khoáng
Khi gia công bằng điện cực thỏi, sự phóng điện diễn ra giữa mặt đầu của điện cực và chi tiết gia công Ngược lại, trong gia công bằng dây cắt, phóng điện xảy ra giữa mặt bên của dây cắt và chi tiết gia công.
Vùng phóng điện trong gia công bằng điện cực thỏi bao gồm cả mặt đầu và góc của điện cực, trong khi đó, vùng phóng điện khi sử dụng dây cắt chỉ bao gồm mặt.
180 o của dây cực khi nó tiến đến cắt chi tiết gia công
Có hai loại máy WEDM:
Máy WEDM truyền thống là loại máy cắt dây đầu tiên, được điều khiển bằng tay với cấu trúc đơn giản Tuy nhiên, máy này có khả năng công nghệ và độ chính xác thấp, dẫn đến chất lượng gia công phụ thuộc nhiều vào tay nghề của công nhân Nó chỉ có thể gia công những hình dạng đơn giản và không thể xử lý các bề mặt phức tạp như bề mặt côn hay bánh răng.
Máy WEDM CNC là loại EDM được điều khiển bằng chương trình số, có cấu trúc phức tạp nhưng mang lại khả năng công nghệ vượt trội Thiết bị này có khả năng gia công các bề mặt phức tạp với độ chính xác cao.
Gia công WEDM 5 trục “thực” đang trở nên phổ biến, khác biệt với gia công CNC 5 trục Thay vì chỉ nghiêng bộ dẫn dây cắt, gia công WEDM 5 trục “thực” yêu cầu hệ thống bàn xoay để xoay chi tiết trong quá trình gia công Bàn xoay cho phép chi tiết được xoay đồng thời, giúp phân độ chi tiết với gia số định trước, rất hữu ích cho các yêu cầu dung sai nghiêm ngặt Công nghệ này thường được áp dụng trong chế tạo các chi tiết phức tạp trong ngành hàng không, y học và kỹ nghệ truyền thông.
Các dây cắt thường được sử dụng một lần, tuy nhiên cũng tồn tại loại dây có thể sử dụng nhiều lần Để gia công cắt dây hiệu quả, vật liệu làm điện cực cần phải đáp ứng các tiêu chí nhất định.
- Có nhiệt độ nóng chảy cao
- Có độ giãn dài cao
- Có tính dẫn nhiệt tốt
Dây cắt được phân loại thành hai loại dựa trên thành phần: loại không có lớp phủ (đơn thành phần) và loại có lớp phủ (đa thành phần).
- Loại không có lớp phủ
