Gia công áp lực

Gia công kim loại bằng áp lực là một ngành cơ bản trong sản xuất cơ khí. Công nghệ gia công áp lực cho phép tạo ra các sản phẩm có hình dáng và kích thước phức tạp đồng thời đảm bảo chất lượng về cơ tính tốt, năng suất cao, giá thành hạ. Trong giai đoạn phát triển của xã hội hiện nay, việc xây dựng một nền công nghiệp hiện đại là một nhiệm vụ trọng tâm trong thời kỳ phát triển nền kinh tế thị trường. Nhận rõ được nhiệm vụ quan trọng đó Đảng và Nhà nước ta đã rất chú trọng đến việc phát triển nền công nghiệp nặng trong đó mũi nhọn là cơ khí. Trong cơ khí có rất nhiều lĩnh vực chúng ta cần tìm hiểu, song song với đó là những công nghệ đi kèm, điển hình là công nghệ dập nguội, công nghệ dập nguội là một công nghệ được sử dụng rất phổ biến trong thực tế, nó giúp cho quá trình tạo ra sản phẩm ngắn hơn bằng cách sử dụng chày và cối theo hình dạng của sản phẩm sau đó tác dụng 1 ngoại lực đủ lớn để dập tạo hình. Công nghệ dập nguội được sử dụng rông rãi trong nhiều lĩnh vực, tiêu biểu là sản xuất đồ dân dụng,… trong cơ khí chế tạo công nghệ dập nguội cũng góp một phần để sản xuất ra các chi tiết có hình dạng đăc trưng như trục, bánh răng,… Gia công kim loại bằng áp lực là một ngành cơ bản trong sản xuất cơ khí. Công nghệ gia công áp lực cho phép tạo ra các sản phẩm có hình dáng và kích thước phức tạp đồng thời đảm bảo chất lượng về cơ tính tốt, năng suất cao, giá thành hạ. Trong giai đoạn phát triển của xã hội hiện nay, việc xây dựng một nền công nghiệp hiện đại là một nhiệm vụ trọng tâm trong thời kỳ phát triển nền kinh tế thị trường. Nhận rõ được nhiệm vụ quan trọng đó Đảng và Nhà nước ta đã rất chú trọng đến việc phát triển nền công nghiệp nặng trong đó mũi nhọn là cơ khí. Trong cơ khí có rất nhiều lĩnh vực chúng ta cần tìm hiểu, song song với đó là những công nghệ đi kèm, điển hình là công nghệ dập nguội, công nghệ dập nguội là một công nghệ được sử dụng rất phổ biến trong thực tế, nó giúp cho quá trình tạo ra sản phẩm ngắn hơn bằng cách sử dụng chày và cối theo hình dạng của sản phẩm sau đó tác dụng 1 ngoại lực đủ lớn để dập tạo hình. Công nghệ dập nguội được sử dụng rông rãi trong nhiều lĩnh vực, tiêu biểu là sản xuất đồ dân dụng,… trong cơ khí chế tạo công nghệ dập nguội cũng góp một phần để sản xuất ra các chi tiết có hình dạng đăc trưng như trục, bánh răng,… Gia công kim loại bằng áp lực là một ngành cơ bản trong sản xuất cơ khí. Công nghệ gia công áp lực cho phép tạo ra các sản phẩm có hình dáng và kích thước phức tạp đồng thời đảm bảo chất lượng về cơ tính tốt, năng suất cao, giá thành hạ. Trong giai đoạn phát triển của xã hội hiện nay, việc xây dựng một nền công nghiệp hiện đại là một nhiệm vụ trọng tâm trong thời kỳ phát triển nền kinh tế thị trường. Nhận rõ được nhiệm vụ quan trọng đó Đảng và Nhà nước ta đã rất chú trọng đến việc phát triển nền công nghiệp nặng trong đó mũi nhọn là cơ khí. Trong cơ khí có rất nhiều lĩnh vực chúng ta cần tìm hiểu, song song với đó là những công nghệ đi kèm, điển hình là công nghệ dập nguội, công nghệ dập nguội là một công nghệ được sử dụng rất phổ biến trong thực tế, nó giúp cho quá trình tạo ra sản phẩm ngắn hơn bằng cách sử dụng chày và cối theo hình dạng của sản phẩm sau đó tác dụng 1 ngoại lực đủ lớn để dập tạo hình. Công nghệ dập nguội được sử dụng rông rãi trong nhiều lĩnh vực, tiêu biểu là sản xuất đồ dân dụng,… trong cơ khí chế tạo công nghệ dập nguội cũng góp một phần để sản xuất ra các chi tiết có hình dạng đăc trưng như trục, bánh răng,… https://www.mediafire.com/?zzz5qjfk3zd7fel

SINH VIÊN THỰC HIỆN 1.Ngô Văn Huấn

2.Trần Văn Hải 3.Ngô Xuân Hải 4.Nguyễn Mạnh Hùng 5.Lê Văn Huy

6.Lê Văn Ước 7.Trần Đức Sơn

LỜI NÓI ĐẦU

Gia công kim loại bằng áp lực là một ngành cơ bản trong sản xuất cơ khí.Công nghệ gia công áp lực cho phép tạo ra các sản phẩm có hình dáng và kíchthước phức tạp đồng thời đảm bảo chất lượng về cơ tính tốt, năng suất cao, giáthành hạ

Trong giai đoạn phát triển của xã hội hiện nay, việc xây dựng một nền công nghiệp hiện đại là một nhiệm vụ trọng tâm trong thời kỳ phát triển nền kinh tế thị trường Nhận rõ được nhiệm vụ quan trọng đó Đảng và Nhà nước ta

đã rất chú trọng đến việc phát triển nền công nghiệp nặng trong đó mũi nhọn là

cơ khí

Trong cơ khí có rất nhiều lĩnh vực chúng ta cần tìm hiểu, song song với đó là

những công nghệ đi kèm, điển hình là công nghệ dập nguội, công nghệ dập

nguội là một công nghệ được sử dụng rất phổ biến trong thực tế, nó giúp cho quá trình tạo ra sản phẩm ngắn hơn bằng cách sử dụng chày và cối theo hình dạng của sản phẩm sau đó tác dụng 1 ngoại lực đủ lớn để dập tạo hình

Công nghệ dập nguội được sử dụng rông rãi trong nhiều lĩnh vực, tiêu biểu làsản xuất đồ dân dụng,… trong cơ khí chế tạo công nghệ dập nguội cũng góp một phần để sản xuất ra các chi tiết có hình dạng đăc trưng như trục, bánh răng,

BÀI TẬP LỚN

Mụn: Gia Cụng Áp Lực

Đề số 12: Thiết kế quy trỡnh cụng nghệ và khuụn để chế tạo chi tiết:

TRUONG ĐHCN Hà nội Khoa Co Khi

BAI TAP LON GIA CONG AP LUC

Đ? số 13: Thiet ke quy trinh cong nghe che tao khuon de che tao chi tiet duoi day

Yêu cầu:

1.Thuyet minh

- Bìa theo quy dinh chung.

- Số l ợng: 25 ữ 30 trang, đánh máy.

2 Bản vẽ (2 bản vẽ A0, 1 bản vẽ A2) bao gồm:

- Bản vẽ lắp khuôn hoàn chỉnh (A0).

1

ỉ46

THUYẾT MINH

1.Xây dựng bản vẽ chi tiết

Các thông số như bản vẽ với vật liệu 08KΠ và chiều dày s=1

2 Phân tích công nghệ của sản phẩm:

a) Điều kiện để chế tạo ra sản phẩm:

Đây là sản phẩm dập vuốt chi tiết dạng tròn xoay Thành dày chi tiết là s=1với đường kính miệng dập là Φ48, đường kính lỗ đột Φ22, bán kính filler r=2

Bề mặt làm việc của sản phẩm là bề mặt ngoài tròn xoay và có lỗ suốt chonên sản phẩm sau khi chế tạo ra phải đảm bảo độ tròn, độ vuông góc và các kíchthước khác của sản phẩm

b) Phân tích tính công nghệ của phương pháp:

Sản phẩm sau khi được dập vuốt:

+) đảm bảo được độ chính xác bản thân đó:

Độ nhám, và nhẵn bóng bề mặt ( do dụng cụ quyết định )

+) Đảm bảo độ chính xác vị trí tương quan

+) Độ trụ lắp ghép của ống đỡ được đảm bảo

→ Với các yếu cầu mà chi tiết phải đạt được và khả năng của phương phápvuốt thực hiện được thì sản phẩm hoàn toàn có thể tạo ra một cách dễ dàng bằngphương pháp vuốt

3 Xác định kích thước và hình dạng phôi

Nhìn vào bản vẽ chi tiết ta thấy đây là một sản phẩm dạng tròn xoay có lỗđột và Để dập ra được chi tiết này ta cần phải chọn phôi có hình dáng tròn, độdày 1mm

Vật liệu phôi 08KΠ tức chi tiết được dập vuốt từ thép hợp kim có thànhphần Cacbon (0,78-0,85)%, thành phần Côban (0,95-1,25)% và thành phầnZiêcôni (098-1.15)%, độ cứng HB< 178

Để tính đường kính phôi có 3 phương pháp là

- Phương pháp cân bằng trọng lượng

- Phương pháp cân bằng thể tích

- Phương pháp cân bằng diện tích

Ta chọn phương pháp cân bằng diện tích

Hình dáng sản phẩm sau khi dập

Đường kính phôi:

D=

D= = 151,77

Vậy đường kính phôi là :Df = D = 151,77 (mm)

Vậy ta có kích thước phôi như sau : S = 1mm; D = 151,77mm

4 Các phương án công nghệ:

- Hiệu suất sử dung lớn nhất

- Bảo đảm chất lượng sản phẩm

- Thuận lợi cho công nhân thao tác trên khuôn

- Kết cấu khuôn đơn giản và độ bền của các chi tiết làm việc của khuôncao

- Đạt năng suất lao động cao, giảm bớt số lần cắt pha vật liệu

* Các phương án xếp hình cho chi tiết dạng phôi tròn là :

% 100 ) 2 2 77 , 151 ).(

5 , 1 77 , 151 (

77 , 151 785 , 0 100

.

2

= +

% 100 24 , 307 77 , 154

77 , 151 785 , 0 2 100 2

F o

η

Để dễ dàng cho việc cắt phôi ta chọn phương án xếp hình theo một hàng

- Tính toán chiều rộng băng vật liệu: B = D+ 2C =151,77+ 2.2 =155,77 mm chiều dài băng vật liệu : a=D +2C1 = 151,77+2.1,5 =154,77mm

* Cắt băng trên tấm vật liệu

Khi cắt tấm vật liệu thành băng có 3 cách : cắt dọc, cắt ngang, cắt phối hợp.Khi chọn phương pháp cắt cần xét :

- Hiệu suất sử dụng vật liệu trên toàn tấm là lớn nhất ;

- số lần cắt thành băng là ít nhất

- Thuận lợi cho thao tác của công nhân và kết cấu khuôn đơn giản

- phần thừa của tấm còn sử dụng được

Từ đó ta chọn phương pháp cắt ngang, tức là đường cắt song song với mépngang của tấm

số băng cắt ra ở mỗi tấm là : u = L-K/B

với L - chiều dài mỗi tấm

K- Phần thừa theo chiều dài tấm

B- chiều rộng của băng

Như vậy số lượng vật cắt có được trong tấm là : N = u.Z

với Z là số vật cắt trong một băng

- Chiều dài băng vật liệu: với vật liệu tấm là 08KΠ có chiều dày S = 1mm vìvậy để thuận tiện cho quá trình thao tác của công nhân chiều dài tấm phải đượcchọn phù hợp

Chọn L = 500 mm khi đó số lượng vật cắt được trong băng Z = 2

Chọn phương án cắt (pha) băng trên tấm vật liệu:

Chọn tấm vật liệu để cắt (pha) băng theo tiêu chuẩn: ta chọn tấm vật liệu 08KΠ,chiều dày tấm 1 mm, chiều rộng 300 mm theo tiêu chuẩn

Cắt tấm vật liệu thành các băng bằng dao cắt lưỡi bằng

5 Xác định các thông số lực công nghệ:

a) Nguyên công cắt hình:

Lực cắt hình phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm cắt hình, vào chiềudày tấm vật liệu, vào cơ tính của vật liệu, vào khe hở giữa chày và cối; vào hìnhdáng và trạng thái mép cắt của chày và cối Lực cắt ra một sản phẩm được xácđịnh theo công thức: P = k.L.S.c (KG)

Trong đó: k=1,1 ÷1,3 hệ số tính đến sự không đồng đều về chiều dày và tínhchất của vật liệu, mép cắt bị mòn, lắp ghép khuôn không chính xác, Ta chọn:k=1,2;

L: Chu vi vòng dập cắt L =π.D =3,14 151,77= 476,57 (mm);

S: chiều dày tấm vật liệu S = 1 (mm);

c : Trở lực cắt của vật liệu c =(0,6÷0,8)b

Tra bảng ta được: c = 50(N/mm2)

⇒ Lực cắt ra một sản phẩm : P = 1,2.489,78.1.50=28593,4 (KG)= 28,59Tấn)b) Nguyên công dập vuốt:

Đây là chi tiết hình tròn xoay cao, có đáy phẳng Chi tiết được dập vuốt trong

ba lần vì đường kính không đổi và không có biến thành mỏng

Trong đó: kn: Hệ số phụ thuộc vào hệ số dập vuốt

dn: Đường kính chi tiết sau khi dập lần thứ n;

S: Chiều dày tấm vật liệu, S =1 (mm);

σb: Giới hạn bền cho phép của vật liệu, tra bảng 85 vật liệu 08KΠ

σb =42 (KG/mm2)

Pdv1=1 ⋅3,14⋅83,47⋅1⋅42 = 11008,2 (kG) = 11Tấn) tra bảng 86 k1 = 1

Lực đột lỗ được xác định theo công thức: P = k.F.c (KG)

Trong đó: k=1,1 ÷1,3 hệ số tính đến sự không đồng đều về chiều dày và tínhchất của vật liệu, mép cắt bị mòn, lắp ghép khuôn không chính xác, Ta chọn:k=1,2;

F: Là diện tích đột lỗ F= L.S

L: Chu vi vòng dập cắt L =π.d =3,14 22.5 = 70,65(mm);

S: chiều dày tấm vật liệu S = 1 (mm);

τc : Ứng suất cắt của vật liệu Tra bảng 14 ta được:

e) Xác định tâm áp lực của khuôn:

Do sản phẩm có dạng tròn xoay nên tâm áp lực của khuôn cắt hình và khuôndập vuốt đặt tại trọng tâm của sản phẩm

6 Xác định kích thước làm việc của khuôn.

Sơ đồ xđ dung sai của chày và cối khi cắt hình khi khi cắt hình

a Khuôn cắt hình:

Chế tạo chày cối cắt hình theo phương pháp chế tạo riêng Phương pháp

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

Trong trường hợp cắt hình kích thước danh

nghĩa của cối được lấy bằng kích thước giới hạn

- ∆: Dung sai đường kính sản phẩm: Tra bảng 24: ∆=0,26;

- α: Dung sai chế tạo cối; α= 0

- β: Dung sai chế tạo chày; β= 0

- Zmin: Khe hở hai phía nhỏ nhất giữa chày và cối; Tra bảng 13:

 Bán kính lượn của cối và chày dập vuốt:

+ Bán kính lượn của cối và chày dập vuốt, đặc biệt là của cối có ảnh

hưởng đến nhiều yếu tố lúc dập vuốt Bán kính lượn của cối lớn thì trở lực

Chày

Sản phẩm

Cối

có thể gây nên các nếp nhăn ở thành và nhất là ở mép sản phẩm Bởi vậy,bán kính lượn của cối phải chọn trong giới hạn cho phép phụ thuộc vàochiều dày vật liệu, loại vật liệu, mức độ thu nhỏ đường kính, số lần dậpvuốt và sau khi dập vuốt có cắt mép thừa hay không Vậy với chi tiết vậtliệu mềm và mỏng ta chọn bán kính góc lượn mép trên của cối là:

Rc=8mm

+ Ở nguyên công cuối cùng lấy bán kính lượn của chày (Rch) lấy bằng bánkịnh lượn bên trong của sản phẩm Rch = 2 (mm)

 Khe hở giữa chày và cối lúc dập vuốt

Khe hở giữa chày và cối lúc dập vuốt là một nửa hiệu số giữa đường kính

Trị số khe hở nhỏ nhất để chế tạo chày cối (Zmin) được xác định như sau:

Zmin =(1,0 ÷1,05)⋅S = 1 ÷ 1,05 = 1 mm

 Dung sai trên kích thước làm việc của chày và cối dập vuốt

Dung sai trên kích thước làm việc của chày và cối dập vuốt phụ thuộc vàodung sai chế tạo sản phẩm, kích thước sản phẩm và chiều dày tấm vật liệu.Khi dung sai chế tạo sản phẩm ghi trên kích thước trong:

D

(Sơ đồ phân bố khoảng dung sai)

Z – Khe hở giữa chày và cối về một phía; Z= 1 mm

α và β - Dung sai chế tạo cối và chày xác định theo

chế độ lắp ghép cho trong bảng 94

Với ∆ =0,26 theo cấp chính xác 6, α và β được lấy

theo cấp chính xác 2: Cối (A), chày (L),

Chế tạo chày cối đột lỗ theo phương pháp chế

tạo riêng Phương pháp này sử dụng khi chế tạo hàng loạt chày và cối, đòi hỏi

- ∆: Dung sai đường kính sản phẩm: Tra bảng 24: ∆=0,34;

- α: Dung sai chế tạo cối; α= 0,05

- β: Dung sai chế tạo chày; β= 0,03

- Zmin: Khe hở hai phía nhỏ nhất giữa chày và cối; Tra bảng 13:

Khi đó kích thước của cối và chày được xác định như sau:

- ∆: Dung sai đường kính sản phẩm: Tra bảng 24: ∆=0,34;

- α: Dung sai chế tạo cối; α= 0,05

- β: Dung sai chế tạo chày; β= 0,03

- Zmin: Khe hở hai phía nhỏ nhất giữa chày và cối; Tra bảng 13:

7.1.1 Chọn vật liệu chế tạo chày, cối cắt hình:

Chày, cối làm việc trong điều kiện va đập, chịu áp lực cao, chịu mài mònnhất là tại vị trí mép cắt Vì vậy chọn vật liệu cần đảm bảo cho chày cối có độcứng, độ bền cao

Căn cứ vào điều kiện gia công, lực dập cắt nhỏ, vật liệu mềm và mỏng Ta chọnvật liệu của chày và cối là thép các bon Y8A tôi đạt độ cứng 58 ÷62 HRC, ứngsuất nén σn=5500 (KG/cm2), mô đun đàn hồi E = 2150000(KG/cm2)

7.1.2 Kết cấu của chày và cối

Chày cắt hình:

(Kết cấu chày cắt hình)

Với kích thước sản phẩm cắt hình không trung bình, vật

liệu mềm và chiều dày tấm vật liệu nhỏ ta sử dụng loại

chày nguyên với hình dạng mép cắt như hình vẽ

Để chống xoay khi phần lắp ghép của chày là hình

tròn xoay, ta làm rãnh ở trên tấm giữ chày, còn ở tán

chày vát phẳng hai bên

Chày được kẹp chặt với đế khuôn, không chỉ bằng áo

chày mà cả kẹp chặt trực tiếp

Xác định kích thước kết cấu:

Một số kích thước trong kết cấu của chày tham gia vào

việc lắp ghép được xác định theo tiêu chuẩn căn cứ vào

kích thước các thiết bị kèm theo máy

Chiều dài của chày xác định phụ thuộc vào chiều cao

kín của khuôn

 Cối cắt hình:

Sử dụng loại cối cắt hình như hình vẽ Với phần mép cắt làm côn với góc cônnhỏ α, phần mở rộng ở dưới làm với góc côn β Loại cối này có ưu điểm là lấyvật dập dễ dàng, mép cắt sắc và thời gian giữa hai lần mài sửa lâu hơn Nhượcđiểm là khi mài sửa theo mặt trên lòng cối rộng ra

Các thông số cơ bản của mép cắt cối cắt hình được tra trong bảng 30 ta được:

α= 30’; β= 20 và h = 5 (mm)

Ta sử dụng kết cấu khuôn cắt hình như hình vẽ sau, loại khuôn này dùng

để cắt theo sản phẩm dạng vòng tròn vừa và nhỏ, không đòi hỏi độ chính xáccao

5- Áo cối;

6- Bệ cối;

7- Tấm gạt phế liệu;

7.2 Kết cấu khuôn dập vuốt

• Hình dạng, kết cấu của chày và cối dập vuốt:

Hình dạng, kết cấu của chày và cối dập vuốt phụ thuộc vào hình dạng, kíchthước sản phẩm dập vuốt, số lần dập vuốt Với hình dạng sản phẩm trong bài,sản phẩm được hình thành sau ba lần dập vuốt, ta có hình dạng kết cấu chày vàcối dập vuốt như hình vẽ sau:

(Hình dạng kết cấu chày và cối dập vuốt)

• Vật liệu chế tạo chày và cối dập vuốt:

Với điều kiện làm việc chịu va đập, chịu áp lực cao, chịu mài mòn, có hình dạngphức tạp và phải giữ được hình dáng sau gia công nhiệt luyện Xuất phát từ điềunày mà thép khuôn dập vuốt cần phải có độ cứng, độ bền cao và có tính chịumài mòn tốt Trong quá trình chế tạo khuôn cần chú ý đến công việc nhiệtluyện, để đảm bảo độ cứng và tổ chức của kim loại

Căn cứ vào điều kiện làm việc: vật liệu dập vuốt mềm, tấm vật liệu có bề dàymỏng, kích thước sản phẩm không lớn lắm Ta chọn vật liệu cho khuôn dập làthép các bon: Y10A, đạt độ cứng 60÷63 HRC sau khi tôi

7.3 Kết cấu khuôn đột lỗ:

 Chày đột lỗ:

Với kích thước sản phẩm cắt hình không trung bình, vật liệu mềm và chiều dàytấm vật liệu nhỏ ta sử dụng loại chày nguyên với hình dạng mép cắt như hìnhvẽ

Để chống xoay khi phần lắp ghép của chày là hình tròn xoay, ta làm rãnh ở trêntấm giữ chày, còn ở tán chày vát phẳng hai bên

Chày được kẹp chặt với đế khuôn, không chỉ bằng áo chày mà cả kẹp chặttrực tiếp

dập dễ dàng, mép cắt sắc và thời gian giữa hai lần mài sửa lâu hơn Nhược điểm

là khi mài sửa theo mặt trên lòng cối rộng ra

Các thông số cơ bản của mép cắt cối đột lỗ được tra trong bảng 30 ta được:

α= 30’; β= 20 và h = 5 (mm)

Ta sử dụng kết cấu khuôn cắt hình như hình vẽ sau, loại khuôn này dùng

để cắt theo sản phẩm dạng vòng tròn vừa và nhỏ, không đòi hỏi độ chính xáccao

Khi chọn máy chúng ta phải tuân theo một số nguyên tắc sau :

- Loại máy ép và trị số hành trình của máy ép cần phải phù hợp với nguyêncông công nghệ

- Lực công tác được tạo ra bởi máy ép cần phải bằng hoặc lớn hơn lực côngnghệ

Pm / (1,25 – 1,3)P

- Công suất của máy phải đủ

- Chiều cao kín của máy cần phù hợp chiều cao kín của khuôn

Khi chọn cần thỏa mãn yêu cầu sau

H – 5 mm / Hk / H2 + 10 mm

Hoặc

H – 2/3 M [ Hk [ H – (0,1-0,3)M

Trong đó:

H là chiều cao kín lớn nhất của máy

H2 là chiều cao kín nhỏ nhất của máy

M là khoảng điều chỉnh của đầu trượt

H2 = H - M

- Kích thước đầu trượt,bàn máy cần đảm bảo lắp được khuôn và cơ cấu cấpphôi Kích thước của bàn máy phải chọn phù hợp với kích thước của khuôn.Đảm bảo kẹp chặt được khuôn, dễ lấy sản phẩm ra khỏi khuôn

- Số hành trình đầu trượt/phút cần đủ lớn để nâng cao hiệu suất

- Thuận tiện và an toàn cho người sử dụng