Các phương pháp gia công biến dạng: Phần 2

Phần 2 cuốn sách Các phương pháp gia công biến dạng giới thiệu tới bạn đọc lập quy trình công nghệ rèn, xác định khối lượng và kích thước phôi ban đầu. Tìm hiểu về phương pháp dập thể tích để biết cách phân loại chúng. Đây là cuốn sách cô đọng nhất về lý thuyết biến dạng dẻo kim loại. Mời các bạn cùng tham khảo.

Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com c/ LËp quy trình công nghệ rèn Căn kích thớc phôi đà chọn, hình dáng, kích thớc vật rèn xác định nguyên công cần thiết trình tự tiến hành hợp lý, phù hợp với trang thiết bị có trình độ tay nghề công nhân lập thành phiếu công nghệ Quá trình công nghệ tạo vật rèn tự gồm công việc sau: nung kim loại, rèn, làm nguội, nhiệt luyện, làm sạch, đóng dấu ký hiệu kiểm tra Gia công vật rèn nhiều phơng pháp khác nhau, nhiều thiết bị khác từ kích thớc phôi ban đầu khác Khi chọn phơng pháp hợp lý để rèn, phải dựa yêu cầu sau: tốn thời gian nhất, tốn kim loại nhiên liệu nhất, chất lợng vật rèn tốt nhất, tuyệt đối đảm bảo an toàn lao động Khi lập quy trình công nghệ, phải dựa vào loại máy, loại lò trang bị khí có phân xởng Trong quy trình công nghệ, cần ghi thứ tự nguyên công phụ, nguyên công có ghi rõ thiết bị, dụng cụ, khuôn đồ gá dụng cụ kiểm tra Các yêu cầu điều kiện kỹ thuật nh xác định vật liệu, đòi hỏi lý tính vật rèn, chế độ nhiệt luyện, yêu cầu kiểm tra, thí nghiệm v.v đợc ghi đầy đủ quy trình công nghệ hay vẽ vật rèn kèm d/ Xác định khối lợng kích thớc phôi ban đầu - Xác định khối lợng phôi rèn: + Phôi thép đúc (GPđ): GPđ = Gvr + G®n + G® + Gch + G®l +Gcb Trong đó: Gvr - Khối lợng vật rèn đợc tính theo kÝch th−íc danh nghÜa vËt rÌn [kg] G®n - Khối lợng phần đậu ngót thỏi đúc cần cắt lấy 15ữ25 % GPđ Gđ - Khối lợng phần đáy thỏi đúc cần cắt bỏ Nếu thép cácbon Gđ= 4ữ7% GPđ, thép hợp kim Gđ= 7ữ10% GPđ Gch - Khối lợng kim loại cháy nung Nung lần đầu Gch=1,5ữ2,5% GPđ Mỗi lần nung Gch=1,5% GPđ Gcb - Khối lợng cần cắt bỏ lần cuối trớc hoµn thµnh chi tiÕt Nã phơ thc vµo khèi lợng tính chất phức tạp chi tiết gia công Khi vuốt vật dài Gcb= 3ữ10% Gvr Với vật rèn phức tạp nh trục khuỷu lợng cắt bỏ đạt đến 30% Gvr Gđl - Khối lợng hao hụt đột lỗ (nếu có) Đối với mỏng đột lỗ lần xong lợng kim loại hao hụt 90ữ95% khối lợng kim loại lỗ đột Khi đột lỗ vật rèn dày, phải đột từ phía, lợng hao hụt 1/3 khối lợng kim loại lỗ đột + Phôi thép c¸n (GPC): G Pc = Gvr + Gch + Gdl + Gcb Ký hiệu trị số giống nh tính phôi thép đúc - Xác định thể tÝch ph«i rÌn (VPh): V Ph G Ph γ Trong đó: GPh- Khối lợng phôi rèn o To & Cung cấp Phần Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Ni ZALO : 0862 469 468 Trờng đại học bách khoa 36 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến d¹ng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com + Nếu nguyên công rèn vuốt tiết diện phôi đợc tính: FPh = K FMAX FMAX - lµ diƯn tÝch tiÕt diƯn lín nhÊt cđa vËt rÌn K - tỉ số rèn yêu cầu, thực tế K = 1,3ữ1,5 để đảm bảo độ biến dạng > 20% Sau tính đợc FPh chọn tiết diện phôi theo tiết diện phôi tiêu chuẩn gần (FTC) Tính chiều dài phôi theo công thức: L Ph = V Ph FTC Căn vào LPh ta chọn chiều dài thực thép đúc hay chiều dài cắt hợp lý thép cán + Nếu nguyên công rèn chồn chọn đờng kính phôi: DPh = ( 0,8 ữ 1,0)3 V Ph ; cạnh vuông phôi: a = ( 0,75 ữ 0,9)3 V Ph Sau ®ã tiÕp tơc chän DPh hay a theo quy chuẩn tìm chiều dài phôi cần thiết cho LPh 2,8DPh / Tính chế độ nung làm nguội Căn vật liệu, hình dáng, kích thớc phôi, nguyên công rèn, dạng sản xuất, nhiệt độ bắt đầu rèn (tBĐ), nhiệt độ kết thúc rèn (tKT) ®Ĩ chän chÕ ®é nung gåm: nhiƯt ®é nung, tèc độ nung, thời gian nung, thời gian giữ nhiệt, cách xếp phôi nung chế độ làm nguội sau rèn Tuỳ theo tốc độ nguội cần thiết làm nguội không khí, ủ cát, vôi, nguội chậm lò nung e/ Xác định khối lợng phần rơi chọn máy để rèn tự Căn khối lợng, kích thớc vật rèn, suất yêu cầu, mức độ phức tạp kết cấu vật rèn để chọn máy cho đảm bảo khối lợng phần rơi lực ép cần thiết - Khi rèn máy búa, khối lợng phần rơi cần thiết để vuốt đợc xác định theo công thức kinh nghiệm: s G = 0,17.ν ⎜ + 0,17 ⎟ σ S ε h0 b0 s (kG) h0 ⎠ Trong đó: - hệ số hình dạng đầu búa (búa phẳng =1; tròn = 1,25) - mức độ biến dạng sau lần đập búa (®èi víi thÐp ε ≤ 0,3) h0, b0 - chiỊu cao chiều rộng phôi (cm) Trờng hợp vuốt phôi tròn h0 = b0 = d (đờng kính phôi); s - bớc vuốt s - giới hạn chảy vật liệu nhiệt độ gia công (xem sổ tay kỹ thuật rèn dập nóng) Hoặc theo kích thớc phôi ban đầu sau vuốt tra theo bảng sau: Khối lợng Thép cácbon Thép hợp kim Kích thớc ban đầu Kích thớc kết thúc Kích thớc ban đầu phần rơi (kg) (mm) (mm) (mm) 50 55 x 55 40 x 40 100 105 x 105 75 x 75 Đào Tạo & Cung cấp Phần Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 Trờng đại học bách khoa 37 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 150 250 400 1000 135 x 135 170 x 170 200 x 200 400 x 400 40 x 40 50 x 50 100 x 100 90 x 90 130 x 130 140 x 140 280 x 280 - Nếu nguyên công rèn chồn cã thĨ tÝch theo c«ng thøc thùc nghiƯm sau: ⎛ d1 ⎞ G = 0,17⎜1 + 0,17 ⎟ σ S ε k V (kG) h1 ⎠ ⎝ Trong ®ã: d1, h1 - đờng kính, chiều cao vật rèn, k - độ biến dạng nhát đập cuối lÊy b»ng 0,025 ®èi víi vËt rÌn lín, εk = 0,06 ®èi víi vËt rÌn nhá; V - thĨ tÝch phôi, cm3 Để chọn khối lợng phần rơi lực ép cần thiết máy ta dựa vào sè liƯu kinh nghiƯm cho c¸c sỉ tay thiÕt kÕ c«ng nghƯ Đào Tạo & Cung cấp Phần Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 Trờng đại học bách khoa 38 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 3.5 DËp thÓ tÝch 3.5.1 Khái niệm chung a/ Định nghĩa đặc điểm Dập thể tích phơng pháp gia công áp lực kim loại biến dạng không gian hạn chế bề mặt lòng khuôn Quá trình biến dạng phôi lòng khuôn phân thành giai đoạn: giai đoạn đầu chiều cao phôi giảm, kim loại biến dạng chảy xung quanh, theo phơng thẳng đứng phôi chịu ứng suất nén, phơng ngang chịu ứng suất kéo Giai đoạn 2: kim loại bắt đầu lèn kín cửa ba-via, p kim loại chịu ứng suất nén khối, mặt tiếp giáp khuôn dới cha áp sát vào Giai đoạn cuối: kim loại chịu ứng suất nén khối triệt để, điền đầy phần sâu mỏng lòng khuôn, phần kim loại thừa tràn qua cửa bavia vào rÃnh chứa bavia lúc bề H.3.25 Sơ đồ kết cấu khuôn rèn mặt khuôn áp sát vào ã ã ã ã 1-khuôn trên; 2- rÃnh chứa ba-via; 3- khuôn dới; 4- chuôi đuôi én; 5- lòng khuôn; 6- cửa ba-via Ưu điểm phơng pháp dập thể tích: Chế tạo phôi có hình dạng phức tạp rèn tự Năng suất cao, dễ khí hoá tự động hóa Độ xác độ bóng bề mặt phôi cao; Chất lợng sản phẩm đồng cao, phụ thuộc tay nghề công nhân Nhợc điểm phơng pháp dập thể tích: ã Thiết bị cần có công suất lớn, độ cứng vững độ xác cao ã Chi phí chế tạo khuôn cao, khuôn làm việc điều kiện nhiệt độ áp lùc cao Bëi vËy dËp thĨ tÝch chđ u dïng sản xuất hàng loạt hàng khối b/ Phân loại phơng pháp dập thể tích Căn theo cách bố trí khuôn khối khuôn: Rèn khuôn lòng khuôn: phôi đợc rèn sơ trớc rèn tự hay thép định hình Kết cấu khuôn đơn giản nên đợc dùng sản xuất trung bình Rèn khối khuôn nhiều lòng khuôn: phôi đợc đa vào lòng khuôn khối khuôn Phơng pháp dùng máy có công suất lớn, dạng sản xuất trung bình lớn hay hàng khối Căn theo trạng thái nhiệt phôi: Rèn khuôn nóng: kim loại dể biến dạng, khả điền đầy tốt, không cần thiết bị có công suất cao, khuôn mòn v.v Song chất lợng bề mặt không cao, độ xác o To & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp -Kt Ni ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 38 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biÕn d¹ng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com kích thớc thấp, khuôn phải chịu nhiệt tốt Vì rèn khuôn nóng dùng rèn thô, rèn sơ bé tr−íc rÌn tinh RÌn khu«n ngi: dïng rèn tinh, sửa vào lần cuối trớc thành phẩm Căn vào kết cấu khuôn dập, ngời ta phân loại sau: Dập thể tích khuôn hở: khuôn có mặt phân khuôn gần lòng khuôn vuông góc với phơng lực tác dụng Dập thể tích khuôn hở, có rÃnh ba via, phần kim loại có biến dạng tự nên biến dạng kém, mức độ điền đầy khuôn không cao, tốn kim loại tạo ba via, nhng có u điểm không cần định lợng kim loại xác P H.3.26 Sơ đồ nguyên lý phơng pháp dập khuôn hở 1) Nửa khuôn dới 2) Mặt phân khuôn 3) Nửa khuôn 4) RÃnh ba via 5) phôi 6)sản phẩm Dập thể tích khuôn kín: Khuôn có mặt phân khuôn gần lòng khuôn song song gần song song với phơng lực tác dụng H.3.27 Sơ đồ nguyên lý phơng pháp dập khuôn kín Dập khuôn kín có u điểm: khả điền thấu khuôn tốt, vật rèn ba via nên tiết kiệm kim loại, nhng độ xác theo chiều cao thấp, đòi hỏi định lợng kim loại xác chế tạo khuôn phức tạp o To & Cung cp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 39 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 3.5.2 ThiÕt bÞ dËp thĨ tÝch ThiÕt bÞ dïng dËp thĨ tích bao gồm nhiều loại khác nh thiết bị nung, thiết bị vận chuyển, máy cắt phôi, thiết bị làm nguội, thiết bị kiểm tra v.v Tuy nhiên đay ta nghiên cứu số máy gia công Dập thể tích đòi hỏi phải có lực dập lớn, máy dập phải có công suất lớn, độ cứng vững máy cao Mặt khác, yêu cầu dập khuôn khuôn dới phải định vị xác với nhau, chuyển động đầu trợt máy dập phải xác, gây chấn động Trong dập thể tích thông dụng sử dụng loại máy sau: máy búa nớc - không khÝ nÐn, m¸y Ðp trơc khủu, m¸y Ðp thủ lùc, máy ép ma sát trục vít a/ Máy búa nớc - không khí nén Máy búa nớc-không khí nén làm việc với nớc áp suất -9 at không khí nén có áp suất từ - at, trọng lợng phần rơi từ 500 kg đến 43 Nguyên lý làm việc máy nh sau: Khi máy cha làm việc, lò xo (7) thông qua hệ thống đòn bẩy giữ cho van phân phối (2) vị trí trung gian, nhấn bàn đạp (8), hệ thống đòn bẩy chung thông qua đòn bẩy (6 4) mở van cấp (3) 10 nớc theo đờng dẫn vào ngăn xi lanh đẩy pistông búa (10) xuống, ngăn dới qua lỗ trục van trợt (2) ống thoát (b) Khi đầu búa xuống, tì (5) trợt theo mặt vát đến mức độ rÃnh khuyết van trợt hớng đờng khí đa từ ống (a) vào mặt dới pittông (10) đa đầu búa lên Đầu búa lên đến hành trình xác định H.3.28 Sơ đồ nguyên lý máy búa nớc 1) Đòn bẩy 2) Van phân phối 3) Van cấp mặt vát ép vào tỳ (5) thông 4) Đòn bẩy 5) Thanh tì 6) Đòn bẩy 7) Lò xo 8) Bàn đạp 9) Đầu búa 10) Pistông đầu búa qua hệ thống đòn bẩy (1) nâng van trợt (2) lên chuẩn bị cho hành trình xuống Máy có tốc độ chuyển động đầu trợt lớn không êm, biến dạng kim loại không triệt để, va đập hai nửa khuôn lớn nên gia công xác b/ Máy ép thủy lực Các máy ép thuỷ lực loại máy rèn truyền dẫn dòng chất lỏng (dầu nớc) có áp suất cao Máy đợc chế tạo víi lùc Ðp tõ 300 - 7.000 tÊn CÊu t¹o m¸y Ðp thủ lùc cã nhiỊu kiĨu kh¸c Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cp -Kt Ni ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 40 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Để tạo áp lực ép lớn, máy ép thủy lực thờng dùng khuếch đại áp suất với hai xi lanh: xi lanh (1) xi lanh dầu (3) Pittông (2) có hai phần đờng kính khác nhau, phần nằm xi lanh có đờng kính lớn (D) phần nằm xi lanh dầu có đờng kính bé (d) Với áp suất p1, áp suất dầu (p2) đợc tính theo công thức sau: D2 p = p1 ⋅ d §Õn đầu ép P2 d P1 D Hơi Bộ khuyết đại áp suất Máy ép thủy lực có u điểm: lực ép lớn, chuyển động đầu ép êm xác, điều khiển hành trình ép lực ép dễ dàng Nhợc điểm máy ép thuỷ lực chế tạo phức tạp, bảo dỡng khó khăn c/ M¸y Ðp trơc khủu M¸y Ðp trơc khủu cã lực ép từ 16ữ10.000 Máy có loại hành trình đầu trợt cố định gọi máy có hành trình cứng; có loại đầu trợt điều chỉnh đợc gọi hành trình mềm Nhìn chung máy lớn có hành trình mềm Trên máy ép khí làm đợc công việc khác nhau: rèn khuôn hở, ép phôi, đột lỗ, cắt bavia v.v Sơ đồ nguyên lý đợc trình bày hình sau: Nguyên lý làm việc máy nh sau: Động (1) qua truyền đai (2) truyền chuyển động cho trục (3), bánh (4) ăn khớp với bánh (7) lắp lồng không trục khuỷu (5) Khi đóng li hợp (6), trục khuỷu (8) quay, thông qua tay biên (8) làm cho đầu trợt (9) chuyển động tịnh tiến lên xuống, thực chu trình dập Đe dới (10) lắp bệ nghiêng điều chỉnh đợc vị trí ăn khớp khuôn 10 khuôn dới Đặc điểm máy ép trục khuỷu: chuyển động đầu trợt êm máy búa, suất cao, tổn hao lợng ít, nhng có nhợc điểm phạm vi điều chỉnh hành trình bé, H.3.29 Sơ đồ nguyên lý máy ép đòi hỏi tính toán phôi xác phải làm trục khuỷu ph«i kü tr−íc dËp Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 41 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com d/ M¸y Ðp ma s¸t trơc vÝt C¸c m¸y Ðp ma s¸t trục vít có lực ép từ 40ữ630 Nguyên lý làm việc máy nh sau: Động (1) truyền chuyển động qua truyền đai (2) làm quay trục (4) có lắp đĩa ma sát (3) (5) Khi nhấn bàn đạp (11), cần điều khiển (10) lên, đẩy trục (4) dịch sang phải ®Üa ma s¸t (3) tiÕp xóc víi b¸nh ma s¸t (6) lµm trơc vÝt quay theo chiỊu đa đầu búa xuống Khi đến vị trí cuối hành trình ép, vấu (8) tì vào x x cữ (9) làm cho cần điều khiển (10) xuống, đẩy trục (4) qua trái đĩa ma sát (5) tì vào bánh ma sát (6) làm trục vít quay theo chiều ngợc lại, đa đầu trợt lên, đến cữ hành trình (7), cần (10) lại đợc nhấc lên, trục (4) đợc đẩy sang phải, lặp lại trình Máy ép ma sát có chuyển động đầu trợt êm, tốc độ ép 11 không lớn nên kim loại biến dạng 10 triệt để so với máy búa, hành trình làm việc điều chỉnh phạm H.3.30 Sơ đồ nguyên lý máy Ðp ma s¸t vi kh¸ réng kiĨu trơc vÝt 3.5.3 Công nghệ dập thể tích Tùy thuộc vào mức độ phức tạp kết cấu vật dập, trình dập tiến hành qua lòng khuôn qua nhiều lòng khuôn Thông thờng với vật dập phức tạp, trình dập tiến hành qua nguyên công dập sơ bộ, dập bán tinh dập tinh a/ Khi dập sơ Quá trình dập đợc tiến hành với lòng khuôn sau: - Lòng khuôn vuốt: lòng khuôn làm giảm tiết diện ngang phần phôi đồng thời làm tăng chiều dài phôi (H.a) - Lòng khuôn ép tụ: lòng khuôn làm tăng tiết diện ngang phôi số chổ nhờ giảm tiết diện chổ khác, chiều dài phôi đợc giữ nguyên (H.b) - Lòng khuôn uốn: lòng khuôn làm thay đổi hớng trục phần phôi so với phần khác phù hợp với dạng vật dập (H.c) a/ b/ c/ Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 42 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com b/ Khi dËp b¸n tinh Sư dụng lòng khuôn thành hình: lòng khuôn tạo hình gần giống với hình dạng vật dập (H.d), nhng độ côn, góc lợn lớn khuôn dập tinh rÃnh bavia c/ Khi dập tinh Sử dụng lòng khuôn tinh: lòng khuôn tạo hình xác vật dập có r·nh bavia (H.e) d/ e/ 3.5.4 Khu«n dËp thĨ tÝch Khuôn dập chi tiết quan trọng dây chuyền chế tạo sản phẩm rèn dập a/ Tài liệu ban đầu Đó vẽ vật dập với đầy đủ điều kiện kỹ thuật trình công nghệ rèn, kích thức, hình dáng phôi, hồ sơ thiết bị gia công b/ Thiết kế lòng khuôn Trên sở trình rèn chi tiết, ta tiến hành thiết kế lòng khuôn cho thích hợp Lòng khuôn tinh: Phụ thuộc vào trạng thái nhiệt độ để thiết kế hình dáng kích thớc cho thích hợp Cần lu ý đến lợng co rút kim loại (Thép 1,5%; Nhôm: 1%; với chi tiết nguội nhanh, mỏng 1-1,2%) Ngoài lu ý đến độ xác gia công, hình dáng, kích thớc rÃnh bavia v.v Lòng khuôn thô: dùng để đạt đợc hình dáng vật dập gần giống với lòng khuôn tinh để nâng cao tuổi thọ độ xác lòng khuôn tinh Lòng khuôn thô dùng cho vËt rÌn phøc t¹p, kim lo¹i biÕn d¹ng khã VỊ lòng khuôn rèn thô gần giống nh lòng khuôn tinh, khác là: - Bán kính lợn (trong ngoài) lớn lòng khuôn tinh để kim loại dể điền đầy: R1 =R + C (mm); R1, R- bán kính góc lợn lòng khuôn thô tinh; C - trị số lấy tăng thêm: vật nhỏ C = 0,5ữ1 mm; trung bình C= 2ữ4; lớn C > - Độ nghiêng thành khuôn rèn thô nói chung giống khuôn tinh, nhng trờng hợp khó điền đầy lấy lớn - Lòng khuôn rèn th« kh«ng cã r·nh bavia Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 43 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com c/ H×nh dáng, kích thớc khối khuôn Bố trí lòng khuôn khối khuôn: khối khuôn có lòng khuôn nhiều lòng khuôn Các lòng khuôn bố trí khối khuôn phải đảm bảo yêu cầu trung tâm lòng khuôn trùng với trung tâm khối khuôn phải trùng với trung tâm đầu búa Mặt khác phải đảm bảo khối khuôn nhỏ (dùng hình thức bố trí song song so le), với lòng khuôn chịu lực nhỏ (lòng khuôn chế tạo phôi) bố trí xa trung tâm khuôn bên Nói chung bố trí cho thao tác đợc dễ dàng Chiều dày thành khuôn hình dang, kích thớc khối khuôn: Chiều dày thành khuôn S S1 đợc xác định theo công thức biểu đồ sổ tay rèn dập Nhng chúng không đợc nhỏ thua 10 mm Kích thớc chiều dài chiều rộng khối khuôn phải vào số lợng lòng khuôn, bố trí lòng khuôn khối khuôn Kích thớc chiều cao khối khuôn phụ thuộc vào vật rèn quy chuẩn đuôi én (xem hình sau) ã Nếu vật rèn mặt phân khuôn hình tròn thì: Hmin = 0,9.Dmax + h1 (mm) Dmin - ®−êng kÝnh lín nhÊt cđa vật rèn mặt phân khuôn (mm) h1 - chiều cao đuôi én (mm) ã Nếu vật rèn hình tròn Hmin tra theo giản đồ c¸c sỉ tay rÌn dËp α1 α1 α2 R S S Chiều dày độ nghiêng thành khuôn rèn h Hmin hmin h1 Hình dáng khuôn rèn máy búa d/ Vật liệu làm khuôn Khuôn dập làm việc điều kiện nhiệt độ cao áp lực lớn, chế tạo khuôn phức tạp yêu cầu vật liệu chế tạo khuôn phải có độ bền cao, chịu nhiệt, chịu mài mòn tốt Thờng sử dụng loại hợp kim sau: Loại nhẹ: 50CrNiMo, 50CrNiSiW, 50CrNiW, có độ cứng HB = 388ữ444 Loại vừa: 50CrNiMo, 50CrSiW, có độ cứng HB = 352ữ388 Loại nặng: 50CrNiMo, 50CrSiW, 50CrNiW, có độ cứng HB = 293ữ321 3.6 c«ng nghƯ DËp tÊm Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 44 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com đ/ Chọn máy gia công Để chọn máy gia công, cần thiết phảI dựa vào công biến dạng để chọn lực ép danh nghĩa máy Các thông số cần thiết dựa vào sổ tay rèn dập để chọn máy hợp lý 3.6.4 Công nghệ dập Công nghệ dập đợc đặc trng nhóm nguyên công chính: nguyên công cắt nguyên công tạo hình a/ Nhóm nguyên công cắt Cắt phôi nguyên công tách phần phôi khỏi phần kim loại chung Nguyên công có loại: cắt đứt, cắt phôi, đột lỗ n Nguyên công cắt đứt Là nguyên công cắt phôi thành miếng theo đờng cắt hở, dùng để cắt thành dải có chiều rộng cần thiết, cắt thành miếng nhỏ từ phôi thép lớn Có loại máy cắt đứt sau: Máy cắt lỡi dao song song: ã Góc trớc =2ữ30 ã Cắt đợc rộng B ≥ 3200 mm, β + + + + chiỊu dµy S đến 60 mm ã Chỉ cắt đợc đờng thẳng, chiều rộng B S cắt phải nhỏ chiều dài dao ã Đờng cắt thẳng, đẹp, hành trình dao H.3.34 Máy cắt lỡi dao song song nhỏ; Lực cắt tơng đối lớn: P = 1,3.B.S. c (N) B - chiều rộng cắt phôi (mm); S - chiều dày phôi cắt (mm) c - Giới hạn bền cắt phôi c = (0,6ữ0,8)b (N/mm2) Máy cắt dao nghiªng: γ α δ + + Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Ni ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa + + 51 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biÕn d¹ng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ã Lỡi dao dới nằm ngang, lỡi dao nghiêng góc = 2ữ60 ã Góc cắt = 75ữ850; góc sau = 2ữ30 Để đơn giản mµi dao cho phÐp δ = 900; gãc sau γ = ã Độ hở dao Z = 0,05ữ0,2mm ã Lực cắt không lớn, cắt đợc dày; Cắt đợc đờng cong; Đờng cắt không thẳng nhẵn Hành trình dao lớn 0,5 S c P = 1,3 (N) tg Máy cắt chấn động: Máy có lỡi dao nghiêng tạo thành gãc α = 24÷300; gãc tr−íc β = 6÷70, cắt lỡi cắt lên xuống nhanh (2000ữ3000 lần/phút) với hành trình ngắn 2ữ3 mm Cắt đợc dáy 10 mm H.3.36 Máy cắt chấn động Máy cắt dao đĩa cặp dao D D ϕ S h D h B B B S Z H.3.37 Máy cắt dao đĩa cặp dao a/ Dao đĩa có tâm trục song song - Góc ăn dao α < 140; h = (0,2÷0,3)S - NÕu S > 10 mm: D = (25÷30)S, B = (50÷90)mm - NÕu S < mm: D = (35÷50)S, B =(20÷25)mm - Lùc c¾t: P = 0,5 bS σ tgα c b/ Máy cắt dao dới nghiêng - góc nghiêng = 30÷400 - NÕu S > 10 mm: D = 20S; B = 50÷80 mm - NÕu S < 3mm: D = 28S; B = 15÷20 mm c/ Hai dao nghiêng - Độ hở Z 0,2S; h 0,3S - NÕu S > 10 mm: D = 12S; B = 40÷60 mm - NÕu S < 5mm: D = 20S; B = 10ữ15 mm b - Chiều sâu ăn dao lúc bắt đầu cắt B D Máy cắt nhiều dao đĩa ã Lỡi cắt đĩa tròn quay ngợc chiều nhau; máy có hai nhiều cặp đĩa cắt o To & Cung cp Phn Trờng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 52 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com • • • • Góc cắt 900; Z = (0,1ữ0,2)S Đờng kính dao đĩa: D =(40ữ125)S (mm) Chiều dày dao: B = 15ữ30 (mm) Vận tốc cắt: v = 1ữ5 m/s; Vật liệu làm dao: 5XBC Máy dùng để cắt đờng thẳng đờng cong chiều dài tuỳ ý Các cắt mỏng < 10 mm o Nguyên công dập cắt đột lỗ Đây nguyên công cắt mà đờng cắt chu vi kín Về nguyên lý dập cắt đột lỗ giống khác công dụng Đột lỗ trình tạo nên lỗ rỗng phôi, phần vật liệu tách khỏi phôi gọi phế liệu, phần lại phôi để qua nguyên công tạo hình Đối với dập cắt phần cắt rời phôi phần lại phế liệu Một số thông số kỹ thuật cần lu ý: ã Chày cối phải có cạnh sắc để tạo thành lỡi cắt, chày cối có khoảng hở Z = (5% ữ 10%)S ã Khi đột muốn có kích thớc lỗ đột đà cho kích thớc chày chọn kích thớc lỗ, kích thớc H.3.39.Các loại đầu chày cối lớn 2Z Chày vát lõm phía để tạo thành rÃnh cắt Chày ã Khi cắt phôi có kích thớc đà cho kÝch th−íc cđa cèi P z b»ng kÝch th−íc cđa phôi chày nhỏ thua 2Z ã Lực cắt đột P Cối - Khi đờng cắt tròn: P = 1,25.d.s.cp (N) H.3.40 Sơ đồ dập cắt - Khi ®−êng c¾t bÊt kú: P = 1,25L.s.τcp (N) s - chiều dày phôi (mm); d - đờng kính phôi lỗ đột (mm) L - chu vi đờng cắt (mm); cp- giới hạn bền cắt (N/mm2) Lu ý: Cần bố trí trình cắt phôi hợp lý để hệ số sư dơng nguyªn vËt liƯu cao nhÊt Cã thĨ dïng hệ số sử dụng nguyên vật liệu để đánh giá mức độ sử dụng chúng: = F0 100% F F0- tổng diện tích phôi bố trí cắt có diện tích F, chi tiết có diện tích f cắt bố trí đợc n chi tiết thì: F0 = n.f và: = n f 100% F b/ Nhóm nguyên công tạo hình Là nguyên công dịch chuyển phần phối phần khác mà phôi không bị phá huỷ n Nguyên công uốn: o To & Cung cp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 53 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Là nguyên công làm thay đổi hớng trục phôi Trong trình uốn cong lớp kim loại phía bị nén, lớp kim loại phía bị kéo, lớp kim loại không bị kéo nén gọi lớp trung hoà Khi bán kính uốn cong bé mức ®é nÐn vµ kÐo cµng lín cã thĨ lµm cho vật uốn cong bị nứt nẻ Lúc lớp trung hoà có xu hớng dịch phía uốn cong Vị trí kích thớc lớp trung hoà đợc xác định bán kính lớp trung hoà: r = ⎜ + ⎟α β S ⎝S 2⎠ r - bán kính uốn trong; S - chiều dày phôi (mm); - bán kính lớp trung hoà; r - bán kính uốn Chày Lớp trung hoà S r ρ S1 B - hÖ sè biÕn máng; α = tb - hÖ sè në réng S B B + B2 - chiỊu réng trung b×nh tiÕt diƯn n Btb = α= x.S Cèi B1 S1- chiỊu dµy vật liệu điểm cung uốn Trong thực tế xác định theo công thức gần sau: ρ = r + x S vµ cã thĨ tÝnh: ρ − r x2 r x= = − (1 − ) S B2 H.3.41 Sơ đồ uốn S Trong thùc tÕ x lÊy theo b¶ng sau: Tû sè r/S HÖ sè x 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 0,3 0,33 0,36 0,37 0,38 0,39 0,4 0,42 0,45 0,46 0,47 0,475 0,48 B¸n kÝnh uèn cho phÐp: Khi uèn b¸n kÝnh uốn phía đợc giới hạn định Nếu lớn, vật uốn khả giữ đợc hình dạng sau uốn cha đến mức biến dạng dẻo Ngợc lại nhỏ làm đứt vật liệu tiết diện uốn - Bán kính uốn lớn cho phép đợc xác định theo c«ng thøc: εS rmax = 2σ c ε - môđun đàn hồi kéo (N/mm2); c- giới hạn chảy cđa vËt liƯu, (N/mm2) - B¸n kÝnh n nhá nhÊt cho phép đợc xác định theo kỹ thuật dập nguội theo công thức kinh nghiệm sau: rmin= (0,25ữ0,3)S (mm) Sự đàn hồi uốn cong: Sau lực tác dụng, có đàn hồi nên vật uốn có xu hớng giÃn Để có đợc góc uốn cđa chi tiÕt ϕ0, ng−êi ta ph¶i n víi gãc , góc đàn hồi đợc biểu thị là: ϕ −ϕ Trong thùc tÕ γ = 0÷120 γ = Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 54 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Lùc uèn cong: Lùc uèn khu«n dËp bao gåm lùc uèn tù lực phẳng (tinh chỉnh) vật liệu Trị số lực phẳng lớn nhiều so với lực uèn tù - Lùc uèn tù tÝnh theo c«ng thøc: BS 2σ b n P= = k B S b k1= n.S/l l - Lực uốn hình chữ U có chặn tính theo công thức: P = 2k1.B.S.b + Pch ≈ 2,5k1.B.S.σb (N) - Lùc uèn gãc cã tinh chØnh tÝnh theo c«ng thøc: P = q.F (N) Trong đó: Pch- lực chặn (N); l - khoảng cách điểm tựa (mm); n - hệ số đặc trng ¶nh h−ëng cđa biÕn cøng n = 1,6÷1,8 k1- HƯ sè n tù phơ thc vµo vËt liƯu vµ tû sè l/S, k1 = 0,05÷0,7 B - chiỊu réng phôi (mm); b - giới hạn bền kim loại (N/mm2) F - diện tích phôi đợc tinh chỉnh (mm2) q - ¸p lùc tinh chØnh (N/mm2) lÊy theo “kü thuật dập nguội Chú ý: - Nếu phôi uốn có đột lỗ lỗ đột phải nằm bán kính uốn r; Khoảng cách từ tâm lỗ đến thành vật uốn phải thoả mÃn yêu cầu: m > 0,5d + r - Khi vËt uèn cong cã c¹nh mép, khoảng cách từ cạnh mép đến thành vật uốn: y > r o Nguyên công dập vuốt Dập vuốt nguyên công chế tạo chi tiết rỗng có hình dạng từ phôi phẳng đợc tiến hành khuôn dập vuốt Khi dập vuốt làm mỏng thành không làm mỏng thành Dập vuốt không làm mỏng thành - Xác định hình dáng kích thớc phôi cho chi tiết đơn giản: Hình dạng phôi: Nếu chi tiết hình hộp đáy chữ nhật phôi có dạng hình bầu dục hay elíp, chi tiết hình hộp đáy vuông hình trụ đáy tròn phôi miếng cắt tròn Kích thớc phôi: Nếu S < 0,5 mm diện tích phôi diện tích mặt diện tích mặt chi tiết, S > 0,5mm lấy diện tích lớp trung hoà chi tiết (kể cà đáy) Trong thực tế diện tích phôi (kể cà lợng d để cắt mép) đợc tính: D = 113 , F = 113 , ∑ f (mm); Trong ®ã: F - diƯn tÝch bỊ mỈt cđa chi tiÕt, mm2; ∑f - tỉng diện tích phần tử riêng bề mặt chi tiết, mm2 - Xác định số lần dập vuốt: Khi dập vuốt tuỳ theo tính dẻo vật liệu lần dập cho phép dập thành chi tiết có đờng kính định Hệ số dập cho phép đợc tính nh− sau: Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 55 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com m= d ct D ph Trờng hợp muốn chế tạo chi tiết dập giÃn có chiều sâu lớn, đờng kính nhỏ phải dập số lần, lần dập giảm đờng kính đáy theo hệ số cho phép m = 0,55ữ0,95 Hệ sè dËp gi·n lÇn thø nhÊt m1 < m2,m3,m4 ,mn lần dập sau vật đà sinh tợng biến cứng điều kiện biến dạng khó Số lần dập n phôi có dờng kính D thành chi tiết có đờng kính dn: m1 = m2 = mn = d2 d1 d1 D ⇒ d1 = m1.D dct ⇒ d2 = m2.d1 = m1.m2.D d3 d2 dn ⇒ dn = m1.m2.m3 mn.D d n −1 d1 Để đơn giản tính toán ta lấy giá trị trung b×nh: mtb = n−1 m2 m3 mn D dv Ta cã thĨ viÕt: dn = m1.mtb(n-1).D LÊy lg c¶ hai vế ta đợc : n = 1+ h r lg d n − lg(m1 D) lg mtb d H.3.42 Dập vuốt có vành rộng ứng với lần dập có khuôn tơng ứng Khi dập vuốt chi tiết hình trụ có vành rộng, mức độ biến dạng phụ thuộc vào h/d mà phụ thuộc vào tỷ số dv/d Khi đà tạo nên vành rộng phần kim loại vành hầu nh không tham gia vào trình biến dạng lần dập sau Vì cần ý: - Sau dập lần đầu, đờng kính vành phải đờng kính yêu cầu, kể cà lợng d cắt mép lần dập sau, đờng kính vành thay đổi không đáng kể - Khi dập chi tiết lớn có vành rộng chiều cao qua lần dập thay đổi không nhiều lắm, mà thay đổi đờng kính bán kính lợn Khi dập chi tiết nhỏ trung bình chiều cao vật dập tăng lên bán kính lơnj thay đổi không đáng kể - Khi chế tạo chi tiết có vµnh dv/d = 1,1-1,4 vµ h/d > tøc lµ vành không lớn lần dập tạo chi tiết hình trụ vành, lần dập sau tạo thành vành côn lớn dần cuối phẳng - Quá trình dập vuốt: Những chi tiết có phôi dày tiến hành khuôn không cần vành ép, nhng Q Q P d1 D Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa H.3.43 Sơ đồ dập vuốt - chày ép; - khuôn ép 56 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biÕn d¹ng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com phôi mỏng xảy tợng nhăn xếp thành sản phẩm nên dùng thêm vành Ðp - Lùc dËp vuèt: Lùc dËp vuèt bao gåm nhiều lực: lực để biến dạng kim loại, lực vành ép, lực để thắng lực ma sát gữa vật liƯu vµ chµy, cèi Trong thùc tÕ cã thĨ tính: - Lực dập gần R: R = P + Q (P- lùc biÕn d¹ng; Q - lùc Ðp phôi) - Lực biến dạng chi tiết hình trụ: P = k1..d1.S.b (N) k1 - hệ số điều chỉnh lần ®Ëp gi·n ®Çu, phơ thc m1: m1 k1 0,55 1,00 0,57 0,93 0,60 0,80 0,62 0,79 0,65 0,72 0,67 0,66 0,70 0,60 0,72 0,55 0,75 0,50 0,77 0,45 0,80 0,40 Các nguyên công k1 phụ thuộc mtb: mi ki 0,70 1,00 0,72 0,95 0,75 0,90 0,77 0,85 0,80 0,80 0,85 0,70 0,90 0,60 0,95 0,50 - TrÞ sè lực ép vành đợc tính: Q = F.q (N) F - diƯn tÝch vµnh Ðp tiÕp xóc víi chi tiết (mm2) q - áp suất ép phụ thuộc vào vËt liƯu (N/mm2) VËt liƯu ThÐp s0,5 §ång thau ¸p suÊt Ðp q, N/mm2 2,5 - 3,0 2,0 - 2,5 1,5 - 2,0 Vật liệu Đồng đỏ Nhôm §uara mỊm ¸p st Ðp q, N/mm2 1,2 - 1,8 0,8 - 1,2 1,5 - 2,0 - Khi dËp gi·n chi tiết hình hộp đáy chữ nhật: P = (2.ry.C1 + LB.C2)S.b ry - bán kính lợn cạnh thành hộp (mm); C2 = 0,2ữ0,3 LB- chiều dài chu vi tiết diện hộp; C1 = 0,2ữ0,5 (dập sâu C1 lấy lớn) - Tốc độ dập tới hạn: Vmax = 3,33(1 + m1) D f − d1 (mm/s) Đối với máy lớn: Vmax = 150ữ270 (mm/s); Với máy nhỏ: Vmax = 280ữ350 (mm/s) - Số hành trình kép lớn nhất: n max = 30.Vmax (vòng/ph) H H- hành trình máy (mm) h- chiều sâu chi tiết dập vuốt, H = (1,75ữ2,5)h Trong tính toán thờng lấy H = 2h tõ ®ã suy ra: n max = 30.Vmax 15.Vmax (vßng/phót) = 2h h Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 57 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - C«ng cần thiết để dập vuốt: A=k R h (N.m) 1000 k - hƯ sè phơ thc vµo m m k 0,55 0,80 0,60 0,77 0,70 0,70 0,75 0,67 0,80 0,64 R- Lùc dËp vt (N) h- chiỊu s©u chi tiÕt dËp vuèt A n max 6.7510 a N N = max η N max = - C«ng suất cần thiết để dập vuốt: - Công suất máy: (mà lực) (mà lực) - hệ số hữu ích máy lấy 0,5ữ0,7; ao = 1,1 ữ1,4 - hệ số trọng không - Công suất ®éng c¬ ®iƯn: N®c = N (kw) η dc 1,36 đc- hiệu suất động - Khuôn dập vuốt: Bán kính lợn chày cối: Để giảm ứng suất tập trung cạnh chày cối dễ gây nên rách đứt phôi, cạnh chày cối phải làm bán kính góc lợn Bán kính lợn cạnh cối lớn biến dạng dễ, nhng lớn dể tạo thành nếp nhăn thành mép sản phẩm Bán kính lợn nhỏ phôi hay bị rách trình dập Bởi bán kính lợn cối phải chọn giới hạn cho phép phụ thuộc vào chiều dày vật liệu, loại vật liệu mức độ thu nhỏ đờng kính qua bớc Trị số bán kính lợn cối xác định theo bảng (trong sổ tay dập nguội) tính theo công thức sau: Rc = 0,8 ( D − d ) S D- ®−êng kÝnh phôi đờng kính bớc trớc d- đờng kính bớc sau; S - chiều dày phôi (mm) Bán kính lợn cạnh chày tất cà nguyên công trừ nguyên công cuối cùng, nên lấy Rch= Rc bé chút Bán kính lợn cạnh chày nguyên công cuối lấy bán kính lợn sản phẩm nhng không nên nhỏ (2ữ3)S S mm nhỏ (1,5ữ2)S ®èi víi S > mm Khi tinh chØnh cã thể giảm bán kính chày, cối 2ữ5 lần nhng không nhỏ 0,5S Chiều cao phần làm việc: h = (0,3÷2)Dc 0,32 Z Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa Hc h Rch Rc 58 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Khe hở chày cối: Z để chứa chiều dày thành phẩm đợc xác định: - Khi dập vuốt chi tiết tròn xoay: Zmin= (1,0ữ1,3)S - Khi dập vuốt chi tiết hình hộp hình phức tạp: + phần góc lợn: Zmin= (1,0ữ1,3)S + phần thẳng: Zmin= S; (S - chiều dày phôi, mm) Khi thiết kế chế tạo khuôn cần ý: - Bớc dập vuốt đầu cần phải có chặn phôi để tránh nếp nhăn - Để phôi đợc cấp tốt, cần phải có chốt xoay - Để đảm bảo trùng khít chày cối, ta lắp hay trơ dÉn h−íng - Chµy, cèi vµ tÊm Ðp đợc chế tạo thép CD100A đạt độ cứng 58ữ60HRC mạ crôm dày 0,015 - 0,02 mm, đánh bóng đến Ra = 0,63 - 0,32 Dập vuốt làm mỏng thành Đợc thực độ hở chày khuôn nhỏ chiều dày phôi Đờng kính giảm ít, chiều sâu tăng nhiều giảm chiều dày thành phôi Để rút ngắn số lần dập giÃn, số lần dập đầu không làm mỏng thành, sau dập giÃn làm mỏng thành Đặc điểm: - Không cần vành ép để chống nhăn - Không cần thiết bị dẩn hớng - Chỉ cần dập máy tác dụng đơn - Khi dập nhiều lần phải qua ủ trung gian - Sự giảm chiều dày cho phép giới hạn: S0 S 100% = (40 ữ 60)% S0 Chµy S0 S P rch Cèi S0 z =( 0,3-0,8)S H.3.45 Sơ đồ dập vuốt không làm mỏng thành p Uốn vành Là phơng pháp chế tạo chi tiết có gờ, đờng kính D chiều cao H, đáy chi tiết rỗng Phôi uốn vành phải đột lỗ với d trớc, sau dùng chày khuôn để tạo vành - Quá trình công nghệ uốn vành Những kích thớc hình học uốn vành đợc xác định xuất phát từ cân hể tích phôi chi tiết d ã Đờng kính lỗ dập lần đợc tính gần đúng: S H d = D - 2(H - 0,43R - 0,72S) R D • ChiỊu cao vành dập lần: D1 o To & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp -Kt Ni ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 59 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biÕn d¹ng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com H= D−d + 0,43R + 0,72 S • ã ã ã Bán kính lợn chày khuôn R = (5ữ10)S Khe hở chày cối Z = (8ữ10)S Lỗ bé dùng chày đầu hình cầu hình chóp Để không xảy nứt mép vùng lỗ đột phải có hệ số uốn vành hợp lý: Ku = d/D = 0,62ữ0,78 ã Chiều cao uốn vành tới hạn uốn lần: H max = D − Ku + 0,43R (mm) d Z H.3.46 Quá trình uốn vành D - đờng kính chi tiết tính theo đờng trung hoà (mm) R - bán kÝnh vµnh n (mm); Ku - hƯ sè n vµnh, Ku = 0,62ữ0,72 Nếu chiều cao chi tiết uốn lần (H>Hmax) trình uốn vành qua số nguyên công: R H h d a/ b/ c/ H.3.47 Các bớc uốn vành H > Hmax ã Chiều cao phần vuốt đợc tính: h = D d D − Ku + 0,57 R (mm) ã Đờng kính lỗ đột: d = D + 1,14R - 2h (mm) R - bán kính lợn đáy trụ; - Các phơng pháp uốn vành Uốn vành không biến mỏng thành: trinh uốn vành chi tiết bị biến mỏng thành, nhng biến mỏng nên coi nh không biến mỏng thành: S1 = S d D S1- Chiều dày phôi thành sau uốn vành (mm) S - Chiều dày phôi thành trớc uốn vành (mm); d - Đờng kính lỗ đột (mm) D - đờng kính trung bình thành sau uốn vành (mm) Đờng kính lỗ d cịng cã thĨ tÝnh theo c«ng thøc: S⎞ ⎡ ⎛ ⎤ d = D1 − ⎢π ⎜ R + ⎟ + 2h⎥ (mm) 2⎠ ⎣ ⎝ ⎦ Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cp -Kt Ni ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 60 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com n vµnh cịng cã thĨ thùc hiƯn víi lỗ hình chữ nhật ôvan Lúc hình dạng lỗ chiều cao lỗ sau nguyên công thờng đợc xác định thực nghiệm - Hệ số uốn vành trung bình Ktb lỗ uốn vành hình chữ nhËt: Ktb= (0,9÷0,95) Ku - ChiỊu cao lín nhÊt cđa vành uốn hình chữ nhật: H = Rc-R0 +0,43R +0,72S H R - Lực uốn vành hình chữ nhật: ⎡ ⎛ R⎞ S ⎤ P = S σ c ⎢6,28 Rc ⎜ − ⎟ + (a + b − 0,9 Rc ) ⎥ (N) R R + S ⎝ ⎠ c ⎣ ⎦ Rc a, b - KÝch thớc lỗ theo trục đối xứng (mm) Rc- bán kính lợn thành (mm); R - bán kính lợn chày (mm) c- giới hạn chảy vật liệu (N/mm2) - Các dạng chày dùng uốn vành không biến mỏng: R0 Uốn vành có biến mỏng: bớc uốn vành không biến mỏng thành Các bớc tiến hành chày nhiều bậc - Mức độ biến mỏng cho phép sau nguyên công: - Chiều cao vành uốn đợc tính: S = 2,2 ữ 2,5 S1 S ⎞ H m = H + ⎜ − 1⎟ ( H − hx ) 2⎝Z ⎠ H - chiều cao vành uốn không biến mỏng (mm) Z - khe hở chày cối (mm) hx = - Z − S1 H - phÇn chiỊu cao cđa vành uốn không bị biến mỏng (mm) S S1 Lực để uốn vành có biến mỏng: S2 P = 3,45 σ c ( D − d ) (N) S1 q Tóp miệng P d P Là nguyên công làm cho miệng phôi rỗng (thờng hình trụ) thu nhỏ lại Phần tóp nhỏ lại hình côn, côn trụ, nửa hình cầu v.v o Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cp -Kt Ni ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 61 d0 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Khuôn dới làm nhiệm vụ định vị chi tiết, khuôn có lỗ hình côn đờng kính giảm dần, phần cuối khuôn hình trụ Để tránh xảy tợng xếp miệng tóp thì: K= d0 = 1,2 ữ 1,3 d Khi cần tóp đến chi tiết có đờng kính nhỏ giới hạn cho phép phải qua số lần tóp r GiÃn rộng Là nguyên công kéo vật liệu phôi ống từ theo hớng đờng kính, đồng thời làm thay đổi chiều dày phôi Mức độ gi·n réng cã thĨ biĨu thÞ b»ng hƯ sè gi·n réng: m= d ct = 11 , ÷ 1,25 d0 Trong d1-đờng kính lớn sau bị giÃn phồng, d0- đờng kính phôi Tạo hình phơng pháp giÃn rộng đợc thực máy ép thuỷ lực, máy ép trục khuỷu tác dụng tác dụng cấu chuyên dùng mà không cần máy ép Khi dập, thờng dùng khuôn mà chày ghép nhiều mảnh lỏi côn, chày cao su chất lỏng Ví dụ: khuôn gồm có chày gắp nhiều mảnh 4, mảnh đợc ôm lò xo kín Cối đóng vai trò ép lắp lên đế khuôn Phôi úp lên nắp chày cữ Khi đầu trợt máy xuống, cối đè nắp chày chày ghép, mảnh ghép chày trợt theo lõi côn 7, làm giÃn rộng phôi tạo thành vành ngấn H.3.49 Khuôn dập giÃn chày ghép cữ; vành đẩy; lò xo vòng; chày ghép; cối; nắp chày; lõi côn; tỳ đẩy H.3.50 Khuôn dập giÃn a/ chày cao su; b/ chày chất lỏng Khi đầu trợt lên, đỡ đợc tỳ đẩy đẩy lên, chày ghép lại trợt theo lõi côn thu nhỏ lại nhờ có lò xo vòng Sản phẩm đợc lấy Chày thờng ghép từ đến 12 m¶nh Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 62 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Ng−êi ta cßn dËp víi chày cao su (H.3.50a) chày chất lỏng (H.3.50b) Lực để dập giÃn ứng dụng khuôn ghép nhiều mảnh tính theo công thức: P = 2k..L.S.b (N) Lùc dËp gi·n b»ng chµy cao su: P = 50π.σb.S.D (N) k - hệ số tính đến ảnh hởng góc côn hệ số ma sát: sin α + µ cosα k= sin α − µ sin α − µ cosα α - gãc phÝa chày ghép; - hệ số ma sát chày lõi côn L - chiều dài phần phôi giÃn rộng (mm); S - chiều dày thành phôi, mm Dp- đờng kính phôi (mm); Lực chọn lần lớn so với tính toán s Viền mép Để tăng thêm độ cứng vững chi tiết rỗng dập vt tõ kim lo¹i tÊm máng, ng−êi ta viỊn mÐp chi tiÕt sau dËp Cã thĨ viỊn Ðp lăn máy tiện, viền mép máy chuyên dùng khuôn dập máy ép Viền ép máy tiện đợc thực nh sau: Trục quay nhờ môtơ điện, trục tựa quay chuyển động qua lại dọc theo trục Con lăn tiến vào cuộn mép phôi theo bán kính cong Con lăn quay quanh trục đồ gá bàn dao máy tiện, bán kính uốn lăn r 3S b/ H.3.51a Gá viền mép lăn máy tiện trục chính; trục tựa; lăn; trục gá lắp bàn dao máy tiện H.3.51b Sơ đồ khuôn viền mép Con lăn đợc chế tạo từ thép CD80 - CD100 từ thép hợp kim dụng cụ, đạt 58 - 62 HRC Tốc độ quay trục chÝnh: n = 400 - 600 v/ph Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kt Ni ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 63 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến d¹ng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình (a) giới thiệu khuôn viền mép phôi rỗng, viền theo miệng chi tiết, hình (b) khuôn cuộn mép phía ghép liền với nắp t Ghép mối Lắp ghép chi tiết từ vật liệu phơng pháp dập với phối hợp nguyên công uốn, tóp, nong, giÃn rộng vv để chi tiết nối lại với thành sản phẩm hay cơm chi tiÕt gäi lµ ghÐp mèi GhÐp mèi phần lớn dùng cho mối ghép không tháo rời đơn giản Hình sau trình bày số phơng pháp ghép mối: H.3.52 Các phơng pháp ghép mối a/ Ghép chốt rỗng; b/ ghép uốn vấu; c/ Ghép uốn vành H.3.53 Ghép mối lăn ống u Miết Miết phơng pháp chế tạo chi tiết tròn xoay mỏng Đặc biệt miết đợc dùng để chế tạo chi tiết có đờng kính miệng thu nhỏ vào thân phình nh bi đông, lọ hoa sau nguyên công dập vuốt Công nghệ miết đợc ứng dụng chi tiết thép mềm hay kim loại màu Miết không biến mỏng thành thép chiều dày không 1,5mm, kim loại màu không 2mm, miết mỏng thành ứng dụng với vật liệu có chiều dày lớn (20mm) Khuôn Phôi Tựa Cần ép H.3.52 Sơ đồ miết Số vòng quay trục phụ thuộc vào vật liƯu: thÐp mỊm 400 - 600 v/ph; nh«m 800 - 1200 v/ph; ®uara 500 - 900 v/ph; ®ång ®á 600 - 800 v/ph Đào Tạo & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Nối ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 64 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com MiÕt chi tiÕt h×nh côn tỷ số miết lấy: hình côn); miết chi tiết hình trụ: d = 0,2 ữ 0,3 (dmin- ®−êng kÝnh nhá nhÊt D d = 0,6 ÷ 0,8 D Víi nh÷ng chi tiÕt kh«ng thĨ miết lần phải miết số nguyên công nối tiếp lõi khác nhng đờng kính chỗ nhỏ phải H.3.53 Một số phơng pháp vuốt chi tiết o To & Cung cấp Phần Tr−êng Mềm Kỹ Thuật Mọi Cấp Độ -Kết Ni ZALO : 0862 469 468 đại học Bách khoa 65 ... phơng pháp gia công áp lực kim loại biến dạng không gian hạn chế bề mặt lòng khuôn Quá trình biến dạng phôi lòng khuôn phân thành giai đoạn: giai đoạn đầu chiều cao phôi giảm, kim loại biến dạng... 08 62 đại học Bách khoa Chế tạo phôi 50 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com đ/ Chọn máy gia công Để chọn máy gia. .. công chính: nguyên công cắt nguyên công tạo hình a/ Nhóm nguyên công cắt Cắt phôi nguyên công tách phần phôi khỏi phần kim loại chung Nguyên công có loại: cắt đứt, cắt phôi, đột lỗ n Nguyên công