(TIỂU LUẬN) đồ án tốt NGHIỆP THIẾT kế CÔNG NGHỆ và CHẾ tạo KHUÔN dập LIÊN HOÀN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN DẬP LIÊN HOÀN ĐỖ HỒNG THÁI thai.dh171732@sis.hust.edu.vn Ngành kỹ thuật khí Chun ngành gia cơng áp lực Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Thu Chữ ký GVHD Bộ mơn: Gia cơng áp lực Viện: Cơ khí HÀ NỘI, 05/2022 ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Thiết kế quy trình công nghệ khuôn để chế tạo chi tiết từ phơi đây: Hình 1: u cầu kĩ thuật: - Đảm bảo kích thước hình học - Khơng bị nhăn, không bị nứt - Đạt độ cứng vững - Đảm bảo ăn khớp với chi tiết khác u cầu: - Thuyết minh: 70÷80 trang Trình bày theo quy định trình bày ĐA Tốt nghiệp Bản vẽ: 01 vẽ LAYOUT Quy trình cơng nghệ (QTCN) chế tạo chi tiết tấm, 01 Bản vẽ lắp (Bản chung) khuôn dập Tổng 02 vẽ (Sinh viên thiết kế nhiều quy định) Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên Lời cảm ơn Tóm tắt nội dung đồ án MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ÁP LỰC 1.1 Đặc điểm phạm vi ứng dụng 1.1.1 Gia công áp lực phương pháp gia công khí Khi xây dựng phương án cơng nghệ chế tạo sản phẩm, chi tiết khí, tùy vào loạt sản phẩm, hình dạng yêu cầu kỹ thuật chúng, từ ta chọn phương pháp công nghệ (CN) như: CN Đúc, CN Gia công áp lực(GCAL), CN Gia cơng cắt gọt, CN hàn & ghép nối, …(hình 1.1) CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT CƠ KHÍ Nhóm Đúc Nhóm Gia cơng áp lực Nhóm Gia cơng cắt gọt Nhóm Hàn ghép nối Nhóm Phủ bề mặt Nhóm Thay đổi tính chất vật liệu Hình 1.1 Cơng nghệ chế tạo chi tiết khí Mỗi nhóm phương pháp gia cơng có ưu điểm, nhược điểm khác Phương pháp cơng nghệ tạo hình kim loại áp lực – gia cơng áp lực (GCAL) thuộc nhóm 2, hình 1.1 phương pháp dựa tiền đề chung thực trình biến dạng dẻo Vật liệu kim loại tác dụng ngoại lực trạng thái nóng nguội ln thay đổi hình dạng suốt q trình gia cơng để đạt hình dáng, kích thước theo u cầu Dưới số sản phẩm khí chế tạo cơng nghệ GCAL Hình 1.2 Ơ tơ, xe máy, hàng khơng có chi tiết dập chiếm tỷ lệ cao Các sản phẩm GCAL ứng dụng hầu hết lĩnh vực kinh tế quốc dân lĩnh vực chế tạo máy, xây dựng, giao thông vận tải, kỹ thuật điện điện tử, hóa chất, hang kim khí gia dụng quân sự, v.v Sản phẩm GCAL chia thành loại sản phẩm dạng tấm, dạng khối dạng ống Sản phẩm (chiều dày phôi ≤ mm, phổ biến phơi có chiều dày từ 0,35 mm đến 2,0 mm) chi tiết dạng tấm, vỏ mỏng chế tạo chủ yếu nguyên công dập nguội cắt hình, đột lỗ, dập vuốt, uốn, lên vành, tóp miệng, cắt trích, kích thước hình học, khơng cần qua gia cơng cắt gọt để hồn thiện sản phẩm Hình 1.3 Một số chi tiết, sản phẩm dập Các sản phẩm dạng khối phong phú, đa dạng, điển hình chi tiết máy truyền động, cấu chịu tải trọng cao, tải trọng động hay va đập trục truyền, bánh rang, khớp nối, trục khuỷu v.v Sản phẩm khối có kích thước từ nhỏ chi tiết đồng hồ, thiết bị đo, đến chi tiết lớn, nặng vài chục trục truyền động, trục cán cơng nghiệp luyện kim hay khai thác mỏ Hình 1.4 Các sản phẩm dập khối Các chi tiết dạng rỗng chi tiết ống dẫn, cút nối sử dụng phổ biến ngành dầu khí, thiết bị thủy lực khí nén, động cơ, chi tiết dầm rỗng chịu lực lớn xây dựng, ô tô chế tạo nhiều phương pháp (thông thường đặc biệt) Hình 1.5 Một số sản phẩm dập thủy tĩnh dạng ống ứng dụng công nghiệp ô tô 1.1.2 Phân loại công nghệ gia công áp lực Có nhiều cách phân loại cơng nghệ GCAL như: Dựa theo công nghệ: - Công nghệ cán, kéo kim loại (cán tấm, cán hình, cán ống, cán đặc biết, kéo dây…) Công nghệ dập khối Công nghệ dập Công nghệ dập đặc biệt Dựa vào chế độ nhiệt, trạng thái gia công: - Công nghệ dập nguội Công nghệ dập nửa nóng Cơng nghệ dập nóng Dựa theo biến dạng ứng suất chủ yếu tác dụng lên vật liệu: - - Biến dạng nén: Quá trình tạo hình vật liệu ứng suất nén tạo nên Ở kể dến phương pháp cán, rèn tự do, rèn khuôn, dập khối, ép chảy… Biến dạng kéo – nén: Quá trình tạo hình vật liệu ứng suất kéo nén tạo nên Ví dụ dập vuốt, uốn vành, miết… Biến dạng kéo: Quá trình tạo hình vật liệu ứng suất kéo tạo nên Ở kể đến phương pháp kéo, dãn, dập phình… Biến dạng uốn: Quá trình tạo hình vật liệu lực uốn tạo nên Thuộc nhóm có phương pháp uốn với dụng cụ chuyển động thẳng chuyển động quay Biến dạng cắt: Quá trình tạo hình vật liệu lực cắt tạo nên Thuộc nhóm có phương pháp trượt, xoắn Theo cách thức tạo hình sản phẩm người ta lại phân thành: 10 c,ch = 0,25 đó: c,ch: dung sai kích thước cối, chày : dung sai chi tiết 2.1.3 Lực cắt cơng biến dạng • Lực cắt: Pc = F.c k = L.S.c k đó: - L : chu vi cắt (mm) ; - S : chiều dày vật liệu (mm) ; - c : Trở lực cắt vật liệu (kg/mm2) - K = (1.1-1.3) – Hệ số kể đến yếu tố ảnh hưởng khác 2.1.4 Lực đẩy – gỡ sản phẩm phế liệu Lực đẩy : Pđẩy = kđẩy.Pc n = kđẩy.Pc h/s Lực gỡ : Pgỡ = kgỡ.Pc (2.31) kđẩy = kgỡ = 0,06 n – số chi tiết nằm cối h – chiều cao phần làm việc cối 2.1.5 Lực lên vành Hình 2.4: a) giai đoạn đầu b) giai đoạn kết thúc 31 ( rR ) Plv =πD ⋅ s ⋅σ b ⋅ 1− Trong : D : đường kính lỗ lên vành S : chiều dày vật liệu σ b : ứng suất bền vật liệu r :bán kính lỗ đột trước lên vành r =¿ với )/2 R : bán kính mép ngồi phần vành 2.1.6 Cơng biến dạng Cơng thức áp dụng để tính tốn cơng biến dạng: A= Hoặc: P H 1000 A = ʎ.Pmax.S ʎ = 0,15-0,75 – Phụ thuộc vào chiều dày, loại vật liệu độ cứng 2.2 Ngun cơng uốn khn Uốn ngun cơng nhằm biến đổi phơi có trục thẳng thành chi tiết có trục cong 2.2.1 Tính tốn chiều dài uốn theo cơng thức đường trung hịa biến dạng - Trên lớp mặt ngồi phơi, kích thước phân tố phơi tăng theo chiều tiếp tuyến phơi giảm theo hướng pháp tuyến, cịn lớp mặt phơi, kích thước phân tố phôi giảm theo hướng tiếp tuyến tăng theo hướng pháp tuyến Như vậy, chiều dày phôi uốn bị chia thành hai lớp có đặc tính biến dạng trái ngược hẳn hai lớp tồn mặt cong mà kích thước phân tố phơi theo hướng tiếp tuyến hồn tồn khơng biến đổi Ta gọi mặt cong mặt cong trung hịa biến dạng bán kính cong bán kính trung hịa biến dạng bd Hiện tượng có tính chất tức thời, thời điểm uốn khác có mặt trung hịa biến dạng khác 32 a= θπ (Kt + r) 180 a = arc length θ =bend angle (degrees) r = internal radius of bend K = Bend Constant t = Material thickness If r < t, K = 1/4 If r is between one and two t, K = 1/3 If r is greater than 2t, K = 1/2 Trong : a : Chiều dài cung uốn cong đo dọc theo đường trung hịa biến dạng θ : Góc uốn cong r : Bán kính uốn cong K : Hệ số uốn cong t : Chiều dày vật liệu 2.2.2 Uốn khối V Tính lực uốn khối V Lực cần thiết uốn chi tiết khuôn V Fb [N] Chiều rộng b, 33 Phụ thuộc vào chiều rộng cối ω[mm] Chiều dài thành uốn l [mm] Chiều dày vật liệu s [mm] theo kinh nghiệm l = 6.s [mm] Lực uốn chi tiết khn V tính theo cơng thức : b s σb F b= [ N ] tỷ số ω >10 ω s ( F b= 1+ s b s σ b ω [ N ] tỷ số < 10 ω ω s ) 2.2.3 Uốn khối L Tính lực uốn khối L F b=0,2 s ω σ b Khe hở uốn : C = s + (0,01-0,03) s 34 2.3 Thiết kế phận khuôn 2.3.1 Khối khuôn - Khối khuôn phận bao gồm đế đế dưới, nối liền với trụ bạc dẫn hướng Những yếu tố để lựa chọn khối khuôn tiêu chuẩn là: + Kích thước hình dáng bề mặt làm việc + Chiều cao kín khối khn + Tốc độ, hành trình độ xác ngun cơng 2.3.2 Dẫn hướng - Dẫn hướng: đảm bảo ăn khớp xác cao phận làm việc hai nửa khn u cầu: Độ xác độ cứng cao, đủ độ bền dễ sử dụng Căn chọn dẫn hướng: chất hoạt động công nghệ (dập khối, dập tấm, tốc độ dập…), khe hở chày cối, kích thước tổng thể khuôn Phân loại: trượt lăn Lưu ý: - Chiều sâu trụ ghép với đế khuôn = (1.2 -1.5) d - Đối với khn dập xác cần ép ≥ 2d - Khi chày bắt đầu tiếp xúc với phơi trụ dẫn phải vào bạc chiều sâu đường kính trụ - Khe hở trụ bạc khuôn lên điểm chết