công nghệ kim loại 2 Kỹ thuật gia công biến dạn

Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa Kỹ thuật gia công biến dạng ch ơng 1: Khái niệm chung 1.1 Thực chất đặc điểm 1.1.1 Thực chất Gia công biến dạng ph ơng pháp để chế tạo chi tiết máy sản phẩm kim loại thay cho ph ơng pháp đúc gia công cắt gọt Gia công biến dạng thực cách dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại trạng thái nóng nguội làm cho kim loại đạt đến giới hạn đàn hồi, kết làm thay đổi hình dạng vật thể kim loại mà khơng phá huỷ tính liên tục độ bền chúng 1.1.2 Đặc điểm Kim loại gia công thể rắn, sau gia cơng khơng thay đổi hình dáng, kích th ớc mà cịn thay đổi cơ, lý, hố tính kim loại nh kim loại mịn chặt hơn, hạt đồng đều, khử khuyết tật (rỗ khí, rỗ co v.v ) đúc gây nên, nâng cao tính tuổi bền chi tiết v.v GCBD q trình sản xuất cao, cho phép ta nhận chi tiết có kích th ớc xác, mặt chi tiết tốt, l ợng phế liệu thấp chúng có tính học cao so với vật đúc Gia cơng biến dạng cho suất cao có khả khí hố tự động hố cao 1.1.3 Công dụng: Sản phẩm GCBD đ ợc dùng nhiều x ởng khí; chế tạo sửa chữa chi tiết máy; ngành xây dựng, kiến trúc, cầu đ ờng, đồ dùng hàng ngày, ngành chế tạo máy bay, ngành ôtô ngành chế tạo máy điện 1.2 Biến dạng dẻo kim loại 1.2.1 Biến dạng dẻo kim loại P b c a/ Khái niệm biến dạng kim loại P D ới tác dụng ngoại lực kim loại biến dạng theo giai đoạn nối tiếp nhau: Biến dạng đàn hồi: biến dạng sau lực tác dụng, vật trở hình dáng ban đầu Quan o ∆L hệ ứng suất biến dạng tuyến tính tuân H.1.1 th quan h gi a l c bi n d ng theo định luật Hooke Trên đồ thị đoạn OP Biến dạng dẻo biến dạng sau lực tác dụng không bị đi, t ơng ứng với giai đoạn chảy kim loại Biến dạng dẻo xảy ứng suất lực tác dụng lớn giới hạn đàn hồi Đó đoạn Pb Biến dạng phá huỷ: Khi ứng suất lực tác dụng lớn độ bền kim loại kim loại bị phá huỷ (điểm c) Trờng đại học Bách khoa - 2008 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa b/ Biến dạng dẻo đơn tinh thể Nh biết, d ới tác dụng ngoại lực, kim loại biến dạng theo giai đoạn: biến dạng đần hồi, biến dạng dẻo biến dạng phá huỷ Tuỳ theo cấu trúc tinh thể loại, giai đoạn xảy với mức độ khác Trong đơn tinh thể kim loại, nguyên tử xếp theo trật tự xác định, ngun tử ln dao động xung quanh vị trí cân (a) Biến dạng đàn hồi: d ới tác dụng ngoại lực, mạng tinh thể bị biến dạng Khi ứng suất sinh kim loại ch a v ợt giới hạn đàn hồi, nguyên tử kim loại dịch chuyển không thông số mạng (b), tác dụng lực, mạng tinh thể lại trở trạng thái ban đầu Biến dạng dẻo: ứng suất sinh kim loại v ợt giới hạn đàn hồi, kim loại bị biến dạng dẻo tr ợt song tinh Theo hình thức tr ợt, phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần lại theo mặt phẳng định, mặt phẳng gọi mặt tr ợt (c) Trên mặt tr ợt, nguyên tử kim loại dịch chuyển t ơng khoảng số nguyên lần thông số mạng, sau dịch chuyển nguyên tử kim loại vị trí cân mới, sau tác dụng lực kim loại không trở trạng thái ban đầu τ τ τ b a τ τ c H.1.2 S bi n d ng d n tinh th Theo hình thức song tinh, phần tinh thể vừa tr ợt vừa quay đến vị trí đối xứng với phần lại qua mặt phẳng gọi mặt song tinh (d) Các nguyên tử kim loại mặt di chuyển khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh Các nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm cho thấy tr ợt hình thức chủ yếu gây biến dạng dẻo kim loại, mặt tr ợt mặt phẳng có mật độ nguyên t cao Trờng đại học Bách khoa - 2008 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa Biến dạng dẻo song tinh gây bé, nh ng có song tinh tr ợt xẩy thuận lợi c/ Biến dạng dẻo đa tinh thể Kim loại hợp kim tập hợp nhiều đơn tinh thể (hạt tinh thể), cấu trúc chúng đ ợc gọi cấu trúc đa tinh thể Trong đa tinh thể, biến dạng dẻo có hai dạng: biến dạng nội hạt biến dạng vùng tinh giới hạt Sự biến dạng nội hạt tr ợt song tinh Đầu tiên tr ợt xẩy hạt có mặt tr ợt tạo với h ớng ứng suất góc xấp xỉ 45o, sau đến mặt khác Nh vậy, biến dạng dẻo kim loại đa tinh thể xảy không đồng thời không đồng D ới tác dụng ngoại lực, biên giới hạt tinh thể bị biến dạng, hạt tr ợt quay t ơng Do tr ợt quay hạt, hạt lại xuất mặt tr ợt thuận lợi mới, giúp cho biến dạng kim loại tiếp tục phát triển 1.2.2 Các yếu tố ảnh h ởng đến tính dẻo biến dạng kim loại a/ Thành phần tổ chức kim loại: Các kim loại khác có kiểu mạng tinh thể, lực liên kết nguyên tử khác tính dẻo chúng khác nhau, chẳng hạn đồng, nhôm dẻo sắt Thông th ờng kim loại hợp kim có cấu trúc pha dẻo hợp kim có cấu trúc nhiều pha b/ Nhiệt độ: Tính dẻo kim loại phụ thuộc lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại tăng nhiệt độ, tính dẻo tăng Khi tăng nhiệt độ, dao động nhiệt nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả khuếch tán nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng Khi ta nung thép từ 20÷1000C độ dẻo tăng chậm nh ng từ 100÷4000C độ dẻo giảm nhanh, nhiệt độ độ dẻo tăng nhanh c/ ng suất d : Khi kim loại bị biến dạng nhiều, hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất d lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh d/ Trạng thái ứng suất chính: Qua thực nghiệm ng ời ta thấy kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao chịu ứng suất nén mặt, nén đ ờng chịu ứng suất kéo 1.3 bốn định luật gia công biến dạng 1.3.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn biến dạng dẻo "Khi biến dạng dẻo kim loại xảy đồng thời có biến dạng đàn hồi tồn tại" Quan hệ chúng qua định luật Hooke Khi biến dạng kích th ớc kim loại so với kích th ớc sau thơi tác dụng lực khác nhau, nên kích th ớc chi tiết sau gia công xong khác với kích th ớc lỗ hình khn (vì cú n hi) Trờng đại học Bách khoa - 2008 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hßa 1.3.2 Định luật ứng suất d "Bên kim loại biến dạng dẻo sinh ứng suất d cân với nhau" Trong trình biến dạng dẻo kim lọai nhiệt độ khơng đều, tổ chức kim loại không đều, lực biến dạng phân bố không v.v làm cho kim loại sinh ứng suất d , chung cân với Sau lực tác dụng, ứng suất d cịn tồn Khi phân tích trạng thái ứng suất cần phải tính đến ứng suất d 1.3.3 Định luật thể tích khơng đổi " Thể tích vật thể tr ớc biến dạng thể tích sau biến dạng" Nh vậy: H.B.L = h.b.l → ln H B L + ln + ln = → δ1+ δ2+ δ3 = l h b với: δ1, δ2, δ3 - biến dạng thẳng ứng biến Vậy có kết luận: - Khi tồn ứng biến dấu ứng biến phải khác dấu với dấu ứng biến kia, trị số tổng ứng biến - Khi có ứng biến 0, hai ứng biến cịn lại phải ng ợc dấu giá trị tuyệt đối chúng ví dụ: Khi chồn khối kim loại độ cao giảm (δ1< 0) đó: δ2+ δ3 = δ1 → δ2 δ3 δ δ + = ; Nếu = 0,6 = 0,4 nghĩa sau chồn có 60% chuyển theo δ1 δ1 δ1 δ1 chiều rộng 40% chuyển theo chiều dài 1.3.4 Định luật trở lực bé "Trong trình biến dạng, chất điểm vật thể di chuyển theo h ớng có trở lực bé nhất" Khi ma sát h ớng mặt tiếp xúc chất điểm vật thể biến dạng di chuyển theo h ớng có pháp tuyến nhỏ Khi l ợng biến dạng lớn tiết diện chuyển dần sang hình trịn làm cho chu vi vật nhỏ nht Trờng đại học Bách khoa - 2008 Giáo trình: công nghệ kim loại Ch ng 2: Nung lu đức hòa núng kim loi 2.1 Mc ớch nung nóng Nung nóng kim loại tr ớc GCBD nhằm nâng cao tính dẻo giảm khả chống biến dạng chúng, tạo điều kiện thuận tiện cho trình biến dạng 2.2 số vấn đề xảy nung 2.2.1 Nứt nẻ Hiện t ợng nứt nẻ xuất bên bên kim loại, nguên nhân ứng suất nhiệt sinh nung không đều, tốc độ nung không hợp lý v.v ứng suất nhiệt với ứng suất d sẵn có phơi (cán, đúc) v ợt qua giới hạn bền kim loại gây nứt nẻ (Đối với thép th ờng xảy nứt nẻ t0 < 8000C) 2.2.2 Hiện t ợng ơxyhố Kim loại nung lị, tiếp xúc với khơng khí, khí lị nên bề mặt dễ bị ơxy hố tạo nên lớp vảy sắt Sự mát kim loại đến ÷ 6%, cịn làm hao mịn thiết bị, giảm chất l ợng chi tiết v.v Quá trình ôxy hoá xảy khuyết tán nguyên tử ôxy vào lớp kim loại khuyết tán nguyên tử kim loại qua lớp ôxyt mặt vật nung để tạo thành lớp vảy sắt: FeO-Fe3O4-Fe2O3 Nhiệt độ nung 5700c lớp vảy sắt tăng mạnh 10000c lớp vảy sắt dày đặc phủ kín mặt ngồi vật nung, nhiệt độ tiếp tục tăng lớp ôxyt bị cháy, đồng thời tạo nên lớp ơxyt Ơxyt hố ơxy đ a vào, khí CO2, H2O tách 2.2.3 Hiện t ợng cácbon Hiện t ợng cácbon mặt ngồi vật nung làm thay đổi tính chi tiết, có tạo nên cong vênh, nứt nẻ tơi Khí làm C O2, CO2, H2O, H2 Chúng tác dụng với cácbít sắt Fe3C thép: Fe3C + CO2 = 3Fe + 2CO 2Fe3C + O2 = 6Fe + 2CO; Fe3C + 2H2 = 3Fe + CH4 Fe3C + H2O = 3Fe + CO + H2; Lớp cácbon bắt đầu phát triển t0= 600÷8000C tăng nhiệt độ tăng Để giảm C dùng chất sơn phủ lên bề mt vt nung Hin hay dựng cht Trờng đại học Bách khoa - 2008 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa sn sau õy ho với n ớc với cồn êtyl: 60%SiO2+ 15%Al2O3+ 11,2%CaO + 4,4%MgO +5%(K2O+N2O) + 0,8%Fe2O3 2.2.4 Hiện t ợng nhiệt Nếu nhiệt độ nung q cao hạt ơstenit lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm nhiều, tạo nên nứt nẻ gia cơng giảm tính dẻo chi tiết sau Đối với thép cacbon nhiệt độ nhiệt d ới đ ờng đặc khoảng 1500 trở lên (t0qn> tođặc1500C) Hiện t ợng đ ợc khắc phục ph ơng pháp ủ Ví dụ: Thép cácbon ủ 750 ÷ 9000C, nh ng với thép hợp kim khó khăn 2.2.5 Hiện t ợng cháy Khi kim loại nung nhiệt độ nhiệt (gần đ ờng đặc) vật nung bị phá huỷ tinh giới hạt vùng tinh giới bị ơxy hố mãnh liệt Kết làm tính liên tục kim loại, dẩn đến phá huỷ hoàn toàn độ bền độ dẻo kim loại 2.3 Chế độ nung kim loại 2.3.1 Chọn khoảng nhiệt độ nung Đối với thép cácbon dựa giản đồ Fe-C để chọn khoảng nhiệt độ GCBD t0C vùng cháy 1350 t0C tmax v.quá nhi t vùng gcal 1100 800 O vùng bi n c ng 0,8 a) tmin %c O 1,7 H.2.1.Kho ng nhi t a) Gi n gia công bi n d ng lý thuy t b) Gi n %c 0,8 2,1 b) i v i thép bon th c t Trong sản xuất để xác định khoảng nhiệt độ kim loại hợp kim th ờng dùng bảng Đối với công nhân điều kiện thiếu dụng cụ đo xác định nhiệt độ theo màu sắc nung Ví dụ: thép nung màu sáng dần từ màu đỏ xẫm (5000c) đến sáng trắng (12500c) 2.3.2 Thời gian nung Chế độ nung hợp lý cần đảm bảo nung kim loại đến nhiệt độ cần thiết thời gian cho phép nhỏ Thời gian nung từ nhiệt độ bình th ờng đến nhiệt độ ban đầu gia cụng cú th chia thnh giai on: Trờng đại học Bách khoa - 2008 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa a/ Giai on nhit độ thấp (Tn < 8500C): Thời gian nung giai đoạn cần dài, tốc độ nung chậm, không kim loại dể nứt nẻ biến dạng b/ Giai đoạn nhiệt độ cao (850oc đến nhiệt độ bắt đầu gia công): Tốc độ nung giai đoạn không phụ thuộc nhiều vào hệ số dẫn nhiệt nữa, tăng nhanh tốc độ nung nhằm tăng suất nung, giảm l ợng ơxy hố cháy cácbon, hạn chế lớn lên hạt kim loại, giảm hao phí nhiên liệu.vv 2.4 Thiết bị nung kim loại Để nung kim loại gia công áp lực ng ời ta sử dụng nhiều loại lò nung khác Chúng đ ợc phân loại theo nguồn cấp nhiệt (nhiên liệu điện năng), tính chất hoạt động (chu kỳ liên tục) kết cấu lò (lò buồng, lị giếng ) 2.4.1 Lị rèn thủ cơng Lị rèn thủ cơng có kết cấu đơn giản nh ng nung nóng khơng đều, cháy hao lớn, khó khống chế nhiệt độ, suất hiệu suất nhiệt thấp, chủ yếu dùng phân x ởng nhỏ Khơng khí thổi theo cửa gió theo ống dẫn qua ghi lò để đốt cháy nhiên liệu (than) buồng lò (đ ợc c ờng lực nhờ vỏ lị thép 2), bụi khói theo nón qua ống khói ngồi Lị đơn giản, rẻ tiền nh ng không khống chế đ ợc nhiệt độ, suất nung thấp, hao tốn kim loại nhiều, nhiệt độ vật nung không v.v dùng phân x ởng sửa chữa để nung vật nhỏ 2.4.2 Lị buồng (lị phản xạ) Là lị có nhiệt độ khoảng khơng gian cơng tác lị đồng Lị buồng buồng kín, khống chế đ ợc nhiệt độ nung, xếp nhiều phơi, hao phí kim loại ít, phơi khơng trực tiếp tiếp xúc với nhiên liệu Lò buồng thuộc loại lò hoạt động chu kỳ, dùng nhiên liệu (than đá, khí đốt, dầu) điện trở H.2.2 Lị rèn th cơng Formatted: Font: 11 pt, Bold Trờng đại học Bách khoa - 2008 10 H.2.3 Lò bu ng dùng nhiên li u r n Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa Trên hình sau trình bày sơ đồ lị buồng dùng nhiên liệu rắn Kim loại chất vào lò lấy cửa công tác Nhiên liệu rắn đặt ghi lò sau đốt nhiệt l ợng nung nóng buồng đốt vật nung Khí cháy theo kênh khói qua cống khói 10 ngồi Sự điều chỉnh nhiệt độ cách điều chỉnh l ợng nhiên liệu l ợng gió u điểm lị buồng: nhiệt độ nung đồng đều, kim loại không tiếp xúc trực tiếp với lửa nên cháy hao giảm, thao tác vận hành dễ Nh ợc điểm chủ yếu lò làm việc theo chu kỳ, tổn thất nhiệt tích nhiệt cao Lị buồng thích hợp với phân x ởng sản l ợng t ơng đối lớn 2.4.3 Lò dùng l ợng điện Th ờng dùng để nung vật nhỏ, vật quan trọng kim loại màu Lị điện có u điểm khống chế nhiệt độ nung xác (sai số: ±5oc), chất l ợng vật nung cao, hao tốn kim loại, thời gian nung nhanh, nh ng đắt tiền thiết bị phức tạp tốn l ợng điện Vì nên dùng vật nung yêu cầu kỹ thuật cao, kim loại q a/ Lị điện trở: Có thể thay dây điện trở cực than H.2.5 Lò i n tr Formatted: Bullets and Numbering u n i i n; dây i n tr ; nhi t k ; n p y; phơi nung; ghi lị; c a lò b/ Lò cảm ứng: Cho dòng điện cao tần (đ ợc tạo nên máy phát cao tần) vật nung phát sinh dịng điện cảm ứng hiệu ứng mặt ngồi nên dịng điện cảm ứng chủ yếu phân bố mặt làm vật nóng lên Chiều dày đ ợc nung nóng chi tiết đ ợc tính: ∆ = 5030 ρ (mm) Trong đó: ∆- bề dày chi tiết đ ợc nung; µf ρ- điện trở riêng vật nung (ơm.mm) µ- hệ số từ thẩm t ơng đối; f- tn s dũng in (Hz) Trờng đại học Bách khoa - 2008 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa c/ Nung trc tip: Cho dũng in c ờng độ lớn trực tiếp chạy qua vật nung Chủ yếu dùng nung vật để uốn lò xo 2.5 Sự làm nguội sau gia công biến dạng Sau GCBD vật nguội dần có thay đổi thể tích, thay đổi thành phần cấu trúc, thay đổi độ hạt v.v Vì phải có chế độ làm nguội hợp lý Có ph ơng pháp: 2.5.1 Làm nguội tự nhiên: Khi làm nguội ngồi khơng khí tĩnh, chổ đặt vật phải khơ ráo, khơng có gió thổi Tốc độ nguội t ơng đối nhanh nên th ờng dùng thép bon hợp kim thấp có hình dáng đơn giản 2.5.2 Làm nguội hịm chứa vơi, cát, xĩ, than vụnv.vv : Tốc độ làm nguội không cao, nhiệt độ vật tr ớc đ a vào hịm khoảng 500÷750oc Dùng để nung loại thép cácbon hợp kim thấp có hình dáng phức tạp 2.5.3 Làm nguội lò: Nhiệt độ lò đ ợc khống chế theo giai đoạn Ví dụ: Từ 900 đến 800oc cho nguội nhanh (25oc/giờ) để tránh phát triển hạt, sau cho nguội chậm (15oc/giờ) đến nhiệt độ 100oc cho nguội ngồi khơng khí Chủ yếu dùng thép công cụ, thép hợp kim cao thộp c bit cú hỡnh dỏng phc Trờng đại häc B¸ch khoa - 2008 Comment [ TH1] : Giáo trình: công nghệ kim loại Chng 3: Cỏc lu đức hòa phng phỏp gia cụng bin dng 3.1 Cán kim loại 3.1.1.Thực chất trình cán Quá trình cán cho kim loại biến dạng hai trục cán quay ngược chiều có khe hở nhỏ chiều cao phôi, kết làm cho chiều cao phơi giảm, chiều dài chiều rộng tăng Hình dạng khe hở hai trục cán định hình dáng sản phẩm Q trình phơi chuyển động qua khe hở trục cán nhờ ma sát hai trục cán với phôi Cán thay đổi hình dáng kích thước phơi mà cịn nâng cao chất lượng sản phẩm Máy cán có hai trục cán đặt song song với quay ngược chiều Phôi có chiều dày lớn khe hở hai trục cán, tác dụng lực ma sát, kim loại bị kéo vào hai trục cán, biến dạng tạo sản phẩm Khi cán chiều dày phôi giảm, chiều dài, chiều rộng tăng D A N β R α T T h0 P A A βC I B l B B A A A H.3.1 S h1 B cán kim lo i Khi cán dùng thông số sau để biểu thị: - Tỷ số chiều dài (hoặc tỷ số tiết diện) phôi sau trước cán gọi hệ số kéo dài: µ= F l1 = l0 F1 - Lượng ép tuyệt đối: ∆h = (ho - h1) (mm) - Quan hệ lượng ép góc ăn: ∆h = D(1 - cosα ) (mm) - Sự thay đổi chiều dài sau trước cán gọi lượng giãn dài: ∆l = l1 - lo - Sự thay đổi chiều rộng sau trước cán gọi lượng giãn rộng: ∆b = b1 - bo Cán tiến hành trạng thái nóng trạng thái nguội Cán nóng có ưu điểm: tính dẻo kim loại cao nên dể biến dạng, suất cao, chất lượng bề mặt Tr−êng đại học bách khoa - 2008 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa b/ thnh lp vẽ vật dập thể tích nXác định vị trí mặt phân khuôn: Mặt phân khuôn ranh giới hai nửa khuôn khuôn Khi xác định mặt phân khuôn nên theo quy tắc sau: - Phải đảm bảo lấy vật rèn khỏi khuôn dể dàng (a) - Lịng khn nên nơng rộng để kim loại dể điền đầy (b) - Nên chọn mặt phẳng đừng chọn mặt cong hay mặt bậc (c) - Khơng nên chọn vị trí mặt phân khn nơi thay đổi tiết diện đột ngột để dể phát chênh lệch lịng khn (d) - Phần phức tạp vật rèn (gân mỏng, thành mỏng cao ) thường bố trí khn kim loại dể điền đầy a/ b/ d/ c/ o Xác định dung sai lượng dư Cần xác định lượng dư dung sai cho hợp lý để tăng độ bóng xác cho chi tiết Lượng dư gia công xác định vào vật liệu gia cơng, kích thước, khối lượng chi tiết, độ xác yêu cầu, thiết bị dập tra theo sổ tay thiết kế công nghệ Dung sai vật dập thể tích phụ thuộc vào kích thước vật dập, lượng dư gia cơng, độ xác u cầu chọn theo sổ tay thiết kế công nghệ p Độ nghiêng thành vật rèn Khi thiết kế vật dập thể tích cần thiết phải thiết kế độ nghiêng thành đứng, dọc theo phương tháo vật dập với mục đích để kim loại dể điền đầy khuôn dể lấyvật dập khỏi khuôn Theo kinh nghiệm lấy độ nghiêng lớn lãng phí kim loại, lấy độ nghiêng phụ thuộc vào thành hay thành ngoài: - Thành trong: γ = 5÷150 (thành ứng với phần lõm vào chi tiết) - Thành ngồi: α= 3÷130 (thành ứng với phần lồi chi tiết) q Bán kính góc lượn Tại phần chuyển tiếp vật dập phảI có góc lượn kim loại dịch trượt lịng khn dể dàng, tránh cho vật dập khỏi bị nứt, bị tật gấp nếp, nâng cao sức bền tuổi thọ ca khuụn Theo kinh nghim c tớnh: Trờng đại học bách khoa - 2008 R R 31 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa Bỏn kớnh lượn ngồi (r) bán kính ứng với phần lồi chi tiết r = ÷ mm Bán kính lượn (R) bán kính ứng với phần lõm vào chi tiết, R = ÷ mm S S - Chiều dày lớp chưa thấu (mm) h - Chiều cao phía lỗ (mm) d - Đường kính lỗ (mm) h r Xác định kích thước hình dáng lớp chưa thấu Để tránh tải, việc tạo lỗ dập thể tích thực dạng lớp chưa thấu Lớp kim loại bảo vệ độ xác độ bền khuôn d s = 0,45 d − 0,25h − + 0,6 h (mm) s Thiết kế rãnh bavia Khi dập khuôn tinh cần thiết kế rãnh bavia Rãnh bavia có dạng khác (hình vẽ) Chiều cao khe hở rãnh bavia xác định theo công thức: h h = 0,015 FVD Trong đó, FVD diện tích tiết diện vật dập bề mặt phân khn (mm) Sau xác định kích thước h, kích thước khác tra sổ tay công nghệ Chú ý: lượng bavia chứa khoảng (30÷70)% thể tích rãnh bavia có khn tinh có rãnh bavia t Quy tắc vẽ vẽ vật rèn khn Bản vẽ vật dập thể tích vẽ theo quy ước tương tự lập vẽ vật rèn tự do: - Quy ước hình bao vật dập vẽ nét (nét đậm), chi tiết vẽ nét đứt nét mảnh - Kích thước vật dập ghi trên, kích thước chi tiết ghi bên kích thước vật dập để ngoặc đơn - Các yêu cầu kỹ thuật vẽ vật dập gồm: lượng bavia cho phép, phương pháp làm bề mặt, sai lệch cho phép hình dạng … - Bản vẽ vật dập theo tỷ lệ 1:1, lớn vẽ tỷ lệ 1:2 c/ Xác định khối lượng kớch thc phụi Trờng đại học bách khoa - 2008 32 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hßa Tính khối lượng phơi GPH = GVD + GBV + GCT + GCH Trong đó, GVD khối lượng vật dập xác định theo vẽ chi tiết kể lượng dư dung sai GBV khối lượng bavia mà sau dập xong phảI cắt bỏ đI, tính theo kết cấu kích thước rãnh bavia GCT khối lượng lớp chưa thấu trường hợp chi tiết có lỗ GCH khối lượng cháy hao nung, lấy ÷ 4%GVD Tính kích thước phơi - Trường hợp tiết diện ngang vật dập thay đổi ít, chọn chiều dài phơI LPH, sau tính tiết diện phơI theo cơng thức: FPH = (1,05÷1,3) VPH G ; mà VPH = PH LPH Y Trong đó, GPH khối lượng phơI; γ khối lượng riêng vật liệu dập - Với vật dập có tiết diện ngang thay đổi nhiều, tiết diện phơI tính theo cơng thức: FPH = (0,6 ÷ 1,0).FMAX (mm2) Trong FMAX tiết diện ngang lớn vật dập Sau xác định chiều dài phơI cần thiết d/ Lập quy trình cơng nghệ dập thể tích Sau tính chọn phơI, vào hình dạng, kích thước vật dập, số lượng cần sản xuất để định bước gia công cần thiết với trình tự gia cơng hợp lý lập phiếu công nghệ Sơ đồ giai đoạn q trình dập thể tích biểu diễn sau: Phơi thép cán Phơi thép nh hì h Ch t o phôi Thô Chu n b phôi Tinh Thành ph m Trờng đại học bách khoa - 2008 C t 33 Giáo trình: công nghệ kim loại lu ®øc hßa đ/ Chọn máy gia cơng 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 3.5.3 Cơng nghệ dập thể tích Tùy thuộc vào mức độ phức tạp kết cấu vật dập, q trình dập tiến hành qua lịng khn qua nhiều lịng khn a/ Khi dập sơ bộ: Quá trình dập tiến hành với lịng khn sau: - Lịng khn vuốt: lịng khn làm giảm tiết diện ngang phần phôi đồng thời làm tăng chiều dài phơi (H.3.21.a) - Lịng khn ép tụ: lịng khn làm tăng tiết diện ngang phơi số chổ nhờ giảm tiết diện chổ khác, chiều dài phôi giữ nguyên (H.3.21.b) - Lịng khn uốn: lịng khn làm thay đổi hướng trục phần phôi so với phần khác phù hợp với dạng vật dập (H.3.21.c) b/ Khi dập bán tinh: Sử dụng lịng khn thành hình: lịng khn tạo hình gần giống với hình dạng vật dập (H.3.21.d), độ cơn, góc lượn lớn khn dập tinh khơng có rãnh bavia c/ Khi dập tinh: Sử dụng lịng khn tinh: lịng khn tạo hình xác vật dập có rãnh bavia (H.3.21.e) a/ b/ c/ d/ e/ H.3.21 Các lịng khn d p s b 3.5.4 Khn dập thể tích Khn dập chi tiết quan trọng dây chuyền chế tạo sản phm bng rốn dp Trờng đại học bách khoa - 2008 34 Giáo trình: công nghệ kim loại lu ®øc hßa a/ Tài liệu ban đầu: Đó vẽ vật dập với đầy đủ điều kiện kỹ thuật q trình cơng nghệ rèn, kích thức, hình dáng phơi, hồ sơ thiết bị gia cơng b/ Thiết kế lịng khn: Trên sở q trình rèn chi tiết, ta tiến hành thiết kế lịng khn cho thích hợp Lịng khn tinh: Phụ thuộc vào trạng thái nhiệt độ để thiết kế hình dáng kích thước cho thích hợp Cần lưu ý đến lượng co rút kim loại (Thép 1,5%; Nhôm: 1%; với chi tiết nguội nhanh, mỏng 1-1,2%) Ngồi cịn lưu ý đến độ xác gia cơng, hình dáng, kích thước rãnh bavia v.v Lịng khn thơ: dùng để đạt hình dáng vật dập gần giống với lịng khn tinh để nâng cao tuổi thọ độ xác lịng khn tinh Lịng khn thơ dùng cho vật rèn phức tạp, kim loại biến dạng khó Về lịng khn rèn thơ gần giống lịng khn tinh, khác là: - Bán kính lượn (trong ngồi) lớn lịng khn tinh để kim loại dể điền đầy: R1 =R + C (mm); R1, R- bán kính góc lượn lịng khuôn thô tinh; C - trị số lấy tăng thêm: vật nhỏ C = 0,5÷1 mm; trung bình C= 2÷4; lớn C > - Độ nghiêng thành khn rèn thơ nói chung giống khn tinh, trường hợp khó điền đầy lấy lớn Lịng khn rèn thơ khơng có rãnh bavia c/ Hình dáng, kích thước khối khn Bố trí lịng khn khối khn: khối khn có lịng khn nhiều lịng khn Các lịng khn bố trí khối khn phải đảm bảo u cầu trung tâm lịng khuôn trùng với trung tâm khối khuôn phải trùng với trung tâm đầu búa Mặt khác phải đảm bảo khối khn nhỏ (dùng hình thức bố trí song song so le), với lịng khn chịu lực nhỏ (lịng khn chế tạo phơi) bố trí xa trung tâm khn bên Nói chung bố trí cho thao tác dễ dàng Chiều dày thành khuôn S S1 xác định theo công thức biểu đồ sổ tay rèn dập Nhưng chúng khơng nhỏ thua 10 mm Kích thước chiều dài chiều rộng khối khuôn phải vào số lượng lịng khn, bố trí lịng khn khối khn Kích thước chiều cao khối khn phụ thuộc vào vật rèn quy chuẩn đuôi én: α1 α1 α2 R S H.3.22 Chi u dày h Hmin hmin h1 S1 nghiêng thành khn H.3.23 Hình dáng c a khuôn máy búa - Nếu vật rèn mặt phân khn hình trịn thì: Hmin = 0,9.Dmax + h1 (mm) Trờng đại học bách khoa - 2008 35 Giáo trình: công nghệ kim loại lu ®øc hßa Dmin đường kính max vật rèn mặt phân khuôn h1 - chiều cao đuôi én (mm) - Nếu vật rèn khơng phải hình trịn Hmin tra theo giản đồ sổ tay rèn dập d/ Vật liệu làm khuôn Khuôn dập làm việc điều kiện nhiệt độ cao áp lực lớn, chế tạo khuôn phức tạp u cầu vật liệu chế tạo khn phải có độ bền cao, chịu nhiệt, chịu mài mòn tốt Thường sử dụng loại hợp kim sau: Loại nhẹ: 50CrNiMo, 50CrNiSiW, 50CrNiW, có độ cứng HB = 388÷444 Loại vừa: 50CrNiMo, 50CrSiW, có độ cứng HB = 352÷388 Loại nặng: 50CrNiMo, 50CrSiW, 50CrNiW, có độ cứng HB = 293÷321 3.6 kỹ thuật Dập 3.6.1 Khái niệm chung a/ Thực chất: Dập phương pháp gia công áp lực tiên tiến để chế tạo sản phẩm chi tiết vật liệu tấm, thép thép dải Dập tiến hành trạng thái nguội (trừ thép cácbon có S > 10mm) nên cịn gọi dập nguội Vật liệu dùng dập tấm: Thép cácbon, thép hợp kim mềm, đồng hợp kim đồng, nhôm hợp kim nhơm, niken, thiếc, chì vv vật liệu phi kim như: giấy cáctơng, êbơnít, fíp, amiăng, da, vv b/ Đặc điểm - Năng suất lao động cao dễ tự động hố khí hố - Chuyển động thiết bị đơn giản, công nhân khơng cần trình độ cao, đảm bảo độ xác cao - Có thể dập chi tiết phức tạp đẹp, có độ bền cao v.v c/ Công dụng: Dập dùng rộng rãi ngành công nghiệp đặc biệt ngành chế tạo máy bay, nông nghiệp, ôtô, thiết bị điện, dân dụng v.v 3.6.2.Thiết bị dập a/ Máy ép trục khuỷu Truyền động trục khuỷu truyền động cứng, khoảng hành trình máy khống chế xác nên sản phẩm dập x x x x x x x Trờng đại học bách khoa - 2008 10 36 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa cú cht lng cao đồng Khi động quay, trục khuỷu điều khiển bàn đạp, khơng làm việc trượt vị trí cao để dễ tháo sản phẩm đưa phôi vào Phần lớn máy ép trục khuỷu điều chỉnh hành trình trượt để phù hợp với kích thước chi tiết Ngồi cịn có nhiều cấu cấp phôi lấy sản phẩm tự động sản xuất hàng loạt b/ Máy ép thuỷ lực Khác với máy ép trục khuỷu, máy ép thuỷ lực có tốc độ biến dạng kim loại không đổi, không gây tải v v Máy có cấu tạo phức tạp, lực ép có trị số lớn nên thường dùng để chế tạo chi tiết lớn, phức tạp, yêu cầu chất lượng cao hay dùng phịng thí nghiệm Máy ép thuỷ lực có cấu dẫn động chất lỏng riêng từ máy bơm dẫn chất lỏng có áp suất cao nhận từ trạm bơm có bình trữ áp Chất lỏng thường dùng: dầu khoáng vật, nhũ tương hay nước áp suất 25÷400 at Máy ép thuỷ lực thường có loại tác dụng, hai tác dụng ba tác dụng có lực ép từ vài chục đến hàng trăm Máy ép thuỷ lực làm việc sau: Động 15 quay làm cho máy bơm 14 làm việc Chất lỏng vào máy bơm từ thùng hở 9, nén vào ống dẫn I qua bình trữ áp vào van phân phối 13 để điều khiển máy ép làm việc Từ van phân phối, chất lỏng có áp suất cao theo ống II vào xilanh làm việc nén pittông Khi kết thúc làm việc, ta dịch chuyển tay gạt van phân phối Chất lỏng có áp suất cao theo đường ống IV vào xilanh đẩy pittông ngang lên Trong đó, chất lỏng từ xilanh làm việc qua van đường ống III vào bình chứa kín 10, máy ép ngừng làm việc Chất lỏng chứa bình 10 có áp suất cao, đảm bảo cho hành trình khơng tải ngang xuống nhanh chóng hành trình lên xilanh làm việc 8, bình 10 chứa nhiều dung dịch lỏng mức chi phí cho hành trình khơng tải ngang xuống Lượng dung dịch thừa chứa bình phụ 10 chảy theo van tháo 11 đường ống VI vào bể hở 9, cung cấp chất lỏng cho máy bơm Đường ống V nối van phân phối 13 với bình chứa 10 Bình trữ áp 12 dự trữ chất lỏng áp suất cao để chi phí cho máy ép làm việc, phần dự trữ bù vào hành trình làm việc máy ép Phụ thuộc vào kích thước loại máy, máy ép thuỷ lực có hay nhiều xilanh lm vic Trờng đại học bách khoa - 2008 37 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hßa H.3.25 Sơ đồ máy ép thuỷ lực có bình trữ áp ngang dưới; xi lanh; pittông; ngang di động trụ dẫn; ngang cố định; xilanh làm việc; pittông thùng hở; 10 bình chứa kín; 11 van tháo; 12 bình trữ áp; 13 van phân phối; 14 máy bơm; 15 động điện 3.6.4 Công nghệ dập Cơng nghệ dập đặc trưng nhóm ngun cơng chính: ngun cơng cắt ngun cơng tạo hình a/ Nhóm ngun cơng cắt: Cắt phơi ngun công tách phần phôi khỏi phần kim loại chung Ngun cơng có loại: cắt đứt, cắt phôi, đột lỗ n Nguyên công cắt đứt: nguyên công cắt phôi thành miếng theo đường 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 lưỡi dao song song: β + + + + Góc trước β =2÷30 Cắt rộng B ≥ 3200 mm, B S chiều dày S đến 60 mm Chỉ cắt đường thẳng, chiều rộng H.3.26 Máy c t l i dao song song cắt phải nhỏ chiều dài dao Đường cắt thẳng, đẹp, hành trình dao nhỏ; Lực cắt tương đối lớn: P = 1,3.B.S.σ c (N) B - chiều rộng cắt phôi (mm); S - chiều dày phôi cắt (mm) σ c - Giới hạn bền cắt phôi σ c = (0,6÷0,8)σb (N/mm2) - Máy cắt dao nghiêng: γ α δ Trờng đại học bách khoa - 2008 + + + + 38 Giáo trình: công nghệ kim loại lu ®øc hßa - Lưỡi dao nằm ngang, lưỡi dao nghiêng góc α= 2÷60 - Góc cắt δ = 75÷850; góc sau γ = 2÷30 Để đơn giản mài dao cho phép δ = 900; góc sau γ = - Độ hở dao Z = 0,05÷0,2mm - Lực cắt khơng lớn, cắt dày; cắt đường cong; đường cắt không thẳng nhẵn, hành trình dao lớn; lực cắt tính: 0,5 S σ c (N) P = 1,3 tgα - Máy cắt chấn động: Máy có lưỡi dao nghiêng tạo thành góc α = 24÷300; góc trước β = 6÷70, cắt lưỡi cắt lên xuống nhanh (2000÷3000 lần/phút) với hành trình ngắn 2÷3 mm Cắt dáy ≤ 10 mm α β H.3.28 Máy c t ch n ng - Máy cắt dao đĩa cặp dao: D ϕ S D h D h H.3.29 Máy c t dao a/ Dao a có tâm tr c song song - Góc n dao α < 140; h = (0,2÷0,3)S - N u S > 10 mm: D = (25÷30)S, B = (50÷90)mm - N u S < mm: D = (35÷50)S, B =(20÷25)mm - L c c t: P = 0,5 bS σ tgα c B S B B Z a m t c p dao b/ Máy c t dao d i nghiêng - góc nghiêng ϕ = 30÷400 - N u S > 10 mm: D = 20S; B = 50÷80 mm - N u S < 3mm: D = 28S; B = 15÷20 mm c/ Hai dao nghiêng - h Z ≤ 0,2S; h ≤ 0,3S - N u S > 10 mm: D = 12S; B = 40÷60 mm - N u S < 5mm: D = 20S; B = 10÷15 mm - Máy cắt nhiều dao đĩa: - Góc cắt 900; Z = (0,1÷0,2)S; B = 15÷30 (mm) - Đường kính dao đĩa: D =(40÷125)S (mm) - Vận tốc cắt: v = 1÷5 m/s; Vật liệu làm dao: 50CrWSi - Máy dùng để cắt đường thẳng đường cong s < 10 mm vi chiu di tu ý Trờng đại học bách khoa - 2008 D B Z H.3.30 Máy c t nhi u dao a 39 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa o Nguyờn cụng dp ct đột lỗ: nguyên công cắt mà đường cắt chu vi kín Đột lỗ q trình tạo nên lỗ rỗng phôi, phần vật liệu tách khỏi phơi gọi phế liệu, phần cịn lại phơi để qua ngun cơng tạo hình Đối với dập cắt phần cắt rời phơi phần cịn lại phế liệu H.3.31.Các lo i u chày Một số thông số kỹ thuật cần lưu ý: - Chày cối phải có cạnh sắc để tạo thành lưỡi cắt, chày cối có khoảng hở Z = (5% ÷ 10%)S - Khi đột muốn có kích thước lỗ đột cho kích thước chày chọn kích thước lỗ, cịn kích thước cối lớn 2Z Chày vát lõm phía để tạo thành rãnh cắt - Khi cắt phơi có kích thước cho kích thước cối kích thước phơi cịn chày nhỏ thua 2Z - Lực cắt đột P: Khi đường cắt tròn: P = 1,25π.d.s.τcp Khi đường cắt bất kỳ: P = 1,25L.s.τcp (N) s - chiều dày phơi (mm); d - đường kính phôi lỗ đột (mm) L - chu vi đường cắt (mm); τcp- giới hạn bền cắt (N/mm2) b/ Nhóm ngun cơng tạo hình: Là ngun cơng dịch chuyển phần phối phần khác mà phôi không bị phá huỷ n Nguyên công uốn: Là nguyên công làm thay đổi hướng trục phôi Trong q trình uốn cong lớp kim loại phía bị nén, lớp kim loại phía ngồi bị kéo, lớp kim loại không bị kéo nén gọi lớp trung hồ Khi bán kính uốn cong bé mức độ nén kéo lớn làm cho vật uốn cong bị nứt nẻ Lúc lớp trung hồ có xu hướng dịch phía uốn cong Chày Vị trí kích thước lớp trung hồ xác định L p trung hoà S ⎛ r α⎞ bán kính lớp trung hồ: ρ = ⎜ + ⎟ α β S r ρ ⎝S 2⎠ r - bán kính uốn trong; S - chiều dày phơi (mm); ρ - bán kính lớp trung hồ; r - bỏn kớnh un Trờng đại học bách khoa - 2008 x.S C i B1 40 S Gi¸o trình: công nghệ kim loại lu đức hòa = S1 B - hệ số biến mỏng; α = tb - hệ số nở rộng S B B + B2 Btb = - chiều rộng trung bình tiết diện uốn S1- chiều dày vật liệu điểm cung uốn Bán kính uốn cho phép: Khi uốn bán kính uốn phía giới hạn định Nếu q lớn, vật uốn khơng có khả giữ hình dạng sau uốn chưa đến mức biến dạng dẻo Ngược lại q nhỏ làm đứt vật liệu tiết diện uốn εS - Bán kính uốn lớn cho phép xác định theo công thức: rmax = 2σ c Trong ε - mơđun đàn hồi kéo (N/mm2); σc- giới hạn chảy vật liệu, (N/mm2) - Bán kính uốn nhỏ cho phép xác định theo “kỹ thuật dập nguội” theo công thức kinh nghiệm sau: rmin= (0,25÷0,3)S (mm) Sự đàn hồi uốn cong: Sau thơi lực tác dụng, có đàn hồi nên vật uốn có xu hướng giãn Để có góc uốn chi tiết ϕ0, người ta phải uốn với góc ϕ, ϕ −ϕ góc đàn hồi biểu thị là: γ = Trong thực tế γ = 0÷120 Lực uốn cong: Lực uốn khuôn dập bao gồm lực uốn tự lực phẳng (tinh chỉnh) vật liệu Trị số lực phẳng lớn nhiều so với lực uốn tự - Lực uốn tự tính theo công thức: BS 2σ b n = k B S σ b P= k1= n.S/l l - Lực uốn hình chữ U có chặn tính theo cơng thức: P = 2k1.B.S.σb + Pch ≈ 2,5k1.B.S.σb (N) - Lực uốn góc có tinh chỉnh tính theo cơng thức: P = q.F (N) Trong đó: Pch- lực chặn (N); l - khoảng cách điểm tựa (mm); n - hệ số đặc trưng ảnh hưởng biến cứng n = 1,6÷1,8 k1- Hệ số uốn tự phụ thuộc vào vật liệu tỷ số l/S, k1 = 0,05÷0,7 B - chiều rộng phôi (mm); σb - giới hạn bền kim loại (N/mm2) F - diện tích phơi tinh chỉnh (mm2) q - áp lực tinh chỉnh (N/mm2) lấy theo “kỹ thuật dập nguội” o Nguyên công dập vuốt: Dập vuốt ngun cơng chế tạo chi tiết rỗng có hình dạng từ phơi phẳng tiến hành khuôn dập vuốt - Phôi dập vuốt: Hình dạng phơi có dạng hình bầu dục hay elíp chi tiết hình hộp đáy chữ nhật, cịn chi tiết hình hộp đáy vng hình trụ đáy trịn phơi miếng cắt trịn Diện tích phơi diện tích mặt diện tớch mt ngoi Trờng đại học bách khoa - 2008 41 d Giáo trình: công nghệ kim loại lu ®øc hßa chi tiết S < 0,5 mm, cịn S > 0,5mm lấy diện tích lớp trung hoà chi tiết (kể cã đáy) - Xác định số lần dập vuốt: Khi dập vuốt tuỳ theo tính dẻo vật liệu lần dập cho phép dập thành chi tiết có đường kính định Hệ số dập cho phép: m = d ct Trường D ph hợp muốn chế tạo chi tiết dập giãn có chiều sâu lớn, đường kính nhỏ phải dập số lần, lần dập giảm đường kính đáy theo hệ số cho phép m = 0,55÷0,95 Số lần dập n phơi có đường kính D thành chi tiết có dn: m1 = mn = d1 D ⇒ d1 = m1.D; m2 = d2 d1 ⇒ d2 = m2.d1 = m1.m2.D dn ⇒ dn = m1.m2.m3 mn.D; ta lấy: mtb = n −1 m2 m3 mn d n−1 Ta viết: dn = m1.mtb(n-1).D; lấy lg hai vế ta : n = 1+ lg d n − lg(m1 D) lg mtb ứng với lần dập có khn tương ứng Q - Q trình dập vuốt: Những chi tiết có phơi dày tiến hành khuôn không cần vành ép, phôi mỏng xảy tượng nhăn xếp thành sản phẩm nên dùng thêm vành ép Q P d1 D H.3.35 S d p vu t chày ép; khuôn ép; phôi; vành ép - Lực dập vuốt: bao gồm nhiều lực: lực để biến dạng kim loại, lực vành ép, lực để thắng lực ma sát gữa vật liệu chày, cối Trong thực tế tính: - Lực dập gần R: R = P + Q (P- lực biến dạng; Q - lực ép phơi) - Lực biến dạng chi tiết hình trụ: P = k1.π.d1.S.σb (N) k1 - hệ số điều chỉnh lần đập giãn đầu, phụ thuộc 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 Trờng đại học bách khoa - 2008 0,85 0,70 0,90 0,60 0,95 0,50 42 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa - Tr s lc ộp vành tính: Q = F.q (N) Trong đó: F - diện tích vành ép tiếp xúc với chi tiết (mm2); q - áp suất ép phụ thuộc vào vật liệu (N/mm2) Vật liệu áp suất ép q, N/mm2 Vật liệu áp suất ép q, N/mm2 1,2 - 1,8 Đồng đỏ 2,5 - 3,0 Thép s0,5 1,5 - 2,0 Đuara mềm 1,5 - 2,0 Đồng thau - Khi dập giãn chi tiết hình hộp đáy chữ nhật: P = (2π.ry.C1 + LB.C2)S.σb ry - bán kính lượn cạnh thành hộp (mm); C2 = 0,2÷0,3 LB- chiều dài chu vi tiết diện hộp; C1 = 0,2÷0,5 (dập sâu C1 lấy lớn) - Khuôn dập vuốt: Để giảm ứng suất tập trung cạnh chày cối cạnh chày cối phải làm bán kính góc lượn Bán kính lượn cối phải chọn giới hạn cho phép phụ thuộc vào chiều dày vật liệu, loại vật liệu mức độ thu nhỏ đường kính qua bước Trị số bán kính lượn cối xác định theo bảng (trong sổ tay dập nguội) tính theo cơng thức sau: Rc = 0,8 ( D − d ) S Trong D đường kính phơi đường kính bước trước; d- đường kính bước sau; S - chiều dày phơi (mm) Bán kính lượn cạnh chày tất cã nguyên công trừ nguyên công cuối cùng, nên lấy Rch= Rc bé chút Bán kính lượn cạnh chày ngun cơng cuối lấy bán kính lượn sản phẩm khơng nên nhỏ (2÷3)S S ≤ mm nhỏ (1,5÷2)S S > mm Khi tinh chỉnh giảm bán kính chày, cối 2÷5 lần khơng nhỏ 0,5S Chiều cao phần làm việc: h = (0,3÷2)Dc Khe hở chày cối Z để chứa chiều dày thành phẩm xác định: - Khi dập vuốt chi tiết tròn xoay: Zmin= (1,0÷1,3)S 0,32 Z - Khi dập vuốt chi tiết hình hộp hình phức tạp: R R h H + phần góc lượn: Zmin= (1,0÷1,3)S + phần thẳng: Zmin= S; (S - chiều dày phôi, mm) ch c c Dc H.3.36 Khuôn d p vu t Khi thiết kế chế tạo khuôn cần ý: - Bước dập vuốt đầu cần phải có chặn phơi để tránh nếp nhăn - Để phôi cấp tốt, cần phải có chốt xoay - Để đảm bảo trùng khít chày cối, ta lắp hay trụ dẫn hướng - Chày, cối ép chế tạo thép CD100A đạt độ cứng 58÷60HRC mạ crơm dày 0,015 - 0,02 mm, đánh bóng đến Ra = 0,63 - 0,32 Chày Chú ý: Khi dập vuốt làm mỏng thành thực độ hở chày khuôn nhỏ chiều dày phôi ng S0 S Trờng đại học bách khoa - 2008 rch C i P 43 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa kớnh gim ớt, chiu sõu tăng nhiều giảm chiều dày thành phôi Để rút ngắn số lần dập giãn, số lần dập đầu khơng làm mỏng thành, sau dập giãn làm mỏng thành Khi dập nhiều lần phải qua ủ trung gian, giảm chiều dày cho phép giới hạn: S0 − S 100% = (40 ÷ 60)% S0 p Tóp miệng: ngun cơng làm cho miệng phơi rỗng (thường hình trụ) thu nhỏ lại Phần tóp nhỏ lại hình cơn, trụ, nửa hình cầu v.v Khn làm nhiệm vụ định vị chi tiết, khn có lỗ hình đường kính giảm dần, phần cuối khn hình trụ Để tránh xảy tượng xếp miệng tóp thì: K= P d0 = 1,2 ÷ 1,3 Khi cần tóp đến chi tiết có đường kính d nhỏ giới hạn cho phép phải qua số lần tóp d P d0 H.3.38 S tóp mi ng q Giãn rộng: Là nguyên công kéo vật liệu phơi ống từ ngồi theo hướng đường kính, đồng thời làm thay đổi chiều dày phơi Mức độ giãn rộng biểu thị hệ số giãn rộng: m = d ct = 11 , ÷ 1,25 Khi dập, d0 thường dùng khuôn mà chày ghép nhiều mảnh lỏi côn, cao su (H.3.39a) chày chất lỏng (H.3.39b) H.3.39 Khuôn d p giãn a/ chày b ng cao su; b/ chày b ng ch t l ng r Viền mép: Để tăng thêm độ cứng vững chi tiết rỗng dập vuốt từ kim loại mỏng, người ta viền mép chi tiết sau dập Có thể viền ép lăn máy tiện, viền mép máy chuyên dùng khuôn dập máy ép Viền ép máy tiện thực sau: Trục quay nhờ mơtơ điện, trục tựa quay chuyển động qua lại dọc theo trục Con lăn tiến vào cuộn mép phôi theo bán kính cong Con lăn Tr−êng đại học bách khoa - 2008 H.3.40 Gỏ vi n mép b ng l n máy ti n 44 Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hßa quay quanh trục đồ gá bàn dao máy tiện, bán kính uốn lăn r ≥ 3S Con lăn chế tạo từ thép CD80 - CD100 từ thép hợp kim dụng cụ, đạt 58 - 62 HRC Tốc độ quay trục chính: n = 400 - 600 v/ph s Ghép mối Lắp ghép chi tiết từ vật liệu phương pháp dập với phối hợp nguyên công uốn, tóp, nong, giãn rộng vv để chi tiết nối lại với thành sản phẩm hay cụm chi tiết gọi ghép mối Ghép mối phần lớn dùng cho mối ghép không tháo rời đơn giản Hình sau trình bày phương pháp ghép mối lăn H.3.41 Ghép m i b ng l n t Miết: Miết phương pháp chế tạo chi tiết tròn xoay mỏng Đặc biệt miết dùng để chế tạo chi tiết có đường kính miệng thu nhỏ vào thân phình bi đơng, lọ hoa sau nguyên công dập vuốt Công nghệ miết ứng dụng chi tiết thép mềm hay kim loại màu Khuôn Phôi Miết không biến mỏng thành thép chiều dày không 1,5mm, kim loại màu không 2mm, cịn miết T a mỏng thành ứng dụng với vật liệu có chiều dày lớn (20mm) Số vịng quay trục phụ C n ép thuộc vào vật liệu: thép mềm 400 - 600 v/ph; nhôm 800 - 1200 v/ph; đuara 500 900 v/ph; đồng đỏ 600 - 800 v/ph H.3.42 S Trờng đại học bách khoa - 2008 mi t 45 ... Thời gian nung Chế độ nung hợp lý cần đảm bảo nung kim loại đến nhiệt độ cần thiết thời gian cho phép nhỏ Thời gian nung từ nhiệt độ bình th ờng đến nhiệt độ ban đầu gia cơng chia thành giai... Giáo trình: công nghệ kim loại lu đức hòa a/ Giai on nhiệt độ thấp (Tn < 8500C): Thời gian nung giai đoạn cần dài, tốc độ nung chậm, không kim loại dể nứt nẻ biến dạng b/ Giai đoạn nhiệt độ cao... q trình uốn cong lớp kim loại phía bị nén, lớp kim loại phía ngồi bị kéo, lớp kim loại khơng bị kéo nén gọi lớp trung hồ Khi bán kính uốn cong bé mức độ nén kéo lớn làm cho vật uốn cong bị nứt