Bài giảng Công nghệ tạo hình dụng cụ: Chương 5 - Các nguyên công tạo phôi dụng cụ được biên soạn với các nội dung chính sau: Đặc điểm phôi dụng cụ & những yêu cầu đối với vật liệu phôi; Các loại phôi; Gia công chuẩn bị phôi. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!
CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHÔI DỤNG CỤ Cơ sở kinh tế kỹ thuật Yêu cầu chọn phơi • Đáp ứng u cầu kỹ thuật dụng cụ cắt • Đảm bảo chi phí chế tạo nhỏ Các vấn đề cần giải quyết: • Chọn vật liệu chế tạo phơi • Chọn phương pháp chế tạo phôi - Hệ số sử dụng vật liệu: Gcht K G ph CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHÔI DỤNG CỤ I Đặc điểm phôi dụng cụ & yêu cầu vật liệu phôi 1.Vật liệu phôi thép Các loại vật liệu: - Thép cac bon dụng cụ - Thép hợp kim dụng cụ - Thép gió a) Đặc điểm - Các phương pháp chế tạo phôi: cán, kéo, rèn dập, đúc, hàn - Cần nhiệt luyện (tôi, ram) sau gia công tạo hình dáng, kết cấu chung dao - Các phơi dạng tiêu chuẩn hóa với tiết diện trịn, vng, chữ nhật, - Để nâng cao tính, giảm bớt khối lượng gia công cơ, nâng cao hệ số sử dụng vật liệu,…→ tiếp tục tạo hình phơi rèn, dập nóng, kéo nguội,… CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CƠNG TẠO PHƠI DỤNG CỤ b) u cầu Phơi thép trước đưa vào sản xuât phải kiểm tra yếu tố sau: - Kích thước, hình dáng hình học, mức độ cong vênh - Thành phần hóa học, đặc tính cơng nghệ - Cấu trúc tế vi, mức độ đồng hạt tinh thể - Độ thấm - Lớp cacbon trước sau nhiệt luyện CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHÔI DỤNG CỤ 2.Vật liệu phôi chế tạo phương pháp luyện kim bột Các loại vật liệu: - Hợp kim cứng - Gốm (cermet, ceramics) - PCBN - PCD a) Đặc điểm - Phương pháp chế tạo phôi: luyện kim bột → Hỗn hợp thành phần hóa học gia nhiệt nhiệt độ cao tạo áp suất lớn - Qúa trình gia cơng chủ yếu phương pháp mài gia công phi truyền thống EDM,… - Phôi dạng tấm, dạng tạo hình gần với hình dáng kết cấu mảnh dao dao - Để nâng cao tính cắt dao mảnh dao, thường phủ bề mặt sau tạo hình xác CHƯƠNG CÁC NGUN CƠNG TẠO PHƠI DỤNG CỤ b) Yêu cầu Trước đưa vào sản xt phải kiểm tra: - Kích thước, hình dáng hình học, mức độ cong vênh, khuyết tật, nứt vỡ,… - Thành phần hóa học, đặc tính cơng nghệ - Cấu trúc tế vi, cỡ hạt tinh thể, mức độ đồng hạt tinh thể - Cơ tính: độ cứng, độ bền uốn,… CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHÔI DỤNG CỤ II Các loại phôi Phôi chế tạo phương pháp gia công áp lực → Đây loại phôi sử dụng phổ biến cho chế tạo dụng cụ cắt - Gia công áp lực cải thiện cấu trúc tinh thể, giảm độ không đồng hạt tinh thể, tạo tổ chức thớ nâng cao tính cho vật liệu a) Phơi thép cán Đặc điểm: - Hình dạng, kích thước tiết diện ngang, chiều dài theo tiêu chuẩn - Chất lượng bề mặt cao, thành phần hóa học ổn định phơi đúc - Phơi dụng cụ có tiết diện ngang hình trịn hình chữ nhật thường cắt từ thép cán - Hệ số sử dụng VL thấp SX đơn chiếc, SX hàng loạt với điều kiên kích thước tiết diện ngang phôi gần với dụng cụ CHƯƠNG CÁC NGUN CƠNG TẠO PHƠI DỤNG CỤ b) Phơi rèn tự Ưu điểm: - Có tính linh hoạt cao, phạm vi gia cơng rộng - Có thể biến tỏ chức hạt thành tổ chức thớ phức tạp làm tăng khả chịu tải - Thiết bị đơn giản, vốn đầu tư Nhược điểm: -Độ xác kích thước & hình dạng thấp, để lại lượng dư gia cong cắt gọt lớn, hệ số sử dụng VL thấp - Chất lượng không đồng đều, phụ thuộc tay nghề công nhân - Năng suất thấp Áp dụng: SX đơn chiếc, dụng cụ kích thước lớn Ví dụ phơi chế tạo loại dao phay lăn thường chồn máy búa CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHÔI DỤNG CỤ c) Phơi dập thể tích Ưu điểm: - Độ xác hình dạng,kích thước, chất lượng bề mặt cao - Biến dạng trạng thái ứng suất khối tính dẻo cao, chế tạo phơi có hình dạng phức tạp - Hệ số sử dụng VL cao rèn tự Nhược điểm: - Thiết bị cần công suất lớn, không tạo phôi lớn - Chi phí chế tạo khn cao Áp dụng: - Sản lượng dụng cụ chế tạo lớn Sơ đồ dập phôi dao xọc a) dập sơ bộ; b) dập kết thúc CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHÔI DỤNG CỤ d) Kéo,ép phôi Phương pháp chế tạo phôi biến dạng dẻo Phôi kéo/ép qua khuôn HKC Vật liệu phơi thép dụng cụ thép gió Áp dụng: - Chế tạo phôi cho ta rô, dụng cụ dạng (mũi khoan, khoét,…) CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHƠI DỤNG CỤ 2) Phơi chế tạo phương pháp đúc Đặc điểm chung - Có thể đúc tất KL&HK có thành phần # Có thể đúc chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp Có thể đúc chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp Dễ khí hóa, tự động hóa, cho NS cao, giá thành thấp,đáp ứng tính linh hoạt SX - Nhược điểm: tốn KL cho hệ thống đậu rót, đậu ngót; để kiểm tra chất lượng vật đúc cần có thiết bị đại Đặc điểm phôi dụng cụ cắt chế tạo phương pháp đúc: - Hệ số sử dụng vật liệu cao - Gia công chế tạo dụng cụ từ phôi đúc dễ dàng từ phôi rèn cán - Có khả tìm loại thép có thành phần đặc biệt nâng cao sức bền tuổi bền dụng cụ - Các loại dao kích thước lớn đúc riêng phần cắt phần thân hai loại vật liệu khacs nhau, sau ghép lại CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHÔI DỤNG CỤ Nhược điểm - Lưỡi cắt hay bị mài mòn, tuổi bền không ổn định - Cấu trúc thép đúc có đặc điểm phân bố cacbit khơng sau nhiêt luyện nên độ cứng thấp & không - Thường có vết nứt tế vi & ứng suất dư tồn nên giảm sức bền dụng cụ a) Đúc khuôn cát Đặc điểm: - Cho phép đúc dụng cụ kích thước lớn, phức tạp, dụng cụ có nhiều cắt, dụng cụ xoắn - Đúc mảnh dao (răng dao) cho dụng cụ chắp - Nhược điểm: + Độ xác phơi đúc không cao, dẫn tới lượng dư gia công lớn, hệ số sử dụng vật liệu K nhỏ (thường lượng dư khoảng ÷ mm) + Chất lượng phơi đúc thấp thường có rỗ khí, rỗ xỉ, chất lượng bề mặt vật đúc thấp CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHƠI DỤNG CỤ b) Đúc khn kim loại - Độ xác hình dạng, kích thước cao, chất lượng bề mặt cao - Khó chế tạo vật đúc có hình dạng phức tạp có thành mỏng - Bề mặt vật đúc dễ bị biến cứng, cần ủ trước gia công Áp dụng: chế tạo phôi dụng cụ đơn giản dạng đĩa, dạng khối Nói chung dùng phương pháp cho chế tạo phôi dụng cụ c) Đúc khuôn vỏ mỏng → phương pháp đúc phơi dụng cụ có hiệu suất cao, đúc phơi dụng cụ dạng tấm, dụng cụ nhiều lưỡi cắt, dụng cụ có cán, dụng cụ đặc biệt - Độ xác hình dạng, độ nhẵn bề mặt kích thước cao - Lượng dư gia cơng nhỏ: 0,2 ÷ 0,7 mm d) Đúc mẫu chảy → Độ xác kích thước cao, chất lượng bề mặt cao Lượng dư gia cơng nhỏ: 0,4 ÷ 0,7 mm - Có thể chế tạo phôi cho dụng cụ cắt phức tạp mà sau gia cơng cần mài, mài bóng CHƯƠNG CÁC NGUN CƠNG TẠO PHƠI DỤNG CỤ Phôi chế tạo phương pháp hàn Ưu điểm: - Tiết kiệm vật liệu (30%-50%) so với phôi đúc Phần cắt dụng cụ có tính cao, đắt tiền hàn với phần thân thường thép bon thép HK kết cấu rẻ tiền - Chất lượng phụ thuộc chất lượng mối hàn Nhược điểm: - Ứng suất dư lớn, tổ chức kim loại gần mối hàn bị thay đổi giảm khả chịu tải trọng động - Dụng cụ dễ bị biến dạng làm việc Áp dụng: - Phù hợp chế tạo dụng cụ kích thước lớn, dụng cụ chế tạo dạng ghép, dụng cụ nhiều cắt CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHÔI DỤNG CỤ a Hàn tiếp xúc Khi chế tạo dụng cụ có phần cán phần cắt làm từ hai loại vật liệu khác → hàn tiếp xúc cách nung nóng hai phần hàn đến biens dạng dẻo chảy, sau ép nhanh hai phần lại với Đặc điểm: thường tồn ứng suất dư dễ xảy dạng hỏng mối hàn dịch chuyển, vết cháy, vết nứt, xy hóa Hàn điện tiếp xúc thường áp dụng cho hàn thép gió với thép cacbon Áp dụng: Chê tạo dụng cụ dạng mũi khoan, mũi khoét,… b Hàn ma sát Hai phần cần hàn ép lại với áp lực lớn & có chuyển động quay tương dẫn đến biến dạng dẻo nhiêt độ cao → liên kết với Ưu điểm hàn tiếp xúc : lượng dư hao phí cháy nhỏ hơn, khơng bị xy hóa Thường áp dụng cho hàn thép gió với thép cacbon Áp dụng: Chế tạo phơi dụng cụ dạng trịn lớn, sửa chữa dụng cụ bị gãy CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHÔI DỤNG CỤ c Hàn đắp dụng cụ cắt Hàn đắp thép gió vào thân dao làm thép bon thép hợp kim Phương pháp hàn hồ quang tay hồ quang tự động Điện cực hàn thép gió có lớp vỏ bọc thuốc hàn Aps dụng: Chế tạo dụng cụ cắt nhiều cắt, khôi phục dụng cụ d Hàn mảnh dao thép gió, HKC với thân dao Các mảnh dao chế tạo theo tiêu chuẩn đặt vào rãnh thân dao Giữa bề mặt mảnh dao thân dao có đặt lớp vật liệu hàn (thuốc hàn có thành phần bột đồng) Kẹp chặt sơ phần đầu dao nung nóng để thuốc hàn chảy liên kết mảnh dao thân dao Hàn mảnh dao thép gió tiến hành đồng thời với nguyên cơng nhiệt luyện Thuốc hàn thành phần thường bột đồng Vi dụ: - Khi hàn mảnh dao thép gió: thuốc hàn ГФK gồm (73÷74) % Cu; (5÷6) % Ni; (5÷7) % Fe,… - Khi hàn mảnh dao HKC thuốc hàn đồng thau Л62 có thành phần 63,5% Cu + 36,5% Zn CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHƠI DỤNG CỤ III Gia cơng chuẩn bị phơi 1) Cắt ba via, đậu ngót, đậu rót 2) Làm phôi.: Thủ công / máy (phun bi, phun cát,…) 3) Cắt phôi Cưa tay, cưa cần, cưa đĩa, cưa đai, Cắt đứt máy tiện Cắt đứt máy cắt chuyên dùng, máy đột dập, Cắt đứt máy mài Cắt đứt hỗn hợp khí O2 & C2H2 Cắt đứt máy EDM 4) Ủ phơi Mục đích làm giảm độ cứng, phục hồi tính dẻo VL phơi GCAL, phơi đúc khuôn KL trước gia công Chế độ ủ : tốc độ nung, thời gian giữ nhiệt, tốc độ làm nguội CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHÔI DỤNG CỤ 5) Nắn phôi Nắn búa tay, búa máy NS thấp, SX đơn Nắn máy ép thủy lực + đồ gá, SX đơn chiếc, loạt nhỏ phôi qua gia công thô, bán thành phẩm qua nhiệt luyện Nắn máy nắn chuyên dùng SX hàng loạt, hàng khối 6) Gia cơng phá Bóc lớp vỏ ngồi qúa xấu NC tạo phơi để lại, giảm sai lệch phôi, giảm sai số in dập, tăng độ xác gia cơng Thiết bị gia cơng phá cần độ cứng vững,công suất lớn Gia công phá thường tiến hành PX chế tạo phôi SX hàng loạt 7) Gia công lỗ tâm Trên máy tiện SX đơn Trên máy khoan cần SX đơn Trên máy chuyên dùng SX hàng loạt, hàng khối ... tải trọng động - Dụng cụ dễ bị biến dạng làm việc Áp dụng: - Phù hợp chế tạo dụng cụ kích thước lớn, dụng cụ chế tạo dạng ghép, dụng cụ nhiều cắt CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHÔI DỤNG CỤ a Hàn... cần công suất lớn, khơng tạo phơi lớn - Chi phí chế tạo khuôn cao Áp dụng: - Sản lượng dụng cụ chế tạo lớn Sơ đồ dập phôi dao xọc a) dập sơ bộ; b) dập kết thúc CHƯƠNG CÁC NGUN CƠNG TẠO PHƠI DỤNG...CHƯƠNG CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO PHÔI DỤNG CỤ I Đặc điểm phôi dụng cụ & yêu cầu vật liệu phôi 1.Vật liệu phôi thép Các loại vật liệu: - Thép cac bon dụng cụ - Thép hợp kim dụng cụ - Thép gió