Đồ án công nghệ tạo hình tấm phân tích, đánh giá và lập quy trình công nghệ chế tạo chi tiết

Mục lục MỞ ĐẦU PHẦN A: ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ TẠO HÌNH TẤM CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ DẬP CHI TIẾT 1.1 Tổng quan công nghệ dập 1.1.1 Phân loại nguyên công dập 1.1.2 Dạng sản phẩm điển hình 1.1.3 Ưu nhược điểm công nghệ dập 1.1.4 Lĩnh vực áp dụng 1.1.5 Giới thiệu công nghệ dập vuốt 1.1.6 Kết cấu khuôn dập vuốt điển hình 1.1.7 Các thiết bị dập tạo hình 1.1.8 Kết luận chương: 1.2 Thiết kế công nghệ chế tạo chi tiết 1.2.1 Bản vẽ thông số kỹ thuật chi tiết: 1.2.2 Phân tích chi tiết lựa chọn phương án công nghệ: 1.2.3 Lựa chọn bước nguyên công 1.2.4 Kiểm tra tính cơng nghệ tính số lần dập 1.2.5 Phân tích lựa chọn phương án cơng nghệ 1.2.6 Quy trình cơng nghệ: CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ KHN DẬP 2.1 Tổng quan: 2.2 Lựa chọn loại máy 2.3 Xác định trung tâm áp lực khuôn: 2.4 Tính tốn lực cơng nghệ 2.4.1 Lực pha phơi, lực cắt hình – đột lỗ - cắt mép 2.4.2 Lực công nghệ dập vuốt: 2.5 Lựa chọn thiết bị 2.6 Tính tốn kích thước chày cối 2.6.1 Nguyên công cắt hình đột lỗ: 2.7 Các phận khn 2.7.1 Cụm dẫn hướng 2.7.2 Chốt định vị 2.7.3 Cữ chặn phôi 2.8 Kết luận chương: PHẦN II ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ TẠO HÌNH KHỐI CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP KHỐI 1.1 Tổng quan công nghệ dập khối: 1.2 Phân loại công nghệ dập khối 1.3 Dập thể tích khn hở (có vành biên) 1.3.1 Các q trình xảy dập khối khn hở 1.4 Dập thể tích khn kín (khơng có vành biên) 1.5 Công nghệ ép chảy 1.6 Công nghệ dập khối trạng thái nguội (cold forging) 1.7 Ưu, nhược điểm công nghệ dập khối 1.8 Các thiết bị, máy móc cơng nghệ dập tạo hình khối CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT 2.1 Bản vẽ vật liệu chi tiết 2.2 Phân tích phương án cơng nghệ lựa chọn phương án phù hợp 5 5 6 12 13 14 15 15 16 16 17 18 20 21 21 21 21 21 22 22 23 24 24 25 25 27 27 28 29 29 29 29 30 31 33 34 35 36 37 40 40 41 2.2.1 Phân tích đánh giá sản phẩm 2.2.2 Phương án : 2.2.3 Phương án 2: 2.2.4 Phương án 3: 2.2.5 Lựa chọn phương án công nghệ 2.2.6 Quy trình cơng nghệ 2.3 Xây dựng vẽ vật dập 2.3.1 Bản vẽ chi tiết 2.3.2 Thông số kỹ thuật chi tiết 2.3.3 Tính kích thước vật dập 2.4 Bản vẽ vật dập: 2.5 Chọn rãnh thoát biên: 2.6 Xác định khối lượng vật dập phôi 2.7 Chọn chế độ gia công 2.8 Chế độ bôi trơn làm nguội cho khuôn 2.9 Chọn thiết bị gia công 2.9.1 Chọn thiết bị cắt phôi 2.9.2 Chọn thiết bị cho nguyên công dập KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 41 41 41 42 42 43 43 43 44 47 48 49 50 50 51 51 51 53 54 Danh mục hình Hình 0.1 Các bước tạo hình chi tiết Hình 0.2 Phân loại bước gia công kim loại Hình 0.3 Các sản phẩm điển hình cơng nghệ dập Hình 0.4 Quá trình dập vuốt Hình 0.5 Ứng suất q trình dập vuốt có chặn phơi 10 Hình 0.6 Ứng suất trình dập vuốt có chặn phơi 11 Hình 0.7 Kết cấu khn dập vuốt máy tác động kép 12 Hình 0.8 Kết cấu khuôn dập máy tác động hỗn hợp 12 Hình 0.9 Máy dập trục khuỷu 13 Hình 0.10 Máy ép thuỷ lực 13 Hình 0.11 Máy búa 14 Hình 0.12 Máy lốc, máy vê chỏm cầu, máy cán liên tục 14 Hình 0.13 Bản vẽ chi tiết dập 15 Hình 0.14 Phương pháp cắt phơi 16 Hình 0.15 Các nguyên công chế tạo chi tiết 17 Hình 0.16 Các ngun cơng chế tạo chi tiết 20 Hình 0.17 Kích thươc chày đột 25 Hình 0.18 Kích thước phận dẫn hướng 26 Hình 0.19 Kích thước chốt định vị .27 Hình 0.20 Kích thước cữ chặn phơi .27 Hình 0.21 Mơ hình dập khn hở khn kín 30 Hình 0.22 Các trình biến dạng dập khối khn hở 31 Hình 0.23 Dập khối khuôn hở 32 Hình 0.24 Hình dạng vành biên màng ngăn lỗ cần cắt sau dập khối khuôn hở .33 Hình 0.25 Sơ đồ dập khối khn kín .34 Hình 0.26 Sơ đồ nguyên lý ép chảy .34 Hình 0.27 So sánh tính chi tiết dập khối nóng, nguội gia cơng khí 35 Hình 0.28 Các sản phẩm hệ thống truyền động thực công nghệ dập khối nguội (cold fogging) 36 Hình 0.29 Các sản phẩm điển hình cơng nghệp dập khối 37 Hình 0.30 Máy búa .38 Hình 0.31 Máy ép trục khuỷu 38 Hình 0.32 Máy ép trục vít 38 Hình 0.33 Hình ảnh khn dập khối 39 Hình 0.34 Bản vẽ chi tiết dập khối .40 Hình 0.35 Bản vẽ vật dập 47 Hình 0.36 Rãnh biên .48 MỞ ĐẦU Hiện nay, khuynh hướng công nghiệp hóa đại hóa kinh tế, phương pháp gia công kim loại áp lực ngày ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp Các sản phẩm gia công áp lực phong phú, đa dạng, từ đồ gia dụng thông thường đến thiết bị, máy móc đại đắt tiền Ưu điểm phương pháp gia công sau kết thức q trình khơng cần gia cơng khí, mà chi tiết đạt yêu đặt ban đầu, dễ ứng dụng khí hóa, tự động hóa để có thể sản xuất hàng loạt với suất cao Để tiến hành gia công theo phương pháp này, kĩ thuật gia công trình độ người kĩ sư, cơng nhân, thiết bị gia cơng áp lực giữ vai trị quan trọng phương pháp cơng nghệ gia cơng kim loại áp lực giữ vai trò xương cốt Ngày thiết bị công nghệ gia công kim loại áp lực đã phát triển phong phú, đa dạng Và nữa, nó ngày hoàn thiện cũng ứng dụng rộng rãi mặt ngành khí chế tạo Ở nước ta phương pháp gia cơng kim loại áp lực phát triển mạnh mẽ, việc hoàn thiện phát triển công nghệ gia công áp lực quan trọng cần thiết nghiệp cơng nghiệp hóa đại cơng nghiệp khí nước nhà Trong chương trình giảng dạy học phần cơng nghệ dập tạo hình, gồm có cơng nghệ dập tạo hình tấm, cơng nghệ dập tạo hình khối, em phân công làm đồ án với đề tài thiết kế quy trình cơng nghệ khn dập chi tiết điển hình dạng khối Với mục đích sau làm xong đề tài em hiểu kĩ môn học, đồng thời củng cố thêm kiến thức đã trang bị trước gặp công việc thực tế PHẦN A: ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH TẤM CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ DẬP CHI TIẾT 1.1 Tổng quan công nghệ dập Dập phần q trình cơng nghệ bao gồm nhiều nguyên công công nghệ khác nhằm làm biến dạng kim loại (băng dải) để nhận chi tiết có hình dạng kích thước cần thiết với thay đổi khơng đáng kể chiều dày vật liệu khơng có phế liệu dạng phoi Hình 0.1 Các bước tạo hình chi tiết Dập thường thực với phôi trạng thái nguội (dập nguội) chiều dày phôi nhỏ phải dập phơi trạng thái nóng chiều dày lớn Ngun cơng phần q trình cơng nghệ thực hay số cơng nhân vị trí định máy bao gồm toàn tác động liên quan để gia công phôi đã cho 1.1.1 Phân loại nguyên công dập Dựa vào đặc điểm biến dạng người ta chia thành hai nhóm chính: + Nhóm ngun cơng cắt vật liệu Khi tạo hình chi tiết, ngun cơng nhóm thường phải tiến hành biến dạng phá huỷ vật liệu, tức tách phần vật liệu khỏi vật liệu có khổ lớn để phù hợp với q trình chế tạo chi tiết + Nhóm ngun cơng biến dạng vật liệu Tạo hình chi tiết dựa biến dạng dẻo vật liệu hầu hết trường hợp có dịch chuyển phân bố lại kim loại + Phân loại Hình 0.2 Phân loại bước gia công kim loại 1.1.2 Dạng sản phẩm điển hình Hình 0.3 Các sản phẩm điển hình cơng nghệ dập 1.1.3 Ưu nhược điểm cơng nghệ dập Ưu điểm Có thể thực công việc phức tạp động tác đơn giản thiết bị khuôn Có thể chế tạo chi tiết phức tạp mà phương pháp gia công kim loại khác khó khăn Độ xác chi tiết dập tương đối cao, đảm bảo lắp lẫn tốt, không cần qua gia công Kết cấu chi tiết dập cứng vững, bền nhẹ, mức độ hao phí kim loại khơng lớn Tiết kiệm ngun vật liệu, thuận lợi cho q trình khí hoá tự động hóa đó suất lao động cao, hạ giá thành sản phẩm Quá trình thao tác đơn giản, không cần thợ bậc cao đó giảm chi phí đào tạo quỹ lương Dạng sản xuất thường loạt lớn hàng khối đó hạ giá thành sản phẩm Tận dụng phế liệu, hệ số sử dụng vật liệu cao Dập không gia công vật liệu kim loại mà cịn gia cơng vật liệu phi kim như: textolit, hetinac, loại chất dẻo Nhược điểm công nghệ dập tấm: Đầu tư ban đầu lớn (khuôn, thiết bị), đó thích hợp với gia cơng hàng loạt Yêu cầu đội ngũ kỹ sư công nhân lành nghề có trình độ cao Tính tốn cơng nghệ phức tạp 1.1.4 Lĩnh vực áp dụng Công nghệ dập áp dụng rộng rãi, từ công nghiệp quốc phịng, ý tế, hố chất, gia dụng, xây dựng, giao thơng vận tải, khí xác, hàng khơng vũ trụ nghành công nghiệp dệt may, chế biến thực phẩm, đặc biệt công nghiệp điện-điện tử, công nghệ thông tin v.v… Sản phẩm vô đa dạng phong phú hình dáng, vật liệu cũng gần gũi với đối sống người Đồ gia dụng thiết bị nhà bếp, thiết bị giao thông, thiết bị thể thao, đồ may mặc trang sức 1.1.5 Giới thiệu công nghệ dập vuốt 1.1.5.1 Khái niệm Để nghiên cứu trình dập vuốt, trước hết ta xem xét, phân tích q trình dập vuốt phơi phẳng thực sơ đồ hình 0.4 Hình 0.4 Quá trình dập vuốt Khi dập vuốt, có phần phơi nằm mặt cối phẳng góc lượn cối bị biến dạng dẻo Các phần lại chịu biến dạng đàn hồi có biến dạng dẻo khơng đáng kể 1.1.5.2 Sự phân bố ứng suất Trong trình dập vuốt, chày dập vuốt tác dụng vào phần phôi đẩy phôi vào lịng cối Vật liệu bị kéo từ phần vành phơi dịch chuyển vào lòng cối nên phần vành phơi xuất ứng suất kéo theo hướng kính ứng suất nén theo phương tiếp tuyến (hướng vòng) Khi dập vuốt sử dụng khơng sử dụng chặn Nếu dập vuốt khơng có chặn vành phơi khơng chịu lực nén, có nghĩa khơng có ứng suất pháp ứng suất tiếp bề mặt phôi Sơ đồ trạng thái ứng suất phẳng Do đó, trình biến dạng coi trịn có lỗ mà mép lỗ đó chịu tác dụng ứng suất kéo Do đặc tính đối xứng trục nên =0 và - ứng suất pháp Vì vậy, ta có phương trình cân bằng: d d + − Và điều kiện dẻo =0 - (1.1) = kf (khơng kể đến hóa bền ) Giải đồng thời hai phương trình kết hợp với điều kiện biên =R =0, ta nghiệm: =k R ln f (1.2) = −k 1− ln f Xét = r Nhưng dập vuốt k = max max f =r+s/2+rc) cũng không vượt ứng suất chảy nên: R ln (Nếu tính xác phải lấy k → ln f r R (1.3) r Như vậy, dùng bất đẳng thức để xác định trị số lý thuyết hệ số dập vuốt Gọi Kv trị số lý thuyết hệ số dập vuốt giới hạn = kf thì: K = R 2,72 (1.4) V r Trong đó R0 bán kính ban đầu phơi 1.1.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình dập vuốt: Thay đổi chiều dày vành phôi Lực chặn phôi Sự uốn phơi vào khỏi vùng bán kính lượn cối Ma sát tiếp xúc phôi chặn, phơi góc lượn cối Sự hóa bền vật liệu a) Thay đổi chiều dày vành phơi Với tỷ lệ định kích thước ban đầu phơi kích thước chày dập vuốt, tác dụng ứng suất nén theo phương tiếp tuyến , vành phôi bị ổn định tạo thành nếp nhăn Muốn khắc phục tượng này, sử dụng chặn Vì vậy, bề mặt tiếp xúc phôi chịu tác dụng ứng suất pháp ứng suất tiếp Phần ngồi vành phơi trình dập vuốt tăng chiều dày Tại vùng sát rìa ngồi = R n =−1 chiều dày tăng nhiều Do vậy, nói lực chặn phôi phân bố dải vành khăn hẹp gần rìa ngồi phơi