Rèn và dập khối ppt

Hà nội, 10.09.2010 RÈN VÀ DẬP KHỐI Chương 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ B/M GIA CÔNG ÁP LỰC 2.0 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 2 Công nghệ dập tạo hình khối là một trong những phương pháp gia công kim loại bằng áp lực, khai thác tính dẻo của kim loại để làm biến dạng và điền đầy vào lòng khuôn để tạo hình sản phẩm có hình dạng và kích thước theo yêu cầu. B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN Các dạng sản phẩm dập khối 3 Dập khối sản phẩm lớn 4 B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN Sơ đồ khối công nghệ rèn, dập khối 5 Phôi Nung phôi Rèn tự do Dập khối Sản phẩmXử lý sau dập Đối tượng cấn nghiên cứu 6 Phôi Æ Rèn, Dập khối Æ Phôi dập - Phôi đúc, gù đúc - Chồn - Bán thành phẩm - Phôi cán chu kỳ, định hình - Vuốt, kéo - Chi tiết -Chế độ nhiệt - Uốn - Dung sai vật dập -Vật liệu, cơ tính - Dát -Ép chảy - Đột lỗ -Vặn xoắn - Hàn cháy -Chặt phôi -Dập trong khuôn hở -Dập trong khuôn kín B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN Phân loại dập khối 7 Giacôngáplực Dậptấm Dậptạohìnhkhối … Rèn phôi Dậpkhối Chồn Vuốt Uốn … Dập trong khuôn hở Dập trong khuôn kín Ép chảy … Máy búa Máy ép TL Máy ép vít Máy ép TK B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 2.1 Phôi sử dụng trong rèn và dập khối 8 * Vật liệu để rèn và dập khối rất đa dạng, gồm: -Các loại thép các bon -Các loại thép hợp kim - Kim loại mầu và hợp kim màu như hợp kim nhôm, magiê, đồng và một số hợp kim niken, titan… * Mọi vật liệu kim loại có tính dẻo đều có thể dập ở một nhiệt độ nhất định 9 C¸c d¹ng ph«I chñ yÕu  Ph«I thÐp ®óc  ph«I thÐp c¸n ®Þnh h×nh  ph«I rÌn  ph«I thÐp tÊm  ph«I qua gia c«ng c¬  ph«I ®óc  c¸c lo¹i ph«I kh¸c 10 Các phương pháp cắt phôi 11 Sơ đồ cắt phôi trên máy cắt B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN Các phương pháp cắt phôi 12 Lưỡi cắt để cắt thép hình a – để cắt phôi tròn b - để cắt phôi vuông c - để cắt phôi chữ nhật d - để cắt thép góc e - để cắt tấm B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN Các phương pháp cắt phôi 13 Dạng đặc trưng của đầu mặt phôi sau khi cắt B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 14 Ví dụ tính lực cắt Ví dụ: Tính lực cắt phôi trụ Φ 20 mm thép ký hiệu C30 trên máy cắt ? Tra bảng thông số vật liệu ta có giới hạn bền 480Mpa F=pi*20*20/4=100pi mm*mm σ b= 480 Mpa=480 N/mm2 k = 1 ÷ 1,6 P=( 1 ÷ 1,6 )*0,7*480*100pi = 105.557 ÷ 168.892 N =10.5 ÷ 16.8 T P = k . σ c . F ≈ 0,7 k . σ b . F 2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI 15 2.2.1. Khái niệm: - Khoảng nhiệt độ tạo hình cho phép (T cp) khi rèn và dập nóng là khoảng nhiệt độ giới hạn bởi nhiệt độ bắt đầu rèn (T bd ) và nhiệt độ kết thúc rèn (T kt ) mà tại đó kim loại có tính dẻo cần thiết để biến dạng và điền đầy lòng khuôn. Đối với hợp kim thép - các bon thông thường thì khoảng nhiệt độ cho phép nằm trong giới hạn từ 1250 0 C – 750 o C. - Khoảng nhiệt độ tạo hình cần thiết (Tct) là khoảng nhiệt độ nằm trong khoảng nhiệt độ (T cp) phù hợp với từng nguyên công, thời gian gia công và vật liệu. B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI 16 2.2.3 CHẾ ĐỘ NUNG VÀ LÀM NGUỘI  Đạt được nhiệt độ nung  Nhiệt phân bố đồng đều theo tiết diện của thỏi đúc hoặc phôi  Hạn chế oxy hóa và thoát các bon bề mặt  Tránh nứt tế vi và ứng suất dư do nhiệt  … Yêu cầu khi nung: B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI 17 2.2.3 CHẾ ĐỘ NUNG VÀ LÀM NGUỘI 1. Nung tới nhiệt độ chuyển biến pha với tốc độ nung cho phép; 2. Giữ nhiệt ở nhiệt độ chuyển biến pha; 3. Tiếp tục nung đến nhiệt độ nung cần thiết với tốc độ nung cao nhất có thể; 4. Giữ nhiệt ở nhiệt độ này để đồng đều hóa nhiệt độ theo tiết diện phôi. + Chế độ nung phân đoạn cho phôi có chiều dày lớn: 2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI 18 2.2.3 CHẾ ĐỘ NUNG VÀ LÀM NGUỘI + Chế độ nung phân đoạn cho phôi nhỏ: Khi nung phôi ngắn với tỷ lệ chiều dài/ đường kính L/D ≤ 2, thời gian nung có thể giảm 2%, L/D = 1,5 thời gian nung có thể giảm 8%, L/D = 1 thì thời gian nung có thể giảm tới 29%. Đối với đa số thép kết cấu khi phôi có đường kính nhỏ hơn 100 mm hoàn toàn có thể chất ngay vào lò có nhiệt độ cao (1300 - 1400o C). B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI 19 2.2.3 CHẾ ĐỘ NUNG VÀ LÀM NGUỘI 1. Phôi bị mất nhiệt trong khi tạo hình 2. Làm nguội sau khi rèn Quá trình làm nguội gồm 2 giai đoạn: Ở giai đoạn này phôi được làm nguội là do - nhiệt truyền ra không khí xung quanh - nhiệt truyền trực tiếp vào dụng cụ gia công. - Đối với các chi tiết nhỏ, làm nguội bằng cách xếp thành đống lớn trong lò kín, trong lò có chứa vôi bột, hoặc trong lò có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ngừng rèn, tức là cố gắng làm nguội càng chậm càng tốt. - Đối với các chi tiết lớn (D = 500 ÷ 1500 mm), người ta làm nguội ngoài không khí, đôi khi còn làm “áo” bao lấy chi ti ết để giảm tốc độ làm nguội kim loại. Các áo cách nhiệt được làm bằng amian và cách kim loại từ 50 đến 120 mm. 2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI 20 2.2.4 PHƯƠNG PHÁP NUNG a) Khi nung bằng dòng điện tiếp xúc b) Khi nung bằng dòng điện cảm ứng c) Phương pháp nung bằng dung dịch điện phân B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 2.3 RẩN T DO 21 2.3.1 Khỏi nim v Phõn loi RẩN T DO RẩN T DO RẩN TH CễNG RẩN TH CễNG RẩN MY RẩN MY DP KHI DP KHI CN DP TO HèNH KHI CN DP TO HèNH KHI 2.3 RẩN T DO 22 Rốn th cụng: l cỏc nguyờn cụng nhm bin dng kim loi mt phn hay ton b th tớch nhit thớch hp bng dng c bin dng n gin v s dng sc ngi l chớnh. Rốn mỏy: cỏc nguyờn cụng dp to hỡnh khi n gin nhm bin dng mt phn hay ton b th tớch c thc hin trờn cỏc thit b to lc nhit thớch hp. Trong khuụn kh bi ging ny ch tp trung vo cụng ngh rốn mỏy. 2.3.1 Khỏi nim v Phõn loi B/M GIA CễNG P LC - ViN C KH - I HC BCH KHOA HN 2.3 RẩN T DO 23 CN rèn tự do rèn phôi Cắt phôi Ng. công chồn Ng. công vuốt Ng. công đột lỗ Ng. công dát vnh n.C vuôt trên trục nòng Ng. công dát đuổi Ng. công tạo bậc Ng. công hn cháy Nguyên công uốn n.C tạo lồi lõm trên phôi rèn phôi Cắt phôi B/M GIA CễNG P LC - ViN C KH - I HC BCH KHOA HN 24 Cỏc nguyờn cụng rốn c chia thnh cỏc loi: - nguyờn cụng s b, - nguyờn cụng ch yu, - nguyờn cụng ph 25 Bng tng hp cỏc nguyờn cụng rốn Tên nguyên công Nhiệm vụ Hỡnh v Ghi chú I. Các nguyên công sơ bộ 1. Rèn phôi Biến gù đúc thnh phôi rèn. Bao gồm các nguyên công ép cạnh v lm mật độ riêng. 2. Chặt phôi ( xấn, cắt ) Chia phôi rèn ra thnh từng phần nhỏ loại cắt bỏ phần đầu v phần đuôi của gù đúc. 26 II. Các nguyên công chính 3. Chồn tự do (1) Chồn trong vòng (2) v chồn đầu (3) Lm tng diện tích tiết diện ngang bằng cách gim ton bộ chiều di (1) Loại lm gim một phần chiều di phôi (2) v có thể lm phình to phần đầu phôi (3) Các nguyên công chồn có thể l các nguyên công chuẩn bị ( trớc khi đột lỗ) loại nguyên công trung gian ( chuẩn bị cho vuốt ). 4. Vuốt Lm tng chiều di phôi bằng cách lm gim diện tích tiết diện ngang của nó. Khi vuốt phức tạp có thể bao gồm nhiều bớc ép liên tục quanh trục phôi. 27 5. t l Tạo lỗ trong phôi hoặc trong chi tiết. Có thể l nguyên công sơ bộ, trớc khi dát vnh loại mở lỗ. 6. Dát vnh ồng thời lm tng c đờng kính trong v đờng kính ngoi của phôi rỗng (có lỗ sẵn). Nguyên công phức tạp bao gồm nhiều bớc ép cạnh phôi quay liên tục trong trục đỡ v đầu búa hẹp. 28 7. Vuốt trên trục nòng Tng độ di phôi rỗng. Không thay đổi đờng kính trong. 8. Dát Lm tng chiều rộng phôi Nhng nguyên công dát phức tạp bao gồm nhiều quá trinh ép theo tiết diện ngang. 29 9. Tạo bậc Dịch chuyển một phần kim loại lệch khỏi trục ban đầu của phôi. 10. Uốn Biến phôi thẳng thnh phôi cong (hoặc chi tiết cong) theo góc uốn cần thiết. Có thể l nguyên công chuẩn bị hoặc nguyên công cuối cùng. 11. Thắt, tóp Tạo ngẫng trên phôi (hoặc chi tiết ) Có thể l nguyên công chuẩn bị hoặc nguyên công cuối cùng. 30 12. Vê Từ phôi có nhiều cạnh lm thnh thanh tròn ( có thể ton bộ hoặc cục bộ ) 13. Vuốt cục bộ Vuốt ở một hoặc hai đầu phôi 14. Mở lỗ Lm rỗng lỗ có sẵn vuông góc với bề mặt phôi phẳng. 31 III. Các nguyên công phụ 15. ỏnh du Lm biến dạng một phần rất nhỏ của thể tích phôi nhằm tạo thnh chỗ lồi lõm trên khuôn. Các nguyên công tiếp theo nó thờng l cán cục bộ, vuốt cục bộ v.v 16. Vê cạnh Nhằm gim các nh hởng xấu của việc thoát nhiệt ( gim nhiệt độ ) không đồng đều của phôi. Dùng để rèn các phôi bằng thép hợp kim cao, khỏi bị nứt cạnh khi rèn vi các cạnh thờng nguội trớc. 32 17. Vặn xoắn Nhằm quay nột bộ phận no đó của phôi đi một góc cho trớc. 18. Hn cháy Nối hai phần phôi lại với nhau. Dùng khi rèn bằng máy búa. 33 C¸c nguyªn c«ng kh¸c 19. C¾t bavia Còng cã thÓ lμ những nguyªn c«ng chuyÓn tiÕp. 20. Lμ Lμm mÊt những chç låi lâm, kh«ng ph¼ng, cong, vªnh cña ph«i. 21. N¾n Lμm ph¼ng c¸c ph«i cong kh«ng tÝnh tr−íc ( cong do thiÕu sãt cña quy trinh c«ng nghÖ hoÆc khi gia c«ng). 22. Đãng dÊu Ghi l¹i những ký hiÖu, m¸c thÐp, sè hiÖu chi tiÕt, b»ng c¸ch ®ôc vμo chi tiÕt hoặc con dÊu. 34 2.4 DẬP KHỐI TRÊN MÁY BÚA 2.4 DẬP KHỐI TRÊN MÁY BÚA 35 CN DẬP TẠO HÌNH KHỐI CN DẬP TẠO HÌNH KHỐI CN RÈN CN RÈN CN DẬP KHỐI CN DẬP KHỐI DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN HỞ DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN HỞ DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN KÍN DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN KÍN ÉP CHẢY, KÉO DÂY… * ÉP CHẢY, KÉO DÂY… * 36 CÁC CÔNG ĐOẠN CỦA QUÁ TRÌNH DẬP KHỐI 2.4 DẬP KHỐI TRÊN MÁY BÚA 37 38 HÌNH ẢNH THIẾT BỊ DẬP KHỐI Equipment Vận tốc m/s Hydraulic press Mechanical press Screw press Gravity drop hammer Power drop hammer Counterblow hammer 0.06 – 0.30 0.06 – 1.5 0.6 – 1.2 3.6 – 4.8 3.0 – 9.0 4.5 – 9.0 39 2.4.1 KHÁI NIỆM và PHÂN LOẠI DẬP KHỐI là quá trình biến dạng dẻo kim loại trong lòng khuôn ở nhiệt độ thích hợp. DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN HỞ tạo ra các phôi dập có vành biên DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN KÍN tạo ra sản phẩm không có vành biên. 40 2.4.1.1 DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN HỞ a- Phôi b, c- Khuôn không có góc nghiêng (lý tưởng) d,e- Khuôn có góc nghiêng thành lòng khuôn (phôi thừa) [...]... hng loạt lớn v hng khối -Thích hợp cho tự động hoá v cơ khí hoá - Chiều di hnh trình máy cố định, cho phép thao tác lệch tâm nhng không thể dập nhiều lần một vật dập trên một lòng khuôn - Hiệu suất lm việc cao (2 ln so vi mỏy bỳa) - Năng suất lao động cao ( vỡ mi nhỏt dp l mt chi tit trong khi vi mỏy bỳa thỡ mt sn phm phi dp trờn nhiu lũng khuụn) - Độ chính xác vật dập cao hơn so với dập trên máy búa... bằng công thức sau: t = Hn + at - HT m.búa trong đó:+ Hn: chiều cao vật dập sau khi nguội + at: lợng co ngót kích thớc sau khi nguội của vật dập + HT: chiều cao vật dập theo thiết kế m.e.t.k - Do đó, khi điều chỉnh khuôn lúc không có vật rèn nếu để khoảng cách giữa hai mặt phân khuôn bằng chiều cao vnh biên thì sẽ nhận đợc vập dập có chiều cao lớn hơn tính toán - Khi điều chỉnh khuôn, phải chế tạo... sai của vật dập có thể đạt tới 0.2 0.5mm (đối với máy búa l 0.8 1mm) - Hệ số sử dụng kim loại cao hơn vì có thể giảm lợng thêm v lợng d do khuôn dập trên máy ép trục khuỷu có thể sử dụng cần đẩy - Điều kiện lm việc của công nhân tốt hơn - Giá thnh sản phẩm hạ, do tiết kiệm kim loại 103 104 - Nhợc điểm khi dp trờn mỏy ộp trc khuu dp núng 2 Đặc điểm của quá trình dập trên máy ép trục khuỷu dập nóng -... tỏc dng lờn phụi Coi tổng hợp các lực tác dụng lên vật dập l Q thì Sau nhát đập cuối cùng, trên bề mặt tiếp xúc giữa vật dập v lòng khuôn tồn tại các thnh phần lực: Q = -Tcos + Psin = P(sin - cos) T = .P ( theo định luật Coulomb) P Để vật dập tự đẩy ra khỏi lòng khuôn thì hợp lực Q phảI lớn hơn không (chiều dơng) - P tác dụng vuông góc bề mặt vật dập Q - Gọi ma sát tiếp xúc tổng cộng l T, góc nghiêng... chính xác của vật dập trong khoảng 0.2 ữ 0.5mm - Hnh trình nhỏ - Tốc độ biến dạng ở thời điểm biến dạng 0.5 ữ 0.8m/s, (vi máy búa đơn động:5 ữ 6m/s) - Biến dạng đn hồi khung thân máy - Tc chm hn mỏy bỳa (0,5-1,5 m/s) - Tốc độ biến dạng thấp tạo điều kiện cho quá trình điền đầy lòng khuôn tốt hơn 105 106 Dập trên máy ép Biến dạng đn hồi của máy ép v ý nghĩa So sánh tốc độ đầu búa khi dập trên METK v... thỡ gúc nghiờng thnh lũng khuụn cng ln - Nu dựng cht bụi trn tt thỡ khụng nhng lm gim h s ma sỏt m cũn lm gim ỏp lc phỏp tuyn 55 - Khi vật dập dính ở nửa khuôn dới, để tháo gỡ chỉ cần đập mạnh thêm một lần l có thể lấy đợc sản phẩm - Đặc biệt nguy hiểm khi vật dập dính ở nửa khuôn trên, có thể gây vỡ khuôn, gẫy cán búa hoặc văng vo công nhân gây tai nạn - Để khắc phục, khi chế tạo khuôn thờng lm góc... nhau một khoảng bằng kích thớc của dỡng 107 108 Rónh thoỏt biờn trờn mỏy ộp Đặc điểm Kết cấu khuôn Khuôn trên METK dp núng - Có thể chế tạo từ khối thép nguyên hoặc sử dụng kết cấu ghép Khuụn trờn mỏy bỳa (không có mặt gơng) - Do bn máy của máy ép trục khuỷu dập nóng không có rãnh mang cá, phải thiết kế đế khuôn phụ có rãnh mang cá để gá khuôn - Trên máy ép có hệ thống đẩy sản phẩm do đó góc nghiêng... chi tiết Kết cấu đẩy có thể bố trí ở khuôn trên hoặc khuôn dới hoặc đồng thời ở cả hai nửa khuôn Kiểu 1: thông dụng Kiểu 2: - Nếu vật dập có chiều cao lớn thì phải dùng cơ cấu đẩy kiểu thuỷ lực hoặc khí nén - Trên METK có thể dùng khuôn tổ hợp (nhiều khuôn trên một khối khuôn) - Do METK có hnh trình cứng nên trong kết cấu khuôn phải có cơ cấu chống quá tải khuôn v máy Kiểu 3 109 Kiểu 4 110 C cu y Kớch... ú lc dp tng nhanh H3 nh hn H1 H 2 Giai on 4: y nt phn kim loi tha ra vnh biờn Thnh phn lc gn ging GDD3 v tng rt nhanh a) Chn b,c) Chn, t l d) Chn phụi cao e) ẫp chy f) Chn, t, ộp chy 67 68 Mụ phng QU TRèNH IN Y LềNG KHUễN 2.4.8 LềNG KHUễN THễ - Lũng khuụn thụ cú nhim v lm gim nhim v cng lm vic ca lũng khuụn tinh, do ú tng tui th ca cỏc lũng khuụn tinh - Phụi dp qua lũng khuụn thụ cú hỡnh dỏng gn ging... Khuụn mt lũng khuụn 94 Kt cu khi khuụn h Dp phụi a xớch Mt di Mt trờn 95 96 Lp khuụn Animation of forgin hammer Quỏ trỡnh dp thc hin nh th no? 97 98 2.5 DP KHI TRấN MY ẫP 100 2.5.1 Sơ đồ máy ép trục khuỷu dập nóng 9 DP KHI TRấN MY ẫP 1 Đuôi dẫn hớng phụ 2 Bánh răng nhỏ 3 Bánh răng lớn v ly hợp ma sát 4 Đầu trợt 5 Chêm bn máy 6 Phanh 7 Bánh đ 8 Phanh bánh đ 9 Cơ cấu cân bằng 2.5.1 Dp khi trờn mỏy ộp trc . dÊu. 34 2.4 DẬP KHỐI TRÊN MÁY BÚA 2.4 DẬP KHỐI TRÊN MÁY BÚA 35 CN DẬP TẠO HÌNH KHỐI CN DẬP TẠO HÌNH KHỐI CN RÈN CN RÈN CN DẬP KHỐI CN DẬP KHỐI DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN HỞ DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN HỞ DẬP KHỐI. HỌC BÁCH KHOA HN Sơ đồ khối công nghệ rèn, dập khối 5 Phôi Nung phôi Rèn tự do Dập khối Sản phẩmXử lý sau dập Đối tượng cấn nghiên cứu 6 Phôi Æ Rèn, Dập khối Æ Phôi dập - Phôi đúc, gù đúc -. dụng trong rèn và dập khối 8 * Vật liệu để rèn và dập khối rất đa dạng, gồm: -Các loại thép các bon -Các loại thép hợp kim - Kim loại mầu và hợp kim màu như hợp kim nhôm, magiê, đồng và một số