bài tập lớn thiết kế khuôn cắt đột ngành kỹ thuật cơ khí chuyên ngành gia công áp lực

Phân tích và lựa chọn phương án xếp hình phù hợp;2.. Phân tích và lựa chọn thiết bị dập phù hợp.... Phần 1 : Phân tích và lựa chọn phương án xếp hình phù hợp Vật liệu chúng ta sử dụng t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KHUÔN CẮT ĐỘT

Ngành Kỹ thuật cơ khí Chuyên ngành Gia công áp lực

Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Đinh Văn Duy

Bộ môn : Gia công áp lực

Viện Cơ Khí

Người thực hiện : Lê Quang Trụ

MSSV : 20185169

Khóa : 63

Nội dung đề tài :

Cho chi tiết như hình dưới, biết vật liệu là SUS304, dày 2mm, có σb= 495 N/mm2 Biết dạng sản xuất là loạt lớn Hãy:

1 Phân tích và lựa chọn phương án xếp hình phù hợp;

2 Tính toán và thiết kế khuôn dập;

3 Xác định trung tâm áp lực của khuôn;

4 Phân tích và lựa chọn thiết bị dập phù hợp

Mục lục :

Phần 1 : Phần tích và lựa chọn phương án xếp hình phù hợp ……… 4

Phần 2 : Tính toán và thiết kế khuôn dập ……… 6

Phần 3 : Xác định trung tâm áp lực của khuôn ……… 10

Phần 4 : Tính toán lựa chọn thiết bị dập phù hợp ……… 13

Phần 1 : Phân tích và lựa chọn phương án xếp hình phù hợp

Vật liệu chúng ta sử dụng trong đề tài có tên gọi là SUS304 hay còn được gọi là INOX304 hay Thép không rỉ là một dạng hợp kim của sắt chứa tối thiểu 10,5% thành phần là Crom (Cr)

SUS304 là một kim loại phổ biến và được ưa chuộng nhất hiện nay trên thế giới SUS304 chiếm đến 50% lượng thép không rỉ được sản xuất trên toàn cầu Ở Úc con số này thậm chí còn cao hơn , lên tới 60% SUS304 được sử dụng trong hầu hết các ứng dụng ở mọi lĩnh vực

Đặc trưng của SUS304 là tính bền bỉ , cứng chắc và khả năng chống chịu tốt, nó còn mang đến vẻ thẩm mỹ cao cho những thành phẩm được tạo ra , ngoài ra, một trong số những tính năng nổi bật có thể kể đến :

+ Khả năng chịu ăn mòn tốt

+ Khả năng chịu nhiệt cao

+ Khả năng gia công, tạo hình tốt

+ v.v

Phân tích sản phẩm :

Phân tích hình dạng của sản phẩm được lựa chọn trong đề tài , nhận thấy đây là một chi tiết chưa phức tạp về mặt hình dạng , có thể sẽ còn phải qua nhiều nguyên công cắt gọt, uốn ,dập tạo hình Dạng sản xuất là loạt lớn , vậy nên cần phải ưu tiên năng suất, tính kinh tế , tiết kiệm nguyên vật liệu, độ chính xác có thể được cân chỉnh ở những nguyên công tiếp theo

Lựa chọn phương án xếp hình :

Em lựa chọn phương án xếp hình vào dải phôi như sau :

Đây là phương án xếp hình theo em là tối ưu nhất đối với yêu cầu của

đề tài đã cho Phương án này cho hiệu suất sử dụng vật liệu tối ưu , tiết kiệm kim loại , thêm vào đó là năng suất lớn, phù hợp cho sản xuất hàng loạt lớn

Ưu nhược điểm của phương án xếp hình nêu trên :

Ưu điểm :

+ Hiệu suất sử dụng kim loại tối ưu

+ Tiết kiệm nguyên vật liệu sản xuất

+ Năng suất lao động cao hơn so với các phương án khác

Nhược điểm :

+ Lực dập yêu cầu cao do cần diện tích của chày dập lớn

+ Giá thành thiết kế và chế tạo khuôn cao

Phần 2 : Tính toán và thiết kế khuôn dập :

Tổng quan :

Chúng ta sẽ cần 2 bộ khuôn để cắt và đột 3 phần tử được nêu như trên hình vẽ : + Bộ thứ 1 : Bao gồm 2 đôi chày cối, đôi chày cố thứ nhất dùng để đột hình số 1, đôi chày cối thứ 2 là để đột lỗ là hình số 2, 2 đôi chày cối này sẽ được lắp ráp và gia công trên cùng 1 thiết bị dập để nâng cao năng suất

+ Bộ thứ 2 : Bao gồm 1 đôi chày cối để cắt hình số 3 ra khỏi dải phôi

Tính toán và thiết kế khuôn dập :

- Tính toán khe hở giữa chày và cối :

Chiều dày vật liệu s = 2mm có ứng suất bền là = 495 N/mm2

=> Áp dụng cho 3 bộ chày cối ta có khe hở giữa chày và cối được tính theo công thức:

u = 0.007.s = 0.007.2 = 0,31 (mm)

- Tính toán kích thước và dung sai giữa chày và cối :

+ Hình số 1 : Đây là nguyên công đột lỗ vậy nên ta lấy kích thước danh nghĩa của chày bằng với kích thước của lỗ đột, kích thước danh nghĩa của cối bằng với kích thước danh nghĩa của chày cộng với 2 lần khe hở giữa chày và cối

- Theo yêu cầu của sản phẩm, tại hình số 1 ta có cạnh dài có kích thước :

cạnh ngắn có kích thước :

- Ta có dung sai chế tạo chày cối được tính theo công thức sau :

+ Chày : + Cạnh dài : = = = (mm)

+ Cạnh ngắn = = = (mm)

+ Cối :

+ Cạnh dài : = = = (mm)

+ Cạnh ngắn:= = = (mm)

+ Hình số 2 : Tương tự hình số 1, đây cũng là nguyên công đột lỗ , lấy kích thước danh nghĩa của chày bằng với kích thước danh nghĩa của lỗ đột, kích thước danh nghĩa của cối bằng với kích thước danh nghĩa của chày cộng với 2 lần khe hở

- Theo yêu cầu của sản phẩm, tại hình số 2 ta có cạnh dài có kích thước :

cạnh ngắn có kích thước :

- Ta có dung sai chế tạo chày cối được tính theo công thức sau :

+ Chày : + Cạnh dài : = = = (mm)

+ Cạnh ngắn = = = (mm)

+ Cối :

+ Cạnh dài : = = = (mm)

+ Cạnh ngắn:= = = (mm)

+ Hình số 3 : Đây là nguyên công cắt hình, vậy nên ta cần lấy kích kích thước danh nghĩa của cối bằng với kích thước sản phẩm, kích thước danh nghĩa của chày bằng kích thước danh nghĩa của cối trừ đi 2 lần khe hở Tuy nhiên, hình dạng chày cối cắt không tròn nên cần phải dựa vào các kích thước tăng, kích thước giảm,

và kích thước không đổi để thiết kế phù hợp

+ Theo yêu cầu của sản phẩm tại hình số 3 ta có H1 =

H2 =

H3 =

H4 =

H5 =

+ Ta có dung sai chế tạo chày cối được tính theo công thức sau :

+ Cối : = = = (mm)

= = = (mm)

= = = (mm)

= = = (mm)

= = (mm)

+ Chày : = = =(mm)

= = =(mm)

= = =

= (mm)

===(mm)

Phần 3 : Xác định trung tâm áp lực của khuôn :

Trung tâm áp lực của khuôn là điểm đặt của tổng hợp lực các lực cắt hình

và đột lỗ của khuôn Trọng tâm của khuôn phải trùng với tâm lỗ lắp cuống khuôn Theo thứ tự gia công của bộ khuôn em thiết kế, có 2 bộ khuôn tham gia quá trình gia công, bộ khuôn thứ nhất dùng để gia công đột 2 lỗ hình số 1 và hình

số 2, bộ khuôn thứ hai dùng để cắt hình số 3 ra khỏi dải phôi Bộ khuôn thứ nhất

sẽ tiến hành đột lỗ trước , và bộ khuôn thứ hai sẽ cắt hình sau Dựa trên thứ tự như vậy, em sẽ tiến hành tính toán trung tâm áp lực của khuôn như sau :

Bộ khuôn thứ nhất :

Chọn hệ tọa độ như hình vẽ, áp dụng công thức :

===18,5(mm)

===28,61(mm)

Vậy ta có tọa độ trung tâm áp lực của khuôn theo hệ tọa độ như hình vẽ :

=18,5 mm =28,61 mm

Bộ khuôn thứ hai :

Chọn hệ tọa độ như hình vẽ, áp dụng công thức :

== = 38,5 (mm)

===38,91(mm)

Vậy ta có tọa độ trung tâm áp lực của khuôn theo hệ tọa độ như hình vẽ :

=38,5 mm =38,91 mm

Phần 4 : Phân tích và lựa chọn thiết bị dập phù hợp :

Xác định lực cắt đột :

Dựa vào hình dạng của hình cắt, lỗ đột, chiều dày,vật liệu để xác định lực cắt cần thiết cho nguyên công, từ đó chọn máy làm việc phù hợp và hiệu quả :

Bộ khuôn số 1 :

Lực đột lỗ hình số 1 :

k.F.=k.L.s.= 1,2.104.2.0,8.495 = 98841,6 (N)

Lực đột lỗ hình số 2 :

k.F.=k.L.s.= 1,2.134.2.0,8.495 = 127353 (N)

Vì ta tiến hành độ đồng thời 2 lỗ hình số 1 và hình số 2 nên ta cần lực ép lớn hơn tổng 2 lực đột lỗ hình số 1 và hính số 2 :

Lực đột tổng hợp : P = P1+P2= 226194 (N)

Vậy ta nên sử dụng máy dập có tải trọng khoảng 300 tấn để nguyên công được tiến hành một cách bình thường

Bộ khuôn số 2 :

Lực cắt hình số 3

k.F.=k.L.s.= 1,2.334.2.0,8.495 =317434 (N)

Vậy ta nên sử dụng máy dập có tải trọng khoảng 350 tấn để nguyên công được tiến hành một cách bình thường