thiết kế quy trình chế tạo máy dập trục khuỷu loại nhỏ

Máy dập là loại máy điển hình cho thiết bị gia công bằng áp lực, máy có ưu điểm là: kết cấu máy đơn giản, có thể chế tạo được các chi tiết có hình dạng phức tạp, chi tiết có chất lượng b

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CHẾ TẠO MÁY DẬP TRỤC KHUỶU LOẠI NhỎ

MÃ SỐ: T2010 - T59

S 0 9

S KC 0 0 3 6 2 2

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CHẾ TẠO MÁY DẬP

TRỤC KHUỶU LOẠI NHỎ

Mã số: T2010 – T59

Chủ nhiệm đề tài: VÕ XUÂN TIẾN

TP.HỒ CHÍ MINH – 2011

NHẬN XÉT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Tên đề tài: Thiết kế quy trình chế tạo máy dập trục khuỷu đơn động loại nhỏ

Mã số đề tài: 2010 – T59

Chủ nhiệm và thực hiện đề tài: GV Ths Võ Xuân Tiến

PHẦN NHẬN XÉT

TP Hồ Chí Minh, ngày …… tháng … năm 2011

MỤC LỤC

Trang PHẦN A: DẪN NHẬP 1.1 Lí do chọn đề tài 2

1.2 Mục đích nghiên cứu 3

1.3 Đối tượng nghiên cứu 3

1.4 Giới hạn đề tài 3

1.5 Phương pháp nghiên cứu đề tài 3

PHẦN B: NỘI DUNG Chương I: TỔNG QUAN VỀ MÁY DẬP TRỤC KHUỶU 5

1.1 Đặc điểm và ứng dụng của máy dập trục khuỷu 6

1.2 Các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực 7

1.3 Tác dụng của nhiệt độ và hiện tượng trong biến dạng dẻo kim loại 9 Chương II: DẬP TẤM VÀ MỘT SỐ LOẠI MÁY GIA CÔNG ÁP LỰC 13

2.1 Khái niệm 13

2.2 Thiết bị dập tấm 14

2.2.1 Máy dập trục khuỷu 2.2.1.1 Máy dập trục khuỷu vạn năng a Máy dập trục khuỷu thân hở 15

b Máy dập trục khuỷu thân kín………

2.2.2 Máy ép thủy lực………

2.2.3 Máy dập vuốt (dập sâu) 2.2.4 Máy búa hơi 2.3 Dập cắt và đột lỗ ChươngIII CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY DẬP TRỤC KHUỶU 16

3.1 Đặc điểm 16

3.2 Cơ cấu chấp hành 17

3.3 Phân loại 18

3.4 Nguyên tắc hoạt động 20

Chương IV PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN THÔNG SỐ KỸ THUẬT

4.1 Lực ép danh nghĩa và lực cho phép của đầu trượt 22

4.2 Hành trình và tốc độ của đầu trượt 25

4.3 Kết cấu các bộ phận và chi tiết quan trọng 28

4.4 Các dạng hư hỏng và vấn đề bảo dưỡng máy 50

PHẦN C KẾT LUẬN I Kết luận 55

II Hướng phát triển 55

Tài liệu tham khảo 56

III Một số hình ảnh của một số loại máy dập 57

để gia công áp lực rất phong phú, và ngày càng được hoàn thiện

Máy dập là loại máy điển hình cho thiết bị gia công bằng áp lực, máy có ưu điểm là: kết cấu máy đơn giản, có thể chế tạo được các chi tiết có hình dạng phức tạp, chi tiết có chất lượng bề mặt tương đối tốt mà không cần qua gia công cắt gọt, năng suất của máy cao… vì vây máy dập cơ khí được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như: công nghiệp chế tạo máy, công nghiệp xây dựng, công nghiệp tiêu dùng, công nghiệp thực phẩm…

Ở nước ta phương pháp gia công bằng áp lực đã và đang đựoc đầu tư và phát triển mạnh, việc hoàn thiện và phát triển các thiết bị gia công áp lực là hết sức cần thiết vì

thế đề tài “ thiết kế quy trình máy dập trục khuỷu đơn động loại nhỏ” với mục

đích tìm hiểu về cấu tạo của máy dập trục khuỷu đơn động loại nhỏ thiết lập được bản

vẽ cấu tạo của các chi tiết của máy dập trục khuỷu nhằm tạo điều kiện thuận lợi trong công tác bảo trì, thay thế các chi tiết, phụ tùng của các máy dập trục khuỷu loại này ở

bộ môn Công nghệ kim loại Qua đó, hỗ trợ tốt hơn cho việc giảng dạy môn Công nghệ kim loại và thực tập Công nghệ Kim loại, giúp sinh viên có điều kiện tiếp xúc với thiết bị thực một cách trực quan

Trong khuôn khổ của đề tài này, người nghiên cứu tập trung vào cấu tạo điển hình của máy dập trục khuỷu đơn động, thiết lập các bản vẽ của các chi tiết điển hình của

máy (có kích thước cụ thể, có thể bổ sung vào hồ sơ bảo trì máy), cũng như tính toán các thông số cơ bản của máy dập trục khuỷu Do thời gian có hạn nên tác giả chưa thiết lập được quy trình công nghệ chế tạo cho từng chi tiết cũng như chưa thiết lập sơ

đồ hệ thống mạch điện của máy

1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Phân tích các đặc tính kỹ thuật của máy dập trục khuỷu đơn động, những vấn đề cần

đề cập tới bao gồm: nguyên lý làm việc, thông số kỹ thuật, kết cấu máy, vấn đề sử dụng máy, hiệu chỉnh và bảo dưỡng, nâng cao thêm khả năng làm việc của thiết bị

1.3 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU

Máy dập trục khuỷu đơn động loại nhỏ: thông số kỹ thuật và kết cấu máy

1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Trong khuôn khổ của đề tài này, người nghiên cứu tập trung vào cấu tạo điển hình của máy dập trục khuỷu đơn động, thiết lập các bản vẽ của các chi tiết điển hình của máy (có kích thước cụ thể, có thể bổ sung vào hồ sơ bảo trì máy), cũng như tính toán các thông số cơ bản của máy dập trục khuỷu Do thời gian có hạn nên tác giả chưa thiết lập được quy trình công nghệ chế tạo cho từng chi tiết cũng như chưa thiết lập sơ

đồ hệ thống mạch điện của máy

Sau khi nghiệm thu đề tài, tác giả sẽ thiết lập sơ đồ hệ thống mạch điện của máy để lưu trữ cùng với tập bản vẽ các chi tiết quan trọng của máy vào hồ sơ bảo trì máy nhằm giúp quá trình vận hành máy hiệu quả hơn

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Dùng phương pháp tham khảo, đọc tài liệu và thực tế đo kiểm các chi tiết điển hình của máy

PHẦN B CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY DẬP TRỤC KHUỶU ĐƠN ĐỘNG

1.1 ĐẶC ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG CỦA MÁY DẬP

Đặc điểm của máy là chuyển động của đầu trượt êm hơn máy búa, năng suất máy cao

và tổn hao năng lượng ít nhưng nhược điểm của máy là phạm vi điều chỉnh hành trình

bé, đòi hỏi việc tính toán phôi chính xác và phải làm sạch phôi truớc khi đem vào dập

+ Ứng dụng của máy dập trục khuỷu

- Hiện nay phương pháp gia công kim loại bằng áp lực được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp Các sản phẩm gia công bằng áp lực rất phong phú đa dạng Ưu điểm của phương pháp gia công cơ khí mà vẫn đạt yêu cầu kỹ thuật đề ra

Để tiến hành gia công theo phương pháp này, các thiết bị gia công áp lực có vai trò rất quan trọng, chủng loại của thiết bị gia công áp bằng kim loại rất phong phú, đa dạng

về chủng loại và ngày càng được hoàn thiện

- Về mặt kỹ thuật thì phương pháp dập cho phép thực hiện những nguyên công phức tạp bằng những hành trình đơn giản của máy ép, chế tạo được những chi tiết phức tạp

mà phương pháp gia công khác không làm được hay có làm được nhưng khó khăn

Năng suất của thiết bị rất cao nhờ quá trình cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất Tiết kiệm nguyên vật liệu, phế phẩm tương đối ít Chế tạo được những chi tiết lắp lẫn với độ chính xác tương đối cao và phần lớn không cần gia công cơ tiếp theo

- Các thiết bị dập nguội được chế tạo ngày càng hoàn chỉnh với độ an toàn cao trong sản xuất hàng khối người ta đã dùng những máy dập tự động cao tốc, những máy chuyên dùng đặc biệt với hàng ngàn phát dập trong 1 phút Với qui mô sản xuất càng lớn thì càng cho phép ứng dụng kỹ thuật hoàn thiện hơn với những bộ khuôn dập phức tạp và đắt tiền

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC

1.2.1 Khái niệm chung

- Gia công kim loại bằng áp lực là dựa vào tính dẻo của kim loại Dùng ngoại lực của thiết bị làm cho kim loại bị biến dạng theo hình dạng yêu cầu Kim loại vẫn giữ được nguyên vẹn không bị phân hủy

- Gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp gia công không phoi, ít hao tổn kim loại, năng suất cao

Những dạng cơ bản của gia công kim loại bằng áp lực là cán, kéo sợi, ép rèn tự do

và dập

- Cán là phương pháp ép kim loại bằng cách cho kim loại đi giữa 2 trục quay

của máy cán, phôi bị biến dạng và di chuyển nhờ sự quay liên tục của trục cán

và ma sát giữa trục cán với phôi

- Kéo sợi là kéo dài phôi qua lỗ khuôn kéo dưới tác dụng của lực kéo, sản

phẩm có hình dáng và kích thước nhỏ hơn tiết diện phôi

- Ép là quá trình nén kim loại trong khuôn kín qua lỗ khuôn ép để nhận được

hình dáng và kích thước của chi tiết cần chế tạo

- Rèn tự do là phương pháp biến dạng kim loại dưới tác dụng của lực đập của

búa hoặc lực ép của máy ép Quá trình biến dạng tự do của kim loại không bị hạn chế trong khuôn khổ nhất định

Gia công kim loại bằng áp lực còn gọi là phương pháp gia công không phoi, rèn rập là phương pháp gia công cơ bản để chế tạo phôi cho gia công cắt gọt, những chi tiết quan trọng phải chịu lực lớn thì cần qua rèn dập

- So với gia công cắt gọt thì rèn dập có những ưu điểm sau:

 Năng suất cao, phế liệu ít, tiết kiệm vật liệu nên giá thành hạ

 Có khả năng tạo tổ chức thớ, tăng tính chịu lực cho sản phẩm, trong khi đó thì gia công cắt gọt cắt đứt thớ, làm mất tính liên tục của thớ, vì vậy khả năng chịu lực của sản phẩm bị giảm đi

Hình 1: So sánh tổ chức thớ của chi tiết gia công cắt gọt và gia công rèn dập

 Độ bóng bề mặt và độ chính xác của sản phẩm rèn dập thì thấp hơn so với sản phẩm gia công bằng phương pháp cắt gọt, vật liệu sử dụng cho rèn rập cũng

bị hạn chế

1.2.2 Sự biến dạng dẻo kim loại

a Khái niệm biến dạng dẻo kim loại

Dưới tác dụng của ngoại lực, kim loại sẽ biến dạng theo các giai đoạn:

+ Biến dạng đàn hồi là biến dạng được hình thành khi có lực tác dụng, nếu thôi tác dụng thì biến dạng sẽ mất đi và kim loại trở lại vị trí ban đầu ( đoạn OA)

+ Biến dạng dẻo là biến dạng hình thành khi có lực tác dụng nhưng vẫn tồn tại biến dạng khi bỏ lực tác dụng ( đoạn AC), có nghĩa là kim loại sẽ bị biến dạng so với vị trí ban đầu (gọi là biến dạng vĩnh cửu)

+ Biến dạng phá hủy nếu ngoại lực tác dụng vượt quá giới hạn ban đầu thì lúc đó lực tác dụng không cần tăng nữa, biến dạng vẫn tiếp diễn và dẫn đến phá hủy kim loại (đoạn CD)

l

p

o

Hình 2: Biểu đồ kéo

+ Gia công kim loại bằng áp lực thực chất là lợi dụng biến dạng dẻo của kim loại để làm biến dạng Khái niệm biến dạng dẻo trên hình chỉ là khái niệm chung mang nhiều

ý nghĩa vật lý, hình học mà chưa thể hiện được bản chất tế vi của hiện tượng

- Như ta đã biết kim loại và hợp kim có cấu trúc mạng tinh thể Cấu tạo các tinh thể này là các mạng nguyên tử sắp xếp trong không gian theo 1 quy luật nhất định Vì thế khi kim loại chịu ngoại lực tác dụng chúng sẽ biến dạng

- Đối với biến dạng dẻo, thực chất ở đây là sự trượt, sự song tinh xảy ra trong các tinh thể

- Sự trượt là sự dịch chuyển song song tương đối của 1 bộ phận mạng tinh thể với

bộ phận mạng tinh thể còn lại trên 1 mặt kết tinh nhất định theo 1 hướng nhất định

- Kết quả là sau khi trượt làm cho khoảng cách giữa các nguyên tử của mặt khác là bội số nguyên thông số mạng

- Song tinh là sự dịch chuyển tương đối của hàng loạt các mặt nguyên tử này so với các mặt khác Kết quả của sự dịch chuyển này là sự đối xứng giữa 2 phần qua

1 mặt nguyên tử dịch đi 1 đọan không bằng 1 bội số nguyên của thông số mạng

- Sự biến dạng giữa các tinh thể là sự trượt tương đối giữa các đơn tinh ở vùng tinh giới hạt Sự biến dạng này ít làm thay đổi hình dáng của vật thể nhưng nó làm vỡ các bề mặt tinh thể cũng như phá vỡ tinh giới giữa các hạt làm cho kim loại giảm bền và có thể bị phá hủy

b Ảnh hưởng của gia công áp lực đến tính chất và tổ chức kim loại

- Gia công kim loại bằng áp lực không những chỉ thay đổi hình dạng của phôi liệu mà còn ảnh hưởng tới tính chất và tổ chức của kim loại gia công Trong đó cần phân biệt gia công nóng và gia công nguội bằng áp lực

+ Gia công nguội: là gia công kim loại ở nhiệt độ dưới nhiệt độ kết tinh lại

+ Gia công nóng: là gia công kim loại ở nhiệt độ trên nhiệt độ kết tinh lại của nó

Quá trình gia công có hiện tượng biến cứng, nhưng vì ở nhiệt độ trên nhiệt độ kết tinh lại nên hiện tượng biến cứng được khử ngay do đó tính dẻo lại trở lại, việc gia công được tiếp tục

1.3 Tác dụng của các yếu tố nhiệt độ và các hiện tượng trong biến dạng dẻo kim loại:

1.3.1 Biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao – hồi phục kết tinh lại

Trong quá trình biến dạng 1 bộ phận năng lượng được tích tụ trong vật liệu và khiến vật liệu ở trạng thái không ổn định nhiệt động Để kim loại trở về trạng thái ổn định cần làm cho năng lượng dao động nhiệt vượt ngưỡng thế năng, có nghĩa là các nguyên

tử cần 1 năng lượng nhất định để cho chúng trở về vị trí ổn định nhiệt động mới

a Hồi phục

- Khi nhiệt độ chưa vượt qua (0,23 : 0,3)Tnc sẽ xuất hiện hiện tượng phục hồi Đây

là hiện tượng nung nóng kim loại biến dạng, chuyển động nhiệt của các nguyên tử tăng, làm cho các nguyên tử trước đây bị dịch chuyển khỏi vị trí cân bằng để về vị trí

có thế năng nhỏ hơn

- Kết quả của hiển tượng phục hồi là các nguyên tử trở về trang thái cân bằng, các ứng xuất dư bị khử, giảm sự xô lệch mạng, khôi phục tính chất cơ học, vật lý, hóa học nhưng chưa làm thay đổi hình dạng của hạt và định hướng của hạt được hình thành khi biến dạng, đồng thời chưa khôi phục sự phá vỡ của nội bộ hạt và sự xô lệch phân giới hạt

b Kết tinh lại

- Quá trình phục hồi tính chất và tổ chức kim loại bị biến cứng: chúng xảy ra ở nhiệt

độ nhất định, thấp hơn nhiệt độ chuyển biến pha kết tinh lại có 2 giai đoạn

* Giai đoạn 1: kết tinh lần 1: chủ yếu làm thay đổi nội bộ hạt tinh thể, bao gồm sinh mầm và lớn lên, kết tủa các hạt hoàn chỉnh thay thế cho các hạt cũ bị phá vỡ

* Giai đoạn 2 : kết tinh lại tụ hợp: sau khi hoàn thành giai đoạn 1 các hạt mới ở nhiệt độ cao và thời gian dài hạt có năng lượng phân giới nhỏ Kết quả tổng số hạt giảm

1.3.2 Hiệu ứng nhiệt khi biến dạng dẻo

Trong quá trình biến dạng dẻo, kim loại hấp thụ nhiệt năng, chúng tích lũy 1 phần trong tinh thể làm tăng thế năng đàn hồi và 1 phần tạo thành biến dạng dẻo

Tác dụng của hiệu ứng nhiệt: trong quá trình biến dạng, do sinh ra lượng nhiệt lớn, nên gây ra nhiều ảnh hưởng Nó có thể làm thay đổi trở lực biến dạng, thay đổi phương thức quá trình biến dạng, thay đổi cả trạng thái pha, tính chất và tổ chức biến dạng kim loại và thay đổi cả trạng thái dẻo

1.3.2 Các định luật cơ bản đƣợc áp dụng khi gia công kim loại bằng áp lực a) Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại đồng thời với biến dạng dẻo

- Khi kim loại bị biến dạng dẻo thì tồn tại chungn với biến dạng dẻo là có biến dạng đàn hồi Quan hệ giữa lực và biến dạng khi biến dạng đàn hồi thì tuân theo định luật Hooke

b) Định luật ứng suất dư

- Bên trong bất cứ kim loại biến dạng dẻo nào cũng đều sinh ra ứng suất dư cân bằng nhau

c) Định luật thể tích không đổi

- Thể tích của vật thể trược khi biến dạng bằng với thể tích cuat vật thể sau khi biến dạng

d) Định luật trở lực bé nhất

- Trong quá trình biến dạng, các chất điểm của vật thể sẽ di chuyển theo phương nào có trở lực bé nhất

- Dập tấm thường được tiến hành ở trạng thái nguội nên còn gọi là dập nguội Khi chiều dày phôi lớn hơn 10mm thì có thể dập nóng

Đặc điểm chung của dập tấm:

- Vật liệu dùng để dập tấm rất rộng rãi: thép C thấp, thép hợp kim, kim loại và hợp kim màu

- Có thể dập được những chi tiết phức tạp bằng những chuyển động đơn giản của các thiết bị mà các phương pháp khác không thực hiện được: dập huy hiệu, dập tiền kim loại

Hình 3: Các sản phẩm tiêu biểu của gia công tấm

- Sản phẩm dập có độ chính xác cao, thường không cần gia công cơ khí lại, khả năng lắp lẫn của sản phẩm tốt

Hình 4: Stator và Rotor

- Sản xuất được các chi tiết có độ cứng vững, độ bền khá mà kết cấu gọn nhẹ Mức độ hao phí vật liệu ít

- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa nên năng suất cao, giá thành hạ

Hình 5: Dây chuyền gia công tấm tự động

 Dập tấm được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp

- Trong ngành chế tạo ôtô, khối lượng các chi tiết dập tấm chiếm tới 60%

- Ngành sản xuất thiết bị điện 60% – 70%

2.2.1.1 Máy dập trục khuỷu vạn năng

Máy dập trục khuỷu vạn năng được dùng để thực hiện các nguyên công: cắt hình, đột

lỗ, dập vuốt không sâu, uốn cắt

Máy dập trục khuỷu vạn năng phân ra 2 loại:

a Máy dập trục khuỷu thân hở: thân máy hình chữ C, hở 3 phía trước, phải,

trái

- Ưu điểm: sử dụng thuận tiện, thao tác không vướng

- Nhược điểm: tải trọng tác dụng lên thân máy không đối xứng làm cho thân máy biến dạng gây ra hiện tượng nghiên mặt đầu

Máy dập trục khuỷu thân hở có nhiều dạng: máy dập 1 trụ, 2 trụ

- Dựa vào cấu trúc của máy người ta chia thành 2 loại máy dập trục khuỷu: đó là dạng thân hở và thân kín Máy dập thân hở thì thân máy có hình chữ C, khoảng không dập cả ở 3 phía (phía trước, bên trái, và bên phải) vậy nên rất thuận tiện khi dập Tuy vậy, do tải trọng tác dụng lên thân máy không đối xứng, làm cho thân máy bị biến dạng (biến dạng dài và biến dạng góc) gây ra hiện tượng nghiêng mặt đầu trượt Ở máy ép loại kín thì thân máy là 1 khung đối xứng nên

khi tải trong tác dụng đúng tâm thì thân máy sẽ ít bị biến dạng và đều ở cả 2 phía Do đó hiện tượng nghiêng đầu trượt được loại trừ

- Máy dập loại hở dùng để dập các chi tiết có kích thước nhỏ hoặc trung bình Trong công nghiệp thì thường dùng máy dập thân hở vì nó thuận tiện và đơn

giản

SƠ ĐỒ MÁY ÉP THÂN HỞ:

Hình 6: Máy dập trục khuỷu thân hở

- Máy dập thân hở gồm có loại 1 trục và 2 trục Máy ép loại 2 trục không nghiêng được thì có trục khuỷu được phân bố song song với mặt chính của máy được sử dụng nhiều nhất do trục không đặt công sôn, vì vậy ta có thể tăng chiều dài hành trình và các thao tác làm trên máy sẽ an toàn hơn Với khuôn dập cỡ lớn và chi tiết có kích thước cồng kềnh người ta sử dụng máy dập 2 trục

- Muốn thay đổi khoảng chạy của đầu trượt ta rút 2 then cố định bạc lệch tâm, sau đó quay bạc sang 1 rãnh khác bằng cách đưa 2 thanh thép cắm vào lỗ bánh

đà để xoay, sau đó lại lắp then vào, còn việc định vị nó thì nhờ vào ly hợp vấu

Hiện nay nhiều máy ép trên thị trường có số hành trình từ 120 đến 150 lần dập trong 1 phút Với những máy đó người ta sử dụng ly hợp then quay và phanh đai điều khiển bằng cam để đảm bảo độ tin cậy trong quá trình làm việc

b Máy dập trục khuỷu thân kín:

- Thân máy là một khung đối xứng

- Lực tác dụng đúng tâm thân máy nên thân máy biến dạng ít hơn, hiện tượng nghiêng mặt đầu được loại trừ

- Máy dập trục khuỷu thân kín được phân loại theo số khuỷu: máy 1 khuỷu, máy

2 khuỷu, máy 4 khuỷu trên một trục khuỷu

- Máy dập nhiều trục khuỷu cho phép nó có nhiều tính năng hơn

Hình 7: Máy dập trục khuỷu thân kín

2.2.2 Máy ép thủy lực

- Đây là loại máy tạo ra áp lực tĩnh, máy làm việc êm, không bị chấn động Máy cho lực tác dụng lớn hơn bất cứ 1 loại máy rèn nào khác Máy ép thủy lực có thể

làm được nhiều việc khác nhau thuộc về rèn tự do như: vuốt, chồn, đột, uốn…và thường rèn chi tiết lớn có hình dạng phức tạp

- Có những đặc điểm quan trọng mà máy ép trục khuỷu không đạt được như: tốc

độ biến dạng kim loại không thay đổi, không gây quá tải

- Máy ép thủy lực có lực ép rất lớn nên thường dùng chế tạo các chi tiết lớn, phức tạp, yêu cầu chất lượng cao

Đặc tính kỹ thuật:

- Số hành trình của máy từ 5 tới 19 lần trong 1phút

- Mức độ con trựơt khi bị biến dạng từ 1,5 tới 3m/s

Hình 8: Máy ép thủy lực

Phân loại:

 Máy 1 trụ, máy 2 trụ

 Máy tác dụng đơn, máy tác dụng kép, máy 3 tác dụng

 Máy ép 2 tác dụng chuyên dùng để dập vuốt các chi tiết rỗng, sâu bằng kim loại tấm

Hình 9: Máy ép SMG

2.2.3 Máy dập vuốt (dập sâu)

 Máy dập vuốt gồm: máy ép 3 khuỷu, máy ép hai tác dụng, máy ép ba tác dụng, máy ép dập vuốt sâu có hành trình lớn, máy ép chuyên dùng

 Máy tác dụng đơn: chỉ có một con trượt chính dùng để đột, cắt, tạo hình

2.2.4 Máy búa hơi

- Đây là loại máy được sử dụng rộng rãi trong các phân xưởng rèn và dập tùy theo yêu cầu lực đập của các loại máy mà chũng có hình dạng và kích thước khác nhau Máy búa hơi là máy vạn năng có thể vuốt, chồn, đột, uốn Máy có ưu điểm

là cán pittong có đường kính bằng nhau trên suốt chiều dài nên có độ cứng vững tốt

Hình 10: Máy dập vuốt 2 tác dụng

- Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của máy búa hơi:

Hình 11: Nguyên lý hoạt động của máy búa hơi

Đặc tính kỹ thuật của máy búa hơi:

- Công suất động cơ của máy từ 2,9 đến 36,8 Kw

- Khối lượng đầu rơi của búa từ 30 tới 1000kg

- Khỏang hành trình của đầu rơi từ 300 đến 900mm

2.3 Dập cắt và đột lỗ

Dập cắt và đột lỗ là phương pháp cắt một đường cong khép kín (cắt theo chu vi) do đó phải cắt bằng khuôn

Đột lỗ: quá trình tạo lỗ rỗng trên phôi, phần vật liệu tách khỏi phôi là phế liệu, phần

còn lại là phôi để ra nguyên công tạo hình

Hình 12: Đột lỗ Dập cắt: phần vật liệu tách khỏi là phôi, phần còn lại là phế liệu

Hình 13: Dập cắt

Khi dập cắt và đột lỗ dùng chày và cối có cạnh sắc để tạo thành lưỡi cắt

Hình 14: Khuôn dập cắt và sản phẩm

Khi chày tì lên tấm phôi, lúc đầu phôi bị uốn cong và xảy ra quá trình biến dạng dẻo Phần kim loại của phôi dưới chày lún sâu vào trong lỗ của cối Sự tập trung ứng suất trên lưỡi cắt của chày làm xuất hiện những vết nứt Khi những vết nứt ở đầu lưỡi cắt của chày và đầu lưỡi cắt của cối gặp nhau, kim loại bị phá hủy hoàn toàn tạo thành vết cắt

Hình 15: Diễn biến quá trình dập cắt

Biểu đồ “lực – hành trình”

cho nguyên công dập và cắt

trong khuôn

Điểm đầu của tọa độ (O) là điểm chết dưới của đầu trượt (ĐCD)

 Trị số hành trình, được tính từ ĐCD tới lúc chày tiếp xúc với tấm phôi

 Hành trình đẩy sản phẩm lọt qua lỗ cối phụ thuộc vào chiều cao cạnh cắt của cối

Trên biểu đồ điểm (1) tương ứng với thời điểm, chày tiếp xúc với tấm phôi

Điểm (2 – 3) thời điểm phát sinh lực lớn nhất khi cắt

Điểm (4) lúc sản phẩm bắt đầu đẩy vào lỗ cối

 Trong mọi trường hợp, biểu đồ lực công nghệ, phải nằm dưới đường cong giới hạn lực cho phép của máy

Đặc điểm:

- Cùng một lực cắt theo toàn bộ chu vi cắt nên đường cắt thẳng đẹp không bị cong vênh

- Hành trình cắt nhỏ, có thể cắt được những chu vi phức tạp

- Lực cắt lớn, tuổi thọ khuôn thấp, năng suất thấp

Hình 17: Ảnh hưởng của khe hở giữa chày và cối đến chất lượng chi tiết dập cắt

Các thông số cơ bản của quá trình dập cắt và đột lỗ:

Khe hở Z giữa chày và cối:

- Nếu khe hở Z không đúng, mặt cắt của phôi sẽ bị đứt từng khớp

- Độ hở quá lớn và lưỡi cắt cùn sẽ kéo kim loại vào cối và do đó tạo ra bavia và mặt cắt không đẹp

Lực cắt:

P = KLSτC (KG)

K – hệ số điều kiện cắt, kể đến ảnh hưởng của tình trạng chày cối, chiều dày vật liệu không đều, bề mặt vật liệu không tốt , K = 1,1 ÷ 1,3

L – chiều dài đường cắt (mm)

S – chiều dày của tấm phôi (mm)

τC - ứng suất cắt cho phép của phôi (KG/mm2)

Đường kính chày và cối: Để tính đường kính của chày và cối ta dùng phương pháp

chế tạo khuôn phối hợp Theo phương pháp này thì chế tạo chày (hoặc cối) xong, lấy

đó làm chuẩn để gia công cối (hoặc chày) còn lại

Khi dập cắt: người ta lấy miếng cắt do đó kích thước sản phẩm do cối quyết định cho

nên lấy kích thước cối làm chuẩn

Hình 18: Khe hở giữa chày và cối

Cối: Dc= (Dct - Δ) c

dct- đường kính danh nghĩa của chi tiết

Δ – Dung sai của chi tiết

δc - Dung sai chế tạo cối

CHƯƠNG III : CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY DẬP TRỤC KHUỶU

3.1 Đặc điểm :

Máy dập được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp vì nó có rất nhiều ưu điểm :

+ Kết cấu máy đơn giản

+ Có thể chế tạo được chi tiết có hình dạng phức tạp

+ Chế tạo chi tiết có chất lượng bề mặt cao không cần qua gia công cắt gọt + Năng suất máy cao

Tuy vậy máy cũng có những nhược điểm :

+ Ít vạn năng trong các nguyên công dập thể tích, không thực hiện được các nguyên công vuốt và dập tụ trên máy búa

+ Lực ép danh nghĩa của máy không thể tăng quá lớn như ở máy ép thủy lực vì nếu vậy thì kích thước của máy sẽ rất lớn

+ Đầu trượt có thể bị kẹt ở vị trí điểm chết dưới

3.2 Cơ cấu chấp hành

- Cũng như các loại máy khác, trong máy dập trục khuỷu có cơ cấu chấp hành

để dịch chuyển khuôn dập Trong cơ cấu chấp hành, thường đầu trượt là khâu cuối

và khâu đầu thường là trục khuỷu hoặc là cam

- Đầu trượt được chuyển động tịnh tiến qua lại khi cơ cấu trục khuỷu, đòn làm việc Do mối liên hệ động học là mối liên hệ cứng ( nếu không tính đến biến dạng đàn hồi của các khâu và sự trượt của động cơ điện) nên có thể coi tốc độ của đầu trượt luôn tuân theo quy luật xác định không phụ thuộc vào nguyên công

Hình 19 : Cơ cấu chấp hành của máy dập trục khuỷu

- Để đảm bảo tốc độ chuyển động của đầu trượt hợp với yêu cầu công nghệ, người

ta có thể sử dụng cơ cấu chấp hành khác nhau hoặc thay đổi kích thước của các khâu hoặc thay đổi 1 trong các khâu cơ cấu chấp hành ấy

3.3 Phân loại :

Có nhiều cách phân loại máy dập trục khuỷu :

- Dựa vào dấu hiệu động lực học tức là kết cấu xích động học của cơ cấu chấp hành

- Theo cơ cấu chấp hành

- Theo cấu tạo máy

- Theo tính năng công nghệ : đây là cách phân loại được nhiều người thừa nhận nhất, vì chính đặc điểm của quá trình công nghệ dẫn đến cấu tạo máy

Do yêu cầu sử dụng khác nhau trong công nghệ thân máy người ta chia làm 2 kiểu : thân hở và thân kín

* Ở đây ta tiến hành nghiên cứu máy có kiểu thân máy 1 trụ:

- Đây là dạng thân máy có bộ phận truyền động nằm về 1 phía của thân máy

Hình 20: Máy dập trục khuỷu thân hở, một trụ

- Biên máy mang đầu trượt lắp ở đầu cuối trục lệch tâm hay nói cách khác là biên máy mang đầu trượt nằm ngoài gối đỡ của thân máy Người ta gọi máy có trục công-sôn Nhược điểm của thân máy kiểu 1 trụ đó là độ cứng vững của trục chính kém

- Trong thực tế sản xuất thì khi tính toán lực cho nguyên công dập cắt, đột lỗ thì lực

đó phải tính nhỏ hơn lực danh nghĩa từ 25% tới 30%

3.4 Nguyên tắc hoạt động :

4 5

6

7 8

2

10

9

Hình 21 : Sơ đồ động của máy dập trục khuỷu

- Máy ép trục khuỷu đơn động hiện nay đang chiếm 1 tỷ lệ lớn trong ngành gia công

áp lực, nó đa dạng về kiểu máy, phong phú về chủng loại, mức độ hiện đại ngày càng tiến bộ, hình dáng công nghiệp ngày càng đổi mới ngưng nhìn chung về cơ bản thì các máy dập đều có 1 nguyên tắc chuyển động giống nhau

- Qua sơ đồ động ta thấy: cơ cấu chuyển động của máy rất đơn giản Khi mô tơ chuyển động kéo theo bánh đà quay, khi bánh đà quay thì kéo theo trục khuỷu chuyển động, trục khuỷu chuyển động làm cho đầu trượt cũng chuyển động lên xuống Trong bánh đà có bộ ly hợp và có 1 bộ phanh Khi bộ phanh bỏ vào trong ly hợp thì bộ ly

hợp sẽ nhả ra, ngược lại khi đó bộ ly hợp sẽ cộng hưởng với bánh đà tạo ra lực căng

để kéo đầu trượt đi lên

- Đầu cuối của trục khuỷu có cơ cấu hãm 4 để dừng đầu trượt ở điểm chết trên khi máy không làm việc

- Khuôn dưới của máy lắp trên tấm lót khuôn 8 đã được cố định với thân máy

- Thân máy là 1 chi tiết bằng gang đúc liền, có độ cứng vững chịu hoàn toàn tác dụng của lực dập và không làm ảnh hưởng tới nền móng nhà xưởng Đây cũng là 1 ưu điểm của loại máy này so với máy búa

- Máy ép 1 trục khuỷu đơn động là loại máy ép truyền động cơ khí Nguyên tắc làm việc của máy là dùng cơ cấu tay quay thanh truyền để biến đổi chuyển động quay của trục khuỷu thành chuyển động đi lại của đầu trượt Lực ép do cơ cấu trên tạo nên

- Cơ cấu này có ưu điểm, sử dụng bền, điều khiển đơn giản, nên được ứng dụng nhiều trong các máy ép cơ khí dùng trong gia công áp lực

Bảng 1 : Tính năng kỹ thuật của máy ép 1 trục khuỷu đơn động

Lực ép danh nghĩa 160kN 250 kN 400kN 630kN 1000kN Hành trình đầu trượt S,mm 55 65 80 100 130