Gia Công Kim Loại Bằng Áp Lực

PHẦN CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BẰNG ÁP LỰC • Chương Khái niệm gia công kim loại áp lực • Chương Nung nóng kim loại để gia công áp lực • Chương Cán kéo • Chương Rèn tự rèn khuôn • Chương Dập CHƯƠNG KHÁI NIỆM VỀ GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC • 1.1  Đònh nghóa • 1.2  Ưu – nhược điểm gia công áp lực • 1.3  Phân loại phương pháp gia công áp lực 1.4  Sự biến dạng dẻo kim loại • 1.5  Những nhân tố ảnh hưởng đến tính dẻo kim loại • 1.6  nh hưởng biến dạng dẻo đến tính chất tổ chức kim loại • 1.7  Sự kết tinh lại • 1.8 Các đònh luật áp dụng gia công áp lực • 1.1Đònh nghóa Phương pháp tạo phôi dựa vào nguyên lý biến dạng dẻo kim loại tác dụng ngoại lực làm thay đổi hình dáng, kích thước theo ý muốn 1.2 Ưu – nhược điểm gia công áp lực • So với đúc * Ưu điểm: ◆ Khử số khuyết tật rỗ khí, rỗ co làm cho tổ chức kim loại mòn, tính sản phẩm cao ◆ Có khả biến tổ chức hạt kim loại thành tổ chức thớ, có khả tạo tổ chức thớ uốn, xoắn khác làm tăng tính sản phẩm ◆ Đôä bóng, độ xác cao chi tiết đúc ◆ Dễ khí hoá tự động hoá nên suất cao, giá thành hạ * Hạn chế:  Không gia công chi tiết phức tạp  Không rèn dập chi tiết lớn  Không gia công kim loại dòn *So với cắt gọt: *Ưu điểm : ❀ Năng suất cao, phế liệu ít, giá thành hạ ❀ Rèn, dập phương pháp để tạo phôi cho gia công cắt gọt *Nhược điểm : ❀ Độ bóng, độ xác thấp so với gia công cắt gọt 1.3 Phân loại phương pháp gia công áp lực 1.3.1 Phương pháp cán 1.3.2 Phương pháp kéo kim loại  1.3.3 Phương pháp ép kim loại  1.3.4 Rèn tự 1.3.5 Rèn khuôn(Dập nóng) 1.3.6 Dập tấm(Dập nguội) 1.3.1   Phương pháp cán Phương pháp cán phương pháp biến dạng kim loại hai trục cán quay ngược chiều để sản phẩm cán có tiết diện giống lỗ hình (khe hở trục cán) có chiều dài không hạn chế 1.3.2 Phương pháp kéo kim loại : Là phương pháp biến dạng dẻo kim loại qua lỗ hình khuôn kéo tác dụng lực kéo, phôi vuốt dài ra, giảm diện tích tiết diện ngang, tăng chiều dài 1.3.3Phương pháp ép kim loại : Kim loại sau nung nóng cho vào buồng ép,dưới tác dụng chày ép kim loại chui qua lỗ khuôn ép có hình dạng kích thước chi tiết cần chế tạo ● Tính đường kính phôi (kích thước phôi) Nếu biết diện tích F (cm2) thì: Dphôi= 4F π (cm) Nếu biết khối lượng kim loại chi tiết G(g) thì: Dphôi= GV 4GV =1.13 γ S (cm) π γ S Nếu biết thể tích kim loại chi tiết (cm3) : Dphôi=1.13 V S (cm) γ : Khốilượng riêng (g/cm3) vật liệu S : Chiêù dày phôi (cm) 5.3.2 Thiết kế công nghệ dập Hệ số dập m: m = d chi tiết/ D phôi (m=0.55 ÷ 0.95) ● Tính số lần dập phôi có đường kính D thành chi tiết có đường kính dn lg d n − lg(m1.D) n =1+ lg mtb Với (mtb )n-1 = m… mn Nhận xét: Dập trình gia công nguội nên bò biến cứng bề mặt, lần dập sau biến dạng khó khăn lần dập trước Do hệ số m tăng dần Lực dập Pd : Pd = P + Q P : Lực để biến dạng chi tiết Q : Lực chặn phôi chống nhăn miệng sản phẩm - Lực biến dạng: P = K1..d1.S  b (N) d1: Đường kính chi tiết sau dập lần S : Chiều dày phôi (mm) b: Giới hạn bền(N/mm2) K : Hệ số điều chỉnh lần dập Lực chặn phôi: Q = F q (N) F: Diện tích vành chặn tiếp xúc chi tiết q: p suất chặn (N/mm2) 5.3.3 Thiết kế khuôn dập Khuôn dập gồm chày cối Rch: Bán kính lượn chày Rc : Bán kính lượn cối Z: Khe hở chày cối dập Tính khe hở chày cối dập (Z ) Z = K.S + Smax ❋ Lần dập cuối cùng( dập nhiều lần) dập lần: Z = S +  + 0.1S S: Chiều dày kim loại : Dung sai lim lọai ❋ Dập nhiều lần,tính cho lần dập thứ hai trở đi: Z = S +  + 0.2S ❈ Chày cối phải có góc lượn để tránh rách, đứt phôi trình dập ❈ Nếu bán kính góc lưỡn lớn biến dạng dễ sản phẩm dễ tạo nếp nhăn ❈ Nếu bán kính góc lượn nhỏ, phôi dễ bò rách trình dập  Bán kính góc lượn cối tính theo công thức: Rc = 0.8 ( D − d ) S D: Đường kính phôi trước dập (mm) d: Đường kính phôi sau dập (mm) S: Chiều dày phôi (mm)  Bán kính góc lượn chày tính theo công thức: Rch = ( 0.8 ÷ 1.0 )Rc Chú ý: Lần dập cuối Rch lấy nhỏ chút Rch  0.5Rc 5.4 Dập có làm mỏng thành phôi (ép chảy nguội) 5.4.1 Thiết kế phôi dập 5.4.2 Thiết kế công nghệ dập 5.4.3 Thiết kế khuôn dập 5.4.1 Thiết kế phôi dập ❈ Chiều dày phôi tính theo công thức: V S= (mm) F0 V : Thể tích chi tiết có tính đến lượng dư cắt mép F0: Diện tích phôi (mm) ❈ Kích thước phôi: D0 = D - ( 0.1 ÷ 0.5 ) (mm) D0 : Đường kính phôi D : Đường kính sản phẩm Chiều cao lượng dư cắt mép: h=(0.5 ÷ 0.8) h h: chiều cao sản phẩm theo kích thước vẽ 5.4.2 Thiết kế công nghệ dập Hệ số biến dạng K S − S1 K1 = 100% S0 S n −1 − S n Kn = 100% S n −1 K1: Hệ số dập lần đầu có làm mỏng thành phôi S0: Chiều dày phôi ban đầu S1: Chiều dày phôi sau lần dập đầu Sn,S n-1: Chiều dày phôi sau, trước lần dập thứ n Tính số lần dập theo công thức: n= lg F0 − lg Fn 100% lg(1 + K tb ) F0: Diện tích tiết diện ngang chi tiết trước dập lần đầu có làm mỏng thành phôi Fn: Diện tích tiết diện ngang chi tiết sau lần dập cuối Ktb: Hệ số dập vuốt trung bình Khi tính toán coi K=K= …=Kn=Ktb Nhận xét: Thường sau lần vuốt kim loại bò biến cứng phần nên chọn: K> Ktb >Kn Chọn hệ số K tùy thuộc vào vật liệu 5.4.3 Thiết kế khuôn dập Khuôn dập giống khuôn dập dập không làm mỏng thành phôi khe hở chày cối trường hợp phải nhỏ chiều dày phôi Z = ( 0.3 ÷ 0.8 )S 5.5Các công nghệ hoàn chỉnh sau dập Uốn vành: Là phương pháp tạo chi tiết có gờ, có vành rộng chi tiết đáy 1− K n Hmax = D + 0.43R (mm) Hmax: Độ cao uốn vành lớn d Kn: Hệ số uốn vành; Kn = ; Kn =0.62 ÷ 0.72 D D: Đường kính chi tiết; d: Đường kính lỗ ✹ H < Hmax : Phôi tròn đònh hình, đột lỗ , dập chày cối ✹ H > Hmax : Dập tạo hình ( Không làm mỏng thành phôi) đột lỗ đáy, uốn vành ❧ Góan phồng: Là nguyên công làm to chi tiết phần dưới, miệng giữ nguyên Khuôn thường làm hai nửa, phía chày gắn với khối cao su để ép lên thành chi tiết vào khuôn Chú ý: Sau mở khuôn phải lấy chi tiết khuôn ❧ Tóp miệng: Là phương pháp làm nhỏ miệng chi tiết sau dập ❧ In nổi: Tăng độ cứng vững chi tiết tăng tính thẩm mó cách in hình gân, nhãn hiệu [...]... đơn vò thời gian dV W= V dt Gia công nguội t0 = TKTL Nếu tăng tốc độ biến dạng sẽ làm giảm tính dẻo của kim loại do có sự biến cứng của kim loại  Gia công nóng t0 > TKTL nhiệt độ không quá cao : Đối với thép t0= 9000 C Khi tăng tốc độ biến dạng(W) thì lực ma sát làm tăng nhiệt độ của kim loại lên 10000C ÷ 11000C nên thép rất dẻo ✸ Gia công kim loại ở nhiệt độ quá cao : Nếu tăng W thì lực ma sát làm... nung kim loại lên t0, giữ nhiệt,ủ kết tinh lại rồi đem gia công tiếp Hiện tượng kết tinh lại gồm 3 giai đoạn : ✳ Giai đoạn hồi phục: t0 = (0.2÷ 0.3)Tnc (0K ) ✳ Giai đoạn kết tinh lại lần 1: t0 = 0.4 Tnc ✳ Giai đoạn kết tinh lại lần 2: t0 > 0.4 Tnc Trong gia công áp lực cần tránh lượng biến dạng tới hạn vì ở đó độ hạt kim loại lớn nhất làm cơ tính kém ● Gia công nóng t0> TKTL(0K ) TKTL=0.4 Tnc (0K ) Gia. .. và chiều dày tấm kim loại) ❇ Gia công nguội : Kim loại dạng tấm sẽ chòu ảnh hưởng lớn ❇ Gia công nóng : Kim loại dạng khối , ảnh hưởng của biến dạng đàn hồi có thể bỏ qua Thường để áp dụng khi thiết kế khuôn dập, vật dập phải kể đến lượng biến dạng dư do biến dạng đàn hồi gây ra 1.8.2 Đònh luật ứng suất dư ❇ Khi gia công áp lực do nung nóng và làm nguội không đều, lực biến dạng, lực ma sát… phân bố... ) Gia công ở nhiệt độ cao nên kim loại có độ dẻo cao, độ bền ,độ cứng thấp nên lực biến dạng không lớn, công suất thiết bò không lớn, nhưng độ chính xác, độ bóng của bề mặt kim loại không cao Thường gia công phôi dạng khối ● Gia công nguội t0< TKTL (0K ) Lực biến dạng lớn,đòi hỏi công suất thiết bò lớn Độ chính xác và độ bóng bề mặt cao Thường gia công phôi dạng tấm 1.8 Các đònh luật cơ bản áp dụng...1.3.4 Phương pháp rèn tự do : Là phương pháp biến dạng tự do kim loại dưới tác dụng lực dập của búa hoặc lực ép của máy ép 1.3.5 Phương pháp rèn khuôn : Là phương pháp biến dạng dẻo kim loại trong lòng khuôn rèn dưới tác dụng của lực dập 1.3.6 Dập tấm : Là phương pháp biến dạng dẻo phôi kim loại ở dạng tấm, trong khuôn dưới tác dụng của ngoại lực để tạo thành sản phẩm có hình dạng,... dụng khi gia công bằng áp lực 1.8.1 Đònh luật biến dạng đàn hồi tồn tại song song với biến dạng dẻo 1.8.2 Đònh luật ứng suất dư 1.8.3 Đònh luật thể tích không đổi 1.8.4 Đònh luật trở lực bé nhất 1.8.1 Đònh luật biến dạng đàn hồi tồn tại song song với biến dạng dẻo ● Khi gia công áp lực nếu trong kim loại xảy ra biến dạng dẻo bao giờ cũng có một lượng biến dạng đàn hồi kèm theo (được xác đònh bằng góc... của kim loại theo những hướng khác nhau, làm cho kim loại mất tính đẳng hướng ✽ Sự tạo thành ứng suất dư : Khi gia công áp lực do biến dạng không đều và không cùng một lực nên trong nội bộ vật thể sau khi biến dạng còn để lại ứng suất gọi là ứng suất dư Có 3 loại ứng suất dư: ❈ng suất dư loại 1 (σ1): Là ứng suất dư sinh ra do sự biến dạng không đồng đều giữa các bộ phận của vật thể ❈ Ứng suất dư loại. .. cơ bản trong kim loại do đó làm thay đổi từ tính, độ thấm từ,… ➣ 1.6.3 nh hưởng của biến dạng dẻo tới hoá tính Sau khi biến dạng dẻo năng lượng tự do của các kim loại tăng do đó hoạt tính hoá học của kim loại cũng tăng lên 1.7 Sự kết tinh lại Kim loại ở trạng thái đặc có hiện tượng kết tinh (sinh ra tâm mầm, phát triển mầm ) gọi là hiện tượng kết tinh lại ● Khi gia công nguội bề mặt kim loại bò biến... nhiệt độ quá cao : Nếu tăng W thì lực ma sát làm tăng nhiệt độ của kim loại đến vùng quá nhiệt làm độ dẻo giảm , độ cứng tăng lên 1.5.3 Thành phần và tổ chức kim loại Thành phần và tổ chức kim loại liên quan với nhau Kim loại ở trạng thái nguyên chất hoặc một pha dung dòch rắn bao giờ cũng có tính dẻo cao hơn và dễ biến dạng hơn so với kim loại có cấu tạo hỗn hợp cơ học hoặc hợp chất hoá học Vd : Thép... đến tính dẻo của kim loại 1.5.1 Trạng thái ứng suất 1.5.2 Tốc độ biến dạng và nhiệt độ 1.5.3 Thành phần và tổ chức kim loại 1.5.1 Trạng thái ứng suất : Trạng thái ứng suất kéo càng ít, nén càng nhiều thì tính dẻo kim loại càng cao o  Trạng thái ứng suất nén khối làm kim loại có tính dẻo cao hơn nén mặt phẳng và đường thẳng còn trạng thái ứng suất kéo khối thì lại làm tính dẻo kim loại kém đi 1.5.2