đồ án GCAL

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái quát gia công áp lực 1.1.1 Khái niệm Gia công kim loại áp lực dựa vào tính dẻo kim loại, dùng ngoại lực thiết bị làm cho kim loại biến dạng theo hình dáng yêu cầu Kim loại giữ nguyên vẹn không bị phá hủy cấu trúc mạng Gia công kim loại áp lực phương pháp gia cơng khơng phoi, hao tốn kim loại, có suất cao Sau gia cơng áp lực, chất lượng kim loại cải thiện nên chi tiết kim loại quan trọng thường chế tạo từ kim loại qua gia công áp lực 1.1.2 Phân loại a) Phương pháp cán Cán cho phôi qua khe hở hai trục cán quay ngược chiều nhau, làm cho phôi bị biến dạng dẻo khe hở, kết chiều dày phôi giảm xuống, chiều dài tăng lên nhiều Hình dạng mặt cắt phôi thay đổi theo mặt cắt khe hở hai trục cán Ví dụ: mặt cắt vng phơi trở thành trịn, chữ nhật… mặt cắt khe hở hai trục cán tròn, chữ nhật… Diện tích mặt cắt ngang sản phẩm nhỏ mặt cắt ngang phôi Hình 1.1 Sơ đồ cán Các phận máy cán biểu thị hình 1.2, gồm: - Giá cán: phận chủ yếu máy cán, lắp trục cán, hệ thống điều chỉnh khoảng cách trục cán - Trục cán (Hình 1.2 a): Cấu tạo gồm thân trục (1), cổ trục (2), đầu chữ thập (3) Trục cán có nhiều loại, tùy theo sản phẩm: trục cán phẳng để cán sản phẩm tấm, trục cán có lỗ hình (trịn, vng,…) để cán sản phẩm có tiệt diện trịn, vng… (Hình 1.2 b) Hình 1.2 Sơ đồ cán kim loại sản phẩm cán b) Phương pháp kéo kim loại Laø 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 Bằng phương pháp kéo, người ta chế tạo dây, ống định hình có đường kính nhỏ (Φ = 0,065mm) Phương pháp đảm bảo độ xác cao, độ nhẵn bề mặt tốt nâng cao độ bền vật liệu Các kim loại hợp kim màu, thép cacbon thép hợp kim có phương pháp nguội Quá trình kéo thực máy kéo qua dụng cụ có lỗ gọi khuôn kéo (trong sản xuất gọi mà) Khn kéo có phần: phần vuốt nhỏ I để làm biến dạng phôi, phần làm trơn II, phần vuốt nhẵn III phần thoát IV Phần vuốt nhẵn thường hình trụ, cịn phần khác thường hình (Hình 10.4) Khn kéo chế tạo hợp kim cứng (để kéo dây có đường kính nhỏ) thép dụng cụ (để kéo ống có tiết diện lớn) Để giảm bớt ma sát khuôn kéo người ta dùng chất bơi trơn mỡ, dầu, bột xà phịng, graphit, đồng sunfat Việc kéo thực trạng thái nguội, kim loại bền thêm (tạo thành cứng nguội bề mặt) Khi phải kéo tiếp, cần làm tượng cứng nguội kim loại, người ta đem ủ kim loại Sau ủ, kim loại trở nên mềm dẻo, kéo tiếp c) Phương pháp ép kim loại Ép trình gia cơng kim loại áp lực, phơi kim loại nóng ép qua lỗ khn để có hình dạng kích thước u cầu cần thiết Ưu điểm phương pháp có khả tạo thành sản phẩm có độ xác cao suất cao.Ép thường dùng để gia công kim loại màu hợp kim màu, dùng để gia cơng thép hợp kim khác Phơi kim loại để ép phôi kim loại đúc hay phôi kim loại cán Bằng phương pháp ép người ta nhận sản phẩm với prơfin khác (Hình 10.6), có đường kính từ đến 200mm, ống có đường kính tới 800mm chiều dày ống từ 1,5 - mm Hình 1.4 Sơ đồ ép kim loại d) Rèn tự Rèn tự q trình gia cơng kim loại áp lực rèn (thông qua búa tay búa máy) để thay đổi hình dáng phơi liệu Rèn phương pháp gia công dùng từ lâu Rèn nung nóng phơi thép tới nhiệt độ 900oC kim loại chuyển sang trạng thái dẻo đặt lên đe dùng búa đập để có hình dáng cần thiết sản phẩm Vật liệu để rèn tự thỏi kim loại đúc phôi cán Rèn tự có rèn tay hay máy Rèn tay dùng để rèn vật có khối lượng khơng lớn Hình 1.5 Dụng cụ dùng rèn Hình 1.6 Sản phẩm rèn e) Rèn khn (Dập nóng) Là phương pháp biến dạng dẻo kim loại lòng khuôn rèn tác dụng lực dập Trong dập nửa khuôn (1) nửa khuôn (2) bắt chặt với đe đe thiết bị Phần kim loại thừa chảy vào rãnh tạo thành ba via vật rèn So với rèn tự do, rèn khn có đặc điểm: - Độ xác chất lượng vật rèn cao - Có khả chế tạo chi tiết phức tạp - Năng suất cao - Dễ khí hóa tự động hóa - Nhưng giá thành chế tạo khn cao, khn chống mịn, phương pháp dập khn thích hợp với sản xuất hàng loạt hàng khối • Các phương pháp dập thể tích - Lịng khn hở: lịng khn mà q trình gia cơng có phần kim loại biến dạng tự (Hình 1.8 - a) - Lịng khn kín: lịng khn mà kim loại biến dạng lịng khn khơng có ba via tức khơng cho ba via sản phẩm (Hình 1.8 - b) Đối với vật dập đơn giản khơng u cầu xác ta dùng khuôn hở Với chi tiết phức tạp, địi hỏi xác người ta thường dùng khn kín Khi dùng lịng khn kín địi hỏi phải tính tóan xác phơi ban đầu f) Dập (Dập nguội) Dập phương pháp tiên tiến gia công áp lực để chế tạo sản phẩm từ vật liệu tấm, thép dài cuộn Dập tiến hành trạng thái nóng nguội, song chủ yếu gia công trạng thái nguội cịn gọi dập nguội Dập dùng rộng rãi tất ngành công nghiệp, đặc biệt công nghiệp chế tạo ôtô, máy bay, tàu thủy, chế tạo thiết bị điện, đồ dân dụng Ví dụ: tỷ lệ chi tiết dập số ngành: máy điện 60 70%; ôtô máy kéo 60 - 95%; đồ dùng dân dụng 95 - 98% Dập có số đặc điểm: - Độ xác chất lượng sản phẩm cao: dập cho ta khả lắp lẫn cao, độ bền, độ bóng sản phẩm cao - Khả khí hóa tự động hóa cao - Năng suất cao Hình 1.10 Sản phẩm tiêu biểu 1.2 Cơng nghê dập thủy 1.2.1 Bản chất Về bản, phương pháp hoàn toàn giống với phương pháp dập vuốt thơng thường, khác có thêm đối áp lịng khn tạo bơi trơn thủy động Có cách tạo đối áp: chất lỏng đổ đầy vào lịng khn, đầu trượt xuống chất lỏng bị nén lại tạo đối áp ; cách thứ bơm trực tiếp chất lỏng có áp suất vào lịng cối, giá trị áp suất điều khiển van giảm áp cho phù hợp.Đối áp làm tăng ma sát phôi chày (tránh tượng ổn định), giảm ma sát phơi cối (chất lỏng có tác dụng bôi trơn luôn), phôi không tiếp xúc với góc lượn cối nên chất lượng bề mặt tốt hơn, đồng thời chiều dày thành đồng 1.2.2 Ưu nhược điểm * Ưu điểm - Giảm số lần dập (1 lần dập sản phẩm) → tiết kiệm số lượng khn tạo hình - Tạo biến dạng đồng đều, giảm tượng biến mỏng cục - Ma sát tiếp xúc thấp bôi trơn tốt 17 - Nâng cao độ xác chi tiết dập - Tránh trày xước bề mặt - Giảm mòn cho chày cối → tiết kiệm chi phí phục hồi khn - Thích hợp cho việc tạo hình chi tiết có kích thước lớn phức tạp (công nghiệp ôtô, hàng không, tàu thủy, thiết bị quân sự…) - Hiệu kinh tế cao, tạo hình chi tiết có kích thước hình dạng khác thiết bị mà việc thay đổi kích thước chày - Có thể tạo hình chi tiết mà khơng thể thực tạo hình truyền thống… Lợi chủ yếu dập thủy so với dập vuốt thông thường tăng tỉ số dập vuốt, điều dẫn đến lợi kinh tế giảm bước tạo hình giảm chi phí * Nhược điểm - Dụng cụ gia cơng phải có độ xác cao chế tạo từ vật liệu có tính ổn định điều kiện áp suất lớn - Trang thiết bị thủy lực cho dập thủy thiết kế chế tạo phức tạp phí ban đầu cao Một số Thiết bị, máy móc dùng GCAL 1.3.1 Khn dập 1.3 ...Hình 1.1 Sơ đồ cán Các phận máy cán biểu thị hình 1.2, gồm: - Giá cán: phận chủ yếu máy cán, lắp trục cán, hệ thống điều chỉnh khoảng cách trục cán - Trục cán (Hình 1.2 a): Cấu tạo... (3) Trục cán có nhiều loại, tùy theo sản phẩm: trục cán phẳng để cán sản phẩm tấm, trục cán có lỗ hình (trịn, vng,…) để cán sản phẩm có tiệt diện trịn, vng… (Hình 1.2 b) Hình 1.2 Sơ đồ cán kim loại... phôi chày (tránh tượng ổn định), giảm ma sát phôi cối (chất lỏng có tác dụng bơi trơn ln), phơi khơng tiếp xúc với góc lượn cối nên chất lượng bề mặt tốt hơn, đồng thời chiều dày thành đồng 1.2.2