Đang tải... (xem toàn văn)
Nhằm giúp cho học sinh, sinh viên hiểu được nguyên lý, cấu tạo và cách chế tạo các khuôn dập nguội trong sản xuất cũng như công nghệ chế tạo các loại khuôn mẫu bằng phương pháp thủ công hay chuyên dùng, chúng tôi tổ chức biên soạn cuốn “ Giáo trình chế tạo khuôn dập vuốt”. Nội dung cuốn sách gồm 4 bài giới thiệu về: Kết cấu chày cối khuôn dập cắt và các thông số trong khuôn dập cắt, chế tạo khuôn dập cắt cùng phương pháp công nghệ gia công bằng tia lửa điện.
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI Tác giả: Đao Ngoc Ph ̀ ̣ ương GIÁO TRÌNH CHẾ TẠO KHN DẬP VT ́ Hà Nội – 2012 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, nhu cầu giáo trình dạy nghề để phục vụ cho các trường Cao đẳng, Trung học chun nghiệp và Dạy nghề trên phạm vi tồn quốc ngày càng một tăng, đặc biệt là những giáo trình đảm bảo tính khoa học, hệ thống, ổn định và phù hợp với thực tế cơng tác dạy nghề nước ta. Trước nhu cầu đó Trường Cao đẳng nghề cơng nghiệp Hà nội có bề dày truyền thống và kinh nghiệm giảng dạy gần 40 năm trong lĩnh vực đào tạo về: các nghề trong cơ khí như nguội chế tạo, nguội sửa chữa máy cơng cụ, nghề cắt gọt kim loại, nghề hàn, nghề điện tử, điện lạnh, trong đó những nghề thuộc cơ khí là những nghề truyền thống và thế mạnh của nhà trường và để xây dựng “ Tủ sách dạy nghề” Nhằm giúp cho học sinh, sinh viên hiểu được ngun lý, cấu tạo và cách chế tạo các khn dập nguội trong sản xuất cũng như cơng nghệ chế tạo các loại khn mẫu bằng phương pháp thủ cơng hay chun dùng, chúng tơi tổ chứ biên soạn cuốn “ Giáo trình chế tạo khn dập vt” ́ Nội dung cuốn sách gồm 4 bài giới thiệu về: kết cấu chày cối khn dập cắt và các thơng số trong khn dập cắt, chế tạo khn dập cắt cùng phương pháp cơng nghệ gia cơng bằng tia lửa điện Trong q trình biên soạn giáo trình mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng khơng tránh khỏi những thiết sót nhất định. Chúng tơi mong được sự đóng góp ý kiến xây dựng của các nhà chun mơn, các đồng nghiệp và bạn đọc Xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 8 tháng 12 năm 2012 Tham gia biên soạn giáo trình Đao Ngoc Ph ̀ ̣ ương MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU Tun bố bản quyền MỤC LỤC TỪ VIẾT TẮT DÙNG TRONG GIÁO TRÌNH CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO A. LÝ THUYẾT BÀI 1: THƠNG SỐ CHẾ TẠO KHN DẬP CẮT BÀI 1.1: KẾT CẤU CHÀY CỐI KHN DẬP CẮT 1. Khái niệm và vai trò của cắt hình, đột lỗ 1.1. Khái niệm 1.2 . Vai trò 1.3. Định nghĩa 2. u cầu cơ bản chày và cối khn dập cắt 2.1. Ngun lý làm việc của khn dập cắt 2.2. u cầu cơ bản chày và cối khn dập cắt 3. Kết cấu chày và cối khn dập cắt 3.1.Kết cấu chày 3.2. Kết cấu cối 3.3. Chày, cối ghép đoạn 3.4. Chày cối khn cắt liên hợp 3.5. Kết cấu khn cắt B. THẢO LUẬN NHĨM 1. Chia nhóm 2. Các nhóm thảo luận C. BÀI TẬP VỀ NHÀ BÀI 1.2: THƠNG SỐ CHẾ TẠO KHN DẬP CẮT A. LÝ THUYẾT 4. Khe hở giữa chày và cối 4.1. Ý nghĩa 4.2. Kết luận 5. Dung sai chế tạo chày và cối 5.1 Khái niệm 6. Vật liệu chế tạo khuôn 6.1. Cơ sở lựa chọn vậy liệu chế tạo 6.2. Vật liệu chế tạo chày cối 7. Phương pháp chế tạo khuôn dập cắt 7.1. Chế tạo theo phương pháp gia công nguội 12 12 12 12 12 12 13 13 14 15 15 19 23 23 24 33 33 33 33 33 33 33 33 34 37 37 44 44 51 54 54 7.2. Chế tạo theo phương pháp cắt dây, máy tiên tiến 8. Các dạng sai hỏng khi chế tạo khn dập cắt 8.1. Nứt, vỡ khn 8.2. Độ cứng khơng đạt 8.3. Mài mòn khơng đều 8.4. Hiện tượng bong tróc, bám dính phơi 9. Kiểm tra 9.1. Tính kích thước chày và cối để cắt hình một sản phẩm 9.2. Tính kích thước chày và cối khi đột lỗ B. THẢO LUẬN NHĨM 1. Chia nhóm 2. Các nhóm thảo luận C. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP BÀI 2: GIA CƠNG KHN DẬP CẮT BÀI 2.1: GIA CÔNG CHÀY, CỐI ĐƠN GIẢN BẰNG 56 56 56 57 57 57 58 58 58 58 58 58 58 59 59 PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG NGUỘI A. LÝ THUYẾT 1. Lập trình tự gia cơng các chi tiết chính của khn 1.1. Lập trình tự gia cơng chày 1.2. Lập trình tự gia cơng cối 1.3. Lập trình tự gia cơng tấm gá chày B. THẢO LN NHĨM C. THỰC HÀNH 1. Vật tư thiết bị dụng cụ 2. Quy trình thực hiện 2.1. Điều kiện thực hiện 2.2. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ cho gia cơng 2.3 . Trình tự gia cơng 3. Chia nhóm 4. Hướng dẫn thực hiện 5. Các dạng sai hỏng ngun nhân biện pháp khác 59 59 59 62 64 66 66 66 67 67 67 68 84 85 85 phục D. DÁNH GIÁ KẾT QUẢ E. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP BÀI 2.2: GIA CƠNG KHN DẬP CẮT TRÊN MÁY 85 86 87 CẮT DÂY A. LÝ THUYẾT 1. Lập trình tự gia cơng các chi tiết chính của khn 1.1. Lập trình tự gia cơng chày 87 88 88 1.2. Lập trình tự gia cơng cối 2. Giới thiệu về máy cắt dây CNC 2.1. Tên gọi 2.2. Đặc tính kỹ thuật 2.3. Cơng dụng 3. Giới thiệu phầm mềm ứng dụng Mastercam trong 114 116 116 119 122 123 cắt dây B. THẢO LUẬN NHÓM C. THỰC HÀNH 1. Vật tư – Thiết bị Dụng cụ 2. Quy trình thực hiện 2.1. Kiểm tra sơ bộ máy 2.2. Khởi động máy 2.3. Kiểm tra định kỳ 3. Chia nhóm 4. Hướng dẫn thực hiện D. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ E. TĨM TẮT BÀI F. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP BÀI 2.2.1: GIA CÔNG CẮT DÂY KHUÔN CHẶC CẮM 131 131 131 132 133 133 145 145 145 146 146 146 152 Ổ ĐIỆN A. LÝ THUYẾT 1. Kết cấu khn 2. Các bộ phận chủ yểu của khn dập 2.1. Các chi tiết thuộc nhóm cơng nghệ 2.2. Các chi tiết thuộc nhóm kết cấu 3. Phân loại khuôn 3.1. Phân loại khuôn 3.2. Giới thiệu một số bộ khuôn 4. Thiết kế khuôn dập cắt 4.1. Khái niệm 4.2. Những yếu tố của máy dập ảnh hưởng đến thiết kế 152 152 153 154 154 155 155 156 160 160 161 khuôn 4.3. Trọng tâm khuôn dâp 4.4. Thiết kế đầu dập (chày) 4.5. Thiết kế khn cối 4.6. Thiết kế bộ phận định liệu phơi 4.7. Thiết kế bộ phận dẫn hướng của khn B. THẢO LUẬN NHĨM 164 165 170 174 176 181 C. THỰC HÀNH 1. Vật tư – Thiết bị Dụng cụ 2. Quy trình thực hiện 2.1. Vẽ chi tiết gia cơng 2.2. Bản trình tự gia cơng chày và cối 2.3. Bản trình tự gia cơng các chi tiết khác của khn 2.4. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ 2.5. Trình tự gia cơng 3. Chia nhóm 4. Hướng dẫn thực hiện 5. Các dạng sai hỏng Nguyên nhân – Biên pháp khắc 181 181 182 182 185 187 188 189 209 210 210 phục D. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ E. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP BÀI 2.2.2. GIA CÔNG MÁY CẮT DÂY KHUÔN ĐỘT 212 213 215 BAO CHÌA KHĨA A. LÝ THUYẾT 1. Kết cấu khn 2. Các bộ phận chủ yểu của khn dập 2.1. Các chi tiết thuộc nhóm cơng nghệ 2.2. Các chi tiết thuộc nhóm kết cấu 3. Phân loại khn 4. Thiết kế khn đập cắt 4.1. Khái niệm 4.2. Những số liệu máy dập liên quan đến thiết kế khn 4.3. Trọng tâm khn dập 4.4. Thiết kế đầu chày dập 4.5. Thiết kế khn cối 4.6. Thiết kế bộ phận định liệu phơi 4.7. Thiết kế bộ phân dẫn hướng của khn 4.8. Thiết kế bộ phận cấp vật liệu, tháo vật liệu, ép cạnh B. THẢO LUẬN NHĨM C. THỰC HÀNH 1.Vật tư – Thiết bị Dụng cụ 2. Quy trình thực hiện 2.1. Vẽ chi tiết gia cơng 2.2. Bản trình tự gia cơng chày và cối 2.3. Bản trình tự gia cơng các chi tiết khác của khn 2.4. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ phục vụ cho gia cơng 2.5. Trình tự gia cơng 215 215 216 216 217 218 219 219 220 225 226 227 229 230 231 232 232 232 233 233 237 238 240 241 3. Chia nhóm 4. Hướng dẫn thực hiện 5. Các dạng sai hỏng – Nguyên nhân Biện pháp khắc 254 255 255 phục D. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ E. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Phụ lục TÀI LIỆU THAM KHẢO 256 256 260 289 TỪ VIẾT TẮT DÙNG TRONG GIÁO TRÌNH Tên đầy đủ A. COMPUTER(IZED) NUMERICAL(LY) CONTROL(LED) B. ELECTRICAL DISCHARGE Viết tắt CNC EDM MACHINING C. WIRECUT ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING HAY WIRE ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING WEDM CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN ĐÀO TẠO CHẾ TẠO KHN DẬP CẮT Mã mơ đun: MĐ 29 Thời gian mơ đun: 150 giờ (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành:120 giờ) IVỊ TRÍ TÍNH CHẤT MƠ ĐUN: Vị trí: Mơ đun chế tạo khn dập cắt là mơn quan trọng trong nội dung đào tạo nghề Nguội chế tạo, mơ đun được bố trí sau khi đã học các mơn học kỹ thuật sở số mô đun: MH16, MH25, 26; MĐ15, 17….MĐ22 Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề bắt buộc IIMỤC TIÊU MƠ ĐUN: Học xong mơ đun này, người học có khả năng: 1. Kiến thức: Trình bày được kết cấu của chày, cối khn dập cắt; Trình bày được cơng nghệ chế tạo chày, cối khn dập cắt 2. Kỹ năng: Lập được trình tự cơng nghệ chế tạo chày và cối cắt hợp lý; Lựa chọn, sử dụng thành thạo các dụng cụ gia cơng nguội dùng trong q trình chế tạo chày, cối; Ứng dụng được các phương pháp gia cơng nguội để chế tạo chày cối và các chi tiết cơ bản của khn dập cắt đạt u cầu kỹ thuật Gia cơng được chày, cối và các chi tiết cơ bản trên máy cắt dây. 3. Thái độ: Cẩn thận, kiên trì, có trách nhiệm với cơng việc được giao; Bảo quản tốt dụng cụ thực tập; Thu xếp nơi làm việc gọn gàng ngăn nắp, đảm bảo an tồn lao động cho người và thiết bị IIINỘI DUNG MƠ ĐUN: 1. Nội dung tổng qt và phân phối thời gian: Số TT Thời gian Lý Thực Tên các bài trong mô đun Tổng số Thông số chế tạo khuôn dập cắt Gia công khuôn dập cắt Tổng Kiểm 15 thuyết 10 hành tra 135 20 107 150 30 111 2. Nội dung chi tiết : BÀI 1: THÔNG SỐ CHẾ TẠO KHUÔN DẬP Thời gian : 15 giờ 10 NaF 510 g/l H3PO4 8085 g/l NaNO3 0,31,0 g/l 2 12 g/l 1525phút 3040phút 1520phút Thời gian 40phút 6 Quy trình xử lý phốt phát hóa: + Tẩy dầu, tẩy nhờn + Rửa qua nước lạnh khoảng ½ 1 phút + Nhúng vào bể dung dịch axit oxalic khoảng 10÷30 giây. Bể dung dịch này chứa 0,073 kg axit oxalic trong một gallon nước (4 lít). Axit mạnh nên duy trì 30 point ( point: là số ml của 0,1N dung dịch NaOH chuẩn độ 10ml, phenolphthalein là chất chỉ thị) và kiểm tra định kỳ nửa tháng 1 lần. Bể nên được rửa sạch khi có xuất hiện bùn đặc, cặn bám dính vào chi tiết đang được xử lý + Rửa qua nước lạnh khoảng ½ 1 phút + Rửa qua nước ấm khoảng ½ 1 phút Bể rửa nên duy trì nhiệt độ khoảng 65800C, và điều chỉnh nước ấm từ khi bị nhiễm bẩn + Xử lý phốt phát hóa 800C trong 4 phút Thiết bị dùng là MILC 490A. Làm lỗng nước xấp xỉ 1,3 kg/l. Duy trì ở 30 point* theo phân tích thống kê hàng ngày + Rửa qua nước lạnh trong 1 phút + Rửa qua nước ấm trong 1 phút (điều kiện bể rửa như trên) + Sấy khơ + Cất giữ chi tiết cẩn thận cho đến khi đưa vào lò thấm nitơ Nhận thấy với ba phương pháp dùng để phốt phát hố thì đều tạo ra màng xốp rất thích hợp cho giai đoạn thấm nitơ tiếp theo cho thép Màng xốp sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các ngun tử nitơ khuếch tán vào trong nền thép được tốt hơn như vậy độ cứng hay khả năng chống mài mòn của thép cũng sẽ cao hơn Vậy ta đã giải quyết được khâu nhiệt luyện cho phơi cối đạt độ cứng 5860HRC, 302 Sau khi ta nhiệt luyện xong cần mài lại để đạt độ phẳng để chuẩn bị gia cơng các ngun cơng tiếp theo b. Tính tốn các thơng số q trình nhiệt luyện khn đột dập Vật liệu làm khn: CD80A Khối lượng khn: 3,2 kg Khối lượng riêng: 7,8 g/cm3 Nhiệt dung riêng C (kJ/kgđộ) Bảng 2.7 T°C 20 C 0,460 Hệ số dẫn nhiệt λ (kJ/m.h.K) 400 0,536 800 0,686 Bảng 2.8 T°C λ 20 154,9 400 125,6 600 118,8 1000 83,7 Kích thước chi tiết: 20 o,o Ø11 Ø16 12 Ø113 ,7 Ø3 Hình 2.230: Kích thước phơi Tính tốn thời gian tơi Sơ đồ nung và giữ nhiệt trong lò tơi Nhiệt độ °C 303 790 Nước + NaOH 10% Thời gian Hinh 2.231.Sơ đồ nung và giữ nhiệt trong lò tơi Chọn lò giếng RJ2 609 của Trung Quốc Cơng suất : 60kW Kích thước buồng lò : ɸ800 x 1000 Nhiệt độ làm việc tối đa : 950°C Tính nhiệt độ trung bình của vật nung theo cơng thức 1.3.5[1] : ( T2tb ) 100 T2 d [( ) 100 ( T2 c ) ] (2.26) 100 Trong đó T2tb: là nhiệt độ trung bình của vật nung T2đ: Nhiệt độ ban đầu của vật nung(oK) T2c: Nhiệt độ cuối giai đoạn của vật nung(oK) T2đ= 25+273= 298oK T2c= 790+273= 1063oK → T2tb = 895 °K = 622°C Tra bảng 1.5.1 [1] xác định được : Hệ số dẫn nhi ệt (ở nhiệt độ 622°C) = 107,23 kJ/m.h.K =29,78 W/m.K Nhiệt dung riêng C (ở nhiệt độ 622°C) = 0.5927 kJ/kg.độ Tra theo hình 1.3.1[1] xác định được hệ số truyền nhiệt nhiệt độ 622°C : = 95 W/m2K 304 Hệ số Bi theo 1.4.2[1] : Bi = α S = 95 0, 022 = 0, 07 λ 29, 78 (2.27) → Bi = 0,07 Ntk nên q trình nung đến 790oC trong lò tơi phải trải qua 2 giai đoạn: + Giai đoạn 1: Nhiệt độ lò thay đổi Khi kết thúc giai đoạn 1 nhiệt độ chi tiết đạt nhiệt độ t’2 t2, = t − Nh 36923, 07 = 790 − = 718,88o C α Fm 95.5, 4654 (2.30) Thời gian nung giai đoạn 1: τ nung1 = c.M m (t1 − t2 d ) c.M m 592, 7.337, 43.(800 − 25) 592, 7.337, 43 − = − = 3813( s ) Nh α Fm 36923, 07 95.5, 4654 (2.31) + Giai đoạn 2: nhiệt độ lò khơng thay đổi τ nung = Nh c.M 592, 7.337, 43 36923, 07 ln = ln = 756( s) α Fm α Fm (T1 − T2 d ) 95.5, 4654 95.5, 4654.(1073 − 1063) (2.32) Thời gian nung 1 = ( + nung1 ).kx= (3813 + 756).2,2 = 10051,8 s nung2 =167 phút=2,79 h * Tính tốn thời gian giữ nhiệt q trình tơi: Áp dụng cơng thức 1.9.4[1]: τgn =A+b.S S : chiều dày trung bình của vật nung : S = 22 mm Các hệ số A,b được xác định theo bảng 1.9.3[1]: A=0, b=1 308 → τgn = 0 + 1.22 = 22 phút Q trình làm nguội trong mơi trường (nước + 10%NaOH) 2025°C với tốc độ nguội tới hạn là 1200°C Thời gian làm nguội: Tính nhiệt độ trung bình của vật nung 1.3.5 [1] : T2tb 100 T2 d 100 T2 c 100 (2.33) Trong đó: T2tb : Nhiệt độ trung bình của vật nung T2d : Nhiệt độ ban đầu của vật nung (0K), T2d = 790 + 273 = 10630K T2c: Nhiệt độ cuối giai đoạn của vật nung(0K), T2c= (25 + 15) + 273 = 3130K t1 : Nhiệt độ của nước, t1= 250C Thay giá trị vào cơng thức trên ta có: 4 1063 �� �T2tb � � �313 � � = + � � � � � � �� 100 � � 100 � �100 �� � � → T2tb = 8950K = 6220C Dựa vào đồ thị (1.3.1 [1]) suy ra: là hệ số truyền nhiệt cho nước + NaOH ở 6220C : α = 634 W/m2K Tra bảng 2.18 và tính tốn xác định được: Hệ số dẫn nhiệt = 55 (W/moK) Nhiệt dung riêng c = 0,1675 (kJ/kg.độ) Hệ số Bi 1.4.2 [1] : Bi = α 634 S= 0, 022 = 0, 2536 λ 55 Bi = 0,2536 > 0.25 Vật nung là vật dày Thời gian làm nguội τ= F0 S 8,5.0, 0222 = = 97, 72 (s) = 1,6(phút) (2.34) a 4, 21.10−5 Trong đó: a: Hệ số truyền nhiệt độ a = (2.35) 309 λ 55 = = 4, 21.10−5 (m2/s) c.ρ 1675.7800 F0: chỉ tiêu F0. Từ biểu đồ Burin [3] tính tốn theo nhiệt độ bề mặt cho chi tiết dạng khối với Bi = 0,2536 và θ M = 0, 019 xác định được F0 = 8,5 t −t M 40 − 25 2c : Chỉ tiêu nhiệt độ θ M = t − t = 790 − 25 = 0, 019 2d (2.36) Thời gian làm nguội tính đến ảnh hưởng của chi tiết: τ ng = k x τ = 2, 2.1, 3,52 (phút) (2.37) Tổng kết quy trình tơi : Nhiệt độ °C 790 Nước +NaOH 10% 2,79h 22 phút Hình 2.233: Sơ đồ quy trình tơi Tính tốn thời gian ram 310 Thời gian Sơ đồ nung và giữ nhiệt trong lò ram nhiệt độ 200 Thời gian Hình 2.234 : Sơ đồ nung và giữ nhiệt trong lò ram Chọn lò ram Liên Xơ loại πA321 : + cơng suất 30kW + Kích thước 500 x 650 mm, + Nhiệt độ làm việc tối đa 650°C Tính tốn thời gian nung đến nhiệt độ ram Tính nhiệt độ trung bình của vật nung 1.3.5[1]: ( T2tb ) 100 T2 d [( ) 100 ( T2 c (2.38) ) ] 100 Trong đó T2tb: là nhiệt độ trung bình của vật nung T2đ: Nhiệt độ ban đầu của vật nung(oK) T2c: Nhiệt độ cuối giai đoạn của vật nung(oK) T2đ = 25 + 273 = 298 °K T2c = 200 + 273 = 473°K Từ đó ta có T2tb= 4120K= 139oC Tra bảng 1.5.1 [1] xác định được :Hệ số dẫn nhiệt = 40,487 W/mK Nhiệt dung riêng C = 0,484 kJ/kg.độ 311 Tra theo hình 1.3.1[1] xác định hệ số truyền nhiệt = 25 W/m2K Chỉ tiêu Bi tính theo cơng thức 1.4.2[1] : α 25 Bi= S= 0,022=0,0135