Đề tài đã hệ thống hóa được quy trình thiết kế, tính toán khuôn dập vuốt; ứng dụng thành công vào một sản phẩm thực tế; việc làm chủ quá trình thiết kế và chế tạo được nắp capo động cơ điện sẽ giúp công ty chủ động và linh hoạt trong sản xuất, đáp ứng theo nhu cầu của thị trường.
MỞ ĐẦU * Tính cấp thiết của đề tài Phương pháp gia cơng bằng áp lực hiện nay là một phương pháp tạo hình rất phổ biến tại Việt Nam cũng như các nước cơng nghiệp trên thế giới. Chiếm một vị trí quan trọng với một tỷ trọng ngày càng tăng trong lĩnh vực sản xuất cơ khí… Dập vuốt là q trình biến phơi phẳng thành chi tiết rỗng theo hình dạng mong muốn và có hiệu quả kinh tế lớn trong gia cơng kim loại tấm Nắp chụp bảo vệ là bộ phận thiết yếu trong động cơ điện 3 pha và được thực hiện bằng phương pháp dập vuốt. Việc thiết kế cơng nghệ và khn phù hợp giúp tiết kiệm ngun vật liệu, rút ngắn thời gian bảo dưỡng sửa chữa, nâng cao độ bền của khn, do đó giảm được giá thành sản phẩm * Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Hệ thống hóa được quy trình thiết kế, tính tốn khn dập vuốt; ứng dụng thành cơng vào một sản phẩm thực tế Việc làm chủ q trình thiết kế và chế tạo được nắp capo động cơ điện sẽ giúp cơng ty chủ động và linh hoạt trong sản xuất, đáp ứng theo nhu cầu của thị trường * Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Đối tượng: Chụp bảo vệ (nắp capo) của động cơ điện 3 pha 7.5KW Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu tài liệu, internet, các kết quả nghiên cứu trong nước và trên giới để hồn thiện các nội dung, u cầu của khóa luận. Đồng thời, áp dụng nghiên cứu lý thuyết, ứng dụng phần mềm AutoCAD và SolidWorks vào q trình tính tốn thiết kế bộ khn dập vuốt * Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu tổng quan về chi tiết cần chế tạo. Nghiên cứu về cơng nghệ dập vuốt trong gia cơng áp lực truyền thống Nghiên cứu tính tốn, thiết kế khn dập vuốt sản phẩm NỘI DUNG KHĨA LUẬN Nội dung khóa luận bao gồm ba chương: CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG GIA CƠNG CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ DẬP VUỐT CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN, THIẾT KẾ BỘ KHN DẬP VUỐT CHI TIẾT NẮP CAPO ĐỘNG CƠ ĐIỆN. CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG GIA CƠNG 1.1. Phân tích chi tiết Nắp capo của động cơ điện là một bộ phận phía cuối của máy động cơ điện, có nhiệm vụ bảo vệ phía sau động cơ cụ thể là cánh quạt. Mặt khác, nó cũng là dùng để làm vỏ bọc trang trí ngồi của động cơ, đảm bảo an tồn khi động cơ làm việc ngăn khơng cho các vật khác bay vào động cơ và làm thơng thống mát cho động cơ. Về hình dáng nắp capo thường chủ yếu là hình trụ hở, đáy có lỗ thơng gió và ở thành có 4 lỗ bắt vít vào thành của động cơ. Vật liệu thường làm chủ yếu là thép 08k∏ chun dùng để dập vuốt, có chiều dày là 0.8mm 1.2. Các phương án cơng nghệ Để chế tạo chi tiết có 2 phương án: Sử dụng khn dập đơn Sử dụng khn dập phối hợp Căn cứ vào những thiết bị sẵn có, khả năng chế tạo khn (thiết kế khn đơn giản) và số lượng sản phẩm cơng ty làm ra hàng năm. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết phân tích ưu nhược điểm cho thấy phương pháp sử dụng khn dập đơn hồn tồn phù hợp và khắc phục được phương án cơng nghệ khác Vì vậy trong các phương án đã nêu ở trên phương án sử dụng khn đơn (Phương án 1) sẽ được lựa chọn để tiến hành gia cơng nắp chụp bảo vệ 1.3. Quy trình cơng nghệ chế tạo Sau khi lựa chọn được phương án cơng nghệ phù hợp nhất với loại hình sản xuất của cơng ty (phương án 1) ta tiến hành thiết kế theo quy trình cơng nghệ theo phương án lựa chọn: * Ngun cơng 1: Cắt hình phơi * Ngun cơng 2: Dập vuốt chi tiết * Ngun cơng 3: Căt mép chi tiết trên máy tiện * Ngun cơng 4: Đột lỗ ở đáy bằng khn dập * Ngun cơng 5: Đột lỗ ở thành bằng khn dập Kết luận: Thơng qua phân tích chi tiết gia cơng và căn cứ vào điều kiện sản xuất thực tế tại cơng ty, em đã lựa chọn được phương án cơng nghệ hợp lý đó là sử dụng khn đơn để dập vuốt chi tiết chụp động cơ. Tiếp theo, em sẽ tiến hành nghiên cứu các nội dung lý thuyết liên quan, để phục vụ cho việc tính tốn, thiết kế khn dập CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ DẬP VUỐT 2.1. Đặc điểm dập vuốt Dập vuốt là ngun cơng dập biến vật liệu tấm thành vật liệu rỗng, hở miệng. Dập vuốt là một trong những ngun cơng chủ yếu của cơng nghệ dập nguội 2.2. Q trình biến dạng khi dập vuốt Q trình dập vuốt là q trình chày kéo chảy phơi vào trong lịng cối. Ta hãy nghiên cứu q trình biến dạng khi dập vuốt một sản phẩm hình trụ có đường kính ngồi là d và chiều cao là h 2.3. Xác định hình dáng và kích thước phơi dập vuốt 2.3.1. Tính phơi cho những chi tiết trịn xoay Có 3 phương pháp xác định đường kính phơi: Cân bằng trọng lượng Cân bằng thể tích Cân bằng diện tích 2.3.2. Xác định lượng dư để cắt mép chi tiết trịn xoay Khi dập vuốt có sự biến dạng khơng đồng đều, thành chi tiết cao khơng đều nhau (có bốn múi), vì vậy khi tính phơi phải cộng thêm lượng dư để cắt mép 2.4. Xác định số lần dập vuốt và cơng nghệ dập vuốt một số kiểu chi tiết 2.4.1. Hệ số dập vuốt và các yếu tố ảnh hưởng 2.4.1.1. Hệ số dập vuốt Đối với những chi tiết trịn xoay dập vuốt khơng biến mỏng thành, hệ số dập vuốt là tỷ số giữa đường kính sau và trước lúc dập: Hệ số dập: m= d D 2.4.1.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến hệ số dập vuốt Tính chất cơ học và trạng thái bề mặt vật liệu dập; vật liệu có độ bền, giới hạn chảy tăng khả năng chống biến dạng tăng; Độ dãn dài tương đối tăng tính dẻo tăng lên Bề mặt vật liệu càng tốt thì m càng giảm; 2.4.2. Dập vuốt những chi tiết hình trụ rỗng khơng có vành Đường kính sản phẩm dn, đường kính phơi D thì qua các lần dập đường kính chi tiết như sau: d1= m1.D; d2= m2.d1= m1.m2.D;……; dn= mn.dn1= m1.m2…mn.D; m1,m2….,mn hệ số dập vuốt Lưu ý : hệ số m khi vuốt có phơi chống nhăn hoặc khơng chống nhăn 2.5. Lực dập vuốt Lực dập vuốt thực tế bao gồm: lực làm biến dạng vật liệu, lực ép chặn phơi, lực thắng ma sát giữa vật liệu với chày cối Lực dập vuốt thay đổi theo mức độ biến dạng và hành trình của đầu trượt Để thuận lợi, xem lực dập vuốt là khơng đổi bao gồm lực dập vuốt lý thuyết P và lực ép vật liệu Q 2.6. Độ chính xác của sản phẩm dập vuốt và u cầu cơng nghệ Độ chính xác theo đường kính phụ thuộc vào: Độ chính xác phần làm việc của khn dập và mức độ mài mịn Khe hở giữa chày và cối Tính chất đàn hồi của sản phẩm sau khi dập 2.7. Các yếu tố phần làm việc của khn dập vuốt và dung sai chế tạo chày, cối 2.7.1. Bán kính lượn của cối và chày dập vuốt Bán kính của cối lớn thì trở lực biến dạng nhỏ, giảm được lực dập, độ biến mỏng kim loại ít và có thể giảm được cả số lần dập Nhưng bán kính lượn của cối lớn cũng dễ tạo thành nếp nhăn ở thành và nhất là ở mép sản phẩm 2.7.2. Khe hở giữa chày và cối lúc dập vuốt Z nhỏ q sẽ tăng trở lực biến dạng, kim loại dễ đứt, rách; thành chi tiết bị biến mỏng, chiều cao chi tiết kéo dài; chày cối chóng mịn Z q lớn vật dập dễ bị nhăn, khơng đạt chiều cao thiết kế 2.7.3. Dung sai trên kích thước làm việc của chày, cối dập vuốt Dung sai được chia làm 2 trường hợp: + Dung sai trên kích thước ngồi của sản phẩm Kích thước cối: Kích thước chày: D Kích thước lớn nhất của sản phẩm; dung sai trên kích thước sản phẩm; Z khe hở chày cối về một phía 2.8. Kết cấu khn dập vuốt 2.8.1. Kết cấu các bộ phận làm việc của khn dập vuốt 2.8.1.1. Kết cấu chày dập vuốt Cần chú ý: Phải có bán kính lượn và lỗ thốt hơi đầu chày để khơng dính sản phẩm. Để dễ tháo sản phẩm ra khỏi chày, có thể làm chày có độ cơn từ 0o30’ đến 1o30’ Để tiết kiệm vật liệu, tăng độ bền, chày có kích thước lớn thường chế tạo ghép. Đặc biệt khi ghép hợn kim cứng, độ bền của của chày có thể tăng lên 10 lần; so với các dụng cụ thép thơng thường 2.8.1.2. Kết cấu cối dập vuốt Kết cấu cối dập vuốt có 2 kiểu: Lịng cối hình trụ: để dập vuốt khơng biến mỏng thành Chiều cao h= (0,3 2,0)Dc 2.8.1.3. Kết cấu bộ phận gạt sản phẩm Khi dập vuốt sản phẩm thường ơm chặt theo chày hoặc nằm trong cối. Bởi vậy cần phải bộ gạt sản phẩm ra khỏi chày, hoặc đẩy sản phẩm ra khỏi lịng cối 2.8.1.4. Kết cấu bộ phận ép chống nhăn Bộ phận ép chống nhăn trên máy dập trục khuỷu một tác dụng, thơng thường dùng lị xo hay cao su. Có khi dùng khí nén ở khn dập đặc biệt Đối với các khn đắp trên máy dập trục khuỷu, một tác dụng; Phơi được ép ở giữa mặt dưới của cối và tấm chặn chống nhăn 2.8.2. Kết cấu khn dập vuốt 2.8.2.1. Khn dập vuốt đơn giản chống épchống nhăn đợt 1 Trong khn gồm có chày 5 được lắp trực tiếp vào lỗ của đầu trượt máy. Cối 3 lắp trong đế khn 1 bằng vịng hãm 2 . Dưới cối đặt tấm gạt sản phẩm 4 kiểu ba cung có lị xo 7 ơm quanh. Phơi được đặt trên miệng cối , khi chày đi xuống sẽ tiến hành dập vuốt và khi chày đi lên sản phẩm sẽ được gạt rơi xuống dưới bàn máy . Kết luận: Trong chương 2 đã trình bày các cơ sở lý thuyết cơ bản phương pháp dập vuốt. Các bước tính tốn thiết kế chung của một bộ phận khn dập vuốt: q trình dập vuốt, tính tốn khe hở, lực dập vuốt các lần, kích thước của chày và cối và u cầu của sản phẩm và của bộ khn dập vuốt sản phẩm. Đây sẽ là cơ sở cho việc tính tốn, thiết kế khn ở chương tiếp theo CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN, THIẾT KẾ BỘ KHN DẬP VUỐT CHI TIẾT NẮP CAPO ĐỘNG CƠ ĐIỆN 3.1. Tính tốn phơi Tính tốn các thơng số liên quan đến kích thước phơi. Ta tính đường kính phơi có dạng hình trịn là 448 mm 3.2. Tính tốn lực dập vuốt Xác định số lần dập vuốt: Ta có : chiều dày tương đối của vật liệu là = 0.002