CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ÁP LỰC TIỂU LUẬN TÍNH TOÁN QUY TRÌNH ĐỘT DẬP VỎ MÁY PHÁT ĐIỆN

CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ÁP LỰC 1.1 Khái niệm, đặc điểm phân loại gia công áp lực 1.1.1 Khái niệm Gia công áp lực 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 1.1.2 Đặc điểm Ưu điểm: - tính sản phẩm sau gia công cao hiệu biến cứng biến dạng dẻo, tất sản phẩm sau gia công áp lực phải nhiệt luyện - Độ bóng bề mặt gia cơng độ xác kích thước, hình dáng hình học tương đối cao Đặc biệt áp dụng rend khuôn dập -Tạo sản phẩm đa dạng chủng loại loại hình gia cơng quy mô sản xuất đa dạng - Khả khí hóa tự động cao Nhược điểm: -Điều kiện lao động nặng nhọc, thường nóng độc, có hại cho sức khỏe - Khó gia cơng chi tiết q phức tạp - Vốn đầu tư sản xuất lớn cao Áp dụng: Dùng để chế tạo phôi cho chi tiết máy yêu cầu tính cao 1.1.3 Phân loại a, 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 dại khơng hạn chế b, Phương pháp kéo kim loại Là phương pháp biến dạng dẻo kim loại qua lỗ hình khn kéo tác dụng lực kéo, phôi vuốt dài ra, giảm diện tích tiết diện ngang, tăng chiều dài c, Phương pháp ép kim loại Kim loại sau nung nóng cho vào buồng ép, tác dụng chày ép kim loại chui qua lỗ khn ép có hình dạng kích thước chi tiết cần chế tạo d, Rèn tự Là phương pháp biến dạng tự kim loại tác dụng lực dập búa lực ép máy ép e, Rèn khuôn (Dập nóng) Là phương pháp biến dạng dẻo kim loại lịng khn rèn tác dụng lực dập f, Dập (Dập nguội) Là phương pháp biến dạng dẻo phôi kim loại dạng tấm, khuôn tác dụng ngoại lực để táo thành sản phẩm có hình dạng, kích thước theo u cầu 1.2 Khái quát công nghệ dập 1.2.1 Định nghĩa Gia công đột dập phương pháp gia công dùng lực để làm biến dạng loại phôi theo yêu cầu khác người kỹ thuật dựa vào khn có sẵn bàn máy 1.2.2 Bản chất công nghệ đột dập Đột dập phần cơng nghệ nguội.đó phương pháp gia cơng kim loại áp lực Đột dập nguyên công sử dụng tạo từ chi tiết phẳng ,từ phôi ,dài phẳng cắt phơi cho nguyên công uốn dập vuốt tạo hình 1.2.3 Ưu nhược điểm gia cơng đột dập Ưu điểm công nghệ gia công đột dập  - Sản phẩm ổn định chất lượng hình dạng hình học - Áp dụng tối ưu với gia cơng hàng loạt, hàng khối, hàng tiêu chuẩn  - Tiết kiệm thời gian gia cơng, sức lao động, tối ưu nguyên công sản xuất  - Hiệu kinh tế cao, phế phẩm sản xuất Nhược điểm công nghệ gia công đột dập  Mất chi phí gia cơng khn mẫu, bảo dưỡng khuôn (Tùy thuộc vào độ phức tạp chi tiết)  - Chỉ gia công vật liệu tôn tấm, nhôm tấm, thép tấm, nhựa tấm, phôi dạng thanh…  - Độ linh hoạt thay đổi gia công đột dập bị hạn chế 1.2.4 Phân loại  Máy đột dập chia theo cấu tạo khung dập: - Khung dập hình chữ C hay khung dập khe hở - Khung dập kín hay khung dập hình chữ O Khung dập chữ C thường sử dụng cho máy dập công suất nhỏ Ưu điểm nhỏ gọn dễ di chuyển thuận tiện cho lắp đặt nhanh Tuy nhiên ưu điểm lại không bù đắp cho khuyết điểm hình dạng khung dập khiến cho lần tác động lực lại làm lệch kết cấu máy 1.2.5 Ứng dụng gia công đột dập sống Có thể nói sản phẩm ngành khí gia cơng đột dập có mặt khắp nơi giới Trong sống ngày vấn nhìn thấy sử dụng sản phẩm Vậy sản phẩm gia công đột dập quanh chúng ta: Những vỏ máy tính, vỏ điện thoại, vỏ đầu đĩa, đầu ghi hình, amly,….hay vận dụng gia đình thìa, dĩa, nồi, dao… Những ngành công nghiệp đại sản xuất máy bay, tơ, tàu điện,…cũng có mặt sản phẩm gia cơng đột dâp 1.2.6 Thiết bị máy móc phẩm điển hình Máy đột dập cnc Máy đột dập thơng thường CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ BIẾN DẠNG DẺO 2.1 Tổng quan biến dạng dẻo kim loại Dưới tác dụng ngoại lực, kim loại biến dạng theo giai đoạn: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo biến dang phá hủy Tùy theo cấu trúc tinh thể loại giai đoạn xãy với mức độ khác Quá trình kéo vật liệu chia làm ba giai đoạn: Khi tải trọng tác dụng nhỏ Ptl biến dạng kim loai tăng theo đường bậc nhất, giai đoạn biến dạng đàn hồi (hay biến dạng tỉ lệ) Khi tải trọng từ Ptl - PB tốc độ biến dạng tăng với tốc độ nhanh giai đoạn biến dạng dẻo Khi tải trọng tác dụng đạt đến giá trị lớn PB vật liệu bắt đầu xuất vết nứt, ứng suất tăng nhanh kích thước vết nứt tăng lên, cuối phá hủy vật liệu Biến dạng dẻo đa tinh thể: Đa tinh thể tập hợp đơn tinh Biến dạng đa tinh gồm dạng: + Biến dạng nội hạt: Gồm trượt song tinh Sự trượt xảy hạt có phương kết hợp với phương lực tác dụng 450 vá trượt trước đến mặt khác Sự song tinh xảy có lực tác dụng lớn đột ngột gây biến dạng dẻo kim loại + Biến dạng vùng tinh giới: Tại chứa nhiều tạp chất dễ chảy mạng tinh thể bị rối loạn trượt biếndạng thường nhiệt độ t0 > 2.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến tính dẻo kim loại a, Ảnh hưởng nhiệt độ Tính dẻo kim loại ảnh hưởng lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại tăn nhiệt độ tỉnh dẻo tăng Khi nhiệt độ tăng dao động nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm,khả khuếch tán nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng Một số kim loại hợp kim nhiệt độ thường tồn pha dẻo, nhiệt dộ cao chuyển biến hình thành pha có độ dẻo cao Khi nung nóng từ 201000c độ dẻo tăng chậm từ 100-4000c độ dẻo giảm nhanh,độ dịn tăng,quá nhiệt độ độ dẻo tăng nhanh,ở nhiệt độ rèn cacbon thép cao sức chóng biến dạng lớn b, Ảnh hưởng ứng suất Ảnh hưởng ứng suất dư Khi kim loại bị biến dạng nhiều, hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch mạng tăng, ứng xuất dư lớn làm cho tính dẻo giảm mạnh (hiện tượng biến cứng) Khi nhiệt độ kim loại đạt từ 0,25- 0,3 tnc ( nhiệt độ nóng chảy ) ứng xuất dư xơ lệch mạng giảm làm tính dẻo kim loại phục hồi trở lại ( tượng phực hồi ) Nếu nhiệt độ nung đạt tới 0,4tnc kim loại bắt đầu xuất hiện tượng kết tinh lại, tổ chức kim loại sau kết tinh lại có hạt đồng lớn mạng tinh thể hoàn thiện nên độ dẻo tăng Có loại ứng suất dư Ứng suất dư loại 1: ứng suất dư sinh biến dạng không đồng phận vật thể Ứng suất dư loại 2: ứng suất dư sinh so biến dạng không đồng hạt Ứng suất dư loại 3: ứng suất dư sinh biến dạng không đồng nội hạt Ảnh hưởng trạng thái ứng xuất Trạng thái ứng xuất ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo kim loại chịu ứng xuất nến khối nên có tính dẻo cao chịu ưng xuất nén mặt, nén đường ứng xuất nén kéo Ứng xuất dư , ma sát ngồi làm thay đổi trạng thái ứng xuất kim loại nên tính dẻo bị giảm c, Ảnh hưởng tốc độ biến dạng Tốc độ biến dạng đại lượng biến dạng dài tương đối đơn vị thời gian - Sau rèn dập, kim loại bị biến dạng chịu tác dụng phía nên chai cứng hơn, chống lại biến dạng kim loại lớn hơn, đồng thời nhiệt độ nguội dần kết tinh lại cũ - Nếu loại tốc độ biến dạng nhan tốc độ kết tinh lại hạt kim loại bị chai chưa kịp trở lại trạng thái ban đầu mà tiếp tục biến dạng, ứng suất khối kim loại lớn hơn, hạt kim loại giòn bị nứt - Nếu khối kim loại nung đến nhiệt độ định rèn máy búa ép, ta thấy tốc độ biến dạng búa lớn độ biến dạng tổng cộng nên máy ép lớn 2.3 Các phương pháp giảm lực biến dạng - Cắt đột chày cối có mép cắt nghiêng Khi đột chày cối có mép cắt nghiêng, q trình cắt khơng xãy đồng thời toàn đường bao chi tiết mà xãy tuần thự giống cắt máy cắt dao nghiêng Do lực cắt đột giẩm (30% - 40%) - Sử dụng chày có chiều cao khác Khi sử dụng nhiều chày khuôn cắt đột lien hợp độ dày chày đột khơng giống Khi lực cắt khơng tác dụng đồng thời lực công nghệ lực tổng hợp tất lực thành phần Cần ý bố trí chày cho trung tâm áp lực trùng với tâm khuôn 2.4 Thông số công nghệ cho ngun cơng cắt đột Q trình đột kim loại khuôn bao gồm giai đoạn: + Giai đoạn biến dạng đàn hồi: kim loại bị ép nhẹ nén đàn hồi, ứng suất kim loại không vượt giới hạn đàn hồi + Giai đoạn biến dạng dẻo: Quá trình biến dạng xảy biến dạng dư, ứng suất kim loại vượt giới hạn chảy, tăng dần không đạt tới sức bền cắt + Giai đoạn nứt: Vết nứt bắt đầu xuất tăng dần lên lực cắt phôi số mà thay đổi suất hành trình làm việc Lực đột lỗ tính cơng thức sau: P = p.s.d.S Trong đó: P: Lực tính tốn để đột lỗ s: Trở lực cắt vật liệu d: Đường kính lỗ đột S: Chiều dày vật liệu Trong thực tế lực cần thiết máy lấy lớn lực cắt tính tốn cách nhân thêm hệ số hiệu chỉnh 1,3 để tính đến tượng phụ cắt, chiều dày vật liệu khơng đều, độ mịn mép cắt… P = 1,3P + Qđ Ở ta có Qđ áp lực đệm áp lực nén lò xo gỡ Qđ = Qđệm + Qlò xo Ta tính gần sau : Qđệm = 0,1P Qlò xo = 0,06P Qđ = 0,16P Ta chọn máy ép trục khuỷu có giá trị lực danh nghĩa lớn trị số lực để thực nguyên công a) Khe hở chày cối Khe hở hiệu số kích thước làm việc chày cối Khe hở z biểu diễn hệ thức sau: z = Dm – Dn Dm : Đường kín cối đột Dn : Đường kính chày đột + Nếu xác định khe hở hợp lý, cắt vết nứt phát sinh từ chỗ tiếp xúc vật liệu với mép cắt chày cối trùng nhau, cho ta mặt cắt có chất lượng tốt, khơng rạn nứt bavia + Nếu khe hở nhỏ, vết nứt không trùng nhau, làm cho mặt cắt bị bong thành lớp tạo thành bavia + Nếu khe hở lớn, vật liệu dày thường làm cho mép chi tiết mép lỗ bị uốn nhiều b) Xác định kích thước làm việc chày cối khn đột Khi xác định kích thước làm việc chày cối khuôn cắt cần thiết vào vào kích thước độ xác chi tiết, đặc điểm mài mịn khn Đối với chày cối khn đột lỗ chi tiết trịn có hai phương pháp chế tạo phương pháp chế tạo riêng phương pháp chế tạo phối hợp Khi mịn kích thước làm việc cối tăng lên kích thước làm việc chày giảm đi, chế tạo kích thước cối ln có dung sai với giá trị dương kích thước chày có dung sai với giá trị âm c) Dung sai kích thước làm việc chày cối cắt hình đột lỗ Khi thiết kế khuôn cắt phôi ta sử dụng phương pháp chế tạo riêng để lắp lẫn cho Trong trình làm việc kích thước cối tăng lên kích thước chày giảm Vì chế tạo, kích thước cối ln có dung sai với giá trị dương kích thước chày ln có dung sai với giá trị âm d) Lực cắt phôi Các thành phần lực cắt P = PX + PY + PZ CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ ĐỘT DẬP VỎ MÁY PHÁT ĐIỆN 3.1 Bản vẽ chi tiết Bản vẽ khuôn đột dập Bản vẽ chi tiết cửa máy phát điện 3.2 Vật liệu chế tạo Mác thép làm vỏ máy phát có nhiều chủng loại Tuy nhiên, tùy thuộc vào chất lượng giá thành khách hang mà nhà sản xuất sử dụng loại vật liệu khác Sơ lược sau: Thép SPCC, SPCD, SPCE (có thể coi tương đương CT3): cho loại máy phát có chất lượng thấp trung bình, giá thành rẻ phân khúc thị trường không yêu cầu cao Ưu điểm khả biến dạng dẻo cao, dễ uốn tạo hình Thép hợp kim: Ưu điểm loại vật liệu độ bền độ cứng vững cao => khả bảo vệ an toàn cho người sủ dụng Yêu cầu vật liệu ✔ Vỏ sản xuất đảm bảo giữ độ ồn đạt tiêu chuẩn môi trường cung cấp đầy đủ khơng khí làm mát máy với nhiệt độ môi trường xung quanh cao đến 45-50oC ✔ Vỏ tole, sơn tỉnh điện toàn bộ, đặt nhà Bên vỏ âm lứt lớp vật liệu cách âm có khả chống cháy Thiết kế có cửa lấy gió khí nóng hợp lý để đảm bảo máy khơng bị nóng hoạt động dài hạn ✔ Vỏ cách âm thiết kế chế tạo vững chắc, có móc treo giúp cho việc cẩu vận chuyển toàn hệ thống máy phát điện cách dễ dàng, an toàn Vỏ cách âm thiết kế có hai bên hơng rộng thoáng ✔ Vật liệu cách âm chịu nhiệt nước 3.3 Quy trình cơng nghệ chế tạo ngun cơng Cắt phơi Dập cắt vị trí cửa rời Đột dập lỗ theo yêu cầu vẽ Mài bavi cạnh góc Sơn lớp sơn cách điện cách nhiệt In thông số yêu cầu Kiểm tra chất lượng 3.4 Tính tốn thơng số cơng nghệ 3.4.1 Tính tốn kích thước phơi Coi chi tiết thép mỏng dày 3mm có chiều dài 100 (mm), chiều rộng 100(mm) Ta có: Thể tích chi tiết : Vct = a.b.c = 50.74.3 = 11100 (mm3) Ta đột khoảng kích thước nhỏ có kích thước 14x2( mm) 3.4.2 Lực cắt phơi Ta có cơng thức tính lực cắt: P = K σ c.F ≈ 0,7.K σ b.F Trong đó: F: diện tích phơi σb: giới hạn bền K = 1÷ 1,6 Ta có Tra bảng thép Ct3 có giới hạn bền σb = 470 Mpa = 470 N/mm2 P = 0,7.( 1÷ 1,6).616.470 = (202664÷ 324263 )N = (20,3÷32,5) Tấn 3.4.3 Tính lực dập Ta có cơng thức : P = k.Fmax Trong đó: k : hệ số áp lực phụ thuộc vào kim loại gia công Với théo gia công thép thường chọn k = Fmax : diện tích tiếp xúc lớn phơi đầu ép: P = 5.616 = 3080 (N) = 0,31 (Tấn) 3.4 Thiết kế khn Kết cấu khn dập hợp lí phải đảm bảo : - Tính cơng nghệ kết cấu (dễ gia cơng,dễ tháo lắp ) - Độ xác bền vững - Tính an tồn phận khuôn - Khả thay dễ dàng mòn hỏng - Khả lắp ghép máy dễ dàng thuận tiện - Thao tác thuận lợi cho cơng nhân Hình ảnh sau đột dập vỏ máy ... người kỹ thuật dựa vào khn có sẵn bàn máy 1.2.2 Bản chất công nghệ đột dập Đột dập phần cơng nghệ nguội.đó phương pháp gia cơng kim loại áp lực Đột dập nguyên công sử dụng tạo từ chi tiết phẳng... d) Lực cắt phôi Các thành phần lực cắt P = PX + PY + PZ CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ ĐỘT DẬP VỎ MÁY PHÁT ĐIỆN 3.1 Bản vẽ chi tiết Bản vẽ khuôn đột dập Bản vẽ chi tiết cửa máy. .. phẩm gia công đột dập quanh chúng ta: Những vỏ máy tính, vỏ điện thoại, vỏ đầu đĩa, đầu ghi hình, amly,….hay vận dụng gia đình thìa, dĩa, nồi, dao… Những ngành công nghiệp đại sản xuất máy bay,