TIẾNG HÀN TRUNG CẤP-27

Laø phöông phaùp bieán daïng deûo kim loaïi qua loã hình cuûa khuoân keùo döôùi taùc duïng cuûa löïc keùo, phoâi ñöôïc vuoát daøi ra, giaûm dieän tích tieát dieän ngang, taêng chieàu [r]

PHẦN 2

CƠNG NGHỆ GIA CƠNG BẰNG ÁP LỰC • Chương Khái niệm gia công kim loại

áp lực

• Chương Nung nóng kim loại để gia cơng

áp lực.

• Chương 3 Cán kéo.

CHƯƠNG KHÁI NIỆM VỀ GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC

• 1.1 Định nghóa

• 1.2 Ưu – nhược điểm gia công áp lực

• 1.3 Phân loại phương pháp gia cơng 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

1.1Định nghóa.

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 mịn, 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

 Đơä bóng, độ xác cao chi tiết đúc

* Hạn chế:

*So với cắt gọt: *Ưu điểm :

 Năng suất cao, phế liệu ít, giá thành hạ

 Rèn, dập phương pháp để tạo phơi cho

gia công cắt goït

*Nhược điểm :

1.3 Phân loại phương pháp gia công bằng 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 do.

1.3.1   Phương phaùp caùn .

1.3.2 Phương pháp kéo kim loại :

1.3.3Phương pháp ép kim loại :

1.3.4 Phương pháp rèn tự do : Là phương pháp

biến dạng tự kim loại tác dụng lực dập búa lực ép máy ép.

1.3.5 Phương pháp rèn khuôn : Là phương pháp

biến dạng dẻo kim loại lịng khn rèn tác dụng lực dập.

1.3.6 Dập tấm : Là phương pháp biến dạng dẻo

1.4 Sự biến dạng dẻo kim loại

1.4.1 Khái niệm.

Kim loại chịu tác dụng ngoại lực

xảy ba giai đoạn biến dạng đàn hồi,biến dạng dẻo, phá hủy.

 Xét biến dạng dẻo biến dạng mà sau

bỏ lực tác dụng phần biến dạng dư

được giữ lại phần tử vật thể không nhận thấy có phá huỷ.

 Biến dạng dẻo đơn tinh thể: Là biến

dạng dẻo theo chế trượt song tinh.

Kim loại khác có tính dẻo khác nhau.  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 450sẽ trượt

trước đến mặt khác Sự song tinh sảy có lực tác dụng lớn đột ngột gây biến dạng dẻo của kim loại.

 Biến dạng vùng tinh giới : Tại chứa

nhiều tạp chất dễ chảy mạng tinh thể bị rối loạn cho nên trượt biến dạng thường nhiệt độ

Giải thích trượt.

* Theo thuyết lệch, kim loại kết tinh không

* Hiện tượng trượt giải thích

hiện tượng khác khuyếch tán nhiệt độ tăng cao, nguyên tử di động mạnh dần dịch chuyển sang vị trí cân khác, làm mạng

Giải thích tượng song tinh .

Dưới tác dụng ứng suất tiếp , tinh thể có sự dịch chuyển tương đối hàng loạt mặt ngtử này so với mặt khác Qua mặt phẳng cố

định gọi mặt song tinh Hiện tượng song tinh xảy nhanh mạnh biến dạng đột ngột, tốc độ biến dạng lớn

1.4.2 Các tượng xảy biến dạng dẻo.

 Sự thay đổi hình dạng hạt :Sự thay đổi hình dạng hạt

chủ yếu nhờ trình trượt Hạt khơng thay đổi kích thước mà cịn vỡ thành nhiều khối nhỏ làm tăng tính

 Sự đổi hướng hạt : Trước biến dạng hạt

sếp khơng theo hướng định nào.Sự hình thành tổ chức sợi dẫn đến sai khác cơ, lí tính kim loại theo hướng khác nhau, làm cho kim loại tính đẳng

hướng

 Sự tạo thành ứng suất dư : Khi gia công áp lực biến

Có loại ứng suất dư:

Ưùng suất dư loại (1): Là ứng suất dư sinh

do biến dạng không đồng phận của vật thể.

 Ứng suất dư loại (2): Là ứng suất dư sinh

do biến dạng không đồng hạt.

 Ứng suất dư loại (3): Là ứng suất dư sinh

Sự thay đổi thể tích thể trọng.

Khi biến dạng dẻo nội hạt xảy hai quá trình:

 Tạo vết nứt, khe xốp, lỗ rỗ tế vi

vỡ nát mạng tinh thể trượt song tinh.  Quá trình hàn gắn lỗ rỗ,vết nứt kết

1.5 Những nhân tố ảnh hưởng đến tính dẻo

của kim loại.

1.5.1 Trạng thái ứng suất .

1.5.2 Tốc độ biến dạng nhiệt độ .

1.5.1 Trạng thái ứng suất :

o Trạng thái ứng suất kéo ít, nén nhiều

thì tính dẻo kim loại cao.

 Trạng thái ứng suất nén khối làm kim loại có

1.5.2 Tốc độ biến dạng nhiệt độ

Tốc độ biến dạng lượng biến dạng dài tương đối trong đơn vị thời gian

W=

Gia công nguội t0 = T

KTL

Nếu tăng tốc độ biến dạng làm giảm tính dẻo kim loại có biến cứng kim loại

dt V

dV

Gia coâng noùng t0 > T

KTL

Ơû nhiệt độ không cao : Đối với thép t0= 9000 C

Khi tăng tốc độ biến dạng(W) lực ma sát làm tăng nhiệt độ kim loại lên 10000C  11000C nên

thép dẻo.

  Gia cơng kim loại nhiệt độ cao : Nếu

1.5.3 Thành phần tổ chức kim loại.

Thành phần tổ chức kim loại liên quan với Kim loại trạng thái nguyên chất pha dung dịch rắn có tính dẻo cao và dễ biến dạng so với kim loại có cấu tạo hỗn hợp học hợp chất hoá học.

1.6 Aûnh hưởng biến dạng dẻo đến tính chất tổ chức kim loại.

1.6.1 Aûnh hưởng biến dạng dẻo đến tổ chức

và tính kim loại .

1.6.2 Aûnh hưởng biến dạng dẻo tới lý tính kim loại .

1.6.1 Aûnh hưởng biến dạng dẻo đến tổ chức tính kim loại.

Tốc độ biến dạng tăng vỡ nát các hạt lớn, độ hạt giảm tính càng cao.

 Biến dạng dẻo tạo thớ uốn xoắn khác làm tăng tính sản phẩm.

  Tốc độ biến dạng có ảnh hưởng lớn tới cơ tính sản phẩm : Nếu tốc độ biến dạng lớn thì biến cứng nhiều , không đồng biến cứng nghiêm trọng phân bố thớ

1.6.2 Aûnh hưởng biến dạng dẻo tới lý tính kim loại

Biến dạng dẻo làm tăng điện trở, giảm tính dẫn điện làm thay đổi từ trường kim loại

 Tính dẫn điện : Biến dạng dẻo tạo sai lệch

Tính dẫn nhiệt : Biến dạng dẻo làm giảm tính

dẫn nhiệt Do biến dạng dẻo làm xô lệch mạng, làm xô lệch vùng tinh giới, làm giảm biên độ dao động nhiệt điện tử.

 Từ tính : Các sai lệch tạo biến dạng dẻo làm thay đổi cách bố trí từ trường kim loại làm thay đổi từ tính, độ thấm từ,…

1.6.3 Aûnh hưởng biến dạng dẻo tới hố tính.

1.7 Sự kết tinh lại

Kim loại trạng thái đặc có tượng kết tinh (sinh tâm mầm, phát triển mầm ) gọi tượng kết tinh lại  Khi gia công nguội bề mặt kim loại bị biến cứng ( độ

cứng tăng, độ dẻo giảm )

Để khử biến cứng ta nung kim loại lên t0, giữ nhiệt,ủ kết

tinh lại đem gia công tiếp

Hiện tượng kết tinh lại gồm giai đoạn :

 Giai đoạn hồi phục: t0 = (0.2÷ 0.3)Tnc (0K )

Trong gia công áp lực cần tránh lượng biến dạng tới hạn

vì độ hạt kim loại lớn làm tính  Gia cơng nóng t0> TKTL(0K )

TKTL=0.4 Tnc (0K )

Gia công nhiệt độ cao nên kim loại có độ dẻo cao, độ bền ,độ cứng thấp nên lực biến dạng không lớn, công

suất thiết bị khơng lớn, độ xác, độ bóng bề mặt kim loại không cao Thường gia công phôi dạng khối

 Gia công nguội t0< TKTL (0K )

1.8 Các định luật áp dụng gia công áp lực.

1.8.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn song song với biến dạng dẻo.

1.8.2 Định luật ứng suất dư.

1.8.3 Định luật thể tích khơng đổi .

1.8.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn song song với biến dạng dẻo.

 Khi gia công áp lực kim loại xảy biến dạng

dẻo có lượng biến dạng đàn hồi kèm theo (được xác định góc đàn hồi , phụ thuộc vào moduyn đàn hồi E vật liệu chiều dày kim loại)

 Gia công nguội : Kim loại dạng chịu ảnh

hưởng lớn

 Gia cơng nóng : Kim loại dạng khối , ảnh hưởng

biến dạng đàn hồi bỏ qua

1.8.2 Định luật ứng suất dư

 Khi gia công áp lực nung nóng làm nguội

không đều, lực biến dạng, lực ma sát… phân bố

không làm phát sinh ứng suất dư tồn cân bằng bên vật thể kim loại Nếu không cân

1.8.3 Định luật thể tích khơng đổi

« Thể tích vật thể trước biến dạng thể tích vật thể sau biến dạng »

Gọi thể tích vật trước gia cơng V0  Gọi thể tích vật sau gia cơng V

Vật thể có chiều cao, rộng, dài trước gia công là:

h0 ; b0 ; l 0

Vật thể có chiều cao, rộng, dài sau gia công là:

h ; b ; l



 ln + ln + ln =0

 + + =0 (*)

Phương trình (*) gọi phương trình điều kiện thể tích khơng đổi.

  ;  ;   : Laø các ứng biến chính.

1 0    l l b b h h h h b b l l

 2  3

1

Nhận xét : Khi gia công biến dạng tồn ba ứng biến nghĩa có thay đổi kích thước cả ba chiều đầu ứng biến phải trái dấu với hai ứng biến có giá trị tuyệt đối tổng của hai ứng biến kia.

<1 <0 , > 0 = + - = + h h   3  1

  2  3

1

  2

1

 2

3

Khi có ứng biến hai ứng biến cịn lại phải ngược dấu có trị số tuyệt đối bằng nhau.

Dập không làm mỏng thành phoâi :

S = S = =

p dụng để tính tốn kích thước, khối lượng phôi trước gia công

1.8.4 Định luật trở lực bé nhất.

 Khi biến dạng kim loại, chất điểm

vật thể biến dạng di chuyển theo hướng có trở lực bé hay di chuyển đến đường viền có chu vi bé nhất.

p dụng để thiết kế hình dáng phơi

Chương 2

NUNG NĨNG KIM LOẠI ĐỂ GIA CÔNG ÁP LỰC

2.1 Mục đích nung nóng.

2.2 Những tượng xảy nung nóng.

2.3 Chế độ nung.

2.4 Thiết bị nung nóng.

2.1 Mục đích nung nóng.

 Nâng cao tính dẻo, giảm khả biến cứng

kim loại, tạo điều kiện thuận tiện cho q trình biến dạng nên giảm cơng suất thiết bị.

 Ở nhiệt độ cao, dao động nhiệt nguyên tử

kim loại lớn, trình trượt song tinh thực hiện dễ dàng hơn.

2.2 Những tượng xảy nung nóng.

 Hiện tượng ơxy hóa

 Hiện tượng thoát cacbon .

 Hiện tượng nhiệt

 Hiện tượng cháy kim loại

Hiện tượng ơxy hóa.

Hiện tượng thoát cacbon

Khi nung thép chất khí O2,CO2,H2, H2O, có

mơi trường khí lị dễ tác dụng với Fe3C thép làm cho

hàm lượng cacbon bề mặt thép giảm đi, khơng làm giảm kích thước gọi tượng thoát cacbon

 Làm ảnh hưởng tới tính bề mặt phôi (làm

giảm độ bền, tăng độ cứng)

 Thép cacbon cao nung lên bề mặt bị cháy dẫn

Hiện tượng nhiệt

Khi nung kim loại lên gần nhiệt độ đường đặc (t0 chảy - 1500) làm cho độ dẻo giảm, độ cứng tăng

lên, gia cơng dễ bị nứt độ hạt kim loại lớn.

 Hiện tượng cháy kim loại

Là tượng nung kim loại lên nhiệt độ trên vùng nhiệt (gần đường đặc) phần kim loại biên giới hạt bị cháy phát hoa

 Hiện tượng nứt

 Khi nung thép cacbon cao,thép hợp kim nung với

tốc độ nhanh làm nứt phơi tượng truyền nhiệt kim loại kém, độ dẫn nhiệt độ dẻo

 Khi kết thúc gia công nhiệt độ thấp gây nứt phôi tượng biến cứng bề mặt kim loại

2.3 Chế độ nung

Chế độ nung bao gồm nhiệt độ nung, thời gian

nung tốc độ nung.

2.3.1 Nhiệt độ nung kim loại

(nhiệt độ bắt đầu gia công, nhiệt độ kết thúc gia công).

2.3.2 Thời gian nung.

2.3.1 Nhiệt độ nung kim loại

Chọn nhiệt độ gia công cần bảo đảm kim loại dẻo nhất, chất lượng vật nung, kim loại biến dạng tốt hao phí

nhất Có phương pháp xác định nhiệt độ nung:

 Dựa vào giản đồ trạng thái (H-167)

 Dựa vào công thức kinh nghiệm

 Dựa vào màu sắc phơi:

°Thép màu sáng trắng phôi nhiệt

°Thép màu vàng rơm t0

BĐGC= t0nung

°Thép màu tím hoa caø t0

KTGC

t0

2.3.2 Thời gian nung.

Chế độ nung hợp lí cần bảo đảm nung kim loại đến nhiệt độ cần thiết khoảng thời gian cho phép nhỏ

tnung= K D (giờ) :Hệ số xếp phơi lị

:Hệ số kích thước phôi

K :Hệ số truyền nhiệt kim loại

2.3.3 Tốc độ nung.

Tốc độ nung ảnh hưởng lớn đến suất chất lượng nung

Có giai đoạn để xác định tốc độ nung:

 Giai đoạn nhiệt độ thấp (thép từ 800 0 ÷8500): Giai

đoạn kim loại có tính dẻo thấp, nung nóng phụ thuộc tính truyền nhiệt kim loại

 Tốc độ nung giai đoạn gọi là:

“ Tốc độ nung cho phép” Vn

 Giai đoạn nhiệt độ cao(> 8500C)

 Tốc độ nung giai đoạn gọi là:

“ Tốc độ nung kĩ thuật”

 Giai đoạn cần nung nhanh để giảm xy hóa, nhiệt độ cao tính dẻo kim loại tăng nên khơng sợ nứt, tốc độ ơxi hóa mạnh

 Nhiệt độ nung phụ thuộc vào vật liệu, kích

thước vật nung

 Tốc độ nung giai đoạn tra bảng

2.4 Thiết bị nung nóng.

 Lò phản xạ( lò buồng) HÌNH /172

Nhiên liệu sử dụng than đá.

 Lị điện : Có loại:

 Lò điện trở HÌNH /173

 Lị điện cảm ứng

2.5 Làm nguội sau gia cơng áp lực

• Là cơng việc quan trọng để đảm bảo chất lượng vật gia cơng

• Gồm giai đoạn:

 Làm nguội rèn dập: Là q trình phơi truyền nhiệt môi trường, dụng cụ gia công…

 Làm nguội sau gia công: Nếu làm nguội không tốt làm giảm chất lượng sản phẩm,như cong vênh,nứt nẻ…

Đối với chi tiết nhỏ: Xếp vào lị chứa vơi bột hay lị có

nhiệt độ thấp để làm nguội chậm

Đối với chi tiết lớn (D=500  1500mm) : Đặt

CHƯƠNG 3.

CÁN VÀ KÉO

3.1 Cán.

3.1.1 Thực chất trình cán

3.1.2 Các sản phẩm cán.  3.1.3 Thiết bị cán. 

3.2 Kéo dây.

3.2.1 Bản chất trình kéo dây.

3.1.1 Thực chất trình cán. 

Khái niệm:Qúa trình cho kim lọai biến dạng hai trục cán quay ngược chiều nhau, làm cho chiều cao giảm, chiều dài chiều rộng tăng

 Các thông số để biểu thị cán: Hệ số kéo dài : = =

l0, F0 :Chiều dài ,diện tích phôi cán

l1, F1 :Chiều dài,diện tích tiết diện sau cán Lượng ép tuyệt đối :  h = h0 –h1 =D(1- cos α )

D:Đường kính trục cán α:Góc ăn

Phản lực N

Lực ma sát T

T = N.tgβ = N.f với N: lực pháp tuyến,

β: góc ma sát, f: hệ số ma sát

Để cán thì: Tx > Nx N.f.cos α> N.sin α

N.tgβ.cos α> N.sin α

tgβ > tg α

β > α Vậy điều kiện cán đượclà: β > α

Biện pháp công nghệ tăng hệ số ma sát caùch:

 Khoét rãnh , hạ nhiệt độ đầu phôi.  Bôi chất tăng ma sát.

3.1.2 Các sản phẩm cán.

Loại hình: Có thể chia làm nhóm:

Đơn giản: Là loại có tiết diện vng, trịn, tam giác, chữ nhật, bầu dục, bán nguyệt…

 Phức tạp: Là loại có tiết diện hình chữ T , L , I, U, thép góc, thép đường ray,…

 Loại tấm:

Tấm dày: Từ 460 mm lớn hơn, rộng từ 600mm đến5000mm, dài từ 4000mm đến12000mm

Tấm mỏng: Từ 0.2mm đến 3.75mm

 Loại ống: Có loại:

 ng mối hàn  ng có mối hàn

 Loại hình dạng đặc biệt: Như chi tiết loại bi,

3.1.3 Thiết bị cán. 

Gía cán: Để lắp trục cán, có thiết bị điều chỉnh khoảng

cách trục cán

Trục cán: Gồm trục cán trơn trục cán lỗ hình

1.Bánh cán; 2.Cổ trục; 3.Đầu chữ thập

Hộp giảm tốc: Giảm tốc độ từ trục động đưa đến trục

caùn

Hộp bánh chữ V: Nhận chuyển động từ hộp giảm

3.2.1 Baûn chất trình kéo dây.

 Là q trình kéo phơi kim loại qua lỗ khn kéo

làm cho tiết diện ngang phôi giảm chiều dài tăng Các sản phẩm đạt độ xác cấp đến cấp 4.

 Độ bóng độ xác thấp sản phẩm kéo

nguoäi.

 Mỗi lần kéo qua khuôn, tiết diện phôi giảm từ 15%

K= =

K: Hệ số kéo cho phép

d0,d1: Đường kính phơi trước sau kéo

 : Giới hạn bền trung bình kim loại(N/mm2)

f : Hệ số ma sát

 : Aùp lực khuôn kéo lên kim loại(N/mm2)

 : Góc nghiêng lỗ khuoân

1 d d      g f cot

1

Tính số lần kéo n.

Từ đường kính ban đầu d đến đường kính cuối dn phải kéo qua khn kéo trung gian thì:

Lần kéo 1: K= d1 =

Lần kéo 2: K= d2 = Lần kéo n: K= dn=

Kn=

n.lgK= (lgd0 - lgdn)

n = d d K d0 d d K d n n d d 1

Tính lực kéo dây:

Lực kéo dây xác định theo công thức : P =  F.lg (1+f.cotg α) (N)

 : Giới hạn bền kim loại(N/mm2)

F0,F1: Tiết diện trước sau kéo (mm2)

f: Hệ số ma sát kim loại khuôn.

0

3.2.2 Dụng cụ thiết bị kéo dây.

Khuôn kéo gồm vùng sau:

1.Vùng bơi trơn có góc 900 chứa chất bơi trơn để phơi

đi vào dễ dàng

Vùng biến dạng, góc  (  = 60  180 )

Vùng định kính l3 =1/2 d

Vùng thoát khn, có góc 600 ,để phơi

 Vật liệu để làm thân khuôn thường hợp kim cứng thép dụng cụ thuộc nhóm thép khn dập nguội ( CD80, CD120 ), hợp kim cacbit W, thép hợp kim Cr-Ni

 Đế khuôn làm thép thường hàn chặt vào máy kéo

Thiết bị kéo gồm loại:

 Máy kéo thẳng: Dùng để kéo dây ống có đường

kính lớn, lực kéo từ 0.2 đến 75 tấn, tốc độ kéo từ 15 m/ph đến 45 m/ph

 Máy kéo có tang cuộn loại khơng trượt có trượt,

dùng dây kéo thỏi có đường kính 4.5 đến 16mm Dùng hệ thống rịng rọc làm căng dây

 Hình :Máy kéo có tang cuộn

CHƯƠNG 4

RÈN TỰ DO VÀ RÈN KHN

4.1 Khái niệm phân loại phương pháp rèn, dập

4.2 Thiết bị rèn dập

4.3 Rèn tự do .

4.1 Khái niệm phân loại phương pháp rèn, dập

 Rèn dập: Là phương pháp gia công kim loại áp

lực nhiệt độ cao nhiệt độ bình thường để tạo hình

dạng kích thước sản phẩm theo yêu cầu lực biến dạng lực động hay lực tĩnh

 Rèn: Là biến dạng kim loại dạng khối tác dụng

 Rèn tự : Các phương pháp biến dạng gồm rèn tay

reøn máy

 Rèn khuôn (dập khuôn ) : Các khuôn biến dạng bị hạn

chế lòng khuoân

 Dập : Là biến dạng kim loại dạng mỏng

4.2 Thiết bị rèn dập

Thiết bị dập gồm nhiều loại : máy rèn dập, thiết bị

nung, máy nắn thẳng, máy cắt phôi, thiết bị vận chuyển, thiết bị làm sạch… chia làm nhóm:

 Nhóm I : Nhóm máy búa

 Nhóm II : Nhóm máy ép

 Nhóm III : Nhóm máy dập

 Nhóm I : Nhóm máy búa.

Gồm máy búa ván gỗ, máy búa hơi, máy búa lò xo, máy búa nước…

Vmax = ÷10 m/s

tct > 0,01 s ( tct : thời gian công tác )

 Nhoùm II : Nhóm máy ép

Nhóm máy ép gồm máy ép thuỷ lực, máy ép ma sát Vmax = 0,2 m/s

 Nhoùm III : Nhóm máy dập.

Nhóm máy dập gồm máy rèn ngang, máy dập trục khuỷu Vmax = m/s

 Nhoùm IV : Máy có hình dạng

kết cấu phức tạp.

4.2.1 Đặc điểm thiết bị tạo lực

Về phương diện kĩ thuật, rèn tự có ĐCX

khơng cao, chất lượng tồn sản phẩm phụ thuộc nhiều vào trình độ tay nghề cơng nhân

4.2.2 Các loại máy búa ( máy nhóm )

 Máy búa hơi  Máy búa lò xo.

 Máy búa kiểu ván gỗ .

 Máy búa hơi.

1.Động cơ; Puli ; 3.Dây đai ; Puli;

Trục khuỷu; Tay biên; 7.Xilanh ép; Pittong ép; Van khí; 10 Xi lanh buùa; 11 Pittong

búa; 12 Cán pittong; 13 Đe gắn với đầu búa; 14 Đe ; 15 Thân đe; 16 Bệ đỡ; 17 Bộ phận điền khiển máy

 Maùy búa lò xo.

Hình :Sơ đồ ngun lý làm việc máy búa lò xo

1.Bệ đe 2.Đầu búa

3.Rãnh dẫn hướng 4.Nhíp lị xo

5.Tay bieân

 Máy búa kiểu ván gỗ

Hình :Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy búa ma sát kiểu ván gỗ

1.Đe dưới; 2.Đe trên; 3.Đầu búa; 4.Gía; 5.Má phanh; 6.Con lăn

truyền động; 7.Ván gỗ; 8.Con lăn; 9.Má phanh; 10.Đòn bẩy;11.Bảng điều chỉnh chiều cao hành trình búa; 12.Cần gạt; 13.Địn bẩy; 14.Lị xo; 15.Chốt; 16.Bàn

 Máy búa nước - khơng khí ép rèn tự do.

Hình :Bộ phận phối khí máy búa nước-khơng khí ép rèn tự 1.Cần điều khiển

2.Ống dẫn 3.Con trượt

Hình :Nguyên lý chung đường truyền khí :Đường khí cao áp

4.2.3 Các loại máy ép (máy nhóm )

 Máy ép ma sát trục vít

Đặc điểm :

Có lực ép từ 40 ÷ 60 tấm, rèn chi tiết cỡ nhỏ

to, rèn khn kín hở

 Máy ép thuỷ lực

Đặc điểm :

Dùng để rèn tự có lực ép từ 100 ÷ 700

Dùng để rèn khn có lực ép từ 300 ÷ 7000

Máy ép ma sát trục vít

Hình :Sơ đồ nguyên lý máy ép kiểu trục vít

Cấu tạo : 1.Puli; 2,3.Bánh ma sát; 4.Đòn bẩy; 5,7 Cữ tì; 6.Chốt; Cần điều khiển; Đầu ép;

 Máy ép thuỷ lực

Cấu tạo : (H * / tập vẽ )

1.Xilanh pittong nâng ; Xilanh pittong ép;

4.2.4 Máy nhóm

 Máy ép khí ( máy rèn dập kiểu trục khuỷu ) Đặc điểm :

 Lực ép lớn ( 200 ÷ 10.000 )

 ĐCX cao, suất lao động tốt

 Địi hỏi việc tính tốn phơi khắt khe, phải làm phôi

 Máy ép khí

( máy rèn dập kiểu trục khuỷu ) 1.Động cơ; Dây đai;

3 Bánh nhỏ; Bánh lớn lồng

không; Li hợp; Tay biên; Đầu trượt đầu ép; Bệ đỡ (bàn máy)

4.3 Rèn tự do

4.3.1 Các nguyên công rèn.

4.3.2 Dụng cụ rèn tự .

4.3.1 Các nguyên công rèn

Vuốt : Là ngun cơng làm giảm tiết diện ngang tăng chiều dài phôi Thường để rèn chi tiết dạng trục, ống

Có cách :

 Sau nhát dập, lật phôi 90 lật ngược trở lại  Vừa dập vừa quay trịn phơi (H.89 /84)

Các tượng thường xảy chồn :

(H.95 /86 )

a  : lực đủ lớn

b < 2,5 : lực đủ lớn

c < 2,5 : lực không đủ lớn

d < 2,5 : lực nhỏ, nhanh

e > 2,5

Chồn : Là nguyên công làm giảm chiều cao tiết diện ngang phôi

Khi chồn máy búa để bảo đảm lực dập đủ lớn cần thỏa mãn quan hệ :

ho  0,25 H

H : Hành trình lớn đầu búa

 Xoắn : Là nguyên công làm cho tiết diện chỗ xoắn quay tương đối góc theo thứ tự

quanh trục ( H.102 / 89 )

 Uốn : Dùng để thay đổi hướng trục hướng

thớ vật rèn ( H.103/89)

Ngoài cịn có ngun cơng khác hàn rèn, chặt, dịch trượt, ép vết cắt vai, hiệu chỉnh…

4.3.2 Dụng cụ rèn tự

Dụng cụ rèn tự chia làm nhóm

a Nhóm thứ : Gồm dụng cụ : đe, búa, bàn là, bàn bàn tóp, sắn, chặt, mũi đột

4.3.3 Thiết kế vật rèn tự do

1 Lựa chọn kết cấu hình dáng hợp lý vật rèn

2 Thiết kế vẽ vật rèn

3 Tính khối lượng phơi rèn

4 Tính kích thước phơi rèn

5 Tính tốn chế độ nung nóng làm nguội

6 Lập qui trình công nghệ rèn

1 Lựa chọn kết cấu hình dáng hợp lý của vật rèn

Nguyên tắc chung việc lựa chọn thiết kế chi tiết

phải lựa chọn cho kết cấu hình dáng chi tiết gia cơng gia công dễ dàng Khi lựa chọn thiết kế nên :

Nên tránh thiết kế vật rèn hình nêm, mặt

đường giao bậc hai vật rèn hình bậc hay mặt cong phức tạp, gân mỏng, thành mỏng…

Nếu kết cấu vật rèn phức tạp nên chia thành nhiều

2.Thiết kế vẽ vật rèn.

 Dung sai, lượng dư gia công (H.110 / 95)

 Lượng dư gia công : Là lớp kim loại tách

trong trình gia công cắt gọt

 Dung sai rèn : Là khoảng dao động cho phép kích

: lượng dư da nh nghĩa min : lượng dư nhỏ

max : lượng dư lớn

 : dung sai reøn

’ : sai lệch kích thước danh nghĩa vật rèn

” : sai lệch kích thước danh nghĩa vật rèn (tỉ số ½ nói lên dung sai hay lượng dư phía )

3.Tính khối lượng phôi rèn

GF = GVR + Gch + Gñl + Gcb GVR = VVR 

Gch = (1,5  2,5 % ) GF (Cho lần nung thứ

nung moät laàn.)

 Gch = 1,5 % (cho lần nung thứ hai trở đi.)  Gcb = (10  15 %) GF (đối với phôi cán )

GF : Khối lượng phôi rèn

GVR : Khối lượng vật rèn

Gch : Khối lượng cháy hao

Gđl : Khối lượng đột lỗ

4.Tính kích thước phơi rèn.

 Dựa vào ngun cơng chủ yếu qúa trình rèn

• Nếu nguyên công chủ yếu vuốt ta choïn:

FF = y.Fmax FF : Diện tích tiết diện phơi Fmax : Diện tích lớn vật rèn y : Hệ số rèn  1,3  1,4

Từ FF ta chọn gần FF chuẩn

•  Tính chiều dài phôi

VF / FF chuẩn = GF / 8.FF chuẩn

Kiểm tra lại : LF / DF chuẩn  2,5  2,8

Nguyên công chủ yếu chồn

 Phôi tròn : DF ≈ ( 0,8  1,0) ≈ (0,8  1)

 Phoâi vuoâng : aF ≈ (0,75  0,9)

Tính được DF, aF ta chọn gần đúng DF chuẩn aF chuẩn LF = VF / DF chuẩn

Kiểm tra lại : LF / DF chuaån  2,5  2,8

5.Tính tốn chế độ nung nóng làm nguội.

 Tuỳ thuộc vào tính chất vật liệu, kích thước, dạng sản xuất ta cần xác định :

 Nhiệt độ bắt đầu gia công.

 Nhiệt độ kết thúc.

 Thời gian nung lần 1,2.

 Cách xếp phôi.

6.Lập qui trình công nghệ rèn

Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể (hình dạng vật

7.Chọn máy gia công hợp lý.

 Tính lực dập đầu búa (lực ép máy ép )

G = P = k.Fmax

k : Hệ số áp lực phụ thuộc kim loại gia công :

° Thép thường k = ° Thép đặc biệt k = 7

4.4 Thiết kế vật rèn khuôn khuôn rèn 4.4.1 Xác định kết cấu hợp lý vật rèn khn .

4.4.2 Xác định mặt phân khuôn.

4.4.3 Xác định lượng dư dung sai.

4.4.4 Rãnh vành biên.

4.4.5 Góc nghiêng bán kính góc lượn.

4.4.6 Lớp rèn chưa thấu lỗ

4.4.7 Bản vẽ vật rèn.

4.4.1 Xác định kết cấu hợp lý vật rèn khuôn

Sửa đổi kết cấu chi tiết cho đơn giản để gia công

 Những chi tiết có hình dạng kích thước gần giống

nhau cần dùng loại chi tiết điển hình

 Chia chi tiết thành hai hay nhiều vật rèn để dễ gia công

sau kết hợp với phương pháp khác

 Dùng phơi có hình dạng kích thước gần giống vật

rèn để công nghệ rèn dễ dàng

 Dùng phương pháp ép tinh ép nghiền để thay

4.4.2 Xaùc định mặt phân khuôn

 Mặt phân khuôn ranh giới hai nửa khuôn

và khuôn

 Khi xác định mặt phân khuôn cần đảm bảo :

Lấy vật rèn sau rèn xong khỏi khn rèn

một cách dễ dàng (H.a,b)

Lịng khn phải nơng rộng để kim loại dễ

 Chọn phân khuôn cho dễ phát lệch

khuôn ráp khuôn (tránh chọn bề mặt thay đổi tiết diện đột ngột )

 MPK phải thẳng tránh cong hay bậc

 Phần phức tạp vật rèn, thành mỏng, gân thường bố

trí khn chịu lực tác dụng lớn hơn, kim loại dễ điền đầy

4.4.3 Xác định lượng dư dung sai.

 Vật rèn khn có độ bóng ĐCX thấp,

cần phải thêm lượng dư gia công

 Việc xác định lượng dư dung sai

4.4.5 Góc nghiêng bán kính góc lượn.

Độ nghiêng thành khn:

 Để kim loại dễ điền đầy khuôn

 Lấy vật rèn khỏi khuôn sau vật rèn dễ dàng

Trị số độ nghiêng phụ thuộc yếu tố:

 Phương pháp đẩy kim loại vào lịng khn ép, phương pháp tháo vật rèn khỏi khuôn

 Kích thước,hình dáng bên ngồi vật rèn, trị số co rút kim loại

 Nhiệt độ hoàn thành rèn khuôn tốc độ làm nguội

 Thành hay thành ngồi:

Thành γ =  15

Bán kính góc lượn:

Hình :Bán kính góc lượn R

và bán kính góc lượn ngồi r chi tiết

Tác duïng :

 Làm cho kim loại di động lịng khn dễ dàng

 Tránh cho vật rèn khỏi nứt, gấp nếp

4.4.6 Lớp rèn chưa thấu lỗ.

Hình :Hình dáng lớp chưa thấu

 Khi làm khuôn, lỗ làm dạng lỗ chưa thấu hết

để tăng tuổi thọ độ bền cho khuôn Lớp kim loại chưa thấu không cắt với lớp bavia vật rèn

 Công thức kinh nghiệm để tính chiều dày lớp kim loại

chưa thấu :

S= 0,45 + 0,6 (mm)

S : Chiều dày lớp chưa thấu đáy (mm) h : Chiều cao phía lỗ (mm)

d : Đường kính lỗ (mm)

4.4.7 Bản vẽ vật rèn

Qui ước :

 Bản vẽ vật rèn nét đậm

 Chi tiết nét đứt

 Kích thước chi tiết ghi bên kích thước vật rèn  Bản vẽ vật rèn thường với tỷ lệ :1

4.4.8 Khối khuôn rèn.

a Bố trí lòng khuôn khối khuôn.

Có loại :

 Khuôn nhiều lòng khuôn (136/120)

b Chiều dày thành khn hình dạng, kích thước khối khuôn (H.138 +139/121)

S, S1 ≥ 10 mm (Được tính tra sổ tay )

Hmin = 0,9 Dmax + h1 (mm)

Hmin : Kích thước chiều cao khn

Dmax : Đường kính lớn vật rèn MPK

h1 : Chiều cao đuôi én

CHƯƠNG 5

DẬP TẤM 5.1 Khái niệm.

5.2 Các nguyên công cắt phôi.

5.3 Dập không làm mỏng thành phôi.

5.4 Dập có làm mỏng thành phôi (ép chảy nguội).

5.1 Khái niệm:

 Dập phương pháp biến dạng phôi dạng

tấm thành sản phẩm có hình dạng phức tạp, có thành mỏng (như hình hộp, hình trụ) có vành hay khơng có vành, có đáy khơng có đáy

Đặc điểm :

 Tiết kiệm vật liệu

 Sản phẩm có hình dạng phức tạp  Thiết bị có hành trình đơn giản

 Sản phẩm dập có tính lắp lẫn tốt, khơng cần gia cơng  Trình độ cơng nhân khơng cần cao

5.2 Các nguyên công cắt phôi

5.2.1 Cắt phơi theo đường thẳng

 Cắt theo đường chu vi hở

 Dùng máy cắt lưỡi dao song song

Đặc điểm :

 Tiếp xúc đường nén lực lớn, vết cắt đẹp,thẳng

P= K.S.B caét

K : Hệ số phụ thuộc vật liệu dao, kim loại cắt

B : Chieàu rộng phôi cắt

S : Chiều dày phôi

cắt : Giới hạn bền cắt phơi

Tcắt = (0,8 ÷ 0,9) δb (N/mm²)

δb : Giơí hạn bền phôi (N/mm)

Góc vát trước: γ = 50  150

Góc vát sau:  =30’  300

P = K caét

 : Hệ số vật liệu

: Góc nghiêng lưỡi dao

Hình :Máy cắt lưỡi dao nghiêng 



tg S

. 

Máy cắt lưỡi dao đĩa

P=K cắt  : góc ăn

Có thể dùng nhiều cặp đĩa để cắt đồng thời nhiều dải kim loại(HÌNH 149/129)

Hình :Máy cắt dao ñóa



tg S

2

5.2.2 Dập cắt đột lỗ:

 Dập cắt đột lỗ phương pháp cắt theo đường cong khép kín

 Khi dập đột lỗ sử dụng chày cối có cạnh sắc

Đột lỗ:

dchaøy =(dloã +)-chaøy

 : Dung sai

-chaøy : Dung sai chày

Dcối = (dchày+2Z+ )



Dập cắt:

Dcối = (dchi tiết + )+cối

d chày = (Dcối –2Z- )-chày

Z = (5 ÷ 10%)S

S: Chiều dày phôi

Lực cắt:P=K.L.S cắt

L: Chiều dài đường cắt (chu vi cắt)

Khe hở chày cối (Z ) Z=(Dcối –Dchày)/

5.3 Dập không làm mỏng thành phôi 5.3.1 Thiết kế phôi dập

5.3.2 Thiết kế công nghệ dập.

5.3.1 Thiết kế phôi dập

Hình dạng khai triển:

Hình dạng phôi phụ thuộc vào hình dạng chi tiết:

 Nếu chi tiết hình hộp ,đáy chữ nhật phơi có hình bầu dục hay elip

 Tính đường kính phơi (kích thước phơi) Nếu biết diện tích F (cm2) thì:

Dphoâi= (cm)

Nếu biết khối lượng kim loại chi tiết G(g) thì:

Dphoâi= =1.13 (cm)

Nếu biết thể tích kim loại chi tiết (cm3) :

Dphoâi=1.13 (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 phơi có đường kính D thành chi tiết có

đường kính dn n =1+

Với (mtb )n-1 = m… m n

Nhận xét: Dập q trình gia cơng nguội nên bị biến cứng bề mặt, lần dập sau biến dạng khó khăn lần dập trước Do hệ số m tăng dần

tb n m D m d lg ) lg(

- 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 đầu, phụ thuộc vào m

Lực chặn phôi:

Q = F q (N)

F: Diện tích vành chặn tiếp xúc chi tiết

q: p suất chặn (N/mm2)

Lực dập Pd : Pd = P + Q P : Lực để biến dạng chi tiết

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:

 Chày cối phải có góc lượn để tránh rách,

đứt phơi q trình dập.

 Nếu bán kính góc lưỡn q lớn biến dạng dễ sản phẩm dễ tạo nếp nhăn.

 Bán kính góc lượn cối tính theo cơng thức:

Rc = 0.8

D: Đường kính phơi trước dập (mm) d: Đường kính phơi 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.

5.4.1 Thiết kế phôi dập.

 Chiều dày phơi tính theo cơng thức:

S = (mm)

V : Thể tích chi tiết có tính đến lượng dư cắt mép

F0: Diện tích phơi (mm)  Kích thước phôi:

D0 = D - ( 0.1 ÷ 0.5 ) (mm) D0 : Đường kính phơi

D : Đường kính sản phẩm

0

Chiều cao lượng dư cắt mép:

h=(0.5 ÷ 0.8)

h: chiều cao sản phẩm theo kích thước vẽ.

5.4.2 Thiết kế công nghệ dập.

Hệ số biến dạng K

K1 = .100%

Kn = .100%

K1: Hệ số dập lần đầu có làm mỏng thành phơi

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 = 100%

F0: Diện tích tiết diện ngang chi tiết trước dập lần đầu có làm mỏng thành phơi

Fn: Diện tích tiết diện ngang chi tiết sau lần dập cuối

Ktb: Hệ số dập vuốt trung bình

Khi tính tốn coi K=K= …=Kn=Ktb

Nhận xét: Thường sau lần vuốt kim loại bị biến cứng phần nên chọn:

5.4.3 Thieát keá khuôn dập.

Khn dập giống khn dập dập không làm mỏng thành phôi khe hở chày cối trong trường hợp phải nhỏ chiều dày

phoâi.

5.5Các cơng nghệ hồn chỉnh sau dập.

Uốn vành: Là phương pháp tạo chi tiết có gờ, có

vành rộng chi tiết khơng có đáy

Hmax = D + 0.43R (mm) Hmax: Độ cao uốn vành lớn

Kn: Hệ số uốn vành; Kn = ; Kn =0.62 ÷ 0.72 D: Đường kính chi tiết; d: Đường kính lỗ

 H < Hmax : Phơi trịn định hình, đột lỗ , dập

chày cối

 H > Hmax : Dập tạo hình ( Không làm mỏng thành

2 1 Kn

 Gĩan phồng: Là nguyên công làm to chi tiết phần

dưới, miệng giữ nguyên

Khn 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 tieát sau

khi dập

 In nổi: Tăng độ cứng vững chi tiết tăng tính thẩm