Bài giảng Cơ khí đại cương: Chương 5 - ĐH Bách Khoa Hà Nội

Bài giảng Cơ khí đại cương - Chương 5: Công nghệ gia công biến dạng và tạo hình. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Sự biến dạng của kim loại và hợp kim; ảnh hưởng của gia công áp lực đến tổ chức và tính chất kim loại; nung nóng kim loại khi gia công áp lực; cán, kéo sợi, ép; rèn tự do, dập thể tích và dập tấm. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.

CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG CHƯƠNG V CƠNG NGHỆ GIA CƠNG BIẾN DẠNG VÀ TẠO HÌNH End Show DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com > Next >> Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI 5.1.1 Thực chất  GCKL áp lực làm biến dạng KL thể rắn nhờ KL có tính dẻo Sau gia cơng ta thu SP có hình dạng k/t yêu cầu DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI 5.1.2 Đặc điểm  Làm bd KL thể rắn  Độ mịn chặt KL  tính   Có thể khử khuyết tật đúc rỗ khí, rỗ co  Độ xác cao đúc: Một số SP ko cần qua GC khí VD: Dập bình xăng xe máy  Đưa vào sử dụng  Xô lệch mạng tinh thể  bm KL biến cứng  Độ cứng độ bền   Dễ khí hóa tự động hóa  Nhược điểm: Trang bị máy móc, thiết bị đắt tiền DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI 5.1.2 Đặc điểm Có thể biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ uốn, xoắn khác  Cơ tính  • DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI 5.1.2 Đặc điểm a) Cắt gọt  Thớ bị cắt ngang Làm việc chịu ƯS dọc thớ  Bị đứt b) Rèn cách vuốt phần thân  Các thớ (ở phần mũ bu lơng) có xu hướng vng góc với ƯS tiếp  Khi xiết bu lông chịu lực tốt c) Chồn đầu  Thớ phần mũ tốt  Chịu lực tốt a) Cắt gọt DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com b) Vuốt phần thân b) Chồn Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI 5.1.3 Phân loai - Phân loại dựa trình sản xuất: Nhóm 1: Thường đặt XN luyện kim: Cán, kéo sợi, ép DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com  Nhóm 2: Trong nhà máy CK: Rèn tự do, dập thể tích, dập Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI 5.1.3 Phân loai - Phân loại dựa nhiệt độ gia cơng: Gia cơng nóng Là GC to lớn to kết tinh lại ( 0,4 to chảy; thép 727oC)  Đặc điểm:  Tính dẻo cao, KL dễ bị bd, dễ tạo tổ chức thớ, ko tốn lực công bd  Tuy nhiên độ c/x độ bóng ko cao, KL dễ bị oxi hóa than (thốt bon)  GC nóng thường dùng GC thơ DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Gia công nguội Là GC to thấp to kết tinh lại  Đặc điểm: KL có tính dẻo thấp, khó bd, tốn lực tốn công bd, KL dễ bị biến cứng (mạng tinh thể vỡ nát ra) Nhưng độ c/x, độ nhám chất lượng bm cao  Dùng để GC tinh Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.2- SỰ BIẾN DẠNG CỦA KIM LỌAI VÀ HỢP KIM 5.2.1 Biến dạng đàn hồi  Khi td lực, KL bị bd Khi bỏ lực, KL trở lại trạng thái ban đầu  Bd đàn hồi bd mà bd tỉ lệ thuận với lực  Nguyên nhân bd đàn hồi: Do lực td tương hỗ ng/tử  Khi ta kéo  Các ng/tử xuất lực hút đưa trạng thái ban đầu DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.2- KHÁI NIỆM VỀ SỰ BIẾN DẠNG CỦA KIM LỌAI VÀ HỢP KIM 5.2.2 Biến dạng dẻo Là bd td lực KL bị bd Khi bỏ lực tồn đoạn bd dư 5.2.2.1 Biến dạng đơn tinh  Bd đơn tinh xảy hình thức: a) Sự trượt: Là tượng lớp mạng tinh thể kim loại trượt lên theo mặt tác dụng ứng suất tiếp Trước biến dạng Sau biến dạng  P P  DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Mặt trượt Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.2- KHÁI NIỆM VỀ SỰ BIẾN DẠNG CỦA KIM LỌAI VÀ HỢP KIM 5.2.2.1 Biến dạng đơn tinh a) Sự trượt  Đặc điểm tượng trượt:  Hiện tượng trượt xảy ƯS tiếp   [ ] th Giá trị tới hạn phụ thuộc vào vật liệu, nhiệt độ, tốc độ bd,  Sự trượt xảy mặt có nhiều ng/tử theo hướng có nhiều ngtử  Khi trượt ng/tử di động số nguyên lần  Sự trượt xảy từ từ, từ mạng qua mạng khác DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM 5.6.1 Rèn tự (open die forging) 5.6.1.3 Công nghệ rèn tự b) Vuốt:  Mục đích:  Giảm tiết diện ngang h0  h1; tăng chiều dài cho phôi l0  l1  Biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ P h0 h1 Hình 5.14 Vuốt  Tạo thớ uốn, xoắn DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM 5.6.1 Rèn tự (open die forging) 5.6.1.3 Công nghệ rèn tự c) Uốn: Để tạo hình mong muốn P  Đặc điểm:  Khi uốn mặt KL dễ bị nứt: Do phần tử bị kéo   Mặt dễ bị nếp nhăn P  Sau uốn phải sửa  Tăng tính DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM 5.6.1 Rèn tự (open die forging) Búa 5.6.1.3 Công nghệ rèn tự Mũi đột A d) Đột lỗ: Để tạo lỗ SP B  Đột lỗ không thông Các ý đột lỗ ko thông:  Vùng miệng lỗ (vùng A) bị nứt  Mất xác  Vùng chân lỗ (vùng B) lỗ bị loe bd nhiều  Độ xác giảm P Chày d chày Để khắc phục ta phải chọn lực đập P hợp lý  Đột lỗ thông: Cối  Đột phía  Dùng khn (chày cối) để gia công lỗ lớn DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com d cối Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM 5.6.2 Dập thể tích ( close die forging) 5.6.2.1 Thực chất đặc điểm  Thực chất: Là QT làm biến dạng vật liệu lịng khn cách dập Sản phẩm: chi tiết chịu lực phức tạp, Vật liệu: chủ yếu thép Có thể gia cơng nóng nguội Vật liệu làm khuôn: DKD61, SKD61 DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM 5.6.2 Dập thể tích 5.6.2.1 Thực chất đặc điểm  Đặc điểm:  Tính dẻo KL cao, bd triệt để chất lượng cao  Biến dạng lịng khn  Độ c/x, độ bóng bm cao  Có khả chế tạo chi tiết khối lượng trung bình  Năng suất cao, dễ khí hóa tự động hóa  Biến dạng lịng khn  Địi hỏi lực lớn, cơng suất thiết bị lớn, máy có độ cứng vững cao, chuyển động êm c/x  Dùng để g/c chi tiết nhỏ, trung bình Khó g/c chi tiết lớn, cồng kềnh DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM 5.6.2.2 Phân loại dập thể tích a) Dập thể tích khn lịng hở b) Dập thể tích khn lịng kín  Đó QT dập mà hai nửa khuôn hở  Là QT dập mà lực t/d song song với mặt phân nhau, khép kín QT dập kết thúc khn Hai nửa khn ép kín Mặt phân khn P Rãnh ba via N Hình 5.19 Khn hở DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Mặt phân khn P N Khn kín Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM 5.6.2.2 Phân loại dập thể tích a) Dập thể tích khn lịng hở  Đặc điểm:  Có rãnh, ba via để chứa KL thừa Sau gia cơng phải có ngun cơng cắt ba via  KL bị cắt đứt thớ  Chất lượng ko tốt  Có phần KL bd tự rãnh ba via  Ứng suất bên ko hồn tồn nén khối  Tính dẻo ko cao, bd ko triệt để  Chất lượng chưa cao  Rất tốn lực công bd  Chế tạo khuôn đơn giản, độ c/x theo chiều cao vật dập tốt theo chiều ngang Thích hợp gia cơng vật nhỏ, trung bình, kết cấu đơn giản DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM 5.6.2.2 Phân loại dập thể tích a) Dập thể tích khn lịng kín  Đặc điểm:  Trạng thái ưs nén khối  Tính dẻo cao, bd triệt để  Chất lượng cao  Ko có rãnh ba via  Chất lượng cao  Đỡ tốn lực công bd so với khuôn lịng hở  Cho độ c/x, độ bóng theo chiều ngang vật dập tốt theo chiều cao DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM 5.6.3 Dập ( sheet metal) 5.6.3.1 Thực chất đặc điểm  Thực chất: Là CN chế tạo SP từ phôi liệu dạng  Đặc điểm:  Khi chiều dày vật dập nhỏ (S 10 mm)  Dập nóng (nung lên to rèn)  Thiết bị đơn giản, cho phép gia cơng SP có độ c/x cao phức tạp VD: Dập tiền, phù hiệu, …  SP có khả thay lắp lẫn cao  Cơ khí hóa tự động hóa cao  Năng suất cao  Dập ứng dụng rộng rãi để chế tạo đồ điện, điện tử, dụng cụ đo, đồ dân dụng (nồi, lon bia, …), vỏ đạn DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM P 5.6.3.2 Công nghệ dập P Q a) Cắt phôi Chia lớn thành mảnh nhỏ  S Z  Cắt máy có dao song song: B  Dập cắt đột lỗ: Là P2 cắt sử dụng khuôn  Dập cắt: Để lấy miếng cắt  d cối định  chế tạo cối trước, chế tạo chày sau; phối hợp để có khe hở Z: d chày = d cối – Z Dập cắt DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Đột lỗ Dao song song  Đột lỗ: Lấy phần có lỗ  d chày định  chế tạo chày trước, chế tạo cối sau; phối hợp để có khe hở Z: d cối = d chày + Z P Chày Q Q dchày dcối Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Cối Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM 5.6.3.2 Cơng nghệ dập b) Tạo hình Bao gồm dập sâu, uốn, dập vành, dập gân, tóp miệng  Dập sâu: Chế tạo loại ống thông ko thông từ phôi liệu VD: Dập nắp bút máy P Q  Dập sâu ko làm hỏng thành: Chiều dày thành SP Q chiều dày phôi Được thực máy dập kép (vừa có lực P vừa có lực Q) Hệ số dập sâu: d   1,11,3 d d0 - Đường kính ban đầu; d1 - Đường kính sau dập DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Hình 5.25 Dập sâu ko làm hỏng thành Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM 5.6.3.2 Công nghệ dập P  Dập sâu có làm hỏng thành: Là P2 dập sâu mà chiều dày thành chi tiết nhỏ chiều dày phôi + KL bd triệt để  Chất lượng cao + Sử dụng máy dập đơn: Ko cần lực chặn Q + Chiều dày phôi ko hạn chế DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Hình 5.26 Dập sâu có làm hỏng thành Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5.6 R ÈN TỰ DO, DẬP THỂ TÍCH VÀ DẬP TẤM P  Uốn: Làm thay đổi hướng đường tâm phôi Được thực nhờ khn uốn gồm có chày cối Đặc điểm:  Mặt dễ bị nứt, mặt bên dễ bị nếp nhăn 0  Phải chọn hệ số bd () hợp lý  Góc sau uốn: 1 > 0 (0 - góc uốn) Uốn P  Tóp miệng  Dập vành: Là ngun cơng tạo gờ cho SP Dập vành DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tóp miệng Tel.: +84 (04) 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 ... 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5. 5 CÁN , KÉO, ÉP SỢI 5. 5.1 Cán 5. 5.1.2 Sản phẩm cán d) Thép ống:  Ống có hàn: Uốn, lốc thành... mỏng (uốn thành cuộn để dạng dải): Dưới mm Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5. 5 CÁN , KÉO, ÉP SỢI 5. 5.1 Cán 5. 5.1.2 Sản... CuuDuongThanCong.com Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / https://fb.com/tailieudientucntt Tel.: +84 (04) 8692204 5. 5 CÁN , KÉO, ÉP SỢI 5. 5.1 Cán 5. 5.1.2 Sản phẩm cán a) Thép tấm: