a) Phân tích bản vẽ và quy trình công nghệ.
Cũng t−ơng tự nh− khi thiết kế chi tiết tai móc. Từ bản vẽ chi tiết của sản phẩm (hình 2.6). Ta có thế biết đ−ợc hình dạng kết cấu của chi tiết tứ đó đ−a ra đ−ợc một quy trình công nghệ hợp lý để gia công chi tiết. Các kích th−ớc cơ bản có độ dầy chi tiết t = 0,6mm, chiều dài L = 304mm, chiều rộng B = 82 mm, chiều cao chi tiết H = 9 mm, bán kính góc l−ợn của gân tăng cứng R = 12 mm, các bán kính gó l−ợn giữa thành và đày, đáy và gân tăng cứng r = 3 mm.
- 29 - A A A - A R12 R3 R3 R32 R4 9 82 1 1 304 0.6
Hình 2.6b. Bản vẽ chế tạo Chi tiết tấm nối
Cũng giống nh− chi tiết tai móc, đối với chi tiết này ta cũng sử dụng ph−ơng án ghép hai chi tiết để gia công một lần ta có thể đạt đ−ợc hai sản phẩm cùng lúc.
R12 R3 R3 R32 R4 1 2 82 616 0.6
- 30 -
Từ việc phân tích và tính toán ta có thể đ−a ra đ−ợc quy trình công nghệ gia công chi tiết tấm nối gồm các nguyên công sau.
Nguyên công 1: Dập cắt tấm nguyên vật liệu thành hình dạng phôi liệu hình chữ nhật có các kích th−ớc 624 x 121.
Nguyên công 2: Dập thành hình (gợn sóng hay dập gân nổi) đối với chi tiết. B−ớc này là b−ớc gia công khó nhất trong cả quá trình gia công, vì sự biến dạng của vật liệu ở b−ớc này là khá lớn rất dễ gây nên dạn, nứt hoặc đứt kim loại tại nơi có biến dạng lớn.
Khi dập gân nổi thì các kích th−ớc giới hạn đ−ợc xác định trong bảng 107 ([1])
R3 R3
0.6 B
Kiểu gân nổi R r B
(5ữ15)t (2ữ5)t (10ữ25)t
Với chi tiết tấm nối có độ dầy t = 0,6 mm và các kích th−ớc t−ng ứng ta có R=12mm = 15t; r = 3 mm = 3,75t; b = 20 mm = 25t.
Nguyên công 3: Dập cắt thành phẩm của b−ớc 2 thành hình chữ nhật. Trong b−ớc này khi dập cắt phải quan tâm đến l−ợng d− cho b−ớc gia công tiếp sau. Nguyên công 4: Uốn hình chữ U với sản phẩm sau khi đã qua gia công b−ớc 3. Nguyên công 5: Chỉnh sửa lại sản phẩm nh− làm sạch ba via, làm cùn cạnh sắc. Nguyên công 6: Kiểm tra sản phẩm.
Trong bốn nguyên công đầu tiên, mỗi nguyên công phải sử dụng một loại khuôn khác nhau. Nh−ng đối với sản xuất với quy mô không lớn (1000 xe/năm) thì có thể sử dụng khuôn vạn năng. Có nghĩa là đối với mỗi nguyên công chỉ cần thay thế bộ phận làm việc của chúng còn các bộ phận khác có thể giữ nguyên. Điều này khá quan trọng đối với các công ty, xí nghiệp sản xuất nhỏ, hoặc khi sản xuất các chi tiết không cần khối l−ợng lớn.
- 31 -
Trong hai nguyên công sau ta có thể sử dụng các dụng cụ nh− máy mài, th−ớc đo,... để thực hiện.
b) Xác định hình thức khuôn
Do khi gia công chi tiết có chia ra nhiều nguyên công trong đó hai nguyên công 2 và nguyên công 4 là sử dụng ph−ơng pháp dập nguội. Do vậy ta đ−a ra hai khuôn dập khác nhau để gia công chi tiết.
Từ nh−ng dữ liệu nh− bản vẽ sản phẩm, yêu câu kỹ thuật, yêu cầu công nghệ, quy trình công nghệ ta đ−a ra đ−ợc kết cấu khuôn cụ thể nh− sau.
+) Khuôn dập gân nổi
5 1 2 3 4 6 7 A A 8 9 10 11
Hình 2.8. Kết cấu khuôn khi dập gân nổi
Cũng t−ơng tự nh− các loại khuôn dập khác nó cũng bao gồm các bộ phận chính sau
1- Đế khuôn d−ới.
2, 5- Các chi tiết bộ phận dẫn h−ớng.
3, 4, 11- Các chi tiết của bô phận chặn phôi. 6- Đế khuôn trên.
7- Vành cố định chày. 8, 9- Vít.
- 32 - - Nguyên lý hoạt động.
Nguyên lý hoạt động của khuôn dập chi tiết tấm nối hoàn toàn t−ơng tự nh− hoạt động nh− khuôn dập chi tiết tai móc. Khi ta đ−a phôi liệu vào máy, phôi sẽ đ−ợc định vị bằng cơ cấu định vị. Khi cho máy hoạt động chày dập sẽ từ từ đi xuống. Lúc đó cơ cấu chặn phôi làm việc tạo một lực chặn phôi tác dụng vào phôi liệu. Chày tiếp tục đi xuống do tác dụng của lực ép (giữa chày và cối do máy sinh ra) phôi liệu bị biến dạng dẻo. Khi chày đi hết hành trình thì lúc đó phôi cũng biến dạng thành hình dáng mong muốn. Sau đó chày sẽ chuyển động đi lên thì cơ cấu đẩy phôi sẽ làm việc và đẩy chi tiết đã dập xong ra khỏi khuôn. Kết thúc một chu trình làm việc của máy.
+) Khuôn uốn 1 2 3 4 5 6 7 8 1 4 0 0 9 8 0
Hình 2.9. Kết cấu khuôn uốn
Về kết cầu và nguyên lý hoạt động thì khuôn uôn cũng t−ơng tự nh− khuôn dập thành hình. Chỉ khác ở đây ta không sử dụng cơ cấu chặn phôi vì khi uốn ta không cần thiết sử dụng cơ cấu này.
- 33 -
c) – Tính toán các bộ phận của khuôn (tính toán lòng khuôn).
* Tính toán khởi phẩm
Từ hình dáng của sản phẩm ta có thể xác định hình dạng của phôi liệu. Ta xác định hình dạng phôi liệu là hình chữ nhật với các kích th−ớc đ−ợc xác định nh−
sau.
- Xác định chiều rộng của phôi liệu.
R3 R3 l' l R12 b ( ) π π B=2 l' l R r' xt 2 2 ⎛ + + + + ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠
Trong đó B : chiều rộng của phôi liệu. x : vị trí lớp trung tính x = 0.408 l = 26 mm l’ = 7,4 mm
t = 1,5 mm chiều dầy vật liệu R = 12mm r’ = 3 mm
Thay vào có B = 116 mm. - Xác định chiều dài phôi liệu
l" R' L" π L" L 2 l" R' 6 2 ⎛ ⎞ = ⎜ + + ⎟ ⎝ ⎠ Với l” = 65mm, R’ = 32mm, L” = 444mm Thay số vào ta tính đ−ợc L = 608 mm.
Sau khi tính toán ta tra bảng và xác định đ−ợc l−ợng d− của phôi liệu
∆B = 5 mm ∆L = 16mm
- 34 -
* Đối với lòng khuôn dập gân nổi
Cũng t−ơng tự nh− tính toán đối với khuôn dập chi tiết tai móc ta cần tính toán đến góc l−ợn của chày cối và tính toán lực dập thực tế khi dập thành chi tiết. - Bán kính góc l−ợn và các kích th−ớc của chày.
Với bán kính góc l−ợn của chày, và các kích th−ớc ta có thể lấy bằng bán kính góc l−ợn và các kích th−ớc của chi tiết.
- Bán kính góc l−ợn của cối.
Đối với dập thành hình thì bàn kính góc l−ợn của cối cũng có thể lấy bằng hoặc lớn hơn một chút bán kính góc l−ợn của chi tiết.
- Tính lực dập gân nổi đ−ợc tính theo công thức. +) Lực dập lý thuyết.
P’ = F.q.k (kG) Trong đó:
F : diện tích phần dập gân nổi F = 11300mm2
q : áp suất đối với thép q = 30 ữ 40(kG/mm2). Chọn q = 35(kG/mm2). k : hệ số với t < 1mm, k = 0,7 ữ 0,8. chọn k = 0,75.
Thay số vào ta tính đ−ợc P’ = 296625 (kG). +) Tính lực chặn phôi.
Cũng t−ơng tự nh− dập chi tiết tai móc lực chặn phôi đ−ợc tính theo công thức. Q = F’.q’
Trong đó:
F’ : diện tích phôi bị ép F’ = 118272 mm2
q’ : áp suất nén tác dụng lên phôi liệu, áp suất này phụ thuộc vào chiều dầy vật liệu và tính chất nguyên vật liệu q’ = 0,20 ữ 0,25 (kG/mm2) với t > 0,5mm. Chọn q’ = 0,2 (kG/mm2).
Vậy ta tính đ−ợc lực chặn phôi: Q = 23654,4 (kG). Từ đó ta có lực dập thực tế: P = 320279,4 (kG)
* Đối với lòng khuôn uốn
- 35 -
Bán kính l−ợn của chày quết định bán kính uốn của sản phẩm. Nếu bán kính uốn của sản phẩm nhỏ hơn bán kính uốn nhỏ nhất thì phải tiến hành uốn hai lần: Lần thứ nhất rch ≥ rmin th−ờng lấy bằng (1-3)t.
Lần thứ hai lấy bằng bán kính sản phẩm.
Nếu bán kính sản phẩm không quy định thì lấy rch = (1-3)t; nếu nh− bán kính sản phẩm lớn hơn bán kính rmin thì bán kính chày dập lấy bằng bán kính sản phẩm. Do đó ta chọn rch = 2 mm.
- Bán kính l−ợn của cối.
Bán kính l−ợn của cối lớn hay nhỏ ảnh h−ởng nhiều đến quá trình uốn. Bán kính l−ợn của cối rc nhỏ sản phẩm khó rơi vào trong lòng của cối, nếu quá nhỏ mặt sản phẩm còn bị x−ớc, nh−ng nếu quá lớn thì sẽ tốn nguyên vật liệu làm khuôn. Bán kính l−ợn của cối khuôn th−ờng lấy: rc = (2 ữ 3)t và không nhỏ hơn 3 mm. Ta chọn rc = 6 mm
- Khe hở giữa chày và cối z :
Khe hở giữa chày và cối khuôn ảnh h−ởng đến lực uốn, chất l−ợng sản phẩm. Khe hở giữa chày và cối đ−ợc xác định theo công thức:
zmin = tmax
zmax = tmax + n.t
Với n là hệ số để tính khe hở giữa chày và cối, đ−ợc tra theo bảng 89 ([1]) với n=0.18
Do đó zmax = 0,6 + 0,18*0,6 = 0,708 mm. Lấy zmax = 0,71mm.