2.2.5.1. Yêu cầu công nghệ đối với sản phẩm dập vuốt.
Yêu cầu đối với sản phẩm dập vuốt nhằm đảm bảo đ−ợc độ chính xác của sản phẩm và thuận lợi khi tiến hành dập vuốt. Đối với chi tiết tai móc có dạng hình hộp thì yêu cầu bán kính l−ợn ở thành chi tiết hình hộp nên lấy rc≥3t = 1,8 mm. Chọn rc = 2mm
2.2.5.2. Quy trình công nghệ
Sau khi phân tích bản vẽ chi tiết và các yêu cầu về tính công nghệ trong kết cấu cũng nh− các yêu cầu kỹ thuật trong quy trình dập, ta xây dựng đ−ợc quy trình công nghệ dập chi tiết Thanh vuông sau gồm các b−ớc:
Nguyên công 1: Tạo phôi dập.
Nguyên công 2: Dập vuốt chi tiết là 2 chi tiết tai móc ghép lại. Nguyên công 3: Cắt đột 2 lỗ φ10 và lỗ φ43
Nguyên công 4: Cắt đôi chi tiết để tạo thành 2 chi tiết tai móc Công việc tính toán thiết kế ở các nguyên công.
2.2.5.3. Tính phôi cho chi tiết
Chi tiết của ta có dạng hình hộp. Để xác định hình dáng và kích th−ớc phôi để dập vuốt ta xuất phát từ điều kiện cân bằng diện tích. Ta sử dụng ph−ơng pháp Zvôrôn.
Ph−ơng pháp Zvôrôn sử dụng khi dập vuốt hình hộp vuông và hình hộp chữ nhật thấp. Tỉ số giữa chiều cao và cạnh dài của khối hình hộp H/b < 0,6. Trình tự tiến hành nh− sau (hình 2.15):
- 43 -
Xác định chiều dài của phần uốn ở thành nối liền với cung uốn ở đáy: l = h + 1,57rđ = H + 0,57rđ = 25 + 0.57*3 = 26,72 mm.
Trong đó:
H: chiều cao toàn thể của hình hộp thêm l−ợng d− cắt mép; rđ : bán kính l−ợn giữa thành và đáy hình hộp.
Xác định bán kính R của phôi giả định để dập vuốt hình trụ có đ−ờng kính bằng 2rc và chiều cao H. Có nghĩa là hình trụ hợp thành bởi bốn góc cạnh hình hộp. Do rc = 2 mm ≠ rđ = 3 mm. Do đó R tính theo công thức: R = 2 2 . 0,86rd( ) d c c c r H r r r + − + =9,54mm
Từ hình chiếu bằng của bản vẽ chi tiết ta kẻ các đ−ờng thẳng song song với thành hình hộp và cách đ−ờng tâm của bán kính l−ợn đáy rđ một đoạn là l. Từ
- 44 -
tâm O kẻ hai đ−ờng vuông góc Ob và Oc, sau đó từ tâm O vẽ cung bán kính R bằng bán kính của phôi giả định. Chia các đoạn ab và ac, qua điểm giữa (n và p) kẻ các đ−ờng tiếp tuyến với cung tròn bán kính R. Vẽ các đ−ờng tiếp tuyến với cung l−ợn bán kính R nối tiếp các đ−ờng tiếp tuyến với các đ−ờng thẳng song song với thành chi tiết.
Nh− vậy đ−ờng bao chi tiết có dạng nh− hình 2.16.
2.2.5.4. Thiết kế lòng khuôn cho chi tiết
a. Xác định số lần dập vuốt và công nghệ dập vuốt chi tiết
Do chi tiết có dạng hình hộp, mà khi nghiên cứu dập vuốt chi tiết hình hộp ng−ời ta chia ra dập vuốt hình hộp thấp và dập vuốt hình hộp cao.
Nếu ≤0,6ữ0,8 B H là hình hộp thấp; Nếu >0,6ữ0,8 B H là hình hộp cao. Chi tiết của ta có tỉ số
B H
= 300
27
= 0,09 do đó chi tiết thuộc dạng hình hộp thấp. Đối với chi tiết hình hộp thấp, khả năng dập vuốt hình hộp thấp qua một hoặc nhiều nguyên công đ−ợc đánh giá bằng tỉ số giữa chiều cao H và bán kính rc. Nếu ≤10
c
r H
có thể dập qua một nguyên công. Nếu >10
c
r H
phải dập qua hai hoặc nhiều nguyên công.
- 45 - Đối với chi tiết của ta, tỉ số 3
27
=
c
r H
< 10 nên ta chỉ cần dập chi tiết sau một nguyên công, tức chỉ cần dập một lần là đ−ợc hình dạng chi tiết.
b. Bán kính l−ợn của chày và cối dập vuốt
* Bán kính l−ợn của cối:
Bán kính l−ợn của cối và chày dập vuốt, đặc biệt là của cối, có ảnh h−ởng đến nhiều yếu tố lúc dập vuốt. Bán kính l−ợn của cối lớn thì trở lực biến dạng ít nên giảm đ−ợc lực dập vuốt, độ biến mỏng kim loại ít và có thể giảm đ−ợc cả số lần dập. Nh−ng bán kính l−ợn của cối lớn cũng dễ tạo thành nếp nhăn ở thành và nhất là ở mép sản phẩm.
Bởi vậy bán kính l−ợn của cối phải chọn trong giới hạn cho phép, phụ thuộc vào chiều dày vật liệu, loại vật liệu và mức độ thu nhỏ đ−ờng kính.
Trị số góc l−ợn của cối xác định theo bảng 91 trang 180 [1]. Chọn Rc=6mm.
* Bán kính l−ợn của chày:
Khi chọn bán kính l−ợn của chày Rch th−ờng theo các nguyên tắc sau:
- Trong tất cả các nguyên công trừ nguyên công cuối cùng thì nên lấy Rch = Rc hoặc nhỏ hơn một ít.
- Nguyên công cuối cùng Rch lấy bằng bán kính l−ợn bên trong của chi tiết, nh−ng không nhỏ hơn (2ữ3)t đối với t <6 mm và (1,5ữ2)t đối với t >6 mm. Đối với chi tiết của ta t = 0,6 mm mà chỉ dập một lần do đó ta chọn Rch=rc=2mm.
c. Khe hở giữa chày và cối lúc dập vuốt
Khe hở giữa chày và cối có ảnh h−ởng lớn đến chất l−ợng vật dập. Nếu khe hở quá nhỏ sẽ làm tăng trở lực biến dạng, khiến cho kim loại dễ bị đứt rách, chiều dày ở thành chi tiết bị biến mỏng và chiều cao chi tiết bị kéo dài, chày và cối chóng mòn. Nếu khe hở quá lớn thì vật dập dễ bị nhăn, chiều cao chi tiết không đúng nh− kích th−ớc tính toán.
Khi mới chế tạo khuôn khe hở có trị số nhỏ nhất, sau thời gian làm việc bị mòn, trị số khe hở tăng dần trong giới hạn cho phép.
- 46 - Đối với chi tiết hình trụ và hình phức tạp: - ở phần góc l−ợn: Zmin = (1,0 ữ 1,3)t
- ở phần thẳng: Zmin = t. Trong đó t là chiều dày lớn nhất của vật liệu.
d. Dung sai trên kích th−ớc làm việc của chày, cối dập vuốt
Dung sai trên kích th−ớc làm việc của chày và cối dập vuốt phụ thuộc vào dung sai chế tạo sản phẩm, kích th−ớc sản phẩm và chiều dày vật liệu.
Dung sai chế tạo ghi trên kích th−ớc sản phẩm chia làm hai tr−ờng hợp: - Dung sai trên kích th−ớc ngoài sản phẩm.
- Dung sai trên kích th−ớc trong sản phâm.
Khi dung sai chế tạo sản phẩm ghi trên kích th−ớc ngoài. - Kích th−ớc cối: Dc = (D−∆)+α
- Kích th−ớc chày: Dch = (D−∆−2Z)−β
Trong đó:
D: kích th−ớc giới hạn lớn nhất của sản phẩm; ∆: dung sai trên kích th−ớc sản phẩm;
Z: khe hở giữa chày và cối về một phía.
α và β: dung sai chế tạo cối và chày xác định theo chế độ lắp ghép cho trong bảng 94 [1].
Khi dung sai chế tạo sản phẩm trên kích th−ớc trong: - Kích th−ớc chày: Dch = (D + 0,5∆)-β;
- Kích th−ớc cối: Dc = (D+0,5∆+2Z)+α;
Trong đó: D là kích th−ớc giới hạn nhỏ nhất của sản phẩm, các ký hiệu khác nh−
trong tr−ờng hợp trên.
e. Tính lực dập vuốt
Lực dập vuốt thực tế bao gồm nhiều lực: lực dùng để ép chặn phôi, lực dùng để biến dạng vật liệu, lực dùng thắng lực ma sát giữa vật liệu với chày,... Rõ ràng là trong quá trình dập vuốt lực không thể là một hằng số mà thay đổi theo mức độ
- 47 -
biến dạng và hành trình của đầu tr−ợt. Bởi vậy có nhiều công thức tính lực lý thuyết phức tạp.
Để áp dụng thuận lợi trong sản xuất, ta xem lực dập vuốt là không đổi và gồm 2 thành phần chủ yếu:
- Lực dập vuốt lý thuyết P; - Lực ép nguyên vật liệu Q.
Gọi lực dập vuốt thực tế để chọn máy là Pt:: Pt = P + Q Khi dập vuốt không chặn phôi thì: Pt = P
Đối với chi tiết hình hộp: P = t.σb.(2.π.rc.c1+L.c2) (kg) Trong đó:
rc: bán kính l−ợn ở thành của hình hộp;
L: chiều dài tổng cộng phần thẳng của tiết diện hình hộp: L = 2(a + b - 4rc) a và b là chiều dài và chiều rộng hình hộp;
c1: hệ số bằng 0,5ữ2; trị số nhỏ phù hợp với hình hộp thấp. Trị số lớn phù hợp với hình hộp có chiều cao v−ợt qúa (5ữ6)rc;
c2: hệ số bằng 0,2ữ1,0; trị số nhỏ sử dụng rc nhỏ và dập không chặn phôi. Trị số lớn sử dụng khi dập vuốt có chặn phôi và khe hở nhỏ.
στ: giới hạn bền cho phép của vật liệu.