Nh ta đã biết, đối với các vật dập dài ta có thể chọn phôi với các kích thớc khác nhau, đờng kính phôi có thể thay đổi trong phạm vi từ Dgđ (tb)=
Lgd
Vph
∏
4
. Tơng ứng với các giá trị đờng kính ấy ta có thể tính đợc độ dài phôi thay đổi từ L0 (min)=
∏ 2 (max)
4
gd
DVph Vph
đến Lgđmax . Nh trên ta đã chọn phôi có độ dài, thì ta phải vuốt cho đến khi LPh = Lgđ thì mới tạo ra đợc sự chảy theo đờng vuông góc ngắn nhất trong khi biến dạng ở lòng khuôn cuối cùng, tức là khống chế mọi sự chảy dọc trục .
Trong thực tế giản đồ đờng kính của vật dập là các đờng cong tơng đối liên tục mà vuốt lại không tạo ra phôi có sự thay đổi đờng kính liên tục đợc, nên khi ta chọn phôi với L0 < Lgđ thì ta phải phân đoạn trên giả đồ đờng kính .Bằng cách ấy ta đã thay đổi giản đồ đờng kính từ một đờng cong liên tục thành đờng bậc thang song song với trục. Hay nói cách khác trớc khi tạo phôi là một hình tròn xoay phức tạp nh giản đồ đờng kính vật dập ta vuốt phôi thành hình trục bậc đơn giản. Dựa vào giản đồ đờng kính, để giảm nguyên công vuốt ta chọn phôi ban đầu có đờng kính lớn nhất của trục bậc tức là lấy Φ 22 .
Lòng khuôn để thực hiện nguyên công vuốt gọi là lòng khuôn vuốt. Có lòng khuôn vuốt kín và lòng khuôn vuốt hở .
Vì vật dập còn qua nguyên công ép tụ nên ta thiết kế lòng khuôn ép tụ hở cho dễ thiết kế gia công lòng khuôn .
Lòng khuôn vuốt hở đợc thiết kế giống các đầu búa phẳng trong công nghệ rèn , phần cơ bản của lòng khuôn là cầu vuốt với kích thớc bv và L1.
Vì trong đại bộ phận các trờng hợp vuốt là nguyên công chuẩn bị đầu tiên,cho nên vị trí của lòng khuôn vuốt bao giờ cũng ở phía trái khuôn để khi phôi từ lò chuyển sang búa sẽ vaaof lòng khuôn vuốt trớc sau đó mới chuyển sang các lòng khuôn khác không phải vận chuyển phôi vòng lại ( lò bao giờ cũng đặt phía trái búa ) . Thờng thì vị trí của lòng khuôn vuốt đặt sát mép trái khuôn. Vì phôi không dài nắm nên ta đặt lòng khuôn song song với mép khuôn, và có thể lợi dụng “tờng chắn” phía sau lòng khuôn vuốt làm cữ khi vuốt .
Cách tính toán thiết kế lòng khuôn vuốt chủ yếu là tìm ra các kích thớc h1 và bv . h1 là khoảng cách hai mặt cầu vuốt khi khuôn ở vị chí thấp nhất ( hai mặt khuôn chạm nhau ) . Vậy thì h1 phải lấy bằng đờng kính nhỏ nhất cần vuốt .
Theo A . V . Re-bin-xki ta có : h1 = (0,7 ữ 0,8 ) Dgđ .
ở đây Dgđ - đờng kính tính toán theo giản đồ tại đờng kính nhỏ nhất cần vuốt. Theo giản đồ ta có Dgđ =16
Thay vào ta đợc h1= 12
Chiều rộng lòng khuôn vuốt b.v có thể lấy bằng : bv= (1,2ữ 1,8 ) D0
D0 là kích thớc phôi ban đầu :=20 . Thay vào ta đợc bv=40 .
Chiều dài cầu vuốt có thể đợc tính toán theo công thức sau ; L1 = (1.2ữ1.8 ) D0 , hay L1 = 27ữ39 cm
Ta chọn : L1=35
Chiều dài L2 của lòng khuôn vuốt có thể đợc tính toánc theo các công thức theo công thức hình học đơn giản :
Khi vuốt theo kiểu kéo phôi từ khuôn về phía công nhân thì : L2 =
FVvuot Vvuot
0
+ LH - L1 Trong đó F0 là tiết diện ngang ban đầu. Vvuốt – là thể tích phần phôi cầu vuốt.
LH – chiều dài phần đầu phôi không cầu vuốt. Thay LH =30 mm ; L1 = 30 mm ;
FVvuot Vvuot
0
Ta đợc L2 = 200 mm Ta đợc
Để tránh hiện tợng kẹp phôi, khi dập theo kiểu kéo phôi ta phải kéo dài phần kích thớc L2 ở khuôn trên lên một đoạn.
Các bán kính góc lợn trên lòng khuôn vuốt đợc lấy nh sau; R3 = 0,25L1 hay r = 0,25. 30 = 7.5 mm
R2 = 6 ữ16 chọn R2 = 8 R5 = 6 ữ 32 chọn R5 = 6
Xác định chiều sâu của lòng khuôn e = 2.5 h hay e = 2,5 . 12 = 15 mm Vài điểm cần lu ý trong khi vuốt .
Khi vuốt phải dập nhiều nhát kế tiếp nhau phôi sẽ bị biến dạng từng phần một . Trong quá trình vuốt ngời ta phải cho phôi chuyển động dần dần vào vùng làm việc của đầu búa. Sau mỗi nhát dập lại chuyển phôi vào bớc định sẵn .Trong tr- ờng hợp này ta phải vuốt cả hai chiều thì ngoài động tác chuyển phôi ta còn phải làm động tác lật phôi 900.
Ta có ba phơng pháp lật phôi sau:
- Phơng pháp lật phôi theo đờng xoắn vít ( tức sau mỗi nhát dập lại lật phôi đi 900 và cứ 4 lần lật phôi thì lại lật phôi đi một bớc ) .
- Vuốt liền một mạch suốt cả chièu dài phôi sau đó lật đi 900 và cứ vuốt nh vậy cho đến hết.
Phơng pháp sau mỗi nhát dập sẽ lật phôi đi 900 và sau nhát dập thứ hai ta lại vị trí ban đầuvà chuyển đi một bớc. Phơng pháp này phù hợp với việc cấp phôi bằng tay nên ta chọn phơng pháp này.
Các loại phế phẩm trong nguyên công vuốt thờng gặp là : ngậm than , vặn vỏ đỗ , hụt kích thớc , nứt rạn trong ruột phôi . v. v..
Ta phân tích sơ bộ nguyên nhân gây ra các loại phế phẩm trên cà các loại chú ý trong khi vuốt .
a.Ngậm than .
Hiện tợng ngậm than khi vuốt thờng sảy ra do bớc chuyển phôi quá nhỏ . Muốn tránh hiện tợng này ta phải chú ý sao cho bớc chuyển phôi amin0 >
2
H
∆
.Nghĩa là bớc chuyển phôi phụ thuộc vào độ biến dạng .
b.Mất ổn định .
1. Trong quá trình vuốt, khi tiết diện ngang là hình chữ nhật (hoặc vuông ) xuống phôi có kích thớc về hai chiều ( HK và BK ) đều nhỏ hơn hai đầu ( H0 và B0 ) ta vuốt có lật phôi . Trong trờng hợp này ta hay gặp phế phẩm do mất ổn định hoặc bị vặn vỏ đỗ. Nguyên nhân này là khi lật phôi không chú ý lật đúng 900 ,phôi bị đặt nghiêng và bị vặn vỏ đỗ
- Nứt ở vùng ruột phôi.
- Khi vuốt ở phôi tròn do tính biến dạng không đồng đều, tại vùng ruột phôi có ứng suât kéo theo chiều vuông góc với chiều lực tác dụng cho nên hay nứt ở vùng ruột phôi ,
Để khắc phục hiện tợng này khi vuốt phôi tròn bằng đầu búa phẳng ta vuốt phôi tròn thành phôi vuông nội tiếp hình tròn phôi ban đầu .
R9.0R11 R11 2. 5 50 27 40 R6 R9.0 R9.0 R6 R9.0 R9.0 45.0 215 20 30… 50 13 A A-A A
2.Tính toán thiết kế lòng khuôn ép tụ . a. tính toán.
ép tụ là một nguyên công phân bố lại kim loại, nhằm làm tăng tiết diện chỗ này bằng cách giảm tiết diện chỗ khác mà không thay đổi độ dài phôi .
Hình dáng lòng khuôn ép tụ đợc thiết kế giống hình dáng giản đồ đờng kính
Cũng giống lòng khuôn vuốt lòng khuôn ép tụ thờng đặt ở mép khuôn. Ta đã đặt lòng khuôn vuốt ở phía bên trái thì ta đặt lòng khuôn ép tụ ở mép phải, để dành phần trung tâm cho lòng khuôn cuối cùng cần dập với lực lớn hơn. Trên lòng khuôn ép tụ có một bộ phận goị là cầu thắt dùng để phân rõ danh giới giữa phần chuôi để kẹp kìm với phôi .
Khi dập trong lòng khuôn ép tụ hở thì sau mỗi nhát dập ta phải lật phôi khoảng 900 nh vậy sau khoảng 5ữ10 lần ta nhận đợc phôi có tiết diện ngang hình elip .
Muốn thiết kế lòng khuôn ép tụ ta căn cứ vào giản đồ đờng kính vật dập . Nói chung nhiệm vụ của nguyên công ép tụ là chuẩn bị phôi theo đúng giản đồ đờng kính .
Các kích thớc cơ bản của lòng khuôn ép tụ là hb (ở phần bị ép ) và hH (ở phần đợc tụ kim loại .
Ta có hb = ( 0.7ữ0,9 ) Dgđ(min) .
ở đâyDgđ(min) = 14 . ta chọn hệ số là 0,8 thay vào ta có hb = 0,8 x14 = 11
Chiều cao lòng khuôn đợc xác định theo bảng sau: Tiết diện Kích thớc dph theo giản đồ Hệ số à Chiều cao lòng khuôn h =à dph 1 12 0.8 9.6 2 18 0.8 14.4 3 26 1.1 28.6 4 18.3 1.1 20.2 5 17.6 1.1 19.4 6 17.4 0.85 14.5 7 17.9 1.1 19.6 8 16.9 0.85 14.4 9 16.4 0.85 14 10 21.8 1.1 24 11 14.6 0.85 12.4 12 16 0.85 13.6 13 15.8 1.1 17.4 14 17 0.85 14.6 15 12 0.85 10.2
Chiều rộng lòng khuôn ép tụ hở đợc tính nh sau : bet =
hF
ph
min
+ 10
ở đây Fph là diện tích tiết diện ngang:= 314mm2
Dgđ (max ) + 10 mm > bet > 1.5 D0 ta chọn bet=40. b. Bản vẽ thiết kế. 26 123 40 20 31 22 14 15 R15 45… 12 28.6 20.2 R12 R15 R15 R15 14 14 .5 14 .4 19 .4 24 21 17 60 B B R7
3.Tính toán thiết kế lòng khuôn Uốn.. a. tính toán.
Nh đã phân tích ở phần phân tích hình dáng chi tiết . Ta có thể uốn hai góc R30 và R90 cùng một lúc ,còn góc R115 ta kết hợp cùng với nguyên công cuối cùng .
Prôfilòng khuôn uốn đợc xây dựng sao cho nội tiếp hình bao trên hình chiếu bằng của vật dập khe hở giữa hình bao vật dập trên hình chiếu bằng của lòng khuôn uốn ta lấy bằng 2 mm. Việc lấy kích thớc bao lòng khuôn uốn rộng hơn kích thớc lòng khuôn dập ở những đoạn chuyển tiếp trên vật dập có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối đối với góc uốn gấp nh vị chí góc 900 .
Vị chí lòng khuôn uốn trên mặt phân khuôn uốn phải làm sao cho kim loại dễ điền đầy lòng khuôn, tháo vật dập ra khỏi lòng khuôn dễ dàng và đặt và lòng khuôn tơng đối thuận lợi để cho quá trình uốn tơng đối đồng đều không bị kéo phôi về một phía và tạo vết gấp. Ngoài ra ta phải thiết kế phần nồi của lòng khuôn dới có độ bền tơng đơng đơng nhau và các phần nồi của khuôn trên và khuôn dới bằng nhau .
b. Bản vẽ thiết kế. R5 R10 41 .5 R10 C C R40 112.5 2013.5 55.5 R30 8 R10 40 45… 22 50 25.5 R10 25
4.Tính toán thiết kế lòng khuôn Cuối cùng. a. tính toán.
Lòng khuôn tinh là lòng khuôn cuối cùng. Sau khi kim loại đã điền đầy lòng khuôn tinh thì nhiệm vụ dập trên máy búa kết thúc .
Các kích thớc cơ bản của lòng khuôn đợc tính toán nh sau. 1. Bán kính góc lợn .
Bán kính góc lợn của khuôn gồm có hai loại ; góc lợn trong với bán kính r và bán kính góc lợn ngoài R .
Nói chung bán kính trong của khuôn không nên làm nhỏ quá, vì rằng kim loại muốn chảy vào các góc đấy phải thắng đợc trở lực biến dạng rất lớn do đó không những tốn năng lợng dập mà còn bị hỏng khuôn (các vết nứt ở bên trong quá nhỏ) .
Các bán kính lợn ở bên ngoài không lên làm nhỏ quá . nếu R nhỏ có thể gây ra hai trờng hợp sau đây :
Các góc lợn R nhỏ dễ bị nát trong quá trình dập làm cho thành lòng khuôn bị lõm và giữ vật dập ở trong lòng khuôn không bật ra đợc .
Khi kim loại nhỏ quá sẽ làm cho kim loại chảy không theo ý muốn của ta tạo ra các vết ngậm than, tức không tạo ra thành phẩm có chất lợng đảm bảo đợc mà có khi 100% là phế phẩm .
Ngoài ra nếu bán kính góc lợn quá nhỏ, các mép lòng không đợc tròn với bán kính đủ lớn thì các thớ kim loại bị đứt đoạn và cũng làm giảm chất lợng sản phẩm .
Trong thiết kế khuôn ta dựa vào công thức kinh nghiệm sau ; Khi
b
h< 2 thì r = 0.05 h + 0.5 ; R = 2.5r + 0.5 Thay h = 17 ta đợc r = 1.5 , R = 3.5 ;
2. Góc nghiêng thành lòng khuôn.
Trong tính toán lợng thừa của vật dập ta đã thiết kế đợc góc nghiêng thành lòng khuôn α=50 .
3. Vành biên và rãnh thoát biên.
Vành biên và rãnh thoát biên đợc thiết kế trong phần(a .iv)
4. Khoá khuôn.
Vì đây là một chi tiết mà đờng phân khuôn không nằm trên cùng một mặt phẳng nên tạo ra lực trợt đẩy nửa khuôn dới và trên . Để cân bằng lực trợt này ta có thể làm khoá khuôn bằng những cách sau :
b). Đặt vật rèn nghiêng đi để đặt vật rèn nghiêng đi để tạo đầu và đuôi vật rèn nằm trên cùng một chiều cao
c). Tạo cho khuôn có bậc để chống sự dịch chuyển Ta chọn phơng án b .
Với phơng án trên ta chọn mặt phân khuôn và lòng khuôn tinh nh bản vẽ sau.
b. Bản vẽ thiết kế. 0.63 0.63 0.63 0.63 N A C D E A E D M B C M B