L ỜI NÓI ĐẦU
3.7 Chọn và tính các kích thước các tấm của khuôn dập các cụm dẫn hướng
của khuôn.
Các kích thước ở tấm khuôn trên và tấm khuôn dưới được quyết định bởi các lý do kết cấu. Các kích thước quy cách của tấm dưới phải đảm bảo khả năng gia cố phần dưới của khuôn dập, tấm phải thò ra ngoài một khoảng đủ để bố trí bulong gia cố hoặc đủ để bố trí các đồ kẹp. Nếu khuôn được gia cố bằng đuôi thì tấm trên về hình dáng và kích thước có thể tương ứng phần trên của cụm, nếu vì các lý do kết cấu mà điều đó không thể thực hiện được hoặc khuôn được gia cố không có đuôi và tấm trên phải thò ra ngoài, thì các kích thước của tấm trên không được vượt quá các kích thước tương ứng của tấm dưới.
Độ dày của tấm trên và tấm dưới được ấn định bởi tính toán về độ bền và độ cứng, nhưng do có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới điều kiện đặt tải của các tấm lên không thể tính toán chính xác, bởi vậy trên thực tế cần phải thỏa mãn với các độ dày quy định của các khối chuẩn hóa, đồng thời chỉ kiểm nghiệm độ bền trong trường hợp các tải trọng lớn.
Nên tính toán tấm dưới với điều kiện cho phép sau đây:
Hình dáng và kích thước lỗ (nếu có) trong tấm dưới tương ứng chặt chẽ hình dáng và kích thước trong cối hoặc
trong chi tiết khác tiếp cận trực tiếp với tấm
Lỗ chỉ định cách đều lỗ trong tấm khuôn dưới của máy dập, chỉ tấm dưới tiếp cận toàn bộ tải trọng. Nếu có điều kiện cho phép bổ sung, rằng đặc điểm đặt tải của tấm dưới là như nhau
trong tất cả các mặt cắt vuông góc với mặt phẳng của tấm, thì có thể xác định sơ bộ momen cản cần có WD của chi tiết tấm ở hướng kích thước Dnl của lỗ trong tấm dưới khuôn 2 bằng biểu thức:
WD = 0, 25 [ ] Dnl
u P
(3.28)
Với P là lực tính toán đầy đủ tác động lên tấm dưới và u là ứng suất uốn cho phép của vật liệu tấm dưới.
Phương pháp tính toán này cho trị số momen cao hơn so với trị số cần có, điều này bù cho việc không tính độ cứng (đối với các khuôn dập chính xác cao thì độ cứng là chỉ số chính của độ tin cậy).
Căn cứ vào trị số momen cản vừa tìm được ta xác định độ dày cần có của tấm
Theo [2, tr. 41] ta có:
Hnl = 2, 5 AWddoT (3.29)
Tính theo vài tiết diện nguy hiểm nhất và lấy trị số Hnl lớn nhất. Nếu kết cấu cho phép có thể lấy độ dày tấm trên không quá 0,6 ÷ 0,8 độ dày tấm dưới.
Thực tế khi thiết kế khuôn dập cho phép xác lập quan hệ phụ thuộc của độ dày Hnl tấm dưới vào diện tích Fnl bề mặt tỳ của nó. Quan hệ phụ thuộc trình bày dưới đây được xác lập căn cứ vào các yêu cầu độ cứng để đảm bảo độ tin cậy làm việc cao của khuôn dập.
Có thể chọn các kích thước các cụm dẫn hướng căn cứ vào quy cách của tấm dưới khuôn dập và căn cứ vào lực tác động P. Khi đó nếu xác định về mặt kết cấu rằng trong khuôn cần sử dụng hai cụm dẫn hướng bố trí chéo, thì có thể tính toán sơ bộ đường kính cực tiểu của một dẫn hướng dH(mm) theo công thức sau:
Theo [2, tr. 42] ta có:
dH = 0, 5 Fnl708 P (3.30)
Fnl (cm2), P (kN).
Khi bố trí hai cụm dẫn hướng phía sau, đường kính dH phải được tăng đến giá trị số chuẩn, khi bố trí bốn cụm dẫn hướng thì đường kính giảm tới trị số chuẩn.
Khi sử dụng các khối chuẩn, việc chọn khối sẽ quyết định đường kính cột dẫn hướng.
Để giảm bớt tính toán không cần thiết ta nên chọn các tấm khuôn, cụm dẫn hướng theo tiêu chuẩn sau đó kiểm tra bền tại các vị trí nguy hiểm và làm việc chịu tải lớn nhất trên khuôn.
Khuôn bao gồm một số bộ phận chủ yếu sau:
1. Đế khuôn trên
2. Tấm lót
3. Tấm giữ chân chày
4. Chày lận tạo hình
5. Chày cắt,cối tạo hình công đoạn1
6. Cối cắt tròn vật liệu
7. Cối giữ chân
8. Bulong lục giác M10
9. Bulong lục giác M12
10. Tấm kẹp và đẩy sản phẩm
11. Chày tạo hình công đoạn 1
12. Thân chính của chày
13. Tấm đế dưới
14. Cối giữ sản phẩm
15. Cối tạo hình công đoạn 2
16. Cọc đẩy
17. Bạc dẫn hướng
Trụ dẫn hướng và bạc dẫn hướng:
Hình 3.14.
Chức năng chính của trụ dẫn hướng và bạc dẫn hướng là để định hướng đưa chày vào cối và làm cho hai phần thẳng hàng. Trụ dẫn hướng nằm ở bệ gá cối còn bạc dẫn hướng nằm ở bệ gá chày.
Hình 3.15 Trụ dẫn hướng bi.
Nguyên tắc của trụ dẫn hướng là phải dài hơn miếng ghép cao nhất để tránh hỏng hóc khi đóng khuôn đặc biệt là khi lắp ráp. Nếu có gì cản trở chuyển động của sản phẩm thì nên đặt trụ dẫn hướng ở để gá chày.
Kiểu bạc dẫn hướng rẻ nhất là khoan lỗ chính xác vào tấm khuôn. Tuy nhiên nó sẽ khó sửa chữa khi bị mòn. Ta đưa ra giải pháp tốt hơn là dùng bạc dẫn hướng dưới dạng tấm ghép. Cần khoan rộng lỗ bạc dẫn hướng dài để giảm yêu cầu đối với lỗ dài chính xác.
Việc đặt các chốt dẫn hướng trong khuôn rất quan trọng. Bình thường cần có 4 chốt dẫn hướng trong khuôn. Tuy nhiên đối với một số khuôn đơn giản thì chỉ cần 2 chốt dẫn hướng là đủ.
Các bộ định vị :
Thông thường các trụ dẫn hướng có thể giữ được một độ thẳng hàng sơ bộ nhưng với khuôn chính xác thì dung sai của chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng là
quá lớn vì thế cần có bộ định vị. Đối với các sản phẩm lớn nhất thiết cần có bộ định vị.
Hình 3.16 Hình ảnh các loại chốt định vị.
Miếng ghép :
Miếng ghép dùng để đơn giản hóa quá trình gia công hoặc tạo nên mảng cứng trong khuôn tương đối mềm. Việc sử dụng miếng ghép để khuôn dễ gia công và khi hỏng dễ thay thế.
Khi cần khuôn cứng không nên dùng tấm tôi cứng lớn trong tất cả các lòng khuôn. Nó có thể bị méo sau khi nhiệt luyện hoặc nếu một lòng khuôn bị hỏng thì phải sửa toàn bộ tấm hoặc một trong các mặt làm việc của khuôn cần được che chắn để khuôn tiếp tục hoạt động.
Lỗ để lắp miếng ghép có thể được làm bằng các phương pháp khác nhau như khoan, phay CNC hoặc gia công bằng tia lửa điện.
Lỗ thoát khí :
Khi dập vật liệu bị kéo giãn hoặc co lại làm cho thể tích khí trong phần trống giữa chày, cối với vật liệu thay đổi gây sai số, hỏng sản phẩm dập. Vì vậy phải tạo lỗ thoát khí để đảm bảo được tính biến dạng của vật liệu theo tính toán khi thiết kế. Khí sẽ được đẩy ra ngoài khuôn.