* Kết cấu điển hình của khn dập vuốt
Nói chung những vật dập vuốt nơng hoặc hình dạng về cơ bản là đối xứng th-ờng đ-ợc dập máy ép đơn động. Trên máy ép đơn động chày đ-ợc lắp trên bàn máy nên đ-ợc gọi là dập vuốt ng-ợc. Hình 2.19 là bản vẽ kết cấu điển hình của khn dập vuốt trên máy ép đơn động.
Cối vuốt 1 đ-ợc cố định trên đầu tr-ợt máy ép, vành chặn phôi 2 đ-ợc đỡ trên thanh đẩy khí nén 4 và đệm điều chỉnh 3, chày 6 và đế khuôn d-ới
là một khối đ-ợc cố định trên bàn máy. Khi đầu tr-ợt máy ép đi xuống sẽ khiến cho cối vuốt ép chặt phôi trên vành chặn phôi 2 từ lúc bắt đầu vuốt cho đến điểm chết d-ới làm cho phơi đ-ợc vuốt thành hình dạng của chày 6. Lực ép của đệm khí nén về cơ bản khơng thay đổi trong suốt quá trình dập vuốt.
Hình 1.28: Khn dập vuốt đơn động Hình 1.29: Khuôn dập vuốt song động
1- Cối; 2- Vành chặn; 1- Vành chặn; 2- Cối; 3- Chày 3- Đệm điều chỉnh; 4- Đế cố định
4- Thanh đẩy khí nén;
Khi dập vuốt các chi tiết vỏ có hình dạng phức tạp, độ sâu t-ơng đối lớn thì nhất thiết nên dùng máy ép song động. Hình 1.29 là bản vẽ kết cấu điển hình của khn dập vuốt trên náy ép song động trong đó chày vuốt đ-ợc lắp trên đầu tr-ợt trong, vành chặn phơi đ-ợc lắp trên đầu tr-ợt ngồi nên đ-ợc gọi là khuôn dập vuốt thuận. Vành chặn 1 đ-ợc gắn trên đầu tr-ợt ngồi (nếu chiều cao khép kín của khn nhỏ thì phải tăng thêm các tấm đệm), chày vuốt 3 đ-ợc cố định trên đế cố định 4 gắn trên đầu tr-ợt trong cịn cối vuốt thì đ-ợc gắn trên bàn máy. Khi vành chặn 1 đi xuống đến điểm chết d-ới sẽ ép chặt phôi trên mặt chặn phôi của cối vuốt 2 và sẽ giữ nguyên trạng thái này ở điểm chết d-ới. Khi đó chày vuốt 3 chuyển động xuống d-ới từ lúc bắt đầu vuốt cho đến điểm chết d-ới sẽ vuốt phơi thành hình dạng của chày 3. Sau khi vuốt chày 3 đi lên, vành chặn 1 còn dừng một thời gian và đẩy vật dập ra khỏi chày 3 và nằm trong cối vuốt 2, sau đó vành chặn 1 đi lên và quá trình vuốt kết thúc.
* Thiết kế kết cấu bộ phận làm việc của khuụn dập vuốt vỏ ụ tụ:
- Thiết kế chày vuốt: Đối với cỏc chi tiết vỏ thỡ chày vuốt là bộ phận tạo hỡnh chủ yếu. Ngoài những yờu cầu đặc biệt do cụng nghệ đũi hỏi như khai triển gấp mộp hoặc phần bự cụng nghệ thỡ kớch thước bao và độ sõu của nú chớnh là kớch thước trờn bản vẽ sản phẩm. Chiều dày của đỏy chày (đối với chày đỳc) lấy bằng 70 đến 90mm (xem hỡnh 1.28).
Hỡnh 1.30: Đường bao ngoài của chày vuốt
Để giảm thiểu lượng dư gia cụng, bảo đảm kớch thước bao của chày, rỳt ngắn thời gian hoàn thiện khuụn thỡ trờn chày dọc theo mặt chặn phụi cú một đoạn thành đứng cao từ 40 đến 80mm phải gia cụng, chỗ chuyển tiếp từ thành đứng lờn phiỏ
trờn thường là mặt nghiờng 450, khoảng cỏch b tới mặt khụng gia cụng lấy bằng 15
đến 40mm (xem hỡnh 1.30), vật liệu thường là HT250. (tương đương:)
- Thiết kế cối vuốt: Vai trũ của cối vuốt là tạo nờn mặt chặn phụi trờn cối và gúc lượn của cối vuốt. Phụi vuốt được kộo vào lũng cối qua gúc lượn cho đến khi được vuốt thành hỡnh dạng của chày. Do trờn vật dập vuốt cũn cú cỏc đường trang trớ, gõn trang rớ, những chỗ lồi lừm dựng để lắp rỏp và thường là tạo hỡnh một lần bởi vậy kết cấu của cối vuốt ngoài mặt chặn phụi và gúc lượn ra thỡ chày hoặc cối được lắp rỏp trong cối vuốt với mục đớch để tạo hỡnh cũng là một bộ phận trong kết cấu cối vuốt.
1. Hỡnh thức kết cấu của cối vuốt.
(1). Cối vuốt kớn: là cối vuốt cú đỏy dạng kớn. Trong số cỏc khuụn dập vuốt thỡ đại bộ phận đều là cối vuốt kớn.
Hỡnh 1.31: Kết cấu điển hỡnh của khuụn dập vuốt nắp cabin
Hỡnh 1.31 là khuụn dập vuốt của chi tiết núc cabin. Bộ phận gõn tăng cứng được gia cụng trực tiếp trong lũng cối vuốt mà khụng dựng kết cấu ghộp. Sau khi vuốt thỡ vật dập được đẩy ra nhờ cơ cấu đẩy. Cơ cấu đẩy được tạo bởi cỏc con lăn bằng cao su, giỏ đỡ, xy lanh kiểu mặt bớch và cỏc chi tiết khỏc.
Hỡnh 1.32 là khuụn dập vuốt của chi tiết ca lăng. Nếu trờn vật dập cú gõn trang trớ thỡ lũng cối vuốt cũng phải cú cỏc rónh tương ứng. Nếu thiết kế cỏc rónh này là một khối trong lũng cối thỡ sẽ khú khăn cho việc sửa nguội vỡ thế thường thiết kế lũng cối cú lắp rỏp cỏc cối dựng để tạo gõn trang trớ kiờm chức năng của cơ cấu đẩy, phớa dưới dựng lũ xo đẩy. Kiểu cối vuốt này gọi là cối vuốt kớn cú bộ phận đẩy di trượt.
Cối vuốt kớn dựng trong trường hợp trước khi gia cụng trờn mỏy phay chộp hỡnh cỏc bề mặt khụng gian của cối khụng cần gia cụng hoặc chỉ gia cụng sơ bộ. Khi đú cú thể trực tiếp lấy dấu gia cụng trờn bề mặt khụng gian của cối, sau đú mới đặt cối
ghộp hoặc cơ cấu đẩy di trượt vào cối vuốt rồi cựng gia cụng trờn mỏy phay chộp hỡnh.
Hỡnh 1.32: Khuụn dập vuốt chi tiết ca lăng
a), b): Bản vẽ chi tiết; c): Khuụn dập vuốt chi tiết ca lăng (Mặt cắt đứng) d): khuụn dập vuốt chi tiết ca lăng ( mặt cắt ngang)
(2). Cối vuốt hở: Cối vuốt cú đỏy thụng gọi là cối vuốt hở, phớa dưới nú là đế khuụn. Chày vuốt nguợc được cố định trờn đế khuụn như hỡnh 1.33.
Hỡnh 1.33: Khuụn dập vuốt tấm trong cỏnh cửa
Cối vuốt hở được dựng trong cỏc khuụn dập vuốt mà hỡnh dạng của vật dập tương đối phức tạp, cỏc chỗ lồi lừm tương đối nhiều, cỏc đường nột yờu cầu rừ ràng. Hỡnh dạng đường bao ngoài của cơ cấu đẩy trong cối vuốt là một bộ phận của hỡnh dạng chi tiết vả lại hỡnh dạng cũng tương đối phức tạp. Cơ cấu đẩy và lũng cối vuốt phối hợp với nhau cũng tương đối chớnh xỏc, núi chung khụng thể trực tiếp lấy dấu và gia cụng trong lũng cối. Nếu sử dụng cối vuốt hở thỡ cú thể lấy dấu trờn mặt đỡ của cối vuốt hoặc căn cứ theo yờu cầu dựng cỏc dưỡng để lấy dấu trờn mặt đỡ. Hỡnh dạng bờn trong của cối vuốt hở cú thể gia cụng chớnh xỏc trờn mỏy phay, cối vuốt sau khi đó gia cụng, chày vuốt ngược và cơ cấu đẩy đều lắp rỏp trờn đế khuụn rồi cựng gia cụng trờn mỏy phay chộp hỡnh.
2. Xỏc định kớch thước chiều rộng mặt chặn phụi trờn cối vuốt.
Xỏc định giỏ trị K của kớch thước mặt chặn phụi như hỡnh 1.34 phải căn cứ theo kớch thước khai triển của phụi vuốt rồi tăng thờm từ 40 đến 60mm, núi chung giỏ trị K nằm trong phạm vi 130 đến 240 mm.
Hỡnh 1.34: Xỏc định mặt chặn phụi trờn cối vuốt
- Thiết kế bộ phận dẫn hướng đối với vành chặn và cối 1.Dẫn hướng vành chặn và cối.
Trong khuụn dập vuốt thỡ bộ phận dẫn hướng giữa vành chặn và cối gọi là dẫn hướng ngoài.
Bảng 1.1: Kết cấu dẫn hướng đối với vành chặn và chày
Kết cấu tấm dẫn hướng gắn trờn chày trong khuụn dập vuốt song động
1-Vành chặn, 2-Tấm dẫn hướng, 3-Chày
Kết cấu tấm dẫn hướng gắn trờn vành chặn trong khuụn dập vuốt song động 1-Vành chặn, 2-Tấm dẫn hướng, 3- Chày
Kết cấu tấm dẫn hướng gắn trờn chày trong khuụn dập vuốt đơn động
1-Vành chặn, 2-Tấm dẫn hướng, 3-Chày
Tấm dẫn hướng hai mặt (thộp +graphit) sử dụng trong trường hợp hành trỡnh lớn cú tấm dẫn hướng nghiờng mài mũn
1-Vành chặn, 2-Tấm dẫn hướng (1) 3-Tấm dẫn hướng (2), 4-Chày
Kết cấu của nú là phối hợp trượt giữa phần lồi và rónh. Vai trũ của nú cũng tương tự như vai trũ của trụ và bạc dẫn hướng trong khuụn dập núi chung. Điểm khỏc nhau là khe hở dẫn hướng tương đối lớn, núi chung lấy bằng 0,3mm. Để thoả món yờu cầu điều tiết trở lực kộo phụi của mặt chặn khiến cho mặt tựa của vành chặn cú thể nghiờng thỡ trong cơ cấu dẫn hướng bằng trụ và bạc núi chung bố trớ trụ dẫn hướng ở dưới và bạc dẫn hướng ở trờn, cũn cơ cấu dẫn hướng bằng phần lồi và rónh thỡ phải phõn tớch cụ thể để bố trớ chỳng. Phần lồi bố trớ trờn cối như hỡnh 1.35a cú ưu điểm là an toàn, khuyết điểm là khú mài và đỏnh búng mặt chặn cũng như rónh gõn vuốt. Kết cấu kiểu này phần lớn được sử dụng trong cơ cấu dẫn hướng đối với vành chặn và cối trong trường hợp mặt chặn phụi cú hỡnh dạng đơn giản. Phần lồi bố trớ trờn vành chặn như hỡnh 1.35b cú ưu điểm là dễ mài và đỏnh búng mặt chặn cũng như rónh gõn vuốt những khuyết điểm là khụng an toàn.
Hỡnh 1.35: Dẫn hướng bằng phần lồi và rónh Hỡnh 1.36: Mặt đầu tấm dẫn hướng vỏt 300
Kết cấu kiểu này phần lớn ỏp dụng trong cơ cấu dẫn hướng đối với vành chặn và cối trong trường hợp mặt chặn phụi cú hỡnh dạng phức tạp. Nếu sử dụng cỏc cơ cấu cơ khớ để nõng hạ phụi thỡ sẽ khụng tồn tại vấn đề an toàn, vị trớ đặt phần lồi phụ thuộc vào mức độ phức tạp về hỡnh dạng của mặt chặn phụi. Để giảm thiểu mài mũn thỡ trờn phần lồi và rónh nờn lắp tấm dẫn hướng. Trờn mặt dẫn hướng cú thể một phớa lắp tấm dẫn hướng cũn phớa kia thỡ gia cụng tinh. Sau khi bị mài mũn thỡ mặt sau của tấm dẫn hướng sẽ thờm tấm đệm, cũn tấm dẫn hướng lắp trờn phần lồi hay trờn rónh thỡ khụng ảnh hưởng gỡ tới việc sử dụng, chủ yếu phụ thuộc vào mức độ khú dễ đối với việc khoan lỗ khi chế tạo. Tốt nhất là trờn tấm dẫn hướng cú lỗ chỡm mà khụng cú lỗ ren.
2. Cỏc thụng số kớch thước kết cấu
Để tấm dẫn hướng dễ dàng đi vào mặt dẫn hướng, đồng thời dễ gia cụng thỡ
mặt đầu của tấm dẫn hướng thường được vỏt nghiờng một gúc 300, nếu phần lồi và
rónh khụng lắp tấm dẫn hướng thỡ vỏt một gúc 450
Hỡnh 1.36 là kết cấu tấm dẫn hướng cú mặt vỏt 300, vật liệu chế tạo tấm dẫn hướng là T8A, được tụi cứng đạt 52 đến 56HRC. Kớch thước dài A, rộng B của mặt dẫn hướng trờn rónh (hỡnh 2.28) được xỏc định dựa vào chiều rộng C của mặt chặn phụi (xem bảng 1.2). Về nguyờn tắc B lấy bằng C/3. Nếu cú lực ngang đỏng kể thỡ cú thể tăng giỏ trị A để tăng diện tớch tiếp xỳc của cơ cấu dẫn hướng, điều chỉnh lại giỏ trị F. Trước khi bộ phận làm việc của khuụn tiếp xỳc với phụi khoảng 30mm thỡ cơ cấu dẫn hướng đó bắt đầu làm việc
Hình 1.37: Kích th-ớc rãnh dẫn h-ớng C B A G F <100 0 300 130 60 100 1000 125 0 400 130 80 100 1250 150 0 500 155 100 160 1500 200 0 600 180 120 160 >200 0 700 180 120 160 Bảng 1.2: Xác định kích th-ớc rãnh dẫn h-ớng -Gân vuốt
1. Tác dụng của gân vuốt
Tác dụng của gân vuốt là tăng trở lực biến dạng trên toàn bộ hoặc cục bộ chu vi phôi để khống chế vật liệu đ-ợc kéo vào cối, tăng độ cứng vững của vật dập. Trong các khuôn dập chi tiết vỏ ơ tơ thì ph-ơng dập vuốt,
phần bù cơng nghệ và hình dạng của mặt chặn phơi là những điêù kiện tiên quyết quyết định dập ra những vật dập đạt yêu cầu mà gân vuốt lại là điều kiện tất yếu, nó là ph-ơng pháp có hiệu quả nhất có thể ngăn ngừa những hiện t-ợng nhăn nhúm hoặc rách trên chi tiết. Đ-ơng nhiên nếu bố trí gân khơng hợp lý thì hiện t-ợng nhăn nhúm hoặc rách lại càng trở nên nghiêm trọng, bởi vậy khi điều chỉnh khn một khi xuất hiện vấn đề thì nhất định phải phân tích cẩn thận sự chảy của vật liệu tại các vùng rồi mới đề xuất biện pháp xử lý.
2. Bố trí gân vuốt
Gân vuốt lắp trên mặt chặn của vành chặn hay lắp trên mặt chặn của cối đều không ảnh h-ởng đến tác dụng của gân vuốt nh-ng khi điều chỉnh khuôn trên máy ép thì nói chung khơng mài gân vuốt do đó yêu cầu gân vuốt phải lắp trên mặt chặn của vành chặn trên cịn rãnh gân thì bố trí trên mặt chặn của cối d-ới nh- vậy sẽ dễ mài và đánh bóng. Nếu mặt chặn phơi cũng chính là phần mặt bích của chi tiết thì th-ờng xun mài rãnh gân trên cối sẽ làm cho mặt chặn có rãnh mau bị tổn hao và ảnh h-ởng tới chiều sâu dập vuốt. Khi tổn hao đến một mức độ nhất định thì phải duy tu, khi đó việc bố trí gân vuốt phải căn cứ xem duy tu thuận tiện hay không, nếu dễ duy tu thì gân vuốt có thể bố trí trên mặt chặn phôi của vành chặn trên; nếu duy tu khó khăn thì gân vuốt nên lắp trên mặt chặn phơi của cối d-ới. Nh- vậy, sẽ có thể giảm thiểu sự tổn hao trên mặt chặn của cối.
3. Chủng loại và kớch thước kết cấu của gõn vuốt
Hỡnh 1.38 trỡnh bày cỏc loại kết cấu của gõn vuốt. Chiều rộng w của gõn vuốt thường cú hai loại là 12mm và 16mm, dựa vào độ lớn của vật dập để chọn. Chiều dài L của gõn vuốt khụng ghi trờn bản vẽ nhưng khi chế tạo núi chung lấy bằng khoảng 500mm, nếu thẳng thỡ lấy dài hơn, cong thỡ lấy ngắn hơn. Nếu W =
12mm thỡ khoảng cỏch tõm của cỏc vớt kẹp chặt lấy bằng 100mm; nếu W =16mm thỡ lấy bằng 150mm. Theo hỡnh 1.38e sau khi kẹp chặt thỡ đầu vớt kẹp sẽ được cưa đi và mài tạo hỡnh.
Hỡnh 1.38: Kết cấu của gõn vuốt
a). Gõn trũn, b). Gõn bỏn nguyệt, c).Gõn vuụng, d). Kết cấu hai gõn, e).Mặt cắt đứng của kết cấu hai gõn - Lỗ thoỏt khớ
Trong quỏ trỡnh dập vuốt vành chặn đầu tiờn đi xuống điểm chết dưới và ộp chặt phụi vuốt trờn mặt chặn của cối cho đến khi chày đi xuống đến điểm chết dưới sẽ dập vuốt phụi thành hỡnh dạng của chày. Khi đú khụng khớ ở trong cối nhất thiết phải được thoỏt ra, nếu khụng khụng khớ sẽ bị nộn tạo nờn ỏp lực rất lớn ộp phụi vào những khe hở ở trong cối tạo nờn biến dạng dư thừa và trở thành phế phẩm. Cũng như vậy khụng khớ ở giữa chày và vật dập cũng phải được thụng thoỏt, nếu khụng trong quỏ trỡnh vành chặn thụi chặn phụi và chày đi lờn thỡ vật dập cú thể
dớnh chặt vào chày và dẫn đến biến dạng. Bởi vậy chày và cối của khuụn dập vuốt đều cần phải bố trớ lỗ thoỏt khớ ở những vị trớ thớch hợp.Thụng thường lỗ thoỏt khớ cú hai loại kết cấu như trỡnh bày trờn hỡnh 1.39a. Loại thứ nhất cú thể trực tiếp đỳc thành lỗ ở những chỗ rỗng khụng cần thiết trờn cối, như thế sẽ vừa cú thể giảm bớt cụng gia cụng cơ và sửa nguội vừa cú thể làm chỗ chứa bụi cỏt, tạp chất trong quỏ trỡnh sản xuất. Đường kớnh của lỗ đỳc núi chung lấy bằng 60 120mm; loại thứ
hai là cỏc lỗ cú đường kớnh 4 6 được trực tiếp khoan ra trờn bề mặt làm việc
của chày và cối. Khi bố trớ lỗ thoỏt khớ cần tuõn theo những nguyờn tắc sau đõy: 1) Khụng đặt lỗ thoỏt khớ ở những chỗ tạo hỡnh trờn chày cối.
2) Khụng đặt lỗ thoỏt khớ ở những chỗ cú bỏn kớnh cong nhỏ, sự chuyển dịch của vật liệu lớn.
3) Cú thể bố trớ lỗ thoỏt khớ nếu độ nghiờng của mặt lỗ thoỏt khớ trờn cối nhỏ