CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUÔN DẬP
3.1. Phương pháp xác định kích thước chày và cối của khuôn đột lỗ 39
Khi xác định kích thước và dung sai của chày và cối phải nhằm bảo đảm được độ chính xác vật dập và bảo đảm được khe hở hợp lý, trong lúc chế tạo khuôn và quá trình khuôn hoạt động khuôn sẽ bị mòn đi. Cho nên khi xác định kích thước phải dựa vào công việc dập cắt hay đột lỗ, độ chính xác của vật dập cao hay thấp, đồng thời phải xác định theo phương pháp chế tạo khuôn. Ở đây ta lựa chọn phương pháp chế tạo riêng và khi sự mòn của chi tiết làm việc của khuôn không kéo theo sự thay đổi kích thước lỗ đột.
Khi đột lỗ ta có:
Hình 3.1: Sơ đồ khe hở,dung sai chày cối khi đột lỗ + Dc: Kích thước cối.
+ Dch: Kích thước chày.
+ D: Kích thước danh nghĩa của sản phẩm.
+ : Dung sai trên kích thước của sản phẩm.
+ Z: Khe hở giữa chày và cối.
+ α: Dung sai chế tạo cối.
+ β: Dung sai chế tạo chày.
Đối với sản phẩm gối đỡ van điệm khí.
Tra bảng 24-tr61,[2] ta xác định được độ chính xác của sản phẩm. Sản phẩm được làm từ tôn, khi gia công có đảm bảo bằng khuôn dập cắt có ép chặn vật liêu
40
nên thuộc nhóm chính xác II, với s=0,6 mm thì dung sai của các kích thước sản phẩm là:
Với lỗ tròn ∅8mm: 0,2 mm
Xác định kích thước thực hành của chày cối : Ở đây kích thước đột lỗ sẽ do chày quy định, từ đó lấy kích thước chày làm chuẩn, gia công cối theo chày.
Đối với lỗ ∅8mm, kích thước chày :
Tra bảng 13,tr.44,[2] với s= 0,6 mm, vật liệu tôn thuộc thép mềm Zmin= 0,016 mm ; Zmax= 0,038 mm
β= 0,015 mm ; α= 0,008 mm , Δ=0,1 mm
=> Dch = ( d + Δ )–β =8,1−0,008 (3.1)
=>Dc= ( d + Δ +Zmin)+α = 8,116+0,015 (3.2) Trong đó :
d - Kích thước danh nghĩa của lỗ Δ - Dung sai sản phẩm
3.2. Bộ khuôn dập đột lỗ ∅8
3.2.1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết gối đỡ van điện khí - Chi tiết được làm từ thép tôn kẽm:
- Dựa vào phân loại thép theo tiêu chuẩn thì thép tôn kẽm là loại thép kết cấu có chất lượng bình thường ,với hàm lượng cacbon không vượt quá 2,14%, C < 2,14%, Mn ≤ 0,8%, Si ≤ 0,4 %, P ≤ 0,05%, S ≤ 0,05%. Ngoài ra có thể có một lượng nhỏ các nguyên tố Cr, Ni, Cu (≤ 0,2 %),W, Mo, Ti (≤ 0,1%).
- Bề dày chi tiết hầu như không đổi S= 0,6 mm.
- Độ chính xác đường bao của các lỗ chống cháy là ở mức trung bình.
- Sản phẩm sau gia công, lỗ đột phải thông suốt, bề mặt tấm không bị co rúm 3.2.2. Xác định quá trình công nghệ để chế tạo.
Khi bắt đầu thiết kế các quá trình dập cần phải giải quyết ngay những vấn đề công nghệ cơ bản – đó là xác định tính chất, số lượng, sự liên tục và sự phối hợp giữa các nguyên công dập nguội.
Đặc tính của các nguyên công được xác định chủ yếu bằng dạng hình học và hình dáng bên ngoài của các chi tiết dập, bằng trạng thái bề mặt của chúng (nhẵn hay gồ ghề) bằng sự có mặt của cắt hình hoặc đột lỗ …
41
Số lượng và sự liên tục của các nguyên công được xác định bởi hình dáng bên ngoài và bằng tập hợp các phần tử kết cấu của chi tiết, bằng độ chính xác yêu cầu và sự cần thiết phải tuân theo các chuẩn gia công.
Tính đa dạng của các hình dạng thường gặp trong thực tế, tập hợp khác nhau của các phần tử kết cấu cũng với các yêu cầu kỹ thuật khác nhau và các tiền đề kinh tế không cho phép xác định cách giải quyết mẫu mực cho bất kỳ trường hợp nào.
Để tạo ra chi tiết này thì chỉ cần một lần dập là đạt được lỗ Φ8 3.2.3. Quá trình cắt.
Lực cắt hình và đột lỗ: Lực cần thiết để cắt, đột phụ thuộc vào dạng mép cắt của chày và cối, kích thước của sản phẩm, chiều dày và tính chất cơ học của vật liệu, khe hở giữa chày và cối.
Lực cắt đột (N) với mép cắt song song của chày cối tính theo công thức:
- P= k.L.S.𝜏𝑐 (kG) (tr.49, [2] ) (3.3) Trong đó:
- L là chu vi cắt mm
- K = 1,1÷1,3 hệ số tính đến sự không đồng đều về chiều dày và tính chất của vật liệu, mép cắt của chày cối bị mòn, chế tạo và lắp ghép không chính xác.
- S là chiều dày vật liệu (mm)
- 𝜏c= 5,5(kG/mm2) là ứng suất cắt của vật liệu (bảng 14,[2])
Ta có P1= k.L1.S.σcp ( tr.60-[2] ) (3.5) L1 = 𝜋.8 = 25,132 (mm)
Ta có: k = 1,2, σcp= 5,5 kg/mm2 ( bảng 1, tr.508,[1]), S=0,6 mm
=> P1 = 1,2.25,132.0,6.55 = 995,22 (kG) Công cắt:
A=a.P.S (N.mm) (3.4) - a = 0,4 ÷ 0,7 là hệ số tính đến chiều dày vật liệu (vật liệu càng dày, càng
cứng, thì hệ số a càng nhỏ).
- P là lực cắt
- S là chiều dày vật liệu
A=0,7.995,22.0,6= 418,1 (N.mm)
42
Để nâng cao chất lượng đột, người ta sử dụng các bộ phận ép. Lực ép phải đảm bảo sự ép nhằm mục đích đảm bảo chất lượng bề mặt sau gia công của sản phẩm. Khi đó :
Pnp=L.S.qnp ( tr.60-[2]) (3.6) Trong đó qnp : lực riêng, N/mm2, phụ thuộc vào bề dày vật liệu
Với S=0,6 mm, ta tra bảng được qnp = 10÷15
⇒ Pnp= 25,132.0,6.15=376,9 N
Ngoài ra còn có các lực đẩy Pn để đảm bảo chày đẩy được phế liệu xuyên qua cối và lực gỡ Pc đề đảm bảo chày được gỡ ra khỏi chi tiết. Khi đó các lực này được tính với công thức :
Lực tháo phế liệu:
𝑄𝑡=𝐾𝑡.P (3.7) - 𝐾𝑡 là hệ số (bảng 21,[7]), chọn 𝐾𝑡=0,045
- P là lực cắt
𝑄𝑡 = 0,045.P1=0,04.955,22 =38,208 (N) ( ở đây hệ số Kn đối với thép là 0,03÷0,05
Lực đẩy vật cắt:
𝑄đ=𝐾đ.P.n (3.8) - 𝐾đ là hệ số đẩy vật cắt(bảng 22,[2]), chọn 𝐾đ= 0,08
- n là số vật cắt trong lòng cối - P là lực cắt
𝑄đ= 𝐾đ.P.n= 0,08.955,22.1=76,4176 (N) Tổng lực dập cần có để thực hiện thao tác 𝑃𝑡 = P+Pnp+𝑄𝑡+𝑄đ= 1140,74 (N)
Vậy lực dập cần có của máy dập Pmd ≥ 1140,74 (N)
⇒ Lựa chọn máy TP45EX
43
Hình 3. 2: Máy dập TP45EX Bảng 3.1: Đặc tính kỹ thuật của máy TP45EX
Lực dập KN 450
Hành trình gia công Mm 100
Chiều cao khuôn max min-1 100
Điều chỉnh chiều cao khuôn mm 80
Khoảng điều chỉnh bàn máy trên mm 60
Kích thước bàn bàn gá trên mm 400x350
Độ mở khuôn mm 255
Kích thước bàn gá dưới mm 800x450
Công suất động cơ Kw 3,7
Kích thước bao máy mm 800x450x115
44