L ỜI NÓI ĐẦU
3.9 Thiết kế khuôn dập cho nguyên công 3
3.9.1 Lực đột lỗ nguyên công 3:
Theo [5, tr. 49] ta có: P = l.S.τc (kG). Lực cần thiết để đột 46 lỗ ø 10 và 3 lỗ ø 6 là: Tổng chiều dài là: L = 46.(2..R10) + 3.(2..R6) = 46.(2. . 2 10 ) + 3.(2. . 2 6 ) = 1501,68(mm). Suy ra lực máy: Pnguyên công 3 =1501,68.0,8.36 = 43248,38(kG) ≈ 43,25(tấn). 3.9.2 Lực tháo phế liệu: Áp dụng công thức (3.10) ta có: Qt = Kt. P P: Lực cắt hình hay đột lỗ, P = 43,25 (tấn) Kt: Hệ số, Kt = 0,05 Ta tính được: Qt = 0,05. 43,25 = 2,16 (tấn).
3.9.3 Lực đẩy vật cắt: Lực dùng để đẩy vật cắt từ trong lòng cối đi ra ngoài.
Áp dụng công thức (3.11) ta có:
n: Số vật cắt trong lòng cối hình trụ, n =1. Kđ: Hệ số đẩy vật cắt, Kđ = 0,07.
P = 43,25(tấn).
Qđẩy = 0,07.1.43,25 = 3,03(tấn).
Tổng lực để thực hiện nguyên công 3 là:
Pnc3 = Pđột lỗ + Qt + Qđ = 43,25 + 2,16 + 3,03 = 48,44(tấn). P máy = 1,5.Pnc3 = 1,48.48,44 = 72,74(tấn).
Để đảm bảo chiều cao kín, dao mòn, sức nặng của khuôn … ta chọn máy dập 150(tấn) để thực hiện nguyên công 3 cho sản phẩm.
Hình 3.22 Phác thảo khuôn đột lỗ và nguyên lý hoạt động để thực hiện nguyên công 3.
3.9.4 Xác định các kích thước cơ bản của chày
Do ở nguyên công 3 để thực hiện nguyên công đột lỗ ta không cần tấm chống nhăn nên kích thước của chày ta chọn là:
H chày = H1chày + H0chày + Htd = 49,2 + 45 + 53,8 = 148(mm). Với Htd = 53,8(mm).
Kiểm tra điều kiện bền nén của chày
Theo công thức (3.16) ta có:
бn= P
F ≤ [σn].
P: Lực dập cần thiết, P = 72,74(tấn).
F: Diện tích tiết diện nhỏ nhất của chày, F = .r2 Với: r = (170,6 – 0,5 – 0,8) : 2 = 84,65(mm) Zmax = 0,5 là khe hở giữa chày và cối.
[σn]: Ứng suất nén cho phép của vật liệu SKD11, [σn] = 5500 (kG/cm2). Suy ra: бn= 2 65 , 84 . 72740 .100 = 323,12(kG/cm 2 ) ≤ [σn] = 5500(kG/cm2)
Vậy thỏa mãn điều kiện bền nén.
Kiểm tra điều kiện bền uốn của chày
Theo (3.18) và (3.19) ta có: Pth= 2 2 . . 4. E J l → Pth ≤ 2 2 . . 4. . E J n l
Mômen quán tính đối với trục x
Áp dụng công thức (3.19) và kích thước như hình (3.6) ta có:
Jx = 12 .a3 b 12 8 , 14 . 06 , 17 3 = 4608,74(cm4) → Pth.x = 2 2 l . . . 2 E Jx = 2 2 38 , 5 74 , 4608 . 2150000 . . 2 = 6,76.109(kG) Chọn hệ số an toàn n = 3 Lực đột P≤ n pthx → 72740(kG)< 3 6,76.109 =2,25.109(kG).
→ Thỏa mãn điều kiện bền uốn.
Mômen quán tính đối với trục y
Theo công thức (3.20) ta có: Jy = 12 .b3 a = 12 06 , 17 . 8 , 14 3 = 6123,75(cm4). → Pth.y= 2 2 l . . . 2 E Jy = 2 2 38 , 5 75 , 6123 . 2150000 . . 2 = 8,98.109(kG) Lực đột P≤ n pthy → 72740(kG)< 3 8,98.109 = 2,99.109(kG). Vậy P < n pthy .
3.9.5 Chọn và tính các kích thước các tấm của khuôn dập các cụm dẫn hướng
của khuôn
3.9.5.1 Thiết kế chày đột lỗ và cối cắt hình cho khuôn đột lỗ
Kết cấu của chày đột lỗ, cối đột lỗ.
Chày cắt hình và đột lỗ: Trong khuôn cắt hình và đột lỗ, các kiểu chày cơ bản thường được sử dụng là:
- Chày ghép trình bày trên hình 3.24 được sử dụng khi cắt hình những sản phẩm lớn và đột lỗ lớn. Phần làm việc của chày được chế tạo từ thép cacbon dụng cụ hay thép hợp kim và được tôi cứng. Phần chày không làm việc được làm từ thép kết cấu thông thường.
- Chày nguyên với hình dáng mép cắt khác nhau trên hình 3.23 sử dụng với các dụng cụ khác nhau.
Chày kiểu a – dùng khi cắt – đột theo hình phẳng.
Chày kiểu b – dùng để chọc thủng lỗ nhỏ.
Hình 3.23 Các kiểu kết cấu đầu chày. Hình 3.24 Chày ghép.
- Để chống xoay khi phần lắp ghép của chày là hình tròn xoay, người ta làm rãnh ở trên tấm giữ chày.
- Chày có thể được kẹp chặt với đế khuôn không chỉ bằng áo chày mà cả kẹp chặt trực tiếp.
Cối cắt hình và đột lỗ: Hình dáng mép cắt khác nhau của cối cắt hình và đột lỗ được trình bày trên hình 3.25. Các thông số cơ bản của mép cắt theo các hình đó được ghi trong bảng (30), [5, tr. 67].
Hình 3.25 Hình dạng mép cắt của cối cắt hình và đột lỗ.
- Cối kiểu a: Lòng cối có một đoạn hình trụ ở trên khi mài sửa đường kính lòng cối không thay đổi vật dập có độ chính xác cao. Nhược điểm là lấy vật dập ra khó khăn, lực đẩy lớn lòng cối dễ bị mòn và cào xước do sự cọ xát của vật dập khi bị đẩy ra. Khi lòng cối mòn thường bị côn ngược, mài sửa theo mặt trên lượng mài sửa lớn.
- Mép cắt của cối kiểu b: Cũng như kiểu a, riêng phần mở rộng phía dưới có góc nghiêng .
- Mép cắt của cối kiểu c: Phần mép cắt làm côn với góc côn nhỏ , phần mở rộng ở dưới làm với góc .
Loại này có ưu điểm là lấy vật dập ra dễ dàng, mép cắt sắc và thời gian giữa hai lần mài sửa lâu hơn. Nhược điểm là khi mài sửa theo mặt trên lòng cối rộng ra. Nếu lấy = 1 thì mỗi lần mài sửa 0,2(mm). Đường kính cối sẽ rộng ra là 0,0070(mm). Như vậy với vật liệu dày 1(mm) đường kính từ 30 ÷ 50(mm) khi mài sửa cối qua 10 ÷ 12 lần vẫn chưa vượt quá dung sai sản phẩm nhóm chính xác I. Bởi vậy mép cắt của cối kiểu c được dùng phổ biến hơn.
Qua phân tích ưu và nhược điểm ta sẽ chọn cối cắt kiểu c để đột lỗ ø 10 và lỗ ø 3 chi tiết nắp sau động cơ điện cỡ nhỏ.
3.9.5.2 Chọn và tính toán các tấm khuôn
- Tấm chạy: Có nhiệm vụ kẹp chặt sản phẩm trong quá trình đột lỗ và gạt phế liệu vì sau khi cắt đột phế liệu còn bị vướng mắc vào chày khi chày đi lên. Tấm chạy có thể được gá cứng với đế khuôn hoặc với bàn máy bằng đai
ốc… hình 3.26. Hình 3.26 Khuôn cắt, đột đơn giản. Do cần kẹp chặt sản phẩm trong khi đột lỗ để tránh làm nhăn bề mặt nên ta không chọn kiểu lắp gá cứng con chạy lên đế khuôn mà ta sẽ gá con chạy lên đế khuôn bằng chốt đẩy và loxo giúp cho con chạy di chuyển liên tục giữa mặt phẳng đột và khoảng hở để đưa sản phẩm vào và lấy sản phẩm ra giúp công nhân dễ dàng thao tác.
Vật liệu làm tấm chạy là thép SKD11, xử lý nhiệt đạt độ cứng 58-62 HRC. Vì tấm chạy làm việc trong điều kiện nén là chủ yếu nên ta chỉ cần quan tâm đến kiểm tra bền nén và có thể bỏ qua phần kiểm tra bền uốn.
3.9.5.3 Kiểm tra điều kiện bền nén cho tấm chạy
бn= P
F ≤ [σn].
P: Lực đột lỗ cần thiết, P = 43,25(tấn). F: Diện tích tiết diện của tấm, F = .r2
Với: r = 2 260
= 130(mm).
[σn]: Ứng suất nén cho phép của vật liệu SKD11, [σn] = 5500 (kG/cm2). Suy ra: бn= 2 130 . 43250 .100 = 81,46(kG/cm 2 ) ≤ [σn] = 5500(kG/cm2)
Vậy thỏa mãn điều kiện bền nén.
- Lò xo: Với P loxo = Qđẩy= 3,03(tấn).
Tổng số loxo dùng để đẩy tấm chạy được xác đinh theo công thức:
n = nén loxo F P (3.31) Trong đó:
Ploxo = Q đẩy (lực tháo dỡ).
F nén: Tra bảng trong sổ tay [6, tr. 989].
Bảng 3.3 Các thông số kỹ thuật của lò xo.
F=Lx19,2% F=Lx21,6% F=Lx24% D d L F (mm) Tải N (kgf) F(mm) Tải N (kgf) F(mm) Tải N (kgf) 35 17,5 50 9,6 2878 (293) 10,8 3237 (330) 12 3597 (367)
Khả năng nén có thể của loxo này là: 21,6%, (10,8mm) cứ 1mm lò xo nén được 330kG. Vậy số loxo cần dùng là: n = nén loxo F P = 300 3030 = 10,10.
Vậy số loxo cần dùng là 10 loxo.
- Tấm giữ chân chày: Tấm này dùng để giữ chân dao cắt hay chốt đột lỗ. Vật
liệu làm tấm là thép C45.Chiều dài và chiều rộng tấm giữ chân cơ sở lấy theo chiều dài và chiều rộng tấm chạy.
Hình 3.28 Kích thước cơ bản của tấm lót chân chốt đột.
Căn cứ vào bảng (13), [2, tr. 32-34] ta chọn vật liệu cho các chi tiết của khuôn như sau:
Bảng 3.4 Vật liệu chế tạo chi tiết của khuôn dập M9811 nguyên công 3.
T T Tên chi tiết Số lượng Vật liệu
1 Tấm đế trên 01 C45 thường hóa
2 Tấm lót chân chốt đột 01 C45 tôi cải thiện
3 Tấm giữ chốt đột 01 C45
4 Tấm chạy 01 SKD11
5 Tấm đệm 01 SKD11
6 Cối định vị 01 SKD11
7 Chân giữ cối định vị 01 C45 đúc-thường hóa
8 Tấm giữ chân cối 01 C45 tôi cải thiện
9 Tấm kê 02 C45
10 Tấm đế dưới 01 C45
11 Trụ dẫn hướng 02 C45 thường hóa
12 Chày đột lỗ ø 10 46 SKD11
13 Chày đột lỗ ø 6 03 SKD11
1. Tấm đế trên: 600x500x35(mm) theo tiêu chuẩn 1050-74 (Nga). Vật liệu: Thép C45.
Chức năng: Cố định toàn bộ nửa khuôn trên lên đế trên của máy dập bằng các bulong đòn kẹp hay bằng cơ cấu pen kẹp thủy lực.
Vật liệu: Thép C45, xử lý nhiệt đạt độ cứng 55-58 HRC. Chức năng: Giữ chân chốt đột lỗ.
3. Tấm giữ chốt đột lỗ: Lấy theo kích thước của tấm chạy. Vật liệu: Thép C45, xử lý nhiệt đạt độ cứng 30-35 HRC. Chức năng: Tấm giữ chân chốt đột lỗ(chày).
4. Tấm chạy.
Vật liệu: SKD11, xử lý nhiệt đạt độ cứng 58-62 HRC.
Chức năng: Chống nhăn và giữ chặt sản phẩm trong khi đột lỗ. 5. Tấm đệm.
Vật liệu: SKD11, xử lý nhiệt đạt độ cứng 58-62 HRC. Chức năng: Giữ chặt sản phẩm ở vùng lõm ø 38 . 6). Cối định vị sản phẩm nắp sau động cơ điện cỡ nhỏ.
Vật liệu: SKD11, xử lý nhiệt đạt độ cứng 58-62 HRC.
Chức năng: Định vị chi tiết để thực hiện nguyên công đột lỗ. 7. Chân giữ cối định vị.
Vật liệu: C45, (phôi đúc) đúc trong khuôn cát. Chức năng: Định vị tấm chi tiết số 6.
8. Tấm Giữ chân cối.
Vật liệu: C45, xử lý nhiệt đạt độ cứng 55-58 HRC. Chức năng: Cố định toàn bộ nửa khuôn dưới. 9. Tấm kê.
Vật liệu: C45, xử lý nhiệt đạt độ cứng 55-58 HRC.
Chức năng: Tạo khoảng hở để cho phế liệu thoát ra trong khi đột lỗ. 10. Tấm đế dưới: 600x500x35(mm) theo tiêu chuẩn 1050-74 (Nga).
Vật liệu: Thép C45.
Chức năng: Cố định toàn bộ nửa khuôn dưới vào đế dưới của máy dập bằng các bulong đòn kẹp hay bằng cơ cấu pen kẹp thủy lực.
11. Tấm đỡ ụ dẫn hướng: tra bảng 5, [2, tr. 438]. Vật liệu: C45.
Chức năng: Nâng đỡ ụ dưới của dẫn hướng ngoài và dẫn hướng nửa khuôn trên. 12. Chày đột lỗ ø 10. Vật liệu: SKD11, xử lý nhiệt đạt độ cứng 58-62 HRC. Chức năng: Đột các lỗ tản nhiệt ø 10. 13. Chày đột lỗ ø 6. Vật liệu: SKD11, xử lý nhiệt đạt độ cứng 58-62 HRC.
Chức năng: Đột 3 lỗ ø 6 để bắt vít cố định phần nắp sau vào thân động cơ. Sau khi tính và chọn các chi tiết tiêu chuẩn của khuôn ta có bản vẽ tổng thể và nguyên lý hoạt động của khuôn đột lỗ nắp sau động cơ điện cớ nhỏ như hình 3.29.
Hình 3.29 Sơ đồ kết cấu khuôn đột lỗ ngyên công 3.
3.10 Cắt bỏ phần dư, hoàn thiện sản phẩm dập
Sau khi thực hiện xong nguyên công 1,2 và nguyên công 3 ta thu được sản phẩm như trên hình 3.30. Ta nhận thấy để cắt cắt bỏ phần dư xòe ra ở phía dưới của
sản phẩm có thể thực hiện trên máy tiện là thuận lợi và hiệu quả kinh tế nhất. Ta có sơ đồ gá đặt sản phẩm để thực hiện nguyên công 4 như trên hình 3.31.
Hình 3.30 Hình 3.31
Giới thiệu hoạt động của đồ gá:
1- Mâm cặp của máy tiện. 2- Hàm tĩnh của đồ gá. 3- Hàm động của đồ gá.
4- Chốt định tâm tự lựa tạo độ đồng trục giữa chi tiết và máy tiện. 5- Đế của hàm động.
Chi tiết được kẹp chặt trên đồ gá bằng hai hàm tĩnh và hàm động sau đó được siết chặt bằng trục ren như dạng êtô. Sau khi tiện bỏ xong phần dư ta nới lỏng trục ren hàm động 3 không còn kẹp chặt với hàm tĩnh nữa ta lấy chi tiết ra và chuyển sang gia công nguội. Kết thúc quá trình chế tạo sản phẩm nắp sau động cơ điện cỡ nhỏ M9811.
Chương 4
ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CƠ MỘT SỐ CHI TIẾT
CHÍNH 4.1 Mở đầu
Giới thiệu tổng thể các chi tiết của khuôn dập nắp sau động cơ điện cỡ nhỏ M9811 tại công ty OKURA Biên Hòa.
Bảng 4.1 Quy trình công nghệ gia công chi tiết chày
T T Tên chi tiết Số lượng Ghi chú
1 Tấm đế trên 01 Chế tạo tại công ty
2 Tấm lót 01 Chế tạo tại công ty
3 Tấm giữ chân chày 01 Chế tạo tại công ty
4 Chày lận tạo hình 01 Chế tạo tại công ty
5 Chày cắt,cối tạo hình công đoạn 1
01 Chế tạo tại công ty
6 Cối cắt tròn vật liệu 01 Gia công ở Đài Loan
7 Chân giữ cối 01 Gia công ở Đài Loan
8 Tấm kẹp và đẩy sản phẩm
01 Chế tạo tại công ty
9 Chày tạo hình 01 Chế tạo tại công ty
10 Thân chính của chày 01 Chế tạo tại công ty
11 Tấm đỡ ụ dẫn hướng 02 Mua theo tiêu chuẩn Nhật Bản
12 Tấm đế dưới 01 Chế tạo tại công ty
Bảng 4.2 Quy trình công nghệ gia công chi tiết thân chày
T T Tên chi tiết Số lượng Ghi chú
1 Tấm đế trên 01 Chế tạo tại công ty
2 Tấm lót chân chốt đột 01 Chế tạo tại công ty
3 Tấm giữ chốt đột 01 Chế tạo tại công ty
4 Tấm chạy 01 Chế tạo tại công ty
5 Tấm đệm 01 Chế tạo tại công ty
6 Cối định vị 01 Chế tạo tại công ty
7 Chân giữ cối định vị 01 Chế tạo tại công ty
8 Tấm giữ chân cối 01 Chế tạo tại công ty
9 Tấm kê 02 Chế tạo tại công ty
10 Tấm đế dưới 01 Chế tạo tại công ty
11 Trụ dẫn hướng 02 Mua theo tiêu chuẩn Nhật Bản
12 Chày đột lỗ ø 10 46 Mua theo tiêu chuẩn Nhật Bản
13 Chày đột lỗ ø 6 03 Mua theo tiêu chuẩn Nhật Bản
Hình 4.1 Các kích thước cơ bản của chi tiết số 9. Yêu cầu kỹ thuật:
- Các kích thước không ghi sai lệch giới hạn theo H14, h14. - Các góc lượn
Hình 4.2 Bản vẽ đánh số chi tiết chày.
Quy trình công nghệ gia công chi tiết chày được trình bày trên bảng 4.3. Bảng 4.3 Quy trình công nghệ gia công chi tiết chày
STT Nguyên công/bước Bề mặt gia công Thiết bị
1 Tiện thô 1, 2, 3, 6 Máy tiện HOWA-SA
2 Chấm dấu và khoan 4, 7, 8 Máy Phay CNC
3 Taro ren 7 Máy khoan TAILIFT
TPR-C100 4 Ráp chi tiết số 9 và số
10 thành cụm chày
5 Phay bề mặt 2, 5 Máy Phay CNC
6 Tôi Toàn bộ chi tiết Lò xử lý nhiệt
7 Tiện cứng 1, 2, 6 Máy tiện HOWA-SA
8 Đánh bóng 1, 2, 5, 6 Máy đánh bóng
chuyên dụng
4.3 Quy trình gia công cơ chi tiết thân chày (chi tiết số 10). 4.3.1 Bản vẽ chi tiết 4.3.1 Bản vẽ chi tiết
Hình 4.3 Các kích thước cơ bản của chi tiết số 10. Yêu cầu kỹ thuật:
Các kích thước không ghi sai lệch giới hạn theo H14, h14.
Các góc lượn R2,5 max.
Hình 4.4 Bản vẽ đánh số chi tiết thân chày.
Quy trình công nghệ gia công chi tiết thân chày được trình bày trên bảng 4.4. Bảng 4.4 Quy trình công nghệ gia công chi tiết thân chày.
STT nguyên công/bước Bề mặt gia công Thiết bị