CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUÔN DẬP
3.3. Tính toán kích thước của các chi tiết trong khuôn đột lỗ
3.3.1. Tính toán cối.
Xác định trung tâm áp lực của khuôn.
Do đây là khuôn đột lỗ nên trung tâm áp lực của khuôn sẽ trùng lỗ đột Tính chiều dày cần thiết của cối. Độ dày của cối Hm được xác định theo công thức thực nghiệm sau đây:
Hc = (0,25÷1,2).b = 2÷10 (tr.81-[1]) Chọn chiều dày cối Hc= 10mm
Trong đó: b là chiều rộng miệng cối
Chiều rộng và chiều dài phần lòng cối: Trong quá trình đột lỗ, để chi tiết được định vị đúng vị trí và không bị di chuyển trong quá trình đột lỗ, thì ta chọn kích thước lòng cối sao cho bằng kích thước của chi tiết. Ở đây kích thước của chi tiết là 80x60mm, nên ta chọn kích thước lòng cối là 70x60mm.
Sau đó thì ta chọn kích thước của cối là 100x100x10mm.
Hình 3. 3: Kích thước sơ bộ của cối 3.3.2. Tính toán kích thước của đế khuôn
Trong thực tế thiết kế các khuôn dập cho phép xác lập các mối quan hệ phụ thuộc của độ dày Hnl tấm dưới với diện tích Fnl bề mặt tì của nó. Quan hệ phụ thuộc dưới đây được xác lập căn cứ vào các yêu cầu về độ cứng để đảm bảo độ tin cậy làm việc cao của khuôn dập (các tấm thép).
45
Bảng 3.2: Chiều dày đế khuôn dưới theo diên tích bề mặt tì
Fnl,cm2, không lớn
hơn 225 320 500 700 1025 1440 2020
Hnl, mm, không
nhỏ hơn 36 40 45 50 56 63 80 Trong đó điện tích bề mặt tì Fnl chính là diện tích cối
Fnl = 10x10 = 10 (cm2)
Tra trong dãy trên, ta chọn chiều dày đế khuôn dưới Hnl = 20 (mm).
Hình 3. 4: Kích thước của đế khuôn Tính ứng suất uốn của cối
3.3.3. Tính toán chày.
Chày đột lỗ ỉ 8mm.
Số liệu ban đầu ỉ 8mm, lựa chọn vật liệu là thộp SKD11 cú thụng số: C = 1,40-1,60 %, ngoài ra trong thành phần của nó còn có các nguyên tố sau:
46
Si ≤0,40% ; Mn ≤0,60% ; Ni ≤ 0,3 %; S ≤ 0,60%; P ≤ 0,60 %; Mo=0,80÷1,20
%Cr = 11,0÷13,0%; Cu ≤ 0,3 %; As ≤ 0,08 % (tính theo phần trăm khối lượng).
Ni ≤0,50; V= 0,20÷0,50% ; W = 0,20÷0,50%;
Nguyên tố dư WCu≤0,25%WNi≤0,25%
Do thao tác đột lỗ nên kích thước lấy theo chày, chọn phương pháp gia công sau khi chày cối bị mòn sẽ không ảnh hưởng đến kích thước lỗ đột.
Các kích thước của chày tra theo bảng 25,[10] và dựa vào chiều cao kín của máy dập trục khuỷu TP45EX (195mm÷ 285mm) thì ta chọn chiều dài của chày là 50mm , trong đó chiều dài phần làm việc là 7mm. Kết cấu của chày như hình dưới.
Hình 3. 5: Chày đột lỗ ∅8 mm
Khi chế tạo chày và cối của một bộ khuôn thì cần phải chú ý xem các chi tiết để dập có yêu cầu gì về mặt kỹ thuật để từ đó ta có thể chọn ra cấp chính xác và cấp độ bóng cho chày và cối.
Các chi tiết làm việc của khuôn đột lỗ đòi hỏi chế tạo chính xác hơn cả là chày cối và trụ, bạc dẫn hướng. Độ bóng gia công các chi tiết khuôn được xác định bằng tính năng và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết. Phù hợp với điều đó ta dùng các phương pháp gia công cơ khí khác nhau để chế tạo các chi tiết.
47
Dung sai chế tạo các phần làm việc của chày và cối đột lỗ liên hệ chặt chẽ với trị số khe hở công nghệ giữa chúng, bởi vì dung sai làm tăng khe hở. Tuy nhiên nó không phụ thuộc vào trị số khe hở mà nó phụ thuộc vào các kích thước danh nghĩa của các phần làm việc.
Điều kiện bền nén của chày:
Lực cắt P1 = 955,22 (kG)
Diện tích cắt(lỗ ∅8) là S=𝜋. 𝑅2 = 50,27 mm2 Ứng suất bền của chày
σB= 𝑃
𝑆 =955,22
50,27 =19,1 N/𝑚𝑚2 (3.10) Chọn thép làm chày SKD11 có [𝜎𝐵]= 3500 N/𝑚𝑚2 > 𝜎𝐵
Vậy chày đủ điều kiện bền
Điều kiện bền uốn của chày ta dùng công thức: ≤ n.P≤ 𝑃𝑡ℎ với 𝑃𝑡ℎ = 𝜋
2𝐸.𝐼
4.𝑙2 (3.11) Do đó:
P ≤ 𝑃𝑡ℎ = 𝜋
2𝐸.𝐼
4.𝑙2.𝑛 (3.12) Trong đó: n: là hệ số an toàn, chọn n=3
- Đối với thép chưa tôi thì n=4÷5 - Đối với thép tôi rồi thì n=2÷ 3 l: chiều dài phần còn lại của chày
E: modun đàn hồi vật liệu
I: moment chống uốn của chày cắt hình mm4
Momen quán tính:
I= 4 .r4
= 4
4 . 4
=201,06 (N/mm) (3.13) 𝑃𝑡ℎ=𝜋
2𝐸.𝐼
4.𝑙2.𝑛= 𝜋2.210000.201,06
4.402.3 = 6908,6 (kN) ≥ P=955,22 (kG) (3.14) Vậy khuôn đủ điều kiện bền uốn
3.4. Tính toán thiết kế khuôn dập uốn