2.1. Cơ sở thiết kế các quá trình công nghệ dập nguội.
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.
Sau đây là những chỉ dẫn chung khi thiết kế một quá trình dập nguội:
- Thường cố gắng dùng ít nguyên công nhất và tăng hiệu suất của chúng.
Trường hợp ngoại lệ có thể là trong sản suất hàng loạt nhỏ nếu giảm số lượng các nguyên công sẽ dẫn đến sự cần thiết phải chế tạo khuôn phức tạp và đắt tiền.
- Khi dập các chi tiết phẳng có nhiều lỗ nằm gần nhau thì nên đột các lỗ theo dãy, nên đột nhiều lỗ bên, ở các sản phẩm đã dập vuốt theo từng nhóm nhờ cơ cấu quay sản phẩm tự động sau một vài hành trình của máy ép nhưng chỉ cần dùng các khuôn đơn giản và rẻ tiền, nên đột một dãy lỗ bên ở các chi tiết lớn sau một nguyên công bằng một khuôn hình nêm.
- Khi chế tạo các chi tiết uốn phức tạp có hình dáng bên ngoài khép kín hoặc nửa kín thì số lượng các nguyên công uốn và sự phối hợp giữa chúng phụ thuộc vào hình dáng của chi tiết, độ chính xác yêu cầu và tính hợp lý về kinh tế của việc sử dụng các khuôn uốn phức tạp và đắt tiền (kiểu nêm, kiểu bản lề ).
- Số lượng các ngyên công dập vuốt liên tục phụ thuộc vào chiều sâu tương đối của chi tiết và được xác định bằng các phương pháp quen thuộc theo chỉ số tối ưu của hệ số dập vuốt .
- Đa số các trường hợp sau khi dập vuốt sâu cần tiến hành cắt mép các chi tiết cũng như sau khi ép chảy nguội.
- Khi dạng hình học của các chi tiết phẳng yêu cầu cao thì cần phải dự tính việc nắn lại chúng trong khuôn.
- Đối với các chi tiết đòi hỏi mặt cắt có độ bóng cao cần phải dự tính nguyên công gọt tinh sau khi cắt hình hoặc là cắt tinh.
- Khi chế tạo các chi tiết rỗng có vành, nhưng không có đáy cần phải nghĩ đến nguyên công nong lỗ đến nguyên công dập vuốt. Trong trường hợp các bậc thành cao nên sử dụng dập vuốt nông có đột tiếp theo và nong đáy hoặc nong có biến mỏng thành.
36
- Khi chế tạo các chi tiết rỗng hoặc uốn cong thì sau khi vuốt hoặc uốn cần phải sử dụng nguyên công tinh chỉnh.
Vấn đề phức tạp nhất đặt ra trước khi thiết kế quá trình công nghệ dập nguội là mức độ phối hợp giữa các nguyên công, tức là nên hay không nên dùng các khuôn liên hợp phức tạp và đắt tiền để thực hiện ngay một lúc vài nguyên công hoặc sử dụng việc dập riêng từng nguyên công bằng các khuôn đơn giản rẻ tiền hơn.
Trong đó sơ đồ công nghệ khuôn cần phải phản ánh được : - Kiểu khuôn phù hợp với đặc tính biến dạng xảy ra.
- Số lượng nguyên công hoặc số bước được thực hiên cùng một lúc (thể hiện tính phối hợp giữa các nguyên công)
- Phương pháp thực hiện các nguyên công theo thời gian (liên tục hoặc đồng thời).
- Số lượng các chi tiết được dập cùng một lúc.
- Sơ đồ bố trí các phần làm việc của khuôn.
- Phương pháp đưa hoặc định vị vật liệu hoặc phôi trong khuôn.
- Phương pháp thu hồi chi tiết và phế liệu.
- Sơ đồ công nghệ của khuôn là nhiệm vụ để thiết kế khuôn.
Khi thiết kế quá trình công nghệ dập nguội, cần phải so sánh các phương án công nghệ khác nhau và chọn một phương án hợp lý nhất về mặt kỹ thuật và kinh tế. Khi đó trước tiên cần phải giải quyết mức độ phức tạp của các nguyên công, tức là việc sử dụng các nguyên công tập trung về mặt công nghệ, được thực hiên trong các khuôn dập liên hợp phức tạp, hoặc việc sử dụng dập từng nguyên công riêng biệt được thực hiện trong các khuôn dập đơn giản và rẻ tiền hơn.
2.2. Quá trình cắt dập và đột lỗ:
Khi gia công, nếu gia công lấy lỗ thì gọi là đột lỗ, nếu gia công để lấy miếng cắt thì gọi là cắt dập.
Căn cứ vào biến dạng có thể chia làm ba giai đoạn:
Giai đoạn 1: Đầu chày ép lên vật liệu sinh ra biến dạng đàn hồi.
Giai đoạn 2: Kết thúc biến dạng đàn hồi và bắt đầu biến dạng dẻo. Trong kim loại sinh ra ứng suất phức tạp: cắt, kéo, uốn,... Do tiết diện ngang ngày càng bé, và tập trung ứng suất ngày càng cao nên ở chổ kim loại gữa chày và cối xuất hiện vết nứt.
Giai đoạn 3: Khe nứt ngày càng lớn và kim loại bị cắt đứt.
37
Trong các giai đoạn 1 và 2 tốc độ ăn sâu của chày vào kim loại giảm dần, đến bắt đầu giai đoạn 3 thì tăng đột ngột được thể hiện trên hình 1.29
Hình 1.29:Biểu đồ biến dạng của vật liệu qua các giai đoạn 2.3. Quá trình uốn
Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trong dập nguội. Uốn tức là biến phôi phẳng (tấm), dây hay ống thành những chi tiết có hình cong đều hay gấp khúc. Khối lượng vật uốn trong ngành chế tạo máy và dụng cụ không ngừng tăng lên.
Phụ thuộc vào kích thước và hình dáng vật uốn, dạng phôi ban đầu, đặc tính của quá trình uốn trong khuôn, uốn có thể tiến hành trên máy ép trục khuỷu lệch tâm, ma sát hay thủy lực. Đôi khi có thể tiến hành trên các dụng cụ uốn bằng tay hoặc trên các máy uốn chuyên dùng.
Đặc điểm của quá trình uốn là dưới tác dụng lực ép của chày và cối, phôi bị biến dạng dẻo từng vùng để tạo thành hình dáng cần thiết. Quá trình biến dạng bao gồm quá trình biến dạng dẻo và quá trình biến dạng đàn hồi.
2.4. Khe hở giữa chày và cối :
Khe hở Z đóng một vai trò quan trọng trong công việc dập. Nếu khe hở chọn không hợp lý sẽ làm đường nứt không gặp nhau, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm (tạo ra bavia), tuổi thọ của khuôn dập, lực cắt tăng lớn, năng suất thấp. Vì vậy Z = (Zmin÷Zmax).
Z = (Dc-Dch)/2;
+ Z là khe hở 2 phía giữa chày và cối.
+ Dc là đường kính cối + Dch là đường kính chày
m m
5
1 0
1
5 9
0o
6 0o
3 0o
0
o
0
Đường đi của đầu trượt máy dập
38
Z = (Zmin÷Zmax)
Lúc đầu khi khuôn còn mới thì ta lấy khe hở nhỏ nhất Zmin , và sau khi đã mòn thì ta lấy khe hở là Zmax.
Có thể xác định khe hở Z bằng một trong các cách sau:
a. Xác định khe hở bằng biểu đồ dựa vào bề dày và tính chất nguyên vật liệu dùng để cắt dập.
b. Tra bảng trong “sổ tay dập nguội” hoặc sách “công nghệ dập” dựa theo tính chất của nguyên vật liệu, theo bề dày của nguyên vật liệu. Sau đó dựa vào đường kính danh nghĩa của chi tiết để tìm ra trị số Zmin, Zmax (dựa theo bảng)
Vậy theo bảng 13,[2], ta chọn khe hở gữa chày và cối là:
Zmin =0,02mm, Zmax =0,035 mm Kết luận chương 2:
Chương này chủ yếu nghiên cứu về cơ sở lý thuyết để thiết kế khuôn dập.
Trước khi bắt đầu thiết kế và chế tạo khuôn dập thì chúng ta phải tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy dập, thông số kỹ thuật của máy... Quá trình đột lỗ sẽ trải qua 3 giai đoạn chính: Đầu chày ép lên vật liệu sinh ra biến dạng đàn hồi, biến dạng đàn hồi chuyển thành biến dạng dẻo, kim loại bị cắt đứt do khe nứt ngày càng lớn.
39
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUÔN DẬP