CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ DẬP NỬA NÓNG 2.1. Giới thiệu công nghệ
CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN CÁC
3.6. Thiết bị dập khối chính xác
Phương pháp dập khối chính xác có thể thực hiện trên nhiều thiết bị khác nhau như: dập trên máy búa, dập trên máy ép trục khuỷu, máy ép thuỷ lực, máy rèn ngang…Mỗi một loại máy có những ưu, nhược điểm riêng. Tuỳ vào từng trường hợp, điều kiện cụ thể để áp dụng phương pháp dập này.[6]
3.6.1. Dập khối khuôn kín trên máy búa
Dập khối trên máy búa linh hoạt hơn trên máy ép cơ khí vì máy búa có hành trình mềm, tránh được hiện tượng quá tải và kẹt máy.
Dập khối trong khuôn kín, chất lượng vật dập cao hơn, tiết kiệm kim loại nhưng khuôn phức tạp hơn.
Kích thước chiều cao không đảm bảo khi phôi không chính xác.
Thích hợp với các vật dập dọc thấp.
Khuôn kín gồm có: lòng khuôn và khoá khuôn kín. Lòng khuôn sâu hơn được bố trí lòng khuôn dưới.[6]
3.6.2. Dập khối khuôn kín trên máy ép trục khuỷu
Năng suất lao động cao vì mỗi lần dập là một chi tiết, trong khi máy búa phải nhiều lần dập trên một lòng khuôn mới ra sản phẩm.
Độ chính xác của vật dập cao hơn so với vật dập trên máy búa. Vì chiều dài hành trình máy cố định cho nên đảm bảo kích thước về chiều cao vật dập, cũng như phải cố định. Mặt khác vì khuôn dập trên máy ép trục khuỷu hoàn chỉnh hơn cho nên hạn chế sự dịch chuyển tương đối giữa hai nửa khuôn, vì thế vật dập có kích thước về mọi chiều chính xác hơn so với dập trên máy búa. Trên thực tế dung sai của vật dập trên máy ép trục khuỷu có thể đạt tới 0,2 0,5 mm trong khi đó trên máy búa phải là 0,8 1,0 mm.
Hệ số sử dụng kim loại cao vì có thể giảm lượng thêm và lượng dư nhỏ hơn so với dập trên máy búa vì khuôn dập trên máy ép trục khuỷu có thể sử dụng cần đẩy dể dàng
Điều kiện làm việc của công nhân tốt hơn.
34
Giá thành sản phẩm trên máy ép trục khuỷu hạ hơn vì tiết kiệm kim loại, có khi tới hàng trục phần trăm, năng suất lao động cao.
Nhược điểm của phương pháp dập thể tích trên máy ép trục khuỷu là giá máy ép trục khuỷu đắt hơn máy búa nhiều và khả năng mắc kẹt ỏ vị trí chết dưới khi dập trên máy ép trục khuỷu hay xảy ra, làm chậm chễ quá trình dập và đôi khi làm hỏng máy.
Do hành trình của máy ép cố định cho nên nếu phôi không đủ chính xác thì rất dẽ gây quá tải máy và khuôn. Muốn tránh được hiện tượng ấy ta phải làm các túi chứa kim loại. Nguyên tắc của túi chứa kim loại là khi thể tích phôi lớn hơn thể tích kim loại tính toán thì kim loại thừa chảy vào khoảng trống dự trữ kề với lòng khuôn, hoặc các lỗ khoan từ lòng khuôn ra. Sau khi dập xong cần phải cắt bỏ phần kim loại thừa ấy đi. Đòi hỏi cơ bản của các túi chứa là làm sao kim loại điền đầy lòng khuôn xong thì kim loại thừa mới chảy vào túi chứa. Nếu không sẽ làm cho kim loại chảy vào túi chứa quá sớm mà không điền đầy được lòng khuôn. Yêu cầu thứ hai đối với túi chứa là sau khi dập xong việc cắt bỏ túi chứa phải tương đối đơn giản. Tiện lợi nhất là có thể cắt bỏ phần kim loại thừa ngay trong quá trình sản xuất vật dập, cùng lắm thì để đến lúc gia công cơ, phần kim loại thừa được cắt đi cùng với lượng dư gia công cơ thành phoi. Nếu phải cắt phần kim loại thừa thành phôi thì có thể coi việc thiết kế khuôn là yếu nhất.
Hình 3.5. Sơ đồ khuôn kín dập trên máy ép trục khuỷu
35
Trên hình 3.5. cho thấy sơ đồ một số loại túi chứa kim loại hay gặp trong khuôn kín dập trên máy ép trục khuỷu.
Có rất nhiều kiểu túi chứa kim loại thừa trong khuôn kín, nhưng tạm thời phân làm ba loại như sau:
Loại I. Đặt ở đầu vật dập như trên các hình 3.5- a,b,c,d,e. Loại này có thể dập được cấu tạo bởi một lỗ thoát trụ hoặc côn (a) hoặc khe hở giữa cối và chày (d và e) hoặc khe hở giữa cần đẩy dưới và chày dưới (b). Nếu làm túi chứa kiểu này thường phải cắt bỏ lượng kim loại thừa trên máy tiện khi gia công vật dập.
Loại II. Nếu vật dập có màng ngăn lỗ ( hình 3.5-c) thì ta làm túi chứa ngay trên màng,như vậy khi đột màng ngăn lỗ thì phần kim loại thừa cũng được cắt bỏ.
Loại III. Đặt ở vành ngoài ( hình 3.5-g) giống như vành biên trong khuôn hở.
Chỉ khác ở khuôn hở ở chỗ rãng thoát biên đặt ở giữa chiều cao vật dập còn túi chứa trong khuôn kín đặt ở gần đáy. Về kết cấu loại túi chứa này phức tạp hơn các loại khác vì trước khi dập ốc cối phải được nén chặt lại bằng lò xo, sau khi dập xong phải đẩy vật dập ra khỏi áo cối băng cần đẩy trên. Về mặt năng suất thì kiểu túi chứa này có ưu việt hơn vì có thể cắt phần kim loại thừa dễ dàng như cắt biên vậy.
Nếu trong trường hợp sử dụng túi chứa kim loại gây ra hiện tượng không điền đầy lòng khuôn thì có thể khắc phục bằng cơ cấu đối áp (h. 3.6).
Trong các khuôn có cơ cấu đối áp cần đẩy dưới (hoặc trên) không tỳ cứng lên đế khuôn mà được đặt ở lò xo hoặc đệm đầu, đệm khí v..v… khi cần đẩy bị nén lại sẽ có phản lực của cơ cấu lò xo sẽ làm cho áp lực tác dụng lên vật dập tăng lên dần dần. Nếu dùng đệm đầu thì khi đầu trượt của máy đi xuống sẽ làm cho cần đẩy dưới đi lên làm cho kim loại điền đầy các góc a.
36
Hình 3.6. Sơ đồ khuôn kín có cơ cấu đối áp.
Trên hình 3.7 biểu diễn sơ đồ khuôn kín dập trên máy ép trục khuỷu, có ba lòng khuôn.
Trong lòng khuôn chuẩn bị (I) kim loại được tạo hình sơ bộ , chủ yếu là chồn và tạo lỗ sơ bộ lòng khuôn tinh (II) chủ yếu làm nhiệm vụ dập theo nguyên tắc ép chảy. Sau khi dập qua hai lòng khuôn I và II nhiệt độ kim loại vẫn còn đủ cao để thực hiện đột màng ngăn lỗ nóng ngay trên lòng khuôn III và sau đó vật dập hoàn chỉnh được tháo ra khỏi chày nhờ cơ cấu cần gạt phôi.
Hình 3.7. Sơ đồ khuôn kín cơ cấu đẩy trên theo nguyên tắc đòn bẩy và cơ cấu đối áp lò xo (vị trí cuối cùng của hành trình ) giả định rằng cả ba lòng khuôn
I, II và III đều có kim loại.
37
Trong lòng khuôn tinh cơ cấu cần đẩy và cơ cấu cần đối áp được liên hệ với nhau như sau: Vòng 1 trực tiếp đẩy vật dập ra khỏi lòng khuôn, nó được tỳ với các đầu thanh đẩy 2. Đầu kia của các thanh đẩy được tỳ lên tấm đẩy 3.
Tấm đẩy 3 được đặt trong hốc của bạc nối 4, vai của nó tỳ lên hệ thống lò xo đĩa của hệ thống đối áp.
Tại một thời điểm nào đó trong quá trình dập kim loại chảy vào lòng và chạm vào vòng đẩy 1. Nhưng muốn đẩy lùi vòng 1 lên một chút để chảy vào túi chứa, kim loại phải thắng được lực đẩy của hệ thống lò xo đĩa. Nhờ vậy mà kim loại phải chảy đầy lòng khuôn thì mới chảy vào túi chứa được:
Khi đấu trượt đi lên các lò xo của hệ thống cần đẩy nở ra và đẩy vật dập ra khỏi lòng khuôn. Tại lòng khuôn dưới không cần làm cần đẩy vì các góc nghiêng của vật dập đủ lớn để cho vật dập không dính vào lòng khuôn dưới.
Ngoài ra cơ cấu đối áp còn có thể dùng để dập các vật liệu dòn. Khi có đối áp tính chất khối của trạng thái ứng suất tăng lên, thành phần tensơ ứng suất cầu tăng lên do đó làm cho kim loại bị nén ba chiều và dễ biến dạng hơn. Bằng cách này ta có thể dập được các vật liệu dòn như gang v..v...[7]