CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO
3.4 Tính toán thông số thiết khế và gia công khuôn
3.4.2. Tính toán các chi tiết khuôn
48 -Tính toán độ dày cho tấm cối:
Tấm cối là tấm quan trọng trong khuôn dập kim loại nó quyết định hình dạng sản phẩm dập, tính thẩm mĩ. Độ dày tấm cối cũng rất quan trọng nó ảnh hưởng rất nhiều đến tuổi thọ của khuôn nếu chọn độ dày nhỏ hơn yêu cầu làm việc nên việc tính toán lựa chọn độ dày của nó cũng rất quan trọng.
Độ dày cối được tính theo công thức theo [1] trang 430:
𝑡 = 𝑘 √𝑃3 + 𝑔𝑎 (5) Trong đó:
t: độ dày cối (mm)
k: hệ số điều chỉnh theo chiều dài đường cắt P: lực cắt (kgf)
𝑔𝑎: Dung sai mài (grinding allowance)
Chọn k = 1,11 do chiều dài đường cắt 50 ~ 70 mm theo bảng trang 416 [1]
Lực cắt P = 36720.7443 N = 3743.195 kgf Chọn 𝑔𝑎 = 0.01 𝑚𝑚
(5)t = 1.11√3743.1953 + 0.01 = 17.24 mm Chọn chiều dày tấm cối: t = 20 mm
Dựa vào bảng 2 Độ dày các tấm gá trang 431 [1] ta chọn các độ dày, kích thước cho các tấm còn lại:
Tấm cối: t = 22 mm, chiều dài: 150 mm, chiều rộng: 100 mm Tấm chặn: t = 14 mm, chiều dài: 150 mm, chiều rộng: 100 mm Tấm áo chày: t = 14 mm, chiều dài: 150 mm, chiều rộng: 100 mm Tấm lót: t = 12 mm, chiều dài: 150 mm, chiều rộng: 100 mm -Góc thoát của cối:
+ Phương pháp thiết kế để sản phẩm và phế liệu rơi ngay sau khi gia công cắt + 3 loại góc thoát:
Dạng thêm góc nghiêng rãnh thoát phoi (land)
Dạng thêm góc nghiêng không có rãnh thoát phoi (land)
Dạng counter bore
+ Phần diện tích không có côn của lỗ cối (Land or Die life):
+ Hình thức có Die Land:
Phần trụ (Die Land) là lý do để mài lại
Phải chú ý khi thiết kế lượng xâm nhập của chày, nếu trụ Land càng lớn thì khả năng phát sinh vấn đề khi gắp scarp cao (Lượng xâm nhập: Traveling Distance of Punch from the Die surface) (Khoảng cách xâm nhập của chày tính từ bề mặt trên của cối)
49 +Dạng không có phần trụ (Die Land):
Chủ yếu sử dụng đối với gia công chính xác hoặc gia công thép lá mỏng
Sử dụng trong trường hợp vật liệu dày hoặc không yêu cầu độ chính xác
Hình 3.11: Góc thoát cối
Kết luận: Qua các kiểu góc thoát của cối trên ta nhận thấy kiểu có góc nghiêng thêm phần trụ (die land) là phù hợp nhất.
Theo bảng [1] trang 433, vật liệu 0,6 mm ta chọn góc thoát α và land h:
α = 1֠, h = 2 mm
Bảng 3.9: Tiêu chuẩn chuẩn chọn góc thoát α và land h
Thickness(mm) Land, h(mm)
~0.5 3~5
0.5~5.0 5~10
5.0~10.0 10~15
α= 30’~10 (ASTME), α= 30~50 (Romanowski)
-Chiều dài chày:
Công thức tính liên quan mất ổn định chày [1] trang 423:
Tải trọng phát sinh mất ổn định tại cột có chiều dài l 𝑃𝑏𝑢𝑐𝑘 =𝑛𝜋2𝐸𝐼
𝑙2
Chiều dài phát sinh mất ổn định trong điều kiện có tải trọng P 𝑙𝑏𝑢𝑐𝑘 = √𝑛𝜋2𝐸𝐼
𝑃 E: Modul đàn hồi (Elatisc Modulus)
50
I: Momen quán tính diện tích (2nd Moment of Inertia) l: Chiều dài cột (Column)
n: Hệ số phụ thuộc vào kiểu ngầm
-Trường hợp không có dẫn hướng bộ gạt phôi: n = 1 -Trường hợp có dẫn hướng bộ gạt phôi: n = 2
+ Chiều dài phỏt sinh mất ổn định trong điều kiện cú tải trọng đối với chày đột lỗ ỉ1.5
𝑙1 = √𝑛𝜋2𝐸𝐼 𝑃
Với vật liệu làm chày chọn là SKD11 dựa vào bảng trang 423 [1] chọn được E = 21000 (kgf/mm2) = 206010 N/mm2
n = 1 (trường hợp không có dẫn hướng bộ gạt phôi) I = π × d4
64 =π × 1.54
64 = 0.2485 mm4 𝑃1 = 2. π. 0,75.0,6.292 = 825,6 N
→ 𝑙1 = √1 × 𝜋2× 206010 × 0.2485
825.6 = 24.73 𝑚𝑚
+ Chiều dài phát sinh mất ổn định trong điều kiện có tải trọng đối với chày cắt chữ F
𝑙2 = √𝑛𝜋2𝐸𝐼 𝑃
Với vật liệu làm chày chọn là SKD11 dựa vào bảng trang 423 [1] chọn được E = 21000 (kgf/mm2) = 206010 N/mm2
n = 1 (trường hợp không có dẫn hướng bộ gạt phôi)
51
Hình 3.12: Sử dụng lệnh trên Autocad để tìm chu vi và Momen quán tính của chữ F
Theo như tính toán trên phầm mềm CAD ta được Monmen quán tính diện tích I = 7.428 mm4
Theo như tính toán trên phầm mềm CAD ta được chu vi C = 15.5416 mm 𝑃2 = 15.5416 × 0.6 × 292 = 2722.88 N
→ 𝑙2 = √1 × 𝜋2× 206010 × 7.428
2722.88 = 74.47 𝑚𝑚
+ Chiều dài phát sinh mất ổn định trong điều kiện có tải trọng đối với chày cắt chữ M
𝑙3 = √𝑛𝜋2𝐸𝐼 𝑃
Với vật liệu làm chày chọn là SKD11 dựa vào bảng trang 423 [1] chọn được E = 21000 (kgf/mm2) = 206010 N/mm2
n = 1 (trường hợp không có dẫn hướng bộ gạt phôi)
52
Hình 3.13: Sử dụng lệnh trên Autocad để tìm chu vi và Momen quán tính của chữ M Theo như tính toán trên phầm mềm CAD ta được Monmen quán tính diện tích I = 11.6763 mm4
Theo như tính toán trên phầm mềm CAD ta được chu vi C = 23.3965 mm 𝑃3 = 23.3965 × 0.6 × 292 = 4099.06 N
→ 𝑙3 = √1 × 𝜋2× 206010 × 11.6763
4099.06 = 76.1 𝑚𝑚
+ Chiều dài phát sinh mất ổn định trong điều kiện có tải trọng đối với chày cắt chữ E
𝑙4 = √𝑛𝜋2𝐸𝐼 𝑃
Với vật liệu làm chày chọn là SKD11 dựa vào bảng trang 423 [1]chọn được E = 21000 (kgf/mm2) = 206010 N/mm2
n = 1 (trường hợp không có dẫn hướng bộ gạt phôi)
53
Hình 3.14: Sử dụng lệnh trên Autocad để tìm chu vi và Momen quán tính của chữ E Theo như tính toán trên phầm mềm CAD ta được Monmen quán tính diện tích I = 11.4274 mm4
Theo như tính toán trên phầm mềm CAD ta chu vi C = 18.9275 mm 𝑃3 = 18.9275 × 0.6 × 292 = 3316.098 N
→ 𝑙4 = √1 × 𝜋2× 206010 × 11.4274
3316.098 = 83.7 𝑚𝑚
+ Chiều dài phát sinh mất ổn định trong điều kiện có tải trọng đối với chày cắt hình 𝑙5 = √𝑛𝜋2𝐸𝐼
𝑃
Với vật liệu làm chày chọn là SKD11 dựa vào bảng trang 423 [1]chọn được E = 21000 (kgf/mm2) = 206010 N/mm2
n = 1 (trường hợp không có dẫn hướng bộ gạt phôi)
54
Hình 3.15: Sử dụng lệnh trên Autocad để tìm chu vi và Momen quán tính của chữ E Theo như tính toán trên phầm mềm CAD ta được Monmen quán tính diện tích I = 5847.4446 mm4
Theo như tính toán trên phầm mềm CAD ta được chu vi C = 63.7945 mm 𝑃5 = 63.7945 × 0.6 × 292 = 11176.7964 N
→ 𝑙5 = √1 × 𝜋2× 206010 × 5847.4446
11176.7964 = 1031.37 𝑚𝑚
+Chiều dài phát sinh mất ổn định trong điều kiện có tải trọng đối với chày vuốt 𝑙6 = √𝑛𝜋2𝐸𝐼
𝑃
Với vật liệu làm chày chọn là SKD11 dựa vào bảng trang 423 [1]chọn được E = 21000 (kgf/mm2) = 206010 N/mm2
n = 1 (trường hợp không có dẫn hướng bộ gạt phôi)
55
Hình 3.16: Sử dụng lệnh trên Autocad để tìm chu vi và Momen quán tính của chữ E Theo như tính toán trên phầm mềm CAD ta được Monmen quán tính diện tích I = 3762.2344 mm4
Theo như tính toán trên phầm mềm CAD ta được chu vi C = 58.5902 mm 𝑃𝐷𝑉 = 𝜋 × (17.06 + 0.6) × 0.6 × 365 × 1.2 = 14580.2823 𝑁
→ 𝑙6 = √1 × 𝜋2× 206010 × 3762.2344