CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO
3.3 Thiết kế kết cấu bộ khuôn dập liên hoàn
3.3.1 Thiết kế bộ khuôn dưới
- Thiết kế tấm đế khuôn dưới
+ Dùng để bắt xuống bàn máy dập.
33 + Vật liệu thường dùng C45, C50.
+ Từ thực tế chiều dày thông thường từ 20 – 35mm.
Kết luận: Để đảm bảo chiều cao khuôn và độ bền khuôn ta chọn chiều dày tấm đế khuôn dưới là 22mm.
Bảng 3.2: Thành phần hóa học của Thép C45 [25]
C Si Mn P S Cr
0.42- 0.50% 0.15 – 0.35% 0.50 – 0.80% ≤ 0.025% ≤ 0.025% 0.20 – 0.40%
- Thiết kế tấm lót
+ Dùng để chống các chày nhỏ lún vào tấm đế, không bị rung lắc trong quá trình dập.
+ Xử lý nhiệt 50 – 55 HRC.
Theo [1] trang 438 thì độ dày tấm đệm chày từ 5–12 mm Để đảm bảo độ bền cũng như chiều cao khuôn, ta chọn độ dày tấm chày là 12 mm.
- Thiết kế áo chày - Chức năng:
+ Có vai trò vừa cố định, vừa giữ chày thẳng - Hạng mục cần xem xét khi thiết kế tấm chày:
+ Độ dày 30 - 40% chiều dài chày (punch)
+ Độ dày guide (bộ dẫn đường) ≥ 1,5 lần so với đường kính
+ Dung sai phù hợp với lỗ của tấm đỡ (cố định) và đường kính chày:
Thông thường H7/m5
Chính xác H6/m5
+ 60 - 80% độ dày của Die Block (Khối đế) - Thiết kế trụ dẫn hướng khuôn
+ Dùng để dẫn hướng khuôn trên và khuôn dưới trước khi dao cắt, chốt đục, chày lận
… đi vào khuôn dưới.
Bảng 3.3: Các bố trí dẫn hướng
Kiểu B (Trụ sau) C (Trụ giữa) D (Trụ chéo
nhau) F (Bốn trụ)
Hình ảnh
34 Ưu điểm
- Có thể di chuyển vật liệu theo chiều trước, sau, trái, phải - Dễ sử dụng nhất
- Có thể di chuyển vật liệu theo hướng trước sau - Bạc dẫn hướng ở vị trí thẳng hàng với chảy/ cối
- Cấu tạo hoàn thiện nhược điểm của kiểu B, C
- Độ chính xác cao nhất - Áp dụng với khuôn có khe hở nhỏ hoặc khuôn sản xuất hàng loạt
Nhược điểm
- Khó duy trì độ chính xác do tải trọng lệch tâm hướng trước, sau
- Tiểu chuẩn tốt để duy trì độ chính xác
- Tiểu chuẩn tốt duy trì độ chính xác
- Chi phí khuôn cao
Kết luận: Qua quá trình phân tích sản phẩm cũng như xét về độ bền nên ta chọn kiểu F (Bốn trụ dẫn hướng) cho bộ dẫn hướng để vừa đảm bảo độ chính xác của khuôn.
- Tính toán lực lò xo và chọn lò xo
+ Tác dụng lò xo là giúp tấm gạt phôi giữ chặt linh kiện khi làm việc và tháo tấm gạt phôi sau khi làm việc.
+ Căn cứ vào khoảng chạy, kích thước khuôn, lực tháo … mà ta chọn lò xo phù hợp.
+ Công thức tính lực lò xo theo [26] trang 243:
Plx = 7~10%𝑃 (4.1) Trong đó:
P: tổng lực dập P = 36720,7443 N
(4.1) => Plx = 10%. 36720.7443 = 3672.074 𝑁
Bảng 3.4: Các loại lò xo trong khuôn thường dùng theo tiêu chuẩn Misumi
KH Tên gọi Khoảng nén Fmax Công dụng
SWF Lò xo vàng L 45% Nén khuôn
SWM Lò xo đỏ L 28,8% -
SWH Lò xo xanh lá cây L 21,6% -
SWB Lò xo nâu 𝐿 × 20% -
- Do chọn lò xo dựa trên khoảng chạy lò xo và bộ nén lực lò xo Đối với khuôn loại này ta chọn lò xo nâu (SWB)
- Công thức tính số lò xo theo [26] trang 212:
lx mm
n P
k.F (3.2) Trong đó:
k: hằng số độ cứng lò xo (kgf/mm)
35 Fmm: độ nén max lò xo
Bảng 3.5: Bảng thông số lò xo nâu SWB theo tiêu chuẩn Misumi
D d L
Hằng số lò xo N/mm [kgf/mm]
𝐹 = 𝐿 × 16% Catalog
Fmm Tải N
[kgf] Loại D - L
20 10 25 314
[32] 4 1256
[128]
SWB 20 - 25 Vậy số lò xo cần dùng là:
(3.2)𝑛 = 3672,074
4.314 = 2,924 (𝑙ò 𝑥𝑜) Vậy ta chọn số lò xo là: 4 (lò xo).
- Thiết kế tấm gạt phôi:
+ Chức năng cơ bản của tấm gạt phôi:
Tấm gạt phôi có chức năng ép phẳng vật liệu khi khuôn trên ép chặt xuống khuôn dưới và kẹp chặt liệu khi cắt.
Vật liệu làm tấm gạt phôi thông thường là: C45, C50
Qua các kiểu của tấm gạt phôi theo [27] trang 120 – 125 và quá trình phân tích sản phẩm ta chọn tấm gạt phôi kiểu 5. Đây là loại di động có lò xo ở trên cho tấm gạt phôi. Do có nhiều chày và nhằm tiết kiệm được chi phí mà vẫn đảm bảo được tính ổn định.
- Kết cấu sơ bộ bộ khuôn dưới:
Hình 3.3: Kết cấu sơ bộ khuôn dưới
36 1. Ty nhún
2. Tấm chặn 3. Trụ dẫn hướng 4. Bulong treo 5. Chày vuốt 6. Lò xo chặn
7. Insert định vị phôi 8. Bulong
9. Insert cối đột chữ 10. Tấm áo chày 11. Chốt định vị 12. Tấm lót 13. Bulong
14. Tấm đế khuôn dưới