I. Khái quát về một số công nghệ rèn dập.
4. Máy búa hơi nớc – không khí nén dập nóng
a. Tính năng kỹ thuật:
Máy búa hơi nớc – không khí rèn dập nóng, máy có khối lợng bệ đe lớn hơn máy búa hơi dùng để rèn tự do. Khoảng hành trình của đầu búa lớn hơn, độ chính xác của máy cao,
giữa khuôn trên và khuôn dới trùng khít với nhau. Máy búa chuyển động nhờ hơi nớc hoặc không khí nén với áp suất lớn khoảng từ (7 ữ 10) at. b. Đặc tính kỹ thuật Khối lợng phần rơi (tấn) Khối lợng vật rèn (kg) Năng suất (kg/h) Khối lợng phần rơi (tấn) Khối lợng vật rèn (kg) Năng suất (kg/h) 1 Đến 2.5 300 6 50 ữ80 2500 2 2.5 ữ 7 600 7 80 ữ100 3000 3 7 ữ 17 100 8 100 ữ180 4000 4 17 ữ30 1500 9 180 ữ360 5000 5 30 ữ50 2000 10 360 ữ700 6000
Hình : Sơ đồ nguyên lý máy dập hơi – không khí
5.Máy ép trục khủyu. (hình - 15).
a. Đặc điểm công dụng:
Máy ép trục khủyu dập nóng là một loại máy đợc sử dụng nhiều trong các dây truyền sản xuất hàng loạt. Máy có thể thực hiện đợc một số các công việc khác nh: Chồn, đột lỗ, cắt ba via, thực hiện dập từng nhát trong một lần nung. Máy ép trục khuỷu có những u điểm sau:
- Máy làm việc êm. Thân máy, trục khuỷu, thanh truyền có độ vững cao. Dẫn hớng êm, chính xác tốc độ làm việc
nhanh, chất lợng vật rèn cao, tiết kiệm đợc vật liệu, năng suất máy cao, có thể cơ khí hóa, tự động hóa quá trình dập. Nhợc điểm của máy:
-Giá thành máy cao, dễ sẩy ra kẹt máy khi quá tải. Kích th- ớc phôi phải chính xác, vật rèn khó đánh sạch lớp vẩy, tính vạn năng kém hơn máy búa.
b. Đặc điểm kỹ thuật: Lực máy ép (Tấn) Khối lợng vật rèn (Kg) Năng suất (Kg/) Lực máy ép(Tấn) Khối lợng vật rèn (Kg) Năng suất (Kg/ h) 6.3 Đến 1 400 ữ 500 31.5 10 ữ 18 1600 ữ 2000 10 1 ữ 2.5 500 ữ 600 40 18 ữ 30 2000 ữ 3000 16 2.5 ữ 4 600 ữ 800 63 30 ữ 50 3000 ữ 4000 20 4 ữ 6.3 800 ữ1200 90 50 ữ 80 4000 ữ 5000 25 6.3 ữ 10 1200ữ 1600 100 80 ữ 100 5000 ữ 6000 41
12 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Hình 15 – Sơ đồ nguyên lý máy ép trục khuỷu.
1-Bàn máy; 2-Đầu trợt; 3-Cụm phanh; 4-Bánh đà; 5- Động cơ điện; 6-Dẫn hớng phụ; 7-Bánh răng nhỏ; 8- Trục khuỷu; 9-Cụm ly hợp; 10-Bánh răng lớn.
6. Máy ép ma sát kiểu trục vít. (Hình - 16) a. Đặc điểm và công dụng:
Máy ép ma sát kiểu trục vít dùng để rèn những chi tiết nhỏ và trung bình thờng để rèn hợp kim đồng hoặc các kim loại dẻo khác. Có thể dùng để dập các mũ đinh tán, đầu giác bu lông. b. Đặc tính kỹ thuật: Lực máy (Tấn) Khối lợng vật rèn (Kg) Năng suất (Kg/h) Từ 0.1 ữ 1 Đến 0.3 60 1 ữ 2 0.3 ữ 0.8 80 2 ữ 3 0.8 ữ 2 200 3 ữ 5 2 ữ 5 400 5 ữ 8 5 ữ 8 550 8 ữ 10 8 ữ 12 700 10 ữ 15 12 ữ 15 800 15 ữ 20 15 ữ 20 1000 43
109 9 8 7 1 2 4 3 6 11 5
Hình 16- Sơ đồ nguyên lý máy ép ma sát.
1. Bàn máy; 2-Đầu trợt; 3- Đai ốc; 4- Trục vít; 5- Bánh ma sát ngang; 6-Bánh ma sát trái; 7- Bánh ma sát phải; 8- Cơ cấu điều khiển; 9- Thanh gạt cũ hành trình; 10- Cũ hành trình; 11- Tay điều khiển.
III. Giới thiệu một số máy ép trục khuỷu điển hình. 1. Máy ép trục khủyu vạn năng:
a. Khái niệm và phân loại máy ép.
Máy ép trục khuỷu vạn năng dùng để thực hiện nguyên công cắt hình, đột lỗ, dập vuốt không sâu, uốn, cắt và các quá trình dập nóng, dập nguội khác. Khi các quá trình này
không đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị có tính chất chuyên dụng. Mặc dù các máy ép có các loại khác nhau về tính chất công nghệ, nhng có thể khẳng định rằng 90% số máy làm máy ép trục khuỷu vạn năng. Ta có thể phân loại máy ép trục khuỷu vạn năng (Công dụng chung)
Theo sơ đồ sau:
Dựa vào cấu trúc thân máy của ta chia máy ép ra làm hai loại hở và kín. ở máy ép loại hở thân máy có hình chữ C, khoảng không dập hở cả ba phía (Phía trớc và hai bên trái phải) nên rất thuận tiện khi dập. Tuy vậy do tải trọng tác dụng lên thân máy không đối xứng làm cho thân máy biến
45
Máy ép trục khuỷu vạn năng
Loại hở Loại kín
Loại 1
trụ Loại 2 trụ Loại 1 khuỷu Loại 2 khuỷu Loại 4 khuỷu
Bàn máy cố định Bàn máy di động Nghiêng đ ợc Không đ ợc Nghiêng Trục phân Bố//với mặt tr ớc của máy Trục phân bố vuông với mặt tr ớc của máy
dạng (Biến dạng dài và biến dạng góc) gây ra hiện tợng nghiêng mặt đầu trợt. ở máy ép loại kín, thân máy là một khung đối xứng, nên khi tải trọng tác dụng đúng thân máy sẽ biến dạng ít hơn và đều cả hai phía do đó hiện tợng nghiêng đầu trợt đợc loại trừ.
Máy ép loại hở có thể là một trụ hoặc hai trụ. Thân máy loại một trụ có tiết diện ngang là hình hộp kín, còn lại hai trụ gồm hai hộp chịu tải đợc nối với nhau bằng các gân cục bộ và ngàm của thân máy hai trụ cho phép ta quan sát và đa phôi đợc từ phía trớc ra sau máy.
Máy ép loại trụ thân hở có thể nghêng và không nghiêng đ- ợc nhờ cơ cấu đặc biệt. Góc nghiêng tính từ mặt phẳng ngang từ 300 đến 500 (đối với máy đặt nghiêng cố định).Vì vậy các chi tiết đợc gỡ ra sau khi dập có thể trợt theo mặt nghiêng và rơi ra phía sau của máy dễ dàng. Máy ép loại kín cũng đợc phân loại theo số khuỷu:Máy mọt khuỷu, hai khuỷu, bốn khuỷu (Đây là số điểm trẻo đầu trợt, không phải số trục khuỷu). Kích thớc khuôn khổ của khoảng không gian làm việc (Dập) và toàn bộ máy phụ thuộc vào số điểm treo đầu trợt này. Sự phân bố trục chính theo hơng song song, vuông góc với mặt trớc của máy hoặc ở bên trên hay bên dới của máy là đặc điểm quan trọng của cấu tạo hệ thống truyền động máy ép. Thông thờng ngời ta chỉ dùng truyền động phía dới đối với máy ép hai khuỷu và bốn khuỷu.
b.Máy ép thân hở (hình - 17).
Máy ép thân hở để dập các chi tiết loại nhỏ và trung bình. Trong công nghiệp thờng dùng máy ép loại hở thân hở, máy hai trụ không nghiên đợc, máy hai trụ nghiêng đợc và máy có bàn chuyển động thờng đợc dùng nhiều hơn các kiểu máy khác. Máy ép hai trụ không nghiêng đợc có trục khuỷu phân bố song song vớimạt chính của máy đợc sử dụng
nhiều nhất do trục không dạt công xôn, nên cho phéo giảm kích thớc trục, tăng chiềudài hành trình và công việc trên máy an toàn hơn. Máy ép thân hở không nghiên đợc thờng chế tạo loại có lực ép từ 630 đến 4000 KN. Việc sử dụng bàn máy lf một khối hình trụ (không phải mặt bàn phẳng) nhô ra từ trụ máy sẽ tăng đáng kể khoảng không gian dập. Máy ép một trụ có hính dạng nói
trên rất cần thiết đối với các nguyên công cuốn mép, dập vành và gia công các chi tiết hình trụ lớn.
Đối với những khuông dập cỡ lớn và có các chi tiết cồng kềnh ngời ta đợc máy éo hai trụ có bàn máy chuyển động. Tuy nhiều loại này có nhợc điểm về độ cứng vững và gia công thiếu chính xác về định vị giữa các phần của khuôn. Vì vậy máy ép loại này không dùng để gia công những chi tiết có độ chính xác cao. Máy ép một trụ bàn ép cố định có lực ép từ 10 KN (loại để bàn đến 4 Kn ).
Còn máy hai trụ không nghiêng đợc, có lực ép từ 600Kn. Các thông số cơ bản của máy ép thân hở đợc quy định theo tiêu chuẩn của nhà nớc.
Thân máy ép loại hở có thể đúc hoặc hàn kết cấu, chọn kết câú thân máy dựa vào các lý do kinh tế, kỹ thuật.Vì máy ép loại nhỏ có PH = (500 ữ 700) KN đợc chế tạo nhiều. Để có lợi về kinh tế thì thân máy thờng đợc đúc bằng gang, còn máy ép lực lớn đợc hàn kết cấu bằng thép hoặc đúc bằng thép. Máy ép một trụ có độ cứng lớn hơn máy ép hai trụ từ 10%ữ20%. Độ cứng hợp lý nhất của máy ép hở xác định theo công thức thực nghiệm.
C = (MN/m)
Trong đó: PH đợc tính bằng KN.
Để tăng độ cứng của thân máy lên 1.5 lần, ngời ta lắp những bu lông giằng nh vậy lại có nhợc điểm là khó thao tác khi dập. (Hình - 18)
Trong các máy ép trục lớn, bàn máy tựa trên hai bộ bu lông giằng đợc lắp ở phía trớc máy. Thân máy ép một trụ và hai trụ không nghiên đợc thờng lắp đặt trực tiếp lên móng máy còn thân của máy ép nghiêng đợc lắp trên một trụ đặc biệt, trụ này là nền tảng của cơ cấu điều chỉnh vị trí nghiêng của thân máy. Đối với máy ép lực dới 200KN thì ngời sử dụng cơ cấu vít, thân máy đợc đặt lên trụ và chốt. Để điều chỉnh nghiêng đợc thân máy, thực hiện do quay thân máy và chốt tơng ứng với trục của lỗ chốt trên trụ máy.
Thân máy loại một trụ, đối với máy ép thân hở thì việc điều chỉnh hành trình nhờ bạc lệnh tâm trung gian lắp trên trục khuỷu. Bán kình khuỷu lớn nhất đợc xác định bằng tổng độ lệch tâm của ngõng khuỷu so với trục và độ lệch tâm lớn nhất của bạc so với tâm khuỷu. Khi đó chiều dài hành trình lớn nhất đợc tính bằng:
HMax = 2 (eb + ek) = 2 RMax Chiều dài nhỏ nhất tính bằng: Hmin = 2(ek - eb) = 2 Rmin
Chiều dài hành trình trung gian phụ thuộc vào góc quay của bạc lệnh tâm so với đờng tâm của ngõng trục. Muốn thay đổi khoảng chạy của đầu trợt ta rút hai then cố định bạc lệnh tâm. Sau đó xoay bạc lệnh tâm sang một rãnh khác bằng cách đa một thanh thép cắm vào lỗ bánh đà để xoay trùng với rãnh then cần chọn, sau đó lại lắp then vào. Còn việc định vị nó đợc thực hiện nhờ sự ăn khớp của nửa ly hợp vấu (Lắp bằng then hoặc vành răng với trục) với nửa ly hợp vấu chế tạo liền với bạc lệch tâm.
Trong máy ép hai trụ, cơ cấu điều chỉnh hành trình đặt ở ngõng lắp biên trục khuỷu, về nguyên lý kết cấu cũng tơng tự nh ở máy ép một trụ. Trong đầu trợt của máy có đặt cối bảo hiểm hoặc đĩa bảo hiểm và thanh ngang để đẩy phôi. Đối với máy ép lực lớn 400KN có thể còn có bộ phận điều chỉnh, chiều cao dập (vùng làm việc của máy). Trong máy ép có hành trình nhanh, ngời ta đặt ly hợp và phanh ở trục khuỷu. Còn atn máy ép hành trình thấp truyền động bằng nhiều bộ truyền thì ly hợp và phanh thờng đợc đặt ở trên trục trung gian.
Hiện nay ở những máy ép có số hành trình từ 120 ữ 150 lần trong 1 phút, thờng dùng ly hợp then quay và phanh đai điều khiển bằng cam để tăng độ làm việc tin cậy. Khi lắp đặt ly hợp ma sát khí nén trong các máy có hành nhanh,
Hình 18-Thân máy có bulông giằng
Hình 19-Thân máy loại một trụ
cần có khóa liên động cơ khí với cơ cấu phanh để phòng hệ thống điều khiển khí nén không đảm bảo độ nhạy. Hệ thống
điều khiển các máy ép loại đó cần đảm bảo khả năng làm việc với chế độ dập từng nhát và dập liên tục.
2. Máy dập vuốt
a. Công dụng và phân loại máy ép dập vuốt.
Quá trình công nghệ dập vuốt và tạo hình vật liệu tấm đã đ- ợc ứng dụng rộng dãi để dập các chi tiết cho các ngành công nghiệp hoặc dập vuốt các đồ dùng dân dụng nh xoong nồi, đồ hộp… Để dập đợc các chi tiết đó, phải dùng các máy dập vuốt chuyên dùng đặc điểm của máy này là:
-Hành trình đầu trợt đủ lớn. -Tạo đợc lc ép chặn phôi.
-Có thể tự động đẩy đợc chi tiết ra khỏi khuôn dập.
Các loại máy ép dập vuốt gồm có: Máy ép ba khuỷu (Tác động kép), máy ép song động hoặc tam động và máy ép dập vuốt sâu có cơ cấu thực hiện đặc biệt và hành trình lớn. Sơ đồ động học của loại máy này là : Trục khuỷu – Cam khuỷu;
Đòng – Khớp – Khuỷu; Cam đòn khuỷu. ở máy ép tam động trong đầu trợt kia. Đầu trợt ngoài để dụng cụ cắt hình và chặn phôi. Đầu trợt trong dùng để lắp dụng cụ thực hiện nguyên công dập vuốt. ở máy ep tam động ngoài hai đầu trợt ở phía trên nh máy ép song động còn có thêm đầu trợt phụt hứ ba ở phía dới bàn máy để thực hiện nguyên công dập vuốt ngợc.
b. Máy ép dong động
Máy ép song động có cơ cấu tạo theo nhiều dạng, một số cơ cấu truyền động của máy ép là bằng cam sẽ đơn giản nhất. Tuy vậy kết cấu này có nhợc điểm là chóng mòn mặt tiếp
xúc của cam và con lăn. Cho nên thờng chỉ đợc dùng cho máy ép có lực ép nhỏ, thân hở. ở máy ép một khuỷu thân kín ngời ta sử dụng cơ cấu khuỷu đòn tám khâu với con trợt phụ, vì đầu trợt thông thờng đợc treo ở bốn điểm nên con trựơt phụ đợc bố trí ở phía trwocs, sau hạơc hai bên sờng của máy.Con trợt phụ cũng có thể dẫn động đợc nhờcam kết chặt trên trục khuỷu. Tại khuỷu có lắp hai biên: Một để truyền động cho đầu trợt trong, một để truyền động cho đầu trợt ngoài.
Tất cả các cơ cấu không thể đám bảo dùng đầu trợt ngòai cố định, đứng về mặt lý thuyết khi chặn phôi mà có dao động từ 2 ữ 3 lần trên một khoảng cách 0.03 ữ 0.05 mm từ vị trí cuối cùng. Trên thực tế do có biến đổi độ biến dạng, biến dạng đàn hồi sẽ gây ra dao động lực ép chặn. Để giảm dao động đó, điều quan trọng là phải kết cấu các khâu của cơ cấu thực hiện có độ biến dạng đủ cao ở độ bền cần thiết. Để có thể tạo đợc lực ép chặn không đều ở chu vi mặt bích của chi tíêt dập vuốt, từng điểm treo của đàu trợt có thể điều chỉnh riêng biẹt nhờ một mối nốt vít - đai ốc. Ren vít thờng là ren bớc nhỏ, đai ốc có khắc vạch chia và ống kẹp để định vị chống xoay đai ốc sau khi đã đợc điều chỉnh. Việc điều chỉnh có thẻ thực hiện bằng tay hoặc bằng động cơ điện ở từng điểm treo riêng biệt hoặc tất cả các điểm treo tùy theo yêu cầu công nghệ. Để giảm chấn ở đầu trợt ngoài thờng có các lò xo đĩa, cơ cấu khí nén. Để phòng tránh quá tải, ngời ta sử dụng các cơ cấu bảo hiểm kiểu lò xo, khí nến dặt ở các đòn truyền động cho đầu trợt ngòai. Sự khác nhau của quá trình dập vuốt trên máy ép van năng và máy ép song đọng là:
ở máy ép vạn năng (đơn động) lực chặn phôi có đợc là do đệm, còn ở máy ép song động việc chặn phôi thực hiện bằng phơng pháp cơ khí. Lực ép chặn phôi nhờ đẹm, thông
thờng tăng dần trong quá trình dập vuốt. Kích thớc của đệm thờng lớn, nên khi cần lực chặn lớn ta phải chọn loại đệm có thể không đặt vừa vào khoảng không dới bàn máy. Nếu đặt đợc thì phải trọng máy ép vạn năng cỡ lớn do lực đệm tăng trong quá trình dập.
Tỷ lệ lực ép danh nghĩa giữa đầu trợt trong và đầu trợt ngoài bằng 1 ữ 1.6 (ví dụ. Máy 100/63;200/125). Còn tỷ lệ hành trình đầu trợt ngoài và trong khoảng 0.63 ữ 0.67