KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
2
Công nghệ dập tạo hình khối là một trong
những phương pháp gia công kim loại bằng áp lực,
khai thác tính dẻo của kim loại để làm biến dạng
và điền đầy vào lòng khuôn để tạo hình sản phẩm
có hình dạng và kích thước theo yêu cầu.
32 trang |
Chia sẻ: hoang10 | Lượt xem: 1022 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Cơ khí chế tạo máy - Chương 2: Rèn và dập khối, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Hà nội, 10.09.2010
RÈN VÀ DẬP KHỐI
Chương 2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC
---------------------------------------------------
2.0 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
2
Công nghệ dập tạo hình khối là một trong
những phương pháp gia công kim loại bằng áp lực,
khai thác tính dẻo của kim loại để làm biến dạng
và điền đầy vào lòng khuôn để tạo hình sản phẩm
có hình dạng và kích thước theo yêu cầu.
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
Các dạng sản phẩm dập khối
3
Dập khối sản phẩm lớn
4B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
Sơ đồ khối công nghệ rèn, dập khối
5
Phôi Nung phôi
Rèn tự do
Dập khối
Sản phẩmXử lý sau dập
Đối tượng cấn nghiên cứu
6
Phôi Æ Rèn, Dập khối Æ Phôi dập
- Phôi đúc, gù đúc - Chồn - Bán thành phẩm
- Phôi cán chu kỳ, định hình - Vuốt, kéo - Chi tiết
- Chế độ nhiệt - Uốn - Dung sai vật dập
- Vật liệu, cơ tính - Dát ...
- Ép chảy
- Đột lỗ
- Vặn xoắn
- Hàn cháy
- Chặt phôi
- Dập trong khuôn hở
- Dập trong khuôn kín
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
Phân loại dập khối
7
Gia công áp lực
Dập tấm Dập tạo hình khối
Rèn phôi Dập khối
Chồn
Vuốt
Uốn
Dập trong khuôn hở
Dập trong khuôn kín
Ép chảy
Máy búa
Máy ép TL
Máy ép vít
Máy ép TK
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
2.1 Phôi sử dụng trong rèn và dập khối
8
* Vật liệu để rèn và dập khối rất đa dạng, gồm:
- Các loại thép các bon
- Các loại thép hợp kim
- Kim loại mầu và hợp kim màu như hợp kim nhôm,
magiê, đồng và một số hợp kim niken, titan
* Mọi vật liệu kim loại có tính dẻo đều có thể dập ở một
nhiệt độ nhất định
9C¸c d¹ng ph«I chñ yÕu
Ph«I thÐp ®óc
ph«I thÐp c¸n ®Þnh h×nh
ph«I rÌn
ph«I thÐp tÊm
ph«I qua gia c«ng c¬
ph«I ®óc
c¸c lo¹i ph«I kh¸c
10
Các phương pháp cắt phôi
11
Sơ đồ cắt phôi trên máy cắt
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
Các phương pháp cắt phôi
12
Lưỡi cắt để cắt thép hình
a – để cắt phôi tròn
b - để cắt phôi vuông
c - để cắt phôi chữ nhật
d - để cắt thép góc
e - để cắt tấm
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
Các phương pháp cắt phôi
13
Dạng đặc trưng của đầu mặt phôi sau khi cắt
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 14
Ví dụ tính lực cắt
Ví dụ:
Tính lực cắt phôi trụ Φ20 mm thép ký hiệu C30 trên máy cắt ?
Tra bảng thông số vật liệu ta có giới hạn bền 480Mpa
F=pi*20*20/4=100pi mm*mm
σb= 480 Mpa=480 N/mm2
k = 1 ÷ 1,6
P=( 1 ÷ 1,6 )*0,7*480*100pi = 105.557 ÷168.892 N =10.5÷16.8 T
P = k . σc . F ≈ 0,7 k . σb . F
2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI
15
2.2.1. Khái niệm:
- Khoảng nhiệt độ tạo hình cho phép (Tcp) khi rèn và dập nóng là
khoảng nhiệt độ giới hạn bởi nhiệt độ bắt đầu rèn (Tbd) và nhiệt độ kết
thúc rèn (Tkt) mà tại đó kim loại có tính dẻo cần thiết để biến dạng và
điền đầy lòng khuôn. Đối với hợp kim thép - các bon thông thường thì
khoảng nhiệt độ cho phép nằm trong giới hạn từ 12500C – 750 oC.
- Khoảng nhiệt độ tạo hình cần thiết (Tct) là khoảng nhiệt độ nằm
trong khoảng nhiệt độ (Tcp) phù hợp với từng nguyên công, thời gian
gia công và vật liệu.
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI
16
2.2.3 CHẾ ĐỘ NUNG VÀ LÀM NGUỘI
Đạt được nhiệt độ nung
Nhiệt phân bố đồng đều theo tiết diện của thỏi đúc
hoặc phôi
Hạn chế oxy hóa và thoát các bon bề mặt
Tránh nứt tế vi và ứng suất dư do nhiệt
Yêu cầu khi nung:
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI
17
2.2.3 CHẾ ĐỘ NUNG VÀ LÀM NGUỘI
1. Nung tới nhiệt độ chuyển biến pha với tốc độ nung cho phép;
2. Giữ nhiệt ở nhiệt độ chuyển biến pha;
3. Tiếp tục nung đến nhiệt độ nung cần thiết với tốc độ nung cao
nhất có thể;
4. Giữ nhiệt ở nhiệt độ này để đồng đều hóa nhiệt độ theo tiết diện
phôi.
+ Chế độ nung phân đoạn cho phôi có chiều dày lớn:
2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI
18
2.2.3 CHẾ ĐỘ NUNG VÀ LÀM NGUỘI
+ Chế độ nung phân đoạn cho phôi nhỏ:
Khi nung phôi ngắn với tỷ lệ chiều dài/ đường kính
L/D ≤ 2, thời gian nung có thể giảm 2%,
L/D = 1,5 thời gian nung có thể giảm 8%,
L/D = 1 thì thời gian nung có thể giảm tới 29%.
Đối với đa số thép kết cấu khi phôi có đường kính nhỏ hơn
100 mm hoàn toàn có thể chất ngay vào lò có nhiệt độ cao (1300 -
1400o C).
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI
19
2.2.3 CHẾ ĐỘ NUNG VÀ LÀM NGUỘI
1. Phôi bịmất nhiệt trong khi tạo hình
2. Làm nguội sau khi rèn
Quá trình làm nguội gồm 2 giai đoạn:
Ở giai đoạn này phôi được làm nguội là do
- nhiệt truyền ra không khí xung quanh
- nhiệt truyền trực tiếp vào dụng cụ gia công.
- Đối với các chi tiết nhỏ, làm nguội bằng cách xếp thành đống lớn trong lò kín, trong lò
có chứa vôi bột, hoặc trong lò có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ngừng rèn, tức là cố gắng làm
nguội càng chậm càng tốt.
- Đối với các chi tiết lớn (D = 500 ÷ 1500 mm), người ta làm nguội ngoài không khí, đôi
khi còn làm “áo” bao lấy chi tiết để giảm tốc độ làm nguội kim loại. Các áo cách nhiệt
được làm bằng amian và cách kim loại từ 50 đến 120 mm.
2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI
20
2.2.4 PHƯƠNG PHÁP NUNG
a) Khi nung bằng dòng điện tiếp xúc
b) Khi nung bằng dòng điện cảm ứng
c) Phương pháp nung bằng dung dịch điện
phân
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
2.3 RÈN TỰ DO
21
2.3.1 Khái niệm và Phân loại
RÈN TỰ DO
RÈN THỦ CÔNGRÈN T Ủ C N RÈN MÁY
DẬP KHỐI I
CN DẬP TẠO HÌNH KHỐI Ì I
2.3 RÈN TỰ DO
22
• Rèn thủ công: là các nguyên công nhằm biến dạng
kim loại một phần hay toàn bộ thể tích ở nhiệt độ
thích hợp bằng dụng cụ biến dạng đơn giản và sử
dụng sức người là chính.
• Rèn máy: các nguyên công dập tạo hình khối đơn
giản nhằm biến dạng một phần hay toàn bộ thể tích
được thực hiện trên các thiết bị tạo lực ở nhiệt độ
thích hợp.
Trong khuôn khổ bài giảng này chỉ tập trung vào công nghệ rèn máy.
2.3.1 Khái niệm và Phân loại
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
2.3 RÈN TỰ DO
23
CN rÌn tù do
r
Ì
n
p
h
«
i
C
¾
t
p
h
«
i
N
g
.
c
«
n
g
c
h
å
n
N
g
.
c
«
n
g
v
u
è
t
N
g
.
c
«
n
g
®
é
t
l
ç
N
g
.
c
«
n
g
d
¸
t
v
μ
n
h
n
.
C
v
u
«
t
t
r
ª
n
t
r
ô
c
n
ß
n
g
N
g
.
c
«
n
g
d
¸
t
®
u
æ
i
N
g
.
c
«
n
g
t
¹
o
b
Ë
c
N
g
.
c
«
n
g
h
μ
n
c
h
¸
y
N
g
u
y
ª
n
c
«
n
g
u
è
n
n
.
C
t
¹
o
l
å
i
l
â
m
t
r
ª
n
p
h
«
i
r
Ì
n
p
h
«
i
C
¾
t
p
h
«
i
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 24
Các nguyên công rèn được chia thành các loại:
- nguyên công sơ bộ,
- nguyên công chủ yếu,
- nguyên công phụ
25
Bảng tổng hợp các nguyên công rèn
Tªn nguyªn c«ng NhiÖm vô Hình vẽ Ghi chó
I. C¸c nguyªn c«ng s¬ bé
1. RÌn ph«i BiÕn gï ®óc thμnh
ph«i rÌn.
Bao gåm c¸c
nguyªn c«ng Ðp
c¹nh vμ lμm mËt
®é riªng.
2. ChÆt ph«i
( xÊn, c¾t )
Chia ph«i rÌn ra
thμnh tõng phÇn
nhá lo¹i c¾t bá
phÇn ®Çu vμ phÇn
®u«i cña gï ®óc.
26
II. C¸c nguyªn c«ng chÝnh
3. Chån tù do
(1)
Chån trong
vßng (2) vμ
chån ®Çu (3)
Lμm tăng diÖn
tÝch tiÕt diÖn
ngang b»ng c¸ch
giảm toμn bé
chiÒu dμi (1)
Lo¹i lμm giảm
mét phÇn chiÒu
dμi ph«i (2) vμ cã
thÓ lμm ph×nh to
phÇn ®Çu ph«i (3)
C¸c nguyªn c«ng chån
cã thÓ lμ c¸c nguyªn
c«ng chuÈn bÞ ( tr−íc khi
®ét lç) lo¹i nguyªn c«ng
trung gian ( chuÈn bÞ cho
vuèt ).
4. Vuèt Lμm tăng chiÒu
dμi ph«i b»ng
c¸ch lμm giảm
diÖn tÝch tiÕt diÖn
ngang cña nã.
Khi vuèt phøc t¹p cã thÓ
bao gåm nhiÒu b−íc Ðp
liªn tôc quanh trôc ph«i.
27
5. Đột
lỗ
T¹o lç trong ph«i
hoÆc trong chi tiÕt.
Cã thÓ lμ
nguyªn c«ng s¬
bé, tr−íc khi d¸t
vμnh lo¹i më lç.
6. D¸t
vμnh
Đång thêi lμm tăng
cả ®−êng kÝnh trong
vμ ®−êng kÝnh ngoμi
cña ph«i rçng (cã lç
s½n).
Nguyªn c«ng
phøc t¹p bao
gåm nhiÒu b−íc
Ðp c¹nh ph«i
quay liªn tôc
trong trôc ®ì vμ
®Çu bóa hÑp.
28
7. Vuèt
trªn trôc
nßng
Tăng ®é dμi
ph«i rçng.
Kh«ng thay ®æi
®−êng kÝnh
trong.
8. D¸t Lμm tăng chiÒu
réng ph«i
Những nguyªn
c«ng d¸t phøc
t¹p bao gåm
nhiÒu qu¸ trinh
Ðp theo tiÕt diÖn
ngang.
29
9. T¹o
bËc
DÞch chuyÓn mét
phÇn kim lo¹i lÖch
khái trôc ban ®Çu
cña ph«i.
10. Uèn BiÕn ph«i th¼ng
thμnh ph«i cong
(hoÆc chi tiÕt cong)
theo gãc uèn cÇn
thiÕt.
Cã thÓ lμ nguyªn
c«ng chuÈn bÞ
hoÆc nguyªn
c«ng cuèi cïng.
11.
Th¾t,
tãp
T¹o ngÉng trªn ph«i
(hoÆc chi tiÕt )
Cã thÓ lμ nguyªn
c«ng chuÈn bÞ
hoÆc nguyªn
c«ng cuèi cïng.
30
12. Vª Tõ ph«i cã nhiÒu
c¹nh lμm thμnh
thanh trßn ( cã thÓ
toμn bé hoÆc côc
bé )
13. Vuèt côc
bé
Vuèt ë mét hoÆc
hai ®Çu ph«i
14. Më lç Lμm rçng lç cã
s½n vu«ng gãc víi
bÒ mÆt ph«i
ph¼ng.
31
III. C¸c nguyªn c«ng phô
15.
Đánh
dấu
Lμm biÕn d¹ng mét phÇn
rÊt nhá cña thÓ tÝch ph«i
nh»m t¹o thμnh chç låi
lâm trªn khu«n.
C¸c nguyªn c«ng
tiÕp theo nã
th−êng lμ c¸n côc
bé, vuèt côc bé
v.v
16. Vª
c¹nh
Nh»m giảm c¸c ảnh h−ëng
xÊu cña viÖc tho¸t nhiÖt (
giảm nhiÖt ®é ) kh«ng
®ång ®Òu cña ph«i.
Dïng ®Ó rÌn c¸c
ph«i b»ng thÐp
hîp kim cao, khái
bÞ nøt c¹nh khi rÌn
vi c¸c c¹nh th−êng
nguéi tr−íc.
32
17. VÆn
xo¾n
Nh»m quay nét
bé phËn nμo ®ã
cña ph«i ®i mét
gãc cho tr−íc.
18. Hμn
ch¸y
Nèi hai phÇn
ph«i l¹i víi
nhau.
Dïng khi
rÌn b»ng
m¸y bóa.
33
C¸c nguyªn c«ng kh¸c
19. C¾t
bavia
Còng cã thÓ lμ
những nguyªn
c«ng chuyÓn
tiÕp.
20. Lμ Lμm mÊt những chç låi
lâm, kh«ng ph¼ng, cong,
vªnh cña ph«i.
21. N¾n Lμm ph¼ng c¸c ph«i
cong kh«ng tÝnh tr−íc (
cong do thiÕu sãt cña quy
trinh c«ng nghÖ hoÆc khi
gia c«ng).
22. Đãng
dÊu
Ghi l¹i những ký hiÖu,
m¸c thÐp, sè hiÖu chi tiÕt,
b»ng c¸ch ®ôc vμo chi
tiÕt hoặc con dÊu.
34
2.4 DẬP KHỐI TRÊN
MÁY BÚA
2.4 DẬP KHỐI TRÊN MÁY BÚA
35
CN DẬP
TẠO HÌNH KHỐI
P
Ì I
CN RÈN CN DẬP KHỐI I
DẬP KHỐI
TRÊN KHUÔN HỞ
DẬP KHỐI
TRÊN KHUÔN HỞ
DẬP KHỐI
TRÊN KHUÔN KÍN
DẬP KHỐI
TRÊN KHUÔN KÍN
ÉP CHẢY, KÉO DÂY*ÉP CHẢY, KÉO DÂY *
36
CÁC CÔNG ĐOẠN CỦA QUÁ TRÌNH DẬP KHỐI
2.4 DẬP KHỐI TRÊN MÁY BÚA
37 38
HÌNH ẢNH THIẾT BỊ DẬP KHỐI
Equipment Vận tốc m/s
Hydraulic press
Mechanical press
Screw press
Gravity drop hammer
Power drop hammer
Counterblow hammer
0.06 – 0.30
0.06 – 1.5
0.6 – 1.2
3.6 – 4.8
3.0 – 9.0
4.5 – 9.0
39
2.4.1 KHÁI NIỆM và PHÂN LOẠI
DẬP KHỐI là quá trình biến dạng dẻo kim loại trong
lòng khuôn ở nhiệt độ thích hợp.
DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN HỞ tạo ra các phôi dập
có vành biên
DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN KÍN tạo ra sản phẩm
không có vành biên.
40
2.4.1.1 DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN HỞ
a- Phôi
b, c- Khuôn
không có góc
nghiêng (lý
tưởng)
d,e- Khuôn có
góc nghiêng
thành lòng
khuôn (phôi
thừa)
41
2.4.1.2 DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN KÍN
a,b- Khuôn kín
không có
góc nghiêng
c- Khuôn kín
có góc
nghiêng
d- Khuôn kín
trên máy
rèn ngang
42
So sánh dập trên khuôn kín và khuôn hở
Comparison of closed-die forging to precision or flashless forging of a cylindrical billet. Source:
H. Takemasu, V. Vazquez, B. Painter, and T. Altan.
SO SÁNH DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN KÍN VÀ HỞ
43
KHUÔN DẬP TRÊN MÁY BÚA
1- Bệ đe
2- Thanh chêm bệ đe
3- Bệ đe phụ/ tấm ghép
4- Thanh chêm khuôn dưới
5- Khuôn dưới
6- Khuôn trên
7- Thanh chêm khuôn trên
8- Đầu búa trên
9- Con chốt trên
10- Con chốt dưới
Lắp khuôn hở trên máy búa
44
- Dập khối trên máy búa linh hoạt hơn dập trên máy
ép cơ khí vì máy búa có hành trình thay đổi, tránh
được hiện tượng quá tải và kẹt máy.
- Kích thước chiều ngang được đảm bảo, chiều cao
sản phẩm thường không chính xác -> do kích thước
phôi
- Với khuôn dập khối hở thì vật dập luôn có vành biên
-> cần thiết có các nguyên công tinh chỉnh và cắt
biên.
Máy dập + Khuôn + Phôi+ Chế độ nhiệt => Sản phẩm dập
45
2.4.2 MẶT PHÂN KHUÔN
Mặt phân khuôn phân chia khuôn thành 2 nửa
khuôn trên và khuôn dưới; thuận lợi cho quá trình điền
đầy kim loại, đặt phôi và lấy vật dập ra khỏi khuôn.
(xem hình trang sau)
Mặt phân khuôn có thể phẳng hoặc gấp khúc.
Vật dập là hình khối không gian đơn giản thì có thể
chọn tối ưu: tháo lắp, hướng thớ...
Vật dập phức tạp thì có thể thêm lượng thêm kim
loại để có thể lấy vật dập.
Hình dáng vật dập phụ thuộc vào mặt phân khuôn.
46
MẶT PHÂN KHUÔN VỚI CÁC VẬT RÈN ĐƠN GIẢN
47
CHỌN MẶT PHÂN KHUÔN THEO TỈ SỐ H/D
- H/D nhỏ thì nên chọn phương án b
- H>>D thì nên chọn theo phương án c
48
SỰ PHÂN BỐ THỚ KL theo MẶT PHÂN KHUÔN
Chi tiết dạng con chốt hay bị cắt đứt tại tiết
diện a-a, nên chọn mặt phân khuôn I-I cho tổ
chức hướng thớ liên tục.
Phương án a thì góc nghiêng lòng khuôn nhỏ,
tiết kiệm kim loại.
49
2.4.3 VÀNH BIÊN và RÃNH THOÁT BIÊN
VÀNH BIÊN là phần kim loại thừa bao quanh vật
dập.
- Khóa cửa khuôn ở giai đoạn cuối quá trình dập
- Tăng trở lực biến dạng để kim loại điền đầy các hốc
hẹp, rãnh sâu trong lòng khuôn.
- Vành biên được cắt bởi các nguyên công sau dập
50
Kết cấu khuôn cắt biên và đột màng ngăn lỗ
51
B. RÃNH THOÁT BIÊN
RÃNH THOÁT BIÊN gồm cầu vành biên a và túi
chứa kim loại b
Kích thước h đóng vai trò quan trọng trong việc điền
đầy kim loại và hình thành vành biên.
52
Các loại rãnh thoát biên
53
Các giai đoạn hình thành vành biên
a)Vành biên quá lớn b)Vành biên hợp lý
1
2
3
54
2.4.4 GÓC NGHIÊNG THÀNH LÒNG KHUÔN
Mục đích:
Sau khi dập do lực ma sát giữa vật dập và
thành lòng khuôn tại các mặt tiếp xúc, cho nên
nếu ta làm các thành lòng khuôn đứng thì vật dập
sẽ dính chặt vào lòng khuôn, không lấy ra được,
hoặc trong trường hợp dùng cần đẩy mà lực ma
sát rất lớn thì lực cũng lớn.
Xem góc nghiêng
55
A. Cách chọn góc nghiêng
- Các khuôn hở dập trên máy búa: lòng khuôn với một góc
nghiêng nhất định (khoảng 5÷100 )
- Đối với các khuôn dập có dùng cần đẩy ( khả năng này rất khó
thực hiện trên máy búa ) thì có thể giảm góc nghiêng thành lòng
khuôn đi vài ba độ.
- Độ sâu tương đối của các lòng khuôn càng lớn thì góc nghiêng
thành lòng khuôn càng lớn.
- Vật dập như nhau nhiệt độ phôi dập càng cao thì góc nghiêng
thành lòng khuôn càng lớn.
- Nếu dùng chất bôi trơn tốt thì không những làm giảm hệ số ma
sát mà còn làm giảm áp lực pháp tuyến.
56
- Khi vËt dËp dÝnh ë nöa khu«n d−íi, ®Ó th¸o gì chØ cÇn
®Ëp m¹nh thªm mét lÇn lμ cã thÓ lÊy ®−îc s¶n phÈm.
- §Æc biÖt nguy hiÓm khi vËt dËp dÝnh ë nöa khu«n trªn,
cã thÓ g©y vì khu«n, gÉy c¸n bóa hoÆc v¨ng vμo c«ng
nh©n g©y tai n¹n.
- §Ó kh¾c phôc, khi chÕ t¹o khu«n th−êng lμm gãc
nghiªng ë nöa khu«n trªn lín h¬n gãc nghiªng ë nöa
khu«n d−íi.
57
B. Điều kiện để vật dập tự thoát ra khỏi lòng khuôn
Sau nh¸t ®Ëp cuèi cïng, trªn bÒ mÆt tiÕp xóc
gi÷a vËt dËp vμ lßng khu«n tån t¹i c¸c thμnh
phÇn lùc:
- P t¸c dông vu«ng gãc bÒ mÆt vËt dËp.
- Gäi ma s¸t tiÕp xóc tæng céng lμ T, gãc
nghiªng thμnh lßng khu«n lμ α, hÖ sè ma s¸t μ
58
T = μ.P ( theo ®Þnh luËt Coulomb)
Coi tæng hîp c¸c lùc t¸c dông lªn vËt dËp lμ Q th×
Q = -Tcosα + Psinα = P(sinα - μcosα)
§Ó vËt dËp tù ®Èy ra khái lßng khu«n th× hîp lùc Q ph¶I
lín h¬n kh«ng (chiÒu d−¬ng)
α
α T
P
Q
Phân tích lực tác dụng lên phôi
Q > = 0
(sinα - μcosα) >=0 tgα >= μ
59
Vùng giá trị của góc nghiêng
I
II
tgα > μ
Vùng II đảm bảo điều kiện vật dập tự đẩy ra khỏi khuôn
sau nhát đập thêm
60
+ Gãc nghiªng ngoμi: ë mÆt
tiÕp xóc gi÷a vËt dËp vμ lßng
khu«n mμ khi kim lo¹i nguéi
®i sÏ t¹o ra khe hë.
+ Gãc nghiªng trong: lμ gãc
nghiªng ë c¸c mÆt tiÕp xóc
mμ khi kim lo¹i nguéi ®i sÏ
t¹o ra ®é c¨ng.
α1 < α2
61
2.4.5 BÁN KÍNH GÓC LƯỢN
- Là yếu tố công nghệ không tránh khỏi trong
gia công cơ khí. Bán kính lượn càng nhỏ mức độ
gia công càng khó.
- Bán kính lượn lớn hay nhỏ sẽ tạo thuận lợi hay
khó khăn khi điền đầy kim loại.
- Bán kính góc lượn giảm tập trung ứng suất.
- Bán kính lượn trên dụng cụ (chày,cối) luôn nhỏ
hơn hoặc bằng bán kính lượn trên phôi.
62
Cách chọn bán kính góc lượn
B¸n kÝnh gãc l−în
- B¸n kÝnh gãc l−în trong R
- B¸n kÝnh gãc l−în ngoμi r
Th«ng th−êng r = 1 ÷ 6mm
R = 3 ÷ 15mm
h/b < 2 r = 0.05h + 0.5; R = 2.5r + 0.5
h/b = 2 ÷ 4 r = 0.06h + 0.5; R = 3.0r + 0.5
h/b > 4 r = 0.07h + 0.5; R = 3.5r + 0.5
63
2.4.6 LỖ CHƯA THẤU VÀ MÀNG NGĂN LỖ
•Màng ngăn lỗ: Phần kim loại công nghệ còn lại trong lỗ sau khi dập
• Lỗ chưa thấu: thay hoặc giảm tải cho n/c đột lỗ
64
Chiều sâu tối đa của lỗ chưa thấu
Chiều sâu tối đa hmax của lỗ chưa thấu có thể dập
trên máy búa được tính theo công thức kinh nghiệm
sau:
)(
max 75,2).4cos(
5,0
tb
Dh σα=
σb(t) – Giới hạn bền của kim loại ở nhiệt độ biến dạng
D - Đường kính lỗ .
α - Góc nghiêng thành lòng khuôn
< 0,8D
65
Chiều dày màng ngăn lỗ
Khi cần dập chi tiết có màng ngăn lỗ thì chiều dầy
màng cũng phải tính toán sao cho hợp lý. Nếu qúa dầy
thì tốn kim loại, tốn lực đột màng ngăn lỗ. Nếu quá
mỏng thì dễ hỏng khuôn (dấu khuôn) tốn năng lượng
khi dập.
Có thể tính chiều dày màng ngăn lỗ theo công thức
kinh nghiệm sâu đây:
mmhhDa 6,0525,045,0 +−−=
66
2.4.7 LÒNG KHUÔN TINH
Lòng khuôn tinh:
- lòng khuôn cuối
cùng,
- có hình dáng gần
nhất với vật dập.
a) Bản vẽ vật dập
b) Hình dạng sau khi duỗi thẳng
của vật dập
c) Các bước dập
d) Khuôn dưới
e) Lòng khuôn ép tụ
67
CÁC NGUYÊN TẮC ĐIỀN ĐẦY LÒNG KHUÔN
a) Chồn
b,c) Chồn, đột
lỗ
d) Chồn phôi
cao
e) Ép chảy
f) Chồn, đột, ép
chảy
68
CÁC GĐ QUÁ TRÌNH ĐIỀN ĐẦY LÒNG KHUÔN
Giai đoạn 1: Chồn tự do, từ chiều cao ban đầu đến khi
phôi tiếp xúc vào các thành bên. Chiều cao phôi giảm
lượng ΔH1. Áp lực đơn vị thấp, chủ yếu là áp lực p
và áp lực do lực ma sát bề mặt gây ra mp.
Giai đoạn 2: Chồn+Ép chảy, từ khi kim loại tiếp xúc
thành bên đến khi cầu vành biên bắt đầu bị đóng kín.
Chiều cao phôi giảm đi 1 lượng ΔH2. Ngoài các áp
lực p,mp còn có áp lực trên thành bên q và mq lực ma
sát do q gây ra.
Giai đoạn 3: Chồn+Ép chảy, kim loại điền đầy các góc
lượn và chảy qua cầu vành biên. Các thành phần lực
masat thành bên mp, mq ko còn mặc dù vẫn có áp lực
bên q, do ko có sự chuyển dịch của lớp kim loại bề
mặt. Thêm vào đó là áp lực tại cầu vành biên c và ma
sát mc. Do đó lực dập tăng nhanh. ΔH3 nhỏ hơn ΔH1 ΔH2
Giai đoạn 4: Đẩy nốt phần kim loại thừa ra vành biên.
Thành phần lực gần giống GDD3 và tăng rất nhanh.
69
Mô phỏng QUÁ TRÌNH ĐIỀN ĐẦY LÒNG KHUÔN
70
2.4.8 LÒNG KHUÔN THÔ
- Lòng khuôn thô có nhiệm vụ làm giảm nhiệm
vụ cường độ làm việc của lòng khuôn tinh, do đó
tăng tuổi thọ của các lòng khuôn tinh.
- Phôi dập qua lòng khuôn thô có hình dáng gần
giống vật dập, có một lớp ba via được tạo ra từ
khe hở giữa hai mặt biên
Vị trí các lòngkhuôn
71
ĐẶC ĐIỂM LÒNG KHUÔN THÔ
Cấu tạo lòng khuôn thô gần giống lòng khuôn tinh
nhưng có những điểm khác sau đây.
1. Các bán kính góc lượn lòng khuôn thô lớn hơn ở lòng
khuôn tinh.
2. Lòng khuôn thô không có rãnh thoát biên.
3. Chiều cao lòng khuôn thô phải lớn hơn chiều cao vật
dập để khi dập trên lòng khuôn tinh có một lượng biến
dạng về chiều cao .
72
ĐẶC ĐIỂM LÒNG KHUÔN THÔ
4. Chiều rộng các lòng khuôn thô phải nhỏ hơn chiều
rộng lòng khuôn tinh để có thể đặt bán thành phẩm (đã
qua lòng khuôn thô) vào lòng khuôn tinh được dễ dàng
.
5. Góc nghiêng thành lòng khuôn thô có thể lớn hơn,
bằng hoặc nhỏ hơn góc nghiêng thành lòng khuôn tinh.
Nếu cần tạo gân hoặc một chỗ lồi cao thì ta nên tạo
hình theo phương pháp ép chảy.
73
Vật dập trên lòng khuôn thô và tinh
- Nửa trái: vật dập lòng khuôn thô
- Nửa phải: vật dập lòng khuôn tinh
74
- chiều dày lớp ba via sau khi dập qua lòng khuôn thô
là ht
- chiều dày cầu vành biên lòng khuôn tinh là h
- chiều sâu của túi chứa kim loại ở rãnh thoát biên là H
h < ht <H
75
2.4.9 CÁC NGUYÊN CÔNG CHUẨN BỊ
- Chuẩn bị phôi dập bằng máy chuyên dùng: máy cán
chu kỳ, rèn cán..
- Phôi cán định hình, chu kỳ..
- Phôi đúc
76
®å
thÞ
X¸c
®Þnh
C¸c
n.C
ChuÈn
bÞ
C