Cơ khí chế tạo máy - Chương 3: CN tạo hình sản phẩm dạng khối

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ B/M GIA CÔNG ÁP LỰC Ch 3 --------------------------------------------------- CN TẠO HÌNH SẢN PHẨM ương DẠNG KHỐI Hà nội, 26.8.2010 NỘI DUNG 3 1 Khái iệ bả. n m cơ n 3.1.1. Khái niệm và phân loại 3 1 2 T ì h ô hệ hì h khối. . . r n tự c ng ng tạo n 3.1.3. Chế độ nhiệt 3 1 4 ậ liệ. . . V t u 3.2 Các nguyên công tạo hình sơ bộ ồ3.2.1 Nguyên công ch n 3.2.2 Nguyên công rèn trên đầu búa vạn năng ẩ3.2.3 Nguyên công chu n bị khác 3.3 Các nguyên công tạo hình chính 2B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN NỘI DUNG 3 3 Cá ê ô t hì h hí h. c nguy n c ng ạo n c n 3.3.1 Dập trong khuôn hở 3 3 2 Dậ kh ô kí. . p trong u n n 3.3.3 Ép chảy 3 3 4 ế ấ kh ô. . K t c u u n 3.3.5 Điều khiển hướng thớ theo yêu cầu làm i hi iếv ệc của c t t 3.4 Ví dụ tính toán QTCN dập trục khuỷu ế ỗ3.5 Các trang thi t bị h trợ thực hiện CN 3B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 3.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 3.1.1 KHÁI NIỆM Cô hệ dậ hì h khối là ộ ng ng p tạo n m t phương pháp dập tạo hình sản phẩm dạng khối bằng cách tác dụng lực làm biến ki l i ôdạng dẻo m oạ trong lòng khu n. 4B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN Các dạng sản phẩm dập khối 5 Dập khối sản phẩm lớn 6B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 3.1.2 Trình tự thực hiện công nghệ ? Sơ đồ khối công nghệ rèn dập khối, Phôi Nung phôi Rèn tự do Sản phẩmXử lý sau dập 7 Dập khối Phân loại dập khối 8B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN ? Đối tượng cần nghiên cứu 3.1.2 Trình tự thực hiện công nghệ Phôi ? Rèn, Dập khối ? 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 ỗ- Đột l - Vặn xoắn - Hàn cháy - Chặt phôi - Dập trong khuôn hở Dậ t kh ô kí 9 - p rong u n n B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 3.1.3 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI ? 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 (T ) vàbd 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. 10B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN ?Yê ầ khi 3.1.3 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI Đ t đ hiệt độ u c u nung: ? ạ ược n 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 ? 11B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 3.1.3 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI + Chế độ nung phân đoạn cho phôi có chiều dày lớn: 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 ấ ó ểcao nh t c th ; 4. Giữ nhiệt ở nhiệt độ này để đồng đều hóa nhiệt độ theo tiết diện phôi. 12 3.1.3 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI + Chế độ nung phân đoạn cho phôi nhỏ: 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 Khi hôi ắ ới tỷ lệ hiề dài/ đ ờ kí h (1300 - 1400o C). nung p ng n v c u ư ng n 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%. 13B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 3.1.3 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI 1. Phôi bị mất nhiệt trong khi tạo hình 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. 2. Làm nguội sau khi rèn - Đối với các chi tiết nhỏ, làm nguội bằng cách xếp thành đống lớn trong lò kín, ấtrong lò có chứa vôi bột, hoặc trong lò có nhiệt độ th p 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. 14 3.1.3 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI 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 15B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 3.1.4 Phôi sử dụng trong rèn và dập khối * Mọi vật liệu kim loại có tính dẻo đều có thể dập ở một nhiệt độ nhất định * 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 hô iê đồ à ột ố h ki ikn m, mag , ng v m s ợp m n en, titan 16 C¸c d¹ng ph«I chñ yÕu ? Ph«I thÐp ®óc ? ph«I thÐp c¸n ®Þnh h×nh « Ì? ph I r n ? ph«I thÐp tÊm ? ph«I qua gia c«ng c¬ ? ph«I ®óc ? c¸c lo¹i ph«I kh¸c 17 18 Các phương pháp cắt phôi Sơ đồ cắt phôi trên máy cắt 19B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN Các phương pháp cắt phôi 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 20B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN Các phương pháp cắt phôi Dạng đặc trưng của đầu mặt phôi sau khi cắt 21B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN Ví dụ tính lực cắt Ví dụ: Tính lực cắt phôi trụ Φ20 mm thép ký hiệu C30 trên máy cắt ? P = k . σc . F ≈ 0,7 k . σb . F Tra bảng thông số vật liệu ta có giới hạn bền 480Mpa F=pi*20*20/4=100pi mm*mm b 480 M 480 N/ 2σ = pa= mm k = 1 ÷ 1,6 P=( 1 ÷ 1,6 )*0,7*480*100pi = 105.557 ÷168.892 N =10.5÷16.8 T 22 3.2 CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO HÌNH SƠ BỘ CN DẬPTẠO HÌNH KHỐI È Ự Ậ Ố R N T DO D P KH I RÈN THỦ CÔNG RÈN MÁY 23 • Rèn thủ công: là các nguyên công nhằm biến 3.3.1 Khái niệm và Phân loại 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. 24 Trong khuôn khổ bài giảng này chỉ tập trung vào công nghệ rèn máy. B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN 3.2 CÁC NGUYÊN CÔNG RÈN CN rÌn i å n è t l ç µ n h n ß n g u æ i b Ë c h ¸ y u è n n p h « i p h « i p h « i g c h å g v u è ® é t l d ¸ t v µ n t r ô c d ¸ t ® t ¹ o b h µ n c h « n g u m t r ª n p h « i p h « i r Ì n p C ¾ t p c « n g c « n g c « n g « n g d t t r ª n « n g d c « n g t « n g h y ª n c « l å i l â m r Ì n p C ¾ t p r C N g . N g . N g . c N g . c « C v u « t N g . c « N g . c N g . c « N g u y C t ¹ o l r C 25B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN N n . C N N N n . C 3.2 CÁC NGUYÊN CÔNG TẠO HÌNH SƠ BỘ Các nguyên công rèn được chia thành các l ioạ : ? nguyên công sơ bộ, ? nguyên công chủ yếu, ? nguyên công phụ. 26 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 hÇ ®Ç µp n u v phÇn ®u«i cña gï ®óc. 27 II. C¸c nguyªn c«ng chÝnh 3. Chån tù do (1) Lµm tăng diÖn tÝch tiÕt diÖn b» C¸c nguyªn c«ng chån cã thÓ lµ c¸c nguyªn h È bÞ ( í Chån trong vßng (2) vµ chån ®Çu (3) ngang ng c¸ch giảm toµn bé chiÒu dµi (1) Lo¹i lµm giảm hÇ hiÒ c«ng c u n tr− c khi ®ét lç) lo¹i nguyªn c«ng trung gian ( chuÈn bÞ cho vuèt ). mét p n c u dµi ph«i (2) vµ cã thÓ lµm ph×nh to phÇn ®Ç h i (3)u p « 4. Vuèt Lµm tăng chiÒu dµi ph«i b»ng ¸ h lµ iả Khi vuèt phøc t¹p cã thÓ bao gåm nhiÒu b í Ð liª t hc c m g m diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña nã. − c p n ôc quan trôc ph«i. 28 5 Độ T lç t h«i Cã thÓ lµ. t lỗ ¹o rong p hoÆc trong chi tiÕt. nguyªn c«ng s¬ bé, tr−íc khi d¸t vµnh lo¹i më lç. 6. D¸t µ Đång thêi lµm tăng cả ®−êng Nguyªn c«ng phøc t¹p baov nh kÝnh trong vµ ®−êng kÝnh ngoµi cña ph«i rçng (cã ç gåm nhiÒu b−íc Ðp c¹nh ph«i quay liªn l s½n). tôc trong trôc ®ì vµ ®Çu bóa hÑp. 29 7. Vuèt trªn trôc Tăng ®é dµi ph«i rçng. Kh«ng thay ®æi ®−êng kÝnh trong nßng . 8. D¸t Lµm tăng chiÒu réng Những nguyªn c«ng d¸t phøc ph«i t¹p bao gåm nhiÒu qu¸ trinh Ðp theo tiÕt diÖn ngang. 30 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 Cã thÓ lµ nguyªn c«ng (hoÆc chi tiÕt cong) theo gãc uèn cÇn thiÕt. chuÈn bÞ hoÆc nguyªn c«ng cuèi cïng. 11. Th¾t T¹o ngÉng trªn ph«i (hoÆc chi tiÕt Cã thÓ lµ nguyªn c«ng, tãp ) chuÈn bÞ hoÆc nguyªn c«ng cuèi cïng. 31 12. Vª Tõ ph«i cã nhiÒu c¹nh lµm thµnh thanh trßn ( cã hÓ µ b ht to n é oÆc côc bé ) 13 Vuèt Vuèt ë mét hoÆc. côc bé hai ®Çu ph«i 14. Më lç Lµm rçng lç cã s½n vu«ng gãc víi bÒ mÆt ph«i ph¼ng. 32 III. C¸c nguyªn c«ng phô 15. Đá h Lµm biÕn d¹ng mét phÇn rÊt nhá cña thÓ tÝch C¸c nguyªn c«ng tiÕp theo nãn dấu ph«i nh»m t¹o thµnh chç låi lâm trªn khu«n. th−êng lµ c¸n côc bé, vuèt côc bé v.v 16 Vª Nh»m giảm c¸c ảnh Dïng ®Ó rÌn c¸c. c¹nh h−ëng xÊu cña viÖctho¸t nhiÖt ( giảm nhiÖt ®é ) kh«ng ®ång ®Òu ñ h«i ph«i b»ng thÐp hîp kim cao, khái bÞ nøt c¹nh khi Ì i ¸c a p . r n v c c c¹nh th−êng nguéi tr−íc. 33 17. VÆn xo¾n Nh»m quay nét bé phËn nµo ®ã cña ph«i ®i mét gãc cho tr−íc. 18. Hµn Nèi hai phÇn Dïng khi ch¸y ph«i l¹i víi nhau. rÌn b»ng m¸y bóa. 34 C¸ ª « kh¸c nguy n c ng 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 h Æ khi i « )o c g a c ng . 22. Đãng Ghi l¹i những ký hiÖu, m¸c thÐp, sè hiÖu chi tiÕt b» ¸ h ® µ 35 dÊu , ng c c ôc v o chi tiÕt hoặc con dÊu. Quy trình rèn gù đúc 1. Phôi đúc (gù) 2 Lò. nung 3. Xe chở phôi 4. Chuyển phôi 5 Má dậ. y p 6. Xe xoay phôi 7. Phế liệu ể8. Xe chuy n phôi 9. Xử lý nhiệt 10, 11. Kiểm tra ẩ12. Kho thành ph m 36 3.4 CÁC NGUYÊN CÔ G Ậ ẠO ÌN D P T H NH 37 3.4 DẬP KHỐI TRÊN MÁY BÚA CN DẬP TẠO HÌNH KHỐI CN RÈN CN DẬP KHỐI DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN HỞ DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN KÍN ÉP CHẢY, KÉO DÂY* 38 3.4 DẬP KHỐI TRÊN MÁY BÚA 39 CÁC CÔNG ĐOẠN CỦA QUÁ TRÌNH DẬP KHỐI 40 3.4 DẬP KHỐI TRÊN MÁY BÚA 41 HÌNH ẢNH THIẾT BỊ DẬP KHỐI Equipment Vận tốc m/s Hydraulic press Mechanical press 0.06 – 0.30 0 06 1 5 Screw press Gravity drop hammer Power drop hammer C t bl h . – . 0.6 – 1.2 3.6 – 4.8 3.0 – 9.0 4 5 9 0 42 oun er ow ammer . – . 3.3.1 KHÁI NIỆM và PHÂN LOẠI 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. 43 So sánh dập trên khuôn kín và khuôn hởSO SÁNH DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN KÍN VÀ HỞ 44 Comparison of closed-die forging to precision or flashless forging of a cylindrical billet. Source: H. Takemasu, V. Vazquez, B. Painter, and T. Altan. 3.3.2 DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN HỞ a- Phôi b c Khuôn, - không có góc nghiêng (lý tưởng) d,e- Khuôn có góc nghiêng thành lòng kh ô ( hôiu n p thừa) 45 KHUÔN DẬP TRÊN MÁY BÚA Lắ kh ô hở ê á bú 1 Bệ đ p u n tr n m y a - e 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 C hốt t ê- on c r n 10- Con chốt dưới 46 ố- Dập kh i trên máy búa linh hoạt hơn dập trên máy ép cơ khí vì máy búa có hành trình thay ổđ i, 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. 47 ? 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. 48 MẶT PHÂN KHUÔN VỚI CÁC VẬT RÈN ĐƠN GIẢN 49 SỰ PHÂN BỐ THỚ KL theo MẶT PHÂN KHUÔN Chi tiết dạng con chốt hay bị cắt đứt tại tiết diệ ê h hâ kh ô hn a-a, n n c ọn mặt p n u n I-I c o tổ chức hướng thớ liên tục. Phương án a thì góc nghiêng lòng khuôn nhỏ tiết kiệm kim loại 50 , . ? 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. Và h biê đượ ắt bởi á ê ô dậ- n n c c c c nguy n c ng sau p 51 Kết cấu khuôn cắt biên và đột màng ngăn lỗ 52 B. RÃNH THOÁT BIÊN à Á Ê ồ ầR NH THO T BI N g m c u 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. 53 Các loại rãnh thoát biên 54 Các giai đoạn hình thành vành biên 1 2 3 55 a)Vành biên quá lớn b)Vành biên hợp lý ? GÓC NGHIÊNG THÀNH LÒNG KHUÔN Mục đích: S khi dậ d l át iữ ật dậau p o ực ma s g a v p và thành lòng khuôn tại các mặt tiếp xúc, cho ếnên n u 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. 56 Xem góc nghiêng A. Cách chọn góc nghiêng - Các khuôn hở dập trên máy búa: lòng khuôn với một góc nghiêng nhất định (khoảng 5÷100 ) ố ầ ẩ ấ- Đ i với các khuôn dập có dùng c n đ y ( khả năng này r t khó thực hiện trên máy búa ) thì có thể giảm góc nghiêng thà h lò kh ô đi ài b độn ng u n v a . - 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 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 Coi tæng hîp c¸c lùc t¸c dông lªn vËt dËp lµ Q th× Phân tích lực tác dụng lên phôi Q = -Tcosα + Psinα = P(sinα - µcosα) Q T = µ.P ( theo ®Þnh luËt Coulomb) §Ó Ët dË t ®È khái lß kh « th× h l Q α P v p ù y ra ng u n îp ùc ph¶I lín h¬n kh«ng (chiÒu d−¬ng) α T Q > = 0 (sinα - µcosα) >=0 tgα >= µ 59 Vùng giá trị của góc nghiêng I II t >gα 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 tiÕ ó µ khi ki l ip x c m m o¹ nguéi ®i sÏ t¹o ra ®é c¨ng. α1 < α2 61 ? BÁN KÍNH GÓC LƯỢN ế ố- Là y u t 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. ấ- Bán kính góc lượn giảm tập trung ứng su t. - 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¸ kÝ h ã l−î µi- n n g c n ngo r Th«ng th−êng r = 1 ÷ 6mm R = 3 ÷ 15mm h/b < 2 0 05h + 0 5 R 2 5 + 0 5 r = . . ; = . r . 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 ? LỖ CHƯA THẤU VÀ MÀNG NGĂN LỖ • Lỗ chưa thấu: thay hoặc giảm tải cho n/c đột lỗ •Màng ngăn lỗ: Phần kim loại công nghệ còn lại trong lỗ sau khi 64 dập Chiều sâu tối đa của lỗ chưa thấu ề ố ỗ ấ ểChi u sâu t i đa hmax của l chưa th u có th dập trên máy búa được tính theo công thức kinh hing ệm sau: 5,0 Dh = < 0 8D )( max 75,2).4cos( tbσα , σb(t) – Giới hạn bền của kim loại ở nhiệt độ biến dạng D - Đường kính lỗ . α - Góc nghiêng thành lòng khuôn 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 ? LÒNG KHUÔN TINH Lòng khuôn tinh: - lòng khuôn cuối ùc ng, - có hình dáng gần hất ới ật dận v v p. 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 ∆H1. 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 ∆H2. Ngoài các áp lực p,mp còn có áp lực trên thành bên q vàmq lực ma sát do q gây ra. Giai đoạn 3: Chồn+Ép chảy, kim loại điền đầy các ó l à hả ầ à h biê Cá thà hg c ượn v c y qua c u v n n. c n 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. ∆H3 nhỏ hơn ∆H1∆H2 Giai đoạn 4: Đẩy nốt phần kim loại thừa ra vành biê Thà h hầ l ầ iố GDD3 à tă 69 n. n p n ực g n g ng v ng rất nhanh. Mô phỏng QUÁ TRÌNH ĐIỀN ĐẦY LÒNG KHUÔN 70 ? 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 ầ ốg n gi ng vật dập, có một lớp ba via được tạo ra từ khe hở giữa hai mặt biên 71 Vị trí các lòngkhuôn 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 Chiề lò kh ô thô hải lớ h hiề. u cao ng u n p n ơn c u cao vật dập để khi dập trên lòng khuôn tinh có một l biế d ề hiềượng n ạng v c u 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 74 - Nửa phải: vật dập lòng khuôn tinh ? CÁC NGUYÊN CÔNG CHUẨN BỊ KHÁC Ch ẩ bị hôi dậ bằ á h ê dù á- u n p p ng m y c uy n ng: m y cán chu kỳ, rèn cán.. h á đ h hì h h kỳ- P ôi c n ịn n , c u .. - Phôi đúc 75 - NGUYÊN CÔNG CHUẨN BỊ VẬT DẬP DỌC -Vật dập dọc là c