thuyết mình công nghệ ép chảy nhôm và công nghệ gia công tạo hình khối

MỤC LỤC
I – Cơng nghệ tạo hình kim loại tấm...................................................................4
Chương 1 – Tổng quan về cơng nghệ tạo hình kim loại tấm................................4
1.1. Cơng nghệ dập tạo hình tấm................................................................................... 4
1.2. Phân loại........................................................................................................................... 4
1.3. Một số thiết bị gia công, khuôn dập.....................................................................6
1.4. Một số sản phẩm điển hình..................................................................................... 8
Chương 2 – Lựa chọn phương án công nghệ, thiết lập bản vẽ vật dập ............11
2.1. Lựa chọn phương án công nghệ...........................................................................11
2.1.1. Giới thiệu sản phẩm.......................................................................................... 11
2.1.2. Các phương án công nghệ............................................................................... 11
2.2. Đanh gia cac phương an cơng nghê....................................................................12
2.3. Tinh toan qua trình dập.............................................................................................. 12
2.3.1: Tinh phôi ban đầu................................................................................................... 12
2.3.2: Sắp xếp phôi và phân chia cac phần cắt bỏ phế liêu...............................13
2.3.3: Bố tri cac ngun cơng trên khn dập.........................................................14
2.3.4: Tính tốn hệ số sử dụng vật liệu...................................................................14
2.4 Tinh toan cac thông số công nghê............................................................................15
2.4.1 Xac định lực cắt đột phôi....................................................................................... 15
2.4.2 Xac định lực uốn....................................................................................................... 15
2.5: Tính chọn một số kích thước của khuôn...........................................................16
2.5.1. Trị số khe hở tối ưu............................................................................................... 16
2.5.2: Một số kich thước khac........................................................................................ 17
2.6: Thiết kế cac dụng cụ.................................................................................................... 19
2.6.1: Thiết kế cắt chày cắt đột và uốn....................................................................19
1


2.6.2: Thiết kế các cối...................................................................................................... 19
2.7: Thiết kế các khối khn............................................................................................ 21
2.7.1: Các lớp khn......................................................................................................... 21

2.7.2: Hồn thiện khn dập......................................................................................... 21
2.8: Lựa chọn thiết bị....................................................................................................... 26
2.9: Chọn vật liệu làm khuôn............................................................................................ 26
2.10: Kết quả mô phỏng:.................................................................................................... 27
KẾT LUẬN.............................................................................................................................. 34

II – Cơng nghệ dập tạo hình khối........................................................................35
Chương 1 – Tổng quan về cơng nghệ dập tạo hình kh ối.........................................35
1.1. Cơng nghệ dập tạo hình khối................................................................................35
1.2. Phân loại dập khối..................................................................................................... 35
1.3. Một số thiết bị gia công........................................................................................... 38
1.4. Một số sản phẩm điển hình.................................................................................. 41
1.5. Tìm hiểu về nguyên lý ép chảy:...........................................................................42
1.5.1 Nguyên lý ép chảy.................................................................................................. 42
1.5.2 Đặc điểm của quá trình ép chảy.....................................................................42
1.5.3 Một số sản phẩm ép chảy:................................................................................. 43
1.5.4 Phân loại cơng nghệ ép chảy............................................................................45
1.5.5 Tính chất khơng đồng đều của độ biến dạng trong nguyên công ép
chảy.......................................................................................................................................... 48
1.5.6 Kết cấu khuôn ép chảy......................................................................................... 49
1.5.7 Bôi trơn........................................................................................................................ 51
1.5.8 Khuyết tật ép chảy:................................................................................................ 52
Chương 2 – Lựa chọn phương án công nghệ, thiết lập bản vẽ vật dập ............53
2.1. Lựa chọn phương án cơng nghệ.......................................................................53
2.1.1. Chi tiết ống nhơm định hình..........................................................................53
2


2.1.2. Các phương án công nghệ............................................................................... 53
2.1.3. Lựa chọn phương án công nghệ:..................................................................54

2.2

Thông số kỹ thuật vật liệu của sản phẩm và khuôn:.................................55

2.2.1

Thông số kỹ thuật hợp kim nhôm:..............................................................55

2.2.2

Thông số kỹ thuật vật liệu khn:..............................................................58

2.3

Tính tốn chọn phơi và chế độ nhiệt luyện phôi:........................................62

2.3.1

Chọn phôi:.............................................................................................................. 62

2.3.2

Chọn chế độ nhiệt luyện:...............................................................................62

2.4

Thiết kế khuôn ép chảy:......................................................................................... 64

2.4.1

Kết cấu cơ bản của khuôn ép chảy:...........................................................64

2.4.2

Các phương pháp cân bằng vận tốc dòng chảy các nhánh profin: 65

 a) Cân bằng vận tốc dòng chảy bằng phương phap thay đổi kich thước
phần định hình:.................................................................................................................... 66
 b) Cân bằng vận tốc dòng chảy của cac nhanh profin có chiều dày khac
nhau.......................................................................................................................................... 69
2.4.3

Bố trí lỗ khn trên khn ép chảy:...........................................................71

2.4.4

Tính tốn lưc cơng nghệ khi ép chảy:........................................................73

2.4.5

Chọn máy:............................................................................................................... 75

KẾT LUẬN.............................................................................................................................. 77

Tài liệu tham khảo............................................................................................................... 78

3


I – Cơng nghệ tạo hình kim loại tấm

Chương 1 – Tổng quan về cơng nghệ tạo hình kim loại tấm
1.1. Cơng nghệ dập tạo hình tấm
Là cơng nghệ gia cơng biến dạng tạo hình kim loại dạng tấm
bằng áp lực mà không ảnh hưởng nhiều đến chiều dày vật liệu. Cơng
nghệ dập tạo hình tấm được ứng dụng sản xuất rất rộng rãi ứng dụng
trong tất cả các lĩnh vực: phương tiện giao thơng, thiết bị y tế, quốc
phịng, đồ gia dụng…
 Ưu điểm của công nghệ dập tấm:
 Có thể thực hiện những cơng việc phức tạp bằng những động tác
đơn giản của thiết bị và khn.
 Có thể chế tạo được những chi tiết phức tạp mà các phương
pháp gia công kim loại khác không thể thực hiện hoặc th ực hiện
khó khan.
 Khả năng cơ khí hóa, tự động hóa cao.
 Năng suất cao, tiết kiệm thời gian và chi phí chung dẫn t ới hạ giá
thành sản phẩm.
 Độ chính xác sản phẩm cao, độ lắp lẫn tốt.
 Kết cấu của chi tiết dập tấm cứng vững, bèn nhẹ, mức độ hao phí
kim loại khơng lớn.
 Hệ số sử dụng vật liệu kim loại cao, có thể đạt tới 80 – 90% (cao
hơn rất nhiều so với gia công cơ), tận dụng được phế liệu.
 Nhược điểm:
 Vốn đấu tư lớn.
 Yêu cầu đội ngũ kỹ sư có trình độ chun mơn cao.
 Tính tốn công nghệ tương đối phức tạp.
1.2. Phân loại
Theo đặc điểm biến dạng của quá trình dập tấm, người ta chia thành 2
nhóm chính:
4

- Biến dạng cắt vật liệu
- Biến dạng dẻo vật liệu
 Biến dạng cắt vật liêu
Tách một phần vật liệu ra khỏi phần vật liệu khác nhờ biến dạng phá
hủy.

Hình 1.1 – Nguyên công đột lỗ

 Biến dạng dẻo vật liêu
Thay đổi hình dạng và kích thước bề mặt phơi bằng cách phân ph ối l ại
và chuyền dịch thể tích kim loại để tạ ra các chi tiết có hình d ạng và
kích thước cần thiết. Chiều dày vật liệu gần như không thay đổi hoặc
thay đổi nhỏ.

5


Hình 1.2 – Ngun cơng dập vuốt sử dụng gân vuốt
Theo cách thức tạo hình sản phẩm người ta lại phân thành:

1.3. Một số thiết bị gia công, khuôn dập
Các loại thiết bị được sử dụng trong công nghệ dập tấm bao gồm: máy
ép thủy lực, máy ép trục khuỷu, máy đột dập PLC, CNC , máy uốn, máy
cắt pha dải …

6


Hình 1.3 – May cắt pha dải tơn tấm

Hình 1.4 – May đột dập CNC

Hình 1.5 – Chày, cối sử dụng trên may uốn
7


Hình 1.6 - Khn liên tục dập la ROTO-STATO của động cơ điên
1.4. Một số sản phẩm điển hình
Do tính ứng dụng của công nghệ cao nên công nghệ dập tấm đ ược ứng
dụng sản suất cho các sản phẩm phục vụ mọi lĩnh vực xã hội :
- Trong dân dụng: các sản phẩm về khung cửa, bàn ghế, tủ.... các lo ại đ ồ
dùng dụng cụ gia đình như nồi, chảo,....
- Trong ngành công nghiệp điện tử: các loại vỏ điện thoại, v ỏ tivi, vỏ
máy tính, vỏ chíp điện tử, vỏ tụ điện,...
- Công nghiệp ô tô: Khung xe, mui xe, cánh c ửa, các lo ại ống x ả, khung
gầm,...
- Công nghiệp hàng không: thân máy bay, cánh máy bay, các loại ống x ả,...
- Công nghiệp quốc phòng: vỏ xe bọc thép, súng, đầu đạn, tên l ửa,...
- Ngành y tế: các thiết bị y tế, dụng cụ y tế,...

8


Hình 1.7 –Một vài chi tiết trong ơ tơ

Hình 1.8 - Ống xả và cac chi tiết dạng ống trong ô tô

9

Hình 1.9 – Cac chi tiết kich thước nhỏ được chế tạo bằng cơng nghê dập tấm

Hình 1.10 – Đồ dùng gia đình

10


Chương 2 – Lựa chọn phương án công nghệ, thiết lập bản vẽ
vật dập
2.1. Lựa chọn phương án công nghệ
2.1.1. Giới thiệu sản phẩm
Vật liệu thép CT3
Sản phẩm yêu cầu chế tạo có hình dạng tấm đế bắt bu lơng được uốn,
đột lỗ và cắt hình :

Hình 2.1 – Chi tiết chân đế chữ U
2.1.2. Các phương án công nghệ
 Phương án 1: cắt phôi đơn → đột lỗ → cắt hình → uốn
 Phương án 2: cắt phơi đơn → đột lỗ cắt hình trên khn phối h ợp →
uốn
 Phương án 3: sử dụng phôi băng → dập trên khuôn liên tục

11


2.2.

Đanh gia cac phương an công nghê.
 Phương án 1 và 2 có năng suất thấp phù hợp với sản xuất đi ều kiện

nhỏ hoặc không thể sử dụng được khuôn liên tục.
 Phương án 3 phù hợp để sản xuất dạng sản phẩm hàng loạt giúp
giảm phế liệu, hạ giá thành sản phẩm

Theo phân tích và đánh giá sẽ chọn gia công theo phương án 3.
2.3. Tinh toan qua trình dập
2.3.1: Tinh phơi ban đầu
Sử dụng cơng cụ trải phôi theo phương pháp phần tử hữu hạn trên ph ần
mềm Unigraphic NX thu được biên dạng phơi trước uốn

Hình 2.2. Qua trình trải phơi

12


Hình 2.3 : Kết quả thu được của sau khi trải phôi phẳng
2.3.2: Sắp xếp phôi và phân chia cac phần cắt bỏ phế liêu

Hình 2.4: Phân chia cac phần cắt bỏ phế liêu.
Do sản phẩm có 2 canh uốn đối xứng nên chọn phương an dập từng s ản
phẩm trên mỗi một lần dập của khuôn liên tục

13


2.3.3: Bố tri cac ngun cơng trên khn dập

Hình 2.5: Sơ đồ bố tri cac nguyên công trên dải phôi
Các nguyên công được sắp xếp trên 9 bước bao gồm các quá trình 2 đột
lỗ, 3 cắt hình, 1 chờ, 2 uốn và 1 cắt đứt sản ph ẩm.

2.3.4: Tính toán hệ số sử dụng vật liệu
Lực cho các nguyên cơng cắt hình và đột lỗ
Vật liệu phơi thép CT3.
Xếp hình sản phẩm chi tiết
Hệ số sử dụng vật liệu:
= .100= .100=n.(1 ) .100
= .100
= .100
= 64,92

Trong đó:
n là số chi tiết xếp trong dải, ở đây ta tính cho một sản phẩm n=1.
là diện tích mỗi chi tiết.
là tổng diện tích phần phế liệu ( các phần cắt đột bỏ đi).

14


là diện tích phơi.

2.4 Tinh toan cac thơng số cơng nghê.
2.4.1 Xac định lực cắt đột phôi.
= k..F = .k .L.S
Trong đó
L: là tổng chu vi cắt (mm).
S: chiều dày cắt đột (mm).
= 450 (N/)
: trở lực cắt của vật liệu (kg/). Trong đó = (0,7-0,8). = 360 (N/)
K: là hệ số tính đến sự ảnh hưởng của nhiều yếu tố: k=1.1-1.3 ta chọn k=1,3
Thay số liệu vào công thức trên ta được:

=F..k= L.S..k = (830,47).2.360.1,3 = 777320 (N)= 77,75 (tấn)

2.4.2 Xac định lực uốn
Do sản phẩm được uốn trên khối V nên lực uốn được tính tốn theo cơng thức:

Fb=
Với – chiều rộng cối (mm)
B –chiều rộng phần uốn
S – chiều dày vật liệu

- ứng suất bền của vật liệu

= 450 (N/)

Fb=2. = = 3029 (N)
Do thực hiện 2 ngun cơng uốn do đó lực uốn tổng cộng là:
Fb= 6058 N = 606 (Kg)

15


2.5: Tính chọn một số kích thước của khn
2.5.1. Trị số khe hở tối ưu
Khi cắt hình tồn bộ ổ biến dạng bao trùm lên tồn bộ chiều dày của
phơi ở vị trí cắt, ngay sát mép làm việc của chày và c ối. Ứng su ất pháp
sinh ra khi cắt hình và đột lỗ phân bố trên ổ biến dạng không đồng đều
trong các lớp kim loại song song với mặt phẳng của phơi trên tồn bộ
chiều dày. Sự phân bố không đồng đều của ứng suất là do tác đ ộng c ủa
momen uốn, sinh ra bới khe hở giữa chày và cối khi cắt.
Trị số khe hở tối ưu Z: Các vết nứt phát triển và gặp nhau tại l ớp

trung gian của tấm. Khi giá trị của Z tăng lên thì momen uốn cũng tăng
lên làm tăng trị số của ứng suất kéo tại vùng biến dạng, vì th ế các v ết
nứt sẽ phát triển theo bề mặt tự do cách xa mép cắt và dụng cụ t ạo
bavia.
Sự phát triển của các vết nứt không trùng nhau sẽ tạo ra 2 hay vài d ải
sang được tách ra giữa các vùng bị đứt vỡ. Trị số khe hở tối ưu tùy thuộc
vào chiều dày phơi cũng như tính chất cơ học của nó (trang 54/TLTK5)
với chiều dày thay đổi từ (0,3 - 20) mm thì trị số khe h ở t ối ưu Z thay đ ồi
từ (5 - 12) % so với chiều dày s. Như vậy ta sẽ lấy
0,05*1,4 = 0,07

16


2.5.2: Một số kich thước khac

Mép cối dày 3mm

góc thoat s ản ph ẩm 3 o

17


Chày đi sâu vào cối 2.5 mm

d ải phôi đ ược nâng lên 8mm

18

2.6: Thiết kế cac dụng cụ
2.6.1: Thiết kế cắt chày cắt đột và uốn

Hình 2.6: cac chày cắt, đột, uốn
2.6.2: Thiết kế các cối

19


Hình 2.7: các cối cắt đột uốn

Hình 2.8: các dụng cụ cắt đột tương ứng với vị trí trên phơi
20


2.7: Thiết kế các khối khuôn
2.7.1: Các lớp khuôn
Sử dụng khn có 9 tấm
Các tấm áo chày ( cối ) đệm chày ( cối ) được chia thành hai ph ần
ghép nối tiếp với nhau để giảm kích thước mỗi tấm thuận lợi cho q
trình gia cơng
Phần tấm chặn được chia thành 2 phần tương ứng với các quá trình
cắt đột, dập vuốt và cắt chia sản phẩm
2.7.2: Hoàn thiện khn dập

Hình 2.9: nửa khn trên khi bỏ cac tấm chặn

21

Hình 2.10: nửa khn trên bao gồm tấm chặn

Hình 2.11: nửa khuôn dưới

22


Hình 2.12: Qua trình tạo hình của dải phơi trong qua trình dập

23


Hình 2.13: vị tri của cac dụng cụ cắt đột trên khn

Hình 2.14: khn sau khi lắp hồn chỉnh
24


hình 2.15: khn sau khi lắp hồn chỉnh

25