Bài giảng gia công áp lực chương 2

1
2. ThiÕt bÞ rÌn dËp – s¬ ®å bè trÝ thiÕt bÞ mét ph©n xuëng
2
2. Thiết bị trong phân xởng dập tạo hình
Thiết bị trong phân xởng dập
Máy dập
Thiết bị trong phân xởng dập tạo hình bao gồm nhiều loại :
Lò nung Máy nắn, thiết bị phụ trợ Máy vận chuyển
Máy dập
Máy búa
Máy ép
: Máy khi làm việc lực tác dụng vào vật rèn là lực động
: Máy khi làm việc lực tác dụng vào vật rèn là lực tĩnh
Máy búa hơi nớc không khí nén
Máy búa không khí nén
Máy búa cơ khí
Máy búa thủy lực
Máy ép cơ khí
Máy ép thủy lực
3
2.1. Phân loại Thiết bị dập tạo hình
1, Theo loại truyền động
Truyền động bằng cơ khí
Phân loại thiết bị dập tạo hình : thông thờng có 3 cách phân loại
Theo loại truyền động.
Theo dấu hiệu động học và động lực học của giai đoạn gây biến dạng dẻo vật dập
Theo đặc điểm công nghệ.
Truyền động bằng chất lỏng, dầu, nớc
Truyền động bằng khí, điện từ
4
2.1. Phân loại Thiết bị dập tạo hình

2, Theo dấu hiệu động học
Nhóm 1 : Gồm tất cả các máy búa
Nhóm 2 : Các máy ép thuỷ lực
Nhóm 3 : Các máy ép cơ khí
Nhóm 4 : Các máy cán rèn quay
Xét thời kỳ có tải của máy
Chia ra làm 5 nhóm
-Có đặc điểm các chuyển động của máy
không dựa vào liên kết không cứng
- Có tốc độ va đập < 20 m/s
- Có đặc điểm các chuyển động của máy
không dựa vào liên kết không cứng nhng
khác máy búa ở đờng cong biểu diễn tốc độ
- Chuyển động của máy là nhờ liên kết cứng
- Các bộ phận của máy thực hiện chuyển
động quay.
- Vận tốc là hằng số
Nhóm 5 : Các máy dập xung
- Có tốc độ làm việc lớn 300 m/s
5
2.1. Phân loại Thiết bị dập tạo hình
3, Theo đặc điểm
công nghệ
Máy cắt, máy đột
Máy dập vuốt
Máy uốn, máy lốc
Máy rèn quay
Máy dập tự động
Máy chuyên dùng

6
Giới thiệu các loại thiết bị rèn dập điển hình
Máy búa
Máy búa hơi nớc
không khí nén
Máy búa cơ khí
Máy búa không khí
nén
Máy búa thuỷ lực
Máy búa khí
7
Giới thiệu các loại thiết bị rèn dập điển hình
Máy ép thuỷ lực
Phân loại theo chức
năng công nghệ
Theo kiếu số lợng
xilanh
Theo hình dáng khung
máy : C, kín
Máy ép TL gia
công kim loại
Máy ép TL gia
công phi kim loại
8
Giới thiệu các loại thiết bị rèn dập điển hình
Máy ép cơ khí
Máy ép trục khuỷu Máy kiểu quayMáy ép vít
Máy dập tự động
Máy dập chuyên dùng
9

2.2. Máy Búa
Máy Búa hơi nớc không
khí nén
Máy Búa không khí nén
Máy Búa cơ khí
Phân loại dựa vào cơ cấu phát động
Máy Búa thuỷ lực Máy Búa khí cháy (nổ)
Các thông số cơ bản của máy :
- Trọng lợng của vật rơi (lớn nhất hiện nay 30 tấn tơng đơng với máy ép 30.000 tấn)
- Tốc độ của vật rơi
- Hiệu suất va đập
Lĩnh vực ứng dụng : Rèn tự do, chồn, vuốt, dập khối
Trọng lợng phần rơi : Bao gồm Piston công tác, cán piston công tác, đe trên.
10
Máy búa
Phân loại:
Máy búa hơi nớc không khí nén
Máy búa không khí nén
Máy búa cơ khí
Máy búa thuỷ lực
Các thông số cơ bản của máy :
- Trọng lợng của vật rơi (lớn nhất hiện nay 30 tấn tơng đơng với máy ép 30.000 tấn)
- Tốc độ của vật rơi
- Hiệu suất va đập
Lĩnh vực ứng dụng : Rèn tự do, chồn, vuốt, dập khối
Máy búa không khí nén
Máy búa thuỷ lực
11
2.2.1. Quá trình va đập và hiệu suất va đập
Với máy búa : Năng lợngđểbiếndạngdẻovậtrènđợc tích luỹ ở đầu búa và

khuôn, xét 2 trờng hợp :
Máy búa có bệ đe cố định
Máy búa không bệ đe (bệ đe chuyển động)
Xét 2 trờng hợp máy búa không bệ đe: theo định luật bảo toàn động lợng hệ :
(
)
)1(vmmm.vm.vm.vm.v
x212
'
21
'
12211
+=+=+
m1
m2
v1
v2
v1
v2
vật
12
2.2.1. Quá trình va đập và hiệu suất va đập
Chia quá trình va đập thành 2 giai đoạn
Giai đoạn 1 Giai đoạn có tải Từ thời điểm 2 đầu búa tiến lại với nhau đến thời
điểm vật rèn bị biến dạng cực đại.
Giai đoạn 2 Kếtthúcgiaiđoạn1donănglợng biến dạng đàn hồi tích luỹ ở
đầu búa làm thay đổi tốc độ trọng tâm Vx thành V1,V2.
()()
)2(
mm

m.vm.v
mm
m.vm.v
v
21
2
'
21
'
1
21
2211
x
+
+
=
+
+
=
Trong đó :
m1, v1 : khối lợng và vận tốc ban đầu của bộ phận rơi.
m2, v2 : khối lợng và vận tốc ban đầu của bệ đe
v1 : tốc độ sau khi va đập của bộ phận rơi.
v2 : tốc độ sau khi va đập của bệ đe.
vx : tốc độ trọng tâm của hệ thống va đập
Lúc va đập
Lúc bật ra
13
2.2.1. Qu¸ tr×nh va ®Ëp vµ hiÖu suÊt va ®Ëp
Víi L0 : lµ n¨ng l−îng lµm bËt ra phô thuéc vµo :

- TÝnh ®µn håi cña vËt dËp
- VËt liÖu vËt rÌn
- NhiÖt ®é rÌn
0g1ygE
LLLLLL
+
=
+
+
=
N¨ng l−îng va ®Ëp LE ®−îc tiªu tèn vµo :
BiÕn d¹ng dÎo vËt dËp : Lg
BiÕn d¹ng ®µn håi : Ly
N¨ng l−îng thõa : L1
Liªn quan ®Õn vËt dËp
14
2.2.1. Quá trình va đập và hiệu suất va đập
2
v.m
2
v.m
L
2
22
2
11
E
+=
(
)

()
21
2
2211
1
mm2
v.mv.m
L
+
+
=
Tổng năng lợng ban đầu của máy LE
Sau giai đoạn 1 năng lợng LE giảm còn L1
Theo (2) ta có
(
)
()() ()
E
21
1
2
11
21
1
21
2
11
1
L.
mm

m
2
v.m
.
mm
m
mm2
v.m
L
+
=
+
=
+
=
()
2
v
mmL
2
x
211
+=
Máy búa có bệ đe cố định V2 =0tacó
Tổng năng lợng mất đi sau giai đoạn 1
(
)
()
21
2

2121
1En
mm2
vvmm
LLL
+

==
15
2.2.1. Quá trình va đập và hiệu suất va đập
Nếu máy có bệ đe cố định (V2 =0)
()
E
21
2
n
L
mm
m
L
+
=
2
1
n
1
m
m
L
L

=
Giai đoạn 2
Xảyradonănglợng biến dạng đàn hồi Ly Nănglợng này tích luỹ ở đầu búa và
bệ đe làm biến đổi vận tốc VX thành V1 và V2
Đặc trng cho việc hoàn lại tốc độ V1 và V2
Hệ số hoàn nguyên K (liên quan đến vật)
Dựa vào (2) ta có
()
)vv)(k1(
mm
m
vv
21
21
2
1
'
1
+
+
=
()
)vv)(k1(
mm
m
vv
21
21
1
2

'
2
+
+
=
16
2.2.1. Quá trình va đập và hiệu suất va đập
Với 0< K <1
2
vm
2
vm
LLL
'
22
'
11
1y0
+=+=






++==
2
'vm
2
'v.m

2
vm
2
v.m
LLL
2
21
2
11
2
22
2
11
0Eg
Năng lợng làm bật ra (động năng hệ thống sau gia đoạn thứ nhất) : L0
K = 0 : vật dẻo tuyệt đối
K = 1 : vật đàn hồi tuyệt đối
Năng lợng biến dạng dẻo : Lg
(
)
(
)
)mm(2
k1vvmm
L
21
22
2121
g
+

=
Thay V1 và V2 vào ta có
17
2.2.1. Qu¸ tr×nh va ®Ëp vµ hiÖu suÊt va ®Ëp
(
)
()
E
2
21
2
2121
E
g
L2
)k1(
mm
vvmm
L
L
−
+
−
==η
()
2
21
2
y

k1
mm
m
−
+
=η
HiÖu suÊt va ®Ëp
HiÖu suÊt va ®Ëp lín nhÊt khi
-Tr−êng hîp m¸y cã ®e (V2 =0):
HiÖu suÊt cµng cao khi m2 cµng lín
-Tr−êng hîp m¸y kh«ng cã ®e (V2 ≠ 0):
()
(
)
E21
22
2121
y
L).mm(2
k1vvmm
+
−−
=η
HiÖu suÊt cµng cao khi
m1,m2 lín
V1,V2 lín
−u viÖt : khèi l−îng võa ph¶i, tèc ®é rÊt lín : (hiÖn cã m¸y v = 30m/s)
18
2.2.1. Quá trình va đập và hiệu suất va đập
Nếu m <<, V>>

đầu búa nh viên đạn, quá trình va đập chỉ cục bộ một phần nhỏ bên ngoài
rễ gây ra nứt do trong có ứng suất không đều
Không rèn vật to bằng máy búa có trọng lợng phần rơi nhỏ
Nếu m2 >> sẽ gây ra tốn kém
Thông thờng
m2 =(10ữ 20)m1
m2 = 10m1 : máy búa rèn
m2 = 20m1 : máy búa dập
Lý do : Vật dập không thể nhanh đợc Vật nguội khó biến dạng dẻo Tăng
khối lợng đe lên để tăng hiệu suất va đập.
19
2.2.2.1 Nguyên lý hoạt động, tính năng kỹ thuật, tính năng và lĩnh
vực thực hiện Máy búa hơi nớc không khí nén
Là loại máy búa chuyên dùng để dập
Chất công tác là Hơi nớc hoặc Không khí nén
đợc cung cấp từ trạm
Trọng lợng bộ phận rơi G > 500 Kg.
Năng lợng sinh ra của máy búa trọng lợng phần rơi 1 tấn tơng đơng 1000
tấn lực ép danh nghĩa các máy khác
Máy búa Hơi nớc KKN hình Máy búa Hơi nớc KKN hình cung
20
Máy búa hơi nớc không khí nén hai trụ hình cung
Ký hiệu máy : C66-35(1T)
Trọng lợng phần rơi : 1300 Kg.
Hành trình piston : 1000 mm
Số nhát đập trong 1 phút : 55 ữ 60
Trọng lợng: 15000 Kg
Động cơ : 55 Kw
Kích thớc : 3600x1500x6000
Công dụng : Dùng dập khối với khuôn kín và khuôn hở

21
Máy búa hơi nớc không khí nén hình chữ
Ký hiệu máy : C86-25(1T)
Trọng lợng phần rơi : 1500 Kg.
Hành trình piston : 1000 mm
Số nhát đập trong 1 phút : 50 ữ 60
Trọng lợng: 20000 Kg
Động cơ : 45 Kw
Kích thớc : 2400 x 1400 x 6000
Công dụng : Dùng dập khối với
khuôn kín và khuôn hở
22
Tính năng và lĩnh vực thực hiện
Đặc điểm
- Dùng để rèn và dập khối
- Phải có hệ thống cấp khí, cấp hơi từ trạm nguồn của nhà máy
- Trọng lợng phần rơi nhỏ nhất là 500 kg
Máy búa rèn : GH = 500 ữ 5.000 Kg
Máy búa dập : GH = 500 ữ 30.000 Kg
-Kết cấu máy : 1 trụ, 4 trụ

Tính năng máy búa hơi nớc không khí nén
- Chất công tác : - Hơi nớc : 9 ữ 12 atm Không khí : 7 ữ 9atm
- Chất công tác đợc cung cấp từ trạm nguồn
-Đặc trng máy búa là trọng lợng phần rơi : G
H
Bao gồm :
Khối lợng đầu trợt + Khối lợng Piston + KL cán Piston
23
Mét sè kÕt cÊu c¸c m¸y bóa h¬i – kh«ng khÝ nÐn

KÕt cÊu M¸y bóa h¬i n−íc - kh«ng khÝ nÐn d¹ng cung
24
øng dông dËp thÓ tÝch trªn m¸y bóa
Quy tr×nh c«ng nghÖ vµ khu«n dËp trªn m¸y bóa
25
2.2.2.2 Nguyên lý hoạt động, tính năng kỹ thuật, tính năng và lĩnh
vực thực hiện Máy búa không khí nén
Là loại máy búa chủ yếu dùng để rèn tự do
Chất công tác là Không khí nén
đợc cung cấp từ chính bản thân máy búa
Trọng lợng bộ phận rơi G < 3000 Kg.