Thiet ke cong nghe dap va quy trinh cong nghe gia 144095

Lời nói đầu
Trong công cuộc công nghiệp hoá đất nớc, các ngành kinh tế nói chung,
ngành cơ khí nói riêng có tầm quan trọng rất lớn. Vì vậy đòi hỏi các kỹ s và cán
bộ kỹ thuật có kiến thức tơng đối rộng và sâu. Đồng thời phải biết sáng tạo
những kiến thức đẫ học để làm việc có hiệu quả góp phần nhỏ bé vào công cuộc
hiện đại hoá, công nghiệp hoá đất nớc.
Là một sinh viên ngành cơ khí trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đợc
giao đề tài thiết kế quy trình tạo phôi và công nghệ chế tạo trục răng, đây là đề
tài mới và khó đối với em. Trong thời gian thực tập và làm đồ án đợc sự chỉ bảo
tận tình của các thầy giáo khoa Cơ Khí em đà đa ra quy trình thiết kế Công nghệ
tạo phôi và công nghệ chế tạo trục răng mà theo em nó đạt yêu cầu. Tuy nhiên
do trình độ hiểu biết có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em
mong đợc sự chỉ bảo của các thầy, các bạn để em có hiểu biết sâu hơn và biết đợc nhiều phơng án mới gia công hợp lý hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Vũ Đình Trung, các thầy trong
bộ môn và các thầy trong Khoa Cơ Khí đà tận tình hớng dẫn để em hoàn thành
đề tài này.
Thái Nguyên, ngày
tháng năm 2010
Sinh viên thiết kế

Trần Đình Vân

Trng HKTCN THI NGUYấNI NGUYấN

Khoa: Cơ Khí

Cộng hòa xà hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
-----o0o-----

Bộ m«n: C«ng nghệ vật liệu

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


Đồ án tốt nghiệp



Bộ môn công nghệ vật liệu

Ngêi thiÕt : TRầN ĐìNH VÂN
Lớp
: LT07M
Giáo viên hớng dẫn: Th.S vũ đình trung
Ngày giao đề tài:
Ngày hoàn thành đề tài:
Nội dung ®Ị tµi:
“THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ DẬP VÀ QUY TRÌNH CƠNG NGH
GIA CễNG TRC RNG
Sản lợng chi tiết
: 4.000 ct/năm
Điều kiện trang thiết bị : Tự chọn
Số lợng và kích thíc b¶n vÏ: 05 - 07 b¶n A0
Sè b¶n thut minh: 02
Ngày
trởng bộ môn
(Ký tên)

Cán bộ hớng dẫn
(Ký tên)

tháng

năm 2010

TL/Hiệu trởng

Trởng khoa
(Ký tên)

Phần A
Thiết kế công nghệ dập

SV:Trn ỡnh Võn

2

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp



Bộ mơn cơng nghệ vật liệu

§ I : Phân tích công nghệ của chi tiết
chọn phơng án tạo phôi.
I. Chức năng, điều kiện làm việc, công dụng của chi tiết

1. Chức năng
Trục là chi tiết đợc sử dơng rÊt réng r·i trong lÜnh vùc c¬ khÝ. Nã có nhiệm
vụ truyền momen xoắn tới các trục hoặc các chi tiết khác thông qua các bánh răng,
puly đai, bánh xích ở đây ta thấy chi tiết cần chế tạo là trục răng của hộp truyền
lực. Trên trục có bánh răng và đợc lắp với các chi tiết khác nh then, ổ lăn. Vì vậy
khi chế tạo cần phải chú ý tới kết cấu yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.
2. Điều kiện làm việc
Với nhiệm vụ là truyền mômen xoắn thì ta nhận thấy rằng trục răng chủ
yếu là chịu lực mômen xoắn. Ngoài ra trục răng còn chịu lực uốn lớn. Nh vậy,
trục răng đầu làm việc trong điều kiện nặng. Vì vậy đòi hỏi kết cấu cũng nh vật
liệu làm trục phải đợc lựa chọn và tính toán tốt.
3. Yêu cầu kỹ thuật
Đặc điểm của các chi tiết trục là có những bề mặt chính nh cổ, trục, then..
dùng để lắp ghép với các chi tiết khác nh ổ lăn, then.. Vì vậy độ chính xác của
các bề mặt yêu cầu khá cao. Ngoài những bề mặt chính còn những bề mặt phụ có
yêu cầu độ chính xác không cao. Để đảm bảo tính ổn định cũng nh độ bền của
trục và một số chi tiết lắp trên trục, vì vậy trục răng cần đảm bảo một số yêu
cầu sau:
- Vật liệu chế tạo trục răng là thép 45, chi tiết có độ cứng 45-50HRC đạt đợc yêu cầu này ta dùng liệu pháp tôi sau đó ram thấp.
- Bề mặt 35 đạt độ nhẫn bề mặt cấp 6,7 do đó phải gia công mài lần cuối.
- Các cổ trục 35 dùng để lắp với ổ cần đạt độ cứng cao do vậy phải tôi cao
tần và ram thấp.
- Bề mặt then yêu cầu đồ chính xác tơng đối cao nên ta chọn phơng pháp
gia công bằng dao phay ngón.
- ở tiết diện thay đổi ta dùng các góc lợn nhằm giảm tập trung ứng suất.
- Các bề mặt khác có yêu cầu độ chính xác không cao và độ nhẵn bề mặt
R=40 nên ta chọn phơng pháp gia công lần cuối là tiện tinh. Từ bản vẽ mà yêu
cầu kỹ thuật của chi tiết ta thấy kết cấu hình dáng hình học khá hợp lý cho phép
gia công trên các máy vạn năng cũng có thể gia công trên các máy tiên tiến. Các
chuỗi kích thớc công nghệ có thể kiểm tra bằng phơng pháp đo trực tiếp và sử

dụng các dụng cụ đo trực tiếp và sử dụng các dụng cụ đo thông thờng để
kiểm tra.
II. Xác định dạng sản xuất
SV:Trn ỡnh Võn

3

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn công nghệ vật liệu



1. ý nghĩa
Dạng sản xuất phụ thuộc vào sản lợng sản phẩm trong năm. Xác định dạng
sản xuất hợp lý có ảnh hởng đến vốn đầu t và hình thức tổ chức sản xuất. Sản lợng sản phẩm lớn ta đầu t thiết bị chuyên dùng tổ chức sản xuất theo dây chuyền
đem lại hiệu quả kinh tế cao, chất lợng sản phẩm tốt và đồng đều. Nếu sản phẩm
ít sử dụng thiết bị vạn năng, trình độ công nhân đòi hỏi cao, tổ chức sản xuất
không theo dây truyền sẽ đem lại hiệu quả kinh tế tốt.
Từ đó ta thấy việc xác định dạng sản xuất hợp lý có ý nghĩa rất quan trọng
trong quá trình tổ chức sản xuất và đầu t, cũng nh bố trí công nhân hợp lý dẫn
đến quá trình sản xuất đạt hiệu quả cao.
2. Xác định sản lợng cơ khí

1

100 ct/năm

NI = N.m

Trong đó:
Ni: Sản lợng cơ khí sản xuất trong năm.
N: Sản lợng sản phẩm sản xuất trong năm.
m: Số chi tiết cùng loại ở đây m =1.
: Hệ số % dự phòng h hỏng do chế tạo: = 2.
: Hệ số % dự phòng do mất mát: = 1.
35
1

Thay vào công thức ta có: NI = 4000.1. 100 = 4320 (ct/năm)

3. Xác định khối lợng chi tiết
Để xác định khối lợng của chi tiết ta tách chi tiết thành những phần nhỏ đơn
giản.

V1

V2

V3

V4

V5

V6

+ Theo công thức:

G =V.
Trong đó:
V- Thể tích chi tiết
SV:Trn Đình Vân

4

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp



Bộ môn công nghệ vật liệu

- Khèi lợng riêng của vật liệu = 7,85 kg/ dm3
50
dm3 
V1 = R2.h = 3,14 . 302. 4 = 35325 (mm3)=0,035325 
56
dm3 
V2 = R2.h = 3,14 . 352. 4 = 53851(mm3) = 0,053851 
23
dm3 
V3 = R2.h = 3,14 . 452. 4 = 146245,5(mm3) = 0,146245 
100
dm3 
V4 = R2.h = 3,14 . 772. 4 = 465426,5 (mm3) = 0,4654265 
60

dm3 
V5 = R .h = 3,14 . 45 . 4 = 95377,5 (mm3) = 0.0953775 
2

2

20
dm3 

2
2
3
4
V6 = R .h = 3,14 . 35 .
=19232,5 (mm ) = 0,0192325

Vct = V1+V2+V3+V4+V5+V6 =7000000 (mm3) = 0,7 (dm3).
Thay vào công thøc ta cã:
G = Vct .  = 0,7.7,85 = 5,5(kg)
Theo bảng 2[1] với G = 5,5 kg sản lợng 4320 (ct/năm) ta có dạng sản xuất
hàng khối.
III. Chọn phơng án chế tạo phôi
1. Phơng án tạo phôi
Việc chế tạo phôi để đạt đợc những yêu cầu kỹ thuật và kinh tế, ngời thiết
kế phải xác định kích thớc phôi và chọn phôi thích hợp với điều kiện sản xuất
khi chọn phôi nên dựa vào những cơ sở sau:
- Vật liệu làm phôi.
- Hình dáng kết cấu của chi tiết.
- Điều kiện sản xuất cụ thể của nhà máy.
- Tạo phôi càng giống chi tiết càng tốt.

ở đây vật liệu là thép 45 với loại vật liệu này có độ cứng và độ dẻo dai phù
hợp với các phơng án gia công cắt gọt sau này.
Qua các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết và dựa vào các cơ sở trên ta có ph ơng
án tạo phôi sau:
Đúc, gia công ¸p lùc c¸n, rÌn tù do, rÌn khu«n.
2. So s¸nh các phơng án tạo phôi
a) Phơng án Đúc
Ưu điểm:
SV:Trn ỡnh Vân

5

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


ỏn tt nghip



B mụn cụng ngh vt liu

Năng suất cao, vốn ít, rẻ tiền. Cho phôi có hình dạng phức tạp.
Nhợc điểm:
Tổ chức hạt khô, không đều, bề mặt bị biến dạng cứng nên khó gia công cắt
gọt. Độ bền và độ dẻo dai kém.
b) Phơng án Cán
Phơng án tạo phôi đơn giản, rẻ tiền dễ chế tạo, năng suất cao và cho phôi có
cơ tính tốt.
Nhợc điểm:
Phôi có hình dạng đơn giản, thép cán thông thờng đợc tiêu chuẩn hoá, vì

vậy với trục răng trung gian việc chế tạo hình phức tạp tốn kém thời gian, lÃng
phí nguyên vật liệu.
c) Rèn tự do.
Ưu điểm: Vốn đầu t thấp, thiết bị đơn giản.
Nhợc điểm:
Khó tạo đợc phôi có độ chính xác cao. Năng suất không phù hợp với dạng
sản xuất hàng khối chỉ phù hợp với dạng sản xuất nhỏ và đơn chiếc.
d) Rèn khuôn.
Có độ chính xác và độ bóng cao, chế tạo đợc các chi tiết có kích thớc vừa
và nhỏ phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối nhng chi phí lớn
thiết bị phức tạp. ở đây có hai loại:
* Dập nóng trên máy ép thuỷ lực.
Phơng pháp này phôi đạt độ bóng cao cơ tính tốt. Máy làm việc êm, độ
cứng vững tốt, dẫn hớng êm, chính xác.
Nhợc điểm:
Giá thành máy ép cao, kích thớc phôi ban đầu yêu cầu chính xác, khó đánh
sạch lớp ôxy hoá nên yêu cầu thiết bị nung phức tạp. Do hành trình đầu ép cố
định nên tính chất vạn năng kém cần phải có thiết bị phụ để tạo phôi.
* Dập nóng trên máy búa cho phôi có hình dạng phức tạp, độ chính xác cao
so với rèn tự do, cơ tính của phôi tốt phù hợp với sản xuất hàng loạt và hàng
khối, tiết kiệm kim loại, giảm thời gian gia công cơ, do đó giá thành hạ. Do hành
trình của đầu búa lớn nên tính chất vạn năng cao hơn máy ép. Do lực tác dụng là
lực va đập nên giảm tối thiểu lớp ôxy hoá tạo điều kiện cho việc làm sạch phôi.
Tuy nhiên bên cạnh những u điểm trên máy búa có những nhợc điểm sau:
Do lực tác dụng và lực va đập nên việc chế tạo khuôn khó khăn làm tăng
giá thành sản phẩm. Máy búa không linh hoạt bằng máy ép nên khó tự động hoá
và cơ khí hoá. Tuy vậy phơng pháp dập nóng trên máy búa có u điểm hơn, nó
đảm bảo yêu cầu và kỹ thật vµ kinh tÕ cđa chi tiÕt.
SV:Trần Đình Vân

6

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp



Bộ môn công nghệ vật liệu

3. Chän phơng án tạo phôi
Qua phân tích các phơng án ở trên ta nhận thấy phơng án tạo phôi bằng dập
nóng trên máy búa là u việt hơn cả nên ta chọn phơng án này để chế tạo phôi
trục răng trong quá trình sản xuất.
Đ II: thiết kế công nghệ dập phôi trục răng
I. Phân loại vật dập.
Quá trình công nghệ dập trên máy lúa phụ thuộc vào dạng và kích thớc của
vật dập. Để thiết kế vật dập và khuôn dập cần phải phân loại vật dập theo cấu tạo
và đờng phân khuôn, dạng trục chính của vật dập, hình dáng vật dập. Dựa vào
những đặc điểm trên ngời ta chia ra làm 3 nhóm chính trong đó gồm 10 phân
nhóm: nhóm I có A phân nhóm, nhóm II và III có 3 phân nhóm, phụ thuộc vào
hình dạng phân nhóm chia ra 3 loại A, B, C. Dựa vào đặc điểm của nhóm và
bvd 309
phân nhóm ta xét tỷ số chiều dài chiều rộng của trục răng: bvd = 77 4. Căn cứ

vào bảng 64 trang 164[2] ta có vật rèn thuộc nhóm I phân nhóm 1 loại A.
II. Thiết kế vật dập
1. Chọn mặt phân khuôn
a. Phơng án 1

T
D

Với bề mặt phân khuôn này, nó có u điểm là tiết diện lớn nhất và lòng
khuôn không quá sâu. dễ điền đầy kim loại vào khuôn, dễ lấy vật dập.
Nhợc điểm: Vành biên lớn nên cha tiết kiệm.

SV:Trn ỡnh Vân

7

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp



Bộ mơn cơng nghệ vật liệu

b. Ph¬ng án 2:

T
D

Với bề mặt đợc chọn làm bề mặt phân khuôn này chiều sâu lòng khuôn lớn.
Do có hòm khuôn trên và hòm khuôn dới nên có sự sai lệch về tâm của trục lớn,
vì vậy khó có thể khắc phục.
Qua hai phơng án trên ta thấy phơng án thứ nhất có u việt hơn và ta chọn

phơng án thứ nhất làm phơng án chọn mặt khuôn chính.
2. Xác định lợng d và dung sai vật dập

a. Dung sai
Là độ chênh lệch cho phép của kích thớc thực và kích thớc danh nghĩa của
vật dập.
*Do một số nguyên nhân:
+Dập không đúng chiều cao.
+ Kim loại không điền đầy lòng khuôn.
+Lòng khuôn bị mòn hay do chế tạo khuôn không đúng.
+Vật dập bị ô xi hoá bị xây sát
Muốn cho độ nhẵn bề mặt vật dập tốt, kích thớc chính xác cần phải:
+Trớc khi dập phải làm sạch phôi và lòng khu«n.
SV:Trần Đình Vân

8

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp



Bộ môn công nghệ vật liệu

+Khèng chÕ dung sai trong quá trình dập.
Để xác định các kích thớc phôi trục đầu vào Z30 bao gồm sai lệch trên là
đại lợng chênh lệch cho phép lớn hơn kích thớc danh nghĩa gọi là sai lệch (+),
đại lợng chênh lƯch cho phÐp nhá h¬n kÝch thíc danh nghÜa gäi lµ sai lƯch díi (-)

 x y
  

Dung sai chung là: =2 2 2 =x+y

b. Lợng d
Là lớp kim loại cần bóc đi khỏi bề mặt vật dập trong quá trình gia công cơ,
để đạt kích thớc theo yêu cầu cũng nh yêu cầu về kỹ thuật ta có công thức tính lợng d.

x
=G+T+ 2 =G+R
Trong đó:
G: là lợng d cắt gọt cần thiết để gia công chi tiết đạt yêu cầu.
R:Tất cả lợng d trong quá trình dập.
x
2 : Dung sai âm một phía.

Để nhận đợc vật dập có thể chính xác cao với lợng d và dung sai tối thiểu
dẫn đến giảm thời gian gia công cơ, tiết kiệm kim loại. Để đạt đợc mục đích đó
bằng cách:
+ Sử dụng máy ép có công suất lớn hơn yêu cầu của vật dập.
+ Lắp khuôn vào bệ và đầu búa đúng hớng, khuôn phải có khoá để
chống trợt.
+ Cải tạo chế độ nung phôi tốt nhất là dùng lò điện cảm ứng thì phôi sẽ giảm
ôxít, không thoát Cacbon.
+ Phôi dập đúng nhiệt độ quy định.
+ Phải chỉnh hình (nắn) sau khi cắt vành biên để chống cong vênh.

Căn cứ vào khả năng cho phép và yêu cầu đối với lợng d và dung
sai. Dựa vào kết cấu vật dập và yêu cầu kỹ thuật của nã nh sau:

- ChiỊu cao lín nhÊt: B=77mm
- ChiỊu dµi lớn nhất: L=309 mm
Với vật liệu C45 sản xuất hàng khối theo cấp chính xác I
Lợng d và dung sai dùa theo kÝch thíc tÝnh
B = L1 = 77(mm), L =309 (mm)

SV:Trần Đình Vân

9

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp

Bộ mơn cơng nghệ vật liệu



L
309
L
Do ®ã: 1 = 77 = 4>2

Tra bảng 70 ta đợc lợng d vµ dung sai nh sau:
2,0

1,8

Theo B = 2,5 1,3 ;

Theo L = 2, 75 1,5
Các bề mặt có độ bóng R = 40 cộng thêm lợng d giữa mỗi nguyên công mỗi
bên thêm 0,15 (mm) các bề mặt có Ra =1,25 và R =2,5 cộng thêm lợng d giữa
mỗi nguyên công mỗi bên là 0,25(mm)
Vậy kích thớc của vật dËp lµ:
a

2,0
 30 + (2,5 + 0,25).2 =  35,5 1,3
2,0
 35 + (2,5 + 0,25).2 =  40,5 1,3
2,0
 45 + (2,5 + 0,15).2 =  50,3 1,3
2,0
 77 + (2,5 + 0,25).2 =  82,5 1,3
1,8

L = 309 + 2,75.2= 314,5 1,5
3. Xác định góc nghiêng thành lòng khuôn
Trong quá trình sản xuất, để tăng năng suất lao động đảm bảo chất lợng
vật dập, đòi hỏi khi dập kim loại phải điền đầy lòng khuôn và lấy vật dập ra khỏi
lòng khuôn dễ dàng. Để đạt đợc điều đó, việc xác định góc nghiêng thành lòng
khuôn phải phù hợp với chi tiết vật dập. Nếu góc nghiêng thành lòng khuôn bé,
dẫn đến lực cản sẽ giảm lực ép để ép kim loại vào đầy rÃnh nhỏ và lòng khuôn ít
mòn nhng việc lấy vật dập ra khỏi lòng khuôn cũng khó khăn do vật dập bị giữ
chặt ở lòng khuôn bởi lực ma sát.
Nếu góc nghiêng thành lòng khuôn lớn sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho
việc lấy vật dập ra khỏi lòng khuôn, kim loại dễ điền đầy lòng khuôn nhng
khuôn lại chóng mòn, tăng lợng d gia công.
Vì vậy ta phải chọn góc nghiêng thích hợp. Tuy vậy lực ma sát sinh ra

trong qúa trình dập còn do nhiều nguyên nhân khác, nh độ bóng bề mặt lòng
khuôn, lợng vẩy ôxít, hớng co ngót khi nguội v.v.. Trong quá trình dập trên máy
búa lực tác dụng là lực va đập nên hạn chế tối thiểu lợng vẩy ôxít. Với chi tiết
dập có kết cấu bậc giảm dần hai đầu và hình trụ khi co ngót theo cả 3 chiều, đều
tạo ra khe hở giữa vật dập và hông lòng khuôn làm giảm ma sát thuận lợi cho
việc dập khuôn.
Để xác định góc nghiêng của thành lòng khuôn ta căn cứ vào tỷ số:
SV:Trn ỡnh Võn

1
0

GVHD: ThS.V Đình Trung


ỏn tt nghip



B mụn cụng ngh vt liu

h
l
và
b
b
Trong đó:
h - Chiều cao vật dập ở đoạn góc nghiêng.
b - Bề rộng của vật dập ở đoạn góc nghiêng.
l - Chiều dài vật ở đoạn góc nghiêng.

Nếu tỷ số h/ b nhỏ thì góc nghiêng bé và ngợc lại.
Nếu tỷ số l/b lớn thì góc nghiêng bé và ngợc lại.
Vật dập đợc tạo bởi hai lòng khuôn ta xét các phần:
+ Đoạn 30 có h = 15mm; b = 30mm; l = 50mm
h
15
Víi b = 30 = 0,5 vµ

l
30
b = 50 = 0,6
Theo b¶ng 71 trang 203[2] ta cã: = 50

+ Đoạn 35 có h = 2,5mm; b = 35mm; l = 56mm
h
2,5
Víi b = 35 = 0,07 và

l
56
b = 35 = 1,6
Theo bảng 71 trang 203[2] ta có: = 30

+ Đoạn 45 có h = 5mm; b = 45mm; l = 23mm
h
5
Víi b = 45 = 0,1 và

l
23

b = 45 = 0,51

Theo bảng 71 trang 203[2] ta có: = 50
+ Đoạn 77 cã h =16mm; b = 77mm; l = 100mm
h
16
Víi b = 77 = 0,2 và

l
100
b = 77 = 1,3

Theo bảng 71 trang 203[2] ta có: = 50
+ Đoạn 45 cã h = 5mm; b = 45mm; l = 60mm
h
5
Víi b = 45 = 0,1 vµ

l
100
b = 45 = 2,2

Theo b¶ng 71 trang 203[2] ta cã:  = 50
+ §o¹n  35 cã h = 2,5mm; b = 35mm; l = 20mm

SV:Trần Đình Vân

1
1

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp



Bộ mơn cơng nghệ vật liệu

h
l
20
Víi b = 0,07 và b = 35 = 0,57

Theo bảng 71 trang 203[2] ta có: = 50
4. Đờng phân khuôn.
Đờng phân khuôn đợc xác định theo chiều cao vật dập, liên quan đến lợng
d, phần thừa và góc nghiêng phía trên, phía dới của vật dập. Đờng phân khuôn
nằm trên mặt phân khuôn của nửa khuôn trên và khuôn dới. ở đây vành biên từ
đó bắt đầu góc nghiêng của vật dập. Vị trí đờng phân khuôn theo chiều cao đảm
bảo lợng d thừa và phần thừa.
Nếu ta đặt phân khuôn cao hơn hoặc thấp hơn sẽ làm tăng hoặc làm giảm
lợng d dẫn tới tăng khối lợng. Với chi tiết trục răng đầu vào ta đặt đờng phân
khuôn nằm trên mặt phẳng phân khuôn của nửa khuôn trên và khuôn dới ở bề
dày vành biên.
* Độ co ở trạng th¸i ngi. Chi tiÕt dËp tõ vËt liƯu thÐp 45 ta có độ co ở
trạng thái nguội là 1,5%.
5. Xác định màng ngăn lỗ đột.
Do chi tiết là dạng trục tròn và đặc, do vậy không phải xác định màng
ngăn lỗ đột.

6. Xác định bán kính góc lợn
Bán kính góc lợn hợp lý giúp cho kim loai dễ điền đầy khuôn và việc lấy
vật dập ra dễ dàng. Bán kính lợn ngoài r nhỏ sẽ làm việc dập rất khó khăn kim
loại khó điền đầy lòng khuôn và ở chỗ đó tạo thành ứng suất tập trung nên rÃnh
khuôn có thể bị nứt, vỡ khuôn. Bán kính lợn trong R nhỏ thì kim loại chảy rất
khó khăn, dễ gây hiện tợng đứt tạo thành xoắn và gấp nếp ở các rÃnh sâu và sắc

h
cạnh. Bán kính lợn đợc chọn phụ thc vµo tû sè b (ChiỊu cao, chiỊu réng vËt
dËp tại chỗ có bán kính lợn)
Giá trị bán kính góc lợn đợc xác định theo bảng 72[2]

h
Với tỷ số b luôn nhỏ hơn 1 ta có
r = 0,05h + 0,5 v

R = 2,5r +0,5
r

* Đoạn trục 35 có h = 2,5 do ®ã:
r = 0,05.2,5 + 0,5 = 0,6 lÊy r = 1 và
R = 2,5.1 + 0,5 = 3 lÊy R = 2.
R

SV:Trần Đình Vân

1
2

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung

ỏn tt nghip



B mụn cụng ngh vt liu

* Đoạn trơc  45 cã h = 5 do ®ã:
r = 0,05.5 + 0,5 = 0,75 lÊy r = 1 và
R = 2,5.1 + 0,5 = 3 lÊy R = 3.
* Đoạn trục 77 có h = 16 do đó:
r = 0,05.16 + 0,5 = 1,3 lÊy r = 1,5 và
R = 2,5.1,5 + 0,5 = 4,25 lÊy R = 5.
7.Vành biên và rÃnh thoát biên.
Vành biên là vành kim loaị thừa xung quanh vật dập trên mặt phẳng
khuôn nó ảnh hởng đến quá trình dập.
a) ý nghĩa:
Vành biên tạo ra chung quanh vật dập ngăn cản kim loại chảy ra mặt
phân khuôn mà buộc kim loại chảy vào lòng khuôn điền đầy vật dập. Trong thực
tế khó tạo ra kích thớc phôi chính xác do đó thể tích phôi phải lớn hơn thể tích
lòng khuôn nên sẽ có một ít kim loại thừa chảy ra vành biên.
Vành biên có tác dụng làm giảm lực va đập giữa nửa khuôn trên và nửa
khuôn dới, giảm bớt sự toét và nứt khuôn. Với vật dập càng phức tạp thì kim loại
chảy ra rÃnh vành biên càng nhiều nên khi chọn thể tích vành biên phải đạt yêu
cầu vật dập điền đầy tốt nhất.
Tuy nhiên, việc xác định thể tích vành biên còn, phải tính sai số cho việc
cắt phôi ban đầu và độ chính xác các bớc tạo phôi trơc khi dập. Ngoài ra thể tích
vành biên cần phải đảm bảo độ bền của khuôn và tiết kiệm kim loại nhất.
b) Chọn dạng rÃnh vành biên.

Để tăng lực cản của lim loại ra rÃnh vành biên. Do đó làm điền đầy kim
loại ở lòng khuôn cuối cùng, đồng thời làm giảm lực cắt vành biên dẫn tới chọn
khe hở (hc) giữa mặt khuôn trên, khuôn dới nhỏ nhất.
Qua phân tích các dạng vành biên với sản xuất hàng khối ta có thể chọn
vành biên dạng I vì với kết cấu nh vậy làm cầu vành biên có độ bền lớn, vì vậy
khuôn trên đốt nóng ít hơn nửa khuôn dới.
c) Xác định kích thớc rÃnh vành biên.
Qua phân tích chi tiết vật dập là chi tiết thuộc nhóm I phân nhóm 1A sản
xuất hàng khối nên theo cách chọn dạng vành biên I ta có công thức tính hc:
hc = 0,015.

Fvd

(mm)

Fvd :Diện tích vật dập trên mặt chiếu bằng.

SV:Trn ỡnh Võn

1
3

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp



Bộ môn công nghệ vật liệu

Fvd = 30.50 + 35.56 + 45.23 +77.100 + 45.60 + 35.20 = 15595(mm2)

 hc = 0,015 .

15595 = 2.

Chän theo b¶ng 65[2] víi hc=2 theo chiỊu däc ta thÊy øng víi r·nh 5 cã:
hc = 2; h1 = 4; R = 1,5
Vật dập đơn giản và thấp nên chọn chiều rộng r·nh lo¹i 1:
b = 9(mm); b1 = 25(mm); hctb = 0,4(cm); Sr = 1,36(cm2).

1

2

9

1

25

*Xác định thể tích rÃnh vành biên:
Thể tích rÃnh vành biên đợc xác định theo công thức:
Vd = .Sr[cvd + (b + b1)]
Trong ®ã:
 - HƯ sè tính đến mức độ điền đầy rÃnh vành biên theo bảng 66[2] với vật
rèn thuộc phân nhóm I có G = 8kg th×  = 0,6
Sr - DiƯn tÝch tiÕt diện rÃnh vành biên dạng 1 xác định theo bảng 65[2].
Sr = 1,36 (cm2) = 136 (mm2)

cvd - Chu vi vËt rÌn
cvd = 35,5 + (58 + 309 + 2,5 + 4,9 + 12,6.2 + 4,9 ).2 + 40,5 = 780,6(mm )
- Hệ số phụ thuộc vào dạng vật rèn theo bảng 67[2] có = 4
Theo công thức trên ta cã:
Vd = 0,6. 136 [780,6 + 4(9+25)] = 76100,16 (mm3).
8. Lập bản vẽ vật dập.
Để lập bản vẽ vật dập đạt đợc tính u việt của nó xét chi tiết gia công với
dạng sản xuất hàng khối. Nên trong quá trình thiết lập bản vẽ vật dập ta đi căn cứ
vào kích thớc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết sau khi gia công cơ, dựa vào lợng
d, dung sai vật dập, mặt phân khuôn, góc nghiêng thành bên, bán kính lợn...

SV:Trn ỡnh Võn

1
4

GVHD: ThS.V ỡnh Trung


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn công nghệ vật liệu



Cã nh vậy bản vẽ vật dập mới đạt yêu cầu ở đây vật dập đợc tạo bởi hai
lòng khuôn. Theo bản vẽ chi tiết và các bớc tính toán ở trên ta thiết lập đợc các
kích thớc của vật dập nh sau:
Vật dập ở trạng tháI nguội
5

5
3

3
R3

R2

R5

R1.5

ỉ50.3+2.0
- 1.3

ỉ82.5+2.0
- 1.3

R1

ỉ50.3+2.0
- 1.3

ỉ40.5+2.0
- 1.3

5
R3

R1.5

R1
R1

ỉ35.5+2.0
- 1.3

5

R5

ỉ40.5+2.0
-1.3

3

52+1.8
- 1.5
106+1.8
- 1.5
129+1.8
-1.5
234.5+1.8
-1.5
294.5+1.8
-1.5
314.5+1.8
-1.5

yêu cầu kỹ thuật
Độ bóng bề mặt Rz40
Không nứt các tiết diện phần chuyển tiếp
Độ đồng tâm giữa các đừơng kính không vựơt quá 0,2 mm
Làm nhẵn các ba via

Vật dập ở trạng tháI Nóng
5

5

R1.5

R1.5

5

R3
R1
ỉ41.1+2.0
-1.3

R1
ỉ51+2.0
-1.3

R1

ỉ41.1+2.0
-1.3

ỉ36+2.0
-1.3

R2

3
R5

ỉ51+2.0
-1.3

R3

3
R5

ỉ83.74.2 +2.0
-1.3

3

5

52.75+1.8
-1.5
107.59+1.8
-1.5
130.94+1.8
- 1.5

238.2+1.8
- 1.5
298.82+1.8
-1.5
319.2+1.8
-1.5

SV:Trn Đình Vân

1
5

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp



Bộ môn công nghệ vật liệu

III. Chän các bớc dập và xác định kích thớc phôi.
1. Những thông số cơ bản của vật dập
Để giải quyết một số vấn đề có liên quan đến việc lập quy trình công nghệ
và thiết kế khuôn, ngời ta cần chú ý đến các thông số sau:
- Lmax: Chiều dài lớn nhÊt Lmax = 314,5 (mm).
- Bmax : ChiỊu réng lín nhÊt ë h×nh chiÕu b»ng Bmax = 82,5(mm).
- Hmax : ChiỊu cao lín nhÊt Hmax = 82,5(mm).
- F vd : Diện tích hình chiếu của vật rèn trên mặt phân khu«n .
Fvd: S1+S2+S3+S4+S5+S6 = 17677(mm2).

- Cvd : Chu vi vËt rèn trên hình chiếu bằng. Cvd = 789,6(mm).
- Vvd: Thể tÝch vËt dËp.
Vvd = 3,14/4(30,52.52,75 + 40,52.50 + 50,32.23 + 82,52.105,5
+ 50,32.60 +

40,52.22,75) = 860717,7(mm3)

- Gvd : träng lỵng cđa vËt dËp. Gvd = Vvd.  = 0,86.7,85 = 6,75 kg.
Vvd
- ChiỊu cao trung b×nh cđa vËt dËp: Htbvd = Fvd

860717, 7
= 17677 = 48,69(mm)

-Btbvd: ChiỊu réng trung b×nh cđa vËt dËp: B tbvd =
(mm)
tØ sè m =

Lvd
Btbvd

Fvd
Lvd

17677
= 314,5 = 56,15

= 5,6

2. Phôi tính toán - biểu đồ tiết diện.

Vật dập đợc dập tốt hay không là phụ thuộc vào phơng án công nghệ có hợp
lý hay không, chọn các bíc dËp dùa trªn tiÕt diƯn ngang cđa vËt dËp kể cả rÃnh
vành biên cần phải tạo phôi có kim loại phân phối của ở từng phần đủ để điền
đầy lòng khuôn và còn lợng kim loại ra vành biên đồng đều. Mỗi diện tích tiết
kiệm ngang của phôi nh vậy không những nhận đợc vật dập có chất lợng cao,
vành biên đồng đều còn giảm mòn, h hỏng khuôn dập. Để đạt đợc mục đích đó
dẫn tới xây dựng phôi tính và biểu đồ tiết diện của vật dập.
Từ cấu tạo của vật dập dẫn tới phải chọn các lòng khuôn chuẩn bị cần thiết.
Nhiều kích thớc của lòng khuôn chuẩn bị phụ thuộc vào kích thớc của phôi ban
đầu. Nên kích thớc của phôi ban đầu có ảnh hởng rất lớn tới chọn lòng khuôn

SV:Trn ỡnh Võn

1
6

GVHD: ThS.V Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp

Bộ mơn cơng nghệ vật liệu



chn bÞ. Thực tế chứng minh rằng phơng án tốt nhất để xác định và giải quyết
phơng án công nghệ là phơng án phôi tính toán và biểu đồ tiết diện.
Diện tích thiết diện phôi tính toán ở vị trí phôi bất kỳ S tt đợc tính theo công
thức:
Stt = Svd + Sb = Svd +1,4.Sr

Svd = DiÖn tÝch vËt dËp, tiÕt diƯn ë vÞ trÝ bÊt kú.
Sb = DiƯn tÝch tiÕt diện vành biên tơng ứng.
Sr - Diện tích tiết diện rÃnh vành biên.
Đờng kính phôi đợc tính toán ở vị trÝ bÊt kú.
H dt
4
Stt1 

= Stt => dt = 1,13.

√ S tt

3,14
.35, 52  1, 4.136 1179, 7  mm2 
4

Stt 2 Stt 6 

3,14
.40,52  1, 4.136 1478  mm 2 
4

Stt 3 Stt 5 

3,14
.50,32  1, 4.136 2176,5 mm 2
4





3,14
.82,52  1, 4.136 5533,3  mm 2
4
Đờng kính phôi tính toán đợc áp dụng ở ®¼ng thøc 2[2]
Stt 4 

 dt 2
Stt 
4

dt 1,13 Stt

ë đây ta tính 6 giá trị dt cho 6 tiết diện vật dập khác nhau. Đặt các đoạn
thẳng đờng kính nhận đợc trên đờng thẳng của tiết diện đó và nối các đầu đoạn
thẳng thành đờng liên tục ta đợc bản vẽ phôi tính toán hay còn gọi là biểu ®å ®êng kÝnh.

dt1 1,13 1179, 7 38,8  mm 

dt 2 dt 6 1,13 1478 43, 4  mm 
dt 3 dt 5 1,13 2176,5 52, 7  mm 
dt 4 1,13 5533,3 84, 05  mm 

 §Ĩ vÏ biểu đồ tiết diện ta chia các tiết diện S tt theo tỷ lệ M. Đồng thời ta đi
tính chiều cao ht theo các tiết diện đờng kính đà chia.
SV:Trn Đình Vân

1
7

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn công nghệ vật liệu



ht =

s

tt

M

,

lÊy M = 50

1179, 7
ht1  s tt1 
23, 6  mm
M
50

Ta đợc:

1478
ht 2 ht 6 s tt 2 
29, 6  mm 
M
50
2176,5
ht 3 ht 5  s tt 3 
43,5  mm 
M
50
5533,3
ht 4  s tt 4
110, 7 mm
M
50

Ta tính giá trị dt cho 6 tiết diện vật dập khác nhau. Đặt các đoạn thẳng đờng kính nhận đợc trên đờng thẳng của tiết diện ấy và nối các đầu đoạn thẳng
thành các đờng liên tục ta đợc bản vẽ phôi tính toán hay gọi là biểu đồ đờng kính
ta có bảng tính sau:
Thø tù
tiÕt diƯn

DiƯn tÝch vËt
dËp (mm2)

DiƯn tÝch tiÕt
diƯn r·nh vµnh
(mm)2

DiƯn tích tiết diện

phôi tính toán (mm)2

Đờng kính phôi
tính toán (mm)

1
2
3
4
5
6

989,3
1287,6
1986,1
5024
1986,1
1287,6

136
136
136
136
136
136

1179,7
1478
2176,5
5533,3

2176,5
1478

38,8
43,4
52,7
84,05
52,7
43,4

Nối các đầu của đoạn thẳng này ta đợc biểu đồ tiết diện phôi tính toán.

SV:Trn ỡnh Võn

1
8

GVHD: ThS.V ỡnh Trung


Đồ án tốt nghiệp

Bộ mơn cơng nghệ vật liệu



biĨu ®å ® êng kÝnh vµ biĨu ®å tiÕt diƯn
5°

5°

3°

5°

R3

Ø50.3+2.0
-1.3

R1
Ø82.5+2.0
-1.3

R1

Ø35.5+2.0
-1.3

5°

R1.5

3°

R5

R1
Ø40.5+2.0
-1.3

R2

R1.5

Ø40.5+2.0
-1.3

R3

R5

Ø50.3+2.0
-1.3

3°

52+1.8
- 1.5
106+1.8
- 1.5
129+1.8
-1.5
234.5+1.8
-1.5
294.5+1.8
-1.5
314.5+1.8
-1.5

dtb=59.73

d6=43.7

d5=52.7

dmax =84.05

d3=52.7

d2=43.4

dmin=38.8

biĨu ®å ® êng kÝnh

lph=314.5

biĨu ®å tiÕt diƯn

BiĨu ®å tiÕt diện

55.89

29.6

43.5

29.6

23.6

110.7

Biểu đồ tiết diện trung bình

3. Tính toán và chọn phôi
Thể tích phôi đợc tính theo công thức: Vp = Vvd + Vb
Trong ®ã: Vvd: ThĨ tÝch vËt dËp = 860717,7(mm3)
Vb: Thể tích vành biên.
Vb = Vc + Vvb = Cvd(b.hc + h2)
SV:Trần Đình Vân

1
9

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn công nghệ vật liệu



hc

h2 = 2 + h1
Cvd : chu vi dËp;
Cvd = 789,6 (mm)

Thay vào công thức ta đợc:
Vb = 789,6 (9.2+5) = 18160,8 (mm3).
Vp= 860717,7 + 18160,8 = 878878,5(mm3)

Vp
DiƯn tÝch trung b×nh: Stb = L p =

878878,5
314,5

= 2794,5(mm2)

Đờng kính trung bình: dtb = 1,13 S tb = 59,73 (mm)
4. Xác định kích thớc phôi.
Theo bảng 76 trang 274 [2] tiết diện phôi ban đầu.
S'p = Sv = 1,2Stb = 1,2.2794,5 = 3353,4(mm2)
Ta sử dụng phôi than có đờng kính.
S'

p
D'p = 1,13.
= 1,13. 3353, 4 = 64,4 (mm)
Chọn khuôn không đến cuối cùng lòng khuôn ép tụ ta chọn lớn hơn một
chút. Tra bảng I-27[3] ta lấy D'p = 65 (mm). Mặt khác theo c«ng thøc 24[2] ta

100  
'
'
V
V

cã: tt = p = Vvdb. 100
'

Trong ®ã: Vtt : ThĨ tÝch vËt dËp tính cả phần thừa cho vành biên, cháy.
: Hao cháy kim loại theo phần trăm. Theo bảng 75[2] có = 1,5.

Vvdb: Thể tích vật dập và rÃnh biên, Vvdb = 878878,5 (mm3)
V’tt =878878,5.(100 +1,5)/100 = 892061,68(mm3)
V

'
p

Vtt'
892061, 68
3,14 2
.D p
2
= 4
= 0, 785.65 = 269(mm)

Vậy phôi có chiều dài là: Lp = S p
5. Chọn các bớc dập.
Chọn các bớc dập để nâng cao năng xuất lao động chất lợng sản phẩm.
Việc chọn các bớc dập có ý nghĩa quyết định trong quá trình tạo phôi.
Để chọn lòng khuôn chuẩn bị sử dụng đồ thị. Để sử dụng phơng pháp này
ta cầ tính hệ số và thức sau: víi K = 0
d max
82,5
α

SV:Trần Đình Vân

=

d tb

lt
= 59, 73 = 1,4 ;  = d tb
2
0

314,5
= 59, 73 = 5,3

GVHD: ThS.Vũ Đình Trung