GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ KIM LOẠI - PHẦN II GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC - CHƯƠNG 5 docx

174
Chương 5
DẬP TẤM
5.1 Khái niệm
:
Dập tấm là phương pháp biến dạng dẻo phôi kim loại ở dạng tấm, trong khuôn
dưới tác dụng của ngoại lực để tạo thành sản phẩm có hình dạng, kích thước theo yêu cầu.
Dập tấm thường tiến hành ở trạng thái nguội nên còn gọi là dập nguội. Khi chiều
dày phôi lớn hơn 10mm thì có thể dập nóng.
Đặc điểm chung của dập tấm:
- Vật liệu dùng để dập tấm rất rộng rãi. Ví dụ như thép C thấp, thép hợp kim, kim
loại và hợp kim màu…
Có thể dập được những chi tiết phức tạp bằng những chuyển động đơn giản của các
thiết bò mà các phương pháp khác không thực hiện được. Ví dụ dập huy hiệu, dập tiền kim
loại…
- Sản phẩm dập có độ chính xác cao, thường không cần gia công cơ khí lại, khả
năng lắp lẫn của sản phẩm tốt.
- Sản xuất được các chi tiết có độ cứng vững, độ bền khá mà kết cấu gọn nhẹ. Mức
độ hao phí vật liệu ít.
- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa nên năng suất cao, giá thành hạ.
Do những ưu điểm trên nên dập tấm được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp.
Trong ngành chế tạo ô tô khối lượng các chi tiết dập tấm chiếm tới 60%, ngành sản xuất
thiết bò điện 60
70%, ngành chế tạo dụng cụ chính xác 85 90%, sản xuất hàng tiêu dùng
90%. Thường dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối để chế tạo các chi tiết che
chắn, nắp đậy, vỏ, thùng chứa…
5.2 Thiết bò dập tấm.

Trong dập tấm người ta thường sử dụng các loại máy dập trục khuỷu, máy ép thủy
lực để thực hiện các nguyên công chuẩn bò phôi và tạo hình của công nghệ dập tấm.

Căn cứ vào công việc máy ép trục khuỷu được chia ra: máy cắt đứt, máy đột cắt,
máy dập hình.
Căn cứ hình dáng bên ngoài chia ra: máy 1 trụ, máy 2 trụ.
Căn cứ theo tác dụng chia ra: máy tác dụng đơn, máy tác dụng kép, máy 3 tác
dụng.
5.2.1 Máy ép trục khuỷu vạn năng:
Máy ép trục khuỷu vạn năng được dùng để thực hiện các nguyên công: cắt hình,
đột lỗ, dập vuốt không sâu, uốn cắt…
Máy ép trục khuỷu vạn năng phân ra 2 loại:
a. Máy dập trục khuỷu thân hở:
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

175
Loại này thân máy có hình chữ C, hở 3 phía trước, phải, trái. Loại này có ưu điểm
sử dụng thuận tiện, thao tác không vướng. Nhưng có nhược điểm tải trọng tác dụng lên
thân máy không đối xứng làm cho thân máy biến dạng gây ra hiện tượng nghiêng mặt
đầu.
Máy dập trục khuỷu thân hở có nhiều dạng: máy ép 1 trụ, 2 trụ. Máy ép có bàn
quay và bàn không quay được. Loại máy bàn quay rất thuận tiện cho việc lấy sản phẩm
và lắp phôi. Loại máy thân hở chiếm 80 85% số máy ép.
b. Máy dập trục khuỷu thân kín: là loại máy có thân máy là một khung đối xứng.
Loại này lực tác dụng đúng tâm thân máy nên thân máy biến dạng ít hơn, hiện tượng
nghiêng mặt đầu trượt được loại trừ.
Máy dập trục khuỷu thân kín được phân loại theo số khuỷu, gồm các máy 1 khuỷu
(hình 2- 65a), 2 khuỷu (hình 2- 65b), 4 khuỷu trên một trục khuỷu. Máy dập nhiều trục
khuỷu cho phép nó có nhiều tính năng hơn.
5.2.2 Máy dập vuốt (dập sâu):
Máy dập vuốt thường gồm các loại: máy ép 3 khuỷu, máy ép hai tác dụng, máy ép

ba tác dụng, máy ép dập vuốt sâu có hành trình lớn, máy ép chuyên dùng…
Máy tác dụng đơn là máy chỉ có một con trượt chính dùng để đột, cắt, tạo hình.
Máy ép 2 tác dụng chuyên dùng để dập vuốt các chi tiết rỗng sâu bằng kim loại
tấm. Máy có hai đầu trượt, đầu này nằm trong đầu kia, có cùng một hướng chuyển động
khi hành trình máy lên và xuống. Đầu trượt chính ở trong gọi là đầu trượt vuốt, dùng để
kẹp chày dập vuốt, và đầu trượt ngoài gọi là đầu trượt chặn dùng để kẹp chặt phần khuôn,
chặn mép phôi, giữ và làm phẳng mép phôi trong quá trình dập vuốt.
a)

b)
Hình 2
-
65
Máy dập trục khuỷu.
a) 1 khuỷu. b) 2 khuỷu.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

176
Trên hình 2-66, đầu trượt trong 3 dùng để cắt phôi khi cắt hay đột, hoặc dùng để
tạo hình khi dập sâu. Đầu trượt ngoài 1 thông qua cam 2 nhận lực từ trục khuỷu qua vành
ép có tác dụng ép phôi ở mạch cắt khi cắt phôi bằng khuôn cắt hoặc tạo lực vừa đủ để
chặn phôi
khi dập giãn không làm mỏng thành phôi,
tránh hiện tượng nhăn mép khi phôi tiến
dần vào lòng khuôn . Trong quá trình dập
giãn đầu trượt ngoài ở vò trí cố đònh. Khi
dập xong cả hai đầu trượt trong và ngoài
đều cùng đi lên. Máy ép ba tác dụng ngoài

hai đầu trượt trong và ngoài như nêu ở trên
còn có bộ phận đẩy sản phẩm ra khỏi
khuôn hoặc còn có đầu trượt để thực hiện
nguyên công dập vuốt ngược để tạo những
lỗ sâu theo chiều ngược lại.
Máy ép trục khuỷu để dập khối có
hành trình con trượt cố đònh. Nhưng các
máy dùng trong dập tấm thường dùng loại
có thể điều chỉnh hành trình con trượt để phù hợp với kích thước của chi tiết. Ngoài ra, còn
có nhiều cơ cấu để cấp phôi, đẩy phôi, lấy vật phẩm ra khỏi khuôn trong sản xuất hàng
loạt.

5.2.3 Máy ép thủy lực:
Máy ép thủy lực dùng dập tấm có nhiều đặc điểm quan trọng mà máy ép trục
khuỷu không đạt được như : tốc độ biến dạng kim loại không thay đổi, không gây quá tải
v.v…
Máy ép thủy lực có lực ép rất lớn nên thường dùng chế tạo các chi tiết lớn, phức tạp,
yêu cầu chất lượng cao (xem phần chương 4}.
5.2.4 Các máy quay:
Máy quay sử dụng trong dập tấm
thường là các máy nắn, uốn, máy miết,
máy cán hình, máy cắt…
Máy nắn và uốn: trong công
nghệ dập tấm thường dùng là kiểu trục
lăn hoặc con lăn.
Máy uốn 3, 4 trục (hình 2-67) có
thể uốn các tấm dày 1,6  63 mm, rộng
1250 4000 mm, có thể uốn vành, lên
gờ, tạo gân.

5.3 Các nguyên công cắt phôi
.
Các nguyên công cắt phôi có thể chia làm 2 loại: cắt và dập cắt đột lỗ.
Hình 2-67 Máy uốn 3 trục
a) Trục ép bố trí ở giữa hai trục đỡ.
(Tấm dày >2mm).
b) Trục ép bố trí lệch phía sau hai trục cán.
(Tấm dày < 2mm).
a)

b)

Hình 2
-
66
Máy ép hai tác dụng.
1. Đầu trượt ngoài 2. Cơ cấu cam.

3. Đầu trượt trong 4. Phôi.
2
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

177
5.3.1 Cắt:
Cắt là nguyên công chia phôi tấm ra thành mảnh nhỏ, dải hẹp…cho đúng với hình
dáng kích thước yêu cầu. Cắt có thể thực hiện bằng các phương pháp sau:
1. Máy cắt có lưỡi dao song song:
Máy cắt cóù hai lõi dao song song nhau (hình 2-68), lõi dao dưới cố đònh, lõi dao

trên tònh tiến lên xuống tạo nên chuyển động cắt.
Khi cắt phôi dưới tác dụng của lực cắt P của dao ép vào phôi sẽ làm cho phôi biến
dạng đàn hồi, biến dạng dẻo rồi bò phá hủy. Dấu hiệu đầu tiên của sự phá hủy là xuất
hiện những vết nứt ở hai phía của phôi chỗ mép cắt. p lực càng tăng thì vết nứt này càng
phát triển. Nếu khe hở giữa lõi dao trên và dưới hợp lý thì vết nứt ở hai phía phôi đến
một lúc nào đó sẽ gặp nhau và tạo nên đường cắt làm phôi bò đứt. Lõi dao tiếp xúc với
phôi trên cả chiều rộng của tấm cắt. Máy này có thể cắt các tấm rộng đến 3200 mm và
chiều dày 60mm, chỉ cắt được các đường cắt thẳng, chiều rộng tấm phôi phải nhỏ hơn
chiều dài lưỡi dao, không cắt được các đường cong và chu vi kín.
Ưu điểm cắt trên máy loại này là đường cắt phẳng và đẹp, hành trình lưỡi dao nhỏ
nhưng lực cắt lớn. Lực cắt có thể tính theo công thức :
P = KBS
c
(N)
K - Hệ số kể đến ảnh
hưởng của dao mềm, vật
liệu khó cắt, khe hở lớn.
Thường K= 1,3
B - Chiều rộng cắt của
tấm phôi (mm)
S - Chiều dày của tấm
phôi (mm)

c
- Giới hạn bền cắt của
phôi. 
c
= (0,8  0,9)
b
(N/mm

2
)

b
-Giới hạn bền của vật
liệu phôi (N/mm
2
)
.
Lực cắt ở lưỡi dao trên và dưới không nằm cùng một đường thẳng, cách nhau một
khoảng a, do đó tạo thành mô men P.a làm cho phôi thường bò quay đi một góc
 =
10
20
o
. Hiện tượng phôi quay làm cho hai dao mở rộng ra, khe hở lớn làm chất lượng mép
cắt giảm. Để khắc phục người ta cần giảm góc quay
 bằng cách đặt tấm chặn tác dụng
lên đó lực chặn Q chống lại mô men lật phôi. Để tăng lực tập trung ở lưỡi dao và giảm
cánh tay đòn a ta mài vát lưỡi dao đi một góc .
2. Máy cắt có lưỡi dao nghiêng.
Lưỡi dao dưới của máy nằm ngang và cố đònh. Lưỡi dao trên nghiêng so với lưỡi
dao dưới 1 góc
 = 2  6
o
(hình 2-69). Khi thực hiện cắt, lưỡi dao trên chỉ tiếp xúc với
phôi ở một điểm nên quá trình cắt được tiến hành từ từ, lực cắt giảm đi nhiều.
Q

P

P a




Hình 2
-
68

Máy cắt có lưỡi dao song song.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

178


tg
SK
P
c
2

Có thể cắt được chiều dài bất kỳ, cắt được các tấm dày hơn, cắt được những đường
cong. Nhưng đường cắt không phẳng và nhẵn như loại trên, hành trình của dao lớn hơn.
Lực cắt xác đònh theo công thức:
 là hệ số vật liệu.

Ví dụ: Cắt tấm thép có chiều dài B= 1000mm, chiều dày tấm S = 2 mm, 
c
= 40
KG/mm
2
,  = 0,5,  = 2
o
. Tính lực cắt ta được:
P song song = 104000 KG
P nghiêng = 2990 KG. Như vậy lực cắt trên máy có lưỡi dao nghiêng giảm đi 35
lần.
3. Máy cắt chấn động.
Máy có hai lưỡi dao nghiêng tạo thành
một góc 24  30
o
. Khi cắt lưỡi cắt trên lên xuống
rất nhanh (2000
 3000lần /phút) với khoảng
hành trình ngắn < 4mm (hình 2-70).
Máy này có thể cắt các tấm có chiều
rộng bất kỳ, có thể cắt các đường cong hoặc
thẳng, nhược điểm của máy này giống máy cắt

lưỡi dao nghiêng.
4. Máy cắt có lưỡi dao đóa.
Lưỡi cắt là hai đóa tròn quay ngược chiều
nhau, trục đóa song song nhau (hình 2-71a). Lưỡi
dao hình đóa có đặc điểm giống như lưỡi dao
nghiêng (cắt tuần tự từng điểm một) nhưng có thể thực hiện quá trình cắt liên tục với
chiều dài không hạn chế và không tốn thời gian cho hành trình chạy không nên năng suất
cao.

Hình 2-70. Máy cắt chấn động.









Hình 2-69 Máy cắt có lưỡi dao nghiêng.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

179
Khi phôi tiếp xúc với lưỡi dao, đóa sẽ tác dụng vào phôi 1 lực P. Lực này được
phân ra hai thành phần:
P
1
= P.sin ,  là góc ăn, thường  = 14

o
.
P
2
= P.cos 
P
1
có tác dụng cản phôi lại, P
2
tạo nên lực cắt phôi.
Lực cắt:
c
tg
S
KP


2
.
2

K - Hệ số phụ thuộc vật liệu; Khi S > 10 mm K = 1,2
Khi S < 3 mm K = 1,8
Đường kính đóa cắt phụ thuộc chiều dày phôi cắt S.
Khi S< 3 mm, đường kính của đóa D = 60S; khi S = 3  10 mm thì D = (40  50)S;
khi S > 10 mm thì D = 30S.
Máy này dùng để cắt các đường thẳng và đường cong chiều dài tùy ý. Máy cắt có
thể có nhiều cặp đóa dùng để cắt đồng thời nhiều dải song song. Trên hình 2-71b trình bày
nguyên lý máy cắt hai cặp đóa.
Máy cắt dao đóa thường dùng để cắt các tấm mỏng.

5.3.2

Dập cắt và đột lỗ.
Khác với cắt đứt, dập cắt và đột lỗ là phương pháp cắt một đường cong khép kín
(cắt theo chu vi) do đó phải cắt bằng khuôn (hình 2-72).






Hình 2
-
71
Nguyên lý máy cắt dao đóa.
a) Máy cắt 1 cặp đóa.
b) Máy cắt 2 cặp đóa.

P
1
P
2
P



S



a)

b)
Dập cắt.

Đột lỗ.
Hình 2-72 Phân biệt sự khác nhau giữa dập cắt và đột lỗ.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

180
Về nguyên lý dập cắt và đột lỗ giống nhau, chỉ khác nhau về công dụng. Đột lỗ là
quá trình tạo lỗ rỗng trên phôi, phần vật liệu tách khỏi phôi là phế liệu, phần còn lại là
phôi để ra nguyên công tạo hình. Còn dập cắt khác với đột lỗ là : phần còn lại là phế liệu.
Khi dập cắt và đột lỗ dùng chày và cối có cạnh sắc để tạo thành lưỡi cắt. Quá trình biến
dạng của kim loại khi cắt mô tả trên hình 2-73.
Khi chày tì lên tấm phôi, lúc đầu phôi uốn cong và xảy ra quá trình biến dạng dẻo.
Phần kim loại của phôi dưới chày lún sâu vào trong lỗ của cối. Sự tập trung ứng suất trên
lưỡi cắt của chày làm xuất hiện những vết nứt.
Khi những vết nứt ở đầu lưỡi cắt của chày và
đầu lưỡi cắt của cối gặp nhau, kim loại bò phá
hủy hoàn toàn tạo thành vết cắt . Vết cắt có
hướng song song hoặc tạo thành một góc nào đó
với hướng của lực cắt tùy thuộc từng kim loại
và khe hở giữa chày và cối.
Đặc điểm:
-Cùng một lực cắt theo toàn bộ chu vi
cắt nên đường cắt thẳng đẹp không bò cong

vênh. Hành trình cắt nhỏ, có thể cắt được những
chu vi phức tạp. Tuy nhnhiên lực cắt lớn, tuổi
thọ khuôn thấp và năng suất thấp.
Các thông số cơ bản của quá trình dập
cắt và đột lỗ:
- Khe hở Z giữa chày và cối:
D
c
- Đường kính cối.
d
ch
- Đường kính chày.
Trò số khe hở Z tùy thuộc vào chiều dày S của vật liệu và chọn theo kinh nghiệm:
S = 0,3  1 mm Z = 0,02  0,08 mm
S = 1
 3 mm Z = 0,08  0,3 mm
S = 3  10 mm Z = 0,3  1,8 mm
Ngoài ra Z còn phụ thuộc vào tính chất vật liệu. Vật liệu càng cứng thì Z càng lớn.
Thường lấy Z = (5  10%) S.
Nếu khe hở Z không đúng, mặt cắt của phôi sẽ bò đứt từng khớp. Độ hở quá lớn và
lưỡi cắt cùn sẽ kéo kim loại vào cối và do đó tạo ra bavia và mặt cắt không đẹp.
- Lực cắt:
P = KLS
c
(KG)
K - Hệ số điều kiện cắt, kể đến ảnh hưởng của tình trạng chày cối, chiều dày vật
liệu không đều, bề mặt vật liệu không tốt… Thường lấy K = 1.1
1,3
L - Chiều dài đường cắt (mm).
S - Chiều dày vật liệu (mm).


c
- ứng suất cắt cho phép (KG/mm
2
)

Hìn
h 2
-
73
. Quá trình biến dạng
của kim loại khi cắt và đột.
D
cối
d
chày
S

2
chc
dD
Z


Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

181
- Đường kính chày và cối: Tính đường kính chày và cối thường dùng phương pháp

chế tạo khuôn phối hợp. Theo phương pháp này thì chế tạo chày (hoặc cối) xong, lấy đó
làm chuẩn để gia công cối (hoặc chày) còn lại.
+ Khi dập cắt: người ta lấy miếng cắt do đó kích thước sản phẩm do cối quyết đònh,
cho nên lấy kích thước cối làm chuẩn.
Cối: D
cối
= ( d
ct
- )
+
cối

d
ct
- Đường kính chi tiết.
 - Dung sai chi tiết.

cối
- Dung sai chế tạo cối.
Chày: d
chày
= D
côi
– 2Z
Chú ý phối hợp chế tạo để đảm bảo khe hở Z.
+ Khi đột lỗ: người ta lấy lỗ nên kích thước sản phẩm do chày quyết đònh, do đó
lấy kích thước chày làm chuẩn.
Chày: d
chày
= ( d

lỗ
+ )
-

chày

d
lỗ
- Đường kính lỗ cần đột.
 - Dung sai lỗ.

chày
- Dung sai chế tạo chày.
Cối: D
cối
= d
chày
+ 2Z
Chú ý phối hợp chế tạo để đảm bảo khe hở Z.
+ Quá trình cắt phôi cần chú ý đến việc xếp hình phôi trên các dải kim loại và cắt
tấm kim loại lớn thành các dải kim loại (pha băng kim loại) sao cho hệ số sử dụng nguyên
liệu cao nhất nhưng vẫn bảo đảm chất lượng chi tiết cắt tốt nhất. Điều này có ý nghóa lớn
trong sản xuất hàng loạt lớn với sản lượng hàng chục triệu chiếc/năm, vì rằng trong tổng
số giá thành của sản phẩm thì tiền nguyên liệu chiếm 60  70%, trong khi đó tiền nhân
công chỉ chiếm 5
 10% hoặc thấp hơn.
Hệ số sử dụng nguyên vật liệu
 để đánh giá mức độ sử dụng vật liệu:

Fo - Diện tích nguyên vật liệu sử dụng.
F - Tổng diện tích vật liệu.
n - Số chi tiết bố trí được trên tấm cắt.
f - Diện tích 1 chi tiết.
Khi bố trí nguyên vật liệu để cắt, ta dựa vào các nguyên tắc sau:
. Hiệu suất sử dụng vật liệu phải cao nhất.
. Tận dụng giảm sự phức tạp của khuôn và giảm thao tác của công nhân.
. Giảm số lần cắt.
Ví dụ: Bố trí phôi để
dập cắt, hệ số sử dụng vật liệu
tăng dần theo các phương án a,
b, c, d ( hình 2-74)
%100.
.
%100
F
fn
F
F
o



Hình 2
-
74
Bố trí vật liệu khi dập cắt.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

182
Ngoài các nguyên tắc trên khi bố trí nguyên vật liệu để cắt đột cần chú ý các yêu
cầu sau:
. Vật cần đơn giản, tránh làm các góc nhọn, các lỗ khoét phức tạp.
. Chỗ tiếp giáp giữa 2 cạnh phải có bán kính lượn để đảm bảo dễ cắt và tăng bền
cho chày và cối.

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

182
5.4 Các nguyên công tạo hình:

Các nguyên công tạo hình chủ yếu trong công nghệ dập tấm bao gồm: uốn,
dập sâu, thành hình, tóp, dập gân, uốn vành, miết…
5.4.1 Uốn.
Uốn là nguyên công làm thay đổi hướng thớ kim loại, biến phôi phẳng (tấm), dây
hay ống thành những chi tiết có hình cong đều hay gấp khúc.
Hình 2-75 trình bày sơ đồ uốn cong tấm
có chiều dày S, để tiến hành uốn người ta sử
dụng bộ khuôn gồm chày và cối. Khi uốn mặt
trong của phôi (mặt tiếp xúc với chày) chòu ứng
suất nén làm phôi dễ bò nếp nhăn, còn mặt
ngoài (mặt tiếp xúc với cối) chòu ứng suất kéo
làm phôi dễ nứt, giữa hai lớp này là lớp trung
hòa không bò kéo và không bò nén. Nếu ta kẻ
những ô vuông ở mặt cạnh của phôi thì sau khi
uốn ta that ở phần thẳng những ô vuông này

không đổi, còn ở phần cong của sản phẩm thì bò
biến dạng thành hình thang, vạch ở ngoài cũng dài ra nhiều, vạch trong cũng ngắn lại
nhiều, còn đường trung hòa thì không đổi.
Theo tiết diện ngang tấm ta thấy phía trong chòu ứng suất kéo ra hai bên, còn phía
ngoài chòu ứng suất nén do đó chiều rộng mép ngoài giảm đi còn mép trong tăng lên.
Hiện tượng này càng rõ khi tấm càng dày.
Các thông số kỹ thuật cơ bản của quá trình uốn:
- Bán kính uốn nhỏ nhất r
min
:
Bán kính uốn nhỏ nhất quyết đònh bán kính
của chày. Nếu r chày nhỏ quá thì thớ phôi dễ đứt.
R
min
= K.S
K - Hệ số phụ thuộc vật liệu. Ví dụ: Uốn tấm
thép CT
3
, uốn vuông góc với thớ K = 0,1, uốn song
song với thớ K = 0,5.
- Góc đàn hồi khi uốn (hình 2-76).
Khi uốn kim loại vừa bò biến dạng dẻo vừa bò
biến dạng đàn hồi. Do thành phần biến dạng đàn hồi
này nên sau khi nhấc chày khỏi vật uốn, vật sẽ đàn
hồi trở lại một phần làm thay đổi góc uốn. Góc đàn hồi  này bằng hiệu của góc yêu cầu
của sản phẩm 
o
và góc của chày uốn .

Góc đàn hồi này có thể từ 0  10
o
. Đặc điểm này cần chú ý khi thiết kế khuôn.
Góc đàn hồi sau khi uốn phụ thuộc vào góc uốn

o
, bán kính uốn r của chi tiết,
Hình 2
-
75
Sơ đồ nguyên lý uốn.

o



r

Hình 2
-
76
Góc đàn hồi sau
2




o
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -

Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

183
chiều dày S của tấm kim loại, bán kính chày r
chày
, tính chất đàn hồi của vật liệu…
- Lực uốn: Lực uốn phụ thuộc
vào hình dạng chi tiết, vật liệu
uốn, chiều dày và chiều rộng
phôi. Lực uốn xác đònh theo
công thức sau:


B -Chiều rộng phôi (mm).
S - Chiều dày phôi (mm).
r - Bán kính uốn (mm).

b
- Giới hạn bền của vật liệu
(KG/mm
2
)
5.4.2 Dập sâu (dập
vuốt).
Dập sâu hay còn gọi là
dập vuốt là phương pháp chế
tạo các sản phẩm hình ống
hoăïc hình hộp rỗng, có đáy
hoặc không có đáy, có vành
hoặc không có vành rộng. Dập

sâu được chia làm hai phương
pháp: Dập sâu không biến
mỏng thành và dập có biến
mỏng thành phôi.
1. Dập sâu không biến
mỏng thành phôi
a. Bản chất quá trình dập sâu không biến mỏng thành:
Đây là nguyên công biến dạng mà chiều dày phôi và chiều dày thành sản phẩm
xấp xỉ bằng nhau.
Để tiến hành dập sâu không biến mỏng thành người ta sử dụng một bộ khuôn gồm
chày và cối (hình 2-77b). Xét 1 chi tiết hình trụ có đường kính d được dập từ phôi tròn
đường kính D. Khi chày ép lên phôi sẽ làm cho phôi biến dạng. Phần chày ép lên phôi
kim loại chòu ứng suất kéo theo hướng kính và chuyển thành đáy của chi tiết đường kính d.
Còn hình vành khăn (D-d), các phần tử phôi chòu kéo theo hướng dọc trục chi tiết và chòu
nén theo hướng tiếp tuyến, biến thành hình trụ có đường kính d và chiều cao h (hình 2-
77c).
)1)(180( 
ch
o
o
r
r

S
r
BS
P
b




2
.7,0
D

d

h
h
d

c)
Hình 2
-
77
Dập vuốt không làm mỏng thành.
a) Hiện tượng nhăn sản phẩm dập vuốt.
b) Sơ đồ nguyên lý dập.
c) Hình khai triển phôi từ sản phẩm dập
ống.

a)

b)

1. Chày.

2. Tấm chặn.
3. Cối.
4. Chi tiết.

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

184
Các phần tử phôi càng xa tâm càng bò nén theo hướng tiếp tuyến nhiều, và càng
gần tâm càng bò kéo theo hướng kính càng nhiều, vùng tâm phôi và vùng tiếp xúc với
mép chày phôi dễ nứt.
Để tránh các nếp nhăn (hình 2-77a) ta
dùng lực ép phụ Q tác dụng lên tấm chặn 2.
b. Đặc điểm của quá trình biến dạng
khi dập sâu:
- Khi dập sâu, những điểm của phôi
nằm trên cùng một vòng tròn cách đều tâm
thì mức độ biến dạng như nhau. Sau khi biến
dạng vẫn nằm trên vòng tròn nhưng đường
kính vòng tròn lúc này bằng đường kính chi
tiết. Các vòng tròn đồng tâm vẽ trên phôi
trước khi biến dạng biến thành các vòng tròn
bằng nhau có tâm nằm trên trục phôi, nhưng
khoảng cách không đều nhau mà tăng dần từ
đáy lên. Điều đó cho thấy các điểm càng xa
tâm thì biến dạng càng nhiều. Các vòng tròn càng xa tâm sau khi biến dạng cách nhau
càng xa (hình 2-78a).
- Nếu ta kẻ những đường bán kính chia đều vòng tròn phôi thành những góc như
nhau, sau khi biến dạng những đường này sẽ làm thành đường sinh song song cách đều
nhau (hình 2-78b).
- Cắt dọc chi tiết, sau khi dập xong ta
thấy thực tế chiều dày chi tiết thay đổi như sau
(hình 2-79):

+ Ở đáy chiều dày không đổi, bằng chiều
dày phôi.
+ Ở góc lượn đáy, chiều dày giảm nhiều
(có khi tới 30%), nơi đó là tiết diện ngang nguy
hiểm nhất, tại đây tập trung ứng suất rất lớn.
+ Càng lên trên chiều dày S càng tăng, ở
mép lượn trên chiều dày chi tiết lớn hơn chiều
dày phôi (chiều dày tăng thêm từ 15
25%).
Sự thay đổi chiều dày thành và giảm
mỏng thành trên chòu ảnh hưởng bởi các nhân tố sau:
+ Bán kính lượn của cối: R
cối
càng nhỏ thì kim loại vùng đó biến dạng nhiều nên
chiều dày thành càng giảm.
+ Khe hở giữa chày và cối (Z): Z càng giảm thì sự biến mỏng thành càng nhiều.
+ Mức độ biến dạng càng tăng thì sự biến mỏng thành càng lớn.
Hình 2
-
78
Sơ đồ biến dạng khi dập sâu.
b) a)
S=3
2,18
2,75

3,22

3,37
Hình 2

-
79
Sự thay đổi chiều
dày thành khi dập sâu.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

185
+ Chất bôi trơn tốt thì giảm lượng biến mỏng thành.
c. Xác đònh hình dáng và kích thước phôi cho chi tiết đơn giản:
- Hình dáng của tấm phôi phụ thuộc vào hình dáng của chi tiết. Nếu chi tiết có
hình
trụ hay hình hộp có đáy là một đa giác đều, thành bên thẳng đứng, nghiêng hoặc có bậc
thì phôi là một tấm tròn.
Nếu chi tiết có đáy là hình chữ nhật thì phôi có hình êlíp. Nhưng nếu chi tiết có
thành thấp khi H  0,3B (H: chiều cao, B: chiều rộng của hộp) thì phôi có hình triển khai
phức tạp hơn.
- Kích thước của phôi (D
phôi
): Khi dập vuốt không biến mỏng thành, người ta bỏ
qua sự thay đổi chiều dày vật liệu (do quá trình biến dạng gây ra). Do vậy việc xác đònh
kích thước của phôi dựa vào sự cân bằng diện tích bề mặt của phôi và chi tiết (khi có cắt
mép phải tính đến lượng dư để cắt mép).


F là diện tích bề mặt của chi tiết ( mm
2
).
Cách tính diện tích phôi phụ thuộc hình dáng, kích thước của chi tiết.

Ví dụ: Tính đường kính phôi để dập
các chi tiết tròn xoay có hình dạng đơn giản,
bằng vật liệu mỏng, hình 2-80 (chưa tính
lượng dư cắt mép).
- Chi tiết hình trụ thẳng:


- Chi tiết hình trụ có vành:


Ví dụ: Chi tiết hình trụ không có bán
kính lượn ở đáy hoặc bán kính lượn ở đáy nhỏ ( hình 2-
81), đường kính phôi xác đònh như sau:
. Nếu vật liệu mỏng S <1,5 mm:
ngtrtrtrngtrphoi
HddHddD .4.4
22

. Nếu vật liệu dày:
).(.4
'2
hhddD
tbtbphoi

Trong đó:
Hình 2
-
81
Chi tiết dập hình
trụ có cắt mép, bán kính

lượn ở đáy nhỏ.
dhdD
phoi
4
2

hddD
phoi 1
2
2
4
FD
phoi
13,1
Hình 2-80
Hình dạng chi
tiết.
a) Hình trụ
thẳng.
b) Hình trụ có
vành.

a)
b)

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

186

1
32



n
ntb
mmmm
Dmmd
n
tbn

1
1


d
tr
, d
ng
- Đường kính trong và ngoài hình trụ.
H
tr
, H
ng
- Chiều cao bên trong và bên ngoài của hình trụ.
d
tb
- Đường kính trung bình.
h

/
- Lượng dư để cắt mép (tra bảng sổ tay hoặc lấy gần đúng bằng 5% D
phôi
).
d. Các thông số cơ bản của công nghệ dập sâu:
- Hệ số dập sâu: Để đánh giá mức độ biến dạng sau mỗi lần dập sâu, dùng hệ số
dập sâu m. Đối với những chi tiết tròn xoay dập vuốt không làm mỏng thành, hệ số
dập sâu là tỷ số giữa đường kính sau và trước mỗi lần dập.


d - Đường kính chi tiết
D - Đường kính phôi.
Hệ số dập sâu phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu gia công, thường m = 0,55 0,95.
Khi m càng nhỏ, tốc độ biến dạng càng lớn, kim loại bò biến cứng càng cao, dễ bò
nứt. Do đó, khi dập các chi tiết có đường kính nhỏ, chiều cao lớn phải dập thành nhiều lần
để bảo đảm tốc độ biến dạng nhỏ. Hệ số m lần dập sau bao giờ cũng lấy cao hơn lần dập
trước vì càng dập nhiều lần kim loại bò biến
cứng càng nhiều, biến dạng càng khó khăn.
- Số lần dập sâu: Muốn chế tạo chi
tiết có chiều sâu lớn ta phải dập sâu làm
nhiều lần (hình 2-82). Số lần dập sâu n để
dập từ phôi có đường kính D xuống chi tiết
có đường kính d
n
được xác đònh như sau:
Lần dập thứ nhất


Lần dập thứ hai
Lần dập thứ n để được vật có đường

kính d
n



Để đơn giản tính toán lấy giá trò trung bình:

Và công thức trên có thể viết:
Hình 2
-
82
Trình tự dập vuốt chi tiết
hình trụ không có vành.
D
d
m 
D
d
m
1
1

d
1
= m
1
.D

1
2

2
d
d
m 
d
2

= m
2

. d
1
= m
1
.
m
2
.D


1

n
n
n
d
d
m
d
n

= m
n
.d
n-1

= m
1
.m
2
.m
3
…m
n
.D

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

187
tbn
mnDmd lg)1()(lglg
1

Lấy logarit cả hai vế ta có :

Ứng với mỗi lần dập có một bộ khuôn tương ứng (hình 2-83).
- Lực ép phụ Q: Lực ép phụ Q tác dụng lên tấm chặn nhằm mục đích làm phôi biến
dạng đều, tránh hiện tượng nếp nhăn ở thành. Lực Q xác đònh theo biểu thức:
Q = F.q
F - Diện tích phần phôi bò chặn.
q - p lực riêng phần khi chặn, nó phụ thuộc chiều dày vật liệu, hệ số dập sâu, tính
chất vật liệu. Ví dụ:
q
nhôm
= 0,08 0,12 kg/mm
2

q
đồng
= 0,12 0,18 kg/mm
2
q
thép
= 0,25 0,35 kg/mm
2

Nói chung nếu Q nhỏ thì tác dụng của tấm
chặn giảm, dễ bò nếp nhăn, gây trở lực phôi dễ đứt.
Nếu Q lớn quá sẽ gây mỏng thành và đứt đáy.
- Khe hở Z: Mức độ biến dạng khi dập sâu,
chất lượng dập sâu phụ thuộc rất nhiều vào khe hở
Z giữa chày và cối. Nếu tăng Z thì kim loại dễ biến
dạng nhưng làm cho thành sản phẩm dập không thẳng góc với đáy và dễ có nếp nhăn.
Nếu nhỏ quá thì dập hay bò đứt do sản phẩm bò kẹt đồng thời làm khuôn chóng mòn.
Xác đònh khe hở Z theo công thức sau:

Z = K.S + S
max

K - Hệ số phụ thuộc vào chiều dày vật liệu, tính chất vật liệu. Ví dụ dập sâu có
tấm chặn, lần đầu S = 0,5  2 mm thì K = 0,1.
S - Chiều dày vật liệu (mm).
S
max
- Chiều dày lớn nhất của phôi (mm).
- Chày và cối đều phải có góc lượn, đặc biệt là cối để tránh đứt phôi trong quá
trình dập.
Bán kính lượn càng lớn, kim loại biến dạng càng dễ, nhưng thành sản phẩm dễ tạo
nếp nhăn. Bán kính lượn nhỏ quá phôi hay bò rách trong quá trình dập.
- Tính lực dập sâu (P
d
):
Lực dập sâu gồm 2 thành phần: lực làm biến dạng chi tiết P và lực của vành ép Q
P
d
= P + Q
R
cối
R
chày
Hình 2
-
83
Bán kính lượn
của chày cối.
Z

tb
n
m
Dmd
n
lg
)lg(lg
1
1



Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

188
Lực biến dạng cho lần thứ n của chi tiết hình trụ tính theo công thức:
P = K
n
..d
n
.S.
b

K
n
– Hệ số phụ thuộc chủ yếu vào hệ số dập sâu m.
d

n
– Đường kính chi tiết lần dập thứ n = 1,2,3…
S – Chiều dày phôi (mm).

b
– Giới hạn bền vật liệu kg/mm
2

Đối với chi tiết bất kỳ có chu vi phức tạp:
P = L.S.
b

L - Chu vi đáy chi tiết.
2. Dập sâu có biến mỏng thành.
Dập sâu có biến mỏng thành là quá trình dập sâu có cưỡng bức làm giảm chiều
dày ở thành chi tiết so với chiều dày phôi.
Đặc điểm của phương pháp này là đường kính chi tiết giảm ít, chiều sâu tăng nhiều
và do đó giảm chiều dày thành phôi, chiều dày của đáy không thay đổi.
Để tiến hành dập sâu có làm mỏng thành ta dùng một bộ khuôn có khe hở giữa
chày và cối nhỏ hơn chiều dày phôi (Z < S) hình 2-84









Bản chất quá trình biến dạng khi dập sâu có biến mỏng thành có thể giải thích như

sau:
Dưới tác dụng của lực ép P chày tác dụng vào đáy phôi, khi đó sẽ phát sinh ra ứng
suất kéo ở thành chi tiết làm cho kim loại của thành phôi liệu bò kéo dài ra theo khe hở
giữa chày và cối. Vì khe hở giữa chày và cối Z nhỏ hơn chiều dày phôi S nên ở vùng biến
dạng tùy theo mức độ chuyển động của chày mà giảm mỏng chiều dày thành chi tiết.
Do trở lực biến dạng của thành khi giảm mỏng thành, nên sinh ra ứng suất nén
thẳng góc với phần bề mặt côn của cối. Do đó tổng tác dụng của ứng suất kéo và nén nói
trên sẽ làm cho ở vùng biến dạng có trạng thái ứng suất kéo nén phức tạp làm kim loại
biến dạng dẻo, chiều dày giảm đi và kéo dài ra theo hướng đường sinh.
Hình 2
-
84
Dập sâu có làm mỏng thành.
1. Cối dập 2. Chày dập 3. Sản phẩm
dập.

Z = (0,3

0,8)S

S

3

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

189
Ngoài ra trên thành khuôn, giữa phôi kim loại và khuôn còn có lực ma sát tác dụng

ngược với hướng di động của kim loại. Lực ma sát này cũng có tác dụng cản trở sự biến
dạng của kim loại. Vì thế lực dập sâu phải đủ lớn để làm biến dạng dẻo phôi và thắng
được lực ma sát.
Đặc điểm quá trình dập sâu có biến mỏng thành:
- Không cần lực ép phụ, bộ phận ép phu, thiết bò dẫn hướngï hoặc các khuôn phức
tạp có bộ phận chống nếp nhăn mà chất lượng chi tiết vẫn đảm bảo, không bò nếp nhăn.
-
Dập sâu có biến mỏng thành do không cần lực ép phụ nên dùng được trên máy ép
đơn.
-
Số lần dập sâu giảm do có khả năng tạo được biến dạng lớn.
- Chất lượng kim loại khi dập sâu có biến mỏng thành tốt hơn vì sau khi dập một
vài lần phải ủ do đó cấu trúc kim loại có hạt đồng đều và nhỏ hơn.
Có 2 phương pháp dập sâu có biến mỏng thành:
- Làm thay đổi đường kính xong rồi mới biến mỏng thành.
- Vừa thay đổi đường kính vừa tiến hành làm biến mỏng thành cùng một lúc. Với
phương pháp này thì kim loại biến dạng mãnh liệt hơn (hình 2-85).
a. Tính kích thước phôi:
Khi dập sâu có biến mỏng thành các chi tiết hình trụ, kích thước của phôi được xác
đònh dựa vào điều kiện cân bằng thể tích kim loại giữa phôi và chi tiết.


Trong đó:
V - Thể tích phôi có tính
đến lượng dư để cắt mép.
S - Chiều dày phôi.
S = (1
1,2). S
đáy

S
đáy
- Chiều dày đáy.
V = (1 +a). V
chi tiết

a - Hệ số tính đến lượng
dư cắt mép.
Nếu h/d < 3 thì a = (8 10%). V
chi tiết

h/d = 310 thì a = (10 12%). V
chi tiết

h/d > 10 thì a = (12 15%). V
chi tiết

b. Tính hệ số biến dạng K và số lần dập n:
S
V
D
phoi
13,1
S

Hình 2-85 Dập sâu biến mỏng thành chi tiết hình trụ.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

190
)1(lg
lglg
tb
on
K
FF
n



Thông thường thì dập sâu có biến mỏng thành được tiến hành từ phôi đã được dập
sâu lần đầu không biến mỏng.
Để đánh giá mức độ biến dạng ở mỗi nguyên công, người ta sử dụng đại lượng K
Trong đó: K - Mức độ biến dạng.
F
n-1
; F
n
- Diện tích tiết diện ngang ở các nguyên công.
S
n-1
; S
n
- Chiều dày thành ở các nguyên công.
m
bm
- Hệ số biến mỏng (m
bm
= S

n
/ S
n-1
)
Như vậy mức độ biến dạng chung sẽ là:

o
n
o
no
ch
F
F
F
FF
K 

 1

F
n
– Diện tích tiết diện ngang của chi tiết.
F
o
– Diện tích tiết diện ngang của phôi.
Nếu là phôi phẳng F
o
= .D
phôi
.S

Số lần dập tính theo công thức :
Trong đó :
F
o
, F
n
- Diện tích tiết diện ngang của phôi và chi tiết.
K
tb
- Mức độ biến dạng trung bình cho phép ở mỗi nguyên công.
Khi tính toán coi các hệ số K
1
= K
2
= =K
n
= K
tb

Giá trò của K
tb
, m
bm
cho trong sổ tay dập nguội tùy thuộc vào vật liệu và thứ tự
nguyên công.
Do có sự biến cứng rất mạnh trong quá trình dập sâu nên ở các nguyên công tiếp
theo cần giảm dần mức độ biến dạng và ủ để phục hồi tính dẻo của kim loại.
Sau khi xác đònh được mức độ biến dạng ở mỗi nguyên công, có thể xác đònh được
chiều dày thành và chiều cao chi tiết ở mỗi nguyên công dựa vào điều kiện thể tích không
đổi.

5.4.3 Uốn vành (Nong lỗ).
Uốn vành là nguyên công chế tạo các chi tiết có gờ, đường kính D, chiều cao H và
đáy chi tiết rỗng. Phôi để uốn vành cần đột lỗ đường kính d phù hợp, sau đó dùng bộ
khuôn gồm chày và cối (hình 2-86A).
Để đảm bảo chất lượng uốn vành, hạn chế sự nứt mép thì khi uốn vành cần đảm
bảo hệ số uốn vành hợp lý K
u

bm
n
nn
n
nn
m
S
SS
F
FF
K 








1
1
1

1
1
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

191
3,12,1 
ct
f
t
d
d
K

Thường K
u
= 0,62 0,72
Trong đó:
D - đường kính chi tiết tính theo đường trung hòa (mm)
d - đường kính lỗ(mm)

Nếu chiều cao chi tiết H không thể uốn một lần khi H > H
max
( chiều cao uốn vành
tới hạn) thì quá trình uốn vành phải qua một số nguyên công như trên hình 2-86B. Từ phôi
phẳng dập sâu thành hình trụ (hình a), đột lỗ ở đáy (hình b), sau đó tiến hành nong lỗ
(hình c).
5.4.4 Tóp miệng
Tóp miệng là nguyên công làm nhỏ miệng

của các chi tiết đã dập sâu. Miệng bò tóp có thể có
hình côn, hình bán cầu. Quá trình tóp miệng chi
tiết dập sâu trình bày trên hình 2-87.
Khuôn dưới làm nhiệm vụ đònh vò chi tiết,
khuôn trên có hình côn đường kính giảm dần, phần
cuối của khuôn trên là hình trụ. Để khỏi xảy ra
hiện tượng xếp ở miệng tóp thì tỷ số giữa đường
kính phôi (chi tiết dập giãn) d
f
và đường kính của
chi tiết (miệng tóp) d
ct
phải giới hạn trong một
phạm vi cho phép.


Khi cần tóp miệng có đường kính nhỏ hơn so với đường kính phôi thì phải qua một
số lần tóp.
5.4.5. Giãn phồng, In nổi.
Ngược với công việc tóp miệng, giãn phồng nhằm làm to chi tiết đã dập giãn ở
phần dưới, còn miệng vẫn giữ nguyên, không làm thay đổi chiều dày chi tiết. Quá trình
giãn phồng trình bày trên hình 2-88. Chi tiết đã dập giãn đặt vào khuôn hai nửa, lòng

Hình2-87.Tóp miệng.
H
B) A)
Hình 2
-
86
Sơ đồ uốn vành.

A) Uốn vành 1 lần. B) Uốn vành nhiều lần.
D
d
K
u

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

192
khuôn là hình dạng của sản phẩm đònh chế tạo. Phía trong chi tiết dập giãn (phôi) là khối
cao su và dùng chày ép lên cao su. Nhờ tính chất đàn hồi cao su đẩy thành chi tiết sát vào
thành khuôn tạo thành sản phẩm.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh

193

Cũng có thể dùng bi thép hoặc
chất lỏng, khí ép thay thế cao su miễn
là sau khi dập xong có thể lấy ra khỏi
sản phẩm được.
- In nổi: dùng để in những hình
gân hoặc chữ nổi lên sản phẩm dập tấm
hoặc các phôi tấm nhằm mục đích tăng
độ cứng vững và tăng tính mỹ thuật của
chi tiết.

Hình 2
-
88.
Giãn phồng.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh