Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp : Thiết kế công nghệ dập – Qui trình công nghệ gia công tay biên động cơ D6

Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Lời nói đầu
Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại đất nớc, các ngành kinh tế nói chung và
ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi các kỹ s và các cán bộ kỹ thuật có kiến thức tơng đối rộng và phải
biết vận dụng sáng tạo những kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề thờng gặp trong thực tế.
Đồ án tốt nghiệp đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình đào tạo trở thành ngời kỹ
s. Qua quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về những kiến thức đã đợc
tiếp thu trong quá trình học tập, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo những kiến thức
này để làm đồ án cũng nh công tác sau này.
Là một sinh viên chuyên ngành cơ khí. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đợc giao
nhiệm vụ: Thiết kế công nghệ dập Qui trình công nghệ gia công tay biên động cơ D6.
Đây là một đề tài mới và khó đối với em. Tuy nhiên trong thời gian đi thực tập và làm đồ án
tốt nghiệp đợc sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn: ThS. Vũ Đình Trung với sự học hỏi của
bản thân em đã đa ra phơng pháp dập phôi tay biên D6 và quy trình công nghệ gia công, tay biên
phơng án này sẽ đảm bảo độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật.
- Đồ án tốt nghiệp của em gồm có phần thuyến minh và phần bản vẽ mà ở đó đã trình
bày đầy đủ về thiết kế công nghệ dập phôi tay biên D6, và quy trình công nghệ gia công tay biên,
chế độ cắt , đồ gá, máy, dùng để gia công.
- Tuy nhiên do trình độ hiểu biết về lý thuyết và thực tế còn hạn chế, do đó trong đồ án này
không thể tránh khỏi sai sót. Vậy em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy và các bạn để em
có thể hiểu sâu hơn về môn học cũng nh các phơng án khác hợp lý hơn.
- Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn ThS. Vũ Đình Trung cùng các thầy giáo
trong khoa cơ khí Trờng ĐHKTCNTN đã tận tình hớng dẫn em hoàn thành đồ án đúng thời
hạn. Đồng thời cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo và các ban đã giúp đỡ em
trong suốt 5 năm học qua cũng nh trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp.
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 04 năm 2006
Sinh viên
Vũ Văn Thuỷ
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 1 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Yêu cầu kỹ thuật

1. Không cho phép hàn đắp
2. Trên bề mặt gia công không cho phép có vết nứt, gãy, gỉ sắt, lõm rỗ
3. Độ lệch của đừơng nối tâm hai lỗ so với trục đối xứng < 0.1 mm
4. Độ lệch của hai đừơng tâm lỗ lên mặt phẳng cho phép < 0.06 mm
5. Độ ô van của lỗ dâu nhỏ < 0.01 mm
6. Tổ chức kim loại ở chỗ gãi mẫu thử không có hiện tựơng điểm trắng
hay bọt, vết nứt, đứt đoạn xốp
7. Trên bề mặt gia công không cho phép vết nhăn, phải tẩy sạch các
khuyết tật ba via đạt Rz = 40
8. Cơ tính sau nhiệt luyện lần cuối đạt 26 30 HRC
27
+0.2
-0.1
ỉ45H6
ỉ56
14
R4
R2
27
+0.2
-0.1
6
0.5x45
130
0.1
0.5x45
23
+0.02
6
25H7/u6

R
4
0
R12
R10
1
9
5
ỉ5
R3
R4
R
8
0
R5
R5
R0,5
R0,5
R27
R6
2.5
1.25
1.251.25
1.25
0.1 A
0.1 A
A
1.25
0.05 A
R15

6,5
18
+0.2
-0.1
23
+0.2
-0.1
5
35
+0.1
8,4H7
ỉ9.5
0.95 B
10
CC
E
D
C - C
Theo E
Theo D
Xoay 90
2.5
14
+0.1
22
+0.1
4
+0.1
1
6,6

R1
R1
R5
4
0.1
5
0.1
5
0.1
4
0.1
70
+0.1
16
27
+0.2
-0.1
30
M8x1
B
Rz40
66
E
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 2 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Phần I
Phân tích tính công nghệ của
chi tiết - chọn phơng án chế tạo phôi
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 3 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6

I. Chức năng, điều kiện làm việc, công dụng
của chi tiết
1/ Chức năng:
Tay biên là chi tiết quan trọng không thể thiếu đợc trong tất cả các động cơ
đốt trong. Tay biên trực tiếp tham gia biến chuyển động tịnh tiến của piston sang
chuyển động quay của trục khuỷu và ngợc lại. Tay biên D6 đợc chế tạo bằng thép
45 gồm đầu nhỏ không tháo dời đợc, trong đó có lắp bạc lót bằng đồng. Thân tay
biên tiết diện hình chữ I và đầu to lắp bạc dời, gồm hai nửa ghép với nhau băng
hai bulông M8.
Mặt trong của lỗ đầu nhỏ phải gia công đạt R
a
= 2,5 để lắp chặt với bạc.
Mặt trong của lỗ đầu to phải gia công đạt R
a
= 12,5 để lắp trung gian với bạc.
Chuyển tiếp giữa đầu nhỏ và thân R10, R30, R40.
Chuyển tiếp giữa đầu to và thân R12, R80, R8.
Mặt trong của lỗ đầu to có khoét rãnh bán nguyệt để định vị bac.
Trên đầu nhỏ có lỗ dẫn dầu lệch với bạc chi tiết một góc 50
0
.
Tại hai lỗ để bắt bulông có phần định vị 8,5 phần ren M8.
2/ Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết:
Tay biên D6 là một chi tiết dạng càng, đầu to đợc ghép bởi hai nửa bằng
hai bulông M8 nên chúng có các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Cơ tính sau khi nhiệt luyện lần cuối phải đạt độ dãn dài tơng đối, độ co t-
ơng đối, độ dai va đập 35%, mẫu thử có thể phân bố dọc, độ cứng 25 30 HRC.
- Chế tạo bằng phơng pháp dập thể tích.
- Tổ chức kim loại ở chỗ gẫy của mẫu thử không đợc có hiện tợng điểm
trắng hay bọt, sự phân tầng của những chất phi kim loại và vết nứt. Tổ chức kim

loại trong mặt cắt dọc phải đợc đặc trng bằng hớng của thớ dọc theo đờng trục
phù hợp với hình dạng bên ngoài không có hiện tợng đứt đoạn, xốp.
- Trên bề mặt đã gia công không cho phép có vết nứt, gãy, gỉ sắt, lõm, lỗ
rỗng.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 4 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
- Đờng gép khuôn cho phép có ba via dến 1,5mm, không cho phép có vết
nhăn, phải tẩy sạch các khuyết tật và ba bia 1,5mm đạt Rz40.
- Độ lệch của hai đờng tâm lỗ lên mặt pohẳng cho phép nhỏ hơn bằng
0,06/100.
- Độ lệch của nối tâm hai lỗ so với trục đối xứng 0,5mm.
- Không cho phép hàn đắp.
- Độ côn ô van của lỗ đầu nhỏ 0,01mm. Kích thớc đầu to cho phép
025,0
01,0
45
+

nằm trong góc < 45
0
so với mặt phẳng lắp ghép.
- Độ chênh lệch chiều dày thành đầu to và đầu nhỏ tay biên theo hớng dọc
trục đối xứng không quá 2mm, theo chiều ngang không quá 1mm.
II. xác định dạng sản xuất
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 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 sẽ đem
lại hiệu quả kinh tế cao nhất, chất lợng sản phẩm tốt, thu hồi vốn đầu t nhanh.
Nếu sản lợng sản phẩm thấp thì nên sử dụng trang thiết bị vạn năng, tổ

chức sản xuất không theo dây chuyền, sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Từ đó ta thấy việc xác định dạng sản xuất hợp lý dẫn đến quá trình sản xuất
đạt hiệu quả cao.
2/ Xác định sản lợng cơ khí:
Nh ta đã biết để xác định dạng sản xuất ta phải xác định sản lợng cơ khí
trong năm và trong lợng của chi tiết gia công.
Sản lợng phôi tay biên D6 cần dập theo yêu cầu là 7000 chi tiết/năm, nh
vậy sản lợng cơ khí đợc tính theo công thức:
N
i
= N.m
i
.[1 + ( + )/100] chi tiết/năm
Trong đó:
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 5 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
N
i
: sản lợng cơ khí chi tiết cần chế tạo
N : sản lợng sản phẩm sản xuất trong năm
N = 7000 chi tiết/năm
m
i
: số chi tiết cùng loại trong sản phẩm, lấy m
i
= 1
: là hệ số % dự phòng h hỏng do chế tạo, = (2 ữ 3) lấy = 2
: hệ số % chế tạo thêm, dự phòng ngoài kế hoạch tránh mất mát do vận
chuyển, bảo quản, = (3 ữ 5), lấy = 3
Thay vào ta có:

N
i
= 7000.1[1 + (3 + 2)/100] = 7350 chi tiết/năm
3/ Xác định khối lợng của chi tiết:
41
7
15
25
130
10
22
ỉ25
ỉ35
R
2
2
,
5
R
2
8
V
1
V
2
V
3
V
4
70

Hình vẽ 1: Thể tích chi tiết
Theo công thức G
CT
= V
CT
.
G
CT
: khối lợng của chi tiết
V
CT
: thể tích của chi tiết
: khối lợng riêng của vật liệu. Vật liệu của chi tiết thép 45
=> = 7,85 kg/dm
3
.
Để thuận tiện cho việc tính toán và chế tạo phôi ta chia tay biên D6 ra làm
bốn phần để thể tích từng phần rồi cộng lại.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 6 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Gọi thể tích phần đầu nhỏ tay biên là V
1
,
Thể tích phần thân tay biên D6 là V
2
,
Thể tích phần đàu to tay biên D6 là V
3
+ V
4

Thể tích chi tiết là:
V
CT
= V
1
+ V
2
+ V
3
+ V
4
Ta có: V
1
= 14229 mm
3
V
2
= 43917 mm
3
V
3
= 40040 mm
3
V
4
= 12300 mm
3
V
CT
= 110486 mm

3
= 0,110486 dm
3
Trọng lợng chi tiết là:
G
CT
= 0,110486.7,85 = 0,8673151 (kg)
Căn cứ vào bảng 2 trang [2] với số lợng chi tiết 1000 ữ 10000 chiếc, khối l-
ợng < 1 kg ta xác định dạng sản xuất hàng loạt lớn.
III. Chọn phơng án công nghệ chế tạo phôi tay biên D6
1/ Phơng pháp tạo phôi tay biên D6:
Việc chế tạo tay biên D6 để đạt đợc những yêu cầu kỹ thuật và kinh tế, ng-
ời kỹ s công nghệ phải xác định đợc kích thớc phôi và chọn phôi thích hợp với
điều kiện sản xuất nên việc chọn phôi dựa trên những cơ sở sau:
- Vật liệu chế tạo phôi và cơ tính của vật liệu.
- Hình dáng và kết cấu của chi tiết.
- Khả năng đạt độ bóng của phơng pháp tạo phôi.
- Điều kiện cụ thể sản xuất của nhà máy ở đây chi tiết tay biên D6 vật liệu
là thép 45, với loại vật liệu này có độ dẻo độ dai tốt phù hợp với các phơng pháp
gia công cắt gọt sau này.
Do những yêu cầu kỹ thuật của chi tiết đòi hỏi độ chính xác, độ bền cơ tính
và độ bóng bề mặt. Để thoả mãn các yêu cầu trên việc sản xuất phôi tay biên D6
có các phơng pháp nh đúc, hàn, gia công áp lực (cán, rèn, dập nóng). Ta phải so
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 7 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
sánh lựa chọn giữa các phơng pháp để đa ra phơng án tạo phôi hợp lý đảm bảo cả
về hai mặt kinh tế và kỹ thuật.
2/ So sánh các phơng pháp tạo phôi:
a/ Phơng pháp đúc:
Ưu điểm: Năng suất cao, vốn đầu t ít, rẻ tiền, nó cho phôi có hình dạng

phức tạp.
Nhợc điểm: Tổ chức hạt thô, bề mặt bị chai cứng nên khó gia công cắt gọt,
độ bền và độ dẻo dai kém.
b/ Phơng pháp hàn:
Ưu điểm: Tạo ra các chi tiết có hình dáng phức tạp đảm bảo cơ tính.
Nhợc điểm: Năng suất thấp, vốn đầu t lớn, giá thành cao nên ít dùng và
đặc biệt tay biên làm việc trong điều kiện chịu tải trọng va đập lớn nên không cho
phép chế tạo phôi bằng phơng pháp hàn.
c/ Phôi cán:
Ưu điểm: Phơng pháp này tạo phôi đơn giản, rẻ tiền, dễ chế tạo và năng
suất cao.
Nhợc điểm: Phôi có hình dáng đơn giản trên bề mặt. Thép cán thông thờng
đợc tiêu chuẩn hoá, và đặc biệt với chi tiết tay biên D6 hình dáng phức tạp nên rất
khó chế tạo bằng phơng pháp này.
d/ Phôi rèn tự do:
Ưu điểm: Vốn đầu t thấp, thiết bị đơn giản, kim loại bị biến dạng về tất cả
các hớng cho nên phôi có cơ tính tốt.
Nhợc điểm: Khó tạo đợc phôi có hình dáng phức tạp, năng suất thấp,
không phù hợp với dạng sản xuất loạt, chỉ phù hợp với dạng sản xuất loạt nhỏ
hoặc đơn chiếc.
e/ Rèn khuôn:
Có độ chính xác và độ bóng cao hơn, chế tạo đợc các chi tiết có kích thớc
vừa và nhỏ. Phù hợp với dạng sản xuất loạt lớn, hàng khối nhng chi phí lớn, đòi
hỏi phải có lực ép lớn.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 8 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
f/ Dập thể tích:
1:> Dập thể tích trên máy búa
Ưu điểm: Đây cũng là hình thức rèn khuôn nó thờng cho phôi có hình dáng
phức tạp đạt độ chính xác cao. Nâng cao cơ tính của phôi thờng áp dụng sản xuất

loạt lớn, hàng khối.
Tiết kiệm kim loại, giảm thời gian gia công cơ khí, giá thành hạ.
Nhợc điểm:
Do dập trên máy búa lực ép lớn va đạp nhiều nên việc chế tạo khuôn khó
khăn, giá thành sản phẩm tơng đối cao.
2:> Dập thể tích trên máy ép trục khuỷu
Phơng pháp này phôi có độ bóng Rz = (160 ữ 40) àm. Phôi có cơ tính cao
có thể tạo đợc phôi có hình dáng phức tạp.
Ưu điểm:
Máy làm việc êm, độ cứng vững tốt, dẫn hớng êm, chính xác, tốc độ của
máy nhanh, có thể đẩy phôi tự động. Phơng pháp dập nóng đảm bảo chất lợng vật
dập cao, tiết kiệm lợng tiêu hao kim loại, năng suất lao động cao, thuận tiện cho
quá trình tự động và cơ khí hoá.
Cho vật dập có kích thớc chính xác, góc nghiêng ở thành vật dập nhỏ, lợng
d gia công ít, mức độ biến hình trên các tiết diện của vật dập tơng đối đều. Độ
lệch khuôn ít nên tiết kiệm đợc nhiều vật liệu.
Để hoàn thành một bớc hay một nguyên công thì trên máy búa cần phải
dập vài nhát, nhng trên máy ép chỉ cần dập một nhát, giảm đợc thời gian phụ,
năng suất cao thờng năng suất tăng gấp 2 đến 3 lần so với máy búa.
Sau khi đã điều chỉnh máy và lắp khuôn máy làm việc với hành trình cố
định nên chiều cao vật rèn chính xác, thao tác của công nhân đơn giản dễ dàng,
thợ bậc thấp cũng làm đợc, đồng thời giảm đợc nhiều sức lao động của công
nhân.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 9 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Máy ép làm việc êm, nên các bộ phận làm việc lâu hỏng, năng lợng tiêu phí
ít hơn và nhà xởng xây dựng nhỏ hơn. Nhờ máy ép dễ tự động hoá và dễ trang bị
những thiết bị phụ đảm bảo an toàn lao động nên ít xảy ra tai nạn lao động.
Nhợc điểm:
- Giá thành của máy ép cao.

- Khi quá tải thờng xảy ra kẹt máy, nhiều trờng hợp rất khó giải quyết.
- Kích thớc phôi ban đầu cần phải chính xác.
- Khó đánh sạch lớp oxy hoá nên yêu cầu thiết bị nung phải không có hoặc
ít hiện tợng oxy hoá.
- Tính chất vạn năng so với máy búa dập kém hơn nên phải có thiết bị phụ
để tạo phôi.
Tuy vậy có những nhợc điểm này, nhng phơng pháp dập nóng trên máy ép
là u việt hơn cả vì nó đảm bảo đợc những yêu cầu kỹ thuật của chi tiết và tính
kinh tế, tiết kiệm kim loại, năng suất cao dễ tự động hoá và cơ khí hoá trong quá
trình sản xuất.
3/ Chọn phơng pháp chế tạo phôi:
Qua phân tích u nhợc điểm của các phơng pháp tạo phôi ta nhận thấy ph-
ơng pháp tạo phôi bằng dập nóng trên máy ép trục khuỷu là một phơng pháp u
việt hơn cả nếu ta chế tạo đợc khuôn và lòng khuôn chính xác nên ta chọn phơng
pháp này để chế tạo phôi tay biên D6 trong quá trình sản xuất.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 10 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Phần II
Thiết kế công nghệ dập phôi
tay biên D6
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 11 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
I. Phân loại vật dập
Quá trình công nghệ dập trên máy ép trục khuỷu phụ thuộc vào dạng của
vật dập. Để thiết kế vật dập và khuôn dập cần phải phân loại vật dập theo cấu tạo
của nó và theo đờng phân khuôn, dạng trục chính vật dập, hình dáng vật dập. Dựa
vào những đặc điểm trên ngời ta chi ra làm 4 nhóm vật dập. Bảng 87 trang 390[1]
(Phân loại vật dập trên máy ép trục khuỷu).
Dựa vào đặc điểm của 4 nhóm vật dập đó, xét chi tiết gia công tay biên D6
là vật dập có dạng dài, tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng là:

6,2
70
1821
==
B
Căn cứ vào hình dạng chi tiết thanh truyền D6 có đờng phân khuôn là đờng
thẳng, dạng trục chính là đờng thẳng, trong quá trình dập vuốt chiếm u thế hơn.
Theo bảng 86 trang 391(III) vậy phôi thanh truyền D6 thuộc cụm A nhóm I phân
nhóm 1b.
II. Thiết kế vật dập
1/ Chọn mặt phân khuôn:
Vị trí mặt phân khuôn theo chiều cao vật dập, liên quan tới lợng d, phần
thừa và góc nghiêng phía trên, phía dới của vật dập. Đờng phân khuôn nằm trên
mặt phẳng phân khuôn của nửa khuôn trên và dới ở giữa bề dày của vành biên
đồng thời cũng nằm ở giữa màng ngăn lỗ đột ở phía trong và từ đó bắt đầu góc
nghiêng trên dới của vật dập.
Vị trí đờng phân khuôn theo chiều cao của vật dập sao cho đảm bảo lợng d
quy định và phần thừa.
Nếu ta đặt vị trí đờng phân khuôn cao hơn hay thấp hơn so với các phơng
pháp trên đều dẫn tới tăng phần thừa do đó tăng trọng lợng vật dập.
ở đây chi tiết là phôi tay biên D6 để tạo thuận lợi cho việc gia công và chế
tạo khuôn cũng nh lấy phôi đợc dễ dàng ta có các phơng án lựa chọn mặt phân
khuôn nh sau:
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 12 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
T
D
a.
D
T

D
T
D
T
b.
c.
d.
Hình vẽ 2: Mặt phân khuôn
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 13 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Hình 2a: Cho ta mặt phân khuôn ở giữa chiều rộng chi tiết, chứa tâm hai lỗ
đầu to và đầu nhỏ. Mặt phân khuôn này để lại lợng d lớn ở hai lỗ và góc nghiêng
thành bên, độ chênh lệch lòng khuôn lớn khó khăn cho việc điền đầy kim loại.
Hơn nữa mặt phân khuôn này sẽ không tạo đợc tiết diện chữ I.
ở thân chi tiết mà thay thế bằng tiết diện hình chữ nhật do đó ta phải thay
đổi kết cấu chi tiết, nh thế tuổi thọ của chi tiết sẽ không đảm bảo.
Hình 2b: Cho ta mặt phân khuôn đi qua mặt đầu hai lỗ, vật dập sẽ nằm
hoàn toàn ở lòng khuôn trên. Mặt phân khuôn này cho lợng d lớn, không đối xứng
qua tâm chi tiết và kim loại khó điền đầy ở lòng khuôn trên hơn do đó sẽ không
đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề ra của chi tiết.
Hình 2c: Cho ta mặt phân khuôn đi qua mặt đầu hai lỗ, vật dập sẽ nằm
hoàn toàn ở lòng khuôn dới. Mặt phân khuôn này cho lợng d lớn, không đối xứng
qua tâm chi tiết và kim loại khó điền đầy ở lòng khuôn dới hơn do đó sẽ không
đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề ra của chi tiết.
Hình 2d: Cho ta mặt phân khuôn đi qua giữa chiều cao của chi tiết, lợng d
chia đều ra hai nửa theo chiều cao của chi tiết đảm bảo chi tiết đối xứng qua tâm.
Nh vậy chiều sâu lòng khuôn ở khuôn trên và khuôn dới bằng nhau kim loại điền
đầy về hai phía nh nhau.
So sánh các phơng án chọn mặt phân khuôn trên ta thấy phơng án hình 2d u
điểm hơn cả. Ta chọn mặt phân khuôn theo phơng án này, mặt phân khuôn vuông

góc với tâm hai lỗ 45, 25 và đi qua trung điểm chiều cao chi tiết chia chi tiết.
Tại hai lỗ có màng ngăn để giảm lợng d gia công (đề cập đến ở phần sau).
2/ Xác định lợng d, dung sai vật dập:
a/ Dung sai: là độ chênh lệch cho phép của kích thớc danh nghĩa của vật
dập do một số nguyên nhân:
+ Dập không đúng chiều cao.
+ Không điền đầy lòng khuôn.
+ Lòng khuôn bị mòn hay gia công không thật đúng.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 14 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
+ Vật dập bị oxi hoá bị xây sát
Muốn cho độ nhẵn bề mặt vật dập tốt, kích thớc chính xác cần phải:
+ Trớc khi dập làm sạch phôi và lòng khuôn.
+ Khống chế dung sai trong quá trình dập.
Để xác định dung sai các kích thớc phôi tay biên D6 bao gồm sai lệch trên
là đại lợng chênh lệch cho phép lớn hơn kích thớc danh nghĩa gọi là dung sai (+),
sai lệch dới là đại lợng chênh lệch cho phép bé hơn kích thớc danh nghĩa gọi là
dung sai âm (-).
b/ Lợng d: Là lớp kim loại cần bóc đi khỏi bề mặt vật dập trong quá trình
gia công cơ.
+ Lợng d đợc tạo bởi do các nguyên nhân sau:
- Khuyết tật trong quá trình dập.
- Độ chính xác của thiết bị dập.
- Lắp và điều chỉnh khuôn trong quá trình dập.
- Nhiệt độ nung và thiết bị nung.
- Trình độ tay nghề của công nhân và công nghệ dập.
Tất cả các lợng d trên gọi là lợng d trong quá trình dập: Ký hiệu là R
+ Lợng d trong quá trình cắt gọt ký hiệu là G
+ Vậy lợng d chung vật dập sẽ là:
= G + R

- Để nhận đợc vật dập có độ chính xác cao với lợng d và dung sai tối thiểu
dẫn đến hạ giá thành trong quá trình gia công cơ và 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, chuẩn bị phôi
tốt và dập sát mặt khuôn.
- Lắp khuôn vào bệ và đầu búa đúng hớng điều chỉnh cẩn thận khe hở thân
dẫn hớng của đầu búa, khuôn phải có khoá để chống trợt.
- Cải tạo chế độ nung phôi, tốt nhất là dùng lò điện cảm ứng thì phôi giảm
ô xít, không bị thoát cácbon, giảm hao cháy kim loại và làm sạch vật dập.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 15 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
- Phôi dập đúng nhiệt độ quy định.
- Dùng phơng pháp tốt nhất để chống cong vênh đối với vật dập.
- Giảm số lần gia công cắt gọt nhng vẫn đảm bảo độ chính xác cao.
- Sử dụng các biện pháp công nghệ tối u trong quá trình gia công.
*) Căn cứ vào khả năng cho phép và những yêu cầu đối với lợng d và dung
sai cho chi tiết vật dập. Dựa vào kết cấu của vật dập là tay biên D6 và những yêu
cầu kỹ thuật của chi tiết:
Các kích thớc lớn nhất của vật rèn:
Chiều cao lớn nhất: H = 27 mm
Chiều rộng lớn nhất: B = 70 mm
Chiều cao dài nhất: L = 179,5 mm
Với vật liệu thép 45 độ chính xác I (Vì sản xuất hàng khối). Các bề mặt gia
công đạt độ nhẵn Rz40 ữ Rz20 ta lấy thêm một lợng d = 0,15 mm. Các bề mặt
gia công đạt độ nhẵn Rz20 trở lên ta lấy thêm một lợng d = 0,25 mm.
Tra bảng 88 trang 399(1) ta đợc lợng d và dung sai:
Theo H = 1
8,0
5,0
+

Theo B = 1
7,0
6,0
+

Theo L = 1,25
9,0
7,0
+

Dựa trên kích thớc của bản vẽ chi tiết và lợng d ta có các kích thớc sau:
25-1*2-0.15*2 = 22.7
7,0
6,0
+

lấy bằng 23
7,0
6,0
+

45-1*2-1.15*2 = 42.7
7,0
6,0
+

lấy bằng 42
7,0
6,0

+

19 + 1 = 20
7,0
6,0
+

23+2+1.25 = 26.25
8,0
5,0
+

lấy bằng 30.5
8,0
5,0
+

70 + 2 = 72
7,0
6,0
+

18+23+4+1 = 46
9,0
7,0
+

3/ Xác định góc nghiêng thành lòng khuôn:
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 16 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6

Trong quá trình sản xuất để tăng năng suất lao động giảm chất lợng vật
dập, đòi hỏi khi dập kim loại phải đợc điền đầy trong 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 tới lực cản sẽ giảm, lực ép chảy
để ép kim loại vào đầy rãnh cũng ít nhất và lòng khuôn cũng ít bị mòn. Nhng việc
lấy vật dập ra khỏi lòng khuôn sẽ khó khăn do vật dập bị giữ chặt ở lòng khuôn
bởi lực ma sát, nên muốn lấy đợc vật dập ra phải nhờ cơ cấu đẩy phôi riêng, nhng
việc thực hiện khó khăn và mất thời gian giảm năng suất.
Nếu góc nghiêng thành lòng khuôn lớn sẽ tạo thuận lợi cho việc lấy vật dập
ra khỏi lòng khuôn, kim loại dễ điền đầy vào lòng khuôn nhng lại làm cho lòng
khuôn chóng mòn, tăng lợng d gia công cơ, tốn kim loại dẫn đến việc tăng giá
thành của chi tiết.
Vậy nếu ta chọn góc nghiêng thành lòng khuôn thích hợp thì có thể thắng
đợc lực ma sát, dẫn đến việc lấy vật dập ra khỏi vị trí lòng khuôn thuận lợi. Tuy
vậy lực ma sát sinh ra trong quá trình dập còn do nhiều nguyên nhân khác nh độ
nhẵn bề mặt lòng khuôn, lợng vẩy ôxit của vật dập, nhiệt độ phôi dập, tốc độ
nguội vật dập, hớng co ngót khi nguội kim loại và phụ thuộc vào ứng suất đàn hồi
của vật liệu, kích thớc hình dạng của vật dập
Tuy nhiên việc xác định góc nghiêng còn phụ thuộc vào khả năng cho phép
dùng góc nghiêng tối thiểu, chính là phụ thuộc vào trạng thái của máy búa và khả
năng công nghệ của sản xuất.
Để xác định góc nghiêng của thành lòng khuôn ta phải căn cứ vào cấu tạo
và kích thớc vật dập cụ thể phụ thuộc vào tỷ số h/b và l/b.
Trong đó:
b : chiều rộng của vật dập ở đoạn có góc nghiêng
h : chiều cao của vật dập ở đoạn có góc nghiêng
l : chiều dài của vật dập ở đoạn có góc nghiêng
Nếu tỷ số h/b nhỏ thì cho ta góc nghiêng bé và ngợc lại.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 17 Trờng Đại học KTCN

Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Nếu tỷ số l/b lớn thì cho ta góc nghiêng lớn và ngợc lại.
Vì lực cản kim loại ở thành lòng khuôn nhỏ, xét tay biên D6 là chi tiết dạng
càng, vật dập nhóm I thuộc phân nhóm 1b và đợc tạo bởi 2 lòng khuôn (khuôn
trên và khuôn dới). Dựa theo các kích thớc chi tiết ta có thể phân phôi tay biên D6
ra thành hai phần để chọn góc nghiêng: phần đầu và phần thân.
Phần đầu (Gồm đầu to và đầu nhỏ):
h = 15 mm
b = 5,5 mm
l = 46 mm
=> h/b = 15/5,5 1 ữ 3 ;
l/b = 46/5,5 >3
Theo bảng 71 trang 205[1] ta đợc góc nghiêng thành bên của khuôn = 5
0
.
Nhng vì chi tiết có chiều cao nhỏ hơn 30mm, nên góc nghiêng chọn tăng lên =
6
0
.
Phần thân (Tiết diện chữ I) tay biên D6 có các kích thớc:
h = 7 mm
b = 6 mm
l = 100 mm
=> h/b = 7/6 1
l/b = 100/6 >3
Theo bảng 71[1] ta có góc nghiêng thành lòng khuôn = 2
0
.
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 phía trên mặt phẳng phân khuôn của nửa khuôn trên và dới ở giữa bề dày của
vành biên, đồng thời cũng nằm ở giữa màng ngăn lỗ đột ở phía trong và từ đó bắt
đầu góc nghiêng của vật dập. Vị trí đờng phân khuôn theo chiều cao đảm bảo l-
ợng d và phần lợng d thừa t
th
.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 18 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Nếu ta đặt đờng phân khuôn cao hơn hay thấp hơn sẽ làm tăng hoặc giảm l-
ợng d => tăng khối lợng vật dập; tăng giá thành chi tiết.
Với chi tiết vật dập là phôi tay biên D6, dựa theo đặc điểm của chi tiết và
những yêu cầu khi chọn đờng phân khuôn ta chọn đờng phân khuôn cho phôi tay
biên D6 là đờng thẳng nằm trên mặt phẳng phân khuôn của nửa khuôn trên và d-
ới, ở giữa bề dày vành biên với đờng phân khuôn nh vậy sẽ đảm bảo đợc lợng d và
tính công nghệ trong quá trình dập.
5/ Xác định màng ngăn lỗ đột:
Chi tiết có 2 lỗ suốt nhng vật rèn trên máy ép không thể tạo đợc lỗ suốt, mà
vẫn còn lại một màng, màng đó phải đột sau khi cắt vành biên. Để màng dầy thì
khó đột, màng mỏng thì chóng mòn lõi khuôn.
* Với lỗ ở đầu to thì chiều dày màng ngăn đợc tính theo công thức:
S =
hhd *6,05*25,045,0 +
mm
Với d = 42,7 mm
H = 14,75 mm
=> S = 4,2 mm
d 1,25*R > 26 mm <=> 42,7 1,2.5*5 = 36,45 > 26
Màng làm chiều dày thay đổi:
S

min
= 0,65*S = 3,198 mm. Lấy S
min
= 3mm
S
max
= 1,35*S = 6,642 mm. Lấy S
max
= 6,6mm
d
1
0,12*d + 3 = 8,124 mm. Lấy d
1
= 8mm
* Với lỗ đầu nhỏ cùng công thức trên ta có:
S =
75,14*6,0575,14*25,07,2245,0 +

S 3,989 mm
Tại lỗ đầu nhỏ này khi khuôn làm việc ở nhiệt độ cao tốc độ truyền nhiệt ra
khối khuôn chậm hơn các chỗ khác sẽ gây ra ứng suất nhiệt tập trung, dễ gây ra
nứt vỡ lòng khuôn. Do đó ta lấy chiều dầy màng lỗ đột tăng lên. S 9 mm
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 19 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
6/ Xác định bán kính góc lợn vật dập:
Bán kính góc lợn hợp lý giúp cho kim loại dễ điền đầy khuôn và việc lấy
vật dập ra khỏi lòng khuôn đợc dễ dàng. Bán kính lợn ngoài r nhỏ sẽ làm cho việc
dập rất khó khăn, kim loại khó điền đầy lòng khuôn và ở những chỗ đó tạo thành
ứng suất tập trung nên rãnh lòng khuôn có thể bị nứt, thậm trí vỡ khuôn, khó khăn
cho quá trình nhiệt luyện. Bán kính lợn trong R nhỏ thì kim loại chảy rất khó

khăn. Dễ gây ra hiện tợng đứt, tạo thành xoắn và gấp nếp ở các rãnh sâu và sắc
cạnh. Bán kính lợn đợc chọn tuỳ thuộc vào tỷ số h/b (chiều cao/chiều rộng vật dập
tại chỗ có bán kính lợn). Giá trị bán kính lợn đợc xác định theo bảng 72[1].
*Tại tiết diện chữ I ta có tỉ số
1
4
7,3
=
b
h
nên theo bảng:
r = 0,05*h + 0,5 = 0,05*3,7 + 0,5 = 0,685 mm. Chọn r = 1 mm
R = 2,5*r + 0,5 = 3 mm
Để kim loại chảy rễ dàng ta chọn tăng lên R = 5 mm
*Tại hai lỗ đột:
- Lỗ đầu nhỏ có 2 < h/b < 4 nên theo bảng ta xác định r theo công thức
r = 0,06*h+0,5 = 0,06*13,57 + 0,5 = 1,175 mm
Tại đây ta để lỗ không thấu nên chọn r = 3 mm
R = 3*r + 0,5 = 3*3 + 0,5 = 8 mm
- Lỗ đầu to có h/b < 2 nên theo bảng ta xác đinh bán kính lợn nh sau:
r = 0,05.h + 0,5 = 0,05.12,5 + 0,5 = 1,11 mm
R = 2,5.r + 0,5 = 6,75 mm
ở đây ta chọn R = 8 mm
Các bán kính lợn khác lấy nh trên bản vẽ chi tiết.
R1
R5
R1
2
22
4

1
1
6,6
14
6
R3 R2
30,5
9
R8
R2
R
8
R4
R2
R3
3
30,5
6
15
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 20 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Hình vẽ 3: Bán kính lợn, màng ngăn lỗ đột
7/ Vành biên và rãnh thoát biên:
Vành biên là vành kim loại thừa xung quanh vật dập trên mặt phân khuôn
nó có ảnh hởng lớn đến quá trình dập.
a/ ý nghĩa của vành biên:
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 làm điền đầy vật dập.
Trong thực tế rất khó tạo ra kích thớc của phôi và lòng khuôn trùng nhau.
Do đó thể tích của phôi phải lớn hơn thể tích của 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 sét 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 đợc yêu cầu vật dập điền đầy tốt nhất.
Tuy nhiên việc xác định thể tích vành biên còn phải tính đến sai số cho việc cắt
phôi ban đầu và độ chính xác của các bớc tạo phôi trớc khi dập, độ bền của lòng
khuôn. 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 kim loại chảy ra rãnh vành biên do đó điền đầy kim
loại ở lòng khuôn đồng thời giảm lực cắt vành biên dẫn tới chọn khe hở giữa mặt
khuôn trên và mặt khuôn dới là nhỏ nhất. Nếu khe hở lớn dẫn đến vành biên sẽ
dày khó cắt.
Qua phân tích u nhợc điểm của từng dạng xét chi tiết gia công là phôi tay
biên D6 ứng dụng trong sản xuất hàng khối nên ta có thể chọn dạng rãnh vành
biên dạng I. Vì với kết cấu nh vậy làm cầu vành biên có độ bền lớn vì nửa khuôn
trên đốt nóng ít hơn nửa khuôn dới.
c/ Xác định kích thớc rãnh vành biên:
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 21 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Qua phân tích chi tiết vật dập phôi tay biên D6 là chi tiết dạng càng thuộc
nhóm 1 phân nhóm 1b là một chi tiết có khối lợng nhỏ, đờng tâm trục có dạng
thẳng và sản xuất hàng khối nên theo cách chọn dạng vành biên dạng 1 ta có công
thức tính chiều cao h
c
hay chiều dày của rãnh vành biên ở mặt phân khuôn nh sau:
h
c
= 0,015

vd
F
F
vd
: diện tích vật dập
F
vd
= F
1
+ F
2
+ F
3
+ F
4

F
1
: là diện tích phần đầu nhỏ phôi tay biên D6
F
2
: là diện tích phần thân phôi tay biên D6
F
3,4
: là diện tích phần đầu to phôi tay biên D6
F
vd
= 9864 mm
2

h
c
= 0,015
9864
= 1,498 mm
Chọn theo bảng 65 trang 178[1], ta có h
c
= 1,5 theo chiều dọc ta thấy ứng
với rãnh 1; h
c
= 1,5; h
1
= 5; R = 1
Vậy dập đơn giản và thấp nên chọn chiều rộng rãnh loại 1:
b = 6,5; b
1
= 18; h
ctb
= 0,2; s
r
= 86,25 mm
2

5
R15
R2
R1
R1
R2
1,5

HH
5
Hình vẽ 4: Rãnh vành biên
*) Xác đinh thể tích rãnh vành biên:
Thể tích rãnh vành biên đợc xác định theo công thức 10 trang 179[1]
V
d
= x s
d
[(c
vd
+ (b + b
1
))] mm
3
.
_ là hệ số tính đến mức độ điền đầu rãnh vành biên, tra bảng 66 [1]
Ta có vật dập thuộc nhóm 1, trọng lợng 1 ữ 2 kg chiều rộng rãnh loại 1
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 22 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
= 0,6
s
d
diện tích rãnh vành biên, tra bảng 65 [1]
s
d
= 0,8625 cm
2
= 86,25 mm
2

b ; b
1
theo bảng 65 có b = 6,5; b
1
= 18 mm
- hệ số phụ thuộc vào dạng vật rèn, theo bảng 67 [1]
C
vd
chu vi vật dập: c
vd
= 433 mm
Thể tích vành biên v
b
= 0,6*86,25*[433 + 4(6,5 + 18)]
v
b
= 26858,25 mm
3

8/ Lập bản vẽ vật dập:
Để lập bản vẽ vật dập đạt đợc tính u việt của nó xét chi tiết gia công là phôi
tay biên D6 có khối lợng 1kg và dạng sản xuất là hàng khối. Nên trong quá
trình thiết lập bản vẽ vật dập đi căn cứ vào các 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
Có nh vậy bản vẽ vật dập mới đạt yêu cầu ở đây vật dập đợc tạo bởi hai
lòng khuôn (khuôn trên và khuôn dới) tạo nên 1 vật dập thành một khối thống
nhất phù hợp với công nghệ dập.
Theo bản vẽ chi tiết và các bớc tính toán ở trên ta thiết lập đợc các kích th-

ớc của bản vẽ vật dập nh sau:
*Vật dập trạng thái nguội có kích thớc cơ bản là giống kích thớc của bản vẽ
chi tiết nhng những chỗ phải gia công thì phải cộng thêm một phần lợng d gia
công.
*Vật dập trạng thái nóng, các kích thớc phải kể đến độ co ngót theo chiều
dài vật dập nh sau:
- Khoảng cách giữa tâm 2 lỗ: 133,7
- Độ dầy của đầu to và đầu nhỏ: 31
- Độ dài phần bắt vít ở đầu to: 46,7
- Các kích thớc nhỏ khác, độ co ngót không đáng kể.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 23 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Bản vẽ vật dập ở 2 trạng thái đợc thể
hiện nh hình bên

Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 24 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
ỉ22
ỉ35
ỉ32
46
+0,1
R
3
0
R
8
0
R21
R23

R28
R27
14
6,6
1
1
4
22
2
R1
R5
R1
I - I
M - M
I
M
M
I
6
R8
R10
R
1
2
R
8
30,5
+0,1
30,5
+0,1

2
0
+
0
,
1
R3
5
A
R4
R5
R5 R5
R5
20
2
4
5
R
4
0
R
8
0
R5
R3
R4
R3
6
3
15

130
0,1
15
6
30,5
3
R3
R2
R4
R
8
R2
72
+0,1
R5
Theo A
vật dập trạng thái
nguội
Yêu cầu kỹ thuật:
- Vật dập không cho phép cháy, rỗ, gấp sâu < 0,5 mm
- Dập xong ủ đạt 180 200 HB
- Độ lệch khuôn cho phép < 0,5 mm
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 25 Trờng Đại học KTCN