đồ án chế tạo kết cấu vỏ bình chứa áp suất lớn nhất là 30at

Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
Lời Nói Đầu
Hiên nay trên đất nước ta đang trong tình trạng quá độ lên chủ nghĩa xã hội.
Viện CNH-HĐH được quan tâm và chú trọng hàng đầu. CNH-HĐH nhiều
ngành nghề , trong đó không thể không kể đến ngành kỹ thuật cơ khí. Hiện nay
ngành hàn đóng một vai trò quan trọng. Ngành hàn đang được ứng dụng rộng
rãi trong tất cả các ngành kỹ thuật như : xây dựng các công trình, chế tạo các
kết cấu, phục hồi chi tiết gẫy … với nhiều tính ngày càng ưu việt , năng suất
chất lượng cao. Trong thời đại ngày nay với trình độ khoa học ngày càng phát
triển mạnh mẽ, thì ngành
Ở tất cả các trường dạy nghề đã đáp ứng phương châm học đi đôi với hành
và sản xuất với nhiều máy hàn hiện đại nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và
tay nghề cho người thợ hàn. Với bản thân em là một sinh viên trường đại học
Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên – Khoa kỹ thuật cơ khí được thầy cô trong khoa,
đặc biệt là các thầy trong tổ bộ môn đã tận tình dạy bảo chúng em, truyền đạt
cho chúng em một lượng kiến thức cũng như kinh nghiệm về nghề hàn. Để
đem kiến thức phục vụ cho đất nước sau này. Để tổng kết lại kiến thức về lý
thuyết cũng như quá trình thực tập, . Em đã được các thầy cô trong khoa giao
cho đề tài đồ án chế tạo “kết cấu vỏ bình chứa áp suất lớn nhất là 30at” .
Qua thời gian tìm tòi , tham khảo tài liệu, học hỏi với vốn kiến thức của
mình,cùng sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa đặc biệt là thầy Trần Ngọc
Thành đã tận tình chỉ bảo cho em trong quá trình hoàn thành đồ án môn học
này. Đến nay đồ án của em đã tương đối hoàn thành.
Với lượng kiến thức chưa cao về nhiều mặt. Lên đồ án không tránh khỏi sai
sót. Em mong rằng các thầy cô trong khoa và trong tổ bộ môn sẽ chỉ bảo cho
em
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 1
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học

Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
I. Chọn vật liệu chế tạo.
Kết cấu vỏ thùng chứa khí, áp suất nạp vào bình lớn nhất 30atm được lắp
ghép từ 4 chi tiết có hình dạng khác nhau bằng công nghệ hàn điện nóng
chảy. Trong đó mỗi chi tiết có chức năng và điều kiện làm việc khác nhau,do
đó phải căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của kết cấu, điều kiện làm việc của từng
chi tiết mà chọn vật liệu cho phù hợp. Tức là vừa phải đảm bảo chất lượng,
năng suất và giá thành chế tạo kết cấu. Nói cách khác là vật liệu phải đảm bảo
đồng thời hai chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật.
Mặc dù các chi tiết có kích thước và hình dạng khác nhau, song chủ yếu được
chế tạo từ kim loại tấm và vật liệu chế tạo từ các phương pháp khác nhau như:
dập… rồi qua ra công cơ khí, sau đó đem hàn.áp suất nạp vào bình lớn nhất là
30atm nên ta phải chọn vật liệu thoả mãn các yêu cầu sau: khả năng chịu nén,
chịu kéo, tính hàn tốt, sản xuất đơn chiếc hay sản xuất hàng loạt.
Vậy ta phải chọn vật liệu theo tính toán sau:
1. Tính diện tích các chi tiết.
a. Diện tích chi tiết số 1.
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 2
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
Vì chi tiết số 1 có hình dáng phức tạp nên ta chưa thể áp dụng các phương
pháp thông thường để tính diện tích của chi tiết được.Do vậy ta chia chi tiết
số 2 làm 2, sau đó lấy tổng.
S= S
1
+S
2
.
S

1
: Diện tích hình ống.
S
1
= π.d.h
1
S
2
: Diện tích vòng cầu 1/4 kiểu lõm
S
2
=
2
π
.(π.d.h
2
+2,28.h
2
2
)
(Sách Công nghệ dập nguội trang 135).
Trong đó:
h
1
: chính là chiều cao phần nong lỗ
Ta làm phép tính ngược lại để tính h
1
.
Ta cần tính đén cả bán kính lượn ở đáy vật dập.
Theo sách Công nghệ dập nguội trang 109 thì:

Với S > 2mm → R= (2 ÷3)S.
Chọn R= 2.S = 20mm.
⇒ Bán kính lượn phải thoả mãn điều kiện:
R <
2
SdD −−
→ d < D – d - 2.R =190 – 10 – 40 = 140
⇒ Chọn d= 130mm.
Khi đó:
h
1
=
2
dD −
+ 0,57.R =
2
130190 −
+0,57.20 = 41,4
→ Chọn h
1
= 40mm → h
2
= 150 – 40 = 110mm
 Diện tích tiết diện trong.
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 3
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
S
T

= S
1T
+S
2T
= π.d
t
.h
1
+
2
π
(π.d
t
.h
2
+ 2,28.h
2
2
)
= 3,14.180.40 +
2
14,3
(3,14.180.110 + 2,28.110
2
)
=163531,2 mm
2
= 0,1635312 m
2
 Diện tích tiết lớp trung bình.

S
TB
= S
1TB
+ S
2TB
= π.d
TB
.h
1
+
2
π
(π.d
TB
.h
2
+ 2,28.h
2
2
)
= 3,14.190.40 +
2
14,3
(3,14.190.110 + 2,28.110
2
)
= 170210 mm
2
= 0,170210 m

2
b. Diện tích chi tiết số 2.
Chi tiết số 2 có dạng hình đới cầu
áp dụng công thức tính diện tích hình đới cầu theo sách Công nghệ dập nguội
trang 135:
S= 2.π.R.h
Ta có:
 Diện tích tiết diện trong.
S
T
= 2.π.R
T
.h = 2.3,14.500.350
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 4
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
= 1099000 mm
2
= 1,099000 m
2
 Diện tích tiết diện lớp trung bình.
S
TB
= 2.π.R
TB
.h = 2.3,14.505.350
=1109990 mm
2
= 1,109990 m

2
.
c. Diện tích chi tiết số 3.
Có dạng ống hình trụ tròn:
Diện tích hình trụ được tính theo công thức:
S= π.d.h
 Diện tích tiết diện trong.
S
T
= π.d
T
.h = 3,14.1000.1000
= 3140000 mm
2
= 3140,000 m
2.
 Diện tích tiết diện lớp trung bình.
S
TB
= π.d
TB
.h = 3,14.1010.1000
= 3171400 mm
2
= 3171,400m
2
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 5
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn

d. Diện tích chi tiết số 4.
Có dạng hình bán cầu:
áp dụng công thức tính diện tích hình bán cầu:
S= 2.π.R
2
 Diện tích tiết diện trong.
S
T
= 2.π.R
T
2
= 2.3,14.500
2
= 1570000 mm
2
= 1,57 m
2
 Diện tích tiết diện lớp trung bình.
S
TB
= 2. π.R
TB
2
= 2.3,14.505
2
=1601557 mm
2
= 1,601557 m
2
2. Tính diện tích trong của vỏ thùng chứa khí.

S
T
= S
T1
+ S
T2
+ S
T3
+ S
T4
= 163531,2 + 1099000 + 3140000+ 1570000
= 5972531,2 mm
2
= 5,972531 m
2
3. Lực tác dụng lên toàn bộ chi tiết.
Theo đề tài: áp suất nạp vào bình lớn nhất là 30atm ta có:
P = 30 atm = 30.9,81.10
4
= 2943000 (N/mm
2
)
⇒ Lực tác dụng lên toàn bộ mặt trong của chi tiết:
F = P.S
T
= 2943000.5972531,2 = 1,76.10
13
(N)
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 6
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân

Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
4. Diện tích tiết diện mặt cắt ngang của chi tiết.
S
ngang
= S
n1
+ S
n2
+S
n3
+ S
n4
S
n1
= S
ngoài 1
– S
trong 1
S
ngoài 1
= π.d
n
.h
1
+
2
π
.(π.d
n

.h
2
+ 2,28.h
2
2
)
= 3,14.200.40 +
2
14,3
.(3,14.200.110 + 2,28.110
2
)
= 176888,76 (mm
2
)
⇒ S
n1
= 176888,76 – 163531,2 = 13357,56 (mm
2
)
S
n2
= 2. π.(R
n
- R
T
).h = 2.3,14.(510 - 500).350 = 21980 (mm
2
)
S

n3
= π.(d
n
- d
T
).h = 3,14.20.1000 = 62800 (mm
2
)
S
n4
= 2. π.(R
n
2
– R
T
2
) = 2.3,14.(510
2
- 500
2
) = 63428 (mm
2
)
S
ngang
= 13357,56 + 21980 + 62800 + 63428
= 161565,56 (mm
2
)
Trong 1 đơn vị diện tích vỏ thùng chứa khí chịu một giới hạn bền kéo do áp

suất 30atm gây ra là:
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 7
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
σ
k
=
56,161565
1,76.10
13
=
n
S
F
= 253,3 (N/mm
2
)
Hệ số an toàn của vật liệu là (1,5 ÷ 1,8)
⇒ σ
k
= (1,5 ÷ 1,8).253,3 = 397,96 ÷ 455,94 (N/mm
2
)
Vậy vừa đảm bảo độ bền vừa đảm bảo tính hàn giá thành lại phù hợp ta
chọn vật liệu chế tạo là thép CT3 theo TCVN :CT38(1659-75) trang 275 sách
Cẩm nang hàn.
Theo ΓCFOCT 380 - 71. Chọn mác thép BCT3CII
Bởi loại vật liệu này sử dụng phổ biến trên thị trường nó vừa đảm bảo
tính kinh tế cũng như đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của kết cấu khi làm việc.

Bảng 1: Chọn thành phần hoá học và cơ tính của thép CT3 theo bảng 1
- III sách "HDTKĐA" trang 219
Nhãn
hiệu thép
Thành phần hoá học (%)
BCT
3
Cπ
C
M
n
Si P S
0,14 ÷
0,22
0,4 ÷
0,65
0,12 ÷
0,3
<
0,04
<
0,05
Bảng 2: Về cơ tính theo bảng 2-III sách "HDTKĐA" trang 221
Nhãn hiệu
thép
Độ bền Giới hạn chảy
Độ dài tương
đối
BCT
3

C
π
k
σ
(N/mm
2
)
r
σ
(N/mm
2
)
δ
(%)
380 ÷ 490
250 26
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 8
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
II. Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết.
1. Quy trình chế tạo chi tiết số 1.
− Cắt hình
− Dập vuốt
− Đột lỗ
− Nong lỗ
a. Tính toán phôi.
Do chi tiết 1 có dạng ống trụ nên phôi được khai triển có dạng hình tròn.
Dụng cụ gồm có: Vạch dấu, thước lá, compa, máy mài tay.
Vì chi tiết có chiều dày S= 10mm nên ta khai triển phôi theo đường kính

trung bình
Diện tích phôi là: F
phôi
= F
chi tiết
+ F
lượng dư
Trong đó:
F
lượng dư
= (
2
180
)
2
.3,14 = 25434 mm
2
⇒ Diện tích phôi:
F
phôi
= 170210 + 25434 = 195644 mm
2
Ta có:
F
phôi
= π.R
phôi
2
= π.(D
phôi

2
/4)
⇒ F
phôi
=
π
ph
D.4
=
14,3
195644.4
= 499,22 mm
Ta chọn D
phôi
= 500
5,0±
mm
b. Cắt hình.
− Khe hở giữa chày và cối kí hiệu là
2
Z
(mm) (về 1 phía), tra bảng 12
trang 41 sách Công nghệ dập nguội ta được:
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 9
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
Khe hở khi mới chế tạo khuôn: Z
min
= 0,450(mm)

Sau khi đã làm việc bị mòn khe hở là: Z
max
= 0,700(mm)
- Dung sai chế tạo chày và cối của khuôn cắt hình tra bảng 13 sách Công
nghệ dập nguội ta được:
Dung sai chế tạo chày: β= 0,10(mm)
Dung sai chế tạo cối: α= 0,160(mm)
− Lực cắt: Lực dập cắt:
P = K.L.S.τ
c
(KG)
Trong đó:
K=(1,1÷1,3): là hệ số tính đến sự không đồng đều về chiều dày và tính chất
của vạt liệu, mép cắt bị mòn, chế tạo và lắp ghép khuôn không chính
xác.Chọn K= 1,2.
L: chu vi vòng dập cắt
L= π.D
phôi
= 3,14.500 = 1570(mm)
S: chiều dày vật liệu S= 10mm
τ
c
: ứng lực cắt của vật liệu ghi trong bảng 14 và 15 trang 50 sách công nghệ
dập nguội
τ
c
= 30 ÷ 38 KG/mm
2
Chọn τ
c

= 35 KG/mm
2
⇒ Vậy lực cắt là:
P = 1,2.1570.10.35 = 659400 KG.
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 10
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
Sơ đồ khuôn cắt hình
Đường kính của chày, cối:
D
ch
= 500
-0,100
(mm)
D
c
= 500
+0,160
(mm)
Sau nguyên công cắt hình ta tiến hành kiểm tra và làm sạch mép cắt sản
phẩm.
c. Dập vuốt.
- Chọn phương pháp dập vuốt
Có 2 phương pháp dập vuốt: dập vuốt có biến mỏng thành và dập vuốt không
biến mỏng thành.
Ta chọn phương pháp dập vuốt không biến mỏng thành và có chạn phôi để
chống nhăn.
- Hệ số dập vuốt (m)
Hệ số dập vuốt phụ thuộc vào chiều dày vật liệu và tỷ số đường kính vành

d
v
/d
Chiều dày tương đối của phôi:
D
S
.100 =
500
10
.100 = 2 mm
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 11
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
Tỷ số đường kính vành
d
d
v
=
200
400
= 2 mm
Theo bảng 78 trang 157 sách Công nghệ dập nguội ta chọn hệ số dập vuốt
m = 0,42
- Tốc độ dập vuốt(v)
v = 33,3.(1 +
D
d
dD −
) (mm/s)

trong đó:
D: đường kính phôi (mm) D= 500 mm
d: đường kính sản phẩm (mm) d= 200 mm
⇒ v = 33,3.(1 +
500
200
200500
−
) = 264 (mm/s)
- Số lần dập vuốt
m =
D
d
1
⇒ d
1
= m.D = 0,42.500 = 210
Để đạt được chi tiết có đường kính d = 200mm ta phải dập vuốt 2 lần.Vậy
hệ số dập vuốt lần 2 là:
m
2
=
1
2
d
d
=
210
200
= 0,9524

Tốc độ dập vuốt lần 2 là:
V
2
= 33,3.(1 +
1
2
d
d
2
1
dd −
) = 33,3.(1 +
210
200
200210 −
)
= 133,59 (mm/s)
- Khe hở giữa chày và cối:
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 12
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
Vì dập vuốt không biến mỏng thành nên khe hở giữa chày và cối phải lớn hơn
hoặc bằng chiều dày vật liệu. Vậy ta chọn khe hở giữa chày và cối là:
+ Khe hở 1 phía Z
min
= 10
+0,2
- Lực dập vuốt(P)
P = K.π.d.S.σ

b
Trong đó:
K: hệ số phụ thuộc vào hệ số dập vuốt, xác định theo bảng 86 trng 157 sách
Công nghệ dập nguội.
d: đường kính chi tiết qua các lần dập (mm)
S: chiều dày vật liệu (mm)
σ
b
: giới hạn bền cho phép của vật liệu σ
b
= (380÷490) N/mm
2
+ Lực dập lần thứ nhất:
P
1
= K
1
.π.d
1
.S.σ
b

K
1
=1; σ
b
= 450 N/mm
2
⇒ P
1

= 1.3,14.210.10.450 = 2967300 (N)
+ Lực dập lần thứ 2:
P
2
= K
2
.π.d
2
.S.σ
b
K
2
= 0,5 ⇒ P
2
= 0,5.3,14.200.10.450 = 1413000 (N)
− Chiều cao của chi tiết qua các lần dập vuốt:
h
1
= 0,25.(
1
m
D
-
1
2
d
d
v
+ 3,44.r
1

)
h
2
= 0,25.(
21
.mm
D
-
2
2
d
d
v
+ 3,44.r
2
)
Trong đó:
D: đường kính phôi (mm)
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 13
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
d
1
, d
2
: đường kính của chi tiết qua các lần dập (mm)
r
1
, r

2
: bán kính lượn ở đáy chi tiết qua các lần dập (mm)
r
1
= 30 mm
r
2
= 25 mm
⇒ Chiều cao của các chi tiết qua các lần dập:
h
1
= 0,25.(
42,0
500
-
210
400
2
+ 3,44.30) = 132,94 mm
h
2
= 0,25.(
9524,0.42,0
500
-
200
400
2
+ 3,44.25) = 133,99 mm
ta lấy h

2
= 135 (mm)
+ Đường kính chày dập vuốt: D
ch
= 180
-0,1
+ Đường kính cối dập vuốt: D
c
= 200
+0,1
− Khuôn dập vuốt
d. Đột lỗ.
− Khe hở giữa chày và cối Z
min
, Z
max
Theo bảng 13 trng 45 sách Công nghệ dập nguội:
Z
min
= 0,9 (mm)
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 14
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
Z
max
= 1,1 (mm)
− Dung sai chế tạo chày (β), cối (α)
Theo bảng 13 trng 45 sách Công nghệ dập nguội:
α = 0,120 (mm)

β = 0,090 (mm)
− Xác định kích thước lỗ cần nong d:
+ Chiều cao phần nong lỗ h:
h =
2
dD
−
+ 0,57.R
1
(1)
H = 150 (mm)
h
0
= 135 (mm)
Ta có:
h = 150 – 135 + (S +R
1
)
= 150 – 135 + (10 + 25) = 50 mm
Thay vào (1):
d = D – 2.(h – 0,57R
1
) = 190 – 2.(50 – 0,57.25)
=118,5 mm
⇒ Đường kính lỗ cần đột: d = 118,5 mm
− Lực đột:
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 15
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn

P = K.L.S.τ
c
(KG)
Trong đó:
L: chu vi vòng đột lỗ (mm)
L = π.d = 3,14.118,5 = 372,09 (mm)
K: hệ số cắt đột; K = 1,1 ÷ 1,3
Chọn K = 1,2
τ
c
= 30 ÷ 38 KG/mm
2
là ứng suất cắt của vật liệu
Chọn τ
c
= 35 KG/mm
2
⇒ P = 1,2.372,09.10.35 = 156277,8 (KG)
+ Đường kính chày đột: D
ch
= 118,5
-0,09
+ Đường kính cối đột: D
c
= 118,5
+0,120
− Sơ đồ khuôn đột lỗ
e. Nong lỗ.
Có 2 cách nong lỗ:
+ Nong lỗ trên tấm phẳng đế tạo thành vành

+ Nong lỗ ở vật rỗng từ lỗ đã được đột trước
Sơ đồ khuôn nong lỗ:
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 16
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
+ Đường kính của chày đột: D
ch
= 180
-0,1
mm
+ Đường kính nhỏ của đầu chày: d = 118,5 mm
+ Bán kính lượn của chày: R
ch
= (3 ÷ 5).S = (30 ÷ 50) mm
Chọn R
ch
= 45 mm
+ Chiều cao phần nong lỗ:
h =
2
dD −
+ 0,57.R
1
=
2
5,118190 −
+ 0,57.25 = 50 mm
Chiều cao toàn bộ chi tiết:
H = 135 + h – R – S

=135 + 50 - 25 – 10 = 150 mm
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 17
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
2. Quy trình chế tạo chi tiết số 2.
Quy trình chế tạo : + Cắt hình (số lượng 2 chiếc)
+ Dập vuốt (số lượng 2 chiếc)
+ Đột lỗ (số lượng 2 chiếc)
Vì chi tiết số 2 có cùng hình bán cầu như chi tiết số 4, cùng kích thước, chỉ
khác chi tiết số 2 phải đột lỗ φ = 400 mm.Do đó để chế tạo chi tiết số 4 thì khi
chế tạo chi tiết số 2 ở nguyên công cắt hình và dập vuốt ta làm số lượng 2
chiếc.
a. Tính toán phôi
- Chi tiết số 2 có dạng hình bán cầu nên phôi khai triển là hình tròn.
- Diện tích của chi tiết:
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 18
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
áp dụng công thức tính diện tích hình bán cầu ta có (tính theo diện tích trung
bình)
F
TB
= 2.π.R
tb
2
= 2.3,14.505
2
= 1601557 (mm

2
)
− Đường kính phôi:
D = D
chi tiết
+ D
dư
F
tb
= π.R
2
=
4
.
2
ct
D
π
⇒ D
ct

=
π
tb
F.4
⇒ D =
π
tb
F.4
+ D

dư

D
dư
: là đường kính dư để cắt mép chi tiết không biến mỏng thành
Lấy D
dư
= 5 (mm)
⇒ D =
14,3
1601557.4
+ 5 = 1433,36
Lấy D = 1434
5,0±
(mm)
b. Cắt hình
Sau khi tính toán kích thước đường kính của phôi ta vạch dấu đảm bảo độ
chính xác, làm sạch bề mặt của phôi và tiến hành cắt hình
Xác định kích thước làm việc và dung sai chế tạo chày, cối của khuôn cắt
hình
− Khe hở giữa chày và cối
+ Tra bảng 12 trang 41 sách Công nghệ dập nguội:
Với thép cứng trung bình và chiều dày vật liệu 10 mm
Khi mới chế tạo khuôn khe hở giữa chày và cối Z
min
= 0,450 mm
Sau khi đã làm việc bị mòn khe hở giữa chày và cối Z
max
= 0,700
mm

+ Tra bảng 13 trang 45 sách Công nghệ dập nguội:
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 19
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
Dung sai chế tạo chày: β = 0,10 mm
Dung sai chế tạo cối: α = 0,160 mm
Khi cắt hình kích thước của cối quyết định kích thước của sản
phẩm.Bởi vậy ta lấy cối làm chuẩn thu hẹp chày.
− Xác định lực cắt:
P = K.L.S.τ
c
(KG)
Trong đó:
K = 1,1 ÷ 1,3 : hệ số tính đến sự không đồng đều về chiều
dày và
tính chất của vật liệu, mép cắt bị mòn, chế tạo và lắp ghép khuôn không chính
xác
chọn K = 1,2
L: chu vi vòng cắt L = π.D = 3,14.1434 = 4502,76 (mm)
S: chiều dày vật liệu S = 10 mm
τ
c
: ứng lực cắt của vật liệu; τ
c
= 30 ÷ 38 KG/mm
2
Chọn τ
c
= 35 KG/mm

2
⇒ Ta có lực cắt:
P = 1,2.4502,76.10.35 = 1891159,2 KG
− Công dùng để cắt hình
A = a.P.S
Trong đó:
a = 0,4 ÷ 0,7 : hệ số quan hệ với chiều dày vật liệu
chọn a = 0,5
⇒ Công dùng để cắt:
A = 0,5.1891159,2.10 = 9455796
- Khi chọn máy phải căn cứ vào lực đột cần thiết, lực của máy phải lớn hơn
hoặc bằng 1891159,2 KG
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 20
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
- Vì cắt hình trên tấm phẳng nên chày và cối có hình dạng:
+ Chày cắt:
+ Chày cắt:
D
ch
= 1434
-0,1
D
c
= 1434
+0,16
Bảng 30 trang 67 sách Công nghệ dập nguội ta có các thông số:
α = 50
′

÷ 1
°
30
′
β = 3
°
h = 8 ÷ 10 (mm)
- Khuôn cắt
Khi cắt hình kích thước sản phẩm do cối quyết định nên lấy kích thước của
cối làm chuẩn
+ Đường kính của cối: D
c
= (D - ∆)
+
α
∆ : dung sai trên đường kính sản phẩm
∆ = 0,5 – (-0,5) = 1 mm
⇒ D
c
= (1434 - 1)
+0,16
= 1433
+0,16
(mm)
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 21
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
+ Đường kính của chày: D
ch

= (D - ∆ - Z
min
)
-
β
D
ch
= (1434 – 1 – 0,450) = 1432,55
-0,1
(mm)
+ Chày cắt được gá trực tiếp với đầu trượt của máy bằng các ốc nhỏ rãnh chữ
T
+ Cối cắt được kẹp chặt trên bàn máy bằng bulông, đai ốc.
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 22
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
Sau khi cắt hình ta được phôi có hình dạng và kích thước sau:
Chiều dày S = 10 mm
Đường kính phôi D = 1434
5,0±
mm
c. Dập vuốt
Trước khi dập vuốt tiến hành làm sạch phôi để giảm hệ số dập vuốt.Căn cứ
vào hệ số dập vuốt m ta có thể tính được đường kính chi tiết sau mỗi lần dập.
Khi dập vuốt chi tiết hình bán cầu, vật kiệu không được ép sát giữa chày và
cối nên dễ bị nhăn và biến dạng không đều.
Đối với dập vuốt hình bán cầu hệ số dập vuốt luôn có giá trị không đổi:
m =
D

d
=
2
2
= 0,71
Phương pháp dập hình bán cầu chủ yếu do ảnh hưởng của chiều dày tương
đối và có thể chọn theo bảng 80 trang 103 sách Công nghệ dập nguội
Với chi tiết có chiều dày S = 10 mm; D = 1424 mm
⇒ Chiều dày tương đối :
D
S
.100 =
1434
10
.100 = 0,7
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 23
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
Nên theo bảng 80 ta dùng phương pháp dập vuốt có chặn phôi chống nhăn và
hình dạng khuôn như hình vẽ:
Sau nguyên công dập vuốt ta tiến hành cắt bỏ lượng dư và làm sạch mép cắt,
kiểm tra kích thước để đảm bảo độ chính xác cao.
+ Đường kính của chày dập D
ch
= 1000
5,0±
mm
+ Đường kính của cối dập D
ch

= 1020
5,0±
mm
− Khe hở dập vuốt giữa chày và cối phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày
vật liệu do dập vuốt không có biến mỏng thành
Z
min
= (1,1 ÷ 1,2).S = (11 ÷ 12) mm
− Bán kính lượn của cối để dập vuốt
Tra bảng 91 trang 180 sách Công nghệ dập nguội:
Thép Đồng, nhôm
S(mm) R
c
(mm) S(mm) R
c
(mm)
Đến 3
(10 ÷ 6)S
Đến 3
(8 ÷ 5)S
3 ÷ 6 (6 ÷ 4)S 3 ÷ 6 (5 ÷ 3)S
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 24
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ Án Môn Học
Khoa: Cơ Khí Công Nghệ Hàn
6 ÷ 20 (4 ÷ 2)S 6 ÷ 20 (3 ÷ 1,5)S
Hoặc chính xác hơn có thể tính theo công thức:
R
c
= 0,8.

SdD )( −
Trong đó:
D: đường kính phôi (mm) D = 1434 mm
d: đường kính sản phẩm (mm) d = 1010 mm
S: chiều dày vật liệu (mm) S =10 mm
⇒ R
c
= 0,8.
10).10101434( −
= 52,1 mm
Trong tất cả các nguyên công từ nguyên công cuối cùng nên lấy R
ch
= R
c
hoặc
nhỏ hơn một ít.
ở nguyên công cuối cùng R
ch
lấy bằng bán kính lượn bên trong của sản phẩm
nhưng không nên nhỏ hơn (2 ÷ 3)S đối với S > 6mm và (1,5 ÷ 2)S đối với S <
6mm
− Số lần dập
Đường kính của sản phẩm qua lần dập thứ nhất:
m
1
=
D
d
1
⇒ d

1
= m
1
.D = 0,71.1434 = 1014,18 mm
Mà đường kính trung bình của sản phẩm cần phải đạt là 1010mm nên ta phải
dập lần 2.Do sản phẩm có sự đàn hồi nên ta chọn đường kính dập lần 2 là
d
2
=1000
mm
⇒ Hệ số dập vuốt lần 2: m
2
=
1
2
d
d
=
14,1018
1000
= 0,982
− Lực dập
P = K.π.d.S.σ
b
GVHD: Trần Ngọc Thành Page 25
SVTH: Nguyễn Ngọc Huân