Thiết kế khuôn dập chân ghế xoay

Thiết kế khuôn dập chân ghế xoay
Ghế xoay đang là một mặt hàng rất phổ biến với mọi gia đình cũng như ởcác công
sở, các công ty, và đang thay dần các mặt hàng ghế thông thường. Ghếxoay mang
nhiều chức năng: dễ di chuyển, dễ nâng hạ, dễ dạng thay thế hướngngồi, đặc biệt ghế
xoay mang lại sự thoại mái cho người ngồi…

Một số hình ảnh về ghế xoay:
Bản vẽ chi tiết chân ghế:

TÍNH TOÁN PHÔI
Do chi tiết không phải phải là một dạng vuốt hoàn toàn, chỉ có phần đầu là ở dạng vuốt còn lại ở
phần thân là uốn, nên ta sẽ tinh phôi ở dạng uốn.
Phôi uốn:
Phôi tấm được tính toán định tính bằng các công thức biến dạng và được xác định chính xác từ các
phần mềm mô phỏng số,ta được :
PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ
Phương án 1:
Dập cắt vuốt phối hợp:


Dập tạo hình dáng chi tiết:
2. Phương án 2:
Dập vuốt hình hộp một lần:
Uốn có cối bằng cao su, chày cứng:

3. Phương án 3:
- Dập thủy cơ: ta dập gộp 2 sản phẩm tạo một chi tiết có dạng vuốt hoàn chỉnh
Kết luận:
- Phương án 1: Là một phương án cơ bản trong thiết kế khuôn tạo hình tấm, tuy nhiên hiệu suất
của phương án là không cao, cũng như chất lượng chi tiết không được cao. Tuy nhiên phương án
này giúp ta chế tạo khuôn dựa trên các chi tiết đã có sẵn trên thị trường,

- Phương án 2: Là một phương án làm giảm nguyên công so với phương án 1, tạo nên hiệu xuất
cao hơn phương án 1, Nhưng khuôn sẽ nhanh hỏng hơn, do độ bền của cao su có giới hạn, sau một
số lượng chi tiết nào đó cối cao su sẽ mất tình đàn hồi, khiến sản phẩm không đạt được như ý
muốn.
- Phương án 3: Là phương án giảm bớt nguyên công, tăng hiệu suất sử dụng vật liệu nhờ vào
việc dập 2 chi tiết cùng một lúc, khiến việc sếp hình trở nên hiệu quả hơn, Nhưng dập thủy cơ
đang một công nghệ mới ở nước ta, về mặt công nghệ và kỹ thuật đòi hỏi nhiều chi phí, thời gian,
công sức để thiết kế. Nên đây sẽ là phương án có chi phí cao nhất.
Ta chọn phương án 1, vì mang tính khả thi nhất, trên cơ sở các thiết bị cũng như các chi tiết đều
có sẵn,đặc biệt giá thành thiết kế khuôn thấp hơn cả.

TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHO TỪNG NGUYÊN CÔNG
1. Xác định các bước công nghệ:
Từ phương án công nghệ đã lựa chọn ta có các nguyên công cần thiết như sau:
Bước 1: Cắt từ phôi băng
Bước 2: Uốn sơ bộ.
Bước 3: Uốn chi tiết.
2. Nguyên công dập cắt và dập vuốt phối hợp
a) Dập cắt
- Lực dập cắt:
Pc = LSKσc (tấn)
Trong đó:
σc – Trở lực cắt, σc = ( 0,6 ÷ 0,8) σb = (0,6 ÷0,8). 50 = ( 30 ÷ 40 )
L – Chu vi của phôi sau khi cắt
L = 320x2 + 26.π + 110 ≈ 832 mm
S – Chiều dày phôi, S = 2 mm
K – Hệ số ảnh hưởng đến quá trình cắt K = 1,1 ÷ 1,3
=> Pc = 832 x 2 x 40 = 66,56 tấn
- Lực gỡ chày ra khỏi phế liệu:
Pgỡ = Kgỡ . Pc = 0,08 x 66,56 = 5,32 tấn

Với Kgỡ = 0,08 – Hệ số tính tới dập liên tục
- Lực công nghệ: Pcn = Pc + Pgỡ = 66,56+ 5,32 = 71,88 lấy Pcn = 72 tấn
- Khe hở giữa chày và cối: Nhận thấy ở nguyên công này không cần độ tinh sạch ở bề mặt cắt
nhưng do vật liệu có chiều dày rất nhỏ do đó ta có thể chọn mép cắt phẳng và khe hở giữa chày và
cối là: (Tra sổ tay thiết kế khuôn dập tấm) ta có
Với chiều dày vật liệu S = 2 ta có Z = 0,1 mm
- Vật liệu chày và cối cắt: Thép hợp kim X12M
b) Dập vuốt
Lực dập vuốt: Pd =kd. .L1.S.σb
Trong đó:
kd : hệ số phụ thuộc vào hình dạng và kích thước của chi tiết, chiều dày tương đối của phôi, vật
liệu phôi và mức độ biến dạng; kd = 0,54
L1: chu vi L1 = 832 mm
σb : giới hạn bền của vật liệu; σb = 50 kG/mm2
→ Pdv = 0,54. 832.2.50 = 44,928 tấn
Lực công nghệ: Pcnd = 45 tấn.
Khe hở chày cối: Z = 1,1.S = 1,1.2 = 2,2 mm
c) Chọn thiết bị
- Do có 2 quá trình cắt xảy ra cùng một lúc nên các lực cắt, lực vuốt phải được nhân đôi, và lực
công nghệ cắt lớn hơn lực dập vuốt nên ta sẽ lấy lực danh nghĩa của máy lớn hơn 2 lần lực cắt. Ta
có chọn thiết bị như sau:
Lực máy ép: 200 (tấn)
Hành trình đầu trượt: 250 mm
Tốc độ đầu trượt: 25-45 nhát/phút
Chiều cao kín của máy: 500 mm
Khoảng cách điều chỉnh được giữa bàn máy và đầu trượt: 120mm
Kích thước bàn máy: 2400x1000 (mm)
Công suất động cơ: 18,5 kW

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHUÔN

1. Xác định trung tâm áp lực của khuôn.
Để tránh sự cong vênh sai lệch của đế khuôn do sự lệch tâm của tải trọng dẫn đến sử phá hủy độ
đồng đều khe hở giữa chày và cối theo đường bao của chi tiết dập, làm cùn mép làm việc của dụng
cụ; mài mòn không đồng đều trụ và bạc dẫn hướng của khuôn; mài mòn không đều dẫn hướng của
đầu trượt máy ép thì trung tâm áp lực của khuôn phải trùng với trục đối xứng của đầu trượt máy
ép.
Do khuôn được thiết kế đối xứng qua tâm, Nên ta có thể lấy luôn luôn tâm khuôn là trung tâm áp
lực
2. Bước cắt:
a) Cối

b) Chày
- Các Phương án gá lắp chày

3. Bước vuốt
a) Các dạng vuốt
Kết cấu khuôn :

Công nghệ nong rộng đầu ống
Hiện nay ở Việt Nam,vấn đề dãn rộng đầu ống nối phục vụ cho các ngành
công nghiệp như đóng tàu,dầu khí,các ngành dân dụng…rất cấp thiết vì đa
số các sản phẩm cỡ lớn đều phải nhập từ nước ngoài với chi phí rất
cao.Giải quyết được vấn đề này,ta có thể đạt được hiệu quả kinh tế cao.
Trong bài viết này, chúng tôi tập trung tính toán, thiết kế quy trình công
nghệ và khuôn để tạo hình đầu chi tiết ống dày (dãn rộng và chồn đầu
ống). Với yêu cầu là sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, ngoài ra là chi
tiết làm việc với cường độ cao, chịu tải trọng thay đổi, đòi hỏi cơ tính phải
cao nên chỉ có thể gia công bằng phương pháp tạo hình biến dạng.
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Việc lựa chọn phương án công nghệ là khâu quan trọng nhất của quá trình sản xuất chi tiết,

nó quyết định khả năng thành công của sản xuất và tính kinh tế của sản phẩm, đồng thời quyết
định đến phương án tính toán và thiết kế của người kĩ sư.
1. Xây dựng bản vẽ sản phẩm:
Một số hình ảnh sản phẩm nong (giãn rộng) đầu ống:


TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ

1.Lực biến dạng khi giãn ống .

Lực biến dạng khi nong ống được xác định bằng tích của ứng suất lớn nhất tại ổ biến dạng
dẻo tác dụng theo hướng trục với diện tích tiết diện ngang và hệ số K=1,1-1,2.
Ta có :
-Lực giãn ống khi thực hiện nguyên công ở trạng thái nguội
-Do lực giãn ống ở trạng thái nguội rất lớn,không đảm bảo độ bền và rách thành ống nên ta lựa
chọn phương án giãn ống khi thực hiện ở trạng thái nóng.
Ở nhiệt độ 1000-1200
0
C, lực giãn rộng là:
2 Công biến dạng khi giãn ống .
Trong quá trình giãn ống,lực luôn thay đổi.Ở giai đoạn đầu lực tăng nhanh cho đến khi phần
mép của phôi chui vào phần hình trụ của cối có đường kính D
gr
,sau đó ở giai đoạn ổn định,lực giãn
hầu như không thay đổi cho đến khi kết thúc quá trình
Do đó công biến dạng có thể coi như bằng tổng của 2 số hạng : công A
1
tiêu hao ở giai đoạn
đầu biến dạng phần hình côn cùa chi tiết và công A
2

tiêu hao ở giai đoạn sau của quá trình :
A=A
1
+A
2
Công biến dạng dưới dạng tổng quát :
Trong đó : P
x
-Lực biến dạng tại thời điểm đang xét
dh-hành trình phân tố
H-hành trình phần hình côn
K-hệ số
Theo (5-45) sách “Công nghệ tạo hình kim loại tấm” ta có :
Trong đó : K=1,1÷1,2 :Hệ số
D
0
-Đường kính phôi ống (theo đường trung bình)
S-Chiều dày thành phôi
α-góc nghiêng chày
H-hành trình làm việc
Ta có:
A=5,29.10
3
J=5,29KJ.

3 Hệ số giãn rộng giới hạn – Xác định số bước giãn
Mức độ biến dạng giới hạn giãn rộng được quyết định bởi một trong 2 dạng mất ổn định
của phôi : một là sự tạo nếp nhăn ở phần phôi phía dưới,hai là sự tạo thành “cổ ngỗng” ở một hoặc
đồng thời một vài chỗ trên mép của phần phôi đã bị biến dạng dẫn đến hiện tượng nứt hoặc
rách.Sự xuất hiện dạng khuyết tật nào là tùy thuộc vào tính chất cơ học của vật liệu phôi;vào chiều

dày tương đối S/D
0
;vào góc nghiêng đường sinh của chày α;vào điều kiện ma sát tiếp xúc và điều
kiện kẹp phôi trong khuôn.
Tỷ số giữa đường kính lớn nhất của phần phôi bị biến dạng D
g
và đường kính của phần phôi
ban đầu D
0
mà với tỷ số đó có thể gây một sự mất ổn định cục bộ phôi được gọi là hệ số giãn rộng
giới hạn :
K
g/r g/h
=D
g
/D
0
Hệ số giãn rộng giới hạn có thể xác định một cách gần đúng từ điều kiện: ứng suất nén
hướng kính lớn nhất tại ổ biến dạng không vượt quá ứng suất tới hạn là ứng suất gây ra hiện tượng
mất ổn định của phôi:
Từ đó ta xác định được :
Theo sách “Sổ tay thiết kế khuôn dập tấm” trang 365 ta có:
-s/d
0
=10/110=0,09. Tra bảng ta được K
g/r g/h
=1,56.
-Độ dày cực tiểu ở chỗ kéo cực đại :

Ta có: K

g/r
=140/110=1,27< K
g/r g/h
Như vậy ta chỉ cần một lần giãn ống là đạt kích thước.Hơn nữa quá trình thực hiện ở nhiệt
độ cao nên càng tăng khả năng giãn.
4 Tính toán lực kẹp phôi
Do chi tiết dạng ống có chiều dài tùy ý nên ta cần thiết kế hệ thống kẹp và giãn tại 1 đầu
ống.
Để có thể giữ ống trong suốt quá trình giãn thì lực kẹp ống phải đảm bảo sao cho lực ma sát
giữ ống luôn lớn hơn giá trị cực đại của lực giãn ống :
Chọn góc nghiêng của cơ cấu kẹp là α=30
0
như hình dưới đây.
Xét với tấm kẹp,lực tác dụng như hình vẽ.