Thiết kế chế tạo máy dập tự động kiểu thủy lực

MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

LỜI MỞ ĐẦU
  
Kỹ thuật cơ khí là ngành ứng dụng các nguyên lý khoa học để tạo ra các loại máy
móc và thiết bị hoặc các vật dụng hữu ích, có vai trò quan trọng đối với bất kỳ nền
kinh tế của bât kỳ quốc gia nào. Luận văn tốt nghiệp – học phần cuối cùng của quá
trình đào tạo kỹ sư cơ khí giúp sinh viên cơ khí liên kết các mảng kiến thức được chia
nhỏ, sử dụng các công cụ và kỹ năng cộng với sự hướng dẫn của những người đi
trước và khả năng tìm tòi, học hỏi, giải quyết vấn đề để nghiên cứu, tìm hiểu hay đưa
ra quy trình thiết kế, chế tạo dưới góc nhìn vừa tổng quan, thấu đáo vừa chi tiết, tỉ mỉ.
Qua thời gian học tập và thực tập cuối khóa, được làm việc, được tham khảo và
tìm hiểu cận cảnh một phần của kỹ thuật cơ khí trong và ngoài nước. Nhóm sinh viên
đã nắm được phần nào kiến thức cũng như kinh nghiệm của đường hướng cho một
người làm kỹ thuật cơ khí.
Nhiệm vụ của luận văn: thiết kế chế tạo máy dập tự động kiểu thủy lực. Máy dập
là đề tài đã và đang được nghiên cứu và thực hiện chế tạo rất nhiều bởi tính thiết thực
đối với yêu cầu và sự đa dạng trong khả năng sản xuất. Tuy nhiên, với xu hướng phát
triển của các ngành kỹ thuật khác (cụ thể là điện – điện tử và công nghệ thông tin) và
đòi hỏi về giải phóng sức lao động, an toàn, thân thiện và thuận tiện trong tương tác,
máy dập ngày nay có xu hướng tự động hóa và được điều khiển cách ly.
Với nhiệm vụ được đưa ra như trên, nhóm sinh viên đã đưa ra được quy trình chế
tạo máy dập tự động kiểu thủy lực gồm tập thuyết minh giới thiệu và tính toán, các bản
vẽ nguyên lý, các bản vẽ lắp và tập bản vẽ chế tạo lắp ráp. Vì đã có máy được chế tạo
và đi vào sản xuất nên việc thiết kế, chế tạo được tạo điều kiện thuận lợi.
Kết quả là công sức chung, tuy nhiên thiếu sót là khó tránh khỏi vì hạn chế trong
năng lực của nhóm sinh viên. Mong nhận được mọi sự đóng góp không chỉ trong
phạm vi luận văn mà còn về chuyên môn.

Xin được gửi lời cảm ơn với tất cả sự sâu sắc và chân thành đến PGS.TS.Phan
Đình Huấn và TS.Bùi Trọng Hiếu đã hướng dẫn và tạo điều kiện để nhóm sinh viên
hoàn thành luận văn, cảm ơn các thầy cô trong khoa cơ khí và bộ môn thiết kế máy,
cảm ơn những người làm cơ khí đi trước trong công ty TNHH Công Nghệ Sài Gòn
cùng các bạn bè và gia đình vì những hướng dẫn, giúp đỡ và động viên.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 12 năm 2013

ii


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

TÓM TẮT

iii


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

MỤC LỤC
  
ĐỀ MỤC
TRANG BÌA_________________________________ Error! Bookmark not defined.
LỜI MỞ ĐẦU _______________________________________________________ ii
TÓM TẮT___________________________________________________________ iii
MỤC LỤC __________________________________________________________ iv

DANH SÁCH HÌNH VẼ _______________________________________________ vi
DANH SÁCH BẢNG BIỂU ___________________________________________ viii
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ____________________________________________1
I. Công nghệ dập tạo hình tấm __________________________________________1
II. Thực trạng ngành dập tạo hình ở Việt Nam _____________________________ 2
III. Thiết kế - chế tạo máy dập thủy lực tự động ____________________________ 3
1. Yêu cầu thực tế: _________________________________________________ 4
2. Yêu cầu kỹ thuật _________________________________________________ 5
IV. Kết luận ________________________________________________________ 5
CHƢƠNG II: PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ _________________________________7
I. Tổng quan thiết bị dập tạo hình________________________________________7
1. Phân loại _______________________________________________________ 8
2. Các phương án có đặc điểm công nghệ phù hợp ________________________ 8
II. Phương án máy ép trục khuỷu ________________________________________9
1. Nguyên lý hoạt động _____________________________________________9
2. Phân loại _______________________________________________________ 9
3. Sơ đồ động học _________________________________________________ 10
4. Đặc điểm ______________________________________________________ 11
III. Phương án máy ép vít _____________________________________________12
1. Nguyên lý hoạt động ____________________________________________12
2. Phân loại ______________________________________________________ 12
3. Đặc điểm ______________________________________________________ 14
IV. Phương án máy ép thủy lực ________________________________________15

iv


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

1. Nguyên lý hoạt động ____________________________________________15
2. Phân loại ______________________________________________________ 16
3. Đặc điểm ______________________________________________________ 18
V. Đánh giá chọn phương án __________________________________________19
1. Đánh giá – so sánh ______________________________________________ 19
2. Chọn phương án phù hợp _________________________________________20
VI. Chọn phương án thiết kế __________________________________________20
VII. Kết luận _______________________________________________________ 21
CHƢƠNG III: YÊU CẦU KỸ THUẬT __________________________________22
I. Yêu cầu khách hàng: _______________________________________________ 22
II. Yêu cầu kỹ thuật _________________________________________________ 22
III. Phân tích phôi ___________________________________________________ 22
1. PVC _________________________________________________________ 22
2. PET __________________________________________________________ 23
IV. Vấn đề sử dụng phôi ______________________________________________ 25
CHƢƠNG IV: THIẾT KẾ MÁY DẬP THỦY LỰC TỰ ĐỘNG _____________27
I. Lựa chọn hệ thống thủy lực__________________________________________27
1. Kiểu bơm không có bình tích áp ___________________________________27
2. Kiểu bơm có bình tích áp _________________________________________30
II. Tính toán thủy lực ________________________________________________ 33
III. Thiết kế chi tiết __________________________________________________ 48
CHƢƠNG V: CHẾ TẠO MÁY DẬP THỦY LỰC TỰ ĐỘNG _______________ 77
I. Thân máy ________________________________________________________ 77
II. Cụm thủy lực ____________________________________________________ 78
III. Cụm cấp phôi ___________________________________________________ 79
IV. Điện – điều khiển ________________________________________________ 81
V. Khuôn dập ______________________________________________________ 82
CHƢƠNG VI: KẾT LUẬN ____________________________________________83
CHƢƠNG VII: HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI__________________________ 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO _____________________________________________85

v


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1: Các sản phẩm dập tạo hình tấm kim loại – phi kim________________________ 1
Hình 1.2: Một số hình ảnh máy dập __________________________________________3
Hình 1.3: Sản phẩm nịt cổ áo sơ mi __________________________________________4
Hình 1.4: Sản phẩm và ứng dụng thực tế ______________________________________4
Hình 1.5: Mô phỏng máy dập thủy lực tự động __________________________________6
Hình 1.6: Hai máy dập thủy lực tự động được chế tạo _____________________________ 6
Hình 2.1: Vị trí của máy dập trong phân xưởng dập tạo hình ________________________ 7
Hình 2.2: Phân loại thiết bị dập tạo hình _______________________________________8
Hình 2.3: Nguyên lý dập trục khuỷu __________________________________________9
Hình 2.4: Sơ đồ động dập trục khuỷu ________________________________________10
Hình 2.5: Dạng ren máy ép vít ma sát ________________________________________12
Hình 2.6: Máy ép vít ma sát _______________________________________________ 13
Hình 2.7: Máy ép vít ma sát đĩa hình côn _____________________________________13
Hình 2.8: Máy ép vít điện cung Stato ________________________________________14
Hình 2.9: Nguyên lý thủy lực ______________________________________________ 15
Hình 2.10: Phân loại máy ép thủy lực theo dạng dẫn động _________________________ 16
Hình 2.11: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm không có bình tích áp _____________16
Hình 2.12: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm có bình tích áp ___________________ 17
Hình 2.13: Sơ đồ máy ép dẫn động có bộ tăng áp _______________________________ 18
Hình 2.14: Hình ảnh máy dập thủy lực được chế tạo _____________________________ 21

Hình 3.1: Mô hình PVC - n(CH2) ___________________________________________22
Hình 3.3: Kích thước sản phẩm độ dày 0.5 mm_________________________________25
Hình 3.4: Vấn đề tiêu hao vật liệu __________________________________________26
Hình 4.1: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm không có bình tích áp ______________ 27
Hình 4.2: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm có bình tích áp ___________________ 30
Hình 4.3: Mô hình điều kiện ổn định theo công thức Euler ________________________ 34
Hình 4.3: Kích thước cơ bản máy bơm PV2R2 Yuken ___________________________ 36
Hình 4.4: Biểu đồ quan hệ các đại lượng Q-P-p của máy bơm cánh gạt _______________ 37
Hình 4.5: Máy bơm cánh gạt đơn PV2R2 _____________________________________38
Hình 4.6: Van phân phối điện từ 4/3_________________________________________41

vi


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

Hình 4.7: Van S-DSG-01-3C ______________________________________________ 42
Hình 4.8: Van áp suất dòng BT của Yuken ____________________________________43
Hình 4.9: Hình dáng thân máy _____________________________________________48
Hình 4.10: Hình ảnh một số mô hình thân máy cơ bản ___________________________ 48
Hình 4.11: Nguyên lý truyền động bánh cóc ___________________________________51
Hình 4.12: Nguyên lý truyền động cơ cấu malte ________________________________ 52
Hình 4.13: Nguyên lý truyền động bánh răng khuyết _____________________________ 52
Hình 4.13: Nguyên lý truyền động bằng động cơ _______________________________ 53
Hình 4.14: Phân bố ứng suất trên tang cuốn ___________________________________56
Hình 4.14: Mô phỏng mạch điều khiển bằng Automation Studio ____________________ 58
Hình 4.15: Sơ đồ đấu nối ngõ vào PLC ______________________________________63
Hình 4.16: Sơ đồ đấu nối ngõ ra PLC với relay _________________________________63

Hình 4.17: Sơ đồ đấu nối ngõ ra PLC với Transitor ______________________________ 64
Hình 4.18: Một số loại motor-driver AC Servo _________________________________68
Hình 4.19: Sơ đồ đấu dây AC Servo _________________________________________70
Hình 4.20: Sơ đồ đấu dây AC Servo điều khiển vị trí ____________________________ 72
Hình 4.21: Màn hình HMI F940GOT-LWD-E _________________________________74
Hình 4.22: Giao tiếp HMI và PLC __________________________________________76
Hình 5.1: Chế tạo thân máy _______________________________________________ 77
Hình 5.2: Lắp đặt cụm thủy lực ____________________________________________78
Hình 5.3: Bơm và motor sử dụng thực tế _____________________________________78
Hình 5.4: Các van thủy lực sử dụng thực thế ___________________________________79
Hình 5.5: Xylanh thủy lực sử dụng thực tế ____________________________________79
Hình 5.6: Cụm cấp phôi cuộn được chế tạo____________________________________80
Hình 5.7: Cụm thu hồi sản phẩm ___________________________________________81
Hình 5.8: Tủ điện được lắp đặt _____________________________________________81
Hình 5.9a: Khuôn trên ___________________________________________________ 82
Hình 5.9b: Khuôn dưới __________________________________________________ 83
Hình 5.9c: Khuôn dưới – phương đứng ______________________________________83
Hình 5.9d: Khuôn dưới – phương cạnh _______________________________________83

vii


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 - Tính chất vật lí nhựa PVC _____________________________________23
Bảng 3.2 - Tính chất vật lí nhựa PET ______________________________________25
Bảng 4.1 – Lựa chọn đường kính xylanh, cán theo lực đẩy, kéo _________________ 34

Bảng 4.2 – Bảng tra máy bơm cánh gạt đơn của Yuken _______________________ 37
Bảng 4.3 – Bảng tra động cơ 3 pha Siemens ________________________________ 39
Bảng 4.4 - Bảng thông số ống thủy lực LineMate 3130 _______________________ 40
Bảng 4.5 - Bảng tra Directional Valves (4/3 – Solenoid) – Hãng Yuken __________42
Bảng 4.6 - Bảng tra lựa chọn bộ lọc theo lưu lượng __________________________ 45
Bảng 4.7 - Họ PLC Misubishi FX1N ______________________________________62
Bảng 5.1 - Bảng thành phần hóa học thép SKD 11 ___________________________ 82
Bảng 5.2 - Bảng đặc tính xử lý nhiệt thép SKD 11 ___________________________ 82

viii


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN
I. Công nghệ dập tạo hình tấm
Công nghệ gia công áp lực đã có từ hàng năm nay, nó được phát triển không
ngừng như các ngành khoa học kỹ thuật khác. Công nghệ phát triển đòi hỏi thiết bị
cũng không ngừng được hoàn thiện và cải tiến hơn. Ngày nay, việc gia công chế tạo
các sản phẩm cơ khí dạng tấm bằng phương pháp dập chiếm tỷ lệ cao vì các ưu điểm
vượt trội như độ chính xác, năng suất cao, khả năng tự động hóa cao, ...
Là một phần của phương pháp gia công bằng áp lực, công nghệ dập tạo hình tấm
mang đầy đủ tính chất của gia công áp lực. Sử dụng áp lực làm biến dạng vật liệu theo
hình dáng mong muốn hay việc đột lỗ, cắt biên với năng suất cao mà vẫn đảm bảo các
yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm. Số lượng máy dập không ngừng tăng lên và được cải
tiến hiện đại hơn để đáp ứng các yêu cầu đặt ra của công nghệ.

Hình 1.1: Các sản phẩm dập tạo hình tấm kim loại – phi kim

1


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

II. Thực trạng ngành dập tạo hình ở Việt Nam
Ở nước ta hiện nay, tuy sự phát triển các ngành công nghiệp đã có những thành
tựu nhất định nhưng nền tảng của công nghiệp – cơ khí chế tạo vẫn chưa thật sự đáp
ứng các yêu cầu sản xuất, nhất là ngành cơ khí chế tạo máy. Trước những năm 1990
chủ yếu do sự viện trợ của Liên Xô, Trung Quốc, các nước XHCN Đông Âu, nên các
thiết bị cũng từ nguồn các nước này là chính.
Trong sản xuất ở Việt Nam hiện nay, máy dập được sử dụng khá rộng rãi ở các
nhà máy, xí nghiệp sản xuất ở nhiều mặt hàng. Tuy nhiên, hầu hết các máy trên thị
trường đều được nhập khẩu từ các thị trường nước ngoài, gần như chưa có các sản
phẩm máy dập được sản xuất trong nước. Chính vì thế, việc nghiên cứu – thiết kế - chế
tạo những sản phẩm cung ứng cho nhu cầu của công nghiệp trở nên cần thiết, cần được
quan tâm.

2


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

Hình 1.2: Một số hình ảnh máy dập
III. Thiết kế - chế tạo máy dập thủy lực tự động

3


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

1. Yêu cầu thực tế:
Đối tượng thực tế: cơ sở sản xuất bao bì
Yêu cầu:
- Chế tạo 1 máy dập dùng sản xuất sản phẩm nịt cổ áo sơ mi

Hình 1.3: Sản phẩm nịt cổ áo sơ mi
-

Hạn chế tiếng ồn trong sản xuất (cơ sở nội thành)
Yêu cầu độ chính xác sản phẩm dập
Độ tin cậy hệ thống cao
Dễ sử dụng, kiểm soát sản xuất
Dễ bảo trì, sửa chữa, thay thế thiết bị .

Hình 1.4: Sản phẩm và ứng dụng thực tế

4


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

2. Yêu cầu kỹ thuật
Thiết kế máy dập tự động
- Lực dập tối đa: 5 tấn (50 kN)
- Năng suất: 5000 sản phẩm/giờ
- Tối ưu khả năng sử dụng phôi
- Nguyên lý đơn giản, hạn chế va đập, …
- Kết cấu đơn giản, dễ bảo trì, sửa chữa …
IV. Kết luận
Công nghệ dập nói chung và dập tấm nói riêng là ngành sản xuất tiềm năng, có
năng suất và giá trị kinh tế cao. Trong khi đó, phương pháp gia công này ở Việt Nam
vẫn chưa khai thác tốt, còn nhiều xí nghiệp sản xuất sản phẩm thủ công, năng suất
thấp. Do đó, vấn đề gia tăng thiết bị sản xuất ngành dập (dập khối, dập tấm, chuồn,
uốn, …) cần được đầu tư phát triển để làm nền tảng cho sự phát triển ngành và của nền
công nghiệp, kinh tế.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, việc thiết kế-chế tạo máy dập thủy lực tự động
được nhóm lựa chọn để thực hiện luận văn tốt nghiệp và tạo một hướng nghiên cứu về
việc ứng dụng thủy lực vào ngành dập mà cụ thể là áp dụng đầu tiên vào công nghệ
dập tấm. Đây không phải là một hướng đi mới trên thế giới (các nước công nghiệp đã
nghiên cứu và áp dụng nhiều và đa dạng thủy lực vào ngành sản xuất này) nhưng ở
Việt Nam nó vẫn còn khá mới mẽ, chủ yếu là nhập các thiết bị, máy móc chi phí cao
từ nước ngoài để sử dụng. Vấn đề kinh tế chi phí này phần nào tác động làm kiềm hãm
sự gia tăng sản xuất ở ngành công nghiệp này.
Chính vì thế, việc nghiên cứu, nắm bắt công nghệ chế tạo máy công nghiệp sẽ trở
thành nền tảng thúc đẩy gia tăng sản xuất, tạo động lực cho nền kinh tế Việt Nam đang
vươn lên.
Ở khuôn khổ luận văn này, nhóm thực hiện thiết kế - chế tạo máy dập thủy lực tự
động trên nền tảng thiết kế, cải tiến mô hình máy dập cơ (sử dụng trục khuỷu). Qua đó,
ứng dụng thủy lực thay thế lực dập từ trục khuỷu, cải tiến module cấp phôi cuộn (tối
thiểu hao phí nguyên liệu) và tự động hóa bán phần hệ thống.
Thiết kế đã được một Cty công nghệ chế tạo và đưa vào sản xuất tại một xí

nghiệp sản xuất bao bì ở TP. Hồ Chí Minh .

5


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

Hình 1.5: Mô phỏng máy dập thủy lực tự động

Hình 1.6: Hai máy dập thủy lực tự động được chế tạo

6


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

CHƢƠNG II: PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ
I. Tổng quan thiết bị dập tạo hình
Máy dập là một thiết bị trong các phân xưởng dập tạo hình, sử dụng áp lực để
làm biến dạng vật gia công.

Máy búa hơi nước không khí nén
Máy búa không khí nén

Máy búa
Máy búa cơ khí

MÁY DẬP

Máy búa thủy lực

Máy ép cơ khí

Máy ép
Máy ép thủy lực

Hình 2.1: Vị trí của máy dập trong phân xưởng dập tạo hình
Đặc điểm
- Máy búa: khi làm việc, lực tác dụng vào vật là lực động. Có năng lượng để
biến dạng dẻo vật rèn được tích lũy ở đầu búa và khuôn. Có lĩnh vực ứng dụng
chủ yếu là: rèn tự do, chồn, dập khối .
- Máy ép: khi làm việc, lực tác dụng vào vật là lực tĩnh. Được ứng dụng đa dạng
trong các lĩnh vực: cắt phôi thanh-tấm, rèn, dập khối (nóng hoặc nguội), ép chảy,
dập tấm, chuồn, nắn, …

7


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

1. Phân loại
Thiết bị dập tạo hình

Phân loại
Theo dấu hiệu

động học

Theo loại
truyền động
Truyền động bằng cơ
khí

Xét thời kz có tải
gồm 5 nhóm
Tất cả các máy búa

Theo đặc điểm
công nghệ
Máy cắt, máy đột, ...

Truyền động bằng
chất lỏng

(không liên kết cứng)

Truyền động bằng
khí, điện từ

Các máy ép thủy lực

Máy uốn, máy lốc, ...

(không liên kết cứng,
khác máy búa ở đường
cong biễu diễn tốc độ)

Máy rèn quay

Các máy ép cơ khí
(chuyển động máy nhờ
liên kết cứng)

Máy đập vuốt, ...

Máy dập tự động

Các máy cán rèn quay

Máy chuyên dùng

(Các bộ phận thực hiện
chuyển động quay, vận
tốc hằng số)

Một số khác

Các máy dập xung
(tốc độ làm việc ≤ 300
m/s)

Hình 2.2: Phân loại thiết bị dập tạo hình
2. Các phương án có đặc điểm công nghệ phù hợp
- Máy ép trục khuỷu
- Máy ép vít ma sát
- Máy ép thủy lực

8


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

II. Phƣơng án máy ép trục khuỷu
Là một trong những phương pháp dập sử dụng lực ép cơ khí, được sử dụng rộng
rải trong nhiều ngành công nghiệp. Máy ép trục khuỷu dùng chủ yếu để dập tấm, dập
thể tích nóng, nguội, cắt phôi và thực hiện nhiều nguyên công khác trong gia công áp
lực.
1. Nguyên lý hoạt động
Hmin - Hmax : chiều cao khép kín
nhỏ nhất-lớn nhất của máy .
S: hành trình toàn bộ của máy
Sα : hành trình tức thời của máy
tương ứng với góc quay α
α : góc quay của trục khuỷu tính
từ đường trục tới bán kính khuỷu
(ngược chiều quay trục khuỷu)
β : góc kẹp giữa biên và đường
trục
R, L : bán kính khuỷu và chiều
dài biên R=OA, L=AB
Ω : tốc độ góc (coi không đổi)
của trục khuỷu
K : hệ số tay biên K=R/L
B1 , B2 : điểm chết trên và dưới

của máy
Hình 2.3: Nguyên lý dập trục khuỷu
Nguyên lý của máy dập sử dụng trục khuỷu là tạo lực dập bằng cách biến chuyển
động quay của trục truỷu thành chuyển động tịnh tiến của hành trình dập. Cơ cấu
thường được sử dụng là cơ cấu tay quay con trượt với tay quay là trục khuỷu, tạo ra
hành trình dập bằng 2 lần độ lệch trục khuỷu
2. Phân loại
2.1. Máy ép trục khuỷu đơn động
- Máy ép trục khuỷu vạn năng
- Máy ép trục khuỷu chuyên dùng dập vuốt
- Máy ép trục khuỷu uốn tấm
2.2. Máy ép trục khuỷu song động – dùng dập tấm

9


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

Là máy ép trục khuỷu có 2 đầu trượt, một đầu trượt chính ở trong dùng mang
dụng cụ tạo hình, một đầu trượt ngoài dùng chặn phôi
2.3. Máy ép trục khuỷu tam động
Ngoài 2 đầu trượt giống máy song động, máy có thêm 1 đầu trượt ở dưới dùng để
dập vuốt ngược
3. Sơ đồ động học
1. Động cơ
2. Bộ truyền đai
3. Bộ li hợp

4. Bánh đà
5. Trục khuỷu
6. Tay biên
7.
8.
9.
10.

Đầu trượt
Dẫn hướng
Thân máy
Bộ điều khiển

11. Cơ cấu lấy sản phẩm
12. Cơ cấu thu hồi phế liệu
13. Cơ cấu cấp phôi
14. Phễu tiếp liệu
15. Hệ thống truyền động
cho phễu
16. Truyền động cơ cấu
cung cấp
Hình 2.4: Sơ đồ động dập trục khuỷu

17. Phanh

Động cơ 1 quay, thông qua bộ truyền đai 2, moment được truyền từ động cơ qua
trục bánh đà 4 . Khi làm việc, bộ li hợp 3 đóng dẫn động từ trục bánh đà đến trục
khuỷu 5, trục khuỷu quay kéo tay biên 6 chuyển động (lắc), thông qua cơ cấu tay quay
con trượt này, chuyển động quay của trục khuỷu biến đổi thành chuyển động tịnh tiến
của đầu trượt 7 tạo nên hành trình dập.

Thông quay bộ truyền đai với bánh đà có đường kính thiết kế lớn, moment của
động cơ được tăng lên nhiều lần (số vòng quay giảm), truyền cho trục khuỷu moment
rất lớn, tạo nên lực dập lớn cho đầu trượt .
Trên hành trình dập, đầu trượt được dẫn hướng bằng bộ dẫn hướng 8 và mang
khuôn dập thực hiện tạo sản phẩm bằng phương pháp biến dạng với áp lực.

10


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

Các cơ cấu 11, 12, 13 thực hiện đồng bộ các bước trong quá trình dập 1 sản phẩm
(cấp phôi, thu sản phẩm, tập trung phoi) được dẫn động thông qua 15,16 được điều
khiển bằng bộ điều khiển (có thể bằng khí cụ điện, PLC, …) .
4. Đặc điểm
- Là loại thiết bị dập thông dụng nhất (cho cả dập khối và dập tấm)
- Cho năng suất cao, dễ dây chuyền hóa trong sản xuất hàng loạt .
- Lực lớn, tốc độ nhanh là ưu điểm so với các loại máy khác
- Hành trình cứng (2 lần độ lệch tâm trục khuỷu) nên dễ bị kẹt máy tại 2 điểm
chết của hành trình
- Hành trình ngắn, không thay đổi được
- Khả năng thay đổi chế độ kém linh hoạt, thích hợp cho sản xuất hàng loạt, ổn
định
- Kết cấu đơn giản, các chi tiết chế tạo phức tạp.
- Các chi tiết làm việc với cường độ lớn, va đập gây tiếng ồn

11

MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

III. Phƣơng án máy ép vít
1. Nguyên lý hoạt động
Sử dụng trục vít – đai ốc với ren không tự hãm: với góc nâng ren lớn hơn góc ma
sát. Răng ren là hình vuông hoặc ren Accimet: đảm bảo độ bền lớn.

Hình 2.5: Dạng ren máy ép vít ma sát
Ta có công thức lực ép:
T  Fa

d2
tg     '
2

(CT (8.4) - [2]. trang 303)

Với
T - Moment xoắn
Fa - lực dọc trục

d 2 - đường kính trung bình của ren

 - góc nâng ren vít

 ' - góc ma sát

Xét máy ép vít ma sát với vít quay và tịnh tiến, đai ốc đứng yên
Nguyên lý: sử dụng bộ truyền vít me – đai ốc làm việc theo nguyên lý ăn khớp
của cặp ren (giữa ren trong trên đai ốc với ren ngoài trên vít me) để biến đổi chuyển
động quay thành tịnh tiến
Phần động được truyền dẫn sẽ chuyển động xuống dưới với vận tốc nhất định để
tạo ra năng lượng làm biến dạng dẻo vật dập.
Phần động (quay và tịnh tiến) gồm: bánh đà quay, vít chuyển động xoắn, đầu
trượt tịnh tiến.
2. Phân loại
 Căn cứ động học cơ cấu truyền động chính, có thể phân máy ép vít thành 3
loại cơ bản sau:
- Máy ép vít chuyển động xoắn
- Máy ép vít chuyển động quay
12


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

-

Máy ép vít chuyển động tịnh tiến


-

Căn cứ vào cơ cấu dẫn động và cơ cấu truyền
Máy ép vít ma sát: 1 đĩa, 2 đĩa, 3 đĩa, đĩa hình côn
Máy ép vít điện cung

Máy ép vít thủy lực
Máy ép vít khí nén

Hình 2.6: Máy ép vít ma sát

Hình 2.7: Máy ép vít ma sát đĩa hình côn

13


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

Hình 2.8: Máy ép vít điện cung Stato
3. Đặc điểm
- Sử dụng trong dập tấm và dập khối, phù hợp nhất là đối với các chi tiết chồn
dạng chuôi dài
- Máy ép ma sát trục vít có hành trình không cố định (theo chiều dài vít) nên có
thể dập nhiều lần 1 vật dập trên một lòng khuôn
- So với máy dập trục khuỷu cùng cỡ, vít ma sát có thể sử dụng để chế tạo sản
phẩm có kích thước lớn hơn. Hành trình lớn hơn máy dập trục khuỷu nên có thể
dập được các vậy dập cao hơn .
- Không cho phép dập lệch tâm do đặc điểm kết cấu của máy (sẽ làm cong vít
khi dập)
- Máy có cơ cấu đẩy dưới cho nên có thể dập được các chi tiết có chuôi dài với
góc nghiêng lòng khuôn không đáng kể
- Trên máy dập ma sát vít có thể dùng khuôn kín, ép chảy hoặc khuôn dập với
cối ép 2 nửa .

14


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

IV. Phƣơng án máy ép thủy lực
1. Nguyên lý hoạt động
Máy dập thủy lực là một máy công cụ sử dụng nguồn lực là hệ thống thủy lực,
dựa trên nguyên lý định luật Pascal.

Hình 2.9: Nguyên lý thủy lực
Nếu ta có hệ xylanh-pittong được nối với nhau bằng ống dẫn, bên trong chứa đầy
chất lỏng. Dưới tác dụng ngoại lực lên đầu pittong có tiết diện đầu A1 là F1 sẽ tạo ra
một áp suất trong ống chất lỏng p , gọi là áp suất thủy tĩnh. Theo định luật Pascal, áp
suất lực p được truyền cho toàn bộ khối chất lỏng nằm trong xylanh và luôn có hướng
vuông góc với mọi thành ống. Áp suất chất lỏng được tạo ra có giá trị p  F1 / A1 . Như
vậy, do áp suất chất lỏng luôn có chiều vuông góc với pittong nên chúng tạo ra áp lực
tác dụng lên đầu pittong tiết diện A2 có giá trị F2  p. A2 . Chính lực này sẽ tạo ra công
năng để biến dạng vật liệu.
Từ đó:
F2  F1

A2
A1

Có nghĩa là, lực F2 luôn bằng tích F1 với tỷ số giữa diện tích A2 / A1 . Như vậy, tỷ
số A2 / A1 càng lớn, áp lực dùng để gia công vật liệu càng lớn.

15


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

2. Phân loại

PHÂN LOẠI

Dẫn động kiểu
bơm

Có bình tích áp

Dẫn động dùng
bộ tăng áp

Không có bình
tích áp

Bộ tăng áp
hơi-khí

Bộ tăng áp
kiểu cơ khí

Hình 2.10: Phân loại máy ép thủy lực theo dạng dẫn động
2.1. Máy ép thủy có dẫn động kiểu bơm không bình tích áp

Hình 2.11: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm không có bình tích áp
1. Máy ép; 2.Van cấp; 3.Động cơ thủy lực thừa hành; 4. Thùng chứa; 5-7.

Bộ triệt tải – van tràn; 8. Pump; 9. Bộ phân phối; 10-12. Van 1 chiều

16


MÁY DẬP TỰ ĐỘNG

ĐÀO THIỆN TÂM - NGUYỄN DUY THANH

2.2. Máy ép thủy có dẫn động kiểu bơm có bình tích áp

Hình 2.12: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm có bình tích áp
1. Máy ép; 2. Van cấp; 3. Dẫn động thủy lực; 4-6,8-10. Các van điều khiển; 7. Van
1 chiều của bộ phân phối; 11. Bộ phân phối; 12. Thùng cấp dầu; 13. Bộ tăng áp trung
gian; 14. Van mức tối thiểu; 15. Bình tích áp không có pittong; 16. Máy nén; 17.
Thùng của bơm; 18. Bơm; 19. Van an toàn; 20.van giảm tải; 21. Van; 22. Van truyền

17