Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết quả đấm trong cơ cấu tự động nối toa xe

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

TRẦN NGỌC KHÁNH

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO
CHI TIẾT "QUẢ ĐẤM" TRONG CƠ CẤU TỰ ĐỘNG NỐI TOA XE

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Hà Nội – Năm 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

TRẦN NGỌC KHÁNH

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO
CHI TIẾT "QUẢ ĐẤM" TRONG CƠ CẤU TỰ ĐỘNG NỐI TOA XE

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT CƠ KHÍ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS PHẠM VĂN NGHỆ

Hà Nội – Năm 2017

MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Danh mục các hình vẽ, đồ thị, bảng biểu
Tóm tắt luận văn
Lời mở đầu

1

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH
1.1

Tổng quan về công nghệ gia công áp lực

3

1.1.1

Khái niệm về gia công áp lực

4

1.1.2

Ưu nhược điểm của công nghệ gia công áp lực

5

1.1.3

Một số phương pháp gia công áp lực điển hình

6

1.2

Lý thuyết biến dạng dẻo của kim loại

15

1.3

Cơ học quá trình biến dạng

19

1.3.1

Ứng suất

19

1.3.2

Biến dạng

21

1.3.3

Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng

22

1.4

Các định luật cơ sở trong gia công áp lực
1.4.1

1.5

Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến
dạng dẻo

24
24

1.4.2

Định luật ứng suất dư

24

1.4.3

Định luật bảo toàn thể tích

25

1.4.4

Định luật về trở lực biến dạng nhỏ nhất

Kết luận

25

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ DẬP KHỐI VÀ PHẠM VI ÁP
DỤNG
2.1

Sơ lược về công nghệ dập tạo hình khối

27

2.1.1

Các sản phẩm dập khối điển hình

27

2.1.2

Đặc điểm và phân loại

29

2.1.3
2.2

2.3

2.4

Ưu nhược điểm công nghệ dập khối

Công nghệ dập trong khuôn hở

31
32

2.2.1

Mặt phân khuôn

35

2.2.2

Vành biên và rãnh thoát biên

37

2.2.3

Góc nghiêng thành lòng khuôn

41

2.2.4

Bán kính góc lượn

45

Công nghệ dập trong khuôn kín

46

2.3.1

Sơ đồ công nghệ dập khối chính xác

46

2.3.2

Thiết bị dập khối chính xác

47

Kết luận

52

CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT CHÍNH
CỦA ĐẦU NỐI TOA XE GOONG
3.1

Thiết bị vận tải tại các mỏ than trong hầm lò hiện nay

52

3.2

Cơ cấu móc nối đang sử dụng cho xe goong

54

3.3

3.2.1 Cơ cấu móc nối bằng dây xích

54

3.2.2 Cơ cấu móc nối tự động

54

Chi tiết trỏ cài và công nghệ chế tạo

58

3.3.1

Tính toán lượng dư gia công và dung sai vật
dập

3.3.2
3.4

Tính toán phôi

Kết luận

59
60
62

CHƯƠNG 4 : MÔ PHỎNG SỐ VÀ TỐI ƯU THÔNG SỐ TẠO
HÌNH CHI TIẾT TRONG CƠ CẤU NỐI TOA XE
4.1 Giới thiệu phần mềm Deform 3D

63

4.1.1

Phương pháp phần tử hữu hạn

63

4.1.2

Phần mềm Deform 3D

63

4.1.3

Các sản phẩm của hệ thống Deform

63

4.1.4

Một số sản phẩm kết quả mô phỏng của phần
mềm Deform

64


4.1.5

Các tính năng

4.2 Thiết lập bài toán mô phỏng quá trình tạo hình chi tiết

66
67

4.2.1

Mô hình hình học

67

4.2.2

Mô hình vật liệu

70

4.2.3

Thiết lập các mô hình điều kiện biên

73

4.2.4

Phân tích kết quả mô phỏng dập chính xác chi tiết

76

4.3 Kết luận

82
KẾT LUẬN CHUNG

Tài liệu tham khảo

84
85

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng: Mọi sự giúp đỡ trong việc thực hiện luận văn tốt
nghiệp đã được cảm ơn và thông tin sử dụng trong luận văn này đều được
nêu tại phần tài liệu tham khảo.

Hà Nội, tháng 01 năm 2017
Tác giả luận văn:

Trần Ngọc Khánh


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin trân trọng cảm ơn Phó giáo sư – Tiến sỹ Phạm Văn Nghệ người
trực tiếp hướng dẫn, cùng các thầy, các cô giáo trong bộ môn Gia công áp
lực– Viện Cơ khí – Trường Đại học Bách Khoa - Hà Nội. Đã chỉ bảo và tận
tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, các cô thuộc Viện đào tạo sau đại học
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, cùng các bạn bè đồng nghiệp đã tạo
nhiều điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn.

Hà Nội, tháng 01 năm 2017
Tác giả luận văn:

Trần Ngọc Khánh


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Ý nghĩa

Hình

Trang

1.1

Các phương pháp gia công vật liệu

1

1.2

Sản phẩm của công nghệ gia công áp lực

3

1.3

Sơ đồ phân loại gia công áp lực

4

1.4

Công nghệ cán kim loại

4

1.5

Công nghệ kéo kim loại

5

1.6

Công nghệ ép kim loại

5

1.7

Công nghệ rèn tự do

6

1.8

Công nghệ dập thể tích trong khuôn hở

6

1.9

Công nghệ dập trong khuôn kín

6

1.10

Công nghệ dập tấm

7

1.11

Sơ đồ công nghệ dập tấm

7

1.12

Sơ đồ nguyên công đột lỗ

8

1.13

Một số nguyên công uốn

9

1.14

Sơ đồ nguyên lý nguyên công uốn

10

1.15

Sơ đồ công nghệ dập vuốt

11

1.16

Dập vuốt có chặn phôi và không có chặn phôi

12

1.17

Sơ đồ nguyên lý dập vuốt

12

1.18

Kết cấu khuôn dập vuốt

13

1.19

Công nghệ dập thủy tĩnh

13

1.20

Quan hệ giữa lực và biến dạng

14

1.21

Quá trình dịch chuyển của lệch mạng

15

1.22

Mạng tinh thể trước và sau song tinh

15

1.23

Nội lực và ứng suất của vật thể

18

1.24

Ứng suất kĩ thuật và ứng suất thực tế

18

1.25

Biểu diễn ứng suất tỏng hệ tọa độ Đề Các

19

1.26

Biến dạng dài và biến dạng góc trên mặt phẳng Z

20


1.27

Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng

21

1.28

Định luật bảo toàn thể tích

22

1.29

Sơ đồ chảy hướng kính của kim loại khi chồn

23

2.1

Trục khuỷu động cơ

26

2.2

Chi tiết bánh răng truyền động

26

2.3

Sơ đồ trình tự các nguyên công trong dập thể tích

27

2.4

Sơ đồ phân loại dập khối

27

2.5

Sơ đồ dập trong khuôn hở

28

2.6

Sơ đồ dập thể tích trong khuôn kín

28

2.7

Dập trên khuôn hở

31

2.8

Mặt phân khuôn với các mặt dập đơn giản

33

2.9

Ảnh hưởng của vị trí mặt phân khuôn tới chất lượng

35

2.10

Vành biên và rãnh thoát biên

36

2.11

Các kiểu rãnh thoát biên

37

2.12

Các kiểu rãnh thoát biên của khuôn dập trên máy ép

39

2.13

Sơ đồ tính lực đẩy vật dập ra khỏi lòng khuôn

40

2.14

Quan hệ giữa ma sát và góc nghiên thành lòng khuôn

41

2.15

Góc nghiên trong và ngoài thành lòng khuôn

42

2.16

Bán kính góc lượn

43

2.17

Sơ đồ công nghệ dập khối chính xác trong khuôn kín

44

2.18

Sơ đồ công nghệ để chế tạo chi tiết khớp nối chữ thập

45

2.19

Sơ đồ khuôn kín dập trên máy ép trục khuỷu

47

2.20

Sơ đồ khuôn kín có cơ cấu đối áp

48

2.21

Sơ đồ khuôn kín cơ cấu đẩy theo nguyên tắc đòn bẩy
và cơ cấu đối áp lò xô

49

3.1

Xe goong do viện máy mỏ thiết kế

52

3.2

Cơ cấu móc nối bằng dây xích

53

3.3

Cơ cấu móc nối tự động

54

3.4

Cấu tạo chi tiết móc nối toa xe goong

55

3.5

Chi tiết trỏ cài

56

3.6

Mô hình hóa chi tiết

57

3.7

Thể tích và khối lượng chi tiết trỏ cài

59

4.1

Mô phỏng dập khối bằng phần mềm Deform 3D

63

4.2

Mô phỏng quá trình cán

63

4.3

Sơ đồ bài toán mô phỏng

65

4.4

Mô hình phôi

66

4.5

Mô hình chày ép

66

4.6

Mô hình khuôn trên

67

4.7

Mô hình khuôn dưới

67

4.8

Thư viện vật liệu

68

4.9

Thông tin về vật liệu

69

4.10

Lựa chọn vật liệu cho phôi

70

4.11

Các đường cong chảy của vật liệu

70

4.12

Mô hình chia lưới

72

4.13

Mô hình inter object

72

4.14

Modul Database Generation

73

4.15

Quá trình tạo hình

76

4.16

Mức độ biến dạng

77

4.17

Lực dập lên chày khi dập nóng

78

4.18

Lực dập tác dụng lên cối khi dập nóng

78

4.19

Trạng thái ứng suất khi dập nóng

79

4.20

Sản phẩm sau khi dập

80

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng
4.1

Ý nghĩa
Bảng thông số dập nóng

Trang
74

LI M U
Trong nhng nm gn õy, cựng vi s phỏt trin mnh m v hi nhp sõu
rng ca nn kinh t. Cỏc sn phm c khớ ca chỳng ta ngy cng phi cnh
tranh vi cỏc sn phm t nc ngoi. Vỡ vy cht lng sn phm yờu cu
ngy cng cao, a dng c v mu mó, chng loi v ng thi ỏp ng nhanh
chúng v mt thi gian. Do ú, ti u húa cụng ngh c cho l yờu t quan
trng nõng cao cht lng sn phm, gim chi phớ thit k, sn xut v
gim giỏ thnh sn phm.
Cựng vi s phỏt trin mnh m ca ngnh cụng ngh thụng tin, in t, t
ng húa ó tr giỳp quỏ trỡnh ti u húa cụng ngh mt cỏch nhanh chúng v
chớnh xỏc bng cỏc phng phỏp mụ phng s. ú l s kt hp gia mụ hỡnh
quỏ trỡnh v cỏc phng phỏp s gii mụ hỡnh quỏ trỡnh ú. Mụ phng s
cho thy c nhiu kt qu rừ rng qua ú cú thờm nhng hiu bit, nhn xột
ỳng n gúp phn tỡm ra nhng gii phỏp cụng ngh phự hp trong quỏ
trỡnh sn xut.
Ngoi ra lun vn ny cng bc u nghiờn cu v s dng n cụng ngh
dp khi chớnh xỏc trng thỏi núng nhm nõng cao hiu qu ca quỏ trỡnh gia
cụng.
Lun vn bao gm 4 chng
Chng 1 : Tng quan v c s lý thuyt v cụng ngh dp to hỡnh.
Chng 2 : Tng quan v cụng ngh dp khi v phm vi ng dng.
Chng 3 : Cụng ngh ch to chi tit chớnh ca u ni toa xe goong.
Chng 4 : Mụ phng s v ti u cỏc thụng s to hỡnh chi tit trong
c cu ni toa xe.

ng dụng mô phỏng số với sự trợ giúp của phần mềm DEFORM-3D, sẽ
cho phép nhanh chóng tối -u đ-ợc thông số công nghệ cơ bản (nhiệt độ)
và hình dáng kích th-ớc của khuôn dập.

1


Phần kết luận đ-a ra một vài tổng kết quan trọng và h-ớng phát
triển tiếp theo của đề tài.
H Nụi, thỏng 1 nm 2017
Hc viờn
Trn Ngc Khỏnh

2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ
DẬP TẠO HÌNH
1.1.

Tổng quan về công nghệ gia công áp lực

Gia công áp lực là một ngành cơ bản trong sản xuất Cơ Khí. Nó cho phép tạo
ra các sản phẩm có hình dáng và kích thước phức tạp đồng thời đảm bảo chất
lượng về cơ tính tốt, năng suất cao, giá thành hạ. Do vậy, Gia Công Áp lực có
một vị trí rất lớn trong công nghiệp chế tạo phụ tùng otô, máy kéo, xe máy,
hàng dân dụng và quốc phòng với 2 lĩnh vực lớn là công nghệ cán kéo và công
nghệ dập tạo hình.

Hình 1.1. Các phương pháp gia công vật liệu.
Gia công kim loại bằng áp lực có lịch sử phát triển lâu đời. Từ thời kì đồ
đồng, gia công kim loại bằng áp lực gần như là phương pháp duy nhất để tạo
hình chi tiết-sản phẩm. Trong giai đoạn đầu của nền công nghiệp Cơ khí,
phương pháp gia công áp lực không dủ khả năng để tạo ra chi tiết có độ chính

xác cao, nên gia công kim loại bằng áp lực chỉ tồn tại như một phương pháp
chuẩn bị phôi cho gia công cơ khí. HIện nay và trong tương lai, ngành gia
công áp lực chắc chắn sẽ chiếm một vị trí quan trọng do các ưu điểm nổi bật.
Tại các nước phát triển trên thế giới như Anh, Nga, Mỹ,... ngành gia công áp
lực xuất hiện từ rất sớm và mang lại giá trị kinh tế cao, đóng góp cho nền kinh
tế quốc dân.
Trong suốt hơn 40 năm hình thành và phát triển, ngành công nghệ gia công áp
lực đã có nhiều đóng góp cho nền kinh tế nước nhà. Từ những năm 1995, Việt
Nam đã có thể chế tạo thành công những loại máy uốn thép để tạo ra sản phẩm
như : Các loại thép định hình phục vụ xây dựng, những thanh chắn đường đạt

3


tiêu chuẩn, máy làm các tấm lớp kim loại... Đâ là những sản phầm Việt Nam
phải nhập khẩu.
Hiện nay, nước ta đang chủ trương tăng cường các công nghệ phụ trợ trong
nhiều lĩnh vực : oto, xe máy, dầu khí, hiện đại hocas trong công nghiệp, nông
nghiệp – nông thôn. Vì thế ngành cơ khí nói chung và công nghệ gia công áp
lực nói riêng càng cần được chú trọng nghiên cứu và phát triển.[5]
1.1.1. Khái niệm về gia công áp lực
Gia công áp lực là phương pháp gia công vật liệu dựa trên sự biến dạng dẻo
của kim loại trong suốt quá trình gia công để đạt được hình dạng và kích thước
cuối cùng như mong muốn. Gia công áp lực chiếm một vị trí quan trọng với
một tỉ trọng ngày càng tăng trong sản xuất cơ khí.
Ngoại lực là yếu tố cơ bản trong gia công áp lực, góp phần tạo ra hình dáng
của vật thể và tạo ra cơ tính cao hơn, giảm tiêu hao vật liệu…
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng trong gia công áp lực. Nhiệt độ cao làm tăng
tính dẻo của kim loại do đó dễ biến dạng dẻo vật liệu và làm giảm trở lực biến
dạng, giảm sức lao động, tăng năng suất…

So với đúc, gia công áp lực tạo ra sản phẩm có độ bền cao hơn, khả năng chịu
lực tốt hơn, độ chính xác và độ nhẵn mặt ngoài cao hơn, tiết kiệm kim loại,
năng suất cao hơn nhưng cần thiết bị tạo lực phức tạp và đắt tiền.
Sản phẩm gia công áp lực dùng chủ yếu trong các chi tiết máy, cơ cấu chịu tải
trọng cao, tải trọng động hay va đập. Vật liệu dùng gia công áp lực là các loại
thép C, thép hợp kim, kim loại màu, hợp kim màu…
Gia công áp lực tạo ra nhiều dạng sản phẩm khác nhau. Có những sản phẩm
đem dùng ngay gọi là chi tiết, có những sản phẩm phải qua gia công cơ tiếp
theo gọi là phôi.

4


Hình 1.2. Sản phẩm của gia công áp lực.
1.1.2. Ưu nhược điểm của công nghệ gia công áp lực
So với công nghệ đúc
Ưu điểm
-

Khử được một số khuyết tật như rỗ khí, rỗ co, làm cho tổ chức kim loại
mịn, cơ tính sản phẩm cao.

-

Có khả năng biến tổ chức hạt của kim loại thành tổ chức thớ, có khả
năng tạo ra được tổ chức thớ uốn, xoắn khác nhau làm tăng cơ tính sản
phẩm

-

Độ bóng và độ chính xác cao hơn các chi tiết

-

Dễ cơ khí hóa và tự động hóa nên năng suất cao, giá thành hạ

Hạn chế
-

Không gia công được các chi tiết phức tạo

-

Bất lợi khi gia công chi tiết có kích thước quá lớn

-

Khó gia công với vật liệu giòn

So với phương pháp cắt gọt
Ưu điểm

5


-

Năng suất cao, phế liệu ít, giá thành hạ.

-

Rèn, dập là những phương pháp cơ bản để chế tạo phôi cho gia công
cắt gọt.

Nhược điểm
-

Độ bóng độ chính xác thấp hơn so với phương pháp gia công cắt gọt.[5]

1.1.3. Một số phương pháp gia công áp lực điển hình

Gia công áp lực

Cán

Ép kim
loại

Kéo

Rèn tự
do

Dập thể
tích

Dập tấm

Hình 1.3. Sơ đồ phân loại gia công áp lực
a. Phương pháp cán

Phương pháp cán là phương pháp biến dạng kim loại giữa hai trục cán quay
ngược nhiều nhau để được sản phẩm cán có thiết diện giống như khe hở giữa
hai trục cán ( lỗ hình) và có chiều dài không hạn chế.[5]

Hình 1.4. Công nghệ cán kim loại
b. Phương pháp kéo kim loại

6


Là phương pháp biến dạng dẻo của kim loại qua lỗ hình của khuôn kéo dưới
tác dụng của lực kéo, phôi được vuốt dài ra, giảm diện tích tiết diện ngang
tăng chiều dài.[5]

Hình 1.5.Công nghệ kéo kim loại
c. Phương pháp ép kim loại
Phương pháp ép kim loại là phương pháp chế tạo các sản phẩm kim loại bằng
cách điền đẩy kim loại chứa trong buồng ép kín hình trụ, dưới tác dụng của
chày ép kim loại biến dạng qua lỗ khuôn ép có tiết diện giống như tiết diện
ngang của chi tiết. [5]

Hình 1.6. Công nghệ ép kim loại
a, ép sơi b, ép thanh c, ép ống
d. Phương pháp rèn tự do
Là phương pháp gia công áp lực mà kim loại biến dạng không bị khống chế
bởi một mặt nào khác ngoài bề mặt tiếp xúc giữa phôi và dụng cụ gia công. [5]

7

Hình 1.7. Công nghệ rèn tự do
e. Phương pháp dập thể tích
Dập thể tích là phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại biến dạng
trong giới hạn lòng khuôn.[5]

Hình 1.8. Công nghệ dập thể tích trong khuôn hở

Hình 1.9. Công nghệ dập trong khuôn kín
f. Phương pháp dập tấm

8


Hình 1.10.Công nghệ 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.[5]
Dựa vào đặc điểm biến dạng người ta chia thành hai nhóm chính
-

Nhóm các nguyên công cắt vật liệu : Khi tạo hình chi tiết, các nguyên
công của nhóm này thường phải tiến hành biến dạng phá hủy vật liệu, tức
là tách một phần vật liệu ra khỏi một phần vật liệu khác.

-

Nhóm các nguyên công biến dạng dẻo của vật liệu : tạo hình chi tiết dựa
trên sự biến dạng dẻo của vật liệu và hầu hết các trường hợp đều có sự
dịch chuyển và phân bố lại kim loại.

Hình 1.11. Sơ đồ công nghệ dập tấm

9


-

Nguyên công cắt hình và đột lỗ

Là nguyên công cắt những thép tấm cán hoặc thép cuộn thành những
bănghoặc dải, cắt những thép tấm cán tiêu chuẩn thành những phôi khác nhau,
cắt hình để nhận được các loại chi tiết phẳng có hình dạng kích thước khác
nhau, hoặc cắt phôi cho các nguyên công khác bằng dao cắt hoặc khuôn cắt…
Một số nguyên công cắt điển hình: cắt phôi, cắt hình, đột lỗ, cắt trích,…
Lực cắt hình và đột lỗ(lực biến dạng) phụ thuộc vào trở lực cắt

cửa vật

liệu phôi, chiều dày vật liệu s, độ dài chu vi cắt L, hình dạng và trạng thái mép
làm việc của chày và cối, khe hở Z, tốc độ biến dạng và độ lún sâu của chày
vào kim loại thời điểm xuất phát vết nứt.

Hình 1.12. Sơ đồ nguyên công đột lỗ
Có thể xác định một cách gần đúng lực cắt hình và đột lỗ bằng tích số giữa
có tính đến các yếu tố ảnh hưởng bởi hệ số

diện tích cắt F với trở lực cắt
k=1,1 1,3.

P= F.

k = L.s. .k

Trong đó:
L: chu vi cắt (mm);
s: chiều dày vật liệu (mm) ;
: trở lực cắt vật liệu(kg/

).

Công biến dạng: Lực biến dạng khi cắt hình và đột lỗ thay đổi theo hành trình
của chày vậy công biến dạng khi cắt hình và đột lỗ được xác định theo công
thức :

10


A=
Trong đó:
P: Lực cắt tính theo công thức trên;
H: hành trình cắt.
Trong quá trình cắt thường có xảy ra các quá trình biến dạng vì vậy để giảm
sự ảnh hưởng của các lực biến dạng đó có thể dùng các phương pháp khác
nhau như: cắt từng phần theo đường bao cắt; đột bằng các chày có chiều dài
khác nhau; cắt đột bằng chày và cối có mép cắt nghiêng. Khi cắt bằng chày cối
cắt nghiêng quá trình cắt không xảy ra đồng thời trên toàn bộ đường bao của
chi tiết mà xảy ra tuần tự giống như khi cắt trên máy cắt dao nghiêng. Do đó
lực cắt đột có thể giảm đi (30-40)%.
-

Nguyên công uốn

Là nguyên công nhằm biến đổi các phôi có trục thẳng thành các chi tiết có trục
cong.
Uốn: là môt trong những nguyên công thường gặp nhật trong dập nguội. Quá
trình uốn bao gồm biến dang đàn hồi và biến dạng dẻo. Uốn làm thay đổi
hướng thớ kim loại, làm cong phôi và thu nhỏ dần kích thước trong quá trình
uốn. Kim loại phía trong góc uốn bị ép nén và co ngắn ở hướng doc, bị kéo ở
hướng ngang.Khi uốn tấm dải rộng củng xảy ra hiện tượng biến mảnh vật liệu
nhưng sẻ không không có sai lệch tiết diện ngang. Vì trở kháng của kim loại
có chiều rộng lớn sẻ chống lại sự biến dạng theo hướng ngang.
Một số nguyên công uốn: uốn, cuốn, vặn.

Hình 1.13. Một số nguyên công uốn

11


Nguyên công uốn được thực hiện trên các máy ép trục khuỷu, máy ép thủy
lực, máy uốn tấm nhiều trục(máy lốc tấm), máy uốn prôfin chuyên dùng để
uốn có kéo vào các máy uốn tự động vạn năng.
Uốn bằng khuôn trên các máy ép trục khuỷu được sử dụng nhiều nhất trong
chế tạo máy. Quá trình uốn trên khuôn do tác dụng đồng thời của cả chày và
cối với các điểm đặt lực P và Q ở một khoảng nhất định.

Hình 1.14. Sơ đồ nguyên lý nguyên công uốn
Lực P và Q sẽ tạo ra moomen uốn làm thay đổi hình dạng của phôi. Trong
quá trình uốn độ cong của phần phôi bị biến dạng và sẽ tăng lên và tại cùng
biến dạng xảy ra quá trình biến dạng khác nhau ở hai phía của phôi; các lớp
kim loại ở phía mặt ngoài góc uốn thì bị kéo còn các lớp bên trong thì bị nén.

Khi giảm bán kính uốn, biến dạng dẻo sẽ bao trùm toàn bộ chiều dày phôi.
Hình dạng vùng biến dạng dẻo và độ dài của nó khi góc uốn

= 90 gần bằng

¼ tay đòn uốn l.
-

Nguyên công dập vuốt sâu

Khái niệm : Dập vuốt là một nguyên công nhắm biến đổi phôi phẳng hoặc
phôi rỗng để tạo ra các phôi rỗng có kích thước và hình dáng cần thiết.
Dập vuốt không biến mỏng : là phương pháp nhận được chi tiết rỗng từ phôi
phẳng hoặc phôi rỗng. Chiều dày vật liệu hầu như không đổi.

12


Dập vuốt biến mỏng : Là phương pháp nhận được chi tiết rỗng từ phôi phẳng
hoặc phôi rỗng có chủ định biến mỏng chiều dày vật liệu.

Hình 1.15. Sơ đồ công nghệ dập vuốt
Phân loại nguyên công dập vuốt
Phân loại theo hình dạng sản phẩm :
-

Nhóm các chi tiết có dạng tròn xoay ( đối xứng trục) : đáy của nồi hơi,
các chi tiết hình trụ, các loại bát đĩa dạng kim loại, các chi tiết thiết bị
chiếu sáng như pha đèn, vỏ đèn…

-

Nhóm các chi tiết có hình dạng hình hợp : thùng nhiên liệu của động
cơ, các loại vỏ hộp, các chi tiết bọc trong các chi tiết của thiết bị điện
tử, thiết bị đo…

-

Nhóm các chi tiết có hình dạng phức tạp có nhiều trục đối xứng hoặc
không có trục đối xứng : chi tiết xe máy, vỏ oto, cánh cửa oto, chi tiết
máy kéo, chi tiết máy bay…

Phân loại theo đặc điểm công :
-

Dập vuốt không biến mỏng thành và dập vuốt không biến mỏng thành

-

Dập vuốt xuôi và dập xuốt ngược

Phân loại theo chặn phôi

13


-

Dập vuốt không có hệ thống chặn phôi

-

Dập vuốt có sử dụng hệ thống chặn phôi

Hình 1.16. Dập vuốt có chặn phôi và không có chặn phôi
Sơ đồ nguyên lý dập vuốt

Hình 1.17. Sơ đồ nguyên lý dập vuốt
Kết cấu khuôn dập vuốt

14


Hình 1.18. Kết cấu khuôn dập vuốt
g. Phương pháp dập thủy tĩnh

Hình 1.19. Công nghệ dập thủy tĩnh
1.2.

Lý thuyết biến dạng dẻo của kim loại

Các vật liệu kim loại dưới tác dụng ngoại lực thì quá trình biến dạng sảy ra
theo các giai đoạn sau :

15