Đồ án tốt nghiệp máy cắt dây

Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

Lời nói đầu

Ngày nay cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật trên thế
giới đang phát triển nh vũ bão, không ngừng vơn tới những
đỉnh cao mới, trong đó có những thành tựu nổi bật trong
ngành cơ khí.
Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật
hiện đại, cộng thêm các loại vật liệu mới với nhiều tính năng
u việt phục vụ cho nhiều ngành kinh tế, kỹ thuật, thì công
nghệ gia công chúng cũng đợc phát triển mạnh mẽ theo.
Đứng trớc nhu cầu của xã hội các vật liệu truyền thống đã
để lại rất nhiều nhợc điểm không đáp ứng nổi, chính vì
vậy nhời ta đã ngiên cứu và páht minh ra nhiều vật liệu mới
có những tính năng u việt quan trọng nh: Độ cứng cao, độ
bền cao, độ chống mài mòn cao,...
Cũng chính vì vậy mà khả năng gia công chúng cũng
cần phải phát triển tơng ứng.
Qua quá trình nghiên cứu con ngời đã tìm ra một phơng pháp gia công mới, gọi là công nghệ gia công EDM
(Electrical Discharge Michining) và nó đã nhanh chóng
chiếm u thế vì những đặc điểm quan trọng nh: Không
phụ thuộc vào độ cứng của phôi, với phơng pháp xung
định hình có thể gia công những bề mặt phức tạp,...

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

1

Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

Tìm hiểu về công nghệ EDM (nguyên lý gia công, thực
tế gia công) là nội dung chính trong bản đồ án tốt nghiệp
của chúng em.

Trong khuôn khổ của một bản đồ án tốt nghiệp này
chúng em thự hiện những công việc chính sau:
1. Giới thiệu về khuôn mẫu nói chung:
Khuôn ép nhựa
Khuôn dập, vuốt
Giới thiệu công nghệ EDM
Giới thiệu máy cắt dây (Wire EDM)
2. Thiết kế khuôn dập lá thép silíc cho
động cơ điện, gia công một số chi tiết
chày, cối bằng máy cắt dây.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Sỹ Túy và
thầy Trần Xuân Thái, hai thầy đã tận tâm hết lòng truyền
đạt kiến thức và có những chỉ dẫn quý báu giúp chúng
em. Chúng em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn
GCVL&DCCN - Khoa Cơ khí - Trờng Đại Học Bách Khoa Hà
Nội đã giúp chúng em tìm hiểu đề tài này.
Tuy nhiên do thời gian hạn chế, và trình độ hiểu biết
còn hạn chế, do vậy bản đồ án còn nhiều thiếu xót, em
mong đợc sự góp ý chỉ bảo thêm của các thầy.
Chúng em chân thành cảm ơn!

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

2


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

Hà nội,
ngày.....tháng.....năm......
SV:
Nguyễn hùng Vĩ
Lê Hiền Túc.
Lớp:
CTM7 K45

PHần I. khuôn mẫu
Chơng 1. Các loại khuôn dập và khuôn ép nhựa .
Khuôn dập là dụng cụ dùng để gia công kim loại
bằng áp lực. Gia công kim loại bằng áp lực là một trong
những phơng pháp cơ bản để chế tạo các chi tiết máy,
thực hiện bằng cách dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại ở
trạng thấi nóng hoặc nguội làm cho kim loại đạt đến giới
hạn đàn hồi, kết quả sẽ làm biến dạng hình dạng của vật
thể kim loại theo yêu cầu mà không phá huỷ tính liên tục
và độ bền của chúng.
Khuôn dập có khả năng làm ra những chi tiết không
cần tiếp tục gia công cắt gọt, giảm lợng tiêu phí kim loại,
giảm thời gian cắt gọt và trong một chừng mực nào đó có

thể là phơng pháp gia công không phoi.
Về khuôn dập ngời ta chia ra làm hai loại là khuôn dập
thể tích và khuôn dập tấm.
1.Các loại khuôn dập

1.1.Khuôn dập thể tích
Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

3


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

- Dập thể tích là phơng pháp biến dạng kim loại trong lòng
khuôn dập có kích thớc và hình dạng của chi tiết cần chế
tạo.
- Quá trình biến dạng của phôi trong lòng khuôn có thể
phân thành 3 giai đoạn
+ Giai đoạn đầu: Chiều cao của phôi giảm, kim loại biến
dạng và chảy ra chung quanh. Theo phơng thẳng đứng
phôi chịu ứng suất nén, theo phơng ngang thì chịu ứng
suất kéo.
+ Giai đoạn hai: Kim loại của phôi bắt đầu lên kính cửa
ba via, khối kim loại trong lòng khuôn bâygiờ bị trở lực của
lòng khuôn mọi phía nên chịu ứng suất nén khối, mặt tiếp
giáp giữa khuôn trên và khuôn dới cha áp sát vào nhau.
+ Giai đoạn cuối: Hình thành ba via, kim loại chịu ứng
suất nén ba chiều một cách triệt để, điền đầy những

phần sâu và mỏng của lòng khuôn, phần kim loại thừa sẽ
tràn qua cửa ba via vào rãnh chứa ba via cho tới khi hai bề
mặt của khuôn áp sát vào nhau.
1

Khuôn trên 1
R

2

K

ãnh chứa ba via 2
huôn dới 3

Đ

uôi én 4

L

òng khuôn 5

C

3
6

ửa ba via 6

4

5

Hình 1:

Khuôn dập thể tích

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

4


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

1.1.1. Ưu Khuyết điểm sản phẩm khuôn dập thể tích
- Vật dập có độ chính xác và độ bóng bề mặt cao, độ
chính xác kích thớc trong khoảng trên dới từ 0,01 đến 0,05,
độ nhẵn cấp 2 đến cấp 4, cơ tính đồng đều và cao ( do
sự biến dạng kim loại thấu triệt và đều khắp ), vật dập có
hình dáng phức tạp, tiết kiệm kim loại
Bộ khuôn phức tạp, đắt tiền, một bộ khuôn chỉ dập dợc
một loại chi tiết.
Ta có công thức để sử dụng khuôn dập thể tích hợp lí:
N=

Gkh
(m1 n1 ) (m2 n 2 )

Trong đó:
N_Số lợng chi tiết trong dập thể tích
Gkh _Tổng giá thành chế tạo các bộ khuôn dập

m1_Giá thành của chi tiết rèn tự do
n1_Giá thành gia công cơ khí của chi tiết rèn tự do
m2_Giá thành của chi tiết ấy nếu dập khuôn
n2_Giá thành gia công cơ khí của chi tiết dập khuôn
Thực tế sản xuất, số lợng chi tiết yêu cầu là Nyc N.
1.1.2. Phân loại khuôn dập thể tích
- Phân loại theo trạng thái nhiệt của phôi
+ Khuôn dập nóng (phôi liệu gia công đợc nung nóng
đến nhiệt độ rèn ).Khuôn này thì kim loại biến dạng dễ,
điền thấu tốt nhng chất lợng bề mặt chi tiết kém, độ
chính xác kích thớc thấp.

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

5


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

+ Khuôn dập nguội cho chất lợng bề mặt tốt, độ chính
xác kích thớc cao nhng kim loại biến dạng kém, điền thấu
kém, khuôn chóng mòn.
- Phân loại theo kết cấu lòng khuôn:

+ Khuôn dập hở: khuôn có mặt phân khuôn tại vùng tiếp
giáp với vật gia công thẳng góc với phơng của lực tác dụng,
cửa ba via không hạn chế sự biến dạng kim loại ra xung
quanh.
Mặt phân khuôn là bề mặt tiếp giáp giữa hai khuôn,
bề mặt này thông thờng là phẳng nhng cùng có thể cong
hay gãy khúc.

Hình

2:

Lòng

khuôn hở
Khuôn dập hở cho tính dẻo kim loại thấp, điền thấu
không cao, ba via lớn nhng tính toán không cần chính xác.
+ Khuôn kín: mặt phân khuôn tại vùng tiếp giáp với vật
gia công song song hay gần song song với phơng của lực
tác dụng, vật dập hầu nh không có ba via.

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

6


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

Hình 3: Lòng khuôn kín
Khuôn kín này cho tính dẻo kim koại tăng tính điền thấu
tốt nhng phải tính toán tốt.
- Phân loại theo cách bố trí lòng khuôn trên khối khuôn.
Theo cách phân loại này có:
+ Dập trong khuôn có một lòng khuôn. Phôi phải đợc dập
sơ bộ trớc bằng dập tự do, dập bằng trục cán hay trục rèn
hoặc cũng có thể dùng ngay phôi thép định hình .Khuôn
có một lòng khuôn đợc ứng dụng trong dạng sản xuất trung
bình .kết cấu khuôn đơn giản.
+ Dập trong khuôn nhiều lòng khuôn. Phôi liệu đợc đa
vào từ những lòng khuôn kế tiếp nhau trên cùng một khối
khuôn. Khuôn nhiều lòng khuôn đợc ứng dụng trong sản
xuất trung bình lớn hay hàng khối.
- Phân loại theo thiết bị gia công. Đây là cách phân loại
hay dùng, nhất là khi xét đến những điều kiện công
nghệ. Theo cách này có:
+ Rèn khuôn trên máy búa.
+ Dập khuôn trên máy ép thuỷ lực.
+ Rèn khuôn trên máy ép dập nóng hay máy ép rèn ngang.

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

7


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

+ Dập khuôn trên các thiết bị chuyên dụng.
1.1.3. Khái quát chung quá trình dập khuôn một chi
tiết.
- Sau khi đã thiết kế vật dập khuôn, ta tiến hành hàng loạt
vấn đề để chuẩn bị thi công nh: chuẩn bị nguyên vật
liệu, cách chế tạo phôi, thiết bị và dụng cụ gia công, phơng tiện vận chuyển, lò nung, cách bố trí dây chuyền sản
xuất
Trên cơ sở những điều kiện đã chuẩn bị xong thì quá
trình dập khuôn một chi tiết bao gồm các bớc sau đây:
+ Cắt phôi liệu theo kích thớc yêu cầu.
+ Nung nóng vật liệu đến nhiệt độ dập trong thời gian
tiến hành dập khuôn.
+ Qua một số lòng khuôn cần thiết.
+ Làm sạch vật dập khuôn.
+ Nhiệt luyện để khử ứng suất d và kiểm tra.
1.1.4. Thiết bị dùng cho khuôn dập thể tích
- Xuất phát từ yêu cầuvà đặc điểm kỹ thuật của dập
khuôn, máy dập khuôn phải có độ cứng vững lớn, hệ thống
máy ít chấn động, máy phải có công suất lớn
Để thoả mãn những yêu cầu chung nh đã nói ở trên, ta
dùng các loại máy dập khuôn nh :
+ Máy búa hơi nớc- không khí ép dập khuôn.
+ Máy ép cơ khí.
+ Máy ép ma sát kiểu trục vít.
+ Máy ép kiểu thuỷ lực.
+ Máy rèn ngang.
Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

8

Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

1.1.5. Xác định vị trí mặt phân khuôn
- Mặt phân khuôn là ranh giới của hai nửa khuôn trên và dới.Việc chọn mặt phân khuôn là rất quan trọng. Khi xác
định mặt phân khuôn theo các bớc sau:
+ Phải đảm bảo lấy đợc vật dập ra khỏi lòng khuôn đợc
dễ dàng. Muốn vậy thì thành bên trong lòng khuôn không
dợc lồi lõm.
+ Phải đảm bảo lòng khuôn nông và rộng nhất để kim
loại dễ điền đầy khuôn.
+ Chọn mặt phân khuôn sao cho dễ phát hiện sự chênh
lệch lòng khuôn khi lắp khuôn
+ Chọn mặt phân khuôn là mặt phẳng. Không chọn
mặt phân khuôn là mặt bậc hay mặt cong.
+ Phân khuôn đảm bảo sự phân bố cho phù hợp với yêu
cầu kĩ thuật của chi tiết để đảm bảo sức bền tối đa.
+ Phần phức tạp của vật dập bố trí ở nửa khuôn trên vì ở
đó kim loại dễ điền đầy.

1.1.6. Độ nghiêng khuôn
- Mục đích tạo cho thành lòng khuôn có độ nghiêng là để
kim loại dễ điền đầy khuôn và dễ lấy vật dập ra khỏi
khuôn . Nhng nếu xác định độ nghiêng thành khuôn quá
lớn sẽ gây lãng phí kim loại .Trị số độ nghiêng phụ thuộc
vào các yếu tố sau:
+ Phơng pháp đẩy kim loại vào lòng khuôn ( ép hoặc
dồn thô ), phơng pháp tháo vật dập ra khỏi khuôn.

+ Kích thớc hình dáng bên ngoài vật dập và trị số co rút
kim loại.
Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

9


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

+ Nhiệt độ khi hoàn thành khuôn và tốc độ làm nguội.
+ Thành trong hay thành ngoài: theo kinh nghiệm thì
độ ngjiêng thành trong 50 ữ 150, thành ngoài 30 ữ 130.

1.1.7. Bán kính góc lợn
- Tác dụng của việc tạo nên bán kính góc lợn tại những phần
chuyển tiếp trong lòng khuôn là:
+ Làm cho kim loại trong lòng khuôn di động dễ dàng.
+ Tránh cho vật dập khỏi bị tật gấp nếp nứt.
+ Nâng cao sức bền và tuổi thọ của khuôn.
Bán kính góc lợn chia thành hai loại là bán kính góc lợn
trong và bán kính góc lợn ngoài.
Bán kính góc lợn ngoài là bán kính ở những phần lồi ra
trong lòng khuôn.
Bán kính góc lợn trong là bán kính ở những phần lõm vào
trong lòng khuôn.
Trị số bán kính góc lợn phải lấy hợp lí sao cho kim loại dễ
điền đầy lòng khuôn, ít tập trung ứng suất gây nứt khi
nhiệt luyện khuôn, đảm bảo bền mòn.

1.1.8. Phân loại lòng khuôn
- Lòng khuôn dập có thể chia làm ba loại lớn là lòng khuôn
chế tạo phôi, lòng khuôn dập , lòng khuôn cắt .
- Lòng khuôn ép tụ: là loại lòng khuôn chế tạo phôi dùng để
ép kim loại làm giảm tiết diện ngang ở một chỗ nào đó và
tăng lên ở một chỗ khác.

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

10


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

- Lòng khuôn vuốt: là loại lòng khuôn chế tạo phôi dùng để
tăng chiều dài phôi và làm giảm tiết diện phôi tại chỗ nào
đó cho phù hợp với vật dập.
- Lòng khuôn uốn cong: là loại lòng khuôn chế tạo phôi dùng
để uốn cong phôi cho phù hợp với dáng bản vẽ mặt bằng vật
dập.
- Lòng khuôn chồn thô: là loại lòng khuôn chế tạo phôi dùng
để chồn phôi liệu, đôi khi dùng để đột lỗ và ép.
- Lòng khuôn dập dự bị: là loại lòng khuôn dập, dùng để
nhận đợc hình dáng gần giống nh lòng khuôn tinh, sử dụng
với mục đích nâng cao tuổi bền của lòng khuôn tinh.
- Lòng khuôn tinh: là lòng khuôn dập không thể thiếu đợc
cho bất kì chi tiết dập khuôn nào, cho ta nhận đợc vật dập
theo hình dáng kích thớc theo bản vẽ và điều kiện kĩ

thuật yêu cầu.
1.2. Khuôn dập tấm.
Dập tấm là phơng pháp chế tạo chi tiết từ phôi liệu ở
dạng tấm. Dập tấm thờng tiến hành ở ttrạng thái nguội nên
còn gọi là dập nguội.

Hình 4: Dập tấm
1.2.1. Phân loại khuôn dập tấm
Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

11


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

- Khuôn để dập tấm có thể phân loại theo ba đặc điểm
sau:
+ Đặc điểm công nghệ (Theo loại và sự phối hợp giữa
các nguyên công).
+ Đặc điểm kết cấu (Theo phơng pháp dẫn hớng).
+ Đặc điểm sử dụng (Theo phơng pháp đa phôi và gạt
phế liệu).
1.2.1.1. Theo đặc điểm công nghệ
Theo các dấu hiệu về công nghệ khuôn đợc chia ra làm
những nhóm điển hình theo loại nguyên công cần thực
hiện. Ví dụ nh khuôn cắt hình, khuôn uốn, khuôn dập
vuốt v.v
Tuỳ theo các kết hợp của các nguyên công mà các khuôn

trên lại chia ra loại khuôn đơn giản và khuôn liên hợp.
Khuôn liên hợp là loại khuôn thực hiện đợc một số nguyên
công công nghệ đồng thời trong một hành trình của máy.
Khuôn liên hợp lại bao gồm các loại sau:
a. Khuôn tác dụng liên tục, trong đó chi tiết đợc chế tạo
nhờ một số hành trình của máy, phôi đợc chuyển dịch liên
tục và tuần tự qua các chày khác nhau .
b. Khuôn tác dụng phối hợp, trong đó chi tiết đợc chế tạo
nhờ một số hành trình của máy, do các chày đợc bố trí
đồng tâm với nhau và không cần phải thay đổi vị trí của
phôi.
c. Khuôn tác dụng liên tục, phối hợp, trong đó chi tiết đợc
chế tạo bằng cách kết hợp khuôn liên tục và phối hợp.

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

12


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

Khuôn đơn giản (dập theo từng nguyên công) chủ yếu
đợc dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ. Khuôn liên tục dùng
trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.
1.2.1.2. Theo đặc điểm kết cấu.
- Theo các dấu hiệu về khuôn đợc chia làm hai nhóm.
+ Khuôn không có bộ phận dẫn hớng.
+ Khuôn có bộ phận dẫn hớng.

a. Khuôn không có bộ phận dẫn hớng
- Loại khuôn này chế tạo đơn giản, có trọng lợng và kích
thớc nhỏ, nhng tháo lắp khó khăn, không an toàn khi sử
dụng và có độ bền thấp. Loại khuôn này chỉ sử dụng trong
sản xuất nhỏ.
b. Khuôn có bộ phận dẫn hớng
- Loại khuôn này chắc chắn và đơn giản khi sử dụng, tháo
lắp thuận tiện, có độ bền cao nhng phần chế tạo có phần
phức tạp hơn. Nó đợc sử dụng trong sản xuất loạt vừa, loạt
lớn và hàng khối.
Ngoài ra ngời ta có thể sử dụng khuôn có tấm dẫn hớng
nhng loại này có độ bền thấp và không thuận tiện so với
khuôn có trụ dẫn hớng.
1.2.1.3. Theo đặc điểm sử dụng
- Theo các dấu hiệu của khuôn lại đợc phân loại theo phơng
pháp đa phôi và đặt phôi, phơng pháp lấy chi tiết, phơng
pháp cắt bỏ phế liệu.
a. Theo phơng pháp đa phôi và đặt phôi ngời ta chia ra
các loại khuôn.
Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

13


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

- Khuôn đa phôi bằng tay.
- Khuôn có cơ cấu kẹp phôi tự động.

Bộ phận

cấp phôi tự động có thể là một bộ phận của

khuôn và cũng có thể là một bộ phận của máy.
Khuôn đa phôi bằng tay chỉ khác nhau ở bộ phận kết cấu
các chi tiết định cữ và định vị trong khuôn. Còn khuôn
cấp phôi tự động thì khác nhau ở kiểu đa phôi bằng hay
phôi chiếc.
b.Phơng pháp tháo lấy chi tiết.
- Kiểu khuôn chi tiết rơi qua lỗ cối.
- Kiểu khuôn chi tiết vẫn còn dính vào băng và đợc lấy ra
cùng với băng.
- Kiểu khuôn chi tiết đợc đẩy ngợc lên mặt cối và đợc lấy
ra bằng tay.
- Kiểu khuôn chi tiết đợc đẩy ngợc lên và đợc lấy ra bằng
phơng pháp tự động.
Đẩy ngợc đợc thực hiện bởi một trong những phơng pháp
sau đây:
- Nhờ lò xo của thanh đẩy hoặc giật.
- Nhờ đệm đàn hồi.
- Nhờ cơ cấu đẩy của máy.
Sự khác nhau về phơng pháp lấy chi tiết ra khỏi khuôn
chính là sự khác nhau về kết cấu của các loại khuôn .
c. Theo phơng pháp cắt gọt và gỡ phế liệu.
- Kiểu khuôn mà phế liệu đợc lấy ra dới dạng phần còn lại
của dải hoặc băng.
- Kiểu khuôn mà phế liệu đợc lấy ra bằng tay.

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

14


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

- Kiểu khuôn mà phế liệu đợc lấy ra bằng cách cắt làm hai,
ba phần.
- Kiểu khuôn mà phế liệu đợc lấy ra bằng cơ cấu tự động.

1.2.2. Những bộ phận và chi tiết khuôn dập tấm
Nghiên cứu các kết cấu khuôn chúng ta có thể nhận thấy
bất kì khuôn nào cũng gồm những bộ phận kết cấu và các
chi tiết khuôn.
1.2.2.1. Những bộ phận điển hình của khuôn
Mỗi bộ khuôn thờng đợc chia ra khối khuôn và cụm khuôn.
- Toàn bộ đế trên và đế dới có kèm theo bộ phận dẫn hớng
đợc gọi là khối khuôn.
Khối khuôn là tập hợp các chi tiết để khuôn trên và khuôn
dới liên hệ với nhau bởi
bộ phận dẫn hớng. Khối khuôn đợc chia ra làm hai loại là:
+ Loại riêng lẻ dùng cho các nguyên công riêng biệt.
+ Loại vạn năng và nhóm dùng để đặt các cụm khuôn
thay đổi khác nhau.
Khối khuôn đã đợc quy chuẩn hoá có kèm theo những chỉ
dẫn về lĩnh vực sử dụng các khuôn riêng biệt và khuôn vạn
năng.
- Cụm khuôn là bộ phận chủ yếu của khuôn. Cụm khuôn

bao gồm đế trên, đế dới, áo chày, áo cối, chày cối, bộ phận
gỡ phế liệu, không có dẫn hớng đặc biệt và nếu có thì
dẫn hớng theo tấm gạt.
1.2.2.2. Những chi tiết điển hình của khuôn
Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

15


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

Tất cả các chi tiết của khuôn đợc chia ra làm hai nhóm chủ
yếu.
- Các chi tiết có tính năng công nghệ, trực tiếp tham gia
thực hiện nguyên công sản xuất và có tác dụng tơng hỗ với
vật liệu dập hoặc sản phẩm.
- Các chi tiết có đặc tính kết cấu dùng để lắp ghép
trong các kết cấu của khuôn.
a . Những chi tiết công nghệ của khuôn đựơc chia ra làm
các nhóm sau đây:
+ Các chi tiết công tác trực tiếp , thực hiện biến dạng.
+ Các chi tiết định cữ dùng để đặt tấm vật liệu hoặc
phôi đúng vị trí trong thời gian thực hiện nguyên công.
+ Các chi tiết chặn và gạt, thực hiện chức năng giữ phôi
trong thời gian thực hiện nguyên công hoặc gỡ và lấy sản
phẩm sau nguyên công.
b . Những chi tiết kết cáu của khuôn đợc chia ra thành các
nhóm sau:

+ Các chi tiết tựa và giữ dùng để lắp gép những chi tiết
công nghệ và truyền áp lực làm việc.
+ Các chi tiết dẫn hớng dùng để dẫn hớng chuyển động
của khuôn trên hoặc chày.
+ Các chi tiết kẹp và các chi tiết khác dùng để kẹp những
chi tiết riêng biệt.
của khuôn với nhau để kẹp khuôn trên bàn ép
1.3. Ưu- Nhợc điểm khuôn dập tấm
Khuôn dập tấm đợc áp dụng rộng rãi vì nó có nhiều u việt
so với các phơng pháp gia công kim loại khác.
Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

16


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

Về mặt kĩ thuật: Bằng phơng pháp dập tấm có thể thực
hiện đợc những công việc phức tạp , bằng những động tác
đơn giản của thiết bị, có thể chế tạo những chi tiết hết
sức phứcc tạp mà đôi khi những phơng pháp gia công kim
loại khác không thể thực hiện đợc hoặc chế tạo hết sức
khó khăn. Độ chính xác của chi tiết dập tấm tơng đối cao,
đảm bảo lắp lẫn tốt không cần phải gia công lại bằng cắt
gọt. Kết cấu của chi tiết dập tấm cứng vững, bền nhẹ, mức
độ hao phí kim loại không lớn.
Về mặt kinh tế: Sử dụng phơng pháp dập tấm sẽ tiết
kiệm đợc nhiều nguyên vật liệu, có điều kiện thuận tiện

để cơ khí hoá, tự động hoá qúa trình sản xuất do đó
năng suất lao động cao. Quá trình thao tác trên máy đơn
giản không cần thợ bậc cao, thờng lại sản xuất hàng loạt lớn
do đó giá thành sản phẩm hạ.

1.4. Cơ sở quá trình công nghệ dập nguội.
- Các quá trình công nghệ dập nguội chỉ có thể hợp lý khi
kết cấu công nghệ và hình dáng chi tiết đợc thiết kế với
các điều kiện cho phép chế tạo đơn giản nhất và tiết
kiệm nhất.
1.4.1. Đặc điểm của dập nguội.
- Dập nguội là một dạng gia công kim loại bằng áp lực, bao
gồm một loạt các quy trình công nghệ đặc biệt, đợc thực
hiện không cắt bỏ phoi.
Quá trình sản xuất dập nguội đợc đặc trng bởi những
đặc điểm sau:
Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

17


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

+ Phơng pháp sản xuất là gia công kim loại bằng áp lực ở
trạng thái nguội;
+ Loại thiết bị sử dụng Máy ép và máy tự động các kiểu
khác nhau tạo ra lực công tác cần thiết để làm biến dạng
vật liệu dập;

+ Dạng dụng cụ sử dụng những kiểu khuôn khác nhau
trực tiếp làm biến dạng kim loại và thực hiện những nguyên
công cần thiết;
+ Dạng vật liệu mang gia công, chủ yếu bao gồm kim loại
tấm, dải, băng và cả vật liệu phi kim loại tấm;
Hình dáng và kích thớc của vật dập phù hợp tơng đối
chính xác với hình dáng và kích thớc của các bộ phận làm
việc của khuôn (chày, cối).
1.4.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với các chi tiết dập nguội:
+ Các kết cấu phải phù hợp hoàn toàn với tính năng và các
điều kiện sử dụng của chi tiết;
+ Bảo đảm độ bền, độ cứng vững và độ cứng vững cần
thiết với trọng lợng phôi nhỏ nhất;
+ Bảo đảm độ chính xác và tính lắp lẫn;
+ Phù hợp với các đièu kiện kỹ thuật, hoá học, vật lý đặc
biệt;
1.4.3. Những chỉ tiêu cơ bản của các chi tiết dập
nguội
a) Chỉ tiêu về tính công nghệ
+ Tiêu phí vật liệu ít nhất;
Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

18


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

+ Số nguyên công và công lao động nhỏ nhất;

+ Không cần gia công cơ khí ở nguyên công tiếp theo;
+ Số lợng thiết bị yêu cầu và diện tích sản xuất phải nhỏ
nhất;
+ Số lợng trang bị ít nhất đồng thời chi phí thời gian
chuẩn bị sản xuất phải là nhỏ nhất;
+ Sử dụng công nhân có trình độ chuyên môn thấp;
+ Nâng cao hiệu suất của các nguyên công riêng biệt và
của xởng nói chung;
+ Nâng cao độ bền của khuôn;
b) Chỉ tiêu về kết cấu của các chi tiết dập nguội
+ Các tính chất cơ học của vật liệu cần phải phù hợp không
những với yêu cầu về độ bền và độ cứng vững của sản
phẩm mà còn phải phù hợp với cả quá trình biến hình và
đặc tính biến dạng dẻo.
+ Cần phải tính đến khả năng sử dụng kim loại dẻo hơn,
mặc dù kém bền đối với các nguyên công biến hình, bởi
vì trong quá trình dập nguội sẽ sinh ra hiện tợng biến
cứng, điều đó làm tăng các đặc tính bền của kim loại
một cách đáng kể.
+ Khi tính toán độ bền không cần tăng chiều dầy của kim
loại tấm vì phải kể đến sự hoá bền trong quá trình biến
dạng nguội và độ cứng vững khá cao của các chi tiết dập.
+ Cần phải chú ý đến việc thiết kế chi tiết có kết cấu gọn
nhẹ bằng cách sử dụng các gân cứng vững, lên vành, cuốn

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

19

Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

vành, cuốn mép để tăng độ cứng vững của vật dập
cũng nh bằng cách thay thế các thép hình tiêu chuẩn cỡ lớn
bằng các loại thép hình có cỡ nhỏ hơn, dễ cuộn hơn, hoặc
dễ cuộn từ kim loại tấm.
+ Hình dáng của chi tiết hoặc các hình khai triển của nó
cần phải đảm bảo sử dụng vật liệu tấm một cách có lợi
nhất bằng cách dùng cách xếp hình ít hoặc không có phế
liệu, để nhận đợc sự xếp hình không có phế liệu không
cần thiết phải tăng các kích thớc và diện tích của phôi.
+ Nếu không thể tránh đợc các phế liệu thì nên tạo cho
phế liệu đó một hình dáng phù hợp với các chi tiết khác
hoặc sử dụng nó lại lần thứ hai.
+ Cần phải sử dụng rộng rãi các kết cấu công nghệ dập hàn
thay thế cho các sản phẩm dập tán
+ Giảm bớt số lợng các chi tiết riêng lẻ, thay thế chúng bằng
các chi tiết dập nguyên, giảm bớt chiều dầy vật liệu đem
dập. Dung sai các chi tiết dập cần phải phù hợp với độ chính
xác của các nguyên công dập.
1.4.4. Chỉ dẫn ban đầu khi thiết kế các quá trình
công nghệ dập nguội
Khi bắt đầu thiết kế các quá trình dập cần phải giải
quyết ngay những vấn đề công
nghệ cơ bản - đó là xác định tính chất, số lợng, sự liên tục
và sự phối hợp giữa các nguyên công dập nguội.
Sau đây là những chỉ dẫn chung khi thiết kế một quá
trình dập nguội :

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

20


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

+ Thờng cố gắng dùng ít nguyên công nhất và tăng hiệu
suất của chúng .Trờng hợp ngoại lệ có thể là trong sản suất
hàng loạt nhỏ nếu giảm số lợng các nguyên công sẽ dẫn đến
sự cần thiết phải chế tạo khuôn phức tạp và đắt tiền.
+ Khi dập các chi tiết phẳng có nhiều lỗ nằm gần nhau
thì nên đột các lỗ theo dãy, nên đột nhiều lỗ bên, ở các sản
phẩm đã dập vuốt theo từng nhóm nhờ cơ cấu quay sản
phẩm tự động sau một vài hành trình của máy ép nhng
chỉ cần dùng các khuôn đơn giản và rẻ tiền, nên đột một
dãy lỗ bên ở các chi tiết lớn sau một nguyên công bằng một
khuôn hình nêm.
+ Trong nhiều trờng hợp tính liên tục của các nguyên công
phụ thuộc vào độ chính xác yêu cầu của các yếu tố riêng
biệt của các sản phẩm.Ví dụ, khi chế taọ các chi tiết uốn
có lỗ, vị trí các lỗ so với tiêu chuẩn có độ chính xác không
cao thì cần phải tiến hành đột chúng từ phôi phẳng,còn
trong trờng hợp có độ chính xác cao, vợt qua lợng sai lệch
khi uốn, thờng phải hành đột các lỗ này sau khi uốn.
+Khi chế tạo các chi tiết uốn phức tạp có hình dáng bên
ngoài khép kín hoặc nửa kín thì số lợng các nguyên công
uốn và sự phối hợp giữa chúng phụ thuộc vào hình dáng

của chi tiết, độ chính xác yêu cầu và tính hợp lý về kinh
tế của việc sử dụng các khuôn uốn phức tạp và đắt tiền
(kiểu nêm, kiểu bản lề).
+ Số lợng các ngyên công dập vuốt liên tục phụ thuộc vào
chiều sâu tơng đối của chi tiết và đợc xác định bằng các

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

21


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

phơng pháp quen thuộc theo chỉ số tối u của hệ số dập
vuốt.
+ Đa số các trờng hợp sau khi dập vuốt sâu cần tiến hành
cắt mép các chi tiết cũng nh sau khi ép chảy nguội.
+ Khi dạng hình học của các chi tiết phẳng yêu cầu cao
thì cần phải dự tính việc nắn lại chúng trong khuôn.
+ Đối với các chi tiết đòi hỏi mặt cắt có độ bóng cao cần
phải dự tính nguyên công gọt tinh sau khi cắt hình hoặc
là cắt tinh.
+ Khi chế tạo các chi tiết rỗng có vành, nhng không có đáy
cần phải nghĩ đến nguyên công nong lỗ đến nguyên công
dập vuốt. Trong trờng hợp các bậc thành cao nên sử dụng
dập vuốt nông có độtt tiếp theo và nong đáy hoặc nong
có biến mỏng thành.
+ Khi chế tạo các chi tiết rỗng hoặc uốn cong thì sau khi

vuốt hoặc uốn cần phải sử dụng nguyên công tinh chỉnh.
- Vấn đề phức tạp nhât đặt ra trớc khi thiết kế quá trình
công nghệ dập nguội là mức độ phối hợp giữa các nguyên
công, tức là nên hay không nên dùng các khuôn liên hợp phức
tạp và đắt tiền để thực hiện ngay một lúc vài nguyên
công hoặc sử dụng việc dập riêng từng nguyên công bằng
các khuôn đơn giản rẻ tiền hơn.
Trong đó sơ đồ công nghệ khuôn cần phải phản ánh đợc :
+ Kiểu khuôn phù hợp với đặc tính biến dạng xảy ra.
+ Số lợng nguyên công hoặc số bớc đợc thực hiên cùng một
lúc (thể hiện tính phối hợp giữa các nguyên công).
Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

22


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

+ Phơng pháp thực hiện các nguyên công theo thời gian
(liên tục hoặc đồng thời).
+ Số lợng các chi tiết đợc dập cùng một lúc.
+ Sơ đồ bố trí các phần làm việc của khuôn.
+ Phơng pháp đa hoặc định vị vật liệu hoặc phôi trong
khuôn.
+ Phơng pháp thu hồi chi tiết và phế liệu.
Sơ đồ công nghệ của khuôn là nhiệm vụ để thiết kế
khuôn.
Khi thiết kế quá trình công nghệ dập nguội, cần phải so

sánh các phơng án công

nghệ khác nhau và chọn một ph-

ơng án hợp lý nhất về mặt kỹ thuật và kinh tế. Khi đó trớc
tiên cần phải giải quyết mức độ phức tạp của các nguyên
công, tức là việc sử dụng các nguyên công tập trung về
mặt công nghệ, đợc thực hiên trong các khuôn dập liên hợp
phức tạp, hoặc việc sử dụng dập từng nguyên công riêng
biệt đợc thực hiện trong các khuôn dập đơn giản và rẻ tiền
hơn.

1.4.5. Xác định kích thớc và hình dạng phôi
Việc xác định hình dáng và kích thớc của phôi là một
trong những công việc quan trọng khi thiết kế quy trình
công nghệ chế tạo các sản phẩm dập nguội bởi vì khi ta
đã xác định đợc hình dáng của phôi từ đó ta đã sơ bộ
xác định đợc hình dáng của chày và cối ở nguyên công
dập đầu tiên, đồng thời ta có thể ta có thể lựa chọn đợc
Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

23


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

phơng án xếp hình sản phẩm một cách hợp lý để có thể
đảm bảo đợc việc cắt phôi đợc tiến hành với sự hao tốn

kim loại một cách ít nhất, phế liệu sau khi cón có thể đợc
sử dụng để làm phôi trong quá trình gia công chi tiết
khác. Tính toán phôi chính xác giúp cho ta tiết kiệm đợc
rất nhiều vật liệu đối với quá trình sản xuất hàng loạt.
Công thức tính diện tích bề mặt chi tiết :

F=

.d 2 4
4

1.4.6. Xác định phơng án xếp hình sản phẩm
a) Sự cần thiết
-Trong công nghệ dập tấm tiền nguyên vật liệu chiếm tới
(60-70)% giá thành sản phẩm, do đó vấn đề tiết kiệm
nguyên vật liệu là rất quan trọng. Nó phụ thuộc vào cách bố
trí nguyên vật liệu khi cắt đột nh thế nào cho hợp lý.
- Muốn đánh giá một phơng án bố trí xếp hình sản phẩm
nh thế nào là hợp lý khi cắt đột ta xét tới hệ số sử dụng
F0

nguyên vật liệu: = F .100%
z
Trong đó : F 0 -Diện tích của chi tiết
F z -Diện tích của phôi
b) Lựa chọn phơng án.
Khi xây dựng một phơng án xếp hình sản phẩm phải dựa
trên các nguyên tắc sau :
+ Hệ số sử dụng nguyên vật liệu phải lớn.
+ Công nhân thao tác một cách dễ dàng.

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

24


Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế và chế tạo khuôn đột dập
lõi thép silíc cho động cơ điện

+ Giảm bớt số lần cắt và pha nguyên vật liệu để tăng năng
suất.
1.4.7. Tính toán công nghệ cho các nguyên công cắt
đột
Quá trình đột kim loại bằng khuôn bao gồm 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn biến dạng đàn hồi, kim loại bị ép nhẹ và nén
đàn hồi, ứng suất trong kim loại không vợt quá giới hạn đàn
hồi.
+ Giai đoạn biến dạng dẻo: Quá trình biến dạng xảy ra là
do biến dạng d, ứng suất trong kim loại vợt quá giới hạn chảy,
và tăng dần nhng không đạt tới sức bền cắt.
+ Giai đoạn nứt: Vết nứt bắt đầu xuất hiện và tăng dần
lên do đó lực cắt phôi không phải là hằng số mà thay đổi
trong suất hành trình làm việc.
Lực đột lỗ đợc tính bởi công thức sau:
P = . c .d.S
Trong đó:
P: Lực tính toán để đột lỗ
c : Trở lực cắt của vật liệu
d: Đờng kính lỗ đột

S: Chiều dày của vật liệu
Trong thực tế lực cần thiết của máy lấy lớn hơn lực cắt
tính toán bằng cách nhân thêm hệ số hiệu chỉnh 1,3 để

Nguyễn Hùng Vĩ - Lê Hiền Túc - CTM7 - K45 - ĐHBKHN

25