Thiết kế, chế tạo khuôn dập liên hoàn sản phẩm nút kim loại

LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi xin cam đoan: Những nội dung trong đồ án tốt nghiệp này là do chúng
tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp từ PGS. TS. Đặng Xuân Phương, sự giúp đỡ
tận tình của Lãnh đạo công ty - Huỳnh Tấn Lộc, Giám đốc Xí nghiệp - Lê Ngọc Sơn,
các anh kỹ sư tại công ty Phụ Liệu May Nha Trang ISE. Những thông tin phục vụ cho
việc tính toán thiết kế được tham khảo từ các nguồn tài liệu khác nhau có ghi rõ trong
mục tài liệu tham khảo. Nếu có gì gian trá, chúng tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm
trước Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp.
Nha Trang, Tháng 7 năm 2018.
Sinh viên thực hiện
Trương Quốc Thắng
Nguyễn Văn Vàng

i


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................................i
MỤC LỤC ............................................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................................... x
DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................................................xi
LỜI CẢM ƠN .........................................................................................................................1
LỜI MỞ ĐẦU .........................................................................................................................2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ KHUÔN DẬP TẤM ...............3
2.1 Những đặc điểm cơ bản của công nghệ dập tấm.......................................................3
2.2 Những khái niệm cơ bản và đặc điểm khuôn dập tấm .............................................4
1.2.1 Dập cắt ......................................................................................................................4
1.2.1.1 Khái niệm .......................................................................................................4
1.2.1.2 Khuôn dập cắt ................................................................................................5
1.2.2 Dập uốn ...................................................................................................................6

1.2.3.1 Khái niệm .......................................................................................................6
1.2.3.2 Khuôn dập uốn ...............................................................................................7
1.2.3 Dập vuốt ..................................................................................................................9
1.2.3.1 Khái niệm .......................................................................................................9
1.2.3.2 Khuôn dập vuốt........................................................................................... 11
1.2.4 Dập phối hợp........................................................................................................ 13
1.2.4.1 Khái niệm .................................................................................................... 13
1.2.4.2 Khuôn dập phối hợp ................................................................................... 13
1.2.5 Dập liên tục .......................................................................................................... 15
1.2.5.1 Khái niệm .................................................................................................... 15
1.2.5.2 Khuôn dập liên tục ..................................................................................... 15
1.2.6 Một số nguyên công khác .................................................................................. 17
CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ DẬP TẠI CÔNG TY PHỤ LIỆU MAY .................... 20
2.1 Sơ lược về công ty Phụ liệu may Nha Trang (ISE) ............................................... 20
2.2 Một số máy móc và trang thiết bị chế tạo khuôn dập............................................ 22
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ QUY TRÌNH DẬP LIÊN HOÀN .................................... 29
3.1 Giới thiệu sản phẩm nút kim loại quần Jean........................................................... 29
3.2 Quá trình công nghệ chế tạo sản phẩm nút kim loại quần Jean ........................... 30

ii


CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUÔN DẬP .............................................. 35
4.1 Cơ sở và trình tự thiết kế khuôn ............................................................................... 35
4.2 Các bộ phận cấu tạo khuôn ....................................................................................... 35
4.2.1 Các bộ phận và chi tiết điển hình của khuôn ................................................... 35
4.2.2 Nửa khuôn trên .................................................................................................... 37
4.2.3 Nửa khuôn dưới ................................................................................................... 37
4.3 Tính toán và thiết kế khuôn chân nắp...................................................................... 38
4.3.1 Tính toán độ rộng của băng liệu ........................................................................ 38

4.3.2 Lượng dư cắt mép chi tiết tròn xoay ................................................................. 39
4.3.3 Tính toán hiệu suất sử dụng vật liệu ................................................................. 40
4.3.4 Kiểm tra bán kính uốn nhỏ nhất cho phép của vật liệu SUS 304.................. 40
4.3.5 Hệ số dập vuốt và các yếu tố ảnh hưởng .......................................................... 41
4.3.6 Lực dập vuốt trên khuôn .................................................................................... 45
4.3.7 Lực cắt trên khuôn .............................................................................................. 47
4.3.8 Lực tháo vật cắt và phế liệu ............................................................................... 49
4.3.9 Tính lực uốn ......................................................................................................... 49
4.3.10 Lực dập tạo hình................................................................................................ 50
4.3.11 Tính Chọn máy .................................................................................................. 50
4.3.12 Tính toán bán kính lượn chày, cối .................................................................. 51
4.3.13 Tính toán khe hở chày, cối ............................................................................... 51
4.3.14 Tính toán các chi tiết khuôn............................................................................. 52
4.3.14.1 Tính toán kích thước, dung sai chế tạo chày và cối ............................. 52
4.3.14.2 Tính toán và thiết kế tấm cối .................................................................. 58
4.3.14.3 Tính toán cơ cấu đệm, đẩy ...................................................................... 59
4.3.14.4 Chọn cơ cấu dẫn hướng và định vị ........................................................ 62
4.3.14.5 Kích thước tấm đế và tấm lót ................................................................. 63
4.3.14.6 Tính toán chọn Bulông ............................................................................ 63
4.4 Tính toán và thiết kế khuôn nắp ............................................................................... 67
4.4.1 Tính toán độ rộng của băng liệu ........................................................................ 67
4.4.2 Tính hiệu xuất sử dụng vật liệu ......................................................................... 68
4.4.3 Hệ số dập vuốt của khuôn dập nắp ................................................................... 68
4.4.4 Lực vuốt trên khuôn ............................................................................................ 68
4.4.5 Lực cắt và lực tháo vật liệu trên khuôn ............................................................ 69
4.4.6 Tính chọn máy ..................................................................................................... 70
iii


4.4.7 Khe hở chày cối ................................................................................................... 70

4.4.8 Tính toán các chi tiết khuôn ............................................................................... 70
4.4.8.1 Tính toán kích thước, dung sai chế tạo chày và cối ............................... 70
4.4.8.2 Tính toán và thiết kế tấm cối..................................................................... 73
4.4.8.3 Tính toán cơ cấu đệm, đẩy ........................................................................ 74
4.4.8.4 Chọn cơ cấu dẫn hướng và định vị........................................................... 75
4.4.8.5 Kích thước tấm đế và tấm lót .................................................................... 76
4.4.8.6 Tính toán chọn Bulông .............................................................................. 77
CHƯƠNG 5. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ........................................... 80
5.1 Các chi tiết trên khuôn dập liên hoàn ...................................................................... 80
5.2 Quy trình công nghệ gia công chi tiết tấm cối khuôn chân nắp ........................... 81
5.2.1 Phân tích chi tiết gia công .................................................................................. 81
5.2.1.1 Phân tích chức năng và yêu cầu kĩ thuật ................................................. 81
5.2.1.2 Tính công nghệ trong kết cấu.................................................................... 81
5.2.2 Quy trình công nghệ gia công............................................................................ 82
5.2.3 Thiết kế nguyên công.......................................................................................... 85
5.2.3.1 Nguyên công 2 ............................................................................................ 85
5.2.3.2 Nguyên công 3 ............................................................................................ 85
5.2.3.3 Nguyên công 4 ............................................................................................ 86
5.2.3.4 Nguyên công 5 ............................................................................................ 87
5.2.3.5 Nguyên công 6 ............................................................................................ 88
5.2.3.6 Nguyên công 8 ............................................................................................ 89
5.2.3.7 Nguyên công 10 .......................................................................................... 89
5.2.4 Xác định lượng dư gia công và kích thước trung gian ................................... 90
5.2.5 Xác định chế độ cắt từng nguyên công............................................................. 91
5.3 Quy trình công nghệ gia công chi tiết bạc cắt ........................................................ 92
5.3.1 Phân tích chi tiết .................................................................................................. 92
5.3.1.1 Phân tích chức năng và yêu cầu kỹ thuật................................................. 92
5.3.1.2 Tính công nghệ trong kết cấu.................................................................... 92
5.3.2 Quy trình công nghệ gia công............................................................................ 92
5.3.3 Thiết kế nguyên công.......................................................................................... 95

5.3.3.1 Nguyên công 2 ............................................................................................ 95
5.3.3.2 Nguyên công 2 ............................................................................................ 96

iv


5.3.3.3 Nguyên công 3 ............................................................................................ 96
5.3.3.4 Nguyên công 4 ............................................................................................ 97
5.3.3.5 Nguyên công 5 ............................................................................................ 98
5.3.3.6 Nguyên công 6, 7 ........................................................................................ 99
5.3.4 Xác định lượng dư gia công và kích thước trung gian ................................. 101
5.3.5 Chế độ cắt cho từng nguyên công ................................................................... 101
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ................................................... 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 103
PHỤ LỤC 1 ……………………………………………………………………….. 104
PHỤ LỤC 2 ……………………………………………………………………….. 105
PHỤ LỤC 3 ……………………………………………………………………….. 106

v


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Quy trình dập cắt .....................................................................................................5
Hình 1.2 Cấu tạo khuôn dập cắt không có dẫn hướng.........................................................5
Hình 1.3 Cấu tạo khuôn cắt hình có tấm dẫn hướng và chốt định vị.................................6
Hình 1.4 Các chi tiết được dập uốn........................................................................................7
Hình 1.5 Cấu tạo khuôn đơn giản không có dẫn hướng ......................................................7
Hình 1.6 Cấu tạo khuôn uốn chữ U........................................................................................8
Hình 1.7 Cấu tạo khuôn uốn nhiều vị trí tác dụng liên tục .................................................9
Hình 1.8 Sơ đồ vị trí quá trình vuốt .................................................................................... 10

Hình 1.9 Một số dạng hình học chi tiết sau vuốt............................................................... 10
Hình 1.10 dập vuốt thuận và ngược .................................................................................... 11
Hình 1.11 Cấu tạo khuôn dập vuốt đơn giản không kẹp phôi ......................................... 12
Hình 1.12 Cấu tạo khuôn dập vuốt hình trụ có vành ........................................................ 13
Hình 1.13 Cấu tạo khuôn dập cắt hình và dập vuốt có trụ dẫn hướng ........................... 13
Hình 1.14 Cấu tạo khuôn phối hợp cắt hình, đột lỗ, nong lỗ ........................................... 14
Hình 1.15 Khuôn dập liên tục dập vuốt trên băng ............................................................ 15
Hình 2.1 Một vài sản phẩm công ty ISE ............................................................................ 21
Hình 2.2 Cúc áo các loại ..................................................................................................... 21
Hình 2.3 Máy dập cấp phôi tự động YE 810 ..................................................................... 22
Hình 2.4 Bố trí máy tại xưởng dập...................................................................................... 22
Hình 2.5 Cấu tạo máy dập YE-810 ..................................................................................... 23
Hình 2. 6 Cấu tạo máy nhả phôi .......................................................................................... 24
Hình 2.7 Máy EDM Sodick EPOC-2 ............................................................................... 24
Hình 2.8 Máy EDM Sodick A30 ........................................................................................ 25
Hình 2.9 Máy EDM Aristech............................................................................................... 25
Hình 2.10 Máy cắt dây DK77 .............................................................................................. 25
vi


Hình 2.11 Máy Bào ............................................................................................................... 26
Hình 2.12 Máy phay đứng.................................................................................................... 26
Hình 2.13 Máy tiện vạn năng............................................................................................... 26
Hình 2.14 Máy mài phẳng.................................................................................................... 27
Hình 2.15 Lò tôi .................................................................................................................... 27
Hình 2.16 Máy khoan bàn mini ........................................................................................... 27
Hình 2.17 Máy phay CNC ................................................................................................... 28
Hình 3.1 Sản phẩm nút Jean cố định................................................................................... 29
Hình 3.2 Băng liệu dùng phương án có cắt trích............................................................... 30
Hình 3.3 Băng liệu dùng phương án có cắt trích............................................................... 30

Hình 3.4 Băng liệu dùng phương án không c ắt trích ........................................................ 31
Hình 3.5 Dập cắt và vuốt nắp Jean trên khuôn dập liên hoàn ........................................ 32
Hình 3.6 Các bước dập vuốt ................................................................................................ 32
Hình 3.7 Đột lỗ ...................................................................................................................... 32
Hình 3.8 Nong lỗ ................................................................................................................... 33
Hình 3.9 Dập cắt trích........................................................................................................... 33
Hình 3.10 Dập uốn ................................................................................................................ 33
Hình 3.11 Lên vành cho s ản phẩm ...................................................................................... 34
Hình 3.12 Dập cắt đứt ........................................................................................................... 34
Hình 4.1 Trị số mạch nối và mép thừa ............................................................................... 39
Hình 4.2 Thông số dập vuốt tính bằng phần mềm ............................................................ 43
Hình 4.3 Biểu diễn các thông số trên chi tiết ..................................................................... 44
Hình 4.4 Hình dáng dập vuốt các bước của chi tiết trên khuôn ...................................... 44
Hình 4.5 Hình dáng dập vuốt các bước của chi tiết trên khuôn ...................................... 44
Hình 4.6 Kết quả tính toán lực bằng phần mềm ................................................................ 46
Hình 4.7 Vị trí đột lỗ ............................................................................................................. 47
vii


Hình 4.8 Vị trí cắt trích......................................................................................................... 48
Hình 4.9 Vị trí cắt đứt sản phẩm ......................................................................................... 48
Hình 4.10 Mặt cắt sản phẩm cắt hình ................................................................................. 52
Hình 4.11 Sơ đồ xác định dung sai chày cối khi cắt hình ................................................ 53
Hình 4.12 Hình dạng chày và cối cắt hình ......................................................................... 54
Hình 4.13 Sơ đồ xác định dung sai chày cối khi đột lỗ .................................................... 54
Hình 4.14 Hình dạng của chày đột lỗ ................................................................................. 55
Hình 4.15 Hình dạng chày và cối vuốt ............................................................................... 56
Hình 4.16 Hình dạng của chày và cối cắt trích.................................................................. 57
Hình 4.17 Kích thước của tấm cối ...................................................................................... 59
Hình 4.18 Hình dạng của lò xo ............................................................................................ 60

Hình 4.19 Hình dạng của lò xo ............................................................................................ 61
Hình 4.20 Kích thước ốc điều chỉnh tiêu chuẩn ............................................................... 61
Hình 4.21 Hình dạng ốc điều chỉnh tiêu chuẩn ................................................................. 61
Hình 4.22 Trục dẫn hướng ................................................................................................... 62
Hình 4.23 Bạc dẫn hướng..................................................................................................... 62
Hình 4.24 Chốt định vị ......................................................................................................... 62
Hình 4.25 Kết cấu bộ khuôn chân nắp hoàn chỉnh ........................................................... 65
Hình 4.26 Kết cấu khi phân rã chi tiết của khuôn ............................................................. 66
Hình 4.27 Trị số mạch nối trên khuôn nắp......................................................................... 67
Hình 4.28 Sơ đồ xác định dung sai chày cối khi cắt hình ................................................ 71
Hình 4.29 Hình dạng của chày và cối lắp kết hợp ............................................................ 72
Hình 4.30 Hình dạng của lò xo ............................................................................................ 75
Hình 4.31 Trục dẫn hướng ................................................................................................... 75
Hình 4.32 Bạc dẫn hướng..................................................................................................... 76
Hình 4.33 Chốt định vị ......................................................................................................... 76
viii


Hình 4.34 Kết cấu khuôn dập nắp hoàn chỉnh ................................................................... 78
Hình 4.35 Kết cấu khi phân ra chi tiết của bộ khuôn dập nắp ......................................... 79
Hình 5.1 Bản vẽ chế tạo tấm cối.......................................................................................... 83
Hình 5.2 Bản vẽ đánh số bề mặt gia công .......................................................................... 84
Hình 5.3 Sơ đồ định vị nguyên công 2 ............................................................................... 85
Hình 5.4 Sơ đồ định vị nguyên công 3 ............................................................................... 85
Hình 5.5 Sơ đồ định vị nguyên công 4 ............................................................................... 86
Hình 5.6 Sơ đồ định vị nguyên công 5 ............................................................................... 87
Hình 5.7 Sơ đồ định vị nguyên công 6 ............................................................................... 88
Hình 5.8 Sơ đồ định vị nguyên công 8 ............................................................................... 89
Hình 5.9 Sơ đồ định vị nguyên công 10 ............................................................................. 90
Hình 5.10 Bản vẽ chế tạo của chi tiết bạc cắt .................................................................... 93

Hình 5.11 Bản vẽ đánh số của chi tiết bạc cắt ................................................................... 94
Hình 5.12 Sơ đồ định vị nguyên công 2 ............................................................................. 95
Hình 5.13 Dao tiện ngoài thân cong ................................................................................... 95
Hình 5.14 Sơ đồ định vị nguyên công 2 ............................................................................. 96
Hình 5.15 Dao tiện ngoài thân cong ................................................................................... 96
Hình 5.16 Sơ đồ định vị nguyên công 3 ............................................................................. 97
Hình 5.17 Dao tiện mặt đầu có gắn mảnh hợp kim .......................................................... 97
Hình 5.18 Sơ đồ định vị nguyên công 4 ............................................................................. 98
Hình 5.19 Dao tiện ngoài thân cong ................................................................................... 98
Hình 5.20 Sơ đồ định vị nguyên công 5 ............................................................................. 99
Hình 5.21 Sơ đồ định vị nguyên công 6,7 ........................................................................ 100
Hình 5.22 Dao tiện lỗ không thông ................................................................................... 100

ix


DANH MỤC CÁC BẢNG
Sơ đồ 1.1 Phân loại các nguyên công dập tấm. ................................................................. 16
Bảng 1.1 Tên gọi và định nghĩa các nguyên công chủ yếu của dập tấm........................ 17
Bảng 2.1 Thành phần vật liệu của thép không gỉ SUS304. ............................................. 29
Bảng 2.2 Cơ tính vật liệu...................................................................................................... 30
Bảng 4.1 Lượng dư cắt mép chi tiết hình trụ có vành. ..................................................... 40
Bảng 4.2 Đường kính và chiều cao lần lượt chân trụ qua các lần vuốt. ......................... 45
Bảng 4.3 Lực dập vuốt các bước trên khuôn. .................................................................... 46
Bảng 4.4 Kích thước chày và cối cho các bước vuốt. ...................................................... 57
Bảng 4.5 Kích thước của tấm cối tiêu chuẩn. .................................................................... 58
Bảng 4.6 Kích thước và thông số lò xo tiêu chuẩn. .......................................................... 60
Bảng 4.7 Kích thước và thông số lò xo tiêu chuẩn. .......................................................... 60
Bảng 4.8 Chiều dày tấm cối theo tiêu chuẩn. .................................................................... 73
Bảng 4.9 Kích thước và thông số lò xo tiêu chuẩn. .......................................................... 75

Bảng 5.1 Các chi tiết phi tiêu chuẩn của khuôn dập. ........................................................ 80
Bảng 5.2 Các chi tiết tiêu chuẩn của khuôn dập. .............................................................. 80
Bảng 5.3 Quy trình công nghệ gia công tấm cối. .............................................................. 82
Bảng 5.4 Lượng dư gia công các bề mặt. ........................................................................... 91
Bảng 5.5 Chế độ cắt từng nguyên công.............................................................................. 91
Bảng 5.6 Quy trình công nghệ gia công bạc cắt................................................................ 95
Bảng 5.7 Lượng dư gia công các bề mặt. ......................................................................... 101
Bảng 5.8 Chế độ cắt cho từng nguyên công. ................................................................... 101

x


DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
a
B
η
k
[s]

– Chiều dài bước trên băng.
– Bề rộng băng liệu.
– Hiệu suất sử dụng vật liệu.
– Hệ số an toàn.
– Hệ số an toàn.

α

– Dung sai chế tạo trên, mm.

β

– Dung sai chế tạo dưới, mm.

m – Hệ số dập vuốt.
q

– Áp suất đối với thép, KG/mm2.

P – Lực dập tính toán, KG.
S – Chiều dày của vật liệu, mm.
Z – Khe hở giữa chày và cối, mm.
τc – Ứng suất cắt của vật liệu, kG/ mm2 .
σch – Giới hạn chảy, kG/ mm2 .
σb – Giới hạn bền của vật liệu, KG/mm2 .
ψ – Độ co thắt tương đối cực đại cho phép của vật liệu khi kéo, %.
[σk] – Ứng suất kéo cho phép, KG/mm2 .
[σn] – Ứng suất nén cho phép của vật liệu, KG/mm2 .
бn – Ứng suất nén của vật liệu, KG/mm2.
Δ – Dung sai trên đường kính sản phẩm, mm.
CNC – Computer Numerical Control.

xi


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường ĐH Nha Trang, được sự chỉ
bảo và giảng dạy nhiệt tình của quý thầy cô, đặc biệt là quý thầy cô khoa Cơ khí đã
truyền đạt cho em những kiến thức quý báu về lý thuyết và thực hành. Và trong thời
gian thực tập đề tài tốt nghiệp tại Công ty cổ phần Phụ liệu may Nha Trang (ISE), chúng
em đã có cơ hội áp dụng những kiến thức học ở trường vào thực tế ở công ty, đồng thời

học hỏi được nhiều kinh nghiệm thực tế. Cùng với sự nỗ lực của bản thân, chúng em đã
hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Từ những kết quả đạt được này, chúng em xin chân thành cảm ơn:
- Quý thầy cô trường Trường ĐH Nha Trang, đã truyền đạt cho em những kiến
thức bổ ích trong thời gian qua. Đặc biệt, là PGS. TS. Đặng Xuân Phương đã nhiệt tình
giúp đỡ và đóng góp ý kiến trong suốt thời gian tìm hiểu và làm đề tài
- Ban lãnh đạo công ty Công ty cổ phần Phụ liệu may Nha Trang, Giám đốc xí
nghiệp Cơ – Điện, cùng các anh kỹ sư đã truyền đạt kinh nghiệm, hướng dẫn và tạo mọi
điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.
Do kiến thức còn hạn hẹp nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận
được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và Ban lãnh đao. Với vốn kiến thức tiếp thu
trong quá trình học và kinh nghiệm tại công ty, đó là nền tảng cho chúng em với công
việc sau này.

1


LỜI MỞ ĐẦU
Công nghệ tạo hình kim loại tấm là một phần của công nghệ gia công kim loại
bằng áp lực nhằm làm biến dạng kim loại tấm để nhận được các chi tiết có hình dạng và
kích thước mong muốn. Đây là một loại hình công nghệ đang được ứng dụng rất rộng
rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, với nhiều ưu điểm nổi bật so với các loại
hình công nghệ khác: có thể cơ khí hóa và tự động hóa cao, năng xuất rất cao, giá thành
sản phầm hạ, tiết kiệm nguyên vật liệu và tận dụng được phế liệu… Để tạo ra được một
sản phẩm dập có chất lượng và kinh tế, đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức về khuôn
dập, kỹ thuật cắt, uốn, vuốt và vật liệu dập. Đặc biệt, phải nắm vững những nguyên tắc
thiết kế và các phương pháp gia công trong việc tạo khuôn. Chính vì những lý do trên,
đề tài “ Thiết kế khuôn dập liên hoàn sản phẩm nút kim loại ” ra đời.
Nội dung đồ án bao gồm:
Chương 1. Tổng quan về công nghệ và khuôn dập tấm.

Chương 2. Công nghệ dập tại công ty Phụ liệu may Nha Trang (ISE).
Chương 3. Thiết kế quy trình dập liên hoàn sản phẩm nút kim loại.
Chương 4. Tính toán, thiết kế khuôn dập.
Chương 5. Quy trình công nghệ gia công các chi tiết diển hình.
Chương 6. Kết luận và đề xuất ý kiến.
Các thông tin phục vụ cho đồ án được tìm hiểu và cung cấp bởi công ty Phụ liệu
may Nha Trang ISE.
Dù đã có nhiều cố gắng nhưng do thiếu kinh nghiệm về thực tế, kiến thức còn
hạn chế, nên chắc chắn trong quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏi những sai xót.
Kính mong các thầy thông cảm và tận tình góp ý để đồ án được hoàn thiện hơn.
Chân thành cảm ơn !

2


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ KHUÔN DẬP TẤM
2.1 Những đặc điểm cơ bản của công nghệ dập tấm
Dập tấm là phương pháp chế tạo chi tiết từ phôi liệu ở dạng tấm bao gồm nhiều
nguyên công công nghệ khác nhau nhằm làm biến dạng kim loại tấm để nhận được các
chi tiết có hình dạng và kích thước cần thiết với sự thay đổi không đáng kể chiều dày
của vật liệu và không có phế liệu dạng phôi. Đây là một trong những phương pháp tiên
tiến của gia công áp lực để chế tạo sản phẩm từ vật liệu tấm, thép bản hoặc dài cuộn.
Dập tấm được dùng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp, đặc biệt trong công
nghiệp chế tạo ôtô, máy bay, tàu thủy, chế tạo thiết bị điện, các đồ dân dụng. Tỷ lệ các
chi tiết dập tấm trong một số ngành: máy điện 60 - 70%; ôtô máy kéo 60 - 95%; đồ
dùng dân dụng 95 - 98%
Dập tấm thường được thực hiện với phôi ở trạng thái nguội (nên còn được gọi
là dập nguội) khi chiều dày của phôi nhỏ (thường S<4 mm) hoặc có thể phải dập với
phôi ở trạng thái nóng khi chiều dày vật liệu lớn.

Nguyên công là một phần của quá trình công nghệ được thực hiện bời một hay
một số công nhân ở một vị trí nhất định trên máy bao gồm toàn bộ những tác động liên
quan để gia công phôi đã cho.
Ví dụ : cắt hình ,đột lỗ, dập vuốt, uốn …
Khi dập, nguyên công có thể chia thành các bước và bước có thể bao gồm một
số động tác. Động tác là những tác động có mục đích và quy luật của công nhân (chẳng
hạn đưa phôi đến vị trí khuôn, đặt phôi vào khuôn cho khuôn làm việc...).
Ưu điểm của sản xuất dập tấm :
- Có thể chế tạo những chi tiết rất phức tạp mà các phương pháp gia công
kim loại khác không thể hoặc rất khó khăn.
- Độ chính xác của các chi tiết dập tấm tương đối cao, đảm bảo lắp lẫn tốt, không
cần qua gia công cơ.
- Kết cấu của chi tiết dập tấm cứng vững, bền nhẹ, mức độ hao phí kim loại
không lớn.
- Tiết kiệm được nguyên vật liệu, thuận lợi cho quá trình cơ khí hóa và tự động
hóa do đó năng suất lao động cao, hạ giá thành sản phẩm.
3


- Quá trình thao tác đơn giản, không cần thợ bậc cao do đó giảm chi phí đào tạo
và quỹ lương.
- Dạng sản xuất thường là loạt lớn và hàng khối do đó hạ giá thành sản phẩm.
- Tận dụng được phế liệu, hệ số sử dụng vật liệu cao.
- Dập tấm không chỉ gia công những vật liệu là kim loại mà còn gia công những
vật liệu phi kim loại như : techtolit, hétinac, và các loại chất dẻo.
- Sản phẩm dập ra có thể sử dụng được ngay mà không cần gia công cắt gọt lại.
Tuy nhiên cũng có một số hạn chế là:
- Nguy hiểm cho người điều khiển máy dập và có tiếng ồn lớn.
- Khi đi vào sản xuất thì sau một thời gian, khuôn sẽ bị sai lệch sản phẩm dẫn
đến không đáp ứng đủ chất lượng chủ yếu là do chày, cối của khuôn bị mòn. Để giải

quyết vấn đề này cần những người có kinh nghiệm.
2.2 Những khái niệm cơ bản và đặc điểm khuôn dập tấm
1.2.1 Dập cắt
1.2.1.1 Khái niệm
Là phương pháp tách rời phần kim loại này ra khỏi phần kim loại kia theo một
đường bao khép kín hay không khép kín. Dập cắt gồm:
Cắt rời: Tách rời từng phần trên băng vật liệu.
Cắt từng vùng: Tách rời một phần liệu trên phôi theo hình dáng yêu cầu của sản
phẩm.
Cắt hình: Tách rời một phần trên băng vật liệu theo đường kín.
Đột lỗ: Loại bỏ một phần vật liệu trên phôi theo đường kính.
Cắt trích: Tách một phần vật liệu theo đường hở (phần cắt không bỏ).
Cắt mép: Cắt hoàn toàn phần vật liệu thừa trên vật dập, tạo ra do dập vuốt hay
uốn.
Cắt chia: Cắt rời hai phần đối xứng của vật liệu dập hay phôi thành hai sản
phẩm.
Cắt – đột hình: Cắt – Đột dưới áp áp lực cao sẽ đạt sản phẩm cho mặt cắt đạt
độ nhẵn, bóng cao và chính xác về kích thước.
Sửa tinh: Cắt gọt lượng dư theo đường bao phôi (có phoi) để nâng cao độ nhẵn,
độ bóng và độ chính xác.

4


Hình 1.1 Quy trình dập cắt

1.2.1.2 Khuôn dập cắt
Khuôn cắt hình và đột lỗ bao gồm đầy đủ các chi tiết các bộ phận như kết cấu
chung của các loại khuôn khác, song tuỳ từng sản phẩm yêu cầu mức độ chính xác cao
hay thấp, đơn giản hay phức tạp mà có kết cấu khác nhau có thể đầy đủ hay không đầy

đủ các chi tiết.
 Khuôn dập cắt không có dẫn hướng

Hình 1.2 Cấu tạo khuôn dập cắt không có dẫn hướng

Khuôn cắt đột không có dẫn hướng gồm: chuôi khuôn (1) được lắp với chày (3)
nhờ áo chày (2) và vít kẹp (4) phần trụ của chuôi khuôn được lắp với đầu máy dập, cối
khuôn (5) lắp trên đế khuôn (7) và được giữ chặt bằng áo cối (6) (Hình 1.2).
Khi chày dập đi xuống cắt hình sản phẩm và đẩy sản phẩm qua lỗ cối rơi xuống
phía dưới.
Phế liệu còn lại mắc vào chày (3) được tháo ra bằng tấm gạt số (8). Tấm gạt phế
liệu được lắp cố định với đế khuôn hoặc với bàn máy, khoảng cách giữa mặt dưới của
tấm gạt phế liệu vơi miêng cối phải đủ để người công nhân di chuyển phôi và quan sát.
5


Phế liệu khi được đưa vào khuôn, khuôn này dùng để cắt đột những chi tiết là hình tròn
có đường kính không lớn lắm, độ chính xác không đòi hỏi cao như vòng đệm, vòng
chặn.
 Khuôn dập cắt có tấm dẫn hướng và chốt định vị

Hình 1.3 Cấu tạo khuôn cắt hình có tấm dẫn hướng và chốt định vị

Khuôn cắt hình có tấm dẫn hướng và chốt định vị gồm có chày dập (7) lắp với
chuôi khuôn (8) nhờ đai ốc (9), cối (13) lắp với đế (4) và được kẹp chặt bằng áo cối (5).
Tấm dẫn hướng chày (6) lấp với đế (4) và áo cối (5) bằng vít kẹp (11), băng vật liêu
được đưa vào khuôn qua máng dẫn (12) và được dịnh vị bằng chốt (1). Chốt định vị
được vát nghiêng 45 o ở đầu định vị chốt luôn luôn tì sát với cối nhờ lò xo lá (2) và được
giữ chặt bằng vít (3) (Hình 1.3). Khi đẩy băng vật liệu theo máng dẫn chạm vào chốt
định vị thì băng vật liệu dừng lại, tức là vị trí của nó được xác định trong khuôn; chày

dập đi xuống cắt hình sản phẩm và đẩy sản phẩm theo lỗ cối đi ra ngoài.
Nhờ cổ tấm gạt phôi mà phế liệu rời khỏi chày khi chuyển sang dập ở vị trí số 2.
Dùng tay đẩy mạnh vào tấm phế liệu nó sẽ trượt theo mặt vát của chốt định vị tiến dọc
lên phía trên. Khi đẩy tấm vật liệu đến vị trí đã dập cắt sản phẩm, dưới lác dụng của lò
xo lá sẽ đẩy chốt định vị đi xuống chạm vào mặt cối để làm nhiệm vụ định vị chi tiết để
dập sang vị trí thứ 2. Loại khuôn này dập những chi tiết không lớn lắm, hình dáng đơn
giản chiều dày phôi dập từ 0,6 ÷ 3 mm.
1.2.2 Dập uốn
1.2.3.1 Khái niệm
Là phương pháp biến phôi thẳng thành phôi cong hay gấp khúc theo một góc độ
nào đó. Uốn có các hình thức sau:
Uốn góc: Biến phôi thẳng thành những phần gấp khúc theo những góc cho trước.
6


Uốn vòng: Uốn thẳng thành vòng theo những bán kính cho trước.
Xoắn: Xoắn hai phần của phôi phẳng đi một góc cho trước.

Hình 1.4 Các chi tiết được dập uốn

Nguyên công uốn được thực hiện trên các máy ép trục khuỷu, máy ép thủy lực.
Uốn bằng khuôn trên các máy ép trục khuỷu được sử dụng nhiều nhất trong chế tạo
máy.
Đặc điểm của quá trình uốn là dưới tác dụng ép của chày và cối, phôi bị biến
dạng dẻo từng vùng để tạo thành hình dáng cần thiết. Quá trình biến dạng cũng bao
gồm quá trình biến dạng đàn hồi.
1.2.3.2 Khuôn dập uốn
Người ta phân loại khuôn dập uốn theo 3 cách:
- Theo hình dạng của chi tiết như: uốn góc, uốn vòng,..,.
- Theo phương pháp kẹp phôi gồm: khuôn có tấm kẹp và không có tấm kẹp

phôi.
- Theo kết cấu hay mức độ phức tạp gồm: khuôn đơn giản và khuôn phức tạp.
 Khuôn đơn giản không có dẫn hướng

Hình 1.5 Cấu tạo khuôn đơn giản không có dẫn hướng

7


Khuôn đơn giản không có dẫn hướng gồm: chuôi khuôn (1) lắp với chày uốn (2)
bằng ren, cối (4) được kẹp chặt trên đế (5) bằng bu-lông (6), phôi uốn được xác định
trên cối cữ (3) kẹp trên cối bằng vít (7). Khi đầu máy ép đi xuống mang chày uốn (2)
ép phôi vào trong lòng cối để tạo thành sản phẩm. Loại khuôn này có kết cấu đơn giản
không có trụ dẫn nên độ chính xác không cao (Hình 1.5).
 Khuôn uốn chữ U

Hình 1.6 Cấu tạo khuôn uốn chữ U

Đế khuôn (1) lắp với áo cối (4), trong áo cối có hai má quay (5) được đỡ bằng
các chốt (3) và chốt này luôn luôn đẩy hai má quay (5). Nhờ có lò xo đĩa (2), phôi được
đặt lên hai má quay (5) và tấm đỡ (7) được định vị nhờ cữ (6). Khi chày (8) đi xuống sẽ
đẩy phôi uốn vào giữa hai má quay (5), đến khi vai chày (8) đẩy vào mặt trên của má
quay sẽ làm cho hai má quay gập vào để đẩy phôi ép sát vào mặt đứng của chày, khi đó
chốt (3) sẽ đẩy lò xo đĩa (2) ép sát lại khi chày dập theo đầu máy đi lên. Sản phẩm sẽ
được đẩy ra khỏi hai má quay (5) nhờ tấm đỡ (7), đồng thời cũng được rời khỏi chày
nhờ sự đàn hổi của sản phẩm.

8

 Khuôn phức tạp nhiều vị trí tác dụng liên tục để uốn đoạn ống

Hình 1.7 Cấu tạo khuôn uốn nhiều vị trí tác dụng liên tục

Ở vị trí ban đầu có chốt đẩy (1) lắp trong chày và tấm đấy (2) ở giữa cối (3). Ở
vị trí thứ 2 chỉ có tấm đẩy (4) cũng nằm giữa 2 nữa cối (5). Việc lấy phôi ra khỏi chày
ở vị trí này được tiến hành theo hướng dọc trục ống (vuông góc với mặt phẳng vẽ). Việc
dịch chuyển phôi từ vị trí này sang vị trí khác được thực hiện nhờ dụng cụ kẹp phôi,
còn thao tác lấy chi tiết ra khỏi khuôn có thể thực hiện bằng khí nén (Hình 1.7).
1.2.3 Dập vuốt
1.2.3.1 Khái niệm
Là phương pháp biến phôi phẳng thành vật rỗng hở miệng có hình dáng bất kỳ
hoặc làm thay đổi kích thước vật rỗng theo mong muốn.
Dập vuốt lần đầu: Biến phôi phẳng thành vật rỗng hở miệng.
Dập vuốt các lần sau: Làm thay đổi các hình dáng, kích thước vật mỏng.
Dập vuốt có biến mỏng thành: Làm thay đổi kích thước của phôi rỗng và làm
mỏng dần thành của nó.
Dập vuốt xảy ra nhờ biến dạng dẻo kèm theo sự dịch chuyển phần lớn thể tích
kim loại thành chiều cao.

9


Tùy theo chiều cao của chi tiết, người ta có thể dập một hay nhiều nguyên công
để tạo ra chi tiết.

Hình 1.8 Sơ đồ vị trí quá trình vuốt

Phân loại dập vuốt:
 Theo dạng hình học:

- Dạng tròn xoay (đối xứng trục).
- Dạng hình hộp.
- Dạng phức tạp, không đối xứng.

Hình 1.9 Một số dạng hình học chi tiết sau vuốt

Theo đặc điểm biến dạng kim loại:
-

Dập vuốt không biến mỏng thành.

-

Dập vuốt có biến mỏng thành.

 Theo phương pháp dập vuốt: Dập vuốt thuận và ngược.

10


Hình 1.10 dập vuốt thuận và ngược

Khi chày truyền áp lực vào phôi rỗng ở mặt trong của đáy phôi thì được gọi là
phương pháp dập vuốt thuận (Hình 1.10 a,b), còn khi chày truyền áp lực vào mặt ngoài
của đáy phôi thì gọi là dập vuốt ngược (Hình 1.10 c) vì khi đó phôi được kéo vào trong
cối theo hướng ngược lại so với hướng dập vuốt lần thứ nhất. Dập vuốt ngược thường
được sử dụng để dập vuốt các chi tiết có dạng phức tạp như các chi tiết hai đáy hoặc có
2 lớp vỏ. ngoài ra dập vuốt ngược còn được sử dụng để đồng thời thực hiện 2 nguyên
công dập vuốt trong cùng một bộ khuôn nhằm tăng mức độ biến dạng .
Khi dập vuốt từ phôi phẳng sau một nguyên công ta có thể nhận được chi tiết

hình trụ với chiều sâu không lớn, thường chiều cao tương đối h/d < 0,7 – 0,8. khi dập
vuốt các chi tiết với chiều sâu lớn hơn, ứng suất kéo ở phần thành chi tiết (tại tiết diện
ngang nguy hiểm) thường tăng lên rất lớn và có thể gây đứt đáy . vì vậy khi dập vuốt
các chi tiết có chiều cao tương đối h/d lớn, người ta phải tiến hành dập qua nhiều
nguyên công. Khi đó, ứng suất kéo hướng kính, phát sinh ở phần thành chi tiết sẽ giảm
đi tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình dập vuốt. Trong quá trình dập vuốt phôi ở trạng
thái nguội, kim loại thường bị hóa bền, làm giảm tính dẻo của kim loại.

1.2.3.2 Khuôn dập vuốt
 Khuôn dập vuốt đơn giản không có kẹp phôi
Khuôn gồm có: chày dập (5) được lắp trực tiếp vào đầu máy ép cối (3) lắp trong
đế khuôn (1) bằng vòng hãm (2), dưới cối đặt tấm gạt sản phẩm (4) có lò xo (7) bao
quanh để đẩy, phôi (6) được đặt trên miệng cối, khi chày đi xuống sẽ đẩy phôi liệu vuốt

11


trong lòng cối, khi chày đi lên sản phẩm sẽ được gạt ra khỏi chày nhờ tấm gạt (4) (Hình
1.11).

Hình 1.11 Cấu tạo khuôn dập vuốt đơn giản không kẹp phôi

 Khuôn dập vuốt hình trụ có vành
Phôi được đặt trên vòng ép (4) lắp dồng tâm với chày ép (6) và có thể di chuyến
lên xuống dọc theo chiều cao của chày nhờ bộ phận đẩy phôi qua chốt đẩy (7) và bulông khống chế (8), chày ép (6) được lắp cố định với đế khuôn (9) bàng bu-lông (10).
Chuôi khuôn (11) được lắp với dế khuôn trên (16). Cối ép (2) lắp trực tiếp với giá khuôn
trên bằng chốt định vị (12) và bu-lông (13), tấm đẩy sản phẩm (3) có thể di chuyển dọc
theo lỗ cối nhờ chốt dẩy (14), hai trụ dẫn hướng (15) để dẫn hướng cho nửa khuôn trên
so với nửa khuôn dưới.
Khi đầu máy dập mang nửa khuôn trên di xuống, phôi dược kẹp chặt và ép phẳng

giữa hai mặt trên của vòng ép (4) và mặt dưới của cối (2). Đầu máy vẫn tiếp tục đi
xuống, chày (6) sẽ đẩy phôi vào lòng cối. Khi đầu máy mang hai nửa khuôn trên đi lên,
bộ phận đẩy sản phẩm dẩy qua chốt (7) lên vòng ép (4) tháo sản phẩm ra khỏi chày, lúc
này sản phẩm vẫn đang nằm trong lòng cối, khi đầu máy đi lên vị trí cao nhất chốt đẩy
(14) chạm vào thanh ngang của đầu trượt làm cho tấm đẩy (3) di chuyển đẩy sản phẩm
ra khỏi cối. Phía ngoài vòng ép (4) có vòng chắn (5) che kín khe hở giữa đế khuôn dưới
và vòng ép (Hình 1.12).

12


Hình 1.12 Cấu tạo khuôn dập vuốt hình trụ có vành

1.2.4 Dập phối hợp
1.2.4.1 Khái niệm
Dập phối hợp là phương pháp đồng thời hoàn thành một số nguyên công khác
nhau trên cùng một bộ khuôn trong một hành trình của máy (1 phát dập) với một lần
đặt phôi.
1.2.4.2 Khuôn dập phối hợp
Khuôn dập phối hợp là loại khuôn mà sau một hành trình của máy dập, khuôn
thực hiện được hai hay nhiều nguyên công tạo hình, tất cả các nguyên công đó được
đồng thời thực hiện sau một lần dập, sản phẩm được tạo hình hoàn chỉnh sau khi ra
khỏi khuôn.
 Khuôn dập phối hợp cắt hình và dập vuốt có trụ dẫn hướng

Hình 1.13 Cấu tạo khuôn dập cắt hình và dập vuốt có trụ dẫn hướng

13

Khuôn gồm có: chày vuốt (7) được lắp cố định với đế khuôn (9) bằng bu- lông
(10), cối cắt hình (4) được lắp với đế khuôn (9) bằng bu-lông (11), vòng ép (5) lắp lồng
trong lỗ cối và chày vuốt, nó có thể di chuyển dọc theo tâm của chày vuốt nhờ hệ thống
đẩy phôi của máy đẩy qua chốt (6) chày cắt (1) đồng thời là cối vuốt lắp cố định với giá
khuôn trên (12) bằng bu-lông (13), tấm đẩy sản phẩm lồng trong lỗ cối vuốt có thể di
chuyển lên xuống nhờ chốt đẩy (3), tấm ép (8) lắp động với giá khuôn trên bằng bulông (14), lò xo (15), trụ dẫn hướng (16) để dẫn hướng cho chày và cối. Tấm phôi liệu
được định vị trong khuôn nhờ chốt định vị (17). Khi dập, tấm vật liệu được đẩy sát vào
chốt định vị (17) và được ép phẳng bằng tấm ép (8) và vòng ép (5). Sau đó phôi được
cắt hình theo mặt trụ ngoài và được dập vuốt theo mặt trụ trong của chày cối liên hợp
(1), khi đầu máy mang nửa khuôn trên đi lên, sản phẩm được đẩy ra khỏi chày vuốt (7)
nhờ cơ cấu đẩy sản phẩm qua chốt (6). Đầu máy tiếp tục đi lên chốt đẩy (3) chạm vào
thanh ngang của đầu máy thông qua tấm đẩy sản phẩm (2) mà sản phẩm được tháo ra
khỏi cối vuốt, loại khuôn này ưu điểm năng suất cao, nhược điểm kết cấu phức tạp, lực
dập lớn (Hình 1.13).
 Khuôn phối hợp cắt hình, đột lỗ, nong lỗ

Hình 1.14 Cấu tạo khuôn phối hợp cắt hình, đột lỗ, nong lỗ

Chày cối (2) (vừa là chày cắt hình vừa là cối nong lỗ) cắt hình qua cối (4), chày
cối (2) vẫn tiếp tục đi xuống để ép phôi trong vòng ép (5). Quá trình ép được thực hiện
nhờ các chốt đẩy (7) chống trên bộ phận đẩy bằng khí nén của máy. Lực ép phôi cần
lớn hơn lực nong lỗ. Chày cối (2) tiếp tục đi xuống để nong lỗ nhờ chày cối (6) (vừa là
chày nong lỗ vừa là cối đột lỗ). Khi đầu máy mang nửa khuôn trên đi lên, bộ phận đẩy
bằng khí nén của máy chuyển qua chốt (7) lên vòng đỡ (5) tháo sản phẩm ra khỏi chày
cối (6). Đầu máy lên đến vị trí cao nhất, chốt đẩy (12) chạm vào thanh ngang của đầu
14