tài liệu học mới nhất hay lắm

KHOA CƠ KHÍ
BM GIA CÔNG ÁP LỰC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

---------o0o------------NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ DẬP TẤM
Họ và tên: Đinh Văn Tâm
Lớp: GCAL
Khoá: 45
Ngành: Gia công áp lực
1. Tên đề bài:
Thiết kế quy trình công nghệ dập chi tiết: “ NẮP THOÁT SÀN ”
2. Số liệu ban đầu:
Bản vẽ chi tiết
Vật liệu chế tạo: SUS 201
3. Nội dung bản thuyết minh:
a. Phân tích sản phẩm và chọn phương án công nghệ
- Phân tích yêu cầu kĩ thuật, vật liệu và đặc điểm cần lưu ý;
- Phân tích tính công nghệ trong kết cấu sản phẩm ;
- Lập luận chọn phương án công nghệ tạo hình sản phẩm.
b. Thiết kế quy trình công nghệ
- Xác định hình dạng và kích thước phôi;
- Tính các bước nguyên công và chọn thiết bị, dụng cụ.
- Lập phiếu công nghệ.
c. Thiết kế khuôn dập
- Kết cấu khuôn;
- Thiết kế các chi tiết khuôn, lắp ráp và hiệu chỉnh khuôn;
- Nghiệm bền các chi tiết công tác của khuôn.
4. Bản vẽ:

a. Bản vẽ chi tiết: (1A3)
b. Sơ đồ phương án công nghệ và sơ đồ nguyên công: (2A0)
c. Kết cấu khuôn dập: (1A0)
d. Chi tiết cơ bản của khuôn: (1A0)
Ngày giao: 21/08/2013.
Ngày hoàn thành : 21/10/2013
Hà nội, ngày 21 tháng 08 năm 2013
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

LÊ TRỌNG TẤN

1


MỤC
LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN...................................................................................... 1
BẢN VẼ CHI TIẾT....................................................................................... 2
MỤC LỤC..................................................................................................... 3
2


LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................... 4
CHƯƠNG I : PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM SẢN PHẨM............................... 5
1.1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật, vật liệu và đặc điểm cần lưu ý..........

5

1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu sản phẩm.........................

7

1.3. Lập luận chọn phương án công nghệ tạo hình sản phẩm..............

7

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ........................... 11
2.1. Xác định hình dạng và kích thước phôi........................................

11

2.2. Lựa chọn phương án xếp hình và pha tấm vật liệu.......................

11

2.3. Tính các bước nguyên công và chọn thiết bị, dụng cu..................

15

2.4. Lập sơ đồ công nghệ.....................................................................

15

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ KHUÔN DẬP.................................................. 27
3.1. Kết cấu khuôn dập........................................................................

27

3.2. Thiết kế các chi tiết khuôn, lắp ráp và hiệu chỉnh khuôn.............

28

3.3. Nghiệm bền các chi tiết công tác của khuôn................................

31

KẾT LUẬN....................................................................................................34
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................. 35

LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời kỳ đổi mới hiện nay, vấn đề công nghiệp hoá hiện đại hoá đất
nước đang được các cấp, các ngành hết sức quan tâm.Trong ngành công nghiệp
hiện nay vật liệu được sử dụng chủ yếu vẫn là các vật liệu kim loại. Gia công
kim loại có 2 ngành chính là gia công có phôi (gia công cắt gọt) và gia công
không phoi (gia công bằng áp lực). Dập tấm cho phép tạo ra các chi tiết có chất
lượng và năng suất cao.
Là học viên chuyên ngành công nghệ gia công áp lực tôi nhận thức rõ tầm
quan trọng của chuyên nghành mình học. Việc làm đồ án công nghệ dập tấm còn
3


giúp cho các học viên bước đầu làm quen với việc thiết lập qui trình công nghệ
và tính toán chế tạo khuôn. Để từ đó định hình được những bước cơ bản cũng
như biết cách chọn lựa các phương án công nghệ để tạo ra một sản phẩm dập
tấm có chất lượng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, có năng suất cao nhất, giá thành
thấp nhất.
Đồ án: Thiết kế quy trình công nghệ dập chi tiết “NẮP THOÁT SÀN” mà
tôi thực hiện đã hoàn thành được các nội dung sau:
Chương 1 : Phân tích sản phẩm và chọn phương án công nghệ.
Chương 2 : Thiết kế quy trình công nghệ.

Chương 3 : Thiết kế khuôn dập.
Được sự hướng dẫn, giúp đỡ trực tiếp của thầy giáo Lê Trọng Tấn và thầy
giáo trong bộ môn, nhưng do lần đầu tiên làm quen với công việc thiết lập qui
trình công nghệ, tính toán thiết kế khuôn nên sẽ không thể tránh khỏi những chỗ
còn thiếu sót, chưa hợp lý. Vì vậy tôi rất mong được sự chỉ bảo thêm của các
thầy giáo để tôi tiến bộ hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Trọng Tấn
và các thầy giáo trong bộ môn.
Hà nội, ngày 21 tháng 10 năm 2013
Người thực hiện

Đinh Văn Tâm
CHƯƠNG 1:
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM SẢN PHẨM
1.1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật,vật liệu và đặc điểm cần lưu ý.
1.1.1. Đặc điểm chi tiết và công dụng
Chi tiết có dạng hình trụ đối xứng có vành là hình vuông, kích thước lớn
nhất 115 (mm), đường kính phần trụ lớn nhất Φ96 (mm), đường kính phần trụ
bé nhất Φ50mm, chiều cao tính cả vành là 54mm, bán kính lượn lớn nhất là
R=12 (mm), bán kính lượn nhỏ nhất là R=3 (mm). Chi tiết có độ dày không đổi
trên toàn bộ chi tiết s=0,5 (mm), tương đối mỏng nên rất khó dập.
Công dụng: Dùng để thoát nước trong nhà tắm, nhà vệ sinh, đảm bảo thoát
nước được liên tục không bị tắc đường ống.
4


1.1.2. Hình dạng và kích thước sản phẩm

Hình 1.1: Chi tiết nắp thoát sàn
1.1.3. Điều kiện làm việc và vật liệu chế tạo
Điều kiện làm việc: Chi tiết chủ yếu chịu lực dọc trục, chịu lực tiếp tuyến.

Vòng chặn được lắp với đường ống nước nên cũng bị chịu lực hướng tâm.
Vật liệu chế tạo : Do chi tiết làm việc trong điều kiện ẩm ướt, chịu ăn mòn
cao nên chọn thép không gỉ là phù hợp. Chi tiết được chế tạo bằng vật liệu Inox
210, vật liệu thay thế Inox 304. Thuộc nhóm thép không gỉ chứa tối thiểu 10,5%
Crôm, có khả năng chịu mài mòn cao, chống oxy hóa, độ cứng và độ bền cao, độ
dẻo dai ở nhiệt độ thấp là tốt. Là vật liệu thông dụng trên thị trường, được ứng
dụng rộng rãi để sản xuất các mặt hàng tiêu dùng, cũng là vật liệu được sử dụng
nhiều trong ngành gia công áp lực. Cơ tính và thành phần hóa học của vật liệu
được thể hiện trong bảng 1.1 và 1.2 dưới đây [7]:
Bảng 1.1:Thành phần hóa học của vật liệu SUS 201 và SUS 304
Mác thép
C

Mn

Thành phần hóa học (%)
Si
P
S
Cr
5

Ni

Mo


SUS201

0,15

5.50-7,50

1.00

0.06

0,03

16-18

3.5-5.5

......

SUS304

0,08

2

1

0,045

0,03

18-20

8-10

.....

Bảng 1.2: Cơ tính của vật liệu SUS 201 và SUS 304
Mác thép

Chiều dày
t,mm

ứng suất chảy ứng suất kéo
MPa
MPa

SUS 201

≤180

275

SUS 304

≤180

205

Độ dãn dài
min,%

Độ cứng
max,HB

520

40

241

520

40

187

Đặc điểm cần lưu ý: Vật liệu SUS 201 có độ cứng, độ bền cao, để phù
hợp với ngành gia công áp lực thì trước và trong quá trình làm việc ta cần tiến
hành xử lí nhiệt. Và chi tiết làm việc không yêu cầu cao về độ nhám chỉ có kích
thước Φ96 cần phải đảm bảo để lắp ghép với đường ống nước.
1.2.

Phân tích tính công nghệ trong kết cấu sản phẩm.
Là chi tiết dạng tấm có chiều dày tương đối mỏng và rất thích hợp để gia

công bằng phương pháp dập tấm. Ở nguyên công dập hình hộp vuông sau cùng
có góc lượn R=1 và chiều cao rất thấp so với chiều rộng nên việc chế tạo chày
cối cứng là không khả thi, nên ở nguyên công này cần chế tạo cối cứng chày
mềm.
1.3. Phân tích lựa chọn phương án công nghệ.
Do chi tiết chế tạo không đòi hỏi xác định chính xác và chi tiết tương đối
mỏng (0.5mm) nên khi tính đường kính phôi ta lấy đường kính ngoài để tính.
Dựa vào phần mềm dynaform ta có được kết quả trải phôi từ hình vẽ chi tiết bài

cho.

6


Hình 1.2: Hình dạng phôi sau khi trải bằng dynaform
Kích thước lớn nhất theo đường chéo là: 212(mm). Do vậy ta chọn phôi
D p = 212( mm)

hình tròn đã kể đến lượng dư cắt mép có đường kính:
d v = 180( mm)
Dựa vào đường kính phôi ta tính được:

Tính:

d v 180
=
≈ 1,8
d
96

.

, do vậy các công thức tính ở nguyên công đầu là

dập trụ có vành rộng, hệ số dập vuốt được tính theo công thức sau:
2

2

1
h
r
39
7, 5
D 
 180 
=  v ÷ + 4 − 3, 44 = 
+
4
−
3,
44
= 2, 2
÷
m
d
d
96
96
 96 
 d 
⇒m=

1
= 0, 453
2, 2

Tra hệ số dập vuốt đối với chi tiết hình trụ có vành rộng vật liệu SUS 201

[5]:

[ m] = 0,52
Do

m = 0, 453 < [ m1 ] = 0,52

lần:
Chọn

m1 = 0,58

,do đó ta phải dập một số lần, đề xuất là dập 2

, lúc đó:

+ Đường kính chi tiết ở lần dập thứ 1:

d1 = m1.Dp = 0,58.212 = 123(mm)

+ Chiều cao chi tiết ở lần dập thứ 1:

 D d v2

 212 1802

h1 = 0, 25  − + 3, 44.r1 ÷ = 0, 25 
−
+ 3, 44.15 ÷ = 38, 4( mm)
 0,58 123


 m1 d1

Lấy

m2 = 0, 78

, lúc đó:

7


+ Đường kính của chi tiết ở lần dập thứ 2:
+ Chiều cao của chi tiết ở lần dập thứ 2:

d 2 = m2 .d1 = 0, 78.123 = 96( mm)

 D

 212

d v2
1802
h2 = 0, 25 
− + 3, 44.r2 ÷ = 0, 25 
−
+ 3, 44.12 ÷ = 43( mm)
 0,58.0, 78 96

 m1.m2 d 2


Dựa vào tính toán sơ bộ ở trên ta đưa ra phương án dập như sau:
 Phương án 1: Dập trên bộ khuôn phối hợp.
Cắt dập vuốt phối
hợp Φ123

Dập vuốt Φ96

Đột lỗ Φ31,3

Nong lỗ
Dập hình hộp
vuông
 Ưu điểm:
• Có số nguyên công và bộ khuôn ít.
• Làm tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm.
 Hạn chế:
• Chế tạo chày và cối phức tạp.
• Hiệu chỉnh chày cối trong bộ khuôn quan hệ chặt chẽ nên hiệu
Xén miệng

chỉnh một chi tiết kéo theo sự thay đổi toàn bộ vị trí các chi tiết
trong khuôn.
• Khó khăn trong việc thiết kế cơ cấu lấy sản phẩm.
 Phương án 2: Dập trên bộ khuôn đơn giản.

Cắt phôi

Dập vuốt
Φ96

Dập vuốt Φ123

Xén miệng

Dập hình hộp
vuông

 Ưu điểm:
• Chế tạo khuôn đơn giản.
• Hiệu chỉnh khuôn dễ dàng.
 Hạn chế:
• Số nguyên công nhiều.
• Năng suất không cao.
• Tốn kém trong việc chế tạo nhiều bộ khuôn.
8

Đột lỗ
Φ31,3
Nong lỗ
Φ50


Lập luận lựa chọn phương án công nghệ: Từ những nhận xét ưu, nhược
điểm của các phương án trên ta lựa chọn phương án công nghệ 1, vì tính kinh tế,
cho năng suất cao, giảm được số bộ khuôn do vậy giá thành tính trên mỗi sản
phẩm luôn là lựa chọn đầu tiên trong nền kinh tế thị trường hiện nay. Và một số
nhược điểm của phương án 1 vẫn có thể khắc phục được.
CHƯƠNG II:
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.1. Xác định hình dạng và kích thước phôi
Phôi có hình dạng tròn và chiều dày là 0,5mm.

Hình 2.1: Hình dạng phôi
2.2. Xếp hình pha tấm vật liệu
2.2.1 Xếp hình
Diện tích sản phẩm với đường kính :
F0 = 35.281, 04( mm 2 )
Tra bảng 2.5 [1] ta xác định các giá trị mạch nối, mép thừa:
a1 = 1,8( mm); a = 2, 2(mm)
Do phôi có kích thước là lớn nên để phù hợp với bàn máy nên ở phương
án xếp hình này ta chỉ xếp 1 hàng.
9


Hình 2.2: Xếp một hàng
+ Chiều rộng dải băng :
b = D + 2a = 212 + 2.2, 2 = 216, 4( mm)
+ Chiều dài một bước trên dải :
t = D + a1 = 212 + 1,8 = 213,8( mm)
+ Diện tích phôi cho một sản phẩm:
F = b.t = 213,8.216, 4 = 46.266,32( mm 2 )
Vậy hệ số sử dụng vật liệu là :
η=

F0
35.281, 04
.100% =
.100% = 76, 25%
F

46.266,32

2.2.2 Pha tấm vật liệu
Sản phẩm thép tấm cán nguội với chiều dày s=0,5mm có các kích thước:
1250x2500, 2000x5000. Ta chọn tấm vật liệu có kích thước là (1250x2500)mm
để tiến hành pha tấm.
 Phương án 1: Pha ngang
S¬ ®å pha ngang:
+ Số lượng chi tiết nhận được từ một dải khi pha ngang:
ncn =

B − a − c1 1250 − (2, 2 + 178,8)
=
=5
t
213,8

10

, lựa chọn:


Hình 2.4: Pha ngang
+ Số lượng dải nhận được khi pha ngang:
L − m1 2500 − 148, 2
ndn =
=
= 11
b
213,8

(dải), lựa chọn
+ Vậy tổng số chi tiết nhận được khi pha ngang là:

N cn = 11.5 = 55

(chi tiết)
Hệ số sử dụng vật liệu:
N xF
55 x35.281, 04
η1 = cn 0 100% =
100% = 62, 09%
BxL
1250 x 2500
 Phương án 2: Pha dọc
+ Số chi tiết nhận được từ một dải khi pha dọc:
L − a − m2 2500 − 2, 2 − 146
ncd =
=
= 11
m2 = 146
t
213,8
, lựa chọn:
+ Số dải nhận được khi pha dọc:
B − c2 1250 − 181
ndd =
=
=5
c2 = 181
b

213,8
, lựa chọn

11


Sơ đồ pha dọc:
Hình 2.5: Pha dọc

+ Vậy số chi tiết nhận được khi pha dọc:
N d = 11.5 = 55
Hệ số sử dụng vật liệu:
N xF
55 x35281, 04
η 2 = cd 0 100% =
100% = 62, 09%
BxL
1250 x 2500
Qua 2 phương án pha tấm đã trình như trên, ta nhận thấy hệ số sử dụng
vật liệu của cả 2 là như nhau nên chọn một trong 2 cũng đều được cả,trong
trường hợp này ta chọn pha ngang.
2.3. Tính các bước nguyên công và chọn thiết bị, dụng cụ.
2.3.1 Tính lực cắt và máy cắt cho pha tấm
12


+ Chuẩn bị phôi:
Lấy dấu, cắt phôi thành dải có kích thước: b=213,8(mm)
l=1250(mm)
s=0,5(mm)

+ Thiết bị: Sử dụng máy cắt dao nghiêng 2 đĩa cắt :
Sơ đồ cắt bằng máy cắt dao nghiêng:

Hình 8: Sơ đồ pha tấm bằng máy cắt dao nghiêng
Do s=0,5 mm <4 mm nên ta chọn góc nghiêng φ của dao: φ=
• Lực cắt: Theo công thức (2.8) [1] ta có:
0,5.s 2 .τ 0
Plt =
tgϕ
Trong đó: - Lực cắt lí thuyết
s - Chiều dày vật liệu, s=0,5(mm)
τ0
τ 0 = 0,86σ b = 0,86.520 = 447, 2( Mpa)
- Trở lực cắt,
Thay các giá trị vào ta được: (N)
Pt = k .Plt

• Lực cắt thực tế :
Trong đó: k - Hệ số tính đến các yếu tố ảnh hưởng khi cắt
k = 1 ÷ 1,3
, chọn k= 1,2.
Pt = 2236( N )
Vậy lực cắt thực tế là :
• Mômen cần để quay đĩa:
D
M = Pt .C = Pt . sin ϕ
2
13

D = (70 ÷ 40) s

Trong đó: D - Đường kính đĩa
.
Ta chọn D=60s=30 (mm)
C - Cánh tay đòn của lực P tới trục đĩa
M = 2236.

30
.sin 30 0 = 16770( Nmm)
2

Vậy ta có:
• Công suất cần thiết để quay đĩa:
0,5.k .s 2 .τ 0 .v 0,5.1, 2.0,5.447, 2.5
N=
=
= 0, 015( kW)
1000η
1000.0, 75.60
Trong đó: v – Tốc độ cắt. Chọn v= 5 ( .

η

η = 0, 75

- Hệ số công có ích của máy. Chọn
 Lưu ý : Dải vật liệu sau khi cắt bằng máy cắt dao nghiêng thường bị cong
nên sau khi cắt cần phải nắn thẳng trước khi tiến hành cắt hình.
2.3.2 Nguyên công cắt hình dập vuốt Φ123

a)
Nguyên công cắt hình chi tiết tròn Φ212
Lực cần thiết để cắt hình bằng khuôn cắt phụ thuộc vào trạng thái mép
chày và cối. Mép cắt của chày và cối có thể phẳng hoặc vát.
Do vật liệu có độ dày 0,5 mm nên ta chọn cắt hình bằng khuôn có mép cắt
song song.
Lực dùng để cắt hình đối với chi tiết hình tròn d= 212 (mm):
P = U .s.τ 0 = π d .s.τ 0
Trong đó: U - Chu vi cắt.

U = π .D = 3,14.212 = 665, 68( mm)

(3.1)

s = 0,5(mm)

s - Chiều dày phôi.
τ0
τ 0 = 447, 2( Mpa)
- Trở lực cắt.
Thay số vào công thức (3.1) ta được:
P = π .212.0,5.447, 2 = 148,8( kN )
Đây là bộ khuôn phối hợp nên sản phẩm của nguyên công cắt hình là phôi
của nguyên công dập vuốt nên không có lực đẩy chi tiết hay lực tháo phế liệu.
Do có ảnh hưởng của các yếu tố đến trợ lực cắt làm cho lực thực tế tăng
lên nên trong công thức tính ta cần đưa thêm hệ số k= 1,3.
14


Pt = k .P = 1, 3.148,8 = 193, 44( kN )

Công dùng để cắt được tính theo công thức sau [1]:

A=

xPs
1000
(3.2)

Trong đó: P – Lực cắt toàn bộ, P=193,44 ( kN )
x - Hệ số xác định bảng 21 [1], x=0,43
s - Chiều dày vật liệu, s=0,5.103 ( m )
Thay số vào công thức (3.2) ta được:

A=
b)

0, 43.193, 44.0,5
= 0, 04( Nm)
1000

Nguyên công dập vuốt chi tiết có vành rộng Φ123
Ở bước tính sơ bộ ta đã xác định được các kích thước của bán sản phẩm ở

lần dập thứ nhất như sau : = 123 (mm), .
s
0,5
100% =
100% = 0, 23 < 1,5
DP

212

Tính :
, do vậy cần có ép biên.
Lực dập vuốt chi tiết hình trụ có vành rộng ở lần dập thứ nhất [3]:
P1 = π d1sσ b kv
(3.3)
Trong đó: - Hệ số đối với chi tiết có vành rộng. Tra bảng 96 [3],
Ta chọn:
d1
d1 = 123( mm)
- Đường kính bán sản phẩm lần dập thứ nhất.
σb
σ b = 520( Mpa)
- Ứng suất bền của chi tiết.
Thay số vào công thức (3.3):
P1 = 3,14.123.0, 5.520.1,3 = 130,5( kN )
Lực ép biên ở lần dập thứ nhất:
Q1 =

π
 D 2 − (d1 + 2rc ) 2 
4

(3.4)
Trong đó: D – Đường kính phôi. D=212(mm).
rc
rc = 5( mm)
- Bán kính lượn của cối.
15

Thay số vào công thức (3.4) ta được:
π
Q1 = [2122 − (123 + 2.5) 2 ] = 21,39( kN )
4

Hình 2.6: Hình dạng và kích thước bán sản phẩm ở nguyên công thứ 2
Vậy lực tổng để thực hiện nguyên công dập vuốt:
PT = P1 + Q1 = 130,5 + 21,39 = 151,89(kN )
Công dập vuốt ở nguyên công đầu [1]:

A1 =

Trong đó:

λ1

λ1.P1.h1
1000

(3.5)
- Hệ số thực nghiệm. Tra bảng 4.2 [1],

h1 = 20(mm)

h1

- Chiều sâu dập vuốt,
Thay các số liệu vào công thức (3.5) ta được:

0, 77.130,5.20
A1 =
= 2( Nm)
1000
16

λ1 = 0, 77


Trên cơ sở tính toán lực công nghệ lớn nhất, công suất và hành trình thực
hiện trên từng nguyên công, ta chọn máy J23-25. Với các thông số kỹ thuật như
sau:
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của máy ép trục khuỷu J23-25

L

Các thông số kỹ thuật
ực danh nghĩa , tấn

, mm
Hành trình của đầu trượt S
, mm
Chiều cao đóng
Tốc độ N, hành trình/phút
Độ điều chỉnh con trượt , mm
Kích thước bàn làm việc, mm
Công suất, kW

Gía trị
25

65
200
55
55
366x560
2,2

2.3.3 Nguyên công ủ mềm
Để khử biến cứng và khôi phục tính dẻo sau khi dập vuốt, căn cứ vào hàm
lượng cacbon và để đơn giản cho quá trình công nghệ ta chọn phương pháp ủ
cao theo chế độ sau ( theo bảng 115 [3] ):
− Nhiệt độ ủ: 1150 ÷ 1170
− Thời gian ủ: 10 ph
− Làm nguội ngoài không khí
hoặc trong nước.Yêu cầu
chất lượng đồng đều, không bị cháy
Hình 2.7: Đồ thị ủ
2.3.4 Nguyên công dập vuốt Φ96
Phôi dùng để dập vuốt là phôi rỗng có vành rộng.
Đối với chi tiết có vành rộng thì sau bước dập lần thứ hai trở đi thì đường
kính vành thay đổi không đáng kể ta có thể bỏ qua.
17


∆' =

s
0,5
100% =
100% = 0,52 < 1,5

d2
96

Tính :
, do vậy cần phải ép biên.
Lực dập vuốt chi tiết hình trụ có vành rộng ở lần dập cuối cùng, áp dụng
công thức (3.2) ta tính được:
P2 = π d 2 sσ b kv = 3,14.96.0,5.520.0,9 = 70,5( kN )
Lực dùng để ép biên ở lần dập thứ hai, áp dụng công thức (3.4) ta tính
được như sau:
Q2 =

π 2
π
 d1 − (d 2 + 2r )2  = 1232 − (96 + 2.3) 2  = 3, 7( kN )
4
4

Vậy lực tổng để thực hiện nguyên công thứ 4 là:

PT = P2 + Q2 = 70,5 + 3, 7 = 74, 2(kN )

Công dập vuốt ở nguyên công thứ 2, áp dụng công thức (3.5):
0, 75.70, 5.39
A2 =
= 2( Nm)
1000
Dựa trên cơ sở tính toán lực công nghệ lớn nhất, công suất và hành trình
của máy ta chọn máy J23-10, với các thông số kỹ thuất như sau.
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của máy ép trục khuỷu J23-10

L

Các thông số kỹ thuật
ực danh nghĩa , tấn

Gía trị
10

, mm

Hành trình của đầu trượt S
, mm
Chiều cao đóng
Tốc độ N, hành trình/phút

45
100
145

Độ điều chỉnh con trượt , mm

35

Công suất, kW

1,1

18

Hình 2.7: Hình dạng và kích thước bán sản phẩm ở nguyên công thứ 4
2.3.5 Nguyên công đột lỗ Φ31.3
Phôi dùng để đột lỗ là phôi rỗng có vành rộng. Hình dạng phôi là sản
phẩm ở nguyên công trước đó.
Do đặc điểm của chi tiết nên để giảm bớt nguyên công ta thay thế dập
vuốt có đột đáy bằng nguyên công nong lỗ.
Đường kính lỗ dùng để nong được xác định:
d = D − 2 ( H − 0, 43r − 0, 72s ) = 50 − 2 ( 11 − 0, 43.3 − 0, 72.0,5 ) = 31,3( mm)
Lực dùng để đột lỗ Φ31.3, áp dụng công thức (3.1):
P3 = U .s.τ 0 = π d .s.τ 0 = π .31,3.0,5.447, 2 = 21,97( kN )
Lực để đẩy sản phẩm được tính theo công thức (2.30) [1] ta có:
PD = kt .P = 0, 06.21,97 = 1,32(kN )

19


Hình 2.9: Hình dạng bán sản phẩm ở nguyên công thứ 5
Vậy tổng lực cần để đột lỗ là:
P = P3 + PD = 21,97 + 1,32 = 23, 29(kN )
Công cần thiết để cắt kim loại theo công thức (3.2):
0, 43.23, 29.0,5
A=
= 5.10 −3 ( Nm)
1000
Căn cứ vào lực công nghệ lớn nhất, công suất và hành trình ta chọn thiết
bị dùng để đột lỗ Φ31.3 là JC23-6.3. Dưới đây là các thông số kỹ thuật cơ bản
của máy.
Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật của máy ép trụ khuỷu JC23-6.3

L

Các thông số kỹ thuật
ực danh nghĩa , tấn

Gía trị
6.3

, mm
Hành trình của đầu trượt S
, mm
Chiều cao đóng
Tốc độ N, hành trình/phút

35
110
170

Công suất, kW

0,75
20


2.3.6. Nguyên công nong lỗ
Hình dạng phôi và kích thước được thể hiện ở hình trên.
Đột lỗ để dập nong cần phải tiến hành theo hướng ngược với hướng dập
nong, hoặc đặt phôi sao cho có bavia nằm ở phía trên, để mặt có bavia bị kéo ít
hơn là mặt lượn tròn.
Lực cần thiết để dập nong bằng chày hình trụ có thể xác định theo công

thức gần đúng như sau:

P = 1,1π sσ b ( D − d )
(3.6)

Trong đó: D – Đường kính dập nong, D=50 (mm).
d - Đường kính lỗ, d=31,3 (mm).
Thay các số liệu vào công thức ( 3.6) ta được:

P = 1,1.π .0,5.520.(50 − 31,3) = 16,8( kN )

Dựa vào lực công nghệ lớn nhất P= 16,8 (kN ) ta chọn máy JC23-6.3,
dưới đây là các thông số cơ bản của máy.
Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật của máy ép trục khuỷu JC23-6.3

L

Các thông số kỹ thuật
ực danh nghĩa , tấn

Gía trị
6.3

, mm
Hành trình của đầu trượt S
, mm
Chiều cao đóng
Tốc độ N, hành trình/phút

35

110
170

Công suất, kW

0,75

2.3.7 Nguyên công dập hình hộp vuông
Phôi dùng để dập vuốt hình hộp vuông thấp là hình tròn có D=180 (mm),
kích thước và hình dạng cụ thể được thể hiện ở hình trước đó.
Tính tra mép đối với dập hình hộp vuông:
21


h 4
=
= 0, 4 ⇒ h' = 0,5(mm)
r 10

Hình 2.10: Hình dáng và kích thước bán sản phẩm ở nguyên công 7

H = H 0 + h ' = 4 + 0,5 = 4,5( mm)

Lúc đó chiều cao chưa cắt mép:
H 4,5
=
= 0, 04 < 0,3
B 115
Tính:
,do vậy hình hộp là hình hộp vuông thấp nên

dập một lần.
Lực dập hình hộp vuông thấp giống với dập hình trụ không vành bảng 93
[3]:

P = π Bsσ b k1

( 3.7)

Trong đó: – Hệ số tìm theo bảng 94 [3], .
B - Chiều rộng hình hộp, B=115 (mm).
Thay số vào công thức (3.7) ta được:

P = π .115.0,5.520.0,9 = 84,5( kN )

Công dùng để dập hình hộp vuông thấp theo công thức (3.5) :
22


A=

0, 75.84,5.4,5
= 0, 28( Nm)
1000

Dựa vào lực công nghệ lớn nhất, công suất và hành trình ta chọn máy
J23-10, dưới đây là các thông số cơ bản của máy:
Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật của máy ép trục khuỷu J23-10

L

Các thông số kỹ thuật
ực danh nghĩa , tấn

Gía trị
10

, mm

Hành trình của đầu trượt S
, mm
Chiều cao đóng
Tốc độ N, hành trình/phút

45
100
145

Độ điều chỉnh con trượt , mm

35

Công suất, kW

1,1

2.3.8 Nguyên công xén miệng
Sử dụng phương pháp cắt mép trong khuôn có cối nổi ngang được ứng
dụng đối với những chi tiết có kích thước lớn và trung bình, hình dạng bất kì
trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, chất lượng cắt cao. Ta sử dụng máy
ép trục khuỷu.

23


CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ KHUÔN DẬP
3.1.

Kết cấu khuôn dập vuốt cắt hình phối hợp

3.1.1 Sơ đồ kết cấu

H×nh 14: Sơ đồ kết cấu khuôn cắt dập vuốt phối hợp
Các chi tiết của bộ khuôn cắt dập vuốt phối hợp:
1. Tấm đệm.
2. Bu lông đầu chìm M6.
3. Chuôi khuôn.
4. Chày dập vuốt.
5. Đế khuôn trên.
6. Ty ép biên.
7. Áo chày dập vuốt.
8. Lò xo ép biên.
9. Áo cối cắt hình.
10. Tấm đẩy sản phẩm.
11. Chày cắt – Cối dập vuốt.
12. Cối cắt.
13. Ty gạt phế liệu.
14. Đế khuôn dưới .
15. Chốt định vị.
16. Bu lông đầu chìm M10.

17. Lò xo nén.
18. Tấm đỡ lò xo dưới.
19. Đai ốc M12.
20. Tấm đệm trên.
24


21. Tấm lót cối.
22. Trụ dẫn hướng.
23. Lò xo gạt phế liệu.
24. Tấm gạt phế liệu.
25. Chốt định cữ.
26. Tấm ép biên.
27. Bạc dẫn hướng.
28. Dẫn hướng phôi .
29. Vít M4.
30. Lẫy ép phôi.
31. Lò xo lá.
3.2. Thiết kế một số chi tiết cơ bản của khuôn dập vuốt cắt hình phối hợp.
3.2.1 Xác định khe hở giữa chày và cối
Khe hở giữa chày và cối có ảnh hưởng lớn đến lực cắt, chất lượng mặt
cắt, độ bền chày cối.
Khe hở giữa chày và cối được hiểu là hiệu kích thước công tác giữa cối và
chày:

Z = Dc − Dch
Khe hở giữa chày và cối phụ thuộc vào chiều dày vật liệu, độ cứng, độ

Z min = 0, 03( mm) Z max = 0, 06(mm)
bền của vật liệu. Tra trong bảng 23 [3]:

,
.
Việc đặt hướng khe hở phụ thuộc vào kích thước cần đảm bảo chính xác:
+ Khi cắt hình : Kích thước cối lấy bằng kích thước danh nghĩa của chi tiết:

Dc = d dn

Kích thước chày :
+ Khi đột lỗ :

d ch = Dc − Z

d ch = d dn
Dc = d dn + Z

Khi thiết kế khuôn ta thường lấy khe hở

Z min

, bởi sau một thời gian làm

việc chày cối bị mòn làm tăng khe hở nhưng vẫn đảm bảo
3.2.2 Xác định kích thước chày cối
 Sơ đồ xác định kích thước chày cối cắt hình.
Công thức xác định [1]:
- Trường hợp cắt hình:

Dc = ( Ddn − ∆ ' ) +δ c

25

Z ≤ Z max

.