Nghiên cứu công nghệ và thiết kế khuôn dập liên tục chi tiết trong cửa eurowindow

1

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới thầy
hướng dẫn TS. Lê Trung Kiên, cùng các thầy cô trong Bộ mơn Gia cơng áp lực –
Viện cơ khí – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo,
định hướng và giúp đỡ tôi trong suốt q trình tơi thực hiện luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn các Thầy phản biện, các Thầy trong hội đồng
chấm luận văn đã bớt chút thời gian đọc và góp những ý kiến q báu để tơi có thể
hoàn chỉnh Luận văn và định hướng nghiên cứu tiếp trong tương lai.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn, trong Khoa, trong
Trường Đại học Bách khoa đã tận tình giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức q báu
giúp tơi hồn thành khóa học của mình.
Nhân đây tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, bạn bè và cơ quan tơi đang
cơng tác đã ln động viên, giúp đỡ để tơi có được kết quả như ngày hôm nay.

Hà Nội, tháng 9 năm 2017

Phùng Tiến Duy


2

MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan
Lời cảm ơn ............................................................................................................ 1
Mục lục.................................................................................................................. 2
Danh mục các bảng .............................................................................................. 4
Danh mục các hình vẽ .......................................................................................... 5

Lời mở đầu............................................................................................................ 8
Chương 1. CÔNG NGHỆ DẬP TRÊN KHUÔN LIÊN TỤC ............................. 9
1.1. Khái niệm và phân loại công nghệ dập tấm ...................................................... 9
1.2. Dập tấm trên khuôn dập liên tục .................................................................... 12
1.2.1. Khái niệm, đặc điểm và ứng dụng khuôn dập liên tục ................................. 12
1.2.2. Cơ sở các q trình cơng nghệ trên khn liên tục ...................................... 19
1.3. Kết cấu chính của khn dập ........................................................................ 21
1.3.1. Cụm đế khuôn ............................................................................................ 21
1.3.2. Cụm chi tiết làm việc chủ yếu của khuôn .................................................... 25
1.4. Vật liệu chế tạo các chi tiết làm việc của khuôn ............................................. 30
1.5. Thiết bị sử dụng trong công nghệ dập trên khuôn liên tục .............................. 31
1.5.1. Máy dập tạo hình ........................................................................................ 31
1.5.2. Hệ thống cấp phôi tự động cho khuôn dập tấm liên tục ............................... 32
Chương 2. THÀNH PHẦN KẾT CẤU VÀ CÁC BƯỚC THIẾT KẾ KHN
DẬP LIÊN TỤC ................................................................................................. 38
2.1. Các chi tiết chính trong khuôn liên tục ........................................................... 38
2.2. Công dụng các chi tiết chính của khn dập liên tục ...................................... 39
2.2.1. Các chày định tâm, chốt dẫn hướng để định vị phôi .................................... 39
2.2.2. Cữ chiều dày vật liệu (Balancer) ................................................................. 43
2.2.3. Cữ căn chỉnh chiều cao khuôn liên tục khi lắp lên máy (Stop block) ........... 43
2.2.4. Cữ lưu khuôn liên tục ................................................................................. 44
2.2.5. Cữ xác định trung tâm áp lực khuôn ........................................................... 45


3

2.3. Quy trình thiết kế khn dập liên tục ............................................................. 46
Chương 3. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CHO CHI TIẾT
TRONG CỬA EUROWINDOW ....................................................................... 50
3.1. Tổng quan về chi tiết trong cửa Eurowindow ................................................. 50

3.1.1. Chi tiết trong cửa Eurowindow ................................................................... 50
3.1.2. Bản vẽ của chi tiết ...................................................................................... 51
3.2. Phân tích đặc tính chi tiết và lựa chọn phương án cơng nghệ ......................... 52
3.2.1. Đặc tính chi tiết .......................................................................................... 52
3.2.2. Các phương án công nghệ ........................................................................... 53
3.2.3. Đánh giá các phương án công nghệ và chọn phương án .............................. 53
3.3. Thiết kế cơng nghệ ........................................................................................ 54
3.3.1. Tính tốn phơi ban đầu ............................................................................... 54
3.3.2. Xắp xếp phôi và thiết kế phần phế liệu cắt .................................................. 55
3.3.3. Bố trí các bước cơng nghệ .......................................................................... 55
3.3.4. Tính tốn các thơng số cơng nghệ ............................................................... 59
3.3.5. Tính tốn lựa chọn thiết bị .......................................................................... 63
Chương 4. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM UNIGRAPHICS NX THIẾT KẾ
KHUÔN LIÊN TỤC ........................................................................................... 68
4.1. Thiết kế kết cấu chày cối ............................................................................... 68
4.1.1. Thiết kế chày khuôn.................................................................................... 68
4.1.2.Thiết kế cối khuôn ....................................................................................... 68
4.2. Thiết kế kết cấu khuôn cơ sở ......................................................................... 70
4.2.1. Các lớp khuôn............................................................................................. 70
4.2.2. Thiết kế lựa chọn các chi tiết phụ................................................................ 70
4.2.3. Hồn thiện khn dập ................................................................................. 75
4.3. Chọn vật liệu làm khn ................................................................................ 78
4.4. Một vài hình ảnh hỗ trợ gia công khuôn và dập sản phẩm .............................. 79
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 83


4

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Lựa chọn con lăn theo chiều dày vật liệu .............................................. 35
Bảng 1.2. Đặc điểm các loại cơ cấu cấp phôi ........................................................ 35
Bảng 3.1. Thành phần hố học thép tấm cán nóng SAE 1006 ............................... 53
Bảng 3.2. Tính chất vật liệu thép tấm cán nóng SAE 1006 ................................... 53
Bảng 4.1. Khoản nén các loại lò xo ...................................................................... 71
Bảng 4.2. Tiêu chuẩn lò xo trên tấm giữ chân và tấm chạy ................................... 71
Bảng 4.3. Khoảng cách giữa các lỗ theo kích thước bulong .................................. 72
Bảng 4.4. Kích thước tiêu chuẩn lỗ bắt bulong ..................................................... 73


5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Phân loại các ngun cơng dập tấm .................................................... 10
Hình 1.2. Một số sản phẩm được sản xuất bằng cơng nghệ dập tấm ................... 10
Hình 1.3. Khuôn liên tục để dập vuốt trên băng ................................................. 13
Hình 1.4. Khn liên tục thực hiện ngun cơng uốn ......................................... 14
Hình 1.5. Khn liên tục dập cắt ........................................................................ 14
Hình 1.6. Khuôn liên tục hỗn hợp (uốn, vuốt, đột, cắt…) ................................... 15
Hình 1.7. Các chi tiết được chế tạo bằng khn dập liên tục .............................. 16
Hình 1.8. Khn dập liên tục roto & stato .......................................................... 17
Hình 1.9. Khn dập liên tục chi tiết trong bơ xe máy........................................ 18
Hình 1.10. Q trình dập cắt .............................................................................. 20
Hình 1.11. Các bước dập vuốt ............................................................................ 21
Hình 1.12. Các giai đoạn của quá trình uốn trong khn .................................... 21
Hình 1.13. Các phương pháp bố trí trụ dẫn hướng .............................................. 22
Hình 1.14. Các kiểu cuống khn ...................................................................... 23
Hình 1.15. Trụ và bạc dẫn hướng ....................................................................... 24
Hình 1.16. Kết cấu phần làm việc cối cắt đột ..................................................... 26

Hình 1.17. Kết cấu phần làm việc chày cắt đột ................................................... 26
Hình 1.18. Kết cấu chày cắt có vai ..................................................................... 27
Hình 1.19. Kết cấu chày cắt có vai có đẩy phơi .................................................. 27
Hình 1.20. Kết cấu chày cắt có vai có vát chống xoay ........................................ 28
Hình 1.21. Kết cấu chày cắt bắt bằng bulong khơng có đẩy phơi ........................ 28
Hình 1.22. Kết cấu chày cắt bắt bằng bulong chày có đẩy phơi .......................... 28
Hình 1.23. Kết cấu chày định tâm tiêu chuẩn ..................................................... 29
Hình 1.24. Kết cấu cối ....................................................................................... 29
Hình 1.25. Sơ đồ phân loại máy dập tạo hình ..................................................... 31
Hình 1.26. Sơ đồ dây chuyền khn dập liên tục............................................... 33
Hình 1.27. Hệ thống cấp phơi tự động cho khn dập liên tục ........................... 33


6

Hình 1.28. Cơ cấu nhả cuộn ............................................................................... 34
Hình 1.29. Sơ đồ hệ thống nắn phẳng................................................................. 34
Hình 1.30. Cơ cấu cấp phơi tự động ................................................................... 36
Hình 2.1. Sơ đồ tổng thể khn dập liên tục ....................................................... 38
Hình 2.2. Sơ đồ Layout và các chốt định cữ phơi ............................................... 39
Hình 2.3. Các dạng kết cấu chốt định vị phơi ..................................................... 40
Hình 2.4. Sử dụng chày định hình để định bước trong khn liên tục ................ 40
Hình 2.5. Hình dạng chày định bước trong khn liên tục.................................. 41
Hình 2.6. Sử dụng tấm tỳ chày trong khn liên tục ........................................... 42
Hình 2.7. Tấm kê khuôn và hướng mài quy định trong khuôn liên tục ............... 42
Hình 2.8. Cữ chiều dày vật liệu (Balancer)trong khn liên tục ......................... 43
Hình 2.9. Cữ căn chỉnh chiều cao kín (stop block) trong khn liên tục ............. 43
Hình 2.10. Cữ lưu khn trong khn liên tục ................................................... 44
Hình 2.11. Cữ căn chỉnh chiều cao kín và cữ lưu khn trên khn liên tục....... 44
Hình 2.12. Cữ xác định trung tâm áp lực khn dập liên tục .............................. 45

Hình 2.13. Sơ đồ quy trình các bước thiết kế chi tiết .......................................... 46
Hình 2.14. Tổng quan quy trình thiết kế và chế tạo khn liên tục ..................... 47
Hình 3.1. Cấu tạo khóa cửa tay gạt..................................................................... 50
Hình 3.2. Cụm ốp khóa cửa Eurowindow........................................................... 51
Hình 3.3. Hình ảnh 3D của chi tiết trong cửa Eurowindow ................................ 51
Hình 3.4. Bản vẽ chi tiết trong cửa Eurowindow ................................................ 52
Hình 3.5. Sử dụng phần mềm NX để trải phơi.................................................... 54
Hình 3.6. Kết quả thu được của q trình trải phơi ............................................. 55
Hình 3.7. Sắp xếp phơi và tính tốn phần phế liệu cắt ........................................ 55
Hình 3.8. Quy trình cơng nghệ và khởi tạo bước dập chi tiết .............................. 56
Hình 3.9. Cắt hình và đột lỗ tại bước 1 ............................................................... 56
Hình 3.10. Cắt hình và đột lỗ tại bước 2 ............................................................. 56
Hình 3.11. Cắt hình và đột lỗ tại bước 3 ............................................................. 57
Hình 3.12. Dập vuốt các cạnh tại bước 4 ............................................................ 57


7

Hình 3.13. Cắt chia phần trước tại bước 5 .......................................................... 57
Hình 3.14. Cắt chia phần sau tại bước 6 ............................................................. 57
Hình 3.15. Sơ đồ quy trình cơng nghệ ............................................................... 58
Hình 3.16. Lực cắt hình và đột lỗ ....................................................................... 59
Hình 3.17. Lực dập vuốt .................................................................................... 61
Hình 3.18. Tính tốn bán kính góc lượn ............................................................. 61
Hình 3.19. Lực cắt rời 2 sản phẩm ..................................................................... 62
Hình 3.20. Lực dập tổng cộng ............................................................................ 63
Hình 3.21. Sơ đồ tính tốn lực nắn ..................................................................... 64
Hình 3.22: Sơ đồ tính lực kéo Qz........................................................................ 66
Hình 4.1. Bố trí các chày đột uốn sau khi được thiết kế...................................... 68
Hình 4.2. Bố trí các cối sau khi được thiết kế ..................................................... 69

Hình 4.3. Các dụng cụ cắt đột tương ứng với vị trí trên phơi .............................. 69
Hình 4.4. Các lớp khn xếp trên khn ............................................................ 70
Hình 4.5. Các loại lị xo nén ............................................................................... 70
Hình 4.6. Khoảng cách lỗ bulong ....................................................................... 72
Bảng 4.5. Kích thước tiêu chuẩn lỗ bắt bulong ................................................... 73
Hình 4.7. Bố trí giữa các tấm kê......................................................................... 74
Hình 4.8. Nửa khn trên khơng có tấm chặn .................................................... 75
Hình 4.9. Nửa khn trên có tấm chặn ............................................................... 75
Hình 4.10. Nửa khn dưới................................................................................ 76
Hình 4.11. Vị trí các dụng cụ trên khn............................................................ 76
Hình 4.12. Khn sau khi lắp đặt hồn chỉnh ..................................................... 77
Hình 4.13. Khn sau khi lắp đặt hồn chỉnh ..................................................... 77
Hình 4.14. Khn sau khi lắp đặt hồn chỉnh ..................................................... 78
Hình 4.15. Mơ hình khn sau khi lắp đặt hồn chỉnh ........................................ 78
Hình 4.16. Khn sau khi lắp đặt hồn chỉnh lên máy ........................................ 79
Hình 4.17. Sản phẩm qua các bước dập.............................................................. 79
Hình 4.18. Sản phẩm sau khi dập liên tục được chia thành hai loại trái và phải .. 80


8

LỜI MỞ ĐẦU
Công nghệ dập liên tục trong dập tấm đang rất phát triển trên thế giới, nhưng
ở Việt Nam đây còn là vấn đề mới và ứng dụng còn hạn chế do chưa làm chủ về
công nghệ, trang thiết bị và vật liệu. Việc nghiên cứu công nghệ dập liên tục, chủ
động đáp ứng nhu cầu trong nước có ý nghĩa rất lớn về khoa học và thực tiễn trong
công nghiệp. Hiện nay chi tiết trong cửa Eurowindow đang được sản xuất hàng loạt
với số lượng lớn, nhưng để sản xuất chi tiết cần sử dụng nhiều khuôn dập đơn, với
công nghệ dập này cần nhiều thiết bị máy móc, nhân cơng, diện tích nhà xưởng và
khn dập do đó làm tăng chi phí sản xuất, tiêu tốn nhiều nguồn lực của doanh

nghiệp. Việc ứng dụng công nghệ khuôn dập liên tục trong sản xuất chi tiết trong
cửa Eurowindow hay cịn gọi ốp khóa cửa sẽ làm giảm chi phí sản xuất, tăng năng
suất lao động, giảm giá thành sản phẩm… Do đó việc tìm hiểu, làm chủ cơng nghệ
thiết kế khuôn liên tục là hết sức cần thiết và cấp bách đối với sản xuất công nghiệp
trong nước. Chính vì vậy tác giả quyết định lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu công
nghệ và thiết kế khuôn dập liên tục chi tiết trong cửa Eurowindow” để làm đề tài
nghiên cứu. Nội dung chính của đề tài xoay quanh các vấn đề nghiên cứu về công
nghệ dập trên khuôn liên tục, xây dựng quy trình cơng nghệ, tính tốn thiết kế
khn dập… Ngồi ra tác giả cịn tiếp cận phương pháp thiết kế hiện đại rất phổ
biến ở các nước công nghiệp phát triển là phương pháp thiết kế ảo, sử dụng phần
mềm chuyên dụng để thiết kế khuôn dập. Phương pháp này cho phép rút ngắn thời
gian thiết kế, kiểm nghiệm và hỗ trợ quá trình chế tạo so với các phương pháp
truyền thống.
Nội dung chính của luận văn bao gồm 4 chương:
Chương 1: Công nghệ dập trên khuôn liên tục
Chương 2: Thành phần kết cấu và các bước thiết kế khuôn dập liên tục
Chương 3: Nghiên cứu thiết kế công nghệ cho chi tiết trong cửa Eurowindow
Chương 4: Ứng dụng phần mềm Unigraphics NX thiết kế khuôn dập liên tục


9

CHƯƠNG 1
CÔNG NGHỆ DẬP TRÊN KHUÔN LIÊN TỤC
1.1. Khái niệm và phân loại công nghệ dập tấm
Công nghệ dập tạo hình tấm là một phần của cơng nghệ gia cơng 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 cơng nghệ đang được ứng
dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, đặc biệt là trong các
lĩnh vực kỹ thuật điện, điện tử, công nghiệp chế tạo ôtô, công nghiệp hàng không,

công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, cơng nghiệp quốc phịng, thực phẩm, hóa
chất, y tế…
Khái niệm công nghệ dập tấm: Dập tấm là một phần của q trình cơng
nghệ bao gồm nhiều ngun cơng cơng nghệ khác nhau nhằm làm biến dạng kim
loại (phôi dạng băng hoặc dải) để nhận được các chi tiết có hình dạng kích thước
cần thiết, với sự thay đổi khơng đáng kể về chiều dày S của vật liệu và không có
phế liệu ở dạng phoi.
Dập tấm thường được thực hiện với phơi ở trạng thái nguội nên cịn được gọi
là dập nguội khi chiều dày S của phôi nhỏ (thường S ≤ 4mm) hoặc có thể phải dập ở
trạng thái nóng khi chiều dày của vật liệu lớn. Sản phẩm của cơng nghệ dập tấm có
thể phải trải qua nhiều ngun cơng khác nhau, có thể thực hiện trên cùng một máy
hoặc nhiều máy. Ví dụ: cắt hình, đột lỗ, dập vuốt, uốn...
Phân loại công nghệ dập tấm: Theo đặc điểm của biến dạng của quá trình
dập tấm, người ta chia thành 2 nhóm chính:
- Nhóm ngun cơng cắt vật liệu: khi tạo hình các chi tiết, các ngun cơng ở nhóm
này thường phải tiến hành biến dạng phá hủy vật liệu
- Nhóm ngun cơng biến dạng dẻo vật liệu: tạo hình chi tiết dựa trên sự biến dạng
dẻo của vật liệu và hầu hết các trường hợp đều có sự phân bố lại kim loại. Trong đa
số các trường hợp, chiều dày vật liệu phôi hầu như không thay đổi hoặc thay đổi
nhỏ nhưng không chủ định.


10

Hình 1.1. Phân loại các ngun cơng dập tấm

Hình 1.2. Một số sản phẩm được sản xuất bằng công nghệ dập tấm
Trong q trình dập tấm người ta có thể dập riêng biệt từng nguyên công
hoặc kết hợp hai hay nhiều nguyên công trên cùng một khuôn.Khi dập riêng biệt

11

từng ngun cơng nói chung năng suất thấp, thời gian chế tạo lâu, sẽ phải tháo dỡ
nhiều lần và sử dụng rất nhiều công nhân làm việc. Trong luận văn này em xin cải
tiến dần phương pháp dập đơn lẻ từng ngun cơng thành một bộ khn liên tục.
Khi đó sẽ không cần sử dụng đến sức người trong việc tháo lắp, gá đặt sản phẩm, sẽ
tiết kiệm rất nhiều thời gian cũng như năng suất được tăng lên rất nhiều so với cách
làm cũ.
Nhược điểm duy nhất của quá trình này sẽ là khn phức tạp, độ chính xác
khó gia cơng, khó chế tạo, khó lắp ráp sửa chữa thay thế khi xảy ra hỏng hóc. Vì
vậy mà khn liên tục rất thích hợp cho sản xuất hàng loạt, hàng khối và tự động
hóa sản xuất.
Ưu điểm của cơng nghệ dập tấm:
- Có thể thực hiện được những cơng việc phức tạp bằng những tác động đơn giản
của thiết bị và khn
- Có thể chế tạo được những chi tiết phức tạp mà các phương pháp gia công cơ khí
khác lại khơng thể hoặc gặp rất nhiều khó khăn
- Độ chính xác của các chi tiết dập tấm tương đối cao, đảm bảo lắp lẫn tốt, không
cần gia công cơ
- Kết cấu của chi tiết dập tấm cứng vững, bền nhẹ, mức độ hao phí vật liệu khơng
lớn, tiết kiệm vật liệu
- Tiết kiệm được nguyên vật liệu, thuận lợi cho q trình cơ khí và tự động hóa do
đó năng suất lao động cao, giá thành sản phẩm hạ
- Q trình thao tác đơn giản do đó khơng cần thợ bậc cao giảm được chi phí đào
tạo quỹ lương
- Dạng sản xuất thích hợp cho sản xuất loạt lớn và hàng khối
- Tận dụng được nguyên vật liệu, hệ số sử dụng vật liệu cao
- Dập tấm khuôn chỉ gia công được những vật liệu kim loại mà cịn gia cơng những
vật kiệu phi kim và các loại vật liệu dẻo

12

Nhược điểmcủa công nghệ dập tấm:
- Đầu tư ban đầu tương đối lớn (khn và thiết bị) do đó chỉ thích hợp với sản xuất
loạt lớn và hàng khối
- Yêu cầu đội ngũ kỹ sư chất lượng lành nghề trình độ cao
- Tính tốn cơng nghệ phức tạp
1.2. Dập tấm trên khuôn dập liên tục
1.2.1. Khái niệm, đặc điểm và ứng dụng khuôn dập liên tục
Công nghệ dập liên tục trong dập tấm đã phát triển rất mạnh trên thế giới, tuy
nhiên ở Việt Nam đó cũng là vấn đề còn rất mới và ứng dụng còn rất hạn chế do
chưa làm chủ được công nghệ, trang thiết bị cũng như vật liệu.
Dập liên tục là công nghệ đặc thù mà ở đó khn liên tục tích hợp nhiều
ngun cơng dập tấm trên cùng một hành trình của máy dập. Việc thiết kế cũng như
chế tạo khuôn dập liên tục là một q trình phức tạp, tỉ mỉ, địi hỏi nguời thiết kế
phải nắm vững tất cả các nguyên công công nghệ trong dập tấm. Đồng thời nắm
vững các công nghệ gia công chế tạo tiên tiến hiện nay.
Việc ứng dụng các công nghệ thiết kế mô phỏng và gia cơng hiện đại đã
ngày càng làm tăng độ chính xác, tốc độ, hiệu quả của khuôn dập liên tục nhằm đáp
ứng nhu cầu sản xuất các chi tiết loạt lớn, có tính lắp lẫn cao, giá thành hạ cho các
ngành công nghiệp.
Khuôn dập liên tục (gọi tắt là khuôn liên tục) là khuôn dập bao gồm nhiều
cặp chày cối được bố trí trên cùng một đế khn thực hiện các nguyên công dập
tấm khác nhau (dập vuốt, uốn, dập nổi, dập cắt...) sau một hành trình của máy ép.
Mỗi một vị trí làm việc (một cặp chày cối) thực hiện một hoặc nhiều bước công
nghệ riêng biệt, nhờ cơ cấu cấp phôi tự động phôi được chuyển dịch liên tục và tuần
tự qua các vị trí để hồn thành chi tiết cần chế tạo. Sản phẩm được hình thành sau
lần dập ở lịng khn cuối cùng, mỗi lần dập sẽ cho ra một sản phẩm.Mỗi hành trình

của đầu trượt sẽ thực hiện rất nhiều nguyên công công nghệ khác nhau. Việc thực
hiện tuần tự các nguyên công khiến cho khuôn dập liên hồn có khả năng tự động
hóa rất cao.


13

Ln đi cùng khn liên tục đó chính là hệ thống cấp phơi tự động. Nó đóng
vai trị quyết định đến khả năng tự động hóa của mỗi nhà máy. Khuôn liên tục cần
đến sự dịch chuyển phôi một cách chính xác đến tuyệt đối mới đem lại sản phẩm có
chất lượng cao.
Khn liên tục có thể phân loại như sau:
- Khuôn liên tục thực hiện các nguyên công dập vuốt
- Khuôn liên tục thực hiện các nguyên công uốn
- Khuôn liên tục dập cắt
- Khuôn liên tục bao gồm nhiều ngun cơng khác nhau (uốn, vuốt, đột, cắt…)

Hình 1.3. Khuôn liên tục để dập vuốt trên băng


14

Hình 1.4. Khn liên tục thực hiện ngun cơng uốn
1. Cữ chặn

2. Chày cắt 3. Chày uốn

Hình 1.5. Khn liên tục dập cắt

15

Sản phẩm

Hình 1.6. Khn liên tục hỗn hợp (uốn, vuốt, đột, cắt…)
Các tiêu chí lựa chọn ứng dụng khn liên tục:
- Chi tiết chế tạo cần phải qua nhiều nguyên công dập tấm khác nhau
- Năng suất sản xuất yêu cầu cao (dạng sản xuất hàng khối, hàng loạt lớn)
- Sản phẩm yêu cầu về độ đồng đều và độ chính xác cao
- Máy móc thiết bị có khả năng đáp ứng u cầu cao: máy dập có độ chính xác cao,
có thiết bị dỡ cuộn, nắn phơi và hệ thống cấp phơi tự động chính xác
Trên thế giới khn dập liên tục được ứng dụng trong rất nhiều ngành sản
xuất: điện, điện tử, máy bay, ô tô, phụ tùng cơ khí, đồ gia dụng… Tại Việt Nam


16

đang bước đầu ứng dụng công nghệ này vào sản xuất trong lĩnh vực gia công các
chi tiết trong xe máy, động cơ điện…

Hình 1.7. Các chi tiết được chế tạo bằng khuôn dập liên tục


17

Hình 1.8. Khn dập liên tục roto & stato


18

Hình 1.9. Khn dập liên tục chi tiết trong bơ xe máy
Sở dĩ khuôn dập liên tục được ứng dụng rộng rãi như vậy bởi loại khn này
có nhiều ưu điểm nổi bật so với những loại hình cơng nghệ khác:
- Tổ chức kim loại mịn, cơ tính sản phẩm cao
- Độ bóng, độ chính xác cao hơn các chi tiết làm bằng phương pháp dập khác do
quá trình dập xảy ra liên tục
- Tiết kiệm thời gian và hạn chế sai số một cách tối đa do không mất thời gian gá
đặt và sai số gá đặt


19

- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa nên năng suất cao, giá thành hạ
- Gia công được các chi tiết phức tạp một cách năng suất, hiệu quả
Trong tương lai, việc ứng dụng công nghệ dập tấm liên tục sẽ tiếp tục phát
triển mạnh mẽ bởi những hiệu quả và lợi ích to lớn mà nó mang lại cho các ngành
sản xuất công nghiệp không chỉ ở Việt Nam mà trên cả thế giới.
1.2.2. Cơ sở các quá trình cơng nghệ trên khn liên tục
Các ngun cơng dập trong cơng nghệ dập liên tục có thể chia làm 2 nhóm:
- Các ngun cơng chia cắt: dựa trên ngun tắc phá hủy vật liệu để tách phần này
ra khỏi phần kia (cắt chia, cắt đột, cắt chích…)
- Các nguyên cơng tạo hình: dựa vào q trình biến dạng dẻo của kim loại (uốn, dập
vuốt, tóp…)
1.2.2.1. Các ngun cơng cắt
Cắt là nguyên công gia công không phoi nhằm tách một phần hoặc toàn bộ
kim loại ra khỏi tấm vật liệu. Phương pháp cắt được sắp xếp theo hình dạng của
lưỡi cắt. Vật liệu được cắt bởi hai lưỡi cắt hợp với nhau một góc cạnh của dao β.
Khi chày tiếp xúc vào phôi, lưỡi cắt ép vào vật liệu đến khi ứng suất vượt
quá giá trị ứng suất cắt cho phép. Tại mép cắt của cối có sự hình thành nứt vỡ vật
liệu, vết nứt phát triển vào trong tấm và tách rời vật liệu. Trong khn cắt chày

đóng vai trị lưỡi dao trên chuyển dịch cịn cối đóng vai trị của lưỡi dao dưới khơng
chuyển động của máy cắt tấm.
Q trình cắt bằng khn dập được thực hiện trên máy ép trục khuỷu hoặc
máy ép thủy lực.
Cắt chia là ngun cơng tách hồn tồn vật liệu theo đường cong có hai đầu
khơng gặp nhau.
Cắt trích là ngun cơng cắt một phần vật liệu theo đường cong có hai đầu
khơng gặp nhau.
Cắt hình là ngun cơng tách một phần kim loại theo đường bao khép kín,
phần kim loại tách ra là chi tiết.


20

Đột lỗ là nguyên công cắt vật liệu theo đường bao khép kín để tạo thành lỗ
thơng suốt trên chi tiết hoặc trên tấm, phần vật liệu cắt ra là phế liệu.
Cắt biên là nguyên công cắt phần vành biên khi dập chi tiết dạng khối trên
khn hở

Hình 1.10. Q trình dập cắt
1.2.2.2. Các ngun cơng tạo hình
Dập vuốt là nguyên công nhằm biến đổi phôi phẳng hoặc phôi rỗng để tạo ra
các chi tiết rỗng có hình dạng và kích thước cần thiết. Có hai phương pháp dập vuốt
như sau:
Dập vuốt không biến mỏng: dập vuốt không chủ định làm giảm chiều dày
của vật liệu
Dập vuốt có biến mỏng: dập vuốt có chủ định làm giảm chiều dày của phôi
(chủ yếu là chiều dày của thành chi tiết). Đa số các trường hợp dập vuốt có biến
mỏng được thực hiện với phôi đã được dập vuốt lần đầu không biến mỏng từ phơi
phẳng.

Trong q trình dập vuốt khơng biến mỏng, phần mép vành của phơi có thể
khơng kéo hết vào trong cối gây ra hiện tượng nhăn ở phần vành, để ngăn ngừa nếp
nhăn người ta thường sử dụng tấm chặn vật liệu có tác dụng ép phần vành của phôi
vào bề mặt cối.


21

a)

b)
Hình 1.11. Các bước dập vuốt

a) Dập vuốt lần đầu

b) Dập vuốt các lần sau

Uốn là phương pháp biến phôi thẳng thành phơi cong hay gấp khúc theo một
góc độ nào đó.

Hình 1.12. Các giai đoạn của q trình uốn trong khn
1.3. Kết cấu chính của khn dập
1.3.1. Cụm đế khuôn
Cụm đế khuôn bao gồm đế khuôn trên, đế khuôn dưới, trụ bạc dẫn hướng và
cuống khuôn. Cụm đế khuôn có nhiều chủng loại khác nhau và được tiêu chuẩn
hóa. Trong q trình làm việc đế khn trên thường được kẹp chặt với đầu trượt
hoặc bàn máy di động, đế khuôn dưới kẹp chặt và cố định với bàn máy. Hình dạng
và kích thước của đế khn rất khác nhau tùy theo số lượng của trụ dẫn hướng có
trên đế khn và cách bố trí trụ dẫn hướng trên đế. Đế khuôn phải đảm bảo yêu cầu
về độ song song giữa hai mặt đáy cho nên khi chế tạo đế khuôn yêu cầu cần được

mài phẳng trước khi gia công các lỗ lắp ghép và định vị.
Cụm đế khuôn thông thường có hai trụ dẫn hướng được bố trí phía sau khuôn
để thuận lợi về không gian thao tác. Nhưng cách bố trí này có nhược điểm kém


22

chính xác hơn so với các phương án khác do khi có tải trọng tác dụng vào khn sẽ
tạo ra momen uốn so với trung tâm áp lực của khuôn làm cho đế trên bị sai lệch so
với đế dưới.
Để khắc phục cách bố trí trên người ta bố trí các trụ dẫn hướng theo đường
chéo qua trung tâm áp lực của khuôn hoặc sử dụng ba hay bốn trụ dẫn hướng.
Khi thiết kế hình dạng và kích thước của đế khn được chọn theo tiêu
chuẩn. Tùy theo hình dạng và kích thước của chi tiết, lực cơng nghệ… Trong
trường hợp khôngthể sử dụng được các đế khuôn tiêu chuẩn chúng ta có thể thiết kế
tùy theo hình dáng và kích thước của chi tiết làm việc, sau đó ta kiểm tra độ bền của
đế khuôn theo tải trọng sử dụng.
Theo hình dạng và cơng dụng đế khn chia làm hai loại:
- Đế khn hở (khơng có dẫn hướng) được sử dụng khi dập các chi tiết đơn giản, độ
chính xác thấp.
- Đế khn kín (khn có dẫn hướng) sử dụng cho các chi tiết cần độ chính xác cao,
các chi tiết không đối xứng. Các dẫn hướng đảm bảo vị trí khn trên và khn
dưới di chuyển chính xác. Thông thường các khuôn sử dụng 2 dẫn hướng, trong một
số trường hợp đặc biệt yêu cầu chính xác cao khn sử dụng 4 dẫn hướng.

a)

b)

c)

Hình 1.13. Các phương pháp bố trí trụ dẫn hướng
a) Hai trụ dẫn hướng bố trí phía sau
b) Hai trụ dẫn hướng bố trí theo đường chéo

c) Có bốn trụ dẫn hướng


23

Vật liệu để làm đế khn có thể là thép đúc, gang đúc hoặc thép tấm dày.
Thông thường người ta hay sử dụng thép tấm làm đế khuôn.
a) Cuống khuôn
Cuống khuôn được định vị và kẹp chặt với đế khuôn trên, nó có tác dụng
định vị và kẹp chặt nửa khuôn trên lên đầu trượt của máy đối với khuôn nhỏ. Đối
với khuôn lớn người ta tăng cường việc kẹp chặt bằng bulong hoặc thanh kẹp lên
đầu trượt. Vị trí của cuống khuôn nên chọn trùng với trung tâm áp lực của khn.
Sự làm việc chính xác và an tồn của khuôn dập một phần phụ thuộc vào kết
cấu của cuống khuôn. Nếu cuống khuôn nối cứng với đế khuôn trên bằng mặt bích,
vai trục, ren... (hình 1.14 a,b,c,d) thì toàn bộ sự dao động của đầu trượt máy ép theo
hướng ngang, được chuyển đến bộ phận dẫn hướng của khn dập. Khi dập chính
xác hay dập vật liệu mỏng (dày đến 0,5 mm) thì cuống khn nối cứng khơng thuận
lợi. Vì rằng sự chuyển động khơng chính xác của đầu trượt máy ép truyền cho bộ
phần dẫn hướng gây nên sự mài mòn trụ và bạc dẫn hướng, dẫn đến khe hở không
đều giữa chày và cối, làm giảm độ bền và độ chính xác của khn dập. Để khắc
phục hiện tượng đó người ta chế tạo khn cuống lắc (hình 1.14 e,g), cuống khn
tỳ lên một mặt cầu có thể nghiêng với vị trí thẳng đứng. Song vị trí đó của cuống
khn khơng ảnh hưởng đến sự chuyển động chính xác của đế trên theo trụ và bạc
dẫn hướng.

Hình 1.14. Các kiểu cuống khn


24

Các cuống khn có thể được thiết kế gọn nhẹ hơn bắt trực tiếp vào đế
khuôn bằng bulong kèm chốt chống xoay, khi cần thiết có thể tháo rời ra khỏi
khuôn, lắp các khuôn khác lên dễ dàng hoặc tiện cho việc lưu trữ bảo quản.
Đường kính và chiều dài của chuôi khuôn được xác định theo lỗ trên đầu
trượt của máy.
Các kiểu chuôi khuôn nối cứng được chế tạo từ thép C35 hoặc CT4, CT5.
Chuôi khuôn kiểu lắc chế tạo từ thép C45.
b) Trụ bạc dẫn hướng
Trụ và bạc dẫn hướng được lắp trên đế khn, có tác dụng dẫn hướng chính
xác cao cho khn làm việc và được tiêu chuẩn hóa. Trụ dẫn hướng được lắp lỏng
với bạc dẫn hướng với các cấp độ khác nhau tùy theo độ chính xác của khn u
cầu. Khi thiết kế khn tùy theo mức độ chính xác chúng ta chọn theo tiêu chuẩn
sao cho phù hợp. Đặc biệt đối với khuôn cắt cần chọn trụ và bạc dẫn hướng có độ
chính xác cao do hai nửa khuôn trên và dưới làm việc có trị số khe hở giữa chày và
cối nhỏ.
Đường kính phần trụ được chọn tùy thuộc vào tải trọng của khuôn dập thực
hiện nặng hay nhẹ. Chiều dài phần trụ tương ứng với hành trình làm việc khác nhau
của máy dập và nguyên công khác nhau mà khuôn dập thực hiện. Chiều dài lắp
ghép của phần trụ vào tấm khn từ 1.5-2 lần đường kính của nó. Chế độ làm việc
càng nặng kích thước phần lắp ghép càng lớn

a)

b)
Hình 1.15. Trụ và bạc dẫn hướng

a) Trụ và bạc dẫn hướng bi

b) Trụ và bạc dẫn hướng thường


25

Để dẫn hướng chính xác cho các khn có trị số khe hở chày cối nhỏ người
ta sử dụng bạc dẫn hướng kiểu bi. Ưu điểm của dẫn hướng bi là ma sát trượt giữa
trụ và bạc dẫn hướng được thay thế bằng ma sát lăn. Do đó bước chuyển nhẹ nhàng
và độ mài mịn khơng đáng kể. Dẫn hướng có bi được sử dụng trong những khn
cắt lớn và trong các trường hợp khi sử dụng dẫn hướng trượt thơng thường khơng
đảm bảo độ bền và độ chính xác.
1.3.2. Cụm chi tiết làm việc chủ yếu của khuôn
Cụm chi tiết làm việc chính của khn bao gồm các chi tiết: chày, cối, áo
chày, áo cối và các chi tiết khác nhằm tạo ra hình dạng và kích thước của chi tiết.
Kích thước và hình dạng của chi tiết làm việc của khn phụ thuộc vào kích thước
và hình dạng của sản phẩm, kết cấu của khn, độ chính xác của sản phẩm, loại
thiết bị sử dụng, thứ tự các nguyên công... Các chi tiết này quyết định đến chất
lượng sản phẩm và tuổi thọ của khuôn.
Khi thiết kế cần chú ý xem xét kỹ các yêu cầu của sản phẩm để lựa chọn
phương án tối ưu nhất. Kết cấu của chày và cối phải đảm bảo tính cơng nghệ trong
gia công cơ. Đối với chày cối của chi tiết lớn người ta có thể làm ghép từ nhiều
mảnh hoặc được làm rỗng để thuận tiện trong quá trình gia công, nhiệt luyện và tiết
kiệm vật liệu nhằm giảm giá thành khuôn.
Để định vị các chày, cối với áo chày và áo cối hoặc trực tiếp với đế khuôn
người ta thường sử dụng các mặt trụ định vị đối với các chi tiết có tiết diện ngang là
trịn. Đối với các chi tiết định hình khơng trịn thường sử dụng các chốt định vị hoặc
có thể định vị bằng các bề mặt bên chi tiết, nhưng khi định vị mặt bên gia cơng sẽ

khó khăn hơn và giá thành cao hơn.
Kết cấu và phần làm việc của cối cắt đột có nhiều điểm khác nhau tùy theo
mức độ chính xác của sản phẩm và phương pháp gia công cối. Kết cấu của cối như
hình 1.16a được sử dụng để cắt các chi tiết phức tạp, chiều cao h của phần làm việc
phụ thuộc vào chiều dày của vật liệu cắt và tuổi thọ của khn. Hình 1.16b kết cấu
cối dùng cho chi tiết có hình dạng đơn giản, độ chính xác thấp và chi tiết không lớn.