Tự động hóa quá trình dập tạo hình phí văn hào và các tác giả khác

THƯ VIỆN

M I HQC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐẠI HỌC NHA TRANG

50

M

671.028
T550

NẨM XÂY DỰNG V À PHÁT TRIỂN

HKHOA

2006

PHÍ VĂN HÀO, LÊ GIA BẢO,
PHẠM VĂN NGHỆ, LÊ TRUNG KIÊN

TựĐỘNGHĨA
QUẤ TRÌNH

DẬP TẠO HÌNH
ĩ

I

m

THU VIEN DAI HOC NHA TRAN G

3000012496

N H À X U Ấ T B Ả N K H O A H Ọ C V À KỸ T H U Ậ T


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

50

1 9 5 6 -2 0 0 6

NĂM XÂY DỤNG VÀ PHÁT TRIỂN
PHÍ VĂN HÀO. LÊ GIA BẢO,
PHẠM VĂN NGHỆ, LÊ TRUNG KIÊN

٠

TỢ ỘNG Hổfl
QUÁ TRlNH .6 1 ’ TAO HÌNH

Ị ‫؛‬.fi٤
‫ ؛ ؛ ^ ؟‬ậnìCCí#‫؛‬ÁTKẨN3;
...^٠ T N U

V ỉF P ‫؛‬ỉ

i

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
HÀ NÔI


Tự ĐỘNG HOÁ
QUÁ TRỈNH DẬP TẠO HINH
Tác giả: PHl VĂN HÀO
LÊ GIA BẢO
PHẠM VẢN NGHỆ
LẾ TRUNG KIÊN

Cliịii trách nliiệni xuất bản:
Biên tập và sửa bài:

PGS. TS. TÔ ĐẢNG HẢI
ThS. NGUYỄN HUY TlẾN
NGỌC LINH
NGUYỄN MAI CHINH
HƯƠNG LAN

Trinh bày bia:

NHÀ

x u At b ả n k h o a h ọ c v à k ỹ t h u ậ t

70 Trần Himg Đạo - Hà Nộí

In 700 cuốn, khổ 19 X 27 cm, tại Xương in NXB Văn hoá Dân tộc
Quyết định xuất bản số: 409-2006/CXB/83-33/KHKT-7/9/2006
In xong và nộp lưu chiểu Quý IV năm 2006.


L Ờ I Ν ό ΐ ĐẨU
Cong Ịighệ g ‫ ىا‬công vật liệu tấm và vột liệu kl\ối bằng áp liíc cỏ rất ỉtbtều ICU điểm so
vớì gio cổng cắt gọt: c.tổt luợng sản phẩm đicợc nang coo do cdi thiện duợc títth chổt vột
llệu ١độ chinh xác gio cOng lỏn, tiết kiệtn dược ngu١^ên vột liệu vO ìhờl glatt gio cơỉtgv.v.
Cơ ١tg ttghệ dộp thườĩtg có hiệu qud COO khi sản xuOt cốc. chi ìlết với số lượ.tg lớn, trong dó
khn dập đóng vai trị quan trọng qiiyet định nang siiất, chất lượng của sản phẩm dập.
Trong khuôỉt đơn gidn, thườĩtg C١IỈ tht.íc hiện ínột ngu ‫ﻻ‬ên cơng riêng biệt ỉtào d ó ١ vìệc
thao tdc dưa phơi vào kỉtuôn trực tiếp bằỉtg ta^ và phdi t١\eo cùng một ỉth .tp diệu vào md'ÿ,
kết qud tu^ th-uộc khd nOng thao tOc hạn c h ế của ìigười t١iợ ٠
Đ ể nOng cao ndttg suát, chdt lượỉtg của sản p ١iẩm dộp hơn nữa, dặc biệt la đ ể gldl
phóng sức lao động cơ bắp hạn ch ếcủ a con người và tránh các sir cố, tai nạn lao động đáng
tlê'c ‫ ا‬١0‫ ﻻ‬x ‫ ﻻة‬ra Wtl lOtn việc trên ‫ل‬٢‫ا‬0‫ ﻻ‬dộp, người ta dítng khn dập có các cơ cáu cơ khi
h o à v à tự d ộ n g h o ả .
Cho đến na^ còn it tồi liệu d ề cộp dến hnh vực ‫اا‬0 ‫ ﻹ‬ntột cdch dd^ đủ. Chítng tỗl blêỉt
soạn tàl liệu ‫أا‬0‫ ﻻ‬nhằm glởl tltlệu một số tínlt toOn, ìhlết k ế và dp dqng cdc cơ cáu cơ khi hoO
và tự dộng hod thường dítng trong gla cOng óp It.íc.
Do tlíth da dạng cUa cdc cd th ể chl tiết dập chng như dạng p.tôl liệu ban đdu sử dqng
rát khdc nhau nêỉt khơng th ể dua ra ntột mơ hình cơ cáu C.Ốđịnh, ớ da‫ ؟‬, chítng tơl glởl thiệu
các pìĩản tử íự động, đặc tinh sử dụng và cdclì lựa chọn pliìi hợp đẻọ kết nối thành một cơ cấu
ĩự động hố phù hợp với các thơng số b a n đdu.
Tài liệu nO‫ ؟‬trước tiên dítng cho sinh vlê ١t nant cttốl troỉtg chu‫ ؟‬ên ttgOnh Gla cOng dp

It.íc. Wtl đd học xtg cdc gldo trlnlt cơng tighệ gla cơng vột liệu tdnt vd vột llÇu khốl ٠ Idtn Dồ
dn mon học vd Dồ dn tốt ttghlệp, blê't cdclt vận d^ng kiến thdc về tư dộng hod d ể thiết k ế

kltuOn bdít tự dộng và khuOn lự dộng dặt trêỉt md‫ ؟‬١١0 ‫ اا‬ndng (hlnh ìliức tự dộng Itod phù hợp
VỚI

sdn xudt ta iv iệ t Nam hiện na‫) ؟‬.
Gido trinh Tự dộng hod quá trinh dập tạo hình Id tdl liệu tham khdo cần tltlết clto

cdc cdn bộ k^ thuột vd công nhdn Idm việc trong cdc hnh Vực Cơ kltí C h ế tạo md‫ ؟‬ndl chung
vd Itnh vực Gla cơỉtg dp lực nól riêng.
NhOnt tdc gld cltdn thdnh cdm ơỉ\ cdc dồng nghiệp trong Bộ mồỉt Glo công dp lực Khoa Cơ khi 'T r ư ờ n g Dql học Bdch kltoa Hd Nộl về những ddng gốp qu‫ ؛‬bdu trong qud
trinh biên soạn, đồng thời Itoan nghêíth vd cltdn thàỉth mong dợl nltững ‫ ؟‬klê ١t b ổ klnu‫ ؟‬ết. сйа
cdc bợn dọc gần xa. M ọl ‫ ؟‬kiến đống gốp xln dược gửi vể dịa chi: Bộ môn Glo cOng dp lực,
phòng 01‫ إ‬, CIO, Trường Dạl học Bdch kltoo Hd Nộl.
Nhóm tác gỉả


MỤC LỤC
LỜI NÓI DẦU
PHẦN MỞ DẦU
I. Ý nghĩa và quá trinh phát triển của tự áộng hóa
I . l.Ý n g h ĩa
/.2. Q ĩrìỉìlỉ plìáĩ íriể/ì
II. Sự khác nhau giữa tự dộng hóa và cơ khi hóa
II. l ٠C ơ k ١١I hốa
ỉì.l.T ự đ ộ n g hố
III. Dối tượng của môn học
CHƯƠNG 1

c ơ s ở KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA QUA TRÌNH
TỤ DỘNG HOA SẢN XUẤT GIA CƠNG Ap Lực
1.1. Sản xt gia cOng áp lực trong điểu kiện lự dộng hóa

1.2. Các nguyên tắc chung của tự dộng hố
7.2.7. Tínìì dây cliuvẻìì

9
9
10
10

7.2.2. Điểti Ììììih q trinh cong nghệ (chia tìlĩóm sdn phẩm)

11

7.2.2. Cường hóa q trìiìh cong nghệ

11

7.2.4. Phương pháp Ịự động lìoa phải pìiCihợp với đặc díểm của ‫وأد‬// xuất

11

1.3. Các phương pháp tự dộng hóa
7.2.7. Máy dập tự động chun dùìi4
1.3.2. Dây chuyền tirđộng chun ĨÌIƠỈỈ hóa

12
12
12

7.2.2. Dây cììuyền tự động hố diều chinh điừyc trên cơ sở tlìiểĩ bị vạn nang và
phương ĩiện íựdộng hô

7.2.

12

‫ي‬. Máy dập ĩự động vạn năỉìg nhiều đấu trượt hoặc máy ép vạn nang +
phương tiện tựcíộng hoa dểtràĩhủnli máy từ dộng

12

7.2.2. Khn tự động ١
٠
ờ bcìn ìự động đặt trên máy dập vạn ncbig

12

7.2.6. Máy vạn ndng trang bị các phương tiện tựđộng hoá

13

7.2.7. Chương trinh hóa quá trinh nén trêỉi máy búa vào máng ép tlìíiy liíc

13

1.3.8. Cốc cơ càu clniyẽn clíing đ ể cơ k ١iỉ I\oá việc xếp k ١io ١ vộn chuyến, gá lảp và
các việc khác
1.4. Cắc yêu cầu cOng nghệ của lự dộng hố
7.4.7. Lưa C ÌIỌ ỊI phương án cơng ỉighệ
7.4.2. Các u cầu CỈÌCỈ quy trinh cơng ỉìgììệ dược tự động lìocì

13

13
13
13


CHƯƠNG 2

NHỮNG VẤN ĐỂ CHUNG VỀ TÍNH TỐN
THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG TIỆN c ơ KHÍ HƠA VÀ Tự ĐỎNG HĨA
2.1. Khái Iiiệm về phương tiện tir dộng hoá và cơ khi hoá

14
14

2.1.1. Các liướng pliOt triển trong sản xiiât tạo hlnli - 1‫ل‬1‫ اا'ج‬، lạng hiện ‫ ا‬١0 ‫ﻻ‬
cíia tự động lĩố \’à cơ kìií ìiố

14

2,1.2 .C ác phinrng tiện tự dộng liod vồ co kill 1‫ا‬0‫ ة‬dìiiig dể tlutc hiệ ١١
các nguyên công
2.1.3. So dồ cdn trhc
2.2. Cơ cấu cặp

14
15
15

2.2.1 .P lid n lo ụ i

15

2.2.2. Cơ cấu cặp bang ma sát

16

2.2.3. Cơ cấu cặp bằng vòi luit chân kìiơng

19

2.2. d. Cơ cdn cặp kiểit hlnli chẻni

20

2.2.5. Cơ cân cặp kiển dao cặp

26

2.2.6. - Cơ cấu cặp kiểu má kẹp

27

2.2.7. Cơ tá، i dổ ١

29

2.2.5. Cơ cấu móc

32

2.2.9. Cơ cd'،، cặp phôi kiểu ổ, ‫؛‬،‫؛‬،'

33

2.2.10. Cơ cấu chuyển phôi theo trọng lượng ịrnáng)

34

2.3. Cơ cấu biến dổi chuyển dộng

37

2.3.1 .Plidn lopl

37

2.3.2. Cơ cấu bien đổi chu kỳ

39

2.3.3. C ơ cổn biến dổi cli، ، yê١n dộng ti.nh tiến tliànli 1‫ ا‬1‫اا‬١tiến

46

2.3.4. Cơ cấu bien dổi chuyển dộng tinh tien thành chuyển động quay

51

2.3.5. Cơ cổn biến dổi chityển dộng quay thdnh clniyển dộng quay

55

2.3.6. Cơ cấu bien đổỉ chuyển động quay thành chuyển dộng tinh tien

57

2.4. Cơ cấu định htrớng và dổi hướng
2.4.1. Dổi hương kliOng cần dổi chìềư chnyẻ’١١ dộng

58
58

2.4.2. Dùng cơ cấu kiểm tra - clìấp hành đ ể gạt bỏ nlnlng chi tiết
sal lưtớng dd định
2.4.3. Cơ cấu ngdn phơi cìiĩếc d ể chuyển từ liên tục sang ngắt qiiđng

60
61

2.5. Cơ cấu dẫn dộng

62

2.5.1. Plidnloqi

62

2.5.2. Dd ١١ động điện

63

2.5.3. Dẫn dộng tlviiy life

64

2.5.4. Ddn dộng kill nén

64


CHƯƠNG 3

Cơ KHÍ HỐ VÀ Tự ĐỘNG HOẨ ƠƯÁ TRÌNH DẬP TẨM
TỪPHƠI l i ê n Í ục
3 .1 . D ặcdĩểm
7. / . ‫ و‬. Cơ cẩu íiếp phơi và địỉìli hướng
3.7.2. Cơ cấu cấp phơi
3.1.3. Cơ câ'u xử IS? phê'Uệu

65
65
65
66

66

3.2. Cơ cấu tiếp phô‫ ؛‬- Định hướng
.?.2.7. Cơ cấu nhả ١
‫ ﻗﺎ‬nắn plìoi

66

3.3. Cơ cấu cấp phoi
3.3.1. Các ‫ ا‬0 ‫ ؛ي‬cơ cổn cáp phoi và áặc tinh lựa chọ ١‫ا‬
3.3.2. Cơ cáu cáp pl ١ô‫ ؛‬kiểu t١'‫اا‬c lăn
j j j . Cơ cấu cấp phoi kiểu chêm - con lăn

71

3.4. Cơ cấu xử lý phế liệu

66
71
72
75
76

CHƯƠNG 4

TỰ.ỘNG HĨA Q TRÌNH
DẬP TẤM VÀ DẬP THỂ TÍCH NGƯỘI TƯ PHÔI CHIẾC
4 .1 . Dặc điểm
4.2. Cơ câ'ii định hướng và tiếp phoi
4.2.1 .T ự áộng hOtt việc ‫ااق‬١‫ا‬١‫ أاةة ةااةﺀا؛ا‬phổm
4.2.2. Các loại Binike tự dộng
4.2.3. Cơ cấu định hướng kiểu xếp hộp
4.3. Cơ cấu cấp phOi ١
'à chuyển phồi
4.3.1. Phân loại vù dặc điểm
4.3.2. Cốc loại co cán cáp pl، ơi

77
77
77
77
77
81
81
81
81

CHƯƠNG5

Tự DỘNG HỚA VÀ Cơ KHÍ HĨA QưA TRÌNH RÈN - DẬP Kh Oi .
k h Ai n i ệ m v ể Dư ờ n g d â y t ự d ộ n g
5.1. Dặc điểm quá trinh tự động hố và cơ khi hóa rèn - dập khối
‫و‬.7٠
‫ر‬. Sơ đồ bơ'ĩrí tự động hóa
5.1.2. Sơ dồ b ố tri cơ khi hố dộp nóng
5.1.3. Cơ khi hố dộp nóng
5.2. Tự dộng hóa việc nung phoi
5.3. Tự dộng hóa khi dập

87
87
87
88

88
88

88
89
89

5.4. Khái niệm về dương dẫy tự dộng
5.4.1 . ٧ iệc bo' tri sơ dồ dhng day tit dộỉig
5.4.2. Sự 1،‫ ااج‬hệ t‫ آ‬o‫اا‬g dư‫ ااؤ‬g day

91

t Ai l i ệ ư t h a m k h Ao

92


MỞ ĐẦU
I. Ý NGHĨA VÀ QUÁ TRÍNH PHẮT TRIỂN CỦA T ٧ HỘNG

h Oa

1.1. Ý nghĩa
Tự động hoá dược coi là một trong những phương hướng quan trọng nhâ.t của tiến bộ
kỹ thuật.
- Về mặt kỹ ĩhuậì: Giải quyết mâu thuẫn g‫إ‬ữa khả năng hạn chế của con người với tốc
độ và khả nãng làm việc của máy dược tăng lên khơng ngímg.
- \/ề mặĩ kinìì ĩế: Nâng cao nãng suất lao dộng١hạ giá thành sản phẩm kết quả làm cho
sản xuất phát triển.
* Về mặí .xã hội: Thay dổi dặc tinh lao dộng١gắn lao dộng chân tay và lao dộng Irí óc.
Ι.2. Q trinh phát tríển
Llch sử của

kỹ thuật

ngành chế tạo máy dược cliía làm ba thời

ky:

- sang chế ra các máy cOng tác dơn sơ١các chức năng khac nhau, chạy bằng sức
người, dạp chân, quay tay, kéo tay.
- Phát minh và chế tạo ra các máy dộng Ittc: máy liơỉ nước, máy nổ. máy d iện ... dùng
dể truyền dộng cho máy cOng tác.
- Tự dộng hóa quá trinh sản xuất: chế tạo ra các cơ cấu tự dộng, máy tự dộng dể giảm
bớt sức lao dộng con ngươi, nâng cao năng suất lao dộng.
L h L Giai đoạn l
Tự dộng liOa các nguyên cOng cần ihiê't dể dảm bảo yêu cầu làm việc của máy. Trong
giai đoạn này con người có nhiệm vụ theo d và kiểm tra sự làm việc cùa máy. Quá trinh tự
dộng trong giai đoạn này khOng có khả năng ghi chép, phát hiện sai lệch và sửa chữa sai lệch.
1.2٠
2 ٠G ia id o ạ n 2
Tự dộng hóa có thể sử dụng các hệ thống phản hồi vào hẹ thống diều khiển dể tự dộng
diều chỉnh các sai lệch nhằm duy trl các chế độ làm việc binh thường của máy. Nhờ có hệ
thống phản hổi con người chi có nhiệm vụ lập chttơng trinh ban dầu và gá lắp ban dầu.
/.2.2. Giai đoạn 3
Tự động hố có khả nảng thực hiện hàng loạt các tinh toán logic dể xác định diều kiện
làm việc tối ưu của máy khi có nhiều tin hiệu từ nhiều bộ phận diều khiển phản hổi về.
Trong phạm vi giáo trinh này ta chi xem xét giai đoạn 1.


II. s ự KHÁC NHAU GIỮA TỤ ĐỘNG HGA

và c ơ

KHÍ HĨA

H .l.C ơ k h lh ó a
Cơ khi hoá là các biện pháp nhàm chu^ển một phần hoặc toàn bộ các thao tác bằng
tay sang thực hiện bằng các bộ phận co khi do người cbng nhân điềii khiển. Dặc điểm lao
dộng của người cOng nhân là phải thao lác nhỊp nhàng với nhỊp diệu của máy.
ΙΙ.2. Tự dộng, hóa
Trong tự dộng hố các thao tác sản xuất dược thực hiện bằng các co cấu máy. Sức lao
dộng cùa con người ở dây dược giải phOng khOi việc thực hiện trực tiếp các chức năng thao
tác, diếu khiển trong q trinh sản xuất.
Tự dộng hố có thể diều hành từng bộ phận hoặc tự dộng hố tồn bộ q trmh sản
xt. Tr.ong tự dộng hố tồn bộ, các khâu tư dộng hố bộ phận như tạo hình các nguyên
cOng, kiểm tra, diều chinh... cần liên hệ V’ới nhau và tạo thành một hệ thOng diềr khiển
thống nhấỊ, dảm bảo .sự làm việc liên tục của hệ thống tự dộng.
III. OỐI TƯỢNG CỦA MÔN HỌC T ự .Ộ N G HOA QUÁ TRÌNH DẬP
TẠO HÌNH
1-

Nghièn cứu các hiện tượng tự dộng h٠
ố \'à co klií hố của các cơng nghệ bifti dạn

vật liệu tấm và khối dặc trưng.
2- GiOi thiệu các phương pháp, nguyên tắc và tiẽu chuẩn thiết kế các phương tiện tự
dộng hoá từ diều kiện làm việc dẫ cho.
3- Tham khảo các khuOn bán tự dộng lắp trên máy vạn năng dể tiến hành tự dỌig h٥á
trong dập tấm và khối.

CHƯONC, I

cơ sỏ KIINH TẾ KỸ THUẬT CỦA ỌUÁ TRÌNH
Tự
٠ Đ Ộ٠N G HỐ SẢN XUẤT CIA CƠNG ÁP

Lực
٠

1.1. SẢN XUẤT GIA CÔNG .ÁP L ự c TRONG ĐlỂlỉ KIÊN TỤ ĐỘNG HĨA
Gia cơng áp lực nói chung hay tạo hình - biến dạng kim !oại nói riêng là một phương
pháp công nghệ tiến tiến, đạt được năng suất cao, sản phấm có chất lượng và độ chính xác
cao.
Ngày càng có nhiều cơng nghệ tiên tiến để chế tạo chi tiết đúng với bản vẽ sản phẩm, có
độ bóng cao, rất ít hoặc khơng cần gia cơng cơ khí. Nếu phương hướng đó được kết hợp ١
'ới
TĐH thì năng suất và hiệu quả kinh tế sẽ tãng lên rất nhiều.
Việc tự động hố q trình tạo hình - biến dạng chí có kết quả khi một qui trình cịng
nghệ và khn có trang bị tự động hố được phù hợp với thiết bị tạo hình-biến dạng được
sử dụng.
Do sản phẩm rất đa dạng (tấm, khối), trong mỗi công nghệ lại có nhiều loại ngun
cơng khác nhau địi nên hỏi thiết bị khác nhau về loại, về thông số kỹ thuật, về năng suất
(n - vg/ph).

Hệ thống lự động hoá gồm nhiều llìỉết bị khác nhau đó phải làm việc nhịp

nhàng.
Việc lự động hoá trong biến dạng tạo hinh vặt liẹu tấm gặp thuận lợi hơn trong biến
dạng lạo hình khối.

Vặt liệu tấm

Kích thước

Nhiệt độ

Nhỏ, nhẹ

Thấp, bình thường

N của máy, vg/ph
n tàng

Hạn chế tốc độ
Biến dạng lúc tiếp xúc

Vật liệu khối

To, nạng

Cao

n giảm

Hạn chế thời gian
tiếp xíic khn

n: số vịng quay; N; năng suất của máy.

Việc tự động hoá trong tạo hình biến dạng là khó klìãn do thiết bị lớn, lực lớn, tốc độ

nhanh nhưng cần thiết phải thực hiện để giảm bớt sức lao động và tai nạn lao động


1.2. CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG C ỦA TỤ ĐỘNG HOÁ
1.2.1. Tínli dây chuyền
Là lính liẽn lục của các vị trí cLÌa các ngun cồng cơng nghệ về một hướng
Một chi tiết chế lạo bàng tạo hình - biến dans ilurờng bao gồm nhiều ngun cơng, vị
trí thực hiện các ngun công trên khuôn liên lục theo mội hướng gọi là có tính dây chuyền
Ví dụ: Dập bánh rãng từ phơi hình trụ
Dập theo phương pháp khơng có bavia (dập chính xác)

٠
:‫؛‬٠.■

'

^

I

*0
Có tính dâv chuyền

Dập theo phương pháp có bavia (dập có lịng khn chuẩn bị, liên kết thơ)
ở dây ngun công dập tinh là nguyẻn công chịu tải lớn nhất, ln lu‫)؛‬n phải đặt ở
trong tâm khối khn. Do đcí bắt buộc phải phá vỡ tính dày chuyền.

Cắt ba\’ia

—

٠
©

Khơng có tính dây chuyền
10


Hoác đặt !ihiổti mấy để t!iực hiện nliiền ngnyên cOng cíiít !‫ﻵ‬0 ‫ أ‬chi tiết

‫ب‬

2

Hợp !ý

KhOng hợp !ý
1 - Mốy dập hoặc dầu trượt
2 - Đưa đ‫! ؛‬ắp ráp
1.2.2. Đ‫؛‬e'n hinh q trinh cơng nghệ (ch‫؛‬a nhóm sản phẩm)
Cơng việc chia nhóm sản phẩm là víệc nhón٦các sản phẩm có cùng dặc điểm cơng
nghệ và có hlnh dáng١kích thước gần như nhaư.
Ví dp: Chi tiê.t dập vuốt١2 hay 3 ngưyên cồng, loại nhỏ dược xếp vào một nhóm gọi là
điến !linh hóa q trinh cơng nghệ.
SO dĩ phải làm như vậy là dể thtrc híện nhóm sản phẩm này trên một dường dây cOng
nghệ, có như vậy dường dây mới díi tải dể tíến hành lự dộng١dỡ lang phi và có hiệu quả kinh
tế. Dối với chi tiết sản xuất hàng khó'‫ ؛‬thi n٦ột chi t‫؛‬ết cũng đủ lải clìo một dường dáy hoặc
n٦ột máy lự dộng, còn trong sản xuất hàng loạt hoặc hàng loạt nliO thi phải kê't hợp nhiều chi
tiết vào một dường dây thl mới có lợi.
1.2.3. Cường hóa quá trinh cOng nghệ

Là việc kẽ't hợp một vài nguyên cồng vào một khối khuOn (ta gọi !à khuOn phối hợp
hoặc khuOn liCn tục) hoặc nâng cao mức độ biến dạng cho phép, nhờ sử dpng cOng nghệ tiên
tiCn. ٧iệc cường hóa q trinh cơng nghệ làm giảm bớt số lượng khuOn, số lượng máy và
phươ١
ig tiện tự động hoá١tức là nâng cao dược tinh ổn đĩnh của dường dây tự dộng.
1.2.4. Phưưng pháp tự dộng hoá phảỉ phU hợp với dặc điểm của sản xuất
Là Ihi.rc hiện mối qtian hệ phít hợp g ‫؛‬ữa dặc tinh cùa khuOn. thiết bĩ lắp, cơ cấu tự
dộng hoá với dặc điểm diễn biến của quy trinh cOng nghệ
- Các khOa liên dộng phải chắc chắiì dể dảm bảo các cơ câ'u tự dộng hố thốt ra ngồi
vù١
١
g làm việc trong thơi gian biê'n dạng kim loại.
- Sử dpng tối da hành trinh khOng tải vào cOng việc của phương tiện tự dộng hoá
11


- Bảo đảm điểu chinh nhị quy trình cơng nghệ trong thời gian làm việc của máy. lức
là thực hiện nguyên tắc phản hỏi.
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP T ự ĐỘNG HĨA
Việc lựa chọn phương pháp tự động hố cân cứ vào;
- Chương trình sản xuất và số “cái١
١của một vật;
- Số chi tiết đật trên một dây chuyền (hoặc máy);
- Đặc điểm của một chi tiết và của quá trình cơng nghệ.
Trong sản xuất biến dạng tạo hình có những phương pháp tự động hố và cơ khí hố
tồn bộ sau:
1.3.1. Máy dập tự động chuyên dùng
Sản xuất: Hàng khối
Chi tiết: Tiêu chuẩn, không lớn
Bi, đai ốc

1.3.2. Dây chuyền tự động chun mịn hóa
Sản xuất: Hàng khối
Chi tiết; Nhỏ và trung bình
Hàng dập tấm và dập khối
1.3.3. Dây chuyền tự động hoá điều chỉnh được trên cơ sở thiết bị vạn năng f
phương tiện tự đọng hoá
Sản xuất: Hàng loạt và hàng loạt lớn
Chỉ tiết: Trung bình và lớn
1.3.4. Máy dập tự động vạn năng nhiều đầu trượt hoặc máy ép vạn nàng +
phương tiện tự động hoá để trở thành máy tự động
Sản xuất: Hàng loạt lớn
Chi tiết: Nhỏ và trung bình
1.3.5. Khn tự động và bán tự động đạt trên máy dập vạn năng
Sản xuất: Hàng loạt và hàng loạt lớn
Chi tiết: Nhỏ từ phôi tấm

12


1.3.6. Máy vạn nầng tran g bị các phương tiện tự dộng hố
Sản xuất: Hàng loạt và hàng loạt nhị
Chi tiết; Nhỏ và trung bình
1.3.7. Chương trình hóa q trình nén trên máy búa vào máng ép thủy lực
Sản xuất: Hàng loạt
Chi tiết: Lớn
1.3.8. Các cơ cấu chuyên dùng để cơ khí hố việc xếp kho, vận chuyển, gá láp và
các vỉệc khác
Sản xuất: Loạt lớn và vĩ/a
Chi tiết: Lớn
1.4. CÁC U CẦU CƠN G NGHỆ CỦA TỤ ĐỘNG HỐ

1.4.1. Lựa chọn phương án cơng nghệ
Tự động hố chi có hiệu quả thực sự khi nó dựa vào những quá trình cơng nghệ tiến bộ.
Bởi vậy khi tiến hành cơ khí lìố và lự động hố ta phải ;
- Nghiên cứu và lạp

quy trình cơng nghệ mới sao cho tiên tiến hơn, ổn định hơn,

không phải là giữ nguyên quy trình cũ và chí lắp thêm phương tiện tự động hoá.
- Giải quyết các vấn đề để dề dàng cđ khí hố và lự động hố.
- Hồn thiện khâu thiết bị, dây chuyền công nghệ tối ưu, mặt bằng và tổ chức lao động
hợp lý.
1.4.2. Các yêu cầu của quy trình cơng nghệ được tự động lìố
- Kết cấu chi tiết sản phẩm có tính cơng nghệ cao
+ Sản phẩm có chất lượng sừ dụng cao ;
+ Khn dễ chế tạo và làm việc, có độ bền lớn;
+ Hệ số sử dụng nguyên vật liệu cao (q %).
- Quy trình cơng nghệ ổn định
Sự ổn định của quy trình cơng nghẹ được xác định bằng thời gian làm việc liên tục
không bị ngưng trệ của khuôn máy và đường dây tự động
Muốn vậy, thông số công nghệ v،à khuôn phải được tính tốn trên cơ sở khoa học và có
độ chính xác cao, gia cơng chất lượng tốt.
- Quy trình cơng nghệ tối ưu
Các ngun cơng cơng nghệ là ít nhất và được cường hóa để giảm tiêu hao lao động và
tăng năng suất lao động.
13


٠

CHUONfi 2

N H ^ C VẤN Ề CHUNG VỀ TINH TỐN THIÊ.T KÊ
CAC PHƯƠNG TIỆN
Cơ KH‫ ؛‬HĨA VA Tựơ
٠
٠ ٠ Ộ N C HÓA
2.1. KHÁI NIỆ^I VỂ PHƯƠNG TIỆN Tự ĐỎNG HƠẢ VÀ c ơ KHÍ HƠÁ
2.1.1. Các hướng phát trỉển trong sản xuất tạo hỉnh - biCn dạng h‫؛‬ện nay của
tự dộng hoá và cơ khi hoá
٠Trang bị phương

tự dộng hoá và cơ khi hoá cho m٤
‫؛‬y vạn nãng dể có thể tự dộng

hố.
- Chế lạo máy tự dộng chuyên dùng.
ở cả hat trường hợp trên dều có những phương tiện tự dộng hóa như nhau, nhưng khác
nhau ỏ chỗ trường hợp đẩu các phương tiện tự dộng hoá chi !à cơ cấu phụ, nếu khơng có nó
thỉ máy vẫn hoạt dộng dược, còn trong trường hợp thứ hai thi ngtrợc !ại phương tiệ.n lự dộng
hóa là cơ cấu chinh thiếu nó máy chê't khOng làm việc dược. Như vậy:
- Phương tiện tự dộng hoá la cơ cấu làm việc tlo sự diều khiển của máy (khOng phi'll do
người cOng nhân).
- Phương tiện cơ khi hoá là cơ cấu làm v'iộc do người cOng nhãn điểu khiển.

2.1.2. Các phương tiện tự dộng hoá và cơ kh‫ ؛‬hoả dUng để thực h‫؛‬ện các nguyCn cOng
- DỊnh hướng (định vị) phồi ‫ ة‬vị irí dã cho :
- Dlch chuyển phoi tới m áy٠
.
- Dưa phoi vào vị tri làm việc của máy;
- Giữ phoi trong ٩uá trinh dập biến dạng;

- Dlch chuyển bán thành phẩm giữa các V‫ ؛‬tri dập;
- Thoát chi tiết và phê' liệu ra khOi vUng làm việc;
- Xếp sản phẩm theo một quy cách nhất định;
- Vận chuyển bán thành phẩm giữa các tổ hợp máy;
-T hu dọn phế liệu.
Dể chế tạo một chi tiết nào dó khOng nhất thiê't phải dùng cả chín nguyên cOng tríii
mà thương chỉ dùng một vài loại trong một chu trinh nào dó.

14


2.1.3. Sơ đồ cấu ٤rúc
2 .L 3 .L Sơ dó câu triìc tư dộng hố

Sơ đồ trẽn là sơ dồ câu tạo khép kin, tức là có quan hệ tương hỗ giữa tất cả các cơ cấu
nhơ hệ thống diều khiểiì và khóa liên dộng.
Liên hệ giữa bộ phận truyển dộng với cơ cấu chấp hành tức là cơ cấu cặp là diều kiện
bát buộc dối với phttơng tiện tự dộng hố.
2./.3.2. Sơ đồ cấu triíc cơ kh i hoa

Trong so đổ cả'u tạo hớ này١người cOng nhân diều khiển cơ cấu truyền dộng và dồi
khi cả cơ câ.ii cặp
Tít hai sơ đổ cấu irUc trên ta thâ'y rằng tir dộng hố và cơ khi hố dều có các bộ phận
ihOng nhất‫؛‬
- Cơ cì١u cặp (cơ câ'u chấp h‫ذ‬nh‫;د‬
- Cơ Ci١'u biến đổi chuvến dộng‫؛‬
- Truyổn dộng.
2.2. C ơ CÂU CẬP
2.2.1. Phân !oại
Thiết kế phtrong tiện tự dộng hoá bắt dầu từ việc chọn cơ cấu cặp.

Nhiệm vụ cùa cơ cấu cặp là cặp phoi (hoặc bán thành phẩm), giữ phoi trong quá trinh
chuyển dlch dCn vị tri làm việc và nhả chUng ra.
15


Có hai loại cơ cấu cặp: loại có đầu lực dộc lập và loại khơng có đầu lực độc lập
Tên của các cơ cấu cặp dùng trong tự động hoá sản xuất tạo hinh biến dạng thì thay đổi
tuỳ theo:
- Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa cơ cấu cặp và phơi;
- Hình dáng phần tử cơng tác (bi. con lăn...);
- Loại truyền động.
2.2.2. Cơ cấu cặp bằng ma sát
Đặc điểm của cơ cấu cặp loại này là thực hiện cặp và chuyển dịch phôi nhờ lực ma sát.
Lực này có loại khổng điểu khiển được, có loại điều khiển được (tức là một trong các trục
cơng tác có thể được nâng lên lúc cần để phơi có thể có chuyển dịch tự do so với trục).

b. Phôi dây

a. Phôi băng

Hình 2.1. Sơ đồ cơ cấu cập bổng nia sát
Mục đích của tính tốn cơ cấu cặp loại này là xác định lực nén Qy^ lên các con lăn
tạo ra lực kéo phôi cần thiết Ọy^-cho việc chuyển động phôi.
2.2.2./. Đối với phôi băng
Q٢ z =

(1 trục dẫn)

Q
Q٢

2 =—2ịx

(2 truc dẫn)

Q٠
.٤= — (3 true dẫn)
3^1
16


trong dó:
β - hệ sơ' cặp t‫؛‬n cậy phụ thuộc vào gia tốc truyền dộng và bằng từ 1.5 2 ‫ ؛‬. Hệ số lớn
nhất khi gia tốc lớn hơn 10 m/s2;
Qz - lt.tc kéo١xác định bằng sơ dồ bổ tri phương tiện tự dộng hoá:

z - số truc

dẫn

μ - hệ số ma sát, giữa thép - thép có bơi trơn μ = 0.08 ‫ب‬0١12‫ذ‬
Ví dụ: Xác dinh lực kéo Qz trong trường hợp sau:

Ta có:
Qz

‫ت‬

Qd

‫ب‬

Qqi

trong dỗ:
Qd - lực kéo cần thiết dể duồi thẳng ‫؛‬
Qqt - lực kéo cấn thiết dể khắc phục lực quán tinh của cuộn vật liệu ‫؛‬
Biết Qd١dựa trẽn sơ dồ trên ta có phương trinh mồ men cần bằng:
Mu + Mn١s = Q d-h
Λ

ụ

_ M ư + M m s
٠
: :

- —

Muốn duỗi thẳng vật liệu cần có M٧dạt giá trl uốn dẻo:
M٧=1.15s.

s 2.b
4

fs =d
^ B = 0١
6d

trong dó: δ‫ ؛‬- giới hạn chảy.
'í:№M ‫ ؛‬ĐậiHỌCNHA‫ ؛‬R٠

í.NGị

‫ ؛‬HU

V l‫ﺋﺎ‬i l ‫ئ‬

١

17


Từ đó rút ra:
Qd - U ỗ,

4h

h

f٦ _ ^ 4' _ ■.P^niax
٧٩٠" h " h
Jp = ^ (D ‫ ؛‬+ ( ? D
8g
max

max

D„

trong đó; Jp - mơ men qn tính;
G - trọng lượng ban đầu cuộn vật liệu;

g - gia tốc trọng trường;
^max ٠ gia ،٥ ،‫ ؛‬٥ ài

Smax - gia tốc vịng max.
2.2.I.2. Đối với phơi dây, thanh trịn

Hình 2.3. Sơ đồ tính tốn
Lực tính tốn phụ thuộc biên dạng của rãnh con lãn:
Q
Q „ =p—Zịi

(giống trường hợp tấm)

Q(١
I là lực pháp tuyến tạo ra lực ma sát, khi rãnh quay sẽ tạo ra lực kéo
2Q n =P

18

Qz
Z|.l


Mặt khác:

2Q n

sin a

Vậy

Q^.sina
Q :.= p

Zịl

trong đó:
a - góc nghiêng của rãnh so với mặt phảng đứng chuyên phôi
2.2.3. Cơ cấu căp bằng vịi hút chân khơng
ở loại này, việc cập phôi thực hiện nhờ sự hạ áp của không khí ở trong hốc của buồng
hút hay cịn gọi là vịi hút.
Lực giữ phơi là lực nàng phơi và lực ma sát giữa phơi và vịi hút.
Có hai loại cơ cấu: loại điểu khiển được và loại không điều khiển được.

Phơi

Cao su
Cao su

Phơi

Vịi hút có điéu khiển

Vịi hút khơng điều khiển

Hìnlì 2.4. Cơ cấu cặp bằng vịi hút
2.2.3.1. Loại điều khiển được
Độ chân không trong buồng hút tạo ra nhờ máy hút đặc biệt. Khi muốn cặp phải cho
vòi hút chạm vào chi tiết và ấn nhẹ xuống sản phẩm.
2.2.3.2. Loại khơng điều khiển
Độ giảm áp cần thiết của vịi hút được tạo ra nhờ lực tác dụng làm giảm thể tích buồng

hút, sau khi bỏ lực, buồng hút trở lại thể tích cũ nhưng được bịt kín đảm bảo khơng có
khơng khí trong buồng để tạo ra độ giảm áp.
Trong trường hợp này độ chân khơng của vịi hút phụ thuộc độ vững, cứng của cao su
và giảm đi theo thời gian giữ (do có độ hở, khơng khí lọt vào).
19


2,2,3.3, Tính tốn
Cần xác định lực cặp Qrz giữ phơi được tạo ra nhờ áp suất khí quyển.
Lực cặp Q٢
2 phụ thuộc vào:
- Độ chênh lệch áp suất AP bên trong và bên ngồi vịi hút;
- Diện tích tiếp xúc giữa phơi và vịi hút;
- Cách đặt tải trọng Qz = G (khối lượng cùa phơi).
Khí tải trọng Q^ = G đặt tập trung: tức là khi diện tích phơi lớn hơn diện tích cặp một ít
và trọng tâm của phơi trùng với tâm của vịi hút thì lực cập được xác định theo cơng thức:
Q rz=^A P.F
trong đó:

p - hệ số an tồn tính đến khả năng hở của vòi hút và mép làm việc bị mòn và
bằng 1,2 - 1 , 3 -‫;؛‬
AP - độ chênh lệch áp suất;
F=

nD

diện tích tiếp xúc giữa vịi và phơi;

D “ đường kính tính tốn của vịi hút.
Khi trọng tải Q. đặt lệch tâm và diện tích vịi lìút nhỏ hơn diện tích phơi nhiều

Hình 2.5. Sơ đồ tính tốn cơ cấu cặp kiểu vòi hút
Trong trường hợp này lực cặp được xác định theo cơng thức:

/
rz

p.K

AP.F

41
trong đó: K = / -^ — là hộ số tính đến ảnh hưởng cùa mơ men lật khi đặt tải trọng lệch tâm;
/ - khoảng cách từ trọng tâm phôi đến tâm của cơ cấu cặp.
2.2.4. Cơ cấu cặp kiểu hình chêm
Nguyên lý làm việc của loại cơ cấu này là nguyên lý tự kẹt.
20


2.2,4,L Phán loại
Trong sản xuất tạo hình biến dạng thường dùng các loại sau;
- Kiểu con lãn
Kiếu lệch lâm
Kiểu bi
Kiểu vấu kẹp

١
[
1

Thường dùng để cặp phôi băng, phôi dải

Thường dùng để cạp phơi dây trịn

Hình 2.6a. Cơ cấu cặp bâng cliéỉn dùng cho phơi bâng

Hình 2.6b. Cơ cấu cặp bằng chêm dùng cho phơi dáy trịn
21


1.2.4.2. Nguÿên 1‫ لا‬làm việc của cơ cổa cộp kieu chêm con lốn

Hììih 2.7. Cơ cđu cặp kìểu chêĩn con lăn

22


Thân 2 chưyển dịch qua lại. Trong thần 2 có áo chèm 3 và 8 ٠ trong áo chêm có 1 và 7
là con lãn trụ.
Ô chứa con lăn 6 có tác dụng như vOng cách ở ổ bi.
LO xo 4 luOn ln kéo ổ 6 về phía phải dể các con lãn 1 và 7 luồn luôn tiếp xUc với
mặt của áo chêm.
- Khi thân 2 chuyển dịch về phía trái ( -

) so với dế 9 th١ con lăn 1 quay theo chiều

β theo áo chêm 3 ‫ ا‬con lăn 7 quay theo chiều β ’ theo áo chêm 8. Lúc này bâng 5 bị kẹt giữa
các con lăn và buộc phải d ‫ إ‬ch chuyển theo mũi tên A cUng với thân 2.
- Khi thần 2 chuyển dlch về phía phải ( -

) so với dế 9 thỉ các con làn 1 và 7 quay

theo chiều ngược lại với β và β ’ ١ tác dụng kẹt của áo 3 và 8 chấm dứt, các con lãn lãn tự do
trên băng và cùng với áo khuồn 2 trở về vị tri ban dẩu. Có thể chỉ dUng một cặp con lẫn.
ThOng thường người ta dặt hai hoặc ba cặp con lãn trên cUng một thần dể nãng cao độ
tin cậy cùa co cấu và giảm tải trọng tiếp xúc trên dường tiếp xúc giữa con lăn và bâng.
2,2.4.3. Tinh toán
Việc tinh toán cơ cấu cặp kiểu hlnh chêm con lăn là xác định:
- Góc nghiêng γ của áo chêm‫؛‬
- Dường kinh của con lăn‫؛‬
٠٠Số con lãn.

Xét sơ dồ chịu lực của con lăn ta thấy:
Lực kéo Q của một con lăn phụ thuộc vào số dôi con lăn
٠ =‫ﺋﺆﺀ‬
trong dó:
n -số cặp con lân;
Qz - lực kéo toàn co cấu;
Q - lực kéo của con lăn;
β - hệ số quy dổi sự phân bố tải trọng khOng dều giữa các con lăn, phụ thuộc chất
lượng gia cOng lắp ráp ở con lẫn chêm; β = 1,2 -1,3 ‫ب‬
Trở lại lực kéo Q của một con lăn tạo nên các áp lực truyền Q2 lên thành áo chẽm và
Q ‫ ا‬lên vật liệu. Khi con lân quay sẽ sinh ra các lực ma sát Tj và Т].
- C hú ý: Lực tác dụng lên con lãn là các phản lực từ vật liệu và áo chêm. Diều quan
trọng là xác định quan hệ giữa Q và Qị tinh cho một con làn. Từ hệ chịu lực cãn bằng ta có:
Chiếu lên phuong nằm ngang
-T2Cosy-Q2SÌny + T ٠ + Q = 0

(2.1)
23

Chiếu lên phương thẳng đứng:
( 2 .2 )

TjsliiY - QiCosy + Q i = 0
T| và Τ 2 là lực ma sát gây ra do sự lẫn cùa con lăn trên bề mặt bâng và ổ chêm
2Κ
d
2Κ
Ĩ 2 =Q2
d

(2.3)

T i= Q ,

(2.4)

trong dó: k - hệ số ma sát lăn của hai cặp vật liệu tiếp xUc:
Thép mềm - thép mềm: k = 0,005 cm
Thép phoi - thép phoi: k = 0,001 cm
d - dường kinh con lăn, cm.
Từ hai phương trinh trên ta rdt ra:
Q = Τ 2 cos γ t Q 2 sin y - T)
Từ biểu thức

(2.1), (2.3), (2.4)

ta c ó :Q = Q

2

^ c o s y + Q 2 S Ì n y - Q ١K

_ Π ,,· „ 2 Κ
ѵ١ л 2 К
= Q2(siny + ‫ ؛‬c o s y ) - Q i ‫؛‬
d
'd
Q = - Τ 2 sin γ ٠ Q 2 cosγ
Từ biểu thức (2.2), (2.3), (2.4)

2Κ
ta có: Q = - Q 2 ‫ا‬
sin γ t Q 2 cos γ
_ η ,
_ 2Κ .
١
= Q 2 ( c o s y - ۶ siny)
d

Ta có:
2Κ

2Κ n
2Κ
2 ‫ا‬.١۵ ‫ ﺗﻢ‬.٠
Κ ..,2 Κ
Q 2 (siny + - : c o s y ) “ Q ٦ ( c o s Y - - : s i n A ) - :

d ~
d
‫د‬
d
d
٠
2Κ
_2_κ. ,
Q (cosy.-^^sỉny)
Q 2 (co sy --^.sin y )
d
d
L . 2Κ
2Κ
4K2 !_
sin y + COí^y > ‫ ذ‬cosy sin у siny + '^ ^ s i n y
: _ d
d
d^
d2
2Κ ‫ب‬
2Κ L .
C0SY- — Sin٢
c o s y -^ s in y
d
d

Q 2 (s

Q‫؛‬ny + ‫؟‬

cosy)-Q

‫ﺗ ﻨ ﻮ‬

V

VI hệ số ma sát к nhỏ (0,001 0,005 ‫ )ب‬và dường kinh con lăn thường lớn hơn 1 cm (d 1 ‫)ﺛﺔ‬
nên ta bỏ qua các lượng ١'ơ cùng bé, ta có;
Q
siny
, ‫ء‬
Q
— =Ü
= tgy hoặc Qi = —
Qi
cosy
tgy
Л

Từ quan hệ trên ta thấy nếu y lớn nhất bị hạn chế bơi diều kiện chẹt tgy/2 ‫ ة‬tgtp = μ.
φ là góc nhỏ nhất gi٥a con lăn với bề mặt tiếp xUc khi hệ số ma sát là μ.
24