CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ÁP LỰC TIỂU LUẬN TÍNH TOÁN QUY TRÌNH ĐỘT DẬP VỎ MÁY PHÁT ĐIỆN

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ÁP LỰC
1.1 Khái niệm, đặc điểm và phân loại gia công áp lực.
1.1.1 Khái niệm
Gia công áp lực là phương pháp tạo phôi dựa vào
nguyên lý biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng của
ngoại lực làm thay đổi hình dáng, kích thước theo ý muốn
1.1.2 Đặc điểm
Ưu điểm: - cơ tính của sản phẩm sau khi gia cơng rất cao
do hiệu quả biến cứng của biến dạng dẻo, do đó tất cả các
sản phẩm sau khi gia công áp lực đều phải nhiệt luyện
- Độ bóng bề mặt gia cơng và độ chính xác kích thước, hình
dáng hình học tương đối cao. Đặc biệt khi áp dụng rend
khuôn và dập tấm
-Tạo ra sản phẩm khá đa dạng về chủng loại do loại hình gia
cơng và quy mơ sản xuất đa dạng
- Khả năng cơ khí hóa và tự động cao
Nhược điểm: -Điều kiện lao động nặng nhọc, thường nóng
độc, có hại cho sức khỏe
- Khó gia cơng các chi tiết quá phức tạp
- Vốn đầu tư khi sản xuất lớn rất cao
Áp dụng: Dùng để chế tạo các phôi cho các chi tiết máy
yêu cầu cơ tính cao
1.1.3 Phân loại
a, Phương pháp cán
Phương pháp cán là phương pháp biến dạng kim loại
giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau để được sản phẩm
cán có tiết diện giống như lỗ hình (khe hở giữa 2 trục cán)
và có chiều dại khơng hạn chế

b, Phương pháp kéo kim loại
Là phương pháp biến dạng dẻo kim loại qua lỗ hình của
khn kéo dưới tác dụng của lực kéo, phôi được vuốt dài ra,
giảm diện tích tiết diện ngang, tăng chiều dài

c, Phương pháp ép kim loại
Kim loại sau khi nung nóng cho vào buồng ép, dưới tác
dụng của chày ép kim loại chui qua lỗ khn ép có hình
dạng và kích thước của chi tiết cần chế tạo


d, Rèn tự do
Là phương pháp biến dạng tự do kim loại dưới tác dụng
lực dập của búa hoặc lực ép của máy ép
e, Rèn khn (Dập nóng)
Là phương pháp biến dạng dẻo kim loại trong lịng
khn rèn dưới tác dụng của lực dập
f, Dập tấm (Dập nguội)
Là phương pháp biến dạng dẻo phôi kim loại ở dạng
tấm, trong khuôn dưới tác dụng của ngoại lực để táo thành
sản phẩm có hình dạng, kích thước theo u cầu
1.2 Khái qt về công nghệ dập tấm.
1.2.1 Định nghĩa
Gia công đột dập là phương pháp gia công dùng lực để
làm biến dạng loại phôi theo những yêu cầu khác nhau của
người kỹ thuật dựa vào các bộ khn có sẵn trên bàn máy
1.2.2 Bản chất của công nghệ đột dập
Đột dập là một phần của cơng nghệ nguội.đó là phương
pháp gia cơng kim loại bằng áp lực
Đột dập là nguyên công được sử dụng tạo ra từ chi tiết

phẳng ,từ các phôi tấm ,dài và phẳng và cũng có thể cắt phơi
cho những ngun cơng như uốn dập vuốt và tạo hình
1.2.3 Ưu nhược điểm gia công đột dập
Ưu điểm của công nghệ gia công đột dập

- Sản phẩm ổn định về chất lượng và hình dạng hình
học.


- Áp dụng tối ưu với gia công hàng loạt, hàng khối,
hàng tiêu chuẩn.
 - Tiết kiệm được thời gian gia cơng, mất ít sức lao
động, tối ưu được ngun cơng sản xuất.
 - Hiệu quả kinh tế cao, ít phế phẩm trong sản xuất.
Nhược điểm của công nghệ gia cơng đột dập
 Mất chi phí gia cơng khn mẫu, bảo dưỡng khuôn
(Tùy thuộc vào độ phức tạp của chi tiết).
 - Chỉ gia công được những vật liệu như tôn tấm,
nhôm tấm, thép tấm, nhựa tấm, phôi dạng thanh….
 - Độ linh hoạt thay đổi trong gia công đột dập bị hạn
chế.
1.2.4 Phân loại


Máy đột dập có thể được chia theo cấu tạo khung dập:
- Khung dập hình chữ C hay khung dập khe hở
- Khung dập kín hay khung dập hình chữ O
Khung dập chữ C thường được sử dụng cho máy dập công
suất nhỏ. Ưu điểm là nhỏ gọn dễ di chuyển thuận tiện cho
lắp đặt nhanh. Tuy nhiên ưu điểm này lại không bù đắp được

cho khuyết điểm của nó là hình dạng khung dập khiến cho
mỗi lần tác động lực lại làm lệch kết cấu máy.
.
1.2.5 Ứng dụng gia cơng đột dập trong cuộc sống
Có thể nói sản phẩm của ngành cơ khí gia cơng đột
dập có mặt ở khắp mọi nơi trên thế giới. Trong cuộc sống
hằng ngày chúng ta vấn nhìn thấy và sử dụng sản phẩm này.
Vậy sản phẩm gia công đột dập thế nào quanh chúng ta:
Những chiếc vỏ máy tính, vỏ điện thoại, vỏ đầu đĩa, đầu ghi
hình, amly,….hay những vận dụng trong gia đình như thìa,
dĩa, nồi, dao….
Những ngành công nghiệp hiện đại như sản xuất máy
bay, ô tô, tàu điện,…cũng có mặt của sản phẩm gia cơng đột
dâp.


1.2.6 Thiết bị máy móc phẩm điển hình

Máy đột dập cnc

Máy đột dập thơng thường
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ BIẾN DẠNG
DẺO
2.1 Tổng quan về biến dạng dẻo kim loại
Dưới tác dụng của ngoại lực, kim loại biến dạng theo
các giai đoạn: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và biến
dang phá hủy
Tùy theo từng cấu trúc tinh thể của mỗi loại các giai đoạn
trên có thể xãy ra với các mức độ khác nhau.
Quá trình kéo vật liệu chia làm ba giai đoạn:

Khi tải trọng tác dụng nhỏ hơn Ptl thì biến dạng kim
loai tăng theo đường bậc nhất, đây là giai đoạn biến dạng
đàn hồi (hay biến dạng tỉ lệ)
Khi tải trọng từ Ptl - PB thì tốc độ biến dạng tăng với
tốc độ nhanh và đây là giai đoạn biến dạng dẻo
Khi tải trọng tác dụng đạt đến giá trị lớn nhất PB thì
vật liệu bắt đầu xuất hiện vết nứt, tại đó ứng suất tăng nhanh
và kích thước vết nứt tăng lên, cuối cùng là phá hủy vật liệu
Biến dạng dẻo của đa tinh thể:
Đa tinh thể là tập hợp các đơn tinh. Biến dạng của đa tinh
gồm 2 dạng:
+ Biến dạng trong nội bộ hạt:
Gồm sự trượt và song tinh. Sự trượt xảy ra đối với các hạt
có phương kết hợp với phương của lực tác dụng 450 vá sẽ
trượt trước rồi đến các mặt khác.
Sự song tinh xảy ra khi có lực tác dụng lớn đột ngột gây ra
biến dạng dẻo của kim loại.
+ Biến dạng ở vùng tinh giới:
Tại đây chứa nhiều tạp chất dễ chảy và mạng tinh thể bị
rối loạn cho nên sự trượt và biếndạng thường ở nhiệt độ t0 >
2.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến tính dẻo kim loại
a, Ảnh hưởng của nhiệt độ
Tính dẻo của kim loại ảnh hưởng rất lớn vào nhiệt độ,
hầu hết kim loại khi tăn nhiệt độ tỉnh dẻo tăng. Khi nhiệt độ
tăng dao động các nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng
giảm,khả năng khuếch tán của các nguyên tử tăng làm cho
tổ chức đồng đều hơn. Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt
độ thường tồn tại ở pha kém dẻo, khi ở nhiệt dộ cao chuyển

biến thì hình thành pha có độ dẻo cao. Khi nung nóng từ 201000c thì độ dẻo tăng chậm nhưng từ 100-4000c thì độ dẻo
giảm nhanh,độ dịn tăng,quá nhiệt độ này thì độ dẻo tăng


nhanh,ở nhiệt độ rèn nếu cacbon trong thép càng cao thì sức
chóng biến dạng càng lớn
b, Ảnh hưởng của ứng suất
Ảnh hưởng của ứng suất dư
Khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt tinh thể bị vỡ
vụn, xô lệch mạng tăng, ứng xuất dư lớn làm cho tính dẻo
giảm mạnh (hiện tượng biến cứng).
Khi nhiệt độ kim loại đạt từ 0,25- 0,3 tnc ( nhiệt độ nóng
chảy ) ứng xuất dư và xơ lệch mạng giảm làm tính dẻo kim
loại phục hồi trở lại ( hiện tượng phực hồi ).
Nếu nhiệt độ nung đạt tới 0,4tnc trong kim loại bắt đầu
xuất hiện hiện tượng kết tinh lại, tổ chức kim loại sau khi kết
tinh lại có hạt đồng đều và lớn hơn mạng tinh thể hoàn thiện
hơn nên độ dẻo tăng
Có 3 loại ứng suất dư
Ứng suất dư loại 1: là ứng suất dư sinh ra do sự biến dạng
không
đồng đều giữa các bộ phận của vật thể
Ứng suất dư loại 2: là ứng suất dư sinh ra so sự biến dạng
không
đồng đều giữa các hạt
Ứng suất dư loại 3: là ứng suất dư sinh ra do sự biến dạng
không
đồng đều trong nội bộ hạt
Ảnh hưởng trạng thái ứng xuất chính
Trạng thái ứng xuất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đến

tính dẻo của kim loại chịu ứng xuất nến khối nên có tính dẻo
cao hơn khi chịu ưng xuất nén mặt, nén đường hoặc ứng
xuất nén kéo.
Ứng xuất dư , ma sát ngoài làm thay đổi trạng thái ứng
xuất chính trong kim loại nên tính dẻo cũng bị giảm
c, Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng


Tốc độ biến dạng là đại lượng biến dạng dài tương đối trong
một đơn vị thời gian
- Sau khi rèn dập, các kim loại bị biến dạng do chịu tác
dụng mọi phía nên chai cứng hơn, sự chống lại sự biến
dạng của kim loại sẽ lớn hơn, đồng thời khi nhiệt độ
nguội dần sẽ kết tinh lại như cũ
- Nếu loại tốc độ biến dạng nhan hơn tốc độ kết tinh lại
thì các hạt kim loại bị chai chưa kịp trở lại trạng thái
ban đầu mà tiếp tục biến dạng, do đó ứng suất trong
khối kim loại sẽ lớn hơn, hạt kim loại có thể giịn và bị
nứt
- Nếu 2 khối kim loại như nhau cùng nung đến nhiệt độ
nhất định rồi rèn trên máy và búa ép, ta thấy tốc độ biến
dạng của búa lớn hơn nhưng độ biến dạng tổng cộng
nên máy ép lớn hơn
2.3 Các phương pháp giảm lực biến dạng.
- Cắt đột bằng chày và cối có mép cắt nghiêng.
Khi đột bằng chày và cối có mép cắt nghiêng, q trình
cắt khơng xãy ra đồng thời trên toàn bộ đường bao của chi
tiết mà xãy ra tuần thự giống như khi cắt trên máy cắt dao
nghiêng. Do đó lực cắt đột có thể giẩm đi (30% - 40%).
- Sử dụng chày có chiều cao khác nhau.

Khi sử dụng nhiều chày hoặc trong các khuôn cắt đột lien
hợp độ dày các chày đột có thể khơng giống nhau.
Khi đó lực cắt sẽ khơng tác dụng đồng thời và lực công
nghệ sẽ không phải là lực tổng hợp của tất cả các lực thành
phần. Cần chú ý là bố trí chày sao cho trung tâm áp lực
trùng với tâm khuôn.
2.4 Thông số công nghệ cho các nguyên công cắt đột
Q trình đột kim loại bằng khn bao gồm 3 giai đoạn:


+ Giai đoạn biến dạng đàn hồi: kim loại bị ép nhẹ và nén
đàn hồi, ứng suất trong kim loại không vượt quá giới hạn
đàn hồi.
+ Giai đoạn biến dạng dẻo: Quá trình biến dạng xảy ra là do
biến dạng dư, ứng suất trong kim loại vượt quá giới hạn
chảy, và tăng dần nhưng không đạt tới sức bền cắt.
+ Giai đoạn nứt: Vết nứt bắt đầu xuất hiện và tăng dần lên
do đó lực cắt phơi khơng phải là hằng số mà thay đổi trong
suất hành trình làm việc.
Lực đột lỗ được tính bởi cơng thức sau:
P = p.s.d.S
Trong đó:
P: Lực tính tốn để đột lỗ
s: Trở lực cắt của vật liệu
d: Đường kính lỗ đột
S: Chiều dày của vật liệu
Trong thực tế lực cần thiết của máy lấy lớn hơn lực cắt
tính tốn bằng cách nhân thêm hệ số hiệu chỉnh 1,3 để tính
đến các hiện tượng phụ khi cắt, chiều dày vật liệu khơng
đều, độ mịn của mép cắt…

P = 1,3P + Qđ
Ở đây ta có Qđ chính là áp lực của đệm dưới và áp lực nén
của lò xo tấm gỡ.
Qđ = Qđệm + Qlò xo
Ta có thể tính gần đúng như sau :
Qđệm = 0,1P
Qlị xo = 0,06P
Qđ = 0,16P
Ta có thể chọn máy ép trục khuỷu có giá trị lực danh nghĩa
lớn hơn trị số lực ở trên để thực hiện nguyên công này.
a) Khe hở giữa chày và cối
Khe hở là hiệu số giữa những kích thước làm việc của
chày cối. Khe hở z được biểu diễn bởi hệ thức sau:


z = Dm – Dn
Dm : Đường kín cối đột
Dn : Đường kính chày đột
+ Nếu xác định khe hở hợp lý, khi cắt vết nứt phát sinh từ
chỗ tiếp xúc của vật liệu với mép cắt của chày và cối sẽ
trùng nhau, cho ta mặt cắt có chất lượng tốt, không rạn nứt
hoặc bavia.
+ Nếu khe hở quá nhỏ, các vết nứt sẽ không trùng nhau, làm
cho mặt cắt bị bong thành lớp và tạo thành bavia.
+ Nếu khe hở quá lớn, vật liệu dày thường làm cho mép
dưới chi tiết và mép trên của lỗ bị uốn nhiều
b) Xác định kích thước làm việc của chày và cối khn đột.
Khi xác định kích thước làm việc của chày và cối khn
cắt cần thiết căn cứ vào vào kích thước và độ chính xác của
chi tiết, đặc điểm mài mịn của khn

Đối với chày và cối khn đột lỗ chi tiết trịn có hai
phương pháp chế tạo đó là phương pháp chế tạo riêng và
phương pháp chế tạo phối hợp..
Khi mịn thì kích thước làm việc của cối tăng lên và kích
thước làm việc của chày giảm đi, vì vậy khi chế tạo kích
thước của cối ln có dung sai với giá trị dương và kích
thước của chày có dung sai với giá trị âm
c) Dung sai trên kích thước làm việc của chày và cối khi cắt
hình và đột lỗ.
Khi thiết kế khuôn cắt phôi ta sử dụng phương pháp chế
tạo riêng để có thể lắp lẫn cho nhau được. Trong q trình
làm việc thì kích thước của cối tăng lên và kích thước của
chày giảm đi.
Vì vậy khi chế tạo, kích thước của cối ln có dung sai với
giá trị dương và kích thước chày ln có dung sai với giá trị
âm


d) Lực cắt phôi

Các thành phần lực cắt
P = PX + PY + PZ


CHƯƠNG 3:
TÍNH TỐN THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
ĐỘT DẬP VỎ MÁY PHÁT ĐIỆN

3.1 Bản vẽ chi tiết

Bản vẽ khuôn đột dập


Bản vẽ chi tiết cửa máy phát điện
3.2 Vật liệu chế tạo
Mác thép làm vỏ máy phát thì có khá nhiều chủng loại. Tuy nhiên, tùy
thuộc vào chất lượng và giá thành của khách hang mà nhà sản xuất sử dụng
các loại vật liệu khác nhau.
Sơ lược như sau:
Thép tấm SPCC, SPCD, SPCE (có thể coi tương đương CT3): cho các loại
máy phát có chất lượng thấp và trung bình, giá thành rẻ hoặc ở những phân
khúc thị trường không yêu cầu cao.
Ưu điểm là khả năng biến dạng dẻo cao, dễ uốn và tạo hình.


Thép hợp kim:
Ưu điểm của loại vật liệu này là độ bền và độ cứng vững cao
=> khả năng bảo vệ an toàn cho người sủ dụng

Yêu cầu vật liệu
✔ Vỏ được sản xuất đảm bảo giữ độ ồn đạt tiêu chuẩn mơi trường và cung
cấp đầy đủ khơng khí làm mát máy với nhiệt độ môi trường xung quanh cao
đến 45-50oC.
✔ Vỏ bằng tole, được sơn tỉnh điện toàn bộ, đặt trong nhà. Bên trong vỏ các
âm được lứt các lớp vật liệu cách âm có khả năng chống cháy. Thiết kế có cửa
lấy gió và thốt khí nóng hợp lý để đảm bảo máy khơng bị nóng khi hoạt động
dài hạn.
✔ Vỏ cách âm được thiết kế và chế tạo vững chắc, có các móc treo giúp cho
việc cẩu và vận chuyển toàn bộ hệ thống máy phát điện một cách dễ dàng, an
toàn. Vỏ cách âm được thiết kế có của hai bên hơng rộng thống

✔ Vật liệu cách âm chịu được nhiệt và nước.
3.3 Quy trình công nghệ chế tạo các nguyên công
1 Cắt phôi
2 Dập cắt vị trí cửa rời
3 Đột dập lỗ theo yêu cầu bản vẽ
4 Mài bavi các cạnh góc
5 Sơn lớp sơn cách điện cách nhiệt
6 In thông số yêu cầu
7 Kiểm tra chất lượng
3.4 Tính tốn các thơng số cơng nghệ
3.4.1 Tính tốn kích thước phơi
Coi chi tiết là tấm thép mỏng dày 3mm có chiều dài 100 (mm), chiều rộng
100(mm)
Ta có:


Thể tích của chi tiết :
Vct = a.b.c = 50.74.3 = 11100 (mm3)
Ta chỉ đột ở 1 khoảng kích thước nhỏ có kích thước 14x2( mm)
3.4.2 Lực cắt phơi
Ta có cơng thức tính lực cắt:
P = K. σ c.F ≈ 0,7.K. σ b.F
Trong đó: F: diện tích phơi
σb: giới hạn bền
K = 1÷ 1,6
Ta có
Tra bảng thép Ct3 có giới hạn bền σb = 470 Mpa = 470 N/mm2
P = 0,7.( 1÷ 1,6).616.470 = (202664÷ 324263 )N = (20,3÷32,5) Tấn
3.4.3 Tính lực dập
Ta có cơng thức :

P = k.Fmax
Trong đó:

k : hệ số áp lực phụ thuộc vào kim loại gia công.
Với théo gia công là thép thường chọn k = 5
Fmax : diện tích tiếp xúc lớn nhất giữa phôi và đầu ép:

P = 5.616 = 3080 (N) = 0,31 (Tấn)
3.4 Thiết kế khn
Kết cấu khn dập hợp lí phải đảm bảo :
- Tính cơng nghệ của kết cấu (dễ gia cơng,dễ tháo lắp )
- Độ chính xác và bền vững
- Tính an tồn của các bộ phận của khn
- Khả năng thay thế dễ dàng khi mịn hỏng
- Khả năng lắp ghép trên máy dễ dàng thuận tiện
- Thao tác thuận lợi cho công nhân


Hình ảnh sau khi đột dập vỏ máy