Slide gia công áp lực đại học bách khoa hà nội chương 2 rèn và rập khối

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
B/M GIA CƠNG ÁP LỰC

2.0 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI

---------------------------------------------------

Cơng nghệ dập tạo hình khối là một trong
những phương pháp gia cơng kim loại bằng áp lực,
khai thác tính dẻo của kim loại để làm biến dạng
và điền đầy vào lịng khn để tạo hình sản phẩm
có hình dạng và kích thước theo yêu cầu.

Chương 2

RÈN VÀ DẬP KHỐI

Hà nội, 10.09.2010
B/M GIA CƠNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

Dập khối sản phẩm lớn

Các dạng sản phẩm dập khối

3

CuuDuongThanCong.com

2

B/M GIA CƠNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

/>
4


Sơ đồ khối công nghệ rèn, dập khối

Đối tượng cấn nghiên cứu
Phơi

Ỉ

Rèn, Dập khối

Ỉ

Phơi dập

- Phơi đúc, gù đúc

- Chồn

- Bán thành phẩm

- Phơi cán chu kỳ, định hình

- Vuốt, kéo

- Chi tiết

- Chế độ nhiệt

- Uốn

- Dung sai vật dập

- Vật liệu, cơ tính

- Dát

...

- Ép chảy
- Đột lỗ
- Vặn xoắn
- Hàn cháy
- Chặt phôi
Rèn tự do
Phôi

Nung phôi

- Dập trong khuôn hở
Xử lý sau dập

Sản phẩm

- Dập trong khuôn kín

Dập khối

5

Phân loại dập khối

6

2.1 Phơi sử dụng trong rèn và dập khối
Gia cơng áp lực

Dập tấm

Dập tạo hình khối
Rèn phơi

* Mọi vật liệu kim loại có tính dẻo đều có thể dập ở một
nhiệt độ nhất định

…

* Vật liệu để rèn và dập khối rất đa dạng, gồm:

Dập khối

Chồn

Máy búa

Dập trong khn hở

Vuốt

Máy ép TK

Dập trong khn kín

Uốn

B/M GIA CƠNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

Máy ép vít

- Các loại thép các bon
- Các loại thép hợp kim
- Kim loại mầu và hợp kim màu như hợp kim nhôm,
magiê, đồng và một số hợp kim niken, titan…

Ép chảy

Máy ép TL
…

…

B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

CuuDuongThanCong.com

7

8

/>

Các dạng phôI chủ yếu








PhôI thép đúc
phôI thép cán định hình
phôI rèn
phôI thép tấm
phôI qua gia công cơ
phôI đúc
các loại phôI khác
9

Cỏc phng phỏp ct phụi

10

Cỏc phng phỏp ct phụi

Li cắt để cắt thép hình

a – để cắt phơi trịn
b - để cắt phôi vuông
c - để cắt phôi chữ nhật
d - để cắt thép góc
e - để cắt tấm

Sơ đồ cắt phơi trên máy cắt

B/M GIA CƠNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

CuuDuongThanCong.com

11

B/M GIA CƠNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

/>
12


Các phương pháp cắt phơi
Ví dụ tính lực cắt

P = k . σc . F ≈ 0,7 k . σb . F
Ví dụ:
Tính lực cắt phơi trụ Φ20 mm thép ký hiệu C30 trên máy cắt ?
Tra bảng thông số vật liệu ta có giới hạn bền 480Mpa
F=pi*20*20/4=100pi mm*mm
σb= 480 Mpa=480 N/mm2
k = 1 ÷ 1,6

P=( 1 ÷ 1,6 )*0,7*480*100pi =

105.557 ÷168.892 N =10.5÷16.8 T

Dạng đặc trưng của đầu mặt phơi sau khi cắt

B/M GIA CƠNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

13

2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI

14

2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI

2.2.1. Khái niệm:

2.2.3 CHẾ ĐỘ NUNG VÀ LÀM NGUỘI

- Khoảng nhiệt độ tạo hình cho phép (Tcp) khi rèn và dập nóng là
khoảng nhiệt độ giới hạn bởi nhiệt độ bắt đầu rèn (Tbd) và nhiệt độ kết
thúc rèn (Tkt) mà tại đó kim loại có tính dẻo cần thiết để biến dạng và
điền đầy lịng khn. Đối với hợp kim thép - các bon thơng thường thì
khoảng nhiệt độ cho phép nằm trong giới hạn từ 12500C – 750 oC.
- Khoảng nhiệt độ tạo hình cần thiết (Tct) là khoảng nhiệt độ nằm
trong khoảng nhiệt độ (Tcp) phù hợp với từng nguyên công, thời gian
gia công và vật liệu.

B/M GIA CƠNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

CuuDuongThanCong.com

15

Yêu cầu khi nung:
ƒ Đạt được nhiệt độ nung
ƒ Nhiệt phân bố đồng đều theo tiết diện của thỏi đúc
hoặc phơi
ƒ Hạn chế oxy hóa và thốt các bon bề mặt
ƒ Tránh nứt tế vi và ứng suất dư do nhiệt
ƒ…
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

/>
16


2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI

2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI

2.2.3 CHẾ ĐỘ NUNG VÀ LÀM NGUỘI

2.2.3 CHẾ ĐỘ NUNG VÀ LÀM NGUỘI

+ Chế độ nung phân đoạn cho phơi có chiều dày lớn:

+ Chế độ nung phân đoạn cho phôi nhỏ:

1. Nung tới nhiệt độ chuyển biến pha với tốc độ nung cho phép;
2. Giữ nhiệt ở nhiệt độ chuyển biến pha;
3. Tiếp tục nung đến nhiệt độ nung cần thiết với tốc độ nung cao
nhất có thể;
4. Giữ nhiệt ở nhiệt độ này để đồng đều hóa nhiệt độ theo tiết diện
phơi.

17

2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI

Đối với đa số thép kết cấu khi phôi có đường kính nhỏ hơn
100 mm hồn tồn có thể chất ngay vào lị có nhiệt độ cao (1300 1400o C).
Khi nung phôi ngắn với tỷ lệ chiều dài/ đường kính
L/D ≤ 2, thời gian nung có thể giảm 2%,
L/D = 1,5 thời gian nung có thể giảm 8%,
L/D = 1 thì thời gian nung có thể giảm tới 29%.

B/M GIA CƠNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

18

2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT KHI DẬP KHỐI

2.2.3 CHẾ ĐỘ NUNG VÀ LÀM NGUỘI

2.2.4 PHƯƠNG PHÁP NUNG

Quá trình làm nguội gồm 2 giai đoạn:

a) Khi nung bằng dòng điện tiếp xúc

1. Phôi bị mất nhiệt trong khi tạo hình
Ở giai đoạn này phơi được làm nguội là do
- nhiệt truyền ra khơng khí xung quanh
- nhiệt truyền trực tiếp vào dụng cụ gia cơng.

b) Khi nung bằng dịng điện cảm ứng

2. Làm nguội sau khi rèn
- Đối với các chi tiết nhỏ, làm nguội bằng cách xếp thành đống lớn trong lị kín, trong lị
có chứa vơi bột, hoặc trong lị có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ngừng rèn, tức là cố gắng làm
nguội càng chậm càng tốt.

c) Phương pháp nung bằng dung dịch điện
phân

- Đối với các chi tiết lớn (D = 500 ÷ 1500 mm), người ta làm nguội ngồi khơng khí, đơi
khi cịn làm “áo” bao lấy chi tiết để giảm tốc độ làm nguội kim loại. Các áo cách nhiệt
được làm bằng amian và cách kim loại từ 50 đến 120 mm.

19

CuuDuongThanCong.com

B/M GIA CƠNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

/>
20

2.3 RÈN TỰ DO

2.3 RÈN TỰ DO
2.3.1 Khái niệm và Phân loại

2.3.1 Khái niệm và Phân loại

• Rèn thủ cơng: là các nguyên công nhằm biến dạng
kim loại một phần hay tồn bộ thể tích ở nhiệt độ
thích hợp bằng dụng cụ biến dạng đơn giản và sử
dụng sức người là chính.
• Rèn máy: các ngun cơng dập tạo hình khối đơn
giản nhằm biến dạng một phần hay toàn bộ thể tích
được thực hiện trên các thiết bị tạo lực ở nhiệt độ
thích hợp.

CN DẬP
DẬP TẠO
TẠO HÌNH
HÌNH KHỐI
KHỐI
CN
RÈN TỰ
TỰ DO
DO
RÈN

DẬP KHỐI
KHỐI

DẬP

RÈNTHỦ
THỦCƠNG
CƠNG
RÈN

RÈN MÁY
MÁY
RÈN

Trong khn khổ bài giảng này chỉ tập trung vào cơng nghệ rèn máy.
B/M GIA CƠNG ÁP LỰC - ViỆN CƠ KHÍ - ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

21

22

2.3 RÈN TỰ DO
CN rÌn tù do

B/M GIA CƠNG ÁP LỰC - ViN C KH - I HC BCH KHOA HN

CuuDuongThanCong.com

Nguyên công uốn

Ng. công hn cháy

Ng. công tạo bậc

n.C tạo lồi lõm trên phôi

Ng. công dát đuổi

n.C vuôt trên trục nòng

Ng. công dát vnh

Ng. công đột lỗ

Ng. công vuốt

Ng. công chồn

Cắt phôi

rèn ph«i

Các ngun cơng rèn được chia thành các loại:

- ngun công sơ bộ,
- nguyên công chủ yếu,
- nguyên công phụ

23

24

/>

Bng tng hp cỏc nguyờn cụng rốn
Tên nguyên công

Nhiệm vụ

Hỡnh v

I. Các nguyên công sơ bộ
1. Rèn phôi

Biến gù đúc thnh
phôi rèn.

2. Chặt phôi
( xấn, cắt )

Chia phôi rèn ra
thnh từng phần
nhỏ loại cắt bỏ
phần đầu v phần
đuôi của gù đúc.

II. Các nguyên công chính

Ghi chú

Bao gồm các
nguyên công ép
cạnh v lm mật

độ riêng.

3. Chồn tự do
(1)
Chồn trong
vòng (2) v
chồn đầu (3)

Lm tng diện
tích tiết diện
ngang bằng cách
gim ton bộ
chiều di (1)
Loại lm gim
một phần chiều
di phôi (2) v có
thể lm phình to
phần đầu phôi (3)

Các nguyên công chồn
có thể l các nguyên
công chuẩn bị ( trớc khi
đột lỗ) loại nguyên công
trung gian ( chuẩn bị cho
vuốt ).

4. Vuốt

Lm tng chiều
di phôi bằng

cách lm gim
diện tích tiết diện
ngang của nó.

Khi vuốt phức tạp có thể
bao gồm nhiều bớc ép
liên tục quanh trục phôi.

25

5. t
l

Tạo lỗ trong phôi
hoặc trong chi tiết.

Có
thể
l
nguyên công sơ
bộ, trớc khi dát
vnh loại mở lỗ.

6. Dát
vnh

ồng thời lm tng
c đờng kính trong
v đờng kính ngoi
của phôi rỗng (có lỗ

sẵn).

Nguyên
công
phức tạp bao
gồm nhiều bớc
ép cạnh phôi
quay liên tục
trong trục đỡ v
đầu búa hẹp.

26

7. Vuốt Tng độ
trên trục phôi rỗng.
nòng

8. Dát

di

Không thay đổi
đờng
kính
trong.

Lm tng chiều
rộng phôi

Nhng nguyên

công dát phức
tạp bao gåm
nhiỊu qu¸ trinh
Ðp theo tiÕt diƯn
ngang.

27

CuuDuongThanCong.com

28

/>

9. Tạo Dịch chuyển một
phần kim loại lệch
bậc

12. Vê

khỏi trục ban đầu
của phôi.

10. Uốn

11.
Thắt,
tóp

Biến phôi thẳng

thnh phôi cong
(hoặc chi tiết cong)
theo góc uốn cần
thiết.

Có thể l nguyên
công chuẩn bị
hoặc
nguyên
công cuối cùng.

Tạo ngẫng trên phôi
(hoặc chi tiết )

Có thể l nguyên
công chuẩn bị
hoặc
nguyên
công cuối cùng.

Từ phôi có nhiều
cạnh lm thnh
thanh tròn ( cã thĨ
toμn bé hc cơc
bé )

13. Vt cơc Vt ở một hoặc
hai đầu phôi
bộ

14. Mở lỗ

Lm rỗng lỗ có
sẵn vuông góc với
bề
mặt
phôi
phẳng.

29

III. Các nguyên công phụ

15.
ỏnh
du

Lm biến dạng một phần
rất nhỏ của thể tích phôi
nhằm tạo thnh chỗ lồi
lõm trên khuôn.

Các nguyên công
tiếp
theo
nó
thờng l cán cục
bộ, vuốt cục bộ
v.v

16. Vê
cạnh

Nhằm gim các nh hởng
xấu của việc thoát nhiệt (
gim nhiệt độ ) không
đồng đều của phôi.

Dùng để rèn các
phôi bằng thép
hợp kim cao, khỏi
bị nứt cạnh khi rèn
vi các cạnh thờng
nguội trớc.

30

17. Vặn Nhằm quay nột
xoắn
bộ phận no đó
của phôi đi một
góc cho trớc.

18. Hn
cháy

Nối hai phần
phôi lại với
nhau.

Dùng khi
rÌn b»ng
m¸y bóa.

31

CuuDuongThanCong.com

32

/>

Các nguyên công khác
19. Cắt
bavia

Cũng có thể l
nhng
nguyên
công
chuyển
tiếp.

20. L

Lm mất nhng chỗ lồi
lõm, không phẳng, cong,
vênh của phôi.

21. Nắn

Lm phẳng các phôi
cong không tính trớc (
cong do thiếu sót của quy
trinh công nghệ hoặc khi
gia công).

2.4 DP KHI TRấN
MY BA

22. óng Ghi lại nhng ký hiệu,
mác thép, số hiệu chi tiết,
dấu
bằng cách đục vo chi
tiết hoc con dấu.
33

34

CC CễNG ON CỦA QUÁ TRÌNH DẬP KHỐI

2.4 DẬP KHỐI TRÊN MÁY BÚA
CN DẬP
DẬP
CN
TẠO
HÌNH
KHỐI
TẠO HÌNH KHỐI
CN DẬP

DẬP KHỐI
KHỐI
CN

CN RÈN
RÈN
CN
DẬPKHỐI
KHỐI
DẬP
TRÊNKHN
KHNHỞ
HỞ
TRÊN
DẬPKHỐI
KHỐI
DẬP
TRÊNKHN
KHNKÍN
KÍN
TRÊN

ÉPCHẢY,
CHẢY,KÉO
KÉODÂY…
DÂY…**
ÉP

35

CuuDuongThanCong.com

36

/>

2.4 DẬP KHỐI TRÊN MÁY BÚA

HÌNH ẢNH THIẾT BỊ DẬP KHỐI

Equipment
Hydraulic press
Mechanical press
Screw press
Gravity drop hammer
Power drop hammer
Counterblow hammer

Vận tốc m/s
0.06 – 0.30
0.06 – 1.5
0.6 – 1.2
3.6 – 4.8
3.0 – 9.0
4.5 – 9.0

37

38

2.4.1.1 DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN HỞ

2.4.1 KHÁI NIỆM và PHÂN LOẠI

DẬP KHỐI là quá trình biến dạng dẻo kim loại trong
lịng khn ở nhiệt độ thích hợp.
DẬP KHỐI TRÊN KHN HỞ tạo ra các phơi dập
có vành biên
DẬP KHỐI TRÊN KHN KÍN tạo ra sản phẩm
khơng có vành biên.

a- Phơi
b, c- Khn
khơng có góc
nghiêng (lý
tưởng)
d,e- Khn có
góc nghiêng
thành lịng
khn (phơi
thừa)

39

CuuDuongThanCong.com

40

/>

2.4.1.2 DẬP KHỐI TRÊN KHN KÍN

SoSÁNH
sánh dập
trên
khn
kín và
khn KÍN
hở VÀ HỞ
SO
DẬP
KHỐI
TRÊN
KHN

a,b- Khn kín
khơng có
góc nghiêng
c- Khn kín
có góc
nghiêng
d- Khn kín
trên máy
rèn ngang
Comparison of closed-die forging to precision or flashless forging of a cylindrical billet. Source:
H. Takemasu, V. Vazquez, B. Painter, and T. Altan.

41

42

KHN DẬP TRÊN MÁY BÚA

Lắp khn hở trên máy búa

- Dập khối trên máy búa linh hoạt hơn dập trên máy
ép cơ khí vì máy búa có hành trình thay đổi, tránh
được hiện tượng quá tải và kẹt máy.
- Kích thước chiều ngang được đảm bảo, chiều cao
sản phẩm thường khơng chính xác -> do kích thước
phơi
- Với khn dập khối hở thì vật dập ln có vành biên
-> cần thiết có các ngun cơng tinh chỉnh và cắt
biên.

1- Bệ đe
2- Thanh chêm bệ đe
3- Bệ đe phụ/ tấm ghép
4- Thanh chêm khuôn dưới
5- Khuôn dưới
6- Khuôn trên
7- Thanh chêm khuôn trên
8- Đầu búa trên
9- Con chốt trên
10- Con chốt dưới

Máy dập + Khuôn + Phôi+ Chế độ nhiệt => Sản phẩm dập
43

CuuDuongThanCong.com

44

/>

2.4.2 MẶT PHÂN KHUÔN

MẶT PHÂN KHUÔN VỚI CÁC VẬT RÈN ĐƠN GIẢN

Mặt phân khuôn phân chia khuôn thành 2 nửa
khuôn trên và khn dưới; thuận lợi cho q trình điền
đầy kim loại, đặt phôi và lấy vật dập ra khỏi khn.
(xem hình trang sau)
™ Mặt phân khn có thể phẳng hoặc gấp khúc.
™ Vật dập là hình khối khơng gian đơn giản thì có thể
chọn tối ưu: tháo lắp, hướng thớ...
™ Vật dập phức tạp thì có thể thêm lượng thêm kim
loại để có thể lấy vật dập.
™ Hình dáng vật dập phụ thuộc vào mặt phân khuôn.

45

CHỌN MẶT PHÂN KHUÔN THEO TỈ SỐ H/D

46

SỰ PHÂN BỐ THỚ KL theo MẶT PHÂN KHUÔN

Chi tiết dạng con chốt hay bị cắt đứt tại tiết
diện a-a, nên chọn mặt phân khuôn I-I cho tổ

chức hướng thớ liên tục.
Phương án a thì góc nghiêng lịng khn nhỏ,
tiết kiệm kim loại.

- H/D nhỏ thì nên chọn phương án b
- H>>D thì nên chọn theo phương án c

47

CuuDuongThanCong.com

48

/>

2.4.3 VÀNH BIÊN và RÃNH THỐT BIÊN

Kết cấu khn cắt biên và đột màng ngăn lỗ

VÀNH BIÊN là phần kim loại thừa bao quanh vật
dập.
- Khóa cửa khn ở giai đoạn cuối quá trình dập
- Tăng trở lực biến dạng để kim loại điền đầy các hốc
hẹp, rãnh sâu trong lịng khn.
- Vành biên được cắt bởi các ngun cơng sau dập

49

B. RÃNH THỐT BIÊN

50

Các loại rãnh thốt biên

RÃNH THỐT BIÊN gồm cầu vành biên a và túi
chứa kim loại b
Kích thước h đóng vai trị quan trọng trong việc điền
đầy kim loại và hình thành vành biên.

51

CuuDuongThanCong.com

52

/>

Các giai đoạn hình thành vành biên

2.4.4 GĨC NGHIÊNG THÀNH LỊNG KHN

Mục đích:
Sau khi dập do lực ma sát giữa vật dập và
thành lịng khn tại các mặt tiếp xúc, cho nên
nếu ta làm các thành lịng khn đứng thì vật dập
sẽ dính chặt vào lịng khn, khơng lấy ra được,
hoặc trong trường hợp dùng cần đẩy mà lực ma
sát rất lớn thì lực cũng lớn.

1

2

3

a)Vành biên quá lớn

b)Vành biên hợp lý

Xem góc nghiêng
53

54

A. Cách chọn góc nghiêng

- Các khn hở dập trên máy búa: lịng khn với một góc
nghiêng nhất định (khoảng 5÷100 )
- Đối với các khn dập có dùng cần đẩy ( khả năng này rất khó
thực hiện trên máy búa ) thì có thể giảm góc nghiêng thành lịng
khn đi vài ba độ.
- Độ sâu tương đối của các lịng khn càng lớn thì góc nghiêng
thành lịng khn càng lớn.
- Vật dập như nhau nhiệt độ phơi dập càng cao thì góc nghiêng
thành lịng khn càng lớn.
- Nếu dùng chất bơi trơn tốt thì khơng những làm giảm hệ số ma
sát mà còn làm giảm áp lực pháp tuyến.

- Khi vËt dËp dÝnh ë nưa khu«n dới, để tháo gỡ chỉ cần
đập mạnh thêm một lần l có thể lấy đợc sản phẩm.

- Đặc biệt nguy hiểm khi vật dập dính ở nửa khuôn trên,
có thể gây vỡ khuôn, gẫy cán búa hoặc văng vo công
nhân gây tai nạn.
- Để khắc phục, khi chế tạo khuôn thờng lm góc
nghiêng ở nửa khuôn trên lớn hơn góc nghiêng ở nửa
khuôn dới.

55

CuuDuongThanCong.com

56

/>

B. Điều kiện để vật dập tự thoát ra khỏi lịng khn

Phân tích lực tác dụng lên phơi
Coi tỉng hỵp các lực tác dụng lên vật dập l Q thì

Sau nhát đập cuối cùng, trên bề mặt tiếp xúc
giữa vật dập v lòng khuôn tồn tại các thnh
phần lực:

Q = -Tcosα + Psinα = P(sinα - μcosα)
T = μ.P ( theo định luật Coulomb)

P
Để vật dập tự đẩy ra khỏi lòng khuôn thì hợp lực Q phảI
lớn hơn không (chiều dơng)

- P tác dụng vuông góc bề mặt vật dập.

Q



- Gọi ma sát tiếp xúc tổng cộng l T, góc
nghiêng thnh lòng khuôn l , hệ số ma sát



T

Q>=0

(sin - μcosα) >=0

tgα >= μ

57

58

Vùng giá trị của góc nghiêng
+ Góc nghiêng ngoi: ở mặt
tiếp xúc giữa vật dập v lòng
khuôn m khi kim loại nguội
đi sẽ tạo ra khe hở.

I

+ Góc nghiêng trong: l góc
nghiêng ở các mặt tiếp xúc
m khi kim loại nguội đi sẽ
tạo ra độ căng.

II
tg > μ

α1 < α2

Vùng II đảm bảo điều kiện vật dập tự đẩy ra khỏi khuôn
sau nhát đập thêm
59

CuuDuongThanCong.com

60

/>

2.4.5 BÁN KÍNH GĨC LƯỢN

Cách chọn bán kính góc lượn

- Là yếu tố công nghệ không tránh khỏi trong
gia công cơ khí. Bán kính lượn càng nhỏ mức độ
gia cơng càng khó.
- Bán kính lượn lớn hay nhỏ sẽ tạo thuận lợi hay

khó khăn khi điền đầy kim loại.
- Bán kính góc lượn giảm tập trung ứng suất.
- Bán kính lượn trên dụng cụ (chày,cối) luôn nhỏ
hơn hoặc bằng bán kớnh ln trờn phụi.

Bán kính góc lợn
- Bán kính góc lợn trong R
- Bán kính góc lợn ngoi r

Thông thờng r = 1 ÷ 6mm
R = 3 ÷ 15mm
h/b < 2

r = 0.05h + 0.5;

R = 2.5r + 0.5

h/b = 2 ÷ 4

r = 0.06h + 0.5;

R = 3.0r + 0.5

h/b > 4

r = 0.07h + 0.5;

R = 3.5r + 0.5

61

2.4.6 LỖ CHƯA THẤU VÀ MÀNG NGĂN LỖ

62

Chiều sâu tối đa của lỗ chưa thấu

• Lỗ chưa thấu: thay hoặc giảm tải cho n/c đột lỗ

Chiều sâu tối đa hmax của lỗ chưa thấu có thể dập
trên máy búa được tính theo cơng thức kinh nghiệm
sau:
0 ,5 D
hmax =
< 0,8D
cos( 4α ). 2 ,75 σ b ( t )
σb(t) – Giới hạn bền của kim loại ở nhiệt độ biến dạng
D - Đường kính lỗ .
α - Góc nghiêng thành lịng khn

• Màng ngăn lỗ: Phần kim loại cơng nghệ còn lại trong lỗ sau khi dập
63

CuuDuongThanCong.com

64

/>

Chiều dày màng ngăn lỗ

2.4.7 LỊNG KHN TINH

Khi cần dập chi tiết có màng ngăn lỗ thì chiều dầy
màng cũng phải tính tốn sao cho hợp lý. Nếu qúa dầy
thì tốn kim loại, tốn lực đột màng ngăn lỗ. Nếu q
mỏng thì dễ hỏng khn (dấu khn) tốn năng lượng
khi dập.
Có thể tính chiều dày màng ngăn lỗ theo cơng thức
kinh nghiệm sâu đây:

a = 0, 45 D − 0, 25 h − 5 + 0,6 h

mm

Lịng khn tinh:
- lịng khn cuối
cùng,
- có hình dáng gần
nhất với vật dập.
a) Bản vẽ vật dập
b) Hình dạng sau khi duỗi thẳng
của vật dập
c) Các bước dập
d) Khn dưới
e) Lịng khn ép tụ

65

CÁC NGUN TẮC ĐIỀN ĐẦY LỊNG KHN

66

CÁC GĐ Q TRÌNH ĐIỀN ĐẦY LỊNG KHN
Giai đoạn 1: Chồn tự do, từ chiều cao ban đầu đến khi
phôi tiếp xúc vào các thành bên. Chiều cao phôi giảm
lượng ΔH1. Áp lực đơn vị thấp, chủ yếu là áp lực p
và áp lực do lực ma sát bề mặt gây ra mp.
Giai đoạn 2: Chồn+Ép chảy, từ khi kim loại tiếp xúc
thành bên đến khi cầu vành biên bắt đầu bị đóng kín.
Chiều cao phơi giảm đi 1 lượng ΔH2. Ngồi các áp
lực p,mp cịn có áp lực trên thành bên q và mq lực ma
sát do q gây ra.
Giai đoạn 3: Chồn+Ép chảy, kim loại điền đầy các góc
lượn và chảy qua cầu vành biên. Các thành phần lực
masat thành bên mp, mq ko cịn mặc dù vẫn có áp lực
bên q, do ko có sự chuyển dịch của lớp kim loại bề
mặt. Thêm vào đó là áp lực tại cầu vành biên c và ma
sát mc. Do đó lực dập tăng nhanh. ΔH3 nhỏ hơn ΔH1
ΔH 2
Giai đoạn 4: Đẩy nốt phần kim loại thừa ra vành biên.
Thành phần lực gần giống GDD3 và tăng rất nhanh.

a) Chồn
b,c) Chồn, đột
lỗ
d) Chồn phôi
cao
e) Ép chảy
f) Chồn, đột, ép

chảy

67

CuuDuongThanCong.com

68

/>

Mơ phỏng Q TRÌNH ĐIỀN ĐẦY LỊNG KHN

2.4.8 LỊNG KHN THƠ

- Lịng khn thơ có nhiệm vụ làm giảm nhiệm
vụ cường độ làm việc của lịng khn tinh, do đó
tăng tuổi thọ của các lịng khn tinh.
- Phơi dập qua lịng khn thơ có hình dáng gần
giống vật dập, có một lớp ba via được tạo ra từ
khe hở giữa hai mặt biên

Vị trí các lịngkhn
69

ĐẶC ĐIỂM LỊNG KHN THƠ

70

ĐẶC ĐIỂM LỊNG KHN THƠ

Cấu tạo lịng khn thơ gần giống lịng khn tinh
nhưng có những điểm khác sau đây.
1. Các bán kính góc lượn lịng khn thơ lớn hơn ở lịng
khn tinh.
2. Lịng khn thơ khơng có rãnh thốt biên.
3. Chiều cao lịng khn thơ phải lớn hơn chiều cao vật
dập để khi dập trên lịng khn tinh có một lượng biến
dạng về chiều cao .

4. Chiều rộng các lòng khn thơ phải nhỏ hơn chiều
rộng lịng khn tinh để có thể đặt bán thành phẩm (đã
qua lịng khn thơ) vào lịng khn tinh được dễ dàng
.
5. Góc nghiêng thành lịng khn thơ có thể lớn hơn,
bằng hoặc nhỏ hơn góc nghiêng thành lịng khn tinh.
Nếu cần tạo gân hoặc một chỗ lồi cao thì ta nên tạo
hình theo phương pháp ép chảy.

71

CuuDuongThanCong.com

72

/>

Vật dập trên lịng khn thơ và tinh

- chiều dày lớp ba via sau khi dập qua lịng khn thơ
là ht

- chiều dày cầu vành biên lịng khn tinh là h
- chiều sâu của túi chứa kim loại ở rãnh thoát biên là H

h < ht - Nửa trái: vật dập lịng khn thơ
- Nửa phải: vật dập lịng khn tinh
73

74

2.4.9 CÁC NGUN CƠNG CHUẨN BỊ

- Chuẩn bị phơi dập bằng máy chuyên dùng: máy cán
chu kỳ, rèn cán..
- Phôi cỏn nh hỡnh, chu k..
- Phụi ỳc

đồ
thị
Xác
định
Các
n.C
Chuẩn
bị

ép
tụ
Hở

C
ép
Tụ
kín

Vuốt+ép tụ

nén
Không

75

CuuDuongThanCong.com

76

/>

2.4.9.1 NGUN CƠNG CHUẨN BỊ VẬT DẬP DỌC

Khối khn ghép 2 lịng khn

-Vật dập dọc là các vật dập được dập theo chiều dọc
trục phôi. Thường là các vật dập ngắn , tròn xoay như
bánh răng , bánh đà , bánh đai...
-Nguyên công chuẩn bị chủ yếu cho vật dập dọc
thường chỉ là chồn

Lịng khn tinh

Lịng khn chồn

Khn dập phơi
bánh răng

Rãnh thốt biên

77

N/c chuẩn bị vật dập dọc

78

2.4.9.2 NGUN CƠNG CHUẨN BỊ VẬT DẬP DÀI

-Vật dập dài là các vật dập được dập theo chiều vng
góc trục phơi.

a) Chồn
b) Vuốt
c) Ép chảy

Các ngun cơng chuẩn bị chính gồm:
- Vuốt: phơi ngắn hơn vật dập
- Ép tụ: độ dài phôi bằng vật dập
- Uốn: đường trục phôi bị uốn
- Thắt: tạo phình nhỏ
- Thành hình: phơi dập khơng đối xứng

79

CuuDuongThanCong.com

80

/>

CÁC LỊNG KHN CHUẨN BỊ

CÁC LỊNG KHN CHUẨN BỊ

- VUỐT (a)

a)

- ÉP TỤ (b)

b)

- UỐN (c)

c)

UỐN

THÀNH HÌNH

81

2.4.10 TÍNH THỂ TÍCH PHƠI DẬP

82

2.4.10.1 VẬT DẬP DỌC (NGẮN)

Thể tích phơi:
VPh = k ( VVd + VPL )

- Đối với các vật dập dọc thì phơi phải thỏa mãn điều
kiện khi chồn: H0 < 2,5 D0 tránh hiện tượng mất ổn
định.

- k: hệ số kim loại cháy khi nung k>1, k=1+(1%÷6%)
- Vvd: Thể tích vật dập ở trạng thái nguội (theo bản vẽ)
- Vpl: Thể tích phế liệu

- Lượng biến dạng khi chồn chuẩn bị trước khi đưa
vào dập nên trong khoảng: 25%÷50%.
- Tính đến mức độ phình trống để thuận lợi cho biến
dạng trong khuôn dập.
83

CuuDuongThanCong.com

84

/>

2.4.10.2 VẬT DẬP DÀI (DẬP NGANG)

2.4.10.3 GiẢN ĐỒ ĐƯỜNG KÍNH VẬT DẬP

Phế liệu trong công thức ở trên gồm:

-B1: Xây dựng giản đồ diện tích, tại các tiết diện
ngang của vật dập (Fgd).
-B2: Xây dựng giản đồ đường kính đối xứng Dgd=
1,13.Fgd1/2 tương ứng với các tiết diện ngang.

VPl = VVb + Vch + Vmn + Vm
•
•
•
•

VVb: Thể tích vành biên
Vch: Thể tích chi kẹp kìm
Vmn: Thể tích mạch nối chi tiết (dập chùm)
Vm: Thể tích màng ngăn lỗ (nếu có lỗ chưa thấu)

Tính chính xác phơi gồm cả vành biên:

Khi đã có thể tích phơi thì phải chọn phơi đảm bảo yêu cầu:
L0max = Lvd và
D0max = Dghmax – đường kính quy đổi tại tiết diện ngang lớn nhất của
vật dập.

Fgd = Fvd + 2 Fvb
Fvd - Diện tích tiết diện ngang của vật dập
Fvb - Diện tích tiết diện ngang của một phía vành biên .

85

86

CÁC BƯỚC XÂY DỰNG GĐ ĐƯỜNG KÍNH

- Giản đồ đường kính là đồ thị phụ thuộc giữa độ dài và
các giá trị Dgđ tương ứng.
- Nếu phôi được chuẩn bị theo đúng với giản đồ đường
kính thì khi dập các phần tử kim loại chỉ phải biến dạng
theo chiều vng góc với trục phơi, nghĩa là kim loại
được dịch chuyển trong q trình dập theo các đường
vng góc ngắn nhất. Loại bỏ hẳn các thành phần dịch
chuyển dọc trục.

Xây dựng GDĐK

Các phương án chọn phôi theo GDĐK
87

CuuDuongThanCong.com

88

/>

2.4.11 DẬP KHỐI KHN KÍN TRÊN MÁY BÚA

DẬP KHỐI KHN KÍN TRÊN MÁY BÚA

- Dập khối trên khn hở tạo ra vành biên chiếm
5-15% tồn bộ thể tích. Cần thiết các nguyên công
cắt biên và gia công cơ.
- Dập khối trên khn kín chất lượng vật dập cao hơn,
tiết kiệm kim loại, khuôn phức tạp hơn, dễ gây quá tải
máy.
- Kích thước về chiều cao khơng đảm bảo khi phơi
khơng chính xác.
- Thích hợp các vật dập dọc thấp

Khn kín gồm có:
• Lịng khn kín
• Khóa khn

89

DẬP KHỐI KHN KÍN TRÊN MÁY BÚA

90

DẬP KHỐI KHN KÍN TRÊN MÁY BÚA

Lịng khn sâu hơn được bố trí ở lịng
khn dưới
91

CuuDuongThanCong.com

92

/>

DẬP KHỐI KHN KÍN TRÊN MÁY BÚA

VÍ DỤ TÍNH TỐN
THIẾT KẾ DẬP KHỐI
PHƠI BÁNH RĂNG

a) Khn hở

b) Khn kín

93

Khn một lịng khn

94

Kết cấu khối khn hở

Dập phơi đĩa xích

Mặt dưới

Mặt trên

95

CuuDuongThanCong.com

96

/>

Lắp khn

Animation of forgin hammer

Q
trình
dập
thực
hiện
như
thế
nào?
97

98

2.5 DẬP KHỐI TRÊN
MÁY ÉP

100

CuuDuongThanCong.com

/>