GIÁO TRÌNH THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
VIỆN CƠ KHÍ
BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
THIẾTBỊ
THIẾT

BỊ
DẬPTẠOHÌNH
DẬP

TẠO

HÌNH
HÀ NỘI, 20/8/2010
NỘI DUNG
1. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
11ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
1
.
1

ĐẶC

ĐIỂM

VÀ

PHÂN

LOẠI
1.2 LĨNH VỰC ÁP DỤNG

2. CÁC THI
Ế
T B
Ị
CHÍNH
Ị
2.1 MÁY BÚA
2.2 MÁY ÉP THỦY LỰC
ÁÉ Ỷ
2.3 M
Á
Y
É
P TRỤC KHU
Ỷ
U
2.4 MÁY ÉP VÍT MA SÁT
2 5 MÁY CHUYÊN DÙNG
2
.
5

MÁY

CHUYÊN

DÙNG
3. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
19-08-10 2BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
1. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI

1.1 ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
Thi
ết
b
ị
d
ập
t
ạ
ohìnhbao
gồ
mcácthi
ết
b
ị
t
ạ
ol
ự
cvàcác
Phâ l ithiếtbị dậ t hì h
thô th ờ ó3
ị
ập
ạ
g
ị
ạ
ự
trang bị phụcvụ cho quá trình tạo hình.

Phâ
n
l
oạ
i

thiết

bị

dậ
p
t
ạo
hì
n
h
:
thô
ng
th
ư
ờ
ng c
ó

3

cách phân loại


Theo loạitruyền động

Theo

loại

truyền

động
.
 Theo dấu hiệu động học và động lực học
 Theo đ
ặ
c đi
ể
m côn
g
n
g
h
ệ
.
ặ ggệ
19-08-10 3BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
1. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
1.1 ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI

Theo loạitruyền động
:


Theo loạitruyền động
:

Theo

loại

truyền

động
:

Theo

loại

truyền

động
:
¾ Truyền động bằng cơ khí
¾ Truyền động bằng chất lỏng, dầu, nước
¾ Truyền động bằng khí, điện từ
19-08-10 4BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
1. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
1.1 ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
 Theo d
ấ
u hi
ệ

u đ
ộ
n
g
h
ọ
c: chia 5 nhóm Theo d
ấ
u hi
ệ
u đ
ộ
n
g
h
ọ
c: chia 5 nhóm
ệ ộ g ọệ ộ g ọ
Nhóm 1 : Gồmtấtcả các máy búa
-Liênkếtmềm, tốc độ va đập <20m/s
Nhóm 2 : Các máy ép thủylực
-Liênkếtmềm, tốc độ va đập <20m/s
Nhóm 3 : Các máy ép cơ khí
-Liênkếtcứng, tốc độ va đập <20m/s
Nhóm 4 : Các máy rèn quay
-Bộ phận làm việc chuyển động quay, tốc độ hằng
19-08-10 5BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
Nhóm 5 : Các máy dập xung
1. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
1.1 ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI

 Theo đ
ặ
c đi
ể
mcôn
g
n
g
h
ệ
: Theo đ
ặ
c đi
ể
mcôn
g
n
g
h
ệ
:
ặ
g
g ệ
ặ
g
g ệ
¾ Thiếtbị dậptấm: máy cắt đột, dậpvuốt, uốnlốc…
¾ Thiếtbị dậpkhối: máy búa, máy rèn, dập nóng, rèn quay…
¾ Thiếtbị tạohìnhống: thiếtbị tạohìnháplực cao…

19-08-10 6BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
1. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
1.2 LĨNH VỰC ÁP DỤNG
¾ THIẾT BỊ DẬP TẤM
Sơđồđộng máy ép trụckhủyu Máy ép 2 trụckhủyu dậpvuốt
Máy ép trụckhủyu (vạnnăng)
19-08-10 7BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
Máy uốn(sấn) thủylực điều khiểnCNC
Máy ép thủylực song động Máy ép thủylực
1. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
1.2 LĨNH VỰC ÁP DỤNG
¾ THIẾT BỊ DẬP KHỐI
Máy búa thủylựcrènvuốt Máy búa hơidậpkhốiMáy ép vít ma sátMáy búa không khí nén rèn
19-08-10 8BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
1. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
1.2 LĨNH VỰC ÁP DỤNG
¾ THIẾT BỊ KHÁC
19-08-10 9BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
1. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
1.2 LĨNH VỰC ÁP DỤNG
Uố
liê
t
tê
á
lă
(
á
ố
lố

)
Uố
liê
t
tê
á
lă
(
á
ố
lố
)
19-08-10 10BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
Uố
n
liê
n
t
ục
t
r
ê
nc
á
c con
lă
n
(
m
á

yu
ố
n
lố
c
)
Uố
n
liê
n
t
ục
t
r
ê
nc
á
c con
lă
n
(
m
á
yu
ố
n
lố
c
)
1. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI

1.2 LĨNH VỰC ÁP DỤNG
ế
ế
19-08-10 11BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
Sảnlượng thi
ế
t
b
ị dập so vớithi
ế
t
b
ị gia công cơở Đức
NỘI DUNG
1. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
11ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI
1
.
1

ĐẶC

ĐIỂM

VÀ

PHÂN

LOẠI
1.2 LĨNH VỰC ÁP DỤNG

2. CÁC THI
Ế
T B
Ị
CHÍNH
Ị
2.1 MÁY BÚA
2.2 MÁY ÉP THỦY LỰC
ÁÉ Ỷ
2.3 M
Á
Y
É
P TRỤC KHU
Ỷ
U
2.4 MÁY ÉP VÍT MA SÁT
2 5 MÁY CHUYÊN DÙNG
2
.
5

MÁY

CHUYÊN

DÙNG
3. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
19-08-10 12BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH

2.1 MÁY BÚA
Phân loại:

Máy búa hơinước không khí nén
Máy

búa

hơi

nước

không

khí

nén
 Máy búa không khí nén
 Máy búa cơ khí
 Máy búa thuỷ lực
Các thông số cơ bản của máy:
 Trọng lượng của vật rơi (lớn nhất hiện nay 30 tấn tương đương với máy ép 30.000
tấn)
tấn)
 Tốc độ của vật rơi
 Hiệu suất va đập
Lĩnh vực ứng dụng:
Rèn tự do, chồn, vuốt, dập khối
19-08-10 13BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH

2.1 MÁY BÚA
2.1.1 QUÁ TRÌNH VA ĐẬP VÀ HIỆU SUẤT:
Thời điểmtrướcvađập:
m1- Khốilượng đầu búa
v1- Vậntốc đầu búa
L
E
m1
v’1 v1
Vật
m2- Khốilượng bệđe
v2- Vậntốcbệđe
ế
L
m2
v’2
v2
Vật
Thời điểmsauvađập:
m1
Khối
lượng
đầu
búa
Quá trình
b
i
ế
ndạng
L

g
ồ
m1
-
Khối
lượng
đầu
búa
v1’- Vậntốc đầu búa
m2- Khốilượng bệđe
ố
L
0
19-08-10 14BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
Sơđ
ồ
tính toán quá trình va đập v2’- Vậnt
ố
c
b
ệđe
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH
ÁÚ
2.1.1 QUÁ TRÌNH VA ĐẬP VÀ HIỆU SUẤT:
2.1 M
Á
Y B
Ú
A
Định luậtbảo toàn động lượng:

(
)
x
vmmmvmvmvmv
2
1
2
'
2
1
'
1
2
2
1
1

+
=
+
=
+
m1
v’1 v1
V
ậ
t
Vx : tốc độ trọng tâm của hệ thống va đập
(
khi

3
vật
thể
dính
vào
nhau
)
(
)
x
2
1
2
2
1
1
2
2
1
1
1
m2
v’2
v2
ậ
(
khi
3

vật

thể
dính
vào
nhau
)
'
'
Sơđồtính toán quá trình va đập
()()
21
2
'
21
'
1
21
2211

mm
mvmv
mm
mvmv
v
x
+
+
=
+
+
=

2
19-08-10 15BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH
ÁÚ
2.1.1 QUÁ TRÌNH VA ĐẬP VÀ HIỆU SUẤT:
2.1 M
Á
Y B
Ú
A
v.mv.m
L
2
22
2
11
E
+
=
Tổng năng lượng ban đầucủamáyL
E
:
3
m1
v’1 v1
V
ậ
t
22
L

E
+
L
E
được tiêu tốn vào :
Biến
dạng
dẻo
vật
dập
:
Lg
m2
v’2
v2
ậ
Biến
dạng
dẻo
vật
dập
:

Lg
Biến dạng đàn hồi : Ly
Năng lượng thừa : L1
Sơđồtính toán quá trình va đập
0g1ygE
LLLLLL
+

=
+
+
=
4
19-08-10 16BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH
ÁÚ
2.1.1 QUÁ TRÌNH VA ĐẬP VÀ HIỆU SUẤT:
2.1 M
Á
Y B
Ú
A
Năng lượng thừa (tách vật) L
1
:
(
)
v
m
m
L
2
x
2
1
1
+
=

m1
v’1 v1
V
ậ
t
()
(
)
2
2211
1
v.mv.m
L
+
=
(
)
2
m
m
L
2
1
1
+
5
m2
v’2
v2
ậ

(
)
21
1
mm2
L
+
 Máy búa có bệ đe cố định (V
2
= 0) ta có:
Sơđồtính toán
(
)
()() ()
E
21
1
2
11
21
1
21
2
11
1
L.
mm
m
2
v.m

.
mm
m
mm2
v.m
L
+
=
+
=
+
=
19-08-10 17BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH
ÁÚ
2.1.1 QUÁ TRÌNH VA ĐẬP VÀ HIỆU SUẤT:
2.1 M
Á
Y B
Ú
A
Tổng năng lượng biếndạng (cho BDD+BDĐH):L
n
:
L
L
L
L
L
L

+
=
+
+
=
0g1ygE
L
L
L
L
L
L
+
=
+
+
=
(
)
2
2121
vvmm
L
L
L
−
=
−
=
6

(
)
21
1En
mm2
L
L
L
+
=
=
 Máy búa có bệ đe cố định (V
2
= 0) ta có:
()
E
21
2
n
L
mm
m
L
+
=
2
1
n
1
m

m
L
L
=
7
19-08-10 18BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH
ÁÚ
2.1.1 QUÁ TRÌNH VA ĐẬP VÀ HIỆU SUẤT:
2.1 M
Á
Y B
Ú
A
Quá trình tách vật:
• Sau quá trình biếndạng, năng lượng còn thừasẽ chuyển vào các
à
là
h ể
đ
vậtv
à
là
mc
h
uy
ể
n
đ
ộng:

V
X
thành V’1 và V’2
• Đ
ặ
c trưn
g
cho vi
ệ
c hoàn l
ạ
i t
ố
c đ
ộ
V’1 và V’2
ặ g ệ ạ ộ
⇒ Hệ số hoàn nguyên k (liên quan đến vật: 0<k<1)
•
Dựa
vào
(2)
ta
có
:
K = 0 : vật dẻo tuyệt đối
K1 ậ đàhồi ệ đối
•
Dựa
vào

(2)

ta
có
:
(
)
)vv)(k1(
m
m
m
vv
21
2
1
'
1
−+
+
−=
(
)
)vv)(k1(
m
m
m
vv
21
1
2

'
2
−+
+
−=
K
=
1
: v
ậ
t
đà
n
hồi
tuy
ệ
t
đối
19-08-10 19BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
(
)
m
m
21
+
(
)
m
m
21

+
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH
ÁÚ
2.1.1 QUÁ TRÌNH VA ĐẬP VÀ HIỆU SUẤT:
2.1 M
Á
Y B
Ú
A
vmvm
L
L
L
'
2
2
'
1
1
 Năng lượng làm bật ra (động năng hệ thống sau va đập) : L
0
8
22
L
L
L
2
2
1
1

1y0
+
=
+
=
 Năng lượng làm BDD: L
g
8
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+−+=−=
2
'vm
2
'v.m
2
vm
2
v.m
LLL
2
21
2
11
2
22

2
11
0Eg
⎠
⎝
(
)
(
)
)
mm
(
2
k1vvmm
L
2
1
22
2121
g
+
−−
=
9
19-08-10 20BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
)
(
2
1
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH

ÁÚ
2.1.1 QUÁ TRÌNH VA ĐẬP VÀ HIỆU SUẤT:
2.1 M
Á
Y B
Ú
A
 Hiệusuấtvađập(biếndạng dẻo):
(
)
2
2
2
1
2
1
g
)
k
1
(
v
v
m
m
L
−
−
10
(

)
()
E21
2
1
2
1
E
g
L2
)
k
1
(
mm
v
v
m
m
L +
=
=η
m
10
- η đạt max: khi v
2
= 0 và m
2
max
(

)
2
21
2
y
k1
mm
m
−
+
=η
Thông thường
Thông

thường

m2 = (10 ÷ 20)m1
m2 = 10m1 : máy búa rèn
m2 = 20m1 : máy búa dập
19-08-10 21BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH
ÁÚ
2.1.2 MÁY BÚA HƠI NƯỚC
2.1 M
Á
Y B
Ú
A
Là loại máy búa chuyên dùng để dập
Chấ

ô
á
là
H i
ớ
h ặ
Khô
khí
é
đ
•
Chấ
tc
ô
ng t
á
c
là
H
ơ
i
nư
ớ
c
h
o
ặ
c
Khô
ng

khí
n
é
n
đ
ược cung
cấptừ trạm
• Trọn
g
lượn
g
bộ
p
hậnrơi
–
G > 500 K
g
.
g
g
p
g
Năng lượng sinh ra củamáybúatrọng lượng phầnrơi1tấntương
đương
1000
tấn
lực
ép
danh
nghĩa

các
máy
khác
đương
1000
tấn
lực
ép
danh
nghĩa
các
máy
khác
19-08-10 22BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH
ÁÚ
2.1.2 MÁY BÚA HƠI NƯỚC
2.1 M
Á
Y B
Ú
A
Má bú Hơi ướ
KKN hì h
Π
Má bú Hơi ướ
KKN hì h
19-08-10 23BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
Má
y

bú
a
Hơi
n
ướ
c
–
KKN

hì
n
h

Π
Má
y
bú
a
Hơi
n
ướ
c
–
KKN

hì
n
h
cung
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH

ÁÚ
2.1.2 MÁY BÚA HƠI NƯỚC
2.1 M
Á
Y B
Ú
A
Ký hiệu máy : C86-25(1T)
Trọng lượng phần rơi : 1500 Kg.
Hành trình piston : 1000 mm
Số nhát đập trong 1 phút : 50 ÷ 60
Trọng lượng: 20.000 Kg
Động cơ : 45 Kw
Kích thước : 2400 x 1400 x 6000
Má bú Hơi ướ
KKN hì h
Π
Công dụng : Dùng dậpkhốivới khuôn kín
và khuôn hở
19-08-10 24BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
Má
y
bú
a
Hơi
n
ướ
c
–
KKN

hì
n
h

Π
2. THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH
ÁÚ
2.1.3 MÁY BÚA KHÔNG KHÍ NÉN
2.1 M
Á
Y B
Ú
A
Là loại máy búa chủ yếu dùng để rèn tự do
•
Chất công tác là
Không khí nén được cung
Chất

công

tác

là

Không

khí

nén

được

cung

cấp từ chính bản thân máy búa
•
Trọng lượng bộ phậnrơi
–
G < 3000 Kg
Trọng

lượng

bộ

phận

rơi

G

<

3000

Kg
.
19-08-10 25BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC