Phương pháp gia công áp lực

Đại Học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng

Báo cáo
Chủ đề:Bảo trì sửa chữa máy và thiết bị.
Bằng phương pháp gia công áp lực.

Giảng viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện
MSSV

:

Lớp

:


Lời nói đầu
Trong những thập niên gần đây nền đại công nghiệp của
thế giới đã phát triển vượt bậc, phát triển nhanh chóng về
số lượng cũng như chất lượng, các nhà máy, nhà xưởng,
cơng ty, xí nghiệp mọc lên khắp mọi nơi. Hàng loạt các
phát minh mới, kỹ thuật mới được đưa vào áp dụng trong
sản xuất nhờ đó đã có được nên cơng nghiệp hiện đại như
hiện nay.
Do vậy, việc tìm và nghiên cứu các phương pháp bảo trì
cơng nghiệp (bảo trì), bão dưỡng nhằm đáp ứng đầy đủ
cho sự phát triển hiện nay là khá cần thiết. Do đó hơm nay
em sẽ tìm hiểu về Phương pháp sữa chữa bảo trì bằng
phương pháp gia cơng áp lực.

A. Khái niệm:
Gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp chế tạo
phôi hoặc chi tiết bằng cách dùng ngoại lực tác dụng làm
cho kim loại biến dạng dẻo để nhận hình dạng và kích
thước mong muốn. Phương pháp gia công kim loại bằng
áp lực được sử dụng nhiều trong sản xuất cơ khí bởi vì có
năng suất cao, giảm được sự tiêu hao vật liệu.
Gia công kim loại bằng áp lực là dựa vào tính dẻo của
kim loại, dùng ngoại lực của thiết bị làm cho kim loại
biến dạng theo hình dáng yêu cầu. Kim loại vẫn giữ
nguyên vẹn không bị phá hủy về cấu trúc mạng.
B.Phân loại:
Những dạng cơ bản của gia công kim loại bằng áp lực là:
cán, kéo sợi, ép, rèn (tự do, khuôn) và dập.
 Cán là ép kim loại bằng cách cho phôi kim loại đi giữa
hai trục cán quay ngược chiều của máy cán, phôi biến
dạng và di chuyển nhờ sự quay liên tục của trục cán, ma
sát giữa trục cán với phôi. Trên 60% phôi để rèn và dập
đều do sản phẩm cán cung cấp.
 Kéo sợi là sự kéo dài phôi qua lỗ khuôn, kéo dưới tác
dụng của lực kéo, sản phẩm có hình dáng và kích thước
nhỏ hơn tiết diện phơi. Kéo sợi có đặc điểm là bề mặt
sản phẩm nhẵn bóng, độ chính xác cao, dùng để chế tạo
các sợi, thỏi hoặc ống có chiều dài khơng hạn chế.


 Ép kim loại là quá trình ép kim loại trong khn kín
qua lỗ khn ép để nhận được hình dáng và kích thước
chi tiết cần chế tạo.

 Rèn tự do là phương pháp biến dạng kim loại dưới tác
dụng lực đạp của búa hoặc lực ép của máy ép. Q trình
biến dạng tự do của kim loại khơng bị hạn chế trong
mức độ nhất định.
 Dập thể tích (rèn khuôn) là phương pháp rèn mà kim
loại biến dạng trong lịng khn có hình dáng và kích
thước nhất định trong khuôn.
 Dập tấm là phương pháp chế tạo chi tiết từ phôi liệu ở
dạng tấm. Sự biến dạng của kim loại tấm trong khn
dập có hình dạng kích thước xác định.
Gia công áp lực là một phương pháp được dùng
nhiều trong các xưởng cơ khí để chế tạo phơi hoặc
sửa chữa chi tiết máy. Sản phẩm của nó cịn dùng
nhiều trong các ngành xây dựng, cầu đường, hàng
tiêu dùng…

1. Phương pháp cán:
 Khái niệm: Cán là cho phôi đi qua khe hở giữa hai trục
cán quay ngược chiều nhau, làm cho phôi bị biến dạng
dẻo ở khe hở, kết quả là chiều dày của phôi giảm


xuống, chiều dài tăng lên rất nhiều. Hình dạng mặt cắt
của phôi cũng thay đổi theo mặt cắt của khe hở giữa hai
trục cán.
 Ví dụ: mặt cắt vng của phơi trở thành trịn, chữ
nhật… khi mặt cắt khe hở của hai trục cán là trịn, chữ
nhật… Diện tích của mặt cắt ngang của sản phẩm sẽ
nhỏ hơn mặt cắt ngang của phôi.
 Thiết bị cán:

Các bộ phận cơ bản của máy cán như: Giá cán, trục cán,
hộp giảm tốc, bánh răng..
 Có 2 loại cán:
Cán nóng: thường tiến hành ở nhiệt độ gia cơng nóng,
do vậy kim loại có độ dẻo cao, nên năng suất cán tăng,
nhưng kim loại bị ơxy hóa nên độ chính xác và độ bóng
bề mặt thấp.


Cán nguội: cán ở nhiệt độ gia công nguội, kim loại cán
có tính dẻo kém, nhưng độ bóng bề mặt và độ chính xác
cao. Cán nguội thường dùng cán tấm mỏng và cán hình.
2. Phương pháp kéo:
 Khái niệm: Kéo là một q trình gia cơng kim loại bằng
áp lực, trong đó phơi được kéo dài qua lỗ khn kéo.
Sau khi kéo tiết diện vật liệu gia công bị giảm cịn chiều
dài thì tăng lên.Bằng phương pháp kéo, người ta có thể
chế tạo được các dây, ống và các thanh định hình có
đường kính rất nhỏ.
 Phương pháp này đảm bảo độ chính xác cao, độ nhẵn
bề mặt tốt và nâng cao độ bền của vật liệu.
 Các kim loại và hợp kim màu, thép cacbon và thép hợp
kim đều có thể có được bằng phương pháp nguội.
 Khn kéo:

Q trình kéo được thực hiện trên máy kéo qua một
dụng cụ có lỗ gọi là khn kéo.
Khn kéo có 4 phần:

Phần 1: Phần vuốt nhỏ để làm biến dạng phôi.
Phần 2: Phần làm trơn.
Phần 3: Phần vuốt nhẵn.
Phần 4: Phần thốt.
Phần vuốt nhẵn thường là hình trụ, cịn các phần khác
thường là hình cơn.
Khn kéo được chế tạo bằng hợp kim cứng (để kéo
các dây có đường kính rất nhỏ) hoặc bằng thép dụng cụ
(để kéo các thanh và các ống có tiết diện lớn).
Để giảm bớt ma sát ở khuôn kéo người ta dùng các chất
bôi trơn như mỡ, dầu, bột xà phòng, graphit, đồng sunfat.
Việc kéo được thực hiện ở trạng thái nguội, do đó kim
loại càng bền thêm (tạo thành sự cứng nguội bề mặt). Khi
phải kéo tiếp, cần làm mất hiện tượng cứng nguội của kim
loại, người ta đem ủ kim loại. Sau khi ủ, kim loại trở nên
mềm dẻo, do đó có thể kéo tiếp.
 Máy kéo kim loại:
Kéo kim loại có thể thực hiện trên máy kéo thẳng hoặc
máy kéo tang cuộn:


3. Phương pháp ép:
 Khái niệm: Ép là một quá trình gia cơng kim loại bằng
áp lực, trong đó phơi kim loại nóng được ép qua lỗ
khn để có được hình dạng và kích thước u cầu cần
thiết.
 Ưu điểm của phương pháp này là có khả năng tạo thành
những sản phẩm có độ chính xác cao và năng suất cao.
Ép thường được dùng để gia công các kim loại màu và

hợp kim màu, đơi khi nó cũng dùng để gia công thép và
các hợp kim khác.
Phôi kim loại để ép có thể là phơi kim loại đúc hay phơi
kim loại cán.
 Có 2 phương pháp ép: ép thuận và ép nghịch:
Phương pháp Ép thuận:


Ngun lý làm việc: Phơi (1) được nung nóng tới nhiệt độ
cần thiết và được đặt vào xilanh (2) . Khn (4) có lỗ ép
được kẹp trong ống kẹp khn (3). Phía đầu xilanh có
chày ép (5) với đầu chày (6) có thể di chuyển ở bên trong
xilanh. Khi máy ép làm việc, píttơng truyền áp lực cho
chày ép và qua đầu chày truyền tới phôi làm cho kim loại
bị biến dạng dẻo và thốt ra khỏi lỗ khn.
Phương pháp ép nghịch:

Nguyên lý làm việc: Chày rỗng giữa và đầu là khuôn ép
(4) gắn vào. Khi chày ép vào phôi (1), kim loại biến dạng
sẽ thốt qua lỗ khn (4) đi về phía ngược với phía
chuyển động của chày.
Phương pháp này có ưu điểm là giảm lượng hao phí
kim loại xuống tới 5 - 6% so với khối lượng của phôi (ở
phương pháp thuận là 18 - 20%) và giảm lực ép xuống 25
- 30%. Tuy nhiên nó khơng được áp dụng rộng rãi vì cấu
trúc phức tạp.
Quá trình ép được phân thành những giai đọan sau:


Chuẩn bị phôi để ép (sửa các hư hỏng bên ngồi,

cắt đọan…).
Nung nóng phơi tới nhiệt độ nhất định.
Đặt kim loại nóng trong xilanh.
Tiến hành ép kim loại
Tu sửa thành phẩm: cắt phần kim loại chưa được
ép ở đầu thành phẩm, cắt đọan theo yêu cầu, uốn nắn, sửa
các chỗ hư hỏng.
Máy ép kim loại thường dùng là loại máy ép thủy lực
và máy ép cơ khí. Lực ép có thể theo chiều ngang hoặc
theo chiều thẳng đứng. Phổ biến nhất là loại máy ép
ngang.

4. Phương pháp rèn tự do:


 Khái niệm: Rèn tự do là quá trình gia công kim loại
bằng áp lực rèn (thông qua búa tay hoặc búa máy) để
thay đổi hình dáng của phơi liệu.
 Rèn là một phương pháp gia công được dùng từ lâu.
Rèn là nung nóng phơi thép tới nhiệt độ trên 900 oC để
cho kim loại chuyển sang trạng thái dẻo rồi đặt lên đe
và dùng búa đập để có được hình dáng cần thiết của sản
phẩm.
 Vật liệu để rèn tự do là các thỏi kim loại đúc và các
phôi cán.
 Rèn tự do có rèn bằng tay hay bằng máy.
 Rèn tay dùng để rèn những vật có khối lượng không lớn
lắm
 Những nguyên công cơ bản về rèn tự do:

Chồn (hình a): là ngun cơng rèn làm cho tiết diện
của phơi tăng lên, do chiều cao giảm xuống. Có ba
kiểu chồn: chồn toàn phần, chồn đầu và chồn giữa.
Khi chồn đầu hay chồn giữa, chỉ cần nung nóng
một phần của phơi (ở đầu hay giữa), phần đó sau
khi chồn sẽ có tiết diện lớn hơn.
Vuốt (hình b): là một nguyên công rèn để kéo dài
phôi và làm cho diện tích mặt cắt ngang của nó nhỏ
xuống. Những kiểu vuốt khác nhau là:
+ Vuốt phẳng (dàn phẳng): là đập dẹp phôi bằng
một dụng cụ dát phẳng làm cho chiều rộng của
phôi lớn lên và chiều cao giảm xuống.
+ Vuốt rộng lỗ: là nguyên công dùng trục gá để
giảm chiều dày và tăng đường kính của ống.
+ Vuốt dài ống: là nguyên công dùng trục tâm làm
tăng chiều dài của ống và làm giảm đường kính
ngồi cùng chiều dày của ống.
 Đột (hình c): là một ngun cơng rèn làm cho phơi có
lỗ hoặc có chỗ lõm sâu xuống. Dụng cụ để tạo lỗ gọi là
mũi đột.
 Chặt (hình d): là một nguyên công của rèn dùng để cắt
phôi liệu thành từng phần. Có thể tiến hành ở trạng thái
nguội hoặc trạng thái nóng.
 Uốn(hình e): là một ngun cơng rèn ở trạng thái nguội
hay nóng để đổi hướng thớ của phôi


5. Phương pháp rèn trong khuôn:
 Khái niệm: Rèn khuôn (cịn gọi là dập thể tích) là

phương pháp gia cơng áp lực, trong đó kim loại được
biến dạng hạn chế trong lịng khn dướic tác dụng của
lực đập.

 Kết cấu của khuôn dập:


Trong khi dập nửa khuôn trên (1) và nửa khuôn dưới
(2) được bắt chặt với đe trên và đe dưới của thiết bị. Phần
kim loại thừa chảy vào rãnh tạo thành ba via của vật rèn.
So với rèn tự do, rèn khn có đặc điểm:
- Độ chính xác và chất lượng vật rèn cao.
- Có khả năng chế tạo được những chi tiết phức tạp.
- Năng suất cao.
- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa.
- Nhưng giá thành chế tạo khn cao, khn chống
mịn, vì vậy phương pháp dập khn chỉ thích hợp với sản
xuất hàng loạt và hàng khối.

 Các phương pháp rèn khn:
Lịng khn hở: là lịng khn mà trong q trình gia
cơng có một phần kim loại được biến dạng tự do.

Lịng khng kín: là lịng khn mà kim loại biến dạng
trong lịng khn khơng có ba via tức là không cho ba via
trên sản phẩm


Đối với vật dập đơn giản hoặc không yêu cầu chính xác ta
dùng khn hở. Với những chi tiết phức tạp, địi hỏi chính

xác người ta thường dùng khn kín. Khi dùng lịng
khn kín địi hỏi phải tính tóan chính xác phôi ban đầu.

6. Phương pháp dập tấm:

 Khái niệm: Dập tấm là một trong những phương pháp
tiên tiến của gia công áp lực để chế tạo sản phẩm từ vật
liệu tấm, thép bản hoặc dài cuộn.Dập tấm có thể tiến


hành ở trạng thái nóng hoặc nguội, song chủ yếu gia
cơng ở trạng thái nguội vì vậy cịn gọi là dập nguội.
 Dập tấm được dùng rộng rãi trong tất cả các ngành
công nghiệp, đặc biệt trong công nghiệp chế tạo ôtô,
máy bay, tàu thủy, chế tạo thiết bị điện, các đồ dân
dụng.
 Dập tấm có một số đặc điểm:
 Độ chính xác và chất lượng sản phẩm cao: dập tấm
cho ta khả năng lắp lẫn cao, độ bền, độ bóng của sản
phẩm cao.
 Khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao.
 Năng suất cao.