MỤC LỤC

MỤC LỤC……………………………………………………………………………….…1

LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………..……...4

LỜI CẢM ƠN……………………………………………………………………….…….5

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM……………..6

1.1. Đặc điểm công nghệ và đánh giá khả năng dập của kim loại tấm………………...…...6

1.1.1. Khái niệm về dập tấm…………………………………………………………………..……6

1.1.2. Ưu, nhược điểm………………………………………………………………………..……..6

1.2. Sự thay đổi tính chất của thép tấm theo thời gian và trong quá trình gia công…..……7

1.2.1. Sự hóa già do biến dạng…………………………………………………………..…………7

1.2.2. Mặt trượt……………………………………………………………………………..………..8

1.2.3. Sự phát sinh hiện tượng ăn mòn…………………………………………………..……….8

1.3. Đánh giá khả năng dập của vật liệu tấm……………………………………..………..8

1.3.1. Khảo sát về hóa lý………………………………………………………………..…………8

1.3.2. Thử cơ học (thử kéo)……………………………………………………………..………..10

1.3.3. Thử công nghệ………………………………………………………………………………11

1.4. Định nghĩa và phân loại các nguyên công dập tấm………………………………….11

1.4.1. Khái niệm……………………………………………………………………………..…….11

1.4.2. Phân loại……………………………………………………………………………..……..12

1.4.3. Lĩnh vực áp dụng……………………………………………………………………..……14

1.4.4. Các nguyên công của dập tấm…………………………………………………….…….15

14.4.1. Bảng tổng hợp các nguyên công trong dập tấm……………………………….……..15

14.4.2. Các nguyên công chính………………………………………………………….………19

CHƯƠNG 2: CHI TIẾT DẬP VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ DẬP…………….……30

2.1. Chi tiết dập…………………………………………………………………….…….30

2.1.1. Giới thiệu chi tiết gia công………………………………………………………….…….31

2.1.2. Đặc tính sản phẩm…………………………………………………………………………33

2.1.3. Yêu cầu công nghệ sản phẩm…………………………………………………………….35

2.2. Quy trình công nghệ dập…………………………………………………………….36

2.3. Quy trình sản xuất ………………………………………………………………..…38

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ KHUÔN TẠO HÌNH….….40

3.1. Khái quát……………………………………………………………………….…….40

3.2. Phương pháp thiết kế khuôn……………………………………………….…………41

3.3. Tính toán công nghệ cho nguyên công cắt phôi…………………………….………..42

3.3.1. Tính toán lực công nghệ cho nguyên công cắt phôi……………………………………43

3.3.2. Tính toán trị số khe hở và kích thước chày cối…………………………………………43

3.3.2.1 Trị số khe hở giữa chày và cối……………………………………………….………….43

3.3.2.2. Kích thước chày và cối……………………………………………………….…………43

3.3.2. Tính toán công nghệ cho nguyên công đột lỗ…………………………….……………44

3.3.2.1. Lực công nghệ……………………………………………………………….………….44

3.3.2.2. Trị số khe hở giữa chày và cối……………………………………………….……….44

3.4. Tính toán công nghệ và thiết kế khuôn cho nguyên công dập tạo hình…….………46

3.4.1. Tính toán các thông số thiết yếu để thực hiện các thao tác phân chia và chọn máy dập………46

3.4.2. Chọn thiết bị gia công……………………………………………………….……………46

3.4.2.1. Giới thiệu chung về máy ép thủy lực…………………………………….…………...47

3.4.2.2. Lựa chọn máy ép thủy lực để gia công………………………………….…………...47

3.4.3. Tính toán thiết kế khuôn cho nguyên công dập tạo hình…………….……………….49

3.4.4. Bán kính lượn chày và cối………………………………………………….…………….50

3.4.5. Đế khuôn……………………………………………………………………..……………..50

4.4.6. Thiết kế chày định tâm…………………………………………………………………….51

4.4.7. Thiết kế cụm cối cắt………………………………………………………………………..51

4.4.8. Thiết kế tấm chặn phôi……………………………………………………………………..51

4.5. Bảo trì khuôn…………………………………………………………………………52

KẾT LUẬN CHUNG……………………………………………………………………..53

TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………….……..54

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án tốt nghiệp THIẾT KẾ KHUÔN DẬP NGUỘI ĐỂ CHẾ TẠO MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA CỤM BÁNH XE NHỰA nhằm tổng kết lại những kiến thức đã học trong việc thiết kế khuôn dập nguội. Muốn chế tạo một bộ khuôn dập nguội đảm bảo các yêu cầu thiết kế, đạt được tính công nghệ - tính kinh tế cao thì phải thiết kế quy trình công nghệ gia công một cách thích hợp nhất.

 Việc thiết kế công nghệ nhằm tạo ra các chi tiết mới, hoặc thay thế những công nghệ lạc hậu không đáp ứng đủ yêu cầu kỷ thuật của sản phẩm, năng suất thấp… Ngoài ra, việc thiết kế quy trình công nghệ phù hợp, giúp người chế tạo giảm được thời gian sản xuất, đồng thời đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng sản phẩm trong một thời gian nhất định.

Thiết kế quy trình công nghệ gia công phải đảm bảo chất lượng, phương pháp gia công kinh tế. Mộ sản phẩm có thể có nhiều quy trình công nghệ khác nhau nên phải chọn ra phương án tối ưu, hợp lý nhất nhưng phải đảm bảo các yêu cầu kỷ thuật của sản phẩm, năng suất cao, giá thành có tính cạnh tranh cao.

Các số liệu và thông số tính toán được thực hiện theo nhiều tài liệu hướng dẫn và bằng kinh nghiệm. Do đó, trong quá trình thực hiện, không thể tránh khỏi các sai sót. Em mong quý thầy cô góp ý bổ sung để bài làm và kiến thức của em được hoàn chỉnh hơn.

LỜI CẢM ƠN

     Qua thời gian thực hiện Đồ án tốt nghiệp em đã rút ra được nhiều kinh nghiệm thực tế mà khi ngồi trên ghế nhà trường em chưa được biết.Trong khoảng thời gian 3 tháng  thực hiện đồ án, bên cạnh sự cố gắng làm việc của bản thân thì sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô trong trường cũng như các bạn trong nhóm, trong lớp đã giúp em học hỏi, tích lũy được nhiều kinh nghiệm quý báu. Giúp em hiểu rỏ hơn về THIẾT KẾ KHUÔN DẬP NGUỘI ĐỂ CHẾ TẠO MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA CỤM BÁNH XE NHỰA. Qua bài thuyết minh này, em chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Thầy hướng dẫn : ThS……………. đã nhiệt tình giúp đỡ, sửa chữa, góp ý kiến cho em trong quá trình thực hiện.

                                                                          Hà nội, ngày ... tháng ... năm 20...

                                                                              Sinh viên thực hiện

                                                                               …………..

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM

1.1. Đặc điểm công nghệ và đánh giá khả năng dập của kim loại tấm

1.1.1. Khái niệm về dập tấm

- Quá trình công nghệ là toàn bộ các tác động trực tiếp làm thay đổi hình dạng kích thước, tính chất và trạng thái của phôi ban đầu để đạt được mục đích nào đó. Quá trình công nghệ bao gồm những nguyên công và được sắp xếp theo 1 trình tự nhất định

- Nguyên công là 1 phần của quá trình công nghệ được thực hiện bởi 1 hay một số công nhân ở một vị trí nhất định trên 1 máy bao gồm toàn bộ những tác động liên quan để gia công phôi đã cho

1.1.2. Ưu, nhược điểm

a. Ưu điểm của sản xuất dập tấm :

+ Có thể thực hiện những công việc phức tạp bằng những tác động đơn giản cần thiết bị và khuôn

+ Có thể chế tạo những chi tiết rất phức tạp mà các phương pháp gia công kim loại khác không thể hoặc rất khó khăn

+ Độ chính xác của các chi tiết dập tương đối cao, đảm bảo lắp ráp tốt không cần gia công cơ

b. Nhược điểm:

+ Vốn đầu tư cho dây chuyền sản xuất lớn thích hợp với sản xuất hàng loạt và đơn đặt hàng ổn định

+ Chỉ gia công phôi dạng tấm

1.2. Sự thay đổi tính chất của thép tấm theo thời gian và trong quá trình gia công

Trong quá trình dập nguội tính chất của thép tấm bị thay đổi vì biến dạng dẻo nguội làm cho cấu trúc mạng tinh thể thay đổi như: mật độ khuyết tật tăng lên mạnh mẽ làm cho độ bền kim loại tăng lên, kích thước hình dạng kim loại cũng như hướng của trục tinh thể thay đổi phát sinh ứng suất dư đồng thời xuất hiện những mặt trượt kích thích quá trính hóa già của kim loại.

1.2.1. Sự hóa già do biến dạng

- Hậu quả: giảm tính dẻo ( độ giãn dài tỷ đối giảm ) và nâng cao tính bền ( trở lực biến dạng, giới hạn chảy, độ cứng tăng). Do đó kim loại trở nên giòn và kém dẻo.

- Nguyên nhân: tùy thuộc vào thành phần N tự do chứ trong thép đặc biệt là cacbon trong nền cứng ( pherit ) vì các nguyên tử cacbon và N khuếch tán tập trung vào các vùng biến dạng của mạng tinh thể, xung quanh lệch cản trở sự di chuyển của lệch gây khó khăn cho quá trình biến dạng dẻ. Sự hóa già biến dạng xảy ra không đồng đều nó làm tăng độ cứng của kim loại tại các vùng có mật độ nguyên tử N và cacbon cao.

1.2.2. Mặt trượt

- Hậu quả: giảm độ nhẵn bóng bề mặt, xuất hiện những phần lồi lõm trên bề mặt chi tiết

- Nguyên nhân: mặt trượt xuất hiện trên bề mặt các chi tiết nhất là khi dập các chi tiết không sâu mức độ biến dạng nhỏ ( 5-10%). Sự hóa già xảy ra không đồng đều làm cho tính chất cơ học của phôi không đồng đều tức là chi tiết bị biến dạng dẻo cục bộ dẫn tới lồi lõm trên bề mặt.

1.2.3. Sự phát sinh hiện tượng ăn mòn

Khi dập có sự thay đổi biên dạng các vùng phôi kề nhau sau khi bỏ qua ngoại lực tác dụng sẽ làm phát sinh ứng suất dư loại một. Những ứng suất dư này khi có sự ăn mòn sâu vào các tinh thể sẽ làm suy yếu liên kết ở biên giới giữa các hạt và có thể gây ra những “ mầm” giòn tự phát của các sản phẩm kim loại hoặc của các bán thành phẩm.

1.3. Đánh giá khả năng dập của vật liệu tấm

1.3.1. Khảo sát về hóa lý

- Phân tích hóa học: xác định những thành phần kim loại tương ứng với các yêu cầu của tiêu chuẩn

Ví du: tạp chất phi kim loại S,O xâm nhập vào kim loại được phân bố ở biên giới giữa các hạt làm giảm khả năng dập của kim loại. Hàm lượng cho phép của cacbon là

0,05  khi tăng thì độ bền tăng và tính dẻo giảm , khả năng dập giảm.

- Nghiên cứu giản đồ Fe-C:

+ Xác định được kích thước hạt pherit, khối lượng tạp chất phi kim loại và trạng thái cấu trúc tinh thể của kim loại.

1.3.2. Thử cơ học (thử kéo)

- Xác định R , n, _tb

+ Khi dập các chi tiết sâu có hình dạng phức tạp phải xác định thêm thông số dị hướng thông thường  R , chỉ số mức độ bền hóa n, độ giãn dài tỷ đối trung bình _tb

Tính dị hướng là sự khác nhau về tính chất cơ học của kim loại tấm theo các hướng khác nhau, R  được xác định dựa vào kết quả thử nghiệm về kéo

Khi đánh giá ảnh hưởng của tính dị hướng đến khả năng dập của kim loại người ta thường sử dụng đến hệ số dị hướng trung bình  R  nó xác định từ các giá trị của hệ số dị hướng nhận được khi thử kéo các mẫu. Các mẫu này được tách ra từ thép tấm theo các hướng khác nhau: dọc hướng cán, ngang hướng cán, nghiêng 45⁰

+ Chỉ số hóa bền biến dạng n được xác định kết quả thử kéo: n bằng tang góc nghiêng của đường cong hóa bền

1.3.3. Thử công nghệ

- Thử cắt dột:

Xác định ứng suất cắt quy ước:

O_c = P_max/F_c

Trong đó:

P_max :lực cắt cực đại

F_c :diện tích bề mặt cắt

Xác định độ lún sâu h của chày vào trong kim loại tại thời điểm xuất hiện các vết nứt ở vùng cắt. Nếu h càng lớn thì kim loại có tính dẻo càng cao, độ bền kim loại càng lớn thì ứng suất cắt càng lớn và tuổi thọ dụng cụ giảm đi

- Thử bẻ, uốn:

+ Kim loại tấm và băng thường được thử bẻ

+ Khi thử bẻ 1 đầu của dải kim loại được kẹp chặt trong dụng cụ chuyên dùng, đầu kia được bẻ đi lại nhiều lần với góc 180⁰ cho đến khi bị phá hủy. Số lần bẻ được đếm đến khi xuất hiện vết nứt

1.4. Định nghĩa và phân loại các nguyên công dập tấm

1.4.1. Khái niệm

- Công nghệ dập tạo hình kim loại tấm là công nghệ tạo ra chi tiết (cụm chi tiết ) có hình dạng kích thước cần thiết từ kim loại tấm , bằng cách biến dạng tạo hình phôi kim loại nhờ các dụng cụ đặc biệt gọi là khuôn dập.

- Gia công kim loại tấm là lĩnh vực có triển vọng trong tương lai trong đó phải kể đến dập khuôn kim loại tấm. Để việc dập khuôn  đạt được hiệu quả cao và mục đích của con người thì yếu tố quan trọng nhất là yếu tố tạo hình. Để làm nên được yếu tố tạo hình thì cần nhắc tới yếu tố biến dạng. Có các loại biến dạng cơ bản như : uốn, vuốt, dập.

1.4.2. Phân loại

- Theo đặc điểm biến dạng của quá trình dập tấm người ta chia thành hai nhóm chính :

+ Biến dạng cắt vật liệu : Nhằm tách một phần vật liệu này ra khỏi một phần vật liệu khác theo một đường bao khép kín hoặc không khép kín và kim loại bị phá vỡ liên kết giữa các phần tử (phá hủy) tại vùng cắt

+ Biến dạng dẻo vật liệu: Nhằm thay đổi hình dạng và kích thước bề mặt của phôi bằng cách phân phối lại và chuyển dịch thể tích kim loại để tạo ra các chi tiết có hình dạng và kích thước cần thiết nhờ tính dẻo của kim loại và không bị phá hủy tại vùng biến dạng

1.4.3. Lĩnh vực áp dụng

- Công nghệ này được áp dụng rẩ rộng rãi từ công nghiệp quốc phòng, ý tế, hóa chất, xây dựng , giao thông vận tải, cơ khí chính xác, cho đến nghành công nghiệp dệt may , chế biến thực phẩm, cơ khí tiêu dùng và đặc biệt là trong công nghiệp điện - Điện tử. công nghệ thông tin…

1.4.4. Các nguyên công của dập tấm.

14.4.1. Bảng tổng hợp các nguyên công trong dập tấm.

Tổng hợp các nguyên công trong dập tấm được thể hiện như bảng dưới.

14.4.2. Các nguyên công chính

a. Nguyên công cắt hình, đột lỗ:

- Mục đích:

+ Cắt, chia tấm thành chi tiết nhỏ

+ Dập cắt tạo chi tiết

+ Dập tạo lỗ trên sản phẩm

- Phương pháp:

+ Máy cắt: máy cắt đĩa, máy cắt chuyên dung, cưa…

+ Khuôn

- Tính toán khe hở tối ưu Z: trong thực tế Z tối ưu được xác định theo các số liệu thực nghiệm và những kinh nghiệm của các nhà máy tiên tiến, đối với thép mềm:

Z _{tối ưu}=0,25 tùy thuộc vào chiều dày vật liệu

Gần đúng S  thì Z _{tối ưu}= (0,03 ) mm

b. Cắt hình đột lỗ bằng khuôn:

- Khái niệm: cắt hình và đột lỗ là những nguyên công để tạo ra các chi tiết phẳng từ các phôi tấm , dải hoặc băng và cũng có thể để cắt phôi cho các nguyên công uốn dập vuốt và tạo hình…

- Lực cắt hình và đột lỗ:

P = L . S . o_c . k

Trong đó:

L: chu vi cắt (mm)

S: chiều dày vật liệu(mm)

 k: hệ số

o_c : trở lực cắt của vật liệu (N/mm²)

- Ứng dụng thực tế: uốn liên tục trên các con lăn (máy uốn lốc)

d. Nguyên công dập vuốt:

- Khái niệm: dập vuốt là nguyên công biến đổi phôi thẳng hoặc phôi rỗng để tạo ra các chi tiết rỗng có hình dạng và kích thước cần thiết.

- Phân loại: Các chi tiết tròn xoay

                   Các chi tiết hộp

                   Các chi tiết hình dạng phức tạp

- Khi dập vuốt chi tiết được tạo ra bởi 1 hay nhiều nguyên công, nguyên công đầu tạo thành phôi rỗng, các nguyên công sau tăng chiều cao giảm đường kính của phôi.

- Các chi tiết thường được dập với phôi ở trạng thái nguội , nếu S 20mm thì phôi được nung để giảm trở lực biến dạng.

e. Các nguyên công tạo hình khác :

+ Nguyên công lên vành lỗ:

- Khái niệm: lên vành lỗ là 1 nguyên công nhằm tạo ra vành gờ xung quanh lỗ trên các phôi phẳng hoặc phôi có độ cong đơn (hình trụ, hình côn) và phôi có độ cong kép như hình cầu…. Trong các phôi đó thường có các lỗ công nghệ đã được đột hoặc khoan trước khi lên vành và cách đều đường bao của vành.

+ Nguyên công tóp:

- Khái niệm: tóp là nguyên công làm giảm tiết diện ngang của một đoạn phôi ống hoặc chi tiết hình trụ (sau khi dập vuốt) để tạo thành chi tiết dạng chai lọ hoặc tiết diện ngang thay đổi

CHƯƠNG 2: CHI TIẾT DẬP VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ DẬP

2.1. Chi tiết dập

2.1.1. Giới thiệu chi tiết gia công.

- Ngày nay bánh xe đẩy được ứng dụng nhiều vào sản xuất. Trong môi trường của các doanh nghiệp sản xuất ngày nay có một yếu tố mang lại sự tiện lợi cũng như góp một chút sức lực vào công việc sản xuất đó chính là bánh xe đẩy của những chiếc xe đẩy hàng. Nghĩ ban đầu chắc hẳn bạn sẽ thấy bánh xe đẩy không có gì quan trọng vì bởi có tham gia cùng sản xuất cũng chỉ là mấy hoạt động chuyển hàng thông thường thôi có gì mà phải nâng cao tầm quan trọng lên như vậy. 

2.1.2. Đặc tính sản phẩm.

- Thân, càng của cụm bánh xe nhựa được làm bằng thép không gỉ. Lịch sử ra đời thép không rỉ gắn liền với tên tuổi của một chuyên gia ngành thép người Anh là ông Harry Brearley. Khi vào năm 1913, ông đã sáng chế ra một loại thép đặc biệt có khả năng chịu mài mòn cao, bằng việc giảm hàm lượng các bon xuống và cho Crom vào trong thành phần thép (0.24% C và 12.8% Cr). Sau đó hãng thép Krupp ở Đức tiếp tục cải tiến loại thép này bằng việc cho thêm thành phần Nikel vào thép để tăng khả năng chống ăn mòn axit và làm mềm hơn để dễ gia công. 

- Trong ngành luyện kim, thuật ngữ thép không gỉ (inox) được dùng để chỉ một dạng hợp kim sắt crom. Tên gọi là "thép không gỉ" nhưng thật ra nó chỉ là hợp kim của sắt không bị biến màu hay bị ăn mòn dễ dàng như là các loại thép thông thường khác. Vật liệu này cũng có thể gọi là thép chống ăn mòn. Thông thường, có nhiều cách khác nhau để ứng dụng inox cho những bề mặt khác nhau để tăng tuổi thọ của vật dụng. Trong đời sống, chúng xuất hiện ở khắp nơi như những lưỡi daocắt hoặc dây đeo đồng hồ... chứa tối thiểu 10,5%

2.1.3. Yêu cầu công nghệ sản phẩm.

- Tính công nghệ tốt : tính công nghệ của chi tiết chủ yếu ở khả năng dập, tính lắp ráp, an toàn khi thao tác, hệ số sử dụng vật liệu yêu cầu với vật liệu. Mức độ phức tạp của sản phẩm còn đặt ra những yêu cầu nhất định đối với tính năng của vật liệu, ví dụ chi tiết có bề mặt không gian phức tạp, có độ sâu lớn thì phải dập nhiều lần và dung vật liệu có khả năng dập tốt.

- Kích thước hình học và hình dáng sản phẩm: phải phù hợp với bản vẽ và mô hình. Bề mặt không gian do yêu cầu đặc thù của chi tiết nhằm lắp ráp với chi tiết cơ sở và yêu cầu tạo hình mĩ quan sản phẩm, đảm bảo có tính công nghệ, khi lắp ráp đúng vị trí.

2.2. Quy trình công nghệ dập

- Phân tích chi tiết: chi tiết có dạng hình nắp, trên có đột lỗ 8.  Yêu cầu khi sản xuất phải có chất lượng cao, độ cứng vững, không có vết nứt, đảm bảo ăn khớp với chi tiết khác.

- Chọn hướng dập :

+ Hướng dập cho nguyên công cắt phôi: do quá trình cắt phôi được thực hiện qua một nguyên công với hình dạng và kích thước đã cho trên bản vẽ nên ta chọn hướng dập cho nguyên công cắt phôi là vuông góc với bề mặt tiết diện chi tiết.

+ Hướng dập cho nguyên công dập tạo hình và cắt mép : do quá trình dập tạo hình được hoàn thiện sau một nguyên công với hình dạng và kích thước trong bản vẽ chi tiết ta chọn hướng dập cho nguyên công dập tạo hình là vuông góc với bề mặt chi tiết hình chiếu đứng và được thể hiện qua bản vẽ lắp khuôn của nguyên công này.

- Về phương án dập:

Đặc điểm của dập liên hoàn :

+ Có tính cơ giới hóa tự động cao

+ Năng suất cao

+Giảm thời gian sức lao động của công nhân

+ Giá thành hạ

2.3. Quy trình sản xuất .

Quy trình sản xuất được thể hiện như bảng sau.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ KHUÔN TẠO HÌNH

3.1. Khái quát.

-  Với phương án công nghệ đã chọn, từ điều kiện dập hàng loạt vì việc tính toán và chọn phôi ban đầu giữ một vị trí quan trọng bởi việc tính toán phôi ngoài việc phải đảm bảo đủ phôi cho quá trình dập còn phải tạo điều kiện thuận lợi cho kim loại khi bị kéo vào long cối để tạo hình không bị thiếu hụt gây khó khăn cho quá trình dập tạo hình, không những vậy còn phải đảm bảo tính kinh tế sao cho đạt hiệu quả kinh tế cao nhất chi phí bỏ ra ban đầu ít nhất (phải hạn chế được mức độ lãng phí vật liệu)

-  Đối với công nghệ dập các chi tiết phức tạp thì tính chất công nghệ có một số tính chất đặc thù so với dập các chi tiết dơn giản, vi nguyên công dập tạo hình thường được hoàn thiện trong một nguyên công, vì hình dạng chi tiết có hình dạng không gian khá phức tạp có bề mặt lồi lõm khác nhau vì vậy việc tính toán phôi có một số điểm khác biệt so với các chi tiết có biên dạng bình thường khác, do đặc điểm của chi tiết có hình dạng không gian phức tạp quá trình dập vuốt thường là không biến mỏngthành nếu có vị trí nào biến mỏng thành thì cũng chỉ là sự biến mỏng cục bộ không gây ảnh hưởng lớn tới sự thay đổi của diện tích phôi vì vậy ta có thể bỏ qua, như vậy việc tính toán phôi ta cũng dựa trên cơ sở điều kiện cân bằng diện tích giữa phôi và diện tích bề mặt của chi tiết, song sự cân bằng này phải được tính toán qua một số tiết diện của chi tiết tức là:  

F_phôi = F_{chi tiết}

3.2. Phương pháp thiết kế khuôn

- Các số liệu ban đầu cần phải có:

+ Sơ đồ quy trình công nghệ dập chi tiết

+ Bản vẽ bán thành phẩm ở các nguyên công khi dập qua nhiều nguyên công

+ Sơ đồ xếp hình vật liệu

- Phương pháp thiết kế khuôn:

+ Phân tích và lựa chọn sơ đồ kết cấu của khuôn tùy thuộc vào kế hoạch sản xuất sản phẩm, độ chính xác kích thước của chi tiết, những đặc điểm của thiết bị ép.

+ Lựa chọn các chi tiết và các bộ phận lắp ráp của khuôn, hình dạng và kích thước của các chi tiết này được quy định theo tiêu chuẩn.

+ Tính toán kiểm nghiệm về độ bền, độ ổn định và độ cứng của các chi tiết chịu tải lớn nhất của khuôn.

- Các chi tiết của khuôn:

+ Khuôn để dập tấm bao gồm: khối khuôn, các cụm và chi tiết kẹp chặt

+ Khối khuôn bao gồm đế khuôn trên và đế khuôn dưới, trụ bạc dẫn hướng, cuống khuôn

+ Cụm khuôn bao gồm các chi tiết chính như chày, cối, áo chày, áo cối, cơ cấu gỡ phế liệu, đẩy sản phẩm, chày định tâm, máng dẫn phôi

+ Thép cacbon dụng cụ tôi 2 lần có ram trung gian

+ Làm biến dạng dẻo lớp bề mặt của dụng cụ góp phần tăng độ nhẵn bóng bề mặt ( phun bi, lăn ép)

+ Chế độ chày bậc để đột lỗ bằng phương pháp ép chày bán nóng

3.3. Tính toán công nghệ cho nguyên công cắt phôi

- Để tính toán và thiết kế cho nguyên công cắt hình ta cần dựa vào các đặc điểm về hình dáng và kích thước của phôi. Với hình dạng phôi đã được xác định do kích thước phôi trung bình nên để tạo hình dáng phôi ta có 2 phương pháp:

+ Phương pháp 1 cắt hình cho cả biên dạng phôi bằng khuôn cắt khi đó cứ mỗi hành trình của máy ta được một phôi, năng suất cao

+ Phương pháp 2 cắt phôi bằng máy cắt dao nghiêng phải trải qua các bước cắt năng suất thấp

3.3.1. Tính toán lực công nghệ cho nguyên công cắt phôi

- Để tính lực cắt ta dựa vào công thức sau:

P_c = U.S.S_b

Trong đó:

U: chu vi hình cắt, U 1092mm

S: chiều dày vật liệu S=2mm

S_b : ứng suất bền của vật liệu innox 51,5 kg/mm²

- Lực cắt cho nguyên công cắt hình: P_c = 1092.2.515= 1124760N= 112,47 tấn

- Lực gỡ sản phẩm: theo công thức (2- trang 30) công nghệ tạo hình kim loại tấm ta có:

P_gỡ = K_gỡ . P_c

K_gỡ = ( ), chọn K_gỡ = 0,04 ta có lực gỡ sản phẩm:

P_gỡ = 0,04.112,47= 4,4988 tấn

3.3.2. Tính toán trị số khe hở và kích thước chày cối

3.3.2.1 Trị số khe hở giữa chày và cối.

- Khi cắt hình để giảm mô mem thì khe hở giữa chày và cối thường rất nhỏ (hoặc gần như không có khe hở) . Giá trị của nó được tra theo bảng 14 trang 70 (sổ tay thiết kế khuôn dập tấm):  Z = 0,012 (mm)

3.3.2.2. Kích thước chày và cối

- Khi đột lỗ kích thước chày cối được lấy bằng cách giữ kích thướng chày bằng kích thước danh nghĩa của chi tiết, kích thước danh ngĩa của cối bằng kích thước danh nghĩa của chi tiết cộng với giá trị khe hở giữa chày và cối.

kt_DNch= kt_DNlç

kt_DNc= kt_DNch+ 2.Z

3.3.2. Tính toán công nghệ cho nguyên công đột lỗ

3.3.2.1. Lực công nghệ

Lực công nghệ đột :

P=U.S. s_b

Trong đó:

U: Là tổng chu vi lỗ

S: Là chiều dày vật liệu

s_b:  Là giới hạn bền của vật liệu

U=94,2mm

Vậy P=94,2x2x515=97026=69,7 tấn

3.4. Tính toán công nghệ và thiết kế khuôn cho nguyên công dập tạo hình

3.4.1. Tính toán các thông số thiết yếu để thực hiện các thao tác phân chia và chọn máy dập

- Lực công nghệ : P = L.S. _cp = 1092.2.0,8.515 = 89,9 tấn

Ở đây : L- chu vi đường bao dập (mm)

S- độ dày vật liệu (mm)

_cp - sức chống cắt, _cp = (0,7 ). _b

- Áp dụng công thức số 2 trang 60 – sổ tay thiết kế khuôn dập tấm:

 Lực P_np phải đảm bảo sự ép: P_np = L.S.q_np = 1092.2.11=2,4 tấn

- Áp dụng công thức số 3 trang 60 – sổ tay thiết kế khuôn dập tấm:

 Tổng lực dập: P_t = P + P_np + P_nd = 89,9+2,4+8,99= 101,29 tấn

Với P_nd = 0,1P (P - lực công nghệ dập)

3.4.2. Chọn thiết bị gia công

3.4.2.1. Giới thiệu chung về máy ép thủy lực.

- Máy ép thủy lực là một trong những thiết bị đang được sử dụng rộng rãi trong nền công nghiệp hiện nay. Đặc biệt trong nghành gia công áp lực thì các trang thiết bị máy móc thủy lực lại càng được sử dụng nhiều hơn.

+ Làm việc êm, cho áp lực ép cực đại theo lực ép danh nghĩa và có thể duy trì áp lực đó trong suốt quá trình công nghệ.

+ Điều kiển lực ép mềm dẻo, dễ dàng theo yêu cầu công nghệ và theo kết cấu khuôn.

+ Kết cấu máy đơn giản, các bộ phận sử dụng đều được tiêu chuẩn hóa caonên giá thành hạ.

3.4.2.2. Lựa chọn máy ép thủy lực để gia công.

- Với những đặc tính rất quan trọng của máy ép thủy lực như:

+ Là loại thiết bị thông dụng nhất.

+ Hiện đại dễ sử dụng dễ tự động hóa.

+ Lực lớn tốc độ nhanh so với các dòng máy khác.

Thông số kỹ thuật:

+ Lực danh nghĩa đầu trượt trong: 250 [Tấn].

+ Lực danh nghĩa đầu trượt ngoài: 100 [Tấn].

+ Lực đầy bàn máy:                       200 [Tấn].

+ Kích thước bàn máy: 1600 x 1200 [mm].

3.4.3. Tính toán thiết kế khuôn cho nguyên công dập tạo hình

  - Qúa trình thiết kế khuôn và chọn kết cấu phải đáp ứng được những yêu cầu của quá trình công nghệ, có như vậy chi tiết được chế tạo mới có hình dạng và độ chính xác đạt yêu cầu, đảm bảo được năng xuất cần thiết và an toàn khi làm việc, cũng như đảm bảo được quá trình công nghệ chế tạo và hiêu quả kinh tế.

- Vì vậy việc thiết kế khuôn gồm những giai đoạn sau:

+ Chọn kiểu khuôn và các bộ phận của khuôn.

+ Tiến hành tính toán những kết cấu công nghệ cần thiết.

3.4.4. Bán kính lượn chày và cối

 - Nghiên cứu quá trình dập vuốt người ta thấy rằng bán kính góc lượn ở mép cối có ảnh hưởng rất nhiều tới các nguyên công dập vuốt, nó phụ thuộc vào các yếu tố sau:

+ Ứng suất của vật liệu và lực dập vuốt.

+ Giá trị của hệ số dập vuốt cho phép.

3.4.5. Đế khuôn.

Đế khuôn là một chi tiết cơ bản không thể thiếu khi thiết kế một bộ khuôn hoàn chỉnh. Độ bền của chày và cối phụ thuộc rất nhiều vào độ bền và độ cứng vững của đế khuôn. Chất lượng sản phẩm và độ chính xác của nó, mức độ mài mòn của trụ và bạc dẫn hướng….. cũng đều phụ thuộc vào độ bền và độ cứng vững của đế khuôn.

Mặc dù sự cần thiết về kết cấu của đế khuôn cần phải đủ bền và đủ cứng vững (với khối kim loại sử dụng là nhỏ nhất) nhưng phương pháp tính toán đế khuôn vẫn chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ nhất, đặc biệt về tính toán đế và độ cứng vững của nó. Sở dĩ như vậy là do có tất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm việc của đế. Chẳng hạn, hình dạng và kích thước của lỗ thoát trong đế khuôn và trong đế phụ của máy, tỷ lệ kích thước của bàn mày và đế khuôn, vật liệu làm đế cũng chưa được nghiên cứu một cách kĩ càng…

4.4.7. Thiết kế cụm cối cắt.

Với nhiệm vụ của cối cắt nó đóng vai trò rất quan trọng trong cụm khuôn dập liên tục. Nó mang yếu tố quyết định đến độ chính xác cũng như khả năng thiết kế công nghệ của người kĩ sư. Để gia công một cụm cối cắt phức tạp thì rất khó khăn. Nhưng lợi ích của nó đem lại cũng không ít khi phải gia công toàn bộ cụm cối cắt một khối mà không ghép.

4.4.8. Thiết kế tấm chặn phôi.

Tên gọi nói lên nhiệm vụ. Với nhiệm vụ của tấm chặn là chặn phôi giúp cho quá trình tạo hình được chính xác. Giúp cho phôi không bị cong vênh khi đang vào trong quá trình tạo hình. Tuy tấm chặn không cần gia công khắt khe. Song nó là yếu tố không thể thiếu của một bộ khuôn dập tự động.

4.5. Bảo trì khuôn

Qúa trình bảo trì khuôn gồm:

- Khi sử dụng khuôn dập cần phải đảm bảo thời gian mài mòn theo quy định và khắc phục được các trường hợp hư hỏng. Do đó cần phải có hệ thống tổ chức bảo quản và sửa chửa khuôn dập.

- Sửa chữa khuôn dập người ta chia ra sửa chữa nhỏ, vừa và lớn phụ thuộc vào độ phức tạp và khối lượng công việc.

KẾT LUẬN CHUNG

Với đề tài “THIẾT KẾ KHUÔN DẬP NGUỘI ĐỂ CHẾ TẠO MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA CỤM BÁNH XE NHỰA ” nó mở ra cả một hệ thống tự động hóa và chuyên dụng cho những sản phẩm có hình dạng tương tự giống nó. Do kiến thức còn có hạn và thời gian eo hẹp mà trong thời gian qua đồ án tốt nghiệp của em đã trình bày được một số công việc như:

+ Tìm hiểu về công nghệ dập tấm của Việt Nam hiện nay và thực trạng.

+ Nghiên cứu và thiết kế khuôn.

+ Tính toán khả năng tối ưu của khuôn.

+ Xây dựng bản vẽ tối ưu hóa lại quá trình công nghệ.

+ Tìm hiểu cơ cấu cấp phôi tự động cơ khí.

+ Xây dựn bản vẽ và khả năng làm việc của hệ thống cấp phôi.

+ Xây dựng bản vẽ 3D.

Cùng với sự phát triển của thế giới về công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nước ta cũng đang và đã đi đến nền kinh tế mới, kinh tế không chỉ là của nước nông nghiệp mà đã dần dần công nghiệp hóa. Vì vậy công nghệ chế tạo cơ khí là một chuyên ngành không thể thiếu trong quá trình xây dựng nền kinh tế công nghiệp hóa. Chuyên ngành này giúp chúng ta từng bước phát triển ngành chi tiết máy, không lạm dụng việc nhập khẩu các chi tiết máy, giảm chi phí sảm suất, nâng cao lao động. Và sẽ đưa ngành công nghiệp hiện tại chúng ta đang chủ yếu lắp ráp, sửa chữa sang mức cao hơn là chuyên ngành chế tạo.

Riêng với các chi tiết trong cụm bánh xe nhựa thì việc chế tạo một cách chính xác, đảm bảo chất lượng là yếu tố tất yếu. Vì vậy việc chế tạo phải được tuân thủ theo một tuần tự nhất định, theo quy trình công nghệ, điều kiện kỹ thuật và máy móc trang thiết bị cụ thể.

Đối với riêng cá nhân em, khi được giao đề tài này đã cố gắng tìm hiểu trên tài liệu sách vở và kinh nghiệm thực tế ở nước ta để có thể đưa ra được biện pháp công nghệ hợp lý để có thể đưa ra phương án chế tạo chính xác và đảm bảo chất lượng cho sản phẩm tạo điều kiện và khả năng làm việc tốt nhất.

Trong tương lai không xa, em hi vọng ngành công nghệ chế tạo nói chung, ngành gia công áp lực nói riêng, sẽ trở thành ngành công nghiệp phát triển then chốt để thúc đẩy nền công nghiệp hóa hiện đại hóa.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn mậu đằng, Công nghệ tạo hình kim loại tấm, NXB KHKT

2. Võ trần trúc, Sổ tay thiết kế khuôn dập tấm, NXB hải phòng

3. Nguyễn văn Huyền, Cẩm nang kỹ thuật cơ khí, NXB xây dựng

4. Giảng Viên Nguyễn Văn Hưởng, Bài giảng công nghệ tạo hình vật liệu tấm

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"