Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (15.03 MB, 60 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
Hình 2:
u cầu:
+ Vật liệu: Thép C45+ Dạng sản xuất: Hàng khối
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị ThuSinh viên thực hiện: Vũ Đình Trường MSSV: 20185184
<b>Yêu cầu thực hiện:</b>
- Thuyết minh: 30 – 40 trang, trình bày theo quy định về trình bày đồ án tốt nghiệp.- Bản vẽ: 01 bản vẽ A0 quy trình cơng nghệ (QTCN) chế tạo chi tiết tấm, 01 bản vẽA0 quy trình cơng nghệ (QTCN) chế tạo chi tiết khối, 01 bản vẽ lắp (bản chung) của khuôn dập tấm, 01 bản vẽ lắp của khuôn dập khối. Tổng 4 bản vẽ A0. (Sinh viên có thể thiết kế nhiều hơn quy định).
- Tài liệu tham khảo: Yêu cầu ghi rõ nguồn trích dẫn, liệt kê đầy đủ các tài liệu sử dụng để hoàn thành thuyết minh, đồ án.
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4"><b>1.1 Tổng quan về cơng nghệ dập tạo hình tấm...8</b>
1.1.1 Cơng nghệ tạo hình kim loại tấm...8
1.1.2 Phân loại...9
1.1.3 Một số thiết bị tạo hình kim loại tấm...12
1.1.4 Một số sản phẩm điển hình của dập tấm...15
<b>1.2 Thiết kế cơng nghệ chế tạo chi tiết tấm...17</b>
1.2.1 Phân tích chi tiết...17
1.2.2 Phân tích và lựa chọn phương án cơng nghệ...20
1.2.3 Quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết...21
<b>CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ KHN...23</b>
<b>DẬP TẠO HÌNH CHI TIẾT TẤM...23</b>
<b>2.1 Tính tốn các thơng số cơng nghệ...23</b>
2.1.1 Cơ sở lý thuyết...23
2.1.2 Tính tốn lực tạo hình chi tiết tấm...25
<b>2.2 Thiết kế khn dập tạo hình chi tiết tấm...28</b>
2.2.1 Khn cắt hình và đột lỗ...28
<b>2.3 Thiết bị dập tạo hình chi tiết tấm...29</b>
<b>KẾT LUẬN PHẦN TẤM...30</b>
<b>PHẦN B: ĐỒ ÁN KHỐI...31</b>
<b>CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ...31</b>
<b>DẬP CHI TIẾT KHỐI...31</b>
<b>3.1 Tổng quan về cơng nghệ tạo hình kim loai khối...31</b>
3.1.1 Cơng nghệ tạo hình kim loại khối...31
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">3.1.2 Phân loại dập khối...32
3.1.3 Một số thiết bị tạo hình kim loại khối...33
3.1.4 Một số sản phẩm điển hình của dập khối...36
<b>3.2 Thiết kế cơng nghệ tạo chi tiết khối...38</b>
3.2.1 Phân tích chi tiết...38
3.2.2 Phân tích lựa chọn phương án cơng nghệ...39
3.2.3 Quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết...39
<b>CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG </b>BẢN<b> VẼ VẬT DẬP</b>...42
<b>4.1 Số liệu ban đầu theo chi tiết...42</b>
4.1.1 Vật liệu của chi tiết...42
4.1.2 Khối lượng của chi tiết...42
<b>4.2 Số liệu ban đầu để tính tốn...42</b>
4.2.1 Khối lượng vật dập tính tốn...43
<b>4.3 Lượng dư và lượng thêm...43</b>
4.3.1 Lượng dư cơ bản một phía tính theo kích thước...43
4.3.2 Lượng xê dịch theo mặt phân khuôn...44
4.3.3 Độ cong, sai lệch mặt phẳng và sai lệch độ thẳng...44
4.4.4 Lượng xê dịch cho phép của mặt phân khuôn...45
<b>4.5 Xác định khối lượng vật dập và phôi...47</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">4.5.1 Thể tích và khối lượng chi tiết...47
4.5.2 Thể tích phơi và phế liệu...47
<b>4.6 Chọn máy và các thiết bị thực hiện công nghệ...48</b>
4.6.1 Chọn chế độ gia công...48
4.6.2 Chế độ bôi trơn và làm nguội cho khuôn...49
4.6.3 Chọn máy gia công...50
<b>CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ KHN...53</b>
<b>DẬP CHI TIẾT KHỐI...53</b>
<b>5.1 Tính tốn thiết kế lịng khn chồn...53</b>
<b>5.2 Tính tốn thiết kế lịng khn tinh...53</b>
5.2.6 Kiểm tra độ bền khn...55
5.2.7 Đi én và thanh chêm...55
5.2.8 Con chốt...57
<b>KẾT LUẬN PHẦN KHỐI...59</b>
<b>DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO...60</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">Đất nước ta đang cố gắng từng ngày, từng giờ phát triển để có thể theo kịp trìnhđộ của các nước lớn trên thế giới. Vì vậy việc phát triển ngành khoa học cơng nghệvà kỹ thuật là việc cần được ưu tiên hàng đầu. Trong đó, việc sản xuất cơ khí là một lĩnh vực đang được các kỹ sư chú ý đến. Trong sản xuất cơ khí có rất nhiều phương pháp gia công kim loại như: đúc, hàn, gia công áp lực, gia cơng cắt gọt, phủ bề mặt, thay đổi tính chất vật liệu, … Mỗi một phương pháp gia công kim loại trên đều có những yêu nhược điểm riếng và được ứng dụng một cách rất rộng rãi không chỉ trong sản xuất công nghiệp, trong các nhà máy lớn mà còn len lỏi trong các hộ sản xuất nhỏ lẻ tư nhân. Trong các phương pháp trên thì phương pháp gia cơng bằng áp lực đóng vai trị khá quan trọng trong sản xuất bởi tính ưu việt của nó. Ưu điểm của phương pháp gia cơng này là sau khi kết thúc q trình khơng cầngia cơng cơ khí, mà chi tiết vẫn đạt được các yêu cầu đặt ra ban đầu, hơn nữa rất dễứng dụng cơ khí hố, tự động hố để có thể sản xuất hàng loạt với năng suất cao. Ngày nay thiết bị và công nghệ gia công kim loại bằng áp lực đang ngày càng phát triển và hoàn thiện đáp ứng nhu cầu sử dụng rộng rãi của ngành cơ khí chế tạo máynói riêng và ngành kỹ thuật nói chung.
Trong đồ án công nghệ lần này, em được phân công làm đồ án với đề tài thiết kế quy trình cơng nghệ khn dập tạo hình 2 chi tiết dạng tấm và dạng khối. Việc thực hiện đồ án này sẽ giúp em có thể tìm hiểu, củng cố thêm kiến thức chuyên ngành cũng như chuẩn bị thực hiện đồ án tốt nghiệp và có cái nhìn chân thực về cơng việc thực tế trong tương lai.
Trong quá trình thực hiện đồ án này em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của cơ Nguyễn Thị Thu cũng như các thầy cô khác trong NCM Gia công áp lực. Tuy nhiên, do kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế còn khá hạn chế nên việc vấp phải những sai sót là khơng thể tranh khỏi. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo cũng như góp ý của các thầy cơ trong nhóm NCM để em có thể hồn thành đồ án một cách tốt nhất và tích luỹ thêm được nhiều kiến thức và kinh nghiệm. Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Vũ Đình Trường
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">1.1.1 Cơng nghệ tạo hình kim loại tấm
Công nghệ tạo hình kim loại tấm là một phần của cơng nghệ gia công kim loại bằng áp lực nhằm biến dạng kim loại tấm để nhận được các chi tiết có hình dạng và kích thước như mong muốn. Đây là một loại hình cơng nghệ đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, đặc biệt là trong các lĩnh vực kỹ thuật điện và điện tử, công nghiệp chế tạo ô tô, công nghiệp hành không – vũ trụ, công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, cơng nghiệp an ninh – quốc phịng, cơng nghiệp thực phẩm, hoá chất, y tế, … Sở dĩ công nghệ này được ứng dụng rộng rãi như vậy là do nó có nhiều ưu điểm nổi bật so với các loại hình cơng nghệ khác như: nó có thể cơ khí hố và tự động hố cao từ đó giúp nâng cao năng suất và hạ giá thành của sản phẩm, tiết kiệm được nguyên vật liệu và đặc biệt do quá trình biến dạng dẻo nguội làm cho độ bền của chi tiết tăng lên giúp nâng cao cơ tính của sản phẩm, …
Dập tấm là một phần của quá trình công nghệ bao gồm nhiều nguyên công và công nghệ khác nhau nhằm làm biến dạng kim loại tấm (băng hoặc dải) để nhận được các chi tiết có hình dạng và kích thước theo yêu cầu với sự thay đổi không đáng kể chiều dày của vật liệu và khơng có phế liệu ở dạng phơi.
Dập tấm thường được thực hiện với phôi ở trạng thái nguội (nên còn được gọi là dập nguội) đối với những phơi có chiều dày nhỏ (thường s ≤ 4mm) hoặc có thể dập nóng đối với những phơi có chiều dày lớn.
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">Dựa vào đặc điểm biến dạng
- Biến dạng cắt vật liệu: tách một phần vật liệu này ra khỏi một phần vật liệu khác theo một đường bao khép kín hoặc khơng khép kín, kim loại bị phá vỡ liênkết giữa các phần tử (phá huỷ) tại vùng cắt.
Hình 1.1: Nguyên cơng đột lỗ
Hình 1.2: Sản phẩm của ngun cơng đột lỗ cắt hình
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">- Biến dạng dẻo vật liệu: 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 khơng bị phá huỷ tại vùng biến dạng.
Hình 1.3: Ngun cơng dập vuốt
</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">Hình 1.4: Sản phẩm gia cơng dập vuốt
Dựa vào cách thức tạo hình sản phẩm
Hình 1.5: Phân loại dập tấm theo cách thức tạo hình sản phẩm
</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">1.1.3 Một số thiết bị tạo hình kim loại tấm
Trong công nghệ dập tạo hình kim loại tấm, các thiết bị máy móc thường được sử dụng bao gồm: máy ép trục khuỷu, máy ép thuỷ lực, máy cắt pha dải, máy đột dập CNC, máy uốn, …
a) Máy ép trục khuỷu
Hình 1.6: Máy ép trục khuỷu
- Máy ép trục khuỷu vạn năng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như: công nghiệp xây dựng, công nghiệp chế tạo máy và dụng cụ, …- Đặc điểm của máy ép trục khuỷu:
Ưu điểm:
- Sử dụng máy và kết cấu máy đơn giản
- Chế tạo được các chi tiết có hình dạng phức tạp, chất lượng bề mặt chi tiết caomà không cần gia công cắt gọt
- Năng suất máy cao, xưởng khơng ổn, sạch sẽ, nền móng ít bị rung động như máy búa
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">- Dựa trên cơ sở định luật Pascal ta có:
(Diện tích f gấp diện tích f bao nhiêu lần thì lực P gấp lực P bấy nhiêu lần)<small>2121</small>c) Máy cắt pha dải
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">Hình 1.8: Máy cắt pha dảid) Máy đột dập CNC
Hình 1.9: Máy đột dập CNC
</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">- Công nghiệp hàng không – vũ trụ: vỏ máy bay, vỏ tên lửa, …
Hình 1.10: Khung xe ơ tơ
Hình 1.11: Vỏ đạn
</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">Hình 1.12: Tủ điện
Hình 1.13: Các sản phẩm dân dụng
Hình 1.14: Vỏ máy bay
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">1.2.1 Phân tích chi tiết
- Vật liệu của chi tiết: SUS201, - Chiều dày của chi tiết: S = 1 mm
Hình 1.15: Bản vẽ kích thước chi tiết
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">Hình 1.16: Bản vẽ chi tiết tấm 2D
</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">Hình 1.17: Bản vẽ hình chiếu 3D
</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">1.2.2 Phân tích và lựa chọn phương án cơng nghệ
- Phương án 1: Sử dụng khuôn phối hợp: Cắt hình, cắt trích và đột lỗ trên khn phối hợp Dập vuốt nông (chày nhấn)
- Ưu điểm: Việc sử dụng khuôn phối hợp sẽ giúp giảm bớt được các nguyên công, đồng thời hạn chế được số lượng khuôn cần dùng mà việc chế tạo khuôn cũng không quá phức tạp, phù hợp với việc sản xuất hàng loạt.
- Nhược điểm: Do kết hợp nhiều nguyên công trên cùng một khuôn nên tuổi thọ của khuôn sẽ không cao. Hơn nữa nếu 1 ngun cơng trong khn bị hỏng thì cần phải thay thế cả một bộ khuôn.
- Phương án 2: Sử dụng khn đơn: Cắt hình Đột lỗ Cắt trích Dập vuốt nơng (chày nhấn)
</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">- Phương án 3: Sử dụng khuôn liên tục: Cắt hình Đột lỗ Cắt trích Dập vuốt nông (chày nhấn)
- Ưu điểm: Khuôn liên tục phù hợp với sản xuất hàng loạt, cho năng suất cao. Khi một nguyên công trong dây chuyền bị hỏng thì chỉ cần sửa chữa thay thế 1 nguyên công ấy mà không ảnh hưởng đến các nguyên công khác.- Nhược điểm: Việc chế tạo khuôn đòi hỏi sự liên tục trong dây chuyền sản xuất vì vậy sẽ khá là phức tạp.
Với yêu cầu sản xuất hàng loạt và dựa theo phân tích của 3 phương án đã nêu trên thì ta chọn gia cơng chi tiết theo phương án 1 (sử dụng khuôn phối hợp).
1.2.3 Quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết
- Bước 1: Cắt dải phôi cuộn
Chọn phơi cuộn có chiều rộng 156 mm, chiều dài 3000 m. - Bước 2: Cắt hình, cắt trích và đột lỗ trên khn phối hợp +) Kích thước cắt (dài x rộng): 135 x 150 mm
+) Khoảng cách giữa 2 phôi cắt: 3 mm
+) Khoảng cách từ mép phôi cắt đến mép phôi cuộn: 3 mm +) Bo mép cắt với bán kính: R = 10 mm
+) Cắt trích 6 đường với chiều dài mỗi đường: l = 83 m
(Khoảng cách mỗi đường là 12 mm, được chia đều từ tâm phôi ra 2 mép phôi) +) Tổng diện tích đột trên 1 sản phẩm:
Vậy hệ số sử dụng vật liệu là:
Trong đó:
</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">2.1.1 Cơ sở lý thuyết
a) Cắt hình và đột lỗ bằng khn
Cắt hình và đột lỗ là những nguyên công được sử dụng để tạo ra các chi tiết phẳng từ các phôi tấm, dài hoặc băng hoặc cũng có thể để cắt phơi cho các ngun cơng uốn, dập vuốt và tạo hình.
Khe hở z là khe hở giữa chày và cối khi cắt hình hoặc đột lỗ. Khe hở z nhỏ thì các chi tiết cắt ra sẽ có kích thước chính xác hơn, phẳng và khơng cần nắn lại. Tuy nhiên nó sẽ làm tăng sự tập trung ứng suất pháp ở các mép làm việc của chày và cối khiến các mép sắc nhanh bị cùn, dẫn tới giảm độ cứng vững và tuổi thọ của khuôn.
Khe hở z hợp lý thì các vết nứt xuất hiện từ mép chày và mép cối sẽ gặp nhau theo đường thẳng. Nếu khe hở z quá nhỏ thì các vết nứt sẽ khơng gặp nhau, cịn nếu khe hở z quá lớn thì sẽ xuất hiện bavia.
Nguyên tắc lấy khe hở z
- Khi cắt hình: lấy khe hở z bằng cách giảm kích thước của chày, kích thước cốilấy bằng kích thước giới hạn nhỏ nhất của chi tiết.
- Khi đột lỗ: lấy khe hở z bằng cách tăng kích thước của cối, kích thước chày lấy bằng kích thước giới hạn nhỏ nhất của lỗ.
- Với chiều dày chi tiết , khe hở một phía được tính theo cơng thức:
Trong đó: u: Khe hở một phía giữa chày và cối s: Chiều dày vật liệu
: Ứng suất cắt của vật liệu
Với chiều dày chi tiết , khe hở một phía được tính theo cơng thức:
</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">- Khi vận tốc của máy lớn (>120 nhát/phút) cần phải tăng trị số khe hở z do giãn nở nhiệt vì ma sát.
- Khi đột lỗ, kích thước của chày lấy theo kích thước danh nghĩa của phơi, cịn kích thước của cối lấy theo kích thước của chày.
- Khi cắt hình, kích thước của cối lấy theo kích thước danh nghĩa của chi tiết, cịn kích thước của chày lấy theo kích thước của cối.
Lực cắt và cơng biến dạng- Lực cắt:
Trong đó: L: chu vi cắt (mm) S: Chiều dày vật liệu (mm) : Trở lực cắt của vật liệu
k = (1,11,3): Hệ số kể đến các yếu tố ảnh hưởng khác.- Lực đẩy:
- Lực gỡ sản phẩm và phế liệu:
Trong đó:
n: Số chi tiết nằm trong cối h: Chiều cao phần làm việc của cối- Công biến dạng:
= 0,150,75: Phụ thuộc vào chiều dày, loại vật liệu và độ cứng.
2.1.2 Tính tốn lực tạo hình chi tiết tấm
a) Lực cắt hình và đột lỗ bằng khn
</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">Lực cắt hình
- Ta có cơng thức tính lực cắt hình:
Sau khi thực hiện q trình trải phơi, ta có kích thước:
Hình 2.1: Bản vẽ kích thước phơi cắt +) Chu vi của chi tiết:
+) Chiều dày của chi tiết: S = 1 (mm) +) Ứng suất bền của vật liệu: +) Chọn hệ số: k = 1,3- Vậy lực cắt hình chi tiết là:
Lực đột lỗ
- Ta có cơng thức tính lực đột lỗ :
</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">Hình 2.2: Chi tiết sau khi đột lỗ - Vậy ta có lực đột lỗ là:
</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">Hình 2.3: Chi tiết thực hiện cắt tríchVậy lực cắt hình là:
Phần tạo hình
Ta có cơng thức tính lực tạo hình:
Hình 2.4: Kích thước chi tiết tạo hìnhVậy lực tạo hình là:
</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">Vậy lực của ngun cơng cắt trích là:
2.2.1 Khn cắt hình và đột lỗ
- Đối với những chi tiết có chiều dày S = 1 mm (3mm) thì theo nguyên tắc lấy khe hở z, ta có khe hở một phía được tính theo cơng thức:
Kích thước chày, cối cắt hình:
Kích thước chày, cối đột lỗ:
- Chọn chiều cao mép cối, ta chọn kiểu dáng cối như hình sau:
Hình 2.5: Kích thước cối và góc thốt phế liệu
Ưu điểm: Khi sử dụng mịn ta có thể mài và sử dụng tiếp mà kích thước cối vẫn được đảm bảo.
Nhược điểm: Cần lực đẩy lớn để có thể đẩy vật dập hoặc phế liệu ra khỏi khoảng h. Thêm nữa phần bên trong lòng cối cũng dễ bị mịn và bị cào xước do có sự cọ xát của vật dập hoặc phế liệu khi bị đẩy ra.
Bảng 2.1: Chiều cao cối và góc thốt phế liệu theo chiều dày
</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">Với chiều dày vật liệu S = 1mm, ta chọn khoảng h = 5mm và góc thốt . - Lực gỡ, đẩy sản phẩm:
- Kích thước bàn máy: 440 x 710 mm
Đồ án dập tạo hình kim loại tấm là một đồ án vô cùng quan trọng, nó đã giúp em củng cố lại kiến thức chun nghành đã học. Hơn nữa nó cịn giúp em tônge hợp lại kiến thức về công nghệ, thiết bị, nguyên lý và kết cấu làm việc của một bộ khn dập. Các quy tắc, tiêu chuẩn và cách trình bày bản vẽ trong kỹ thuật. Thông qua việc làm đồ án phần tấm đã giúp chúng em hiểu ra rằng để thiết kế được một bộ khuôn hợp lý trước tiên ta phải đưa ra được các phương án cơng nghệ, phân tích từng phương án, sau đó chọn ra phương án tối ưu nhất để thực hiệnq trình thiết kế khn. Tiếp đến, ta tiến hành tính tốn để chọn phơi ban đầu, từ đó xếp hình phơi nhằm tiết kiệm được vật liệu. Tính lực dập, lực chặn, lực đột, … cho từng nguyên công cụ thể để lựa chọn thiết bị sao cho hợp lý. Cuối cùng ta thiếtkế khuôn để gia công cho từng nguyên công và chọn loại máy thực hiện.
Trong quá trình thiết kế khuôn cần phải lưu ý đến các chi tiết đã được tiêu chuẩn hoá như: trụ và bạc dẫn hướng, chốt định vị, bu lơng, lị xo, … Đặc biệt cần phải lưu ý đến hiện tiệng ngồi lò xo, hiện tượng trụ dẫn hướng đập vào đầu trượt ở cuối quá trình dập. Cuối cùng ta chọn các vật liệu để làm khuôn, đối với chày và cối thì cần chọn vật liệu là hợp kim cứng, đối với chi tiết khác hầu như là thép cacbon kết cấu.
</div>