Ch­¬ng 4

thiÕt kÕ
c«ng nghÖ
dËp thÓ tÝch
1


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

1 - khái niệm chung về dập thể
tích.
I. thực chất, đặc điểm
1 - thực chất.
Dập thể tích, hay còn gọi là dập, là phương
pháp gia công áp lực trong đó kim loại bị biến
dạng và điền đầy vào khoang rỗng của một dụng
cụ gọi là khuôn dập. Khoang rỗng được gọi là
lòng khuôn. Sự biến dạng kim loại bị giới hạn
trong lòng khuôn; kết thúc quá trình dập kim loại
sẽ điền đầy kín lòng khuôn và sản phẩm (vật dập)
nhận được có kích thướcvà hình dạng giống như
hình dáng và kích thước của lòng khuôn.
2


CH¦¥ng IV. thiÕt kÕ c«ng nghÖ dËp thÓ tÝch

3

CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

2 - Đặc điểm
So với rèn tự do, dập thể tích có những đặc điểm
sau:
- Vật dập có độ chính xác và độ bóng bề mặt cao hơn
vật rèn tự do; khi dùng những thiết bị đặc biệt, vật dập
có thể đạt độ chính xác kích thước đến 0,1 0,05.
- Vật dập có cơ tính đồng đều và cao hơn, do sự biến
dạng kim loại triệt để và đều khắp hơn.
- Dập có khả năng chế tạo được các chi tiết có hình
dáng phức tạp, tiết kiệm được kim loại, thao tác đơn
giản, không đòi hỏi bậc thợ thật cao do kim loại bị
khống chế và biến dạng trong lòng khuôn dập.
- Dập đạt được năng suất lao động rất cao, dễ cơ khí
hoá, thường được dùng trong sản xuất hàng loạt hay
hàng khối.
4


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

Nhược điểm của dập là:
- Yêu cầu công suất của thiết bị lớn, do đó không
thể dùng cách dập để chế tạo các vật rất lớn. Hiện
nay vật dập lớn nhất có thể chế tạo được có khối
lượng thường không quá 1 tấn.
- Việc chế tạo bộ khuôn mất nhiều thời gian, công
sức vì đây là công việc phức tạp, vật liệu chế tạo
bộ khuôn cũng có yêu cầu khắt khe, vì vậy giá

thành chế tạo khuôn cao, mỗi bộ khuôn lại chỉ
dùng để chế tạo một loại sản phẩm. Vì thế dập chỉ
dùng với dạng sản xuất hàng loạt và hàng khối,
mà không dùng trong sản xuất đơn chiếc.
5


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

II. điều kiện dập thể tích hợp lý và phân
loại các phương pháp dập thể tích
1 - điều kiện dập thể tích hợp lý
Nếu xét về tính hợp lý xuất phát từ hiệu quả kinh tế của phương pháp gia
công thì chỉ nên chọn dập thể tích là phương pháp gia công đối với một sản
phẩm nào đó nếu thoả mãn điều kiện: Nyc N.
ở đây Nyc số lượng sản phẩm yêu cầu phải chế tạo.
N - số lượng sản phẩm dùng phương pháp dập là hợp lý.

G

kh

N = (m + n ) (m + n )
1
1
2
2
ở đây Gkh tổng chi phí chế tạo bộ khuôn.
m1 giá thành đối với sản phẩm khi rèn tự do
n1 chi phí khi gia công cơ khí vật rèn tự do

m2 giá thành đối với sản phẩm khi dập thể tích
n2 chi phí khi gia công cơ khí vật dập
Nếu Nyc < N thì không dùng phương pháp dập, mà chỉ nên dùng rèn tự do
hoặc rèn trong các bộ khuôn đơn giản.
6


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

2 - Phân loại các phương pháp dập
2.1. Theo trạng thái nhiệt độ phôi
Phân thành dập nóng và dập nguội:
- Dập nóng: Phôi được nung nóng tới nhiệt độ rèn dập. Phư
ơng pháp này được sử dụng rộng rãi vì kim loại dẻo, biến
dạng dễ dàng, điền đầy khuôn dập tốt, yêu cầu công suất
thiết bị không quá cao, thiết bị và khuôn dập ít bị mài
mòn. Tuy nhiên đòi hỏi khuôn dập phải chịu nhiệt tốt.
- Dập nguội: Phôi chỉ được nung đến nhiệt độ vừa phải
(thường đến khoảng nhiệt độ kết thúc rèn dập) hoặc không
cần nung nóng. Sự biến dạng kim loại khó khăn, khả năng
điền đầy khuôn dập kém, đòi hỏi thiết bị phải có công suất
lớn, thiết bị và khuôn dập chóng mòn và có thể xuất hiện
ứng suất dư trong kim loại. Ưu điểm là vật dập có độ bóng
bề mặt tốt, độ chính xác kích thước cao.
7


CH¦¥ng IV. thiÕt kÕ c«ng nghÖ dËp thÓ tÝch

2.2. Theo kÕt cÊu lßng khu«n

Ph©n thµnh: DËp trong khu«n kÝn vµ dËp trong khu«n hë.
Ph«i

p

p

VËt rÌn
trung gian

VËt rÌn

8


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

2.3. Theo cách bố trí lòng khuôn trên khuôn dập
Phân thành dập trong khuôn có một lòng khuôn và dập
trong khuôn có nhiều lòng khuôn.
Khi dập trong khuôn có một lòng khuôn thì phôi phải đư
ợc rèn sơ bộ trước hay dùng các phôi thép định hình có
dạng gần giống vật dập. Phương pháp dập trong khuôn có
một lòng khuôn chỉ dùng trong dạng sản xuất loạt vừa.
Khuôn dập có kết cấu đơn giản và yêu cầu công suất thiết
bị không cần cao.
Dập trong khuôn nhiều lòng khuôn thì phôi liệu lần lượt
được chuyển qua những lòng khuôn kế tiếp nhau trên cùng
một khối khuôn. Thiết kế những bộ khuôn này phức tạp và
chỉ có thể dùng trên những máy có công suất lớn. Phương

pháp dập trong khuôn nhiều lòng khuôn được dùng trong
sản xuất loạt lớn và hàng khối.
9


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

2.4. Phân loại theo thiết bị gia công
Đây là cách phân loại thường hay dùng,
nhất là khi xét đến những điều kiện và quá
trình công nghệ. Theo cách phân loại này
thì dập được phân thành:
- Dập trên máy búa,
- Dập trên máy ép thuỷ lực,
- Dập trên máy ép dập nóng,
- Dập trên máy rèn ngang
- Dập trên các máy chuyên dùng
10


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

III. Khái quát chung quá trình dập
thể tích một chi tiết
Sau khi đã chuẩn bị được phôi liệu, phương tiện vận
chuyển, lò nung phôi, dụng cụ và thiết bị gia công và định
được cách bố trí dây chuyền sản xuất thì thực hiện quá
trình dập thể tích theo các bước sau đây:
- Cắt phôi liệu theo kích thước yêu cầu,
- Nung nóng phôi đến nhiệt độ gia công,

- Tiến hành dập qua một số lòng khuôn cần thiết,
- Tháo lấy vật dập ra khỏi khuôn sau khi dập xong, cắt lớp
màng ngăn lỗ và vành biên,
- Hiệu chỉnh và tinh sửa,
- Làm sạch vật dập
Sau khi qua khuôn dập tinh, vật dập sẽ đạt được kích
thước và hình dáng hoàn chỉnh theo như bản vẽ vật dập đã
được thiết kế.
11


CH¦¥ng IV. thiÕt kÕ c«ng nghÖ dËp thÓ tÝch

12


CH¦¥ng IV. thiÕt kÕ c«ng nghÖ dËp thÓ tÝch

2 - m¸y dËp thÓ tÝch
I - C¸c lo¹i m¸y bóa
1. M¸y bóa h¬i n­íc - kh«ng khÝ Ðp

13


CH¦¥ng IV. thiÕt kÕ c«ng nghÖ dËp thÓ tÝch

14



CH¦¥ng IV. thiÕt kÕ c«ng nghÖ dËp thÓ tÝch

2 - M¸y bóa kh«ng bÖ ®e

15


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

Thông số của máy
- Năng lượng va đập 10000 45000 Kgm
- Hành trình 1000 1250 mm
- Số nhát đập trung bình 10 6 lần/phút
- Trọng lượng phần rơi (tương đương)
5 22,5 tấn

16


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

ii. Các loại máy ép
1 - Máy ép trục khuỷu

17


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

Thông số của máy

- Lực ép danh nghĩa 630 8000 tấn
- Hành trình 200 500 mm
- Số nhát đập trung bình 90 35 lần/phút
- Kích thước bàn máy
B = 640 2100
L = 820 2150

18


CH¦¥ng IV. thiÕt kÕ c«ng nghÖ dËp thÓ tÝch

2 - M¸y Ðp ma s¸t trôc vÝt

19


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

Thông số của máy
- Lực ép danh nghĩa 40 630 tấn
- Hành trình 240 600 mm
- Số nhát đập trung bình 39 17 lần/phút
- Năng lượng va đập 125 8000 tấn
- Khoảng cách giữa 2 sống trượt 310 740

20


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích


3 - Máy ép thuỷ lực

21


CH¦¥ng IV. thiÕt kÕ c«ng nghÖ dËp thÓ tÝch

4 - M¸y rÌn ngang

22


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

3 - quá trình dập thể tích trên máy búa
I. thực chất của quá trình dập trên máy búa
Điều phân biệt so với dập trên các máy ép là máy búa
có tính vạn năng cao hơn vì hành trình của đầu búa không
bị cố định như máy ép, do đó khả năng công nghệ dập trên
máy búa cũng linh hoạt và rộng rãi hơn.
Mặt khác do tác động lực của máy búa là loại lực va
chạm nên các vẩy sắt và tạp chất khác trên bề mặt phôi dễ
bị bong ra khỏi mặt phôi và phôi được làm sạch dễ dàng,
vì thế không cần phải làm sạch cẩn thận bề mặt phôi trước
khi dập.
Tuy nhiên dập trên máy búa thường không đạt được độ
chính xác và năng suất cao bằng dập trên máy ép, lượng
hao phí kim loại nhiều hơn và khả năng tự động hoá và cơ
giới hóa kém hơn.

23


CHƯƠng IV. thiết kế công nghệ dập thể tích

II. Phân loại vật dập trên máy búa và
các thông số cơ bản đặc trưng cho vật
dập
1 - Phân loại vật dập trên máy búa
Có thể chia vật dập thành ba nhóm
chính, gồm 10 phân nhóm: nhóm I có 4
phân nhóm; nhóm II có 3 phân nhóm và
nhóm III có 3 phân nhóm. Phụ thuộc vào
hình dáng cụ thể lại chia phân nhóm thành
3 loại A, B, C
24


CH¦¥ng IV. thiÕt kÕ c«ng nghÖ dËp thÓ tÝch

25