Giáo trình Các phương pháp gia cơng biến dạng Gi¸o trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Chơng Khái niệm chung 1.1 Thực chất đặc điểm 1.1.1 Thực chất Gia công biến dạng phơng pháp để chế tạo chi tiết máy sản phẩm kim loại thay cho phơng pháp đúc gia công cắt gọt Gia công biến dạng thực cách dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại trạng thái nóng nguội làm cho kim loại đạt đến giới hạn đàn hồi, kết làm thay đổi hình dạng vật thể kim loại mà không phá huỷ tính liên tục độ bền chúng 1.1.2 Đặc điểm Kim loại gia công thể rắn, sau gia công thay đổi hình dáng, kích thớc mà thay đổi cơ, lý, hoá tính kim loại nh kim loại mịn chặt hơn, hạt đồng đều, khử khuyết tật (rỗ khí, rỗ co v.v ) đúc gây nên, nâng cao tính tuổi bền chi tiết v.v GCBD trình sản xuÊt cao, nã cho phÐp ta nhËn c¸c chi tiÕt có kích thớc xác, mặt chi tiết tốt, lợng phế liệu thấp chúng có tính học cao so với vật đúc Gia công biến dạng cho suất cao có khả khí hoá tự động hoá cao 1.1.3 Các phơng pháp gia công biến dạng Các phơng pháp GCBD : Cán, kéo sợi, ép kim loại, rèn tự do, rèn khuôn, rập Sản phẩm GCBD đợc dùng nhiều xởng khí; chế tạo sửa chữa chi tiết máy; ngành xây dựng, kiến trúc, cầu đờng, đồ dùng hàng ngày Tính khối lợng chi tiết rèn, dập ngành chế tạo máy bay chiếm đến 90%, ngành ôtô chiếm 80%, ngành máy nớc chiếm 60% 1.2 Biến dạng dẻo kim loại P 1.2.1 Biến dạng dẻo kim loại a/ Khái niệm biến dạng kim loại b c Dới tác dụng ngo¹i lùc kim lo¹i sÏ P biÕn d¹ng theo giai đoạn nối tiếp nhau: Biến dạng đàn hồi: biến dạng sau lực tác dụng, vật trở hình dáng ban đầu Quan hệ ứng suất biến dạng o tuyến tính tuân theo định luật Hooke Trên đồ L H.1.1 Đồ thị quan hệ lực biến dạng thị đoạn OP Biến dạng dẻo biến dạng sau lực tác dụng không bị đi, tơng ứng với giai đoạn chảy kim loại Trờng đại học Bách khoa Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BiÕn dạng dẻo xảy ứng suất lực tác dụng lớn giới hạn đàn hồi Đó đoạn Pb Biến dạng phá huỷ: Khi ứng suất lực tác dụng lớn độ bền kim loại kim loại bị phá huỷ (điểm c) b/ Biến dạng dẻo đơn tinh thể Nh đà biết, dới tác dụng ngoại lực, kim loại biến dạng theo giai đoạn: biến dạng đần hồi, biến dạng dẻo biến dạng phá huỷ Tuỳ theo cấu trúc tinh thể loại, giai đoạn xảy với mức độ khác Dới khảo sát chế biến dạng đơn tinh thể kim loại, sở nghiên cứu biến dạng dẻo kim loại hợp kim Trong đơn tinh thể kim loại, nguyên tử xếp theo trật tự xác định, nguyên tử dao động xung quanh vị trí cân (a) Biến dạng đàn hồi: dới tác dụng ngoại lực, mạng tinh thể bị biến dạng Khi ứng suất sinh kim loại cha vợt giới hạn đàn hồi, nguyên tử kim loại dịch chuyển không thông số mạng (b), tác dụng lực, mạng tinh thể lại trở trạng thái ban đầu Biến dạng dẻo: ứng suất sinh kim loại vợt giới hạn đàn hồi, kim loại bị biến dạng dẻo trợt song tinh Theo hình thức trợt, phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần lại theo mặt phẳng định, mặt phẳng gọi mặt trợt (c) Trên mặt trợt, nguyên tử kim loại dịch chuyển tơng khoảng số nguyên lần thông số mạng, sau dịch chuyển nguyên tử kim loại vị trí cân mới, sau tác dụng lực kim loại không trở trạng thái ban đầu b a c d H.1.2 Sơ đồ biến dạng đơn tinh thể Theo hình thức song tinh, phần tinh thể vừa trợt vừa quay đến vị trí đối xứng với phần lại qua mặt phẳng gọi mặt song tinh (d) Các nguyên tử kim loại mặt di chuyển khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh Trờng đại học Bách khoa Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Các nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm cho thấy trợt hình thức chủ yếu gây biến dạng dẻo kim loại, mặt trợt mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao Biến dạng dẻo song tinh gây rÊt bÐ, nh−ng cã song tinh tr−ỵt sÏ xÈy thuận lợi c/ Biến dạng dẻo đa tinh thể Kim loại hợp kim tập hợp nhiều đơn tinh thể (hạt tinh thể), cấu trúc chúng đợc gọi cấu trúc đa tinh thể Trong đa tinh thể, biến dạng dẻo có hai dạng: biến dạng nội hạt biến dạng vïng tinh giíi h¹t Sù biÕn d¹ng néi bé hạt trợt song tinh Đầu tiên trợt xẩy hạt có mặt trợt tạo với h−íng cđa øng st chÝnh mét gãc b»ng hc xÊp xỉ 45o, sau đến mặt khác Nh vậy, biến dạng dẻo kim loại đa tinh thể xảy không đồng thời không đồng Dới tác dụng ngoại lực, biên giới hạt tinh thể bị biến dạng, hạt trợt quay tơng Do trợt quay hạt, hạt lại xuất mặt trợt thuận lợi mới, giúp cho biến dạng kim loại tiếp tục phát triển 1.2.2 Các yếu tố ảnh hởng đến tính dẻo biến dạng kim loại Tính dẻo kim loại khả biến dạng dẻo kim loại dớc tác dụng ngoại lực mà không bị phá huỷ Tính dẻo kim loại phụ thuộc vào hàng loạt nhân tố khác nhau: thành phần tổ chức kim loại, nhiệt độ, trạng thái ứng suất chính, ứng suất d, ma sát ngoài, lực quán tính, tốc độ biến dạng a/ ảnh hởng thành phần tổ chức kim loại Các kim loại khác có kiểu mạng tinh thể, lực liên kết nguyên tử khác tính dẻo chúng khác nhau, chẳng hạn đồng, nhôm dẻo sắt Đối với hợp kim, kiểu mạng thờng phức tạp, xô lệch mạng lớn, số nguyên tố tạo hạt cứng tổ chức cản trở biến dạng tính dẻo giảm Thông thờng kim loại hợp kim có cấu trúc pha dẻo hợp kim có cấu trúc nhiều pha Các tạp chất thờng tập trung biên giới hạt, làm tăng xô lệch mạng làm giảm tính dẻo kim loại b/ ảnh hởng nhiệt độ Tính dẻo kim loại phụ thuộc lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại tăng nhiệt độ, tính dẻo tăng Khi tăng nhiệt độ, dao động nhiệt nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả khuếch tán nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng Một số kim loại hợp kim nhiệt độ thờng tồn pha dẻo, nhiệt độ cao chuyển biến thù hình thành pha có độ dẻo cao Khi ta nung thép từ 20ữ1000C độ dẻo tăng chậm nhng từ 100ữ4000C độ dẻo giảm nhanh, độ giòn tăng (đối với thép hợp kim độ dẻo giảm đến 6000C), nhiệt độ độ dẻo tăng nhanh nhiệt độ rèn hàm lợng cácbon thép cao sức chống biến dạng Trờng đại học Bách khoa Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com lín c/ ¶nh h−ëng cđa øng suất d Khi kim loại bị biến dạng nhiều, hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất d lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh (hiện tợng biến cứng) Khi nhiệt độ kim loại đạt từ 0,25 - 0,30Tnc(nhiệt độ nóng chảy), ứng suất d xô lệch mạng giảm làm cho tính dẻo kim loại phục hồi trở lại (hiện tợng phục hồi) Nếu nhiệt độ nung đạt tới 0,4Tnc kim loại bắt đầu xuất trình kết tinh lại, tỉ chøc kim lo¹i sau kÕt tinh l¹i cã h¹t đồng lớn hơn, mạng tinh thể hoàn thiện nên độ dẻo tăng d/ ảnh hởng trạng thái ứng suất Trạng thái ứng suất ảnh hởng đáng kể đến tính dẻo kim loại Qua thực nghiệm ngời ta thấy kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao chịu ứng suất nén mặt, nén đờng chịu ứng suất kéo ứng suất d, ma sát làm thay đổi trạng thái ứng suất kim loại nên tính dẻo kim loại giảm đ/ ảnh hởng tốc độ biến dạng Sau rèn dập, hạt kim loại bị biến dạng chịu tác dụng phía nên chai cứng hơn, sức chống lại biến dạng kim loại lớn hơn, đồng thời nhiệt độ nguội dần kết tinh lại nh cũ Nếu tốc độ biến dạng nhanh tốc độ kết tinh lại hạt kim loại bị chai cha kịp trỡ lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng, ứng suất khối kim loại lớn, hạt kim loại bị dòn bị nứt Nếu lấy khối kim loại nh nung đến nhiệt độ định rèn máy búa máy ép, ta thấy tốc độ biến dạng máy búa lớn nhng độ biến dạng tổng cộng máy ép lớn 1.2.3 Trạng thái ứng suất phơng trình dẻo Giả sử vật hoàn toàn ứng suất tiếp vËt thĨ chÞu øng st chÝnh sau: σ1 σ1 σ1 σ2 σ2 σ3 - øng suÊt ®−êng: τmax= σ1/2; - øng st mỈt: τmax= (σ1 - σ2)/2; - øng suÊt khèi: τmax= (σmax - σmin)/2; NÕu σ1 = σ2 = = biến dạng, ứng suất để kim loại biến dạng dẻo giới hạn chảy ch Điều kiện biến dạng dẻo: ã Khi kim loại chịu ứng suất đờng: = ch tức max = Trờng đại học Bách khoa ch Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ã Khi kim loại chịu øng st mỈt: σ − σ = σ ch ã Khi kim loại chịu ứng suất khối: σ max − σ = σ ch C¸c phơng trình gọi phơng trình dẻo Biến dạng dẻo bắt đầu sau biến dạng đàn hồi Thế biến dạng đàn (1.1) hồi: A = A0 + Ah Trong A0 - để thay đổi thể tích vật thể Ah - để thay đổi hình dáng vật thể Trong trạng thái ứng suất khối, biến dạng đàn hồi theo định luật Hooke đợc xác định: + ε + σ 3ε A= 1 (1.2) Nh biến dạng tơng đối theo định luËt Hooke: [ )] ( σ1 − µ σ + σ E ε = [σ − µ (σ + σ )] E ε = [σ − µ (σ + σ )] E ε1 = (1.3) Theo (1.2) toàn biến dạng đợc biểu diển: A= [ ] σ 12 + σ + σ 32 − µ (σ 1σ + σ 2σ + σ 3σ ) 2E (1.4) Lợng tăng tơng đối thể tích vật biến dạng đàn hồi tổng biến dạng hớng vuông góc: (1 2à ) ( + + σ ) ∆V (1.5) = ε1 + ε + ε = V E Trong ®ã µ - hƯ sè Pyacon tÝnh ®Õn vËt liƯu biÕn dạng; E - mô đun đàn hồi vật liệu Thế để làm thay đổi thể tích là: ∆V (σ + σ + σ ) (1 − µ ) (σ + σ + σ )2 = A0 = (1.6) V 6E Thế dùng để thay đổi hình dạng vật thể: (1 + ) ( − σ )2 + (σ − σ )2 + (σ − σ )2 (1.7) Ah = A − A0 = 2 3 6E [ VËy thÕ đơn vị để biến hình biến dạng đờng sÏ lµ: (1 + µ ) 2σ Ah = ch 6E ] (1.8) Tõ (1.7) vµ (1.8) ta cã: (σ − σ )2 + (σ − σ )2 + (σ − σ )2 = ch = const (1.9) Đây gọi phơng trình dẻo Trờng đại học Bách khoa Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Khi c¸n kim loại dạng tấm, biến dạng ngang không đáng kể, theo (1.3) ta cã thĨ viÕt: (1.10) σ2 = µ(σ1 + 3) Khi biến dạng dẻo (không tính đến đàn hồi) thể tích vật thể không đổi, vậy: V = Tõ (1.6) ta cã: (1 − µ ) (σ + σ + σ ) = E Từ đó: 1-2à = = 0,5 Tõ (1.10) vµ (1.11) ta cã: σ2 = (σ1 + 3)/2 Vậy phơng trình dẻo viết: −σ = (1.11) (1.12) σ ch ≈ 1,15σ ch (1.13) Trong tr−ỵt tinh σ1 = - mặt nghiêng ứng suất pháp 0, ứng suÊt tiÕp α = 450: σmax= (σ1 + σ3)/2 (1.14) σ (1.15) So s¸nh víi (1.13) σ3 = - σ1: σ max = ch = k ≈ 0,58σ ch VËy øng st tiÕp lín nhÊt lµ: K = 0,58ch gọi số dẻo trạng thái ứng suất khối, phơng trình dẻo viết: - σ3 = 2K = const = 1,15σch (1.16) Ph−¬ng trình dẻo (1.16) quan trọng để giải toán GCBD Tính đến hớng ứng suất, phơng trình dẻo (1.16) đợc viết: (1) - (3) = 2K (1.17) 1.3 Một số định luật áp dụng gia công biến dạng 1.3.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn biến dạng dẻo Khi biến dạng dẻo kim loại xảy đồng thời đà có biến dạng đàn hồi tồn Quan hệ chúng qua định luật Hooke Khi biến dạng kích thớc kim loại so với kích thớc sau tác dụng lực khác nhau, nên kích thớc chi tiết sau gia công xong khác với kích thớc lỗ hình khuôn (vì có đàn hồi) 1.3.2 Định luật ứng suất d Trong trình biến dạng dẻo kim lọai ảnh hởng nhân tố nh: nhiệt độ không đều, tổ chức kim loại không đều, lực biến dạng phân bố không đều, ma sát v.v làm cho kim loại sinh ứng suất d " Bên kim loại biến dạng dẻo sinh ứng suất d cân với " Sau lực tác dụng, ứng suất d tồn Khi phân tích trạng thái ứng suất cần phải tính đến ứng suất d Trờng đại học Bách khoa Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 1.3.3 Định luật thể tích không đổi " Thể tích vật thể tr−íc biÕn d¹ng b»ng thĨ tÝch sau biÕn d¹ng" H.B.L = h.b.l → ln H B L + ln + ln = → δ1+ δ2+ δ3 = h b l víi: δ1, δ2, δ3 - biÕn dạng thẳng ứng biến Từ công thức ta có kết luận: - Khi tồn øng biÕn chÝnh th× dÊu cđa øng biÕn phải khác dấu với dấu ứng biến kia, trị số tổng ứng biÕn chÝnh - Khi cã øng biÕn chÝnh 0, hai ứng biến lại phải ngợc dấu giá trị tuyệt đối chúng ví dụ: Khi chồn khối kim loại độ cao giảm (1< 0) đó: 2+ = δ1 → δ2 δ3 δ δ + = ; Nếu = 0,6 = 0,4 nghĩa sau chån cã 60% chuyÓn theo δ1 δ1 δ1 δ1 chiỊu réng vµ 40% chun theo chiỊu dµi 1.3.4 Định luật trở lực bé Trong trình biến dạng, chất điểm vật thể di chuyển theo h−íng nµo cã trë lùc bÐ nhÊt Khi ma sát hớng mặt tiếp xúc chất điểm vật thể biến dạng di chuyển theo hớng có pháp tuyến nhỏ Khi lợng biến dạng lớn tiết diện chuyển dần sang hình tròn làm cho chu vi vật nhỏ Trờng đại học Bách khoa Giáo Merge and Split Unregistered Version Simpo PDF trình: Các phơng pháp gia công biến dạng - http://www.simpopdf.com Chơng Nung nóng kim loại 2.1 Mục đích nung nóng Nung nóng kim loại trớc GCBD nhằm nâng cao tính dẻo giảm khả chống biến dạng chúng, tạo điều kiện thuận tiện cho trình biến dạng Nung nóng kim loại khâu quan trọng ảnh hởng đến tính kinh tế kỹ thuật sản xuất Chọn chế độ nung hợp lý làm tăng cao chất lợng sản phẩm, giảm hao phí kim loại, giảm sức lao động, giảm hao mòn thiết bị giảm giá thành sản phẩm, nâng cao suất lao động 2.2 số vấn đề xảy nung 2.2.1 Nứt nẻ Hiện tợng nứt nẻ xuất bên bên kim loại Nguyên nhân: Do ứng suất nhiệt sinh nung không đều, tốc độ nung không hợp lý v.v ứng suất nhiệt với ứng suất d sẵn có phôi (cán, đúc) vợt qua giới hạn bền kim loại gây nứt nẻ (Đối với thép thờng xảy nứt nẻ t0 < 8000C) 2.2.2 Hiện tợng ôxyhoá Kim loại nung lò, tiếp xúc với không khí, khí lò nên bề mặt dễ bị ôxyhoá tạo nên lớp vảy sắt Sự mát kim loại đến ữ 6%, làm hao mòn thiết bị, giảm chất lợng chi tiết v.v Quá trình ôxy hoá xảy khuyết tán nguyên tử ôxy vào lớp kim loại khuyết tán nguyên tử kim loại qua lớp ôxyt mặt vật nung để tạo thành lớp vảy sắt: FeO-Fe3O4-Fe2O3 Nhiệt độ nung 5700c lớp vảy sắt tăng mạnh 10000c lớp vảy sắt dày đặc phủ kín mặt vật nung, nhiệt độ tiếp tục tăng lớp ôxyt bị cháy, đồng thời tạo nên lớp ôxyt Ôxyt hoá ôxy đa vào, khí CO2, H2O tách 2.2.3 Hiện tợng cácbon Hiện tợng cácbon mặt vật nung làm thay đổi tính chi tiết, có tạo nên cong vênh, nứt nẻ Khí làm C O2, CO2, H2O, H2 Chúng tác dụng với cácbít sắt Fe3C thép: 2Fe3C + O2 = 6Fe + 2CO Fe3C + CO2 = 3Fe + 2CO Fe3C + H2O = 3Fe + CO + H2 Fe3C + 2H2 = 3Fe + CH4 Tác dụng mạnh H2O đến CO2, O2, H2 Quá trình C ngợc với trình ôxy hoá xảy bề mặt kim loại lúc với ôxy hoá Tốc độ hai trình khác Bắt đầu nung tốc độ C nhanh sau giảm dần, tốc độ ôxy hoá ngợc lại Khi tốc độ ôxy hoá lớn tốc độ C lớp C giảm Trờng đại họcBách khoa Giáo Merge and Split Unregistered Version Simpo PDF trình: Các phơng pháp gia công biến dạng - http://www.simpopdf.com Hợp lý cần tạo nên lớp ôxyhoá mạnh lợng cácbon Lớp cácbon bắt đầu phát triển t0= 600ữ8000C tăng nhiệt độ tăng Lợng C tăng thời gian tăng nhng tốc độ C giảm Để giảm C dùng chất sơn phủ lên bề mặt vật nung Hiện hay dùng chất sơn sau hoà với nớc với cồn êtyl: 60%SiO2+ 15%Al2O3+ 11,2%CaO + 4,4%MgO +5%(K2O+N2O) + 0,8%Fe2O3 2.2.4 HiƯn t−ỵng nhiệt Nếu nhiệt độ nung cao hạt ôstenit lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm nhiều, tạo nên nứt nẻ gia công giảm tính dẻo chi tiết sau Đối với thép cacbon nhiệt độ nhiệt dới đờng đặc khoảng 1500 trở lên (t0qn> tođặc- 1500C) Nếu thời gian giữ nhiệt độ nhiệt lâu hạt ôstenit lớn kim loại dẻo Hiện tợng đợc khắc phục phơng pháp ủ Ví dụ: Thép cácbon ủ 750 ữ 9000C, nhng với thép hợp kim khó khăn 2.2.5 Hiện tợng cháy Khi kim loại nung nhiệt độ nhiệt (gần đờng đặc) vật nung bị phá huỷ tinh giới hạt vùng tinh giới bị ôxy hoá mÃnh liệt Kết làm tính liên tục kim loại, dẩn đến phá huỷ hoàn toàn độ bền độ dẻo kim loại Khi cháy kim loại phát sáng có nhiều tia lửa bắn Sau bị cháy kim loại bị vứt chặt khúc để nấu lại 2.3 Chế độ nung kim loại 2.3.1 Chọn khoảng nhiệt độ nung Yêu cầu: ã Đảm bảo kim loại dẻo Kim loại biến dạng tốt hao phí ã Chất lợng vật nung phải đợc bảo đạm Đối với thép cácbon dựa giản đồ Fe-C để chọn khoảng nhiƯt ®é GCBD t0C t0C tmax 00c 1350 tmax 1100 tmin v.qu¸ nhiƯt vïng gcal 800 tmin %c vïng ch¸y vùng biến cứng %c O O H.2.10,8 a)đồ chọn khoảng nhiệt độ gia cô0,8 thép bon Giản 1,7 ng 2,1 a) Giản đồ lý thuyết b) Giản ®å thùc tÕ b) 1,1 % c bon 0,8 H.2.2.Ph¹m vi nhiệt độ gia công áp Trong thực tế chọn nhiệt độ nung gia công áp lực theo phạm vi nhiệt độ nh hình Trờng đại họcBách khoa Giáo trình: Các phơng pháp gia công biÕn d¹ng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com đ/ Chọn máy gia công Để chọn máy gia công, cần thiết phảI dựa vào công biến dạng để chọn lực ép danh nghĩa máy Các thông số cần thiết dựa vào sổ tay rèn dập để chọn máy hợp lý 3.6.4 Công nghệ dập Công nghệ dập đợc đặc trng nhóm nguyên công chính: nguyên công cắt nguyên công tạo hình a/ Nhóm nguyên công cắt Cắt phôi nguyên công tách phần phôi khỏi phần kim loại chung Nguyên công có loại: cắt đứt, cắt phôi, đột lỗ Nguyên công cắt đứt Là nguyên công cắt phôi thành miếng theo đờng cắt hở, dùng để cắt thành dải có chiều rộng cần thiết, cắt thành miếng nhỏ từ phôi thép lớn Có loại máy cắt đứt sau: Máy cắt lỡi dao song song: ã Góc trớc =2ữ30 ã Cắt đợc tÊm réng B ≥ 3200 mm, β + + + + chiều dày S đến 60 mm ã Chỉ cắt đợc đờng thẳng, chiều rộng B S cắt phải nhỏ chiều dài dao ã Đờng cắt thẳng, đẹp, hành trình dao H.3.34 Máy cắt lỡi dao song song nhỏ; Lực cắt tơng đối lớn: P = 1,3.B.S. c (N) B - chiều rộng cắt phôi (mm); S - chiều dày phôi cắt (mm) c - Giới hạn bền cắt phôi c = (0,6ữ0,8)b (N/mm2) Máy cắt dao nghiêng: Trờng đại học Bách khoa + + + + 51 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com • L−ìi dao d−íi n»m ngang, lỡi dao nghiêng góc = 2ữ60 ã Góc cắt = 75ữ850; góc sau = 2ữ30 Để đơn giản mài dao cho phép = 900; góc sau = ã Độ hở dao Z = 0,05ữ0,2mm ã Lực cắt không lớn, cắt đợc dày; Cắt đợc đờng cong; Đờng cắt không thẳng nhẵn Hành trình dao lín 0,5 S σ c P = 1,3 (N) tg Máy cắt chấn động: Máy có lỡi dao nghiêng tạo thành góc = 24ữ300; góc trớc = 6ữ70, cắt lỡi cắt lên xuống nhanh (2000ữ3000 lần/phút) với hành trình ngắn 2ữ3 mm Cắt đợc dáy 10 mm H.3.36 Máy cắt chấn động Máy cắt dao đĩa cỈp dao D D ϕ S h D h B B B S Z H.3.37 Máy cắt dao đĩa cặp dao a/ Dao đĩa có tâm trục song song - Góc ăn dao < 140; h = (0,2ữ0,3)S - NÕu S > 10 mm: D = (25÷30)S, B = (50÷90)mm - NÕu S < mm: D = (35ữ50)S, B =(20ữ25)mm - Lực cắt: P = 0,5 bS tg c b/ Máy cắt dao dới nghiêng - góc nghiêng = 30ữ400 - Nếu S > 10 mm: D = 20S; B = 50÷80 mm - NÕu S < 3mm: D = 28S; B = 15÷20 mm c/ Hai dao nghiêng - Độ hở Z 0,2S; h ≤ 0,3S - NÕu S > 10 mm: D = 12S; B = 40÷60 mm - NÕu S < 5mm: D = 20S; B = 10÷15 mm b - Chiều sâu ăn dao lúc bắt đầu cắt Trờng đại học Bách khoa B D Máy cắt nhiều dao đĩa ã Lỡi cắt đĩa tròn quay ngợc chiều nhau; máy có hai nhiều cặp đĩa cắt 52 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biÕn d¹ng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ã ã ã ã Góc cắt 900; Z = (0,1ữ0,2)S Đờng kính dao đĩa: D =(40ữ125)S (mm) Chiều dày dao: B = 15ữ30 (mm) Vận tốc cắt: v = 1ữ5 m/s; Vật liệu làm dao: 5XBC Máy dùng để cắt đờng thẳng đờng cong chiều dài tuỳ ý Các cắt mỏng < 10 mm Nguyên công dập cắt đột lỗ Đây nguyên công cắt mà đờng cắt chu vi kín Về nguyên lý dập cắt đột lỗ giống khác công dụng Đột lỗ trình tạo nên lỗ rỗng phôi, phần vật liệu tách khỏi phôi gọi phế liệu, phần lại phôi để qua nguyên công tạo hình Đối với dập cắt phần cắt rời phôi phần lại phế liệu Một số thông số kỹ thuật cần lu ý: ã Chày cối phải có cạnh sắc để tạo thành lỡi cắt, chày cối có khoảng hở Z = (5% ữ 10%)S ã Khi đột muốn có kích thớc lỗ đột đà cho kích thớc chày chọn kích thớc lỗ, kích thớc H.3.39.Các loại đầu chày cối lớn 2Z Chày vát lõm phía để tạo thành rÃnh cắt Chày ã Khi cắt phôi có kích thớc đà cho kích thớc cối P z kích thớc phôi chày nhỏ thua 2Z ã Lực cắt đột P Cối - Khi đờng cắt tròn: P = 1,25.d.s.cp (N) H.3.40 Sơ đồ dập cắt - Khi đờng cắt bất kỳ: P = 1,25L.s.cp (N) s - chiều dày phôi (mm); d - đờng kính phôi lỗ đột (mm) L - chu vi đờng cắt (mm); cp- giới hạn bền cắt (N/mm2) Lu ý: Cần bố trí trình cắt phôi hợp lý để hệ số sử dụng nguyên vật liệu cao nhÊt Cã thĨ dïng hƯ sè sư dơng nguyªn vËt liệu để đánh giá mức độ sử dụng chúng: = F0 100% F F0- tổng diện tích phôi bố trí cắt có diện tích F, chi tiết có diện tích f cắt bố trí đợc n chi tiết thì: F0 = n.f vµ: η = n f 100% F b/ Nhóm nguyên công tạo hình Là nguyên công dịch chuyển phần phối phần khác mà phôi không bị phá huỷ Nguyên công uốn: Trờng đại học Bách khoa 53 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Là nguyên công làm thay đổi hớng trục phôi Trong trình uốn cong lớp kim loại phía bị nén, lớp kim loại phía bị kéo, lớp kim loại không bị kéo nén gọi lớp trung hoà Khi bán kính uốn cong bé mức độ nén kéo lớn làm cho vật uốn cong bị nứt nẻ Lúc lớp trung hoà có xu hớng dịch phía uốn cong Vị trí kích thớc lớp trung hoà đợc xác định bán kính lớp trung hoà: ⎛ r α⎞ ρ = ⎜ + ⎟α.β S ⎝S 2⎠ r - b¸n kÝnh uèn trong; S - chiều dày phôi (mm); - bán kính lớp trung hoà; r - bán kính uốn Chày Lớp trung hoµ S r ρ S1 B - hƯ sè biÕn máng; α = tb - hÖ sè në réng S B B + B2 - chiỊu réng trung b×nh tiÕt diÖn uèn Btb = α= x.S Cèi B1 S1- chiều dày vật liệu điểm cung uốn Trong thực tế xác định theo công thức gần sau: = r + x S cã thÓ tÝnh: ρ − r x2 r x= = − (1 − α ) S B2 H.3.41 Sơ đồ uốn S Trong thực tế x lấy theo b¶ng sau: Tû sè r/S HƯ sè x 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 0,3 0,33 0,36 0,37 0,38 0,39 0,4 0,42 0,45 0,46 0,47 0,475 0,48 B¸n kÝnh uèn cho phÐp: Khi uốn bán kính uốn phía đợc giới hạn định Nếu lớn, vật uốn khả giữ đợc hình dạng sau uốn cha đến mức biến dạng dẻo Ngợc lại nhỏ làm đứt vật liệu tiết diện uốn - Bán kính uốn lớn cho phép đợc xác định theo công thức: S rmax = c - môđun đàn hồi kéo (N/mm2); c- giới hạn chảy vật liệu, (N/mm2) - Bán kính uốn nhỏ cho phép đợc xác định theo kỹ thuật dập nguội theo công thức kinh nghiệm sau: rmin= (0,25ữ0,3)S (mm) Sự đàn hồi uốn cong: Sau lực tác dụng, có đàn hồi nên vật uốn có xu hớng giÃn Để có đợc góc uốn chi tiết 0, ngời ta phải uốn với góc , góc đàn hồi đợc biểu thị là: Trong thực tế = 0ữ120 = Trờng đại học Bách khoa 54 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến d¹ng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Lùc uèn cong: Lùc uèn khu«n dËp bao gåm lực uốn tự lực phẳng (tinh chỉnh) vật liệu Trị số lực phẳng lớn nhiỊu so víi lùc n tù - Lùc n tù tÝnh theo c«ng thøc: BS 2σ b n P= = k B S σ b k1= n.S/l l - Lực uốn hình chữ U có chặn tính theo công thức: P = 2k1.B.S.σb + Pch ≈ 2,5k1.B.S.σb (N) - Lùc uèn gãc cã tinh chØnh tÝnh theo c«ng thøc: P = q.F (N) Trong đó: Pch- lực chặn (N); l - khoảng cách điểm tựa (mm); n - hệ số đặc trng ảnh hởng biến cứng n = 1,6÷1,8 k1- HƯ sè n tù phơ thc vào vật liệu tỷ số l/S, k1 = 0,05ữ0,7 B - chiều rộng phôi (mm); b - giới hạn bền kim loại (N/mm2) F - diện tích phôi đợc tinh chỉnh (mm2) q - áp lực tinh chỉnh (N/mm2) lÊy theo “kü thuËt dËp nguéi” Chó ý: - Nếu phôi uốn có đột lỗ lỗ đột phải nằm bán kính uốn r; Khoảng cách từ tâm lỗ đến thành vật uốn phải thoả mÃn yêu cầu: m > 0,5d + r - Khi vật uốn cong có cạnh mép, khoảng cách từ cạnh mép đến thành vật uốn: y > r Nguyên công dập vuốt Dập vuốt nguyên công chế tạo chi tiết rỗng có hình dạng từ phôi phẳng đợc tiến hành khuôn dËp vt Khi dËp vt cã thĨ lµm máng thµnh không làm mỏng thành Dập vuốt không làm mỏng thành - Xác định hình dáng kích thớc phôi cho chi tiết đơn giản: Hình dạng phôi: Nếu chi tiết hình hộp đáy chữ nhật phôi có dạng hình bầu dục hay elíp, chi tiết hình hộp đáy vuông hình trụ đáy tròn phôi miếng cắt tròn Kích thớc phôi: Nếu S < 0,5 mm diện tích phôi diện tích mặt diện tích mặt chi tiết, S > 0,5mm lấy b»ng diƯn tÝch líp trung hoµ cđa chi tiÕt (kĨ cà đáy) Trong thực tế diện tích phôi (kể cà lợng d để cắt mép) đợc tính: D = 113 F = 113 ∑ f (mm); Trong ®ã: F - diƯn tÝch bỊ mỈt cđa chi tiÕt, mm2; , , f - tổng diện tích phần tử riêng bề mặt chi tiết, mm2 - Xác định số lần dËp vt: Khi dËp vt t theo tÝnh dỴo cđa vật liệu lần dập cho phép dập thành chi tiết có đờng kính định Hệ số dập cho phép đợc tính nh sau: Trờng đại học Bách khoa 55 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com m= d ct D ph Trờng hợp muốn chế tạo chi tiết dập giÃn có chiều sâu lớn, đờng kính nhỏ phải dập số lần, lần dập giảm đờng kính đáy theo hệ số cho phép m = 0,55ữ0,95 Hệ số dập giÃn lần thứ m1 < m2,m3,m4 ,mn lần dập sau vật đà sinh tợng biến cứng điều kiện biến dạng khó Số lần dập n phôi có dờng kính D thành chi tiết có đờng kính dn: m1 = m2 = mn = d2 d1 d1 D ⇒ d1 = m1.D dct ⇒ d2 = m2.d1 = m1.m2.D d3 d2 dn ⇒ dn = m1.m2.m3 mn.D d n d1 Để đơn giản tính toán ta lấy giá trị trung bình: mtb = n1 m2 m3 mn D dv Ta cã thÓ viÕt: dn = m1.mtb(n-1).D Lấy lg hai vế ta đợc : n = 1+ h r lg d n − lg(m1 D) lg mtb d H.3.42 DËp vuèt cã vµnh rộng ứng với lần dập có khuôn tơng ứng Khi dập vuốt chi tiết hình trụ có vành rộng, mức độ biến dạng phụ thuộc vào h/d mà phụ thuộc vào tỷ số dv/d Khi đà tạo nên vành rộng phần kim loại vành hầu nh không tham gia vào trình biến dạng lần dập sau Vì cần ý: - Sau dập lần đầu, đờng kính vành phải đờng kính yêu cầu, kể cà lợng d cắt mép lần dập sau, đờng kính vành thay đổi không đáng kể - Khi dập chi tiết lớn có vành rộng chiều cao qua lần dập thay đổi không nhiều lắm, mà thay đổi đờng kính bán kính lợn Khi dập chi tiết nhỏ trung bình chiều cao vật dập tăng lên bán kính lơnj thay đổi không đáng kể - Khi chế tạo chi tiết có vành dv/d = 1,1-1,4 h/d > tức vành không lớn lần dập tạo chi tiết hình trụ vành, lần dập sau tạo thành vành côn lớn dần cuối phẳng - Quá trình dập vuốt: Những chi tiết có phôi dày tiến hành khuôn không cần vành ép, nhng Q Q P d1 D Trờng đại học Bách khoa H.3.43 Sơ đồ dập vuốt - chày ép; - khuôn ép 56 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com phôi mỏng xảy tợng nhăn xếp thành sản phẩm nên dùng thêm vành ép - Lực dập vuốt: Lùc dËp vt bao gåm nhiỊu lùc: lùc ®Ĩ biÕn dạng kim loại, lực vành ép, lực để thắng lực ma sát gữa vật liệu chày, cối Trong thùc tÕ cã thĨ tÝnh: - Lùc dËp gÇn ®óng R: R = P + Q (P- lùc biÕn dạng; Q - lực ép phôi) - Lực biến dạng chi tiÕt h×nh trơ: P = k1.π.d1.S.σb (N) k1 - hệ số điều chỉnh lần đập giÃn đầu, phụ thuộc m1: m1 k1 0,55 1,00 0,57 0,93 0,60 0,80 0,62 0,79 0,65 0,72 0,67 0,66 0,70 0,60 0,72 0,55 0,75 0,50 0,77 0,45 0,80 0,40 Các nguyên công k1 phô thuéc mtb: mi ki 0,70 1,00 0,72 0,95 0,75 0,90 0,77 0,85 0,80 0,80 0,85 0,70 0,90 0,60 0,95 0,50 - Trị số lực ép vành đợc tÝnh: Q = F.q (N) F - diƯn tÝch vµnh Ðp tiÕp xóc víi chi tiÕt (mm2) q - ¸p st Ðp phơ thc vµo vËt liƯu (N/mm2) VËt liƯu Thép s0,5 Đồng thau áp suất ép q, N/mm2 2,5 - 3,0 2,0 - 2,5 1,5 - 2,0 Vật liệu Đồng đỏ Nhôm Đuara mềm áp suất ép q, N/mm2 1,2 - 1,8 0,8 - 1,2 1,5 - 2,0 - Khi dập giÃn chi tiết hình hộp đáy chữ nhật: P = (2.ry.C1 + LB.C2)S.b ry - bán kính lợn cạnh thành hộp (mm); C2 = 0,2ữ0,3 LB- chiều dài chu vi tiết diện hộp; C1 = 0,2ữ0,5 (dập sâu C1 lấy lớn) - Tốc độ dập tới hạn: Vmax = 3,33(1 + m1) D f d1 (mm/s) Đối với máy lớn: Vmax = 150ữ270 (mm/s); Với máy nhỏ: Vmax = 280ữ350 (mm/s) - Số hành trình kép lớn nhất: n max = 30.Vmax (vòng/ph) H H- hành trình máy (mm) h- chiều sâu chi tiết dập vuốt, H = (1,75ữ2,5)h Trong tính toán thờng lấy H = 2h từ suy ra: n max = 30.Vmax 15.Vmax (vßng/phót) = h 2h Trờng đại học Bách khoa 57 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - Công cần thiết để dập vuèt: A=k R h (N.m) 1000 k - hÖ sè phơ thc vµo m m k 0,55 0,80 0,60 0,77 0,70 0,70 0,75 0,67 0,80 0,64 R- Lùc dËp vuèt (N) h- chiỊu s©u chi tiÕt dËp vt A n max 6.7510 a N N = max N max = - Công suất cần thiết để dập vuốt: - Công suất máy: (mà lực) (mà lực) - hệ số hữu ích máy lấy 0,5ữ0,7; ao = 1,1 ữ1,4 - hệ số trọng không - Công suất động điện: Nđc = N (kw) η dc 1,36 η®c- hiƯu st cđa động - Khuôn dập vuốt: Bán kính lợn chày cối: Để giảm ứng suất tập trung cạnh chày cối dễ gây nên rách đứt phôi, cạnh chày cối phải làm bán kính góc lợn Bán kính lợn cạnh cối lớn biến dạng dễ, nhng lớn dể tạo thành nếp nhăn thành mép sản phẩm Bán kính lợn nhỏ phôi hay bị rách trình dập Bởi bán kính lợn cối phải chọn giới hạn cho phép phụ thuộc vào chiều dày vật liệu, loại vật liệu mức độ thu nhỏ đờng kính qua bớc Trị số bán kính lợn cối xác định theo bảng (trong sổ tay dập nguội) tính theo c«ng thøc sau: Rc = 0,8 ( D − d ) S D- đờng kính phôi đờng kính b−íc tr−íc d- ®−êng kÝnh b−íc tiÕp theo sau; S - chiều dày phôi (mm) Bán kính lợn cạnh chày tất cà nguyên công trừ nguyên công cuối cùng, nên lấy Rch= Rc bé chút Bán kính lợn cạnh chày nguyên công cuối lấy bán kính lợn sản phẩm nhng không nên nhỏ (2ữ3)S S mm nhỏ (1,5ữ2)S S > mm Khi tinh chỉnh giảm bán kính chày, cối 2ữ5 lần nhng không nhỏ 0,5S Chiều cao phần làm việc: h = (0,3ữ2)Dc 0,32 Z Trờng đại học Bách khoa Rch Hc h Rc 58 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Khe hở chày cối: Z để chứa chiều dày thành phẩm đợc xác định: - Khi dập vuốt chi tiết tròn xoay: Zmin= (1,0ữ1,3)S - Khi dập vuốt chi tiết hình hộp hình phức tạp: + phần góc lợn: Zmin= (1,0ữ1,3)S + phần thẳng: Zmin= S; (S - chiều dày phôi, mm) Khi thiết kế chế tạo khuôn cần ý: - Bớc dập vuốt đầu cần phải có chặn phôi để tránh nếp nhăn - Để phôi đợc cấp tốt, cần phải có chốt xoay - Để đảm bảo trùng khít chày cối, ta lắp hay trụ dẫn hớng - Chày, cối ép đợc chế tạo thép CD100A đạt độ cứng 58ữ60HRC mạ crôm dày 0,015 - 0,02 mm, đánh bóng đến Ra = 0,63 - 0,32 Dập vuốt làm mỏng thành Đợc thực độ hở chày khuôn nhỏ chiều dày phôi Đờng kính giảm ít, chiều sâu tăng nhiều giảm chiều dày thành phôi Để rút ngắn số lần dập giÃn, số lần dập đầu không làm mỏng thành, sau dập giÃn làm mỏng thành Đặc điểm: - Không cần vành ép để chống nhăn - Không cần thiết bị dẩn hớng - Chỉ cần dập máy tác dụng đơn - Khi dập nhiều lần phải qua ủ trung gian - Sự giảm chiều dày cho phép giới hạn: S0 S 100% = (40 ữ 60)% S0 Chày S0 S P rch Cèi S0 z =( 0,3-0,8)S H.3.45 S¬ đồ dập vuốt không làm mỏng thành Uốn vành Là phơng pháp chế tạo chi tiết có gờ, đờng kính D chiều cao H, đáy chi tiết rỗng Phôi uốn vành phải đột lỗ với d trớc, sau dùng chày khuôn để tạo vành - Quá trình công nghệ uốn vành Những kích thớc hình học uốn vành đợc xác định xuất phát từ cân hể tích phôi chi tiết d ã Đờng kính lỗ dập lần đợc tính gần ®óng: S H d = D - 2(H - 0,43R - 0,72S) R D ã Chiều cao vành dập lần: D1 Trờng đại học Bách khoa 59 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com H= D−d + 0,43R + 0,72 S • • • • Bán kính lợn chày khuôn R = (5ữ10)S Khe hở chày cối Z = (8ữ10)S Lỗ bé dùng chày đầu hình cầu hình chóp Để không xảy nứt mép vùng lỗ đột phải có hệ số uốn vành hợp lý: Ku = d/D = 0,62ữ0,78 ã Chiều cao uốn vành tới hạn uèn mét lÇn: H max = D − Ku + 0,43R (mm) d Z H.3.46 Quá trình uốn vành D - đờng kính chi tiết tính theo đờng trung hoà (mm) R - bán kính vành uốn (mm); Ku - hệ số uốn vành, Ku = 0,62ữ0,72 Nếu chiều cao chi tiết uốn lần (H>Hmax) trình uốn vành qua số nguyên công: R H h d a/ b/ H.3.47 Các bớc uốn vành H > Hmax ã Chiều cao phần vuốt đợc tính: h = D c/ d D Ku + 0,57 R (mm) ã Đờng kính lỗ đột: d = D + 1,14R - 2h (mm) R - bán kính lợn đáy trụ; - Các phơng pháp uốn vành Uốn vành không biến mỏng thành: trinh uốn vành chi tiết bị biến mỏng thành, nhng biến mỏng nên coi nh không biến mỏng thành: S1 = S d D S1- Chiều dày phôi thành sau uốn vành (mm) S - Chiều dày phôi thành trớc uốn vành (mm); d - Đờng kính lỗ đột (mm) D - đờng kính trung bình thành sau uốn vành (mm) Đờng kính lỗ d có thĨ tÝnh theo c«ng thøc: S⎞ ⎡ ⎛ ⎤ d = D1 − ⎢π ⎜ R + ⎟ + 2h (mm) Trờng đại học Bách khoa 60 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biÕn d¹ng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Uốn vành thực với lỗ hình chữ nhật ôvan Lúc hình dạng lỗ chiều cao lỗ sau nguyên công thờng đợc xác định thực nghiệm - Hệ số uốn vành trung bình Ktb lỗ uốn vành hình chữ nhật: Ktb= (0,9ữ0,95) Ku - Chiều cao lớn vành uốn hình chữ nhật: H = Rc-R0 +0,43R +0,72S H R - Lực uốn vành hình chữ nhật: ⎛ R⎞ S ⎤ P = S σ c ⎢6,28 Rc ⎜ − ⎟ + (a + b − 0,9 Rc ) ⎥ (N) Rc ⎠ R + S⎦ Rc a, b - Kích thớc lỗ theo trục đối xứng (mm) Rc- bán kính lợn thành (mm); R - bán kính lợn chày (mm) c- giới hạn chảy vật liệu (N/mm2) - Các dạng chày dùng uốn vành không biến máng: R0 n vµnh cã biÕn máng: lµ b−íc tiÕp theo uốn vành không biến mỏng thành Các bớc nµy tiÕn hµnh kÕ tiÕp b»ng chµy nhiỊu bËc - Mức độ biến mỏng cho phép sau nguyên công: - Chiều cao vành uốn đợc tính: S = 2,2 ÷ 2,5 S1 1⎛ S ⎞ H m = H + ⎜ − 1⎟ ( H − hx ) 2⎝Z ⎠ H - chiỊu cao cđa vành uốn không biến mỏng (mm) Z - khe hở chày cối (mm) hx = - Z S1 H - phần chiều cao vành uốn không bị biến mỏng (mm) S S1 Lực để uốn vµnh cã biÕn máng: S2 P = 3,45 σ c ( D − d ) (N) S1 Tãp miÖng P d P Là nguyên công làm cho miệng phôi rỗng (thờng hình trụ) thu nhỏ lại Phần tóp nhỏ lại hình côn, côn trụ, nửa hình cầu v.v 61 Trờng đại học Bách khoa d0 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến d¹ng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Khuôn dới làm nhiệm vụ định vị chi tiết, khuôn có lỗ hình côn đờng kính giảm dần, phần cuối khuôn hình trụ Để tránh xảy tợng xếp miệng tóp thì: K= d0 = 1,2 ữ 1,3 d Khi cần tóp đến chi tiết có đờng kính nhỏ giới hạn cho phép phải qua số lần tóp GiÃn rộng Là nguyên công kéo vật liệu phôi ống từ theo hớng đờng kính, đồng thời làm thay đổi chiều dày phôi Mức độ giÃn rộng biĨu thÞ b»ng hƯ sè gi·n réng: m= d ct = 11 ữ 1,25 , d0 Trong d1-đờng kính lớn sau bị giÃn phồng, d0- đờng kính phôi Tạo hình phơng pháp giÃn rộng đợc thực máy ép thuỷ lực, máy ép trục khuỷu tác dụng tác dụng cấu chuyên dùng mà không cần máy ép Khi dập, thờng dùng khuôn mà chày ghép nhiều mảnh lỏi côn, chày cao su chất lỏng Ví dụ: khuôn gồm có chày gắp nhiều mảnh 4, mảnh đợc ôm lò xo kín Cối đóng vai trò ép lắp lên đế khuôn Phôi úp lên nắp chày cữ Khi đầu trợt máy xuống, cối đè nắp chày chày ghép, mảnh ghép chày trợt theo lõi côn 7, làm giÃn rộng phôi tạo thành vành ngấn H.3.49 Khuôn dập giÃn chày ghép cữ; vành đẩy; lò xo vòng; chày ghép; cối; nắp chày; lõi côn; tỳ đẩy H.3.50 Khuôn dËp gi·n a/ chµy b»ng cao su; b/ chµy b»ng chất lỏng Khi đầu trợt lên, đỡ đợc tỳ đẩy đẩy lên, chày ghép lại trợt theo lõi côn thu nhỏ lại nhờ có lò xo vòng Sản phẩm đợc lấy Chày thờng ghép từ đến 12 mảnh Trờng đại học Bách khoa 62 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Ngời ta dập với chày cao su (H.3.50a) chày chất lỏng (H.3.50b) Lực để dập giÃn ứng dụng khuôn ghép nhiều mảnh tính theo c«ng thøc: P = 2k.π.L.S.σb (N) Lùc dËp gi·n chày cao su: P = 50.b.S.D (N) k - hệ số tính đến ảnh hởng góc côn hệ số ma sát: sin + cosα k= sin α − µ sin α − µ cosα α - gãc phÝa chµy ghÐp; µ - hệ số ma sát chày lõi côn L - chiều dài phần phôi giÃn rộng (mm); S - chiều dày thành phôi, mm Dp- đờng kính phôi (mm); Lực chọn lần lớn so với tính toán Viền mép Để tăng thêm độ cứng vững chi tiết rỗng dập vuốt từ kim loại tÊm máng, ng−êi ta viÒn mÐp chi tiÕt sau dập Có thể viền ép lăn máy tiện, viền mép máy chuyên dùng khuôn dập máy ép Viền ép máy tiện đợc thực nh sau: Trục quay nhờ môtơ điện, trục tựa quay chuyển động qua lại dọc theo trục Con lăn tiến vào cuộn mép phôi theo bán kính cong Con lăn quay quanh trục đồ gá bàn dao máy tiện, bán kính uốn lăn r ≥ 3S b/ H.3.51a G¸ viỊn mÐp b»ng lăn máy tiện trục chính; trục tựa; lăn; trục gá lắp bàn dao máy tiện H.3.51b Sơ đồ khuôn viền mép Con lăn đợc chế tạo từ thép CD80 - CD100 từ thép hợp kim dụng cụ, đạt 58 - 62 HRC Tèc ®é quay trơc chÝnh: n = 400 - 600 v/ph Trờng đại học Bách khoa 63 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com H×nh (a) giíi thiệu khuôn viền mép phôi rỗng, viền theo miệng chi tiết, hình (b) khuôn cuộn mép phÝa ghÐp liỊn víi n¾p GhÐp mèi L¾p ghÐp chi tiết từ vật liệu phơng pháp dập với phối hợp nguyên công uốn, tóp, nong, giÃn rộng vv để chi tiết nối lại với thành sản phẩm hay cụm chi tiết gọi ghép mối Ghép mối phần lớn dùng cho mối ghép không tháo rời đơn giản Hình sau trình bày số phơng pháp ghép mối: H.3.52 Các phơng pháp ghép mối a/ Ghép chốt rỗng; b/ ghÐp uèn vÊu; c/ GhÐp uèn vµnh H.3.53 GhÐp mèi lăn ống Miết Miết phơng pháp chế tạo chi tiết tròn xoay mỏng Đặc biệt miết đợc dùng để chế tạo chi tiết có đờng kính miệng thu nhỏ vào thân phình nh bi đông, lọ hoa sau nguyên công dập vuốt Công nghệ miết đợc ứng dụng chi tiết thép mềm hay kim loại màu Miết không biến mỏng thành thép chiều dày không 1,5mm, kim loại màu không 2mm, miết mỏng thành ứng dụng với vật liệu có chiều dày lớn (20mm) Khuôn Phôi Tựa Cần ép H.3.52 Sơ đồ miết Số vòng quay trục chÝnh phơ thc vµo vËt liƯu: thÐp mỊm 400 - 600 v/ph; nhôm 800 - 1200 v/ph; đuara 500 - 900 v/ph; đồng đỏ 600 - 800 v/ph Trờng đại học Bách khoa 64 Giáo trình: Các phơng pháp gia công biến dạng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Miết chi tiết hình côn tỷ số miết lấy: hình côn); miết chi tiết hình trụ: d = 0,2 ữ 0,3 (dmin- đờng kính nhá nhÊt D d = 0,6 ÷ 0,8 D Với chi tiết miết lần phải miết số nguyên công nối tiếp lõi khác nhng đờng kính chỗ nhỏ phải H.3.53 Một số phơng pháp vuốt chi tiết Trờng đại học Bách khoa 65 ... PDF trình: Các phơng pháp gia công biến dạng - http://www.simpopdf.com Chơng Các phơng pháp gia công biến dạng 3.1 Cán kim loại 3.1.1.Thực chất trình cán Quá trình cán cho kim loại biến dạng. .. trình: Các phơng pháp gia công biến dạng - http://www.simpopdf.com Năng lợng va đập yêu cầu cho biến dạng: E= A η (N.m); η = 0,8 - hiÖu suÊt va đập Trọng lợng rơi máy búa: G= E g (N) v2 g - gia. .. phơng pháp gia công áp lực kim loại biến dạng không gian hạn chế bề mặt lòng khuôn Quá trình biến dạng phôi lòng khuôn phân thành giai đoạn: giai đoạn đầu chiều cao phôi giảm, kim loại biến dạng