Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 3 : Thiết kế khuôn dập.

Chương 3 : Thiết kế khuôn dập.

Tải bản đầy đủ - 0trang

1.1.2. Hình dạng và kích thước sản phẩm



Hình 1.1: Chi tiết nắp thoát sàn

1.1.3. Điều kiện làm việc và vật liệu chế tạo

Điều kiện làm việc: Chi tiết chủ yếu chịu lực dọc trục, chịu lực tiếp tuyến.

Vòng chặn được lắp với đường ống nước nên cũng bị chịu lực hướng tâm.

Vật liệu chế tạo : Do chi tiết làm việc trong điều kiện ẩm ướt, chịu ăn mòn

cao nên chọn thép không gỉ là phù hợp. Chi tiết được chế tạo bằng vật liệu Inox

210, vật liệu thay thế Inox 304. Thuộc nhóm thép khơng gỉ chứa tối thiểu 10,5%

Crơm, có khả năng chịu mài mòn cao, chống oxy hóa, độ cứng và độ bền cao, độ

dẻo dai ở nhiệt độ thấp là tốt. Là vật liệu thông dụng trên thị trường, được ứng

dụng rộng rãi để sản xuất các mặt hàng tiêu dùng, cũng là vật liệu được sử dụng

nhiều trong ngành gia cơng áp lực. Cơ tính và thành phần hóa học của vật liệu

được thể hiện trong bảng 1.1 và 1.2 dưới đây [7]:

Bảng 1.1:Thành phần hóa học của vật liệu SUS 201 và SUS 304

Mác thép

C



Mn



Thành phần hóa học (%)

Si

P

S

Cr

5



Ni



Mo



SUS201



0,15



5.50-7,50



1.00



0.06



0,03



16-18



3.5-5.5



......



SUS304



0,08



2



1



0,045



0,03



18-20



8-10



.....



Bảng 1.2: Cơ tính của vật liệu SUS 201 và SUS 304

Mác thép



Chiều dày

t,mm



ứng suất chảy ứng suất kéo

MPa

MPa



SUS 201



≤180



275



SUS 304



≤180



205



Độ dãn dài

min,%



Độ cứng

max,HB



520



40



241



520



40



187



Đặc điểm cần lưu ý: Vật liệu SUS 201 có độ cứng, độ bền cao, để phù

hợp với ngành gia công áp lực thì trước và trong quá trình làm việc ta cần tiến

hành xử lí nhiệt. Và chi tiết làm việc khơng u cầu cao về độ nhám chỉ có kích

thước Φ96 cần phải đảm bảo để lắp ghép với đường ống nước.

1.2.



Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu sản phẩm.

Là chi tiết dạng tấm có chiều dày tương đối mỏng và rất thích hợp để gia



cơng bằng phương pháp dập tấm. Ở ngun cơng dập hình hộp vng sau cùng

có góc lượn R=1 và chiều cao rất thấp so với chiều rộng nên việc chế tạo chày

cối cứng là không khả thi, nên ở nguyên công này cần chế tạo cối cứng chày

mềm.

1.3. Phân tích lựa chọn phương án cơng nghệ.

Do chi tiết chế tạo khơng đòi hỏi xác định chính xác và chi tiết tương đối

mỏng (0.5mm) nên khi tính đường kính phơi ta lấy đường kính ngồi để tính.

Dựa vào phần mềm dynaform ta có được kết quả trải phơi từ hình vẽ chi tiết bài

cho.



6



Hình 1.2: Hình dạng phơi sau khi trải bằng dynaform

Kích thước lớn nhất theo đường chéo là: 212(mm). Do vậy ta chọn phôi

D p = 212( mm)



hình tròn đã kể đến lượng dư cắt mép có đường kính:

d v = 180( mm)

Dựa vào đường kính phơi ta tính được:



Tính:



d v 180

=

≈ 1,8

d

96



.



, do vậy các cơng thức tính ở ngun cơng đầu là



dập trụ có vành rộng, hệ số dập vuốt được tính theo công thức sau:

2



2



1

h

r

39

7, 5

D 

 180 

=  v ÷ + 4 − 3, 44 = 

+

4



3,

44

= 2, 2

÷

m

d

d

96

96

 96 

 d 

⇒m=



1

= 0, 453

2, 2



Tra hệ số dập vuốt đối với chi tiết hình trụ có vành rộng vật liệu SUS 201



[5]:



[ m] = 0,52

Do



m = 0, 453 < [ m1 ] = 0,52



lần:

Chọn



m1 = 0,58



,do đó ta phải dập một số lần, đề xuất là dập 2



, lúc đó:



+ Đường kính chi tiết ở lần dập thứ 1:



d1 = m1.Dp = 0,58.212 = 123(mm)



+ Chiều cao chi tiết ở lần dập thứ 1:



 D d v2



 212 1802



h1 = 0, 25  − + 3, 44.r1 ÷ = 0, 25 



+ 3, 44.15 ÷ = 38, 4( mm)

 0,58 123



 m1 d1



Lấy



m2 = 0, 78



, lúc đó:



7



+ Đường kính của chi tiết ở lần dập thứ 2:

+ Chiều cao của chi tiết ở lần dập thứ 2:



d 2 = m2 .d1 = 0, 78.123 = 96( mm)



 D



 212



d v2

1802

h2 = 0, 25 

− + 3, 44.r2 ÷ = 0, 25 



+ 3, 44.12 ÷ = 43( mm)

 0,58.0, 78 96



 m1.m2 d 2



Dựa vào tính tốn sơ bộ ở trên ta đưa ra phương án dập như sau:

 Phương án 1: Dập trên bộ khuôn phối hợp.

Cắt dập vuốt phối

hợp Φ123



Dập vuốt Φ96



Đột lỗ Φ31,3



Nong lỗ

Dập hình hộp

vng

 Ưu điểm:

• Có số ngun cơng và bộ khn ít.

• Làm tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm.

 Hạn chế:

• Chế tạo chày và cối phức tạp.

• Hiệu chỉnh chày cối trong bộ khuôn quan hệ chặt chẽ nên hiệu

Xén miệng



chỉnh một chi tiết kéo theo sự thay đổi tồn bộ vị trí các chi tiết

trong khn.

• Khó khăn trong việc thiết kế cơ cấu lấy sản phẩm.

 Phương án 2: Dập trên bộ khuôn đơn giản.



Cắt phơi



Dập vuốt

Φ96



Dập vuốt Φ123



Xén miệng



Dập hình hộp

vng



 Ưu điểm:

• Chế tạo khn đơn giản.

• Hiệu chỉnh khn dễ dàng.

 Hạn chế:

• Số ngun cơng nhiều.

• Năng suất khơng cao.

• Tốn kém trong việc chế tạo nhiều bộ khuôn.

8



Đột lỗ

Φ31,3

Nong lỗ

Φ50



Lập luận lựa chọn phương án công nghệ: Từ những nhận xét ưu, nhược

điểm của các phương án trên ta lựa chọn phương án cơng nghệ 1, vì tính kinh tế,

cho năng suất cao, giảm được số bộ khuôn do vậy giá thành tính trên mỗi sản

phẩm ln là lựa chọn đầu tiên trong nền kinh tế thị trường hiện nay. Và một số

nhược điểm của phương án 1 vẫn có thể khắc phục được.

CHƯƠNG II:

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ

2.1. Xác định hình dạng và kích thước phơi

Phơi có hình dạng tròn và chiều dày là 0,5mm.



Hình 2.1: Hình dạng phơi

2.2. Xếp hình pha tấm vật liệu

2.2.1 Xếp hình

Diện tích sản phẩm với đường kính :

F0 = 35.281, 04( mm 2 )

Tra bảng 2.5 [1] ta xác định các giá trị mạch nối, mép thừa:

a1 = 1,8( mm); a = 2, 2(mm)

Do phơi có kích thước là lớn nên để phù hợp với bàn máy nên ở phương

án xếp hình này ta chỉ xếp 1 hàng.

9



Hình 2.2: Xếp một hàng

+ Chiều rộng dải băng :

b = D + 2a = 212 + 2.2, 2 = 216, 4( mm)

+ Chiều dài một bước trên dải :

t = D + a1 = 212 + 1,8 = 213,8( mm)

+ Diện tích phơi cho một sản phẩm:

F = b.t = 213,8.216, 4 = 46.266,32( mm 2 )

Vậy hệ số sử dụng vật liệu là :

η=



F0

35.281, 04

.100% =

.100% = 76, 25%

F

46.266,32



2.2.2 Pha tấm vật liệu

Sản phẩm thép tấm cán nguội với chiều dày s=0,5mm có các kích thước:

1250x2500, 2000x5000. Ta chọn tấm vật liệu có kích thước là (1250x2500)mm

để tiến hành pha tấm.

 Phương án 1: Pha ngang

Sơ đồ pha ngang:

+ S lng chi tit nhận được từ một dải khi pha ngang:

ncn =



B − a − c1 1250 − (2, 2 + 178,8)

=

=5

t

213,8



10



, lựa chọn:



Hình 2.4: Pha ngang

+ Số lượng dải nhận được khi pha ngang:

L − m1 2500 − 148, 2

ndn =

=

= 11

b

213,8

(dải), lựa chọn

+ Vậy tổng số chi tiết nhận được khi pha ngang là:



N cn = 11.5 = 55



(chi tiết)

Hệ số sử dụng vật liệu:

N xF

55 x35.281, 04

η1 = cn 0 100% =

100% = 62, 09%

BxL

1250 x 2500

 Phương án 2: Pha dọc

+ Số chi tiết nhận được từ một dải khi pha dọc:

L − a − m2 2500 − 2, 2 − 146

ncd =

=

= 11

m2 = 146

t

213,8

, lựa chọn:

+ Số dải nhận được khi pha dọc:

B − c2 1250 − 181

ndd =

=

=5

c2 = 181

b

213,8

, lựa chọn



11



Sơ đồ pha dọc:

Hình 2.5: Pha dọc



+ Vậy số chi tiết nhận được khi pha dọc:

N d = 11.5 = 55

Hệ số sử dụng vật liệu:

N xF

55 x35281, 04

η 2 = cd 0 100% =

100% = 62, 09%

BxL

1250 x 2500

Qua 2 phương án pha tấm đã trình như trên, ta nhận thấy hệ số sử dụng

vật liệu của cả 2 là như nhau nên chọn một trong 2 cũng đều được cả,trong

trường hợp này ta chọn pha ngang.

2.3. Tính các bước ngun cơng và chọn thiết bị, dụng cụ.

2.3.1 Tính lực cắt và máy cắt cho pha tấm

12



+ Chuẩn bị phôi:

Lấy dấu, cắt phôi thành dải có kích thước: b=213,8(mm)

l=1250(mm)

s=0,5(mm)

+ Thiết bị: Sử dụng máy cắt dao nghiêng 2 đĩa cắt :

Sơ đồ cắt bằng máy cắt dao nghiêng:



Hình 8: Sơ đồ pha tấm bằng máy cắt dao nghiêng

Do s=0,5 mm <4 mm nên ta chọn góc nghiêng φ của dao: φ=

• Lực cắt: Theo cơng thức (2.8) [1] ta có:

0,5.s 2 .τ 0

Plt =

tgϕ

Trong đó: - Lực cắt lí thuyết

s - Chiều dày vật liệu, s=0,5(mm)

τ0

τ 0 = 0,86σ b = 0,86.520 = 447, 2( Mpa)

- Trở lực cắt,

Thay các giá trị vào ta được: (N)

Pt = k .Plt



• Lực cắt thực tế :

Trong đó: k - Hệ số tính đến các yếu tố ảnh hưởng khi cắt

k = 1 ÷ 1,3

, chọn k= 1,2.

Pt = 2236( N )

Vậy lực cắt thực tế là :

• Mơmen cần để quay đĩa:

D

M = Pt .C = Pt . sin ϕ

2

13



D = (70 ÷ 40) s



Trong đó: D - Đường kính đĩa

.

Ta chọn D=60s=30 (mm)

C - Cánh tay đòn của lực P tới trục đĩa

M = 2236.



30

.sin 30 0 = 16770( Nmm)

2



Vậy ta có:

• Cơng suất cần thiết để quay đĩa:

0,5.k .s 2 .τ 0 .v 0,5.1, 2.0,5.447, 2.5

N=

=

= 0, 015( kW)

1000η

1000.0, 75.60

Trong đó: v – Tốc độ cắt. Chọn v= 5 ( .



η



η = 0, 75



- Hệ số cơng có ích của máy. Chọn

 Lưu ý : Dải vật liệu sau khi cắt bằng máy cắt dao nghiêng thường bị cong

nên sau khi cắt cần phải nắn thẳng trước khi tiến hành cắt hình.

2.3.2 Ngun cơng cắt hình dập vuốt Φ123

a)

Ngun cơng cắt hình chi tiết tròn Φ212

Lực cần thiết để cắt hình bằng khn cắt phụ thuộc vào trạng thái mép

chày và cối. Mép cắt của chày và cối có thể phẳng hoặc vát.

Do vật liệu có độ dày 0,5 mm nên ta chọn cắt hình bằng khn có mép cắt

song song.

Lực dùng để cắt hình đối với chi tiết hình tròn d= 212 (mm):

P = U .s.τ 0 = π d .s.τ 0

Trong đó: U - Chu vi cắt.



U = π .D = 3,14.212 = 665, 68( mm)



(3.1)



s = 0,5(mm)



s - Chiều dày phôi.

τ0

τ 0 = 447, 2( Mpa)

- Trở lực cắt.

Thay số vào công thức (3.1) ta được:

P = π .212.0,5.447, 2 = 148,8( kN )

Đây là bộ khuôn phối hợp nên sản phẩm của ngun cơng cắt hình là phơi

của ngun cơng dập vuốt nên khơng có lực đẩy chi tiết hay lực tháo phế liệu.

Do có ảnh hưởng của các yếu tố đến trợ lực cắt làm cho lực thực tế tăng

lên nên trong cơng thức tính ta cần đưa thêm hệ số k= 1,3.

14



Pt = k .P = 1, 3.148,8 = 193, 44( kN )



Cơng dùng để cắt được tính theo cơng thức sau [1]:



A=



xPs

1000

(3.2)



Trong đó: P – Lực cắt toàn bộ, P=193,44 ( kN )

x - Hệ số xác định bảng 21 [1], x=0,43

s - Chiều dày vật liệu, s=0,5.103 ( m )

Thay số vào công thức (3.2) ta được:



A=

b)



0, 43.193, 44.0,5

= 0, 04( Nm)

1000



Nguyên công dập vuốt chi tiết có vành rộng Φ123

Ở bước tính sơ bộ ta đã xác định được các kích thước của bán sản phẩm ở



lần dập thứ nhất như sau : = 123 (mm), .

s

0,5

100% =

100% = 0, 23 < 1,5

DP

212



Tính :

, do vậy cần có ép biên.

Lực dập vuốt chi tiết hình trụ có vành rộng ở lần dập thứ nhất [3]:

P1 = π d1sσ b kv

(3.3)

Trong đó: - Hệ số đối với chi tiết có vành rộng. Tra bảng 96 [3],

Ta chọn:

d1

d1 = 123( mm)

- Đường kính bán sản phẩm lần dập thứ nhất.

σb

σ b = 520( Mpa)

- Ứng suất bền của chi tiết.

Thay số vào công thức (3.3):

P1 = 3,14.123.0, 5.520.1,3 = 130,5( kN )

Lực ép biên ở lần dập thứ nhất:

Q1 =



π

 D 2 − (d1 + 2rc ) 2 

4



(3.4)

Trong đó: D – Đường kính phơi. D=212(mm).

rc

rc = 5( mm)

- Bán kính lượn của cối.

15



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 3 : Thiết kế khuôn dập.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×