Bài giảng Công nghệ gia công áp lực - Chương 2: Thiết bị dập tạo hình

2. ThiÕt bÞ rÌn dËp – s¬ ®å bè trÝ thiÕt bÞ mét ph©n xuëng

1

2. ThiÕt bÞ trong ph©n x−ëng dËp t¹o h×nh

ThiÕt bÞ trong ph©n x−ëng dËp t¹o h×nh bao gåm nhiÒu lo¹i :

ThiÕt bÞ trong ph©n x−ëng dËp

M¸y dËp

Lß nung

M¸y n¾n, thiÕt bÞ phô trî

M¸y vËn chuyÓn

M¸y bóa h¬i n−íc kh«ng khÝ nÐn

M¸y bóa kh«ng khÝ nÐn

M¸y bóa c¬ khÝ

M¸y bóa thñy lùc

M¸y bóa

M¸y Ðp

: M¸y khi lµm viÖc lùc t¸c dông vµo vËt rÌn lµ lùc ®éng

M¸y dËp

: M¸y khi lµm viÖc lùc t¸c dông vµo vËt rÌn lµ lùc tÜnh

M¸y Ðp c¬ khÝ

M¸y Ðp thñy lùc

2

2.1. Ph©n lo¹i ThiÕt bÞ dËp t¹o h×nh

Ph©n lo¹i thiÕt bÞ dËp t¹o h×nh : th«ng th−êng cã 3 c¸ch ph©n lo¹i

• Theo lo¹i truyÒn ®éng.

• Theo dÊu hiÖu ®éng häc vµ ®éng lùc häc cña giai ®o¹n g©y biÕn d¹ng dÎo vËt dËp

• Theo ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ.

TruyÒn ®éng b»ng c¬ khÝ

TruyÒn ®éng b»ng chÊt láng, dÇu, n−íc

1, Theo lo¹i truyÒn ®éng

TruyÒn ®éng b»ng khÝ, ®iÖn tõ

3

2.1. Ph©n lo¹i ThiÕt bÞ dËp t¹o h×nh

Nhãm 1 : Gåm tÊt c¶ c¸c m¸y bóa

-Cã ®Æc ®iÓm c¸c chuyÓn ®éng cña m¸y

kh«ng dùa vµo liªn kÕt kh«ng cøng

2, Theo dÊu hiÖu ®éng häc

- Cã tèc ®é va ®Ëp < 20 m/s

XÐt thêi kú cã t¶i cña m¸y

Chia ra lµm 5 nhãm

Nhãm 2 : C¸c m¸y Ðp thuû lùc

- Cã ®Æc ®iÓm c¸c chuyÓn ®éng cña m¸y

kh«ng dùa vµo liªn kÕt kh«ng cøng nh−ng

kh¸c m¸y bóa ë ®−êng cong biÓu diÔn tèc ®é

Nhãm 3 : C¸c m¸y Ðp c¬ khÝ

- ChuyÓn ®éng cña m¸y lµ nhê liªn kÕt cøng

Nhãm 4 : C¸c m¸y c¸n rÌn quay

- C¸c bé phËn cña m¸y thùc hiÖn chuyÓn

®éng quay.

- VËn tèc lµ h»ng sè

Nhãm 5 : C¸c m¸y dËp xung

- Cã tèc ®é lµm viÖc lín ≤ 300 m/s

4

2.1. Ph©n lo¹i ThiÕt bÞ dËp t¹o h×nh

M¸y c¾t, m¸y ®ét …

M¸y dËp vuèt …

M¸y uèn, m¸y lèc …

3, Theo ®Æc ®iÓm

c«ng nghÖ

M¸y rÌn quay

M¸y dËp tù ®éng

M¸y chuyªn dïng

………

5

Giíi thiÖu c¸c lo¹i thiÕt bÞ rÌn dËp ®iÓn h×nh

M¸y bóa

M¸y bóa h¬i n−íc

kh«ng khÝ nÐn

M¸y bóa kh«ng khÝ

nÐn

M¸y bóa khÝ

M¸y bóa c¬ khÝ

M¸y bóa thuû lùc

6

Giíi thiÖu c¸c lo¹i thiÕt bÞ rÌn dËp ®iÓn h×nh

M¸y Ðp thuû lùc

Ph©n lo¹i theo chøc

n¨ng c«ng nghÖ

Theo h×nh d¸ng khung

m¸y : C, kÝn..

Theo kiÕu sè l−îng

xilanh

7

Giíi thiÖu c¸c lo¹i thiÕt bÞ rÌn dËp ®iÓn h×nh

M¸y Ðp c¬ khÝ

M¸y Ðp trôc khuûu

M¸y Ðp vÝt

M¸y kiÓu quay

M¸y dËp tù ®éng

M¸y dËp chuyªn dïng

8

2.2. M¸y Bóa

Ph©n lo¹i dùa vµo c¬ cÊu ph¸t ®éng

M¸y Bóa kh«ng khÝ nÐn

M¸y Bóa h¬i n−íc – kh«ng

M¸y Bóa c¬ khÝ

khÝ nÐn

M¸y Bóa thuû lùc

M¸y Bóa khÝ ch¸y (næ)

C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y :

- Träng l−îng cña vËt r¬i (lín nhÊt hiÖn nay 30 tÊn t−¬ng ®−¬ng víi m¸y Ðp 30.000 tÊn)

- Tèc ®é cña vËt r¬i

- HiÖu suÊt va ®Ëp

LÜnh vùc øng dông : RÌn tù do, chån, vuèt, dËp khèi

Träng l−îng phÇn r¬i : Bao gåm Piston c«ng t¸c, c¸n piston c«ng t¸c, ®e trªn.

9

M¸y bóa

Ph©n lo¹i:

• M¸y bóa h¬i n−íc kh«ng khÝ nÐn

• M¸y bóa kh«ng khÝ nÐn

• M¸y bóa c¬ khÝ

• M¸y bóa thuû lùc

C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y :

- Träng l−îng cña vËt r¬i (lín nhÊt hiÖn nay 30 tÊn t−¬ng ®−¬ng víi m¸y Ðp 30.000 tÊn)

- Tèc ®é cña vËt r¬i

- HiÖu suÊt va ®Ëp

LÜnh vùc øng dông : RÌn tù do, chån, vuèt, dËp khèi

M¸y bóa kh«ng khÝ nÐn

M¸y bóa thuû lùc

10

2.2.1. Qu¸ tr×nh va ®Ëp vµ hiÖu suÊt va ®Ëp

Víi m¸y bóa : N¨ng l−îng ®Ó biÕn d¹ng dÎo vËt rÌn ®−îc tÝch luü ë ®Çu bóa vµ

khu«n, xÐt 2 tr−êng hîp :

• M¸y bóa cã bÖ ®e cè ®Þnh

• M¸y bóa kh«ng bÖ ®e (bÖ ®e chuyÓn ®éng)

XÐt 2 tr−êng hîp m¸y bóa kh«ng bÖ ®e: theo ®Þnh luËt b¶o toµn ®éng l−îng hÖ :

v₁.m₁+v₂.m₂=v₁^'.m₁+v^'₂.m₂=

(

m₁+m₂

)v_x

(1)

m1

v’1

v1

vËt

v’2

m2

v2

11

2.2.1. Qu¸ tr×nh va ®Ëp vµ hiÖu suÊt va ®Ëp

Trong ®ã :

m

1,

v

1 : khèi l−îng vµ vËn tèc ban ®Çu cña bé phËn r¬i.

Lóc va ®Ëp

Lóc bËt ra

m2, v2 : khèi l−îng vµ vËn tèc ban ®Çu cña bÖ ®e

v’1 : tèc ®é sau khi va ®Ëp cña bé phËn r¬i.

v’2 : tèc ®é sau khi va ®Ëp cña bÖ ®e.

v

x : tèc ®é träng t©m cña hÖ thèng va ®Ëp

v₁.m₁+v₂.m₂v₁^'.m₁+v^'₂.m₂

v_x=

=

(2)

(m₁+m₂

)

(m₁+m₂

)

Chia qu¸ tr×nh va ®Ëp thµnh 2 giai ®o¹n

• Giai ®o¹n 1 – Giai ®o¹n cã t¶i – Tõ thêi ®iÓm 2 ®Çu bóa tiÕn l¹i víi nhau ®Õn thêi

®iÓm vËt rÌn bÞ biÕn d¹ng cùc ®¹i.

• Giai ®o¹n 2 – KÕt thóc giai ®o¹n 1 – do n¨ng l−îng biÕn d¹ng ®µn håi tÝch luü ë

®Çu bóa lµm thay ®æi tèc ®é träng t©m V^xthµnh V’1, V’2.

12

2.2.1. Qu¸ tr×nh va ®Ëp vµ hiÖu suÊt va ®Ëp

N¨ng l−îng va ®Ëp LE ®−îc tiªu tèn vµo :

BiÕn d¹ng dÎo vËt dËp

BiÕn d¹ng ®µn håi

N¨ng l−îng thõa

: Lg

: Ly

: L1

L_E=L_g+L_y+L₁=L_g+L₀

Víi

L0 : lµ n¨ng l−îng lµm bËt ra phô thuéc vµo :

- TÝnh ®µn håi cña vËt dËp

- VËt liÖu vËt rÌn

Liªn quan ®Õn vËt dËp

- NhiÖt ®é rÌn

13

2.2.1. Qu¸ tr×nh va ®Ëp vµ hiÖu suÊt va ®Ëp

Tæng n¨ng l−îng ban ®Çu cña m¸y LE

m₁.v₁²m₂.v²₂

L_E=

+

_{Sau giai ®o¹n 1 n¨ng l−îng LE gi¶m c}2_{ßn L1}

2

v²_x

2

(

)

L₁= m₁+m₂

Theo (2) ta cã

2

(

)

m₁.v₁+m₂.v₂

L₁=

(

)

2 m₁+m₂

M¸y bóa cã bÖ ®e cè ®Þnh V2 = 0 ta cã

2

(

m₁.v₁

)

m₁m₁.v₁²

m₁

m₁+m₂

L₁=

=

.

=

.L_E

(

) (

)

(

)

2 m₁+m₂m₁+m₂2

Tæng n¨ng l−îng mÊt ®i sau giai ®o¹n 1

2

(

)

m₁m₂v₁− v₂

L_n=L_E− L₁=

(

)

2 m₁+m₂

14

2.2.1. Qu¸ tr×nh va ®Ëp vµ hiÖu suÊt va ®Ëp

NÕu m¸y cã bÖ ®e cè ®Þnh (V2 = 0)

m₂

L₁m₁

L_n=

L_E

=

(

)

m₁+m₂

L_nm₂

Giai ®o¹n 2

X¶y ra do n¨ng l−îng biÕn d¹ng ®µn håi Ly – N¨ng l−îng nµy tÝch luü ë ®Çu bóa vµ

bÖ ®e lµm biÕn ®æi vËn tèc VX thµnh V’1 vµ V’2

§Æc tr−ng cho viÖc hoµn l¹i tèc ®é V’1 vµ V’2

⇒ HÖ sè hoµn nguyªn K (liªn quan ®Õn vËt)

Dùa vµo (2) ta cã

m₂

v₁^'= v₁−

(1+k)(v₁−v₂)

(1+ k)(v₁−v₂)

(

)

m₁+m₂

m₁

v^'₂=v₂−

(

)

m₁+m₂

15

2.2.1. Qu¸ tr×nh va ®Ëp vµ hiÖu suÊt va ®Ëp

Víi 0< K <1

K = 0 : vËt dÎo tuyÖt ®èi

K = 1 : vËt ®µn håi tuyÖt ®èi

N¨ng l−îng lµm bËt ra (®éng n¨ng hÖ thèng sau gia ®o¹n thø nhÊt) : L0

m₁v₁^'m₂v^'₂

L₀= L_y+L₁= +

2

N¨ng l−îng biÕn d¹ng dÎo : L^g

m .v²m v²m .v'²m v'²

⎛

⎞

⎟

1

2

1

2

L_g=L_E−L₀=

+

−

+

⎜

⎝

2

⎠

Thay V’1 vµ V’2 vµo ta cã

2

(

) (

)

m₁m₂v₁− v₂1− k

L_g=

2(m₁+ m₂)

16

2.2.1. Qu¸ tr×nh va ®Ëp vµ hiÖu suÊt va ®Ëp

HiÖu suÊt va ®Ëp

2

L_g

η = =

L_E

(

)

m₁m₂v₁− v₂(1− k )

(

)

m₁+ m₂

2L_E

HiÖu suÊt va ®Ëp lín nhÊt khi

- Tr−êng hîp m¸y cã ®e (V2 = 0):

m₂

η_y=

(

1−k²

)

m₁+ m₂

HiÖu suÊt cµng cao khi m2 cµng lín

- Tr−êng hîp m¸y kh«ng cã ®e (V2 ≠ 0):

HiÖu suÊt cµng cao khi

m1, m2 lín

2

(

) (

)

m₁m₂v₁− v₂1− k

η_y=

2(m₁+ m₂).L_E

V1, V2 lín

−u viÖt : khèi l−îng võa ph¶i, tèc ®é rÊt lín : (hiÖn cã m¸y v = 30m/s)

17

2.2.1. Qu¸ tr×nh va ®Ëp vµ hiÖu suÊt va ®Ëp

NÕu m <<, V>>

®Çu bóa nh− viªn ®¹n, qu¸ tr×nh va ®Ëp chØ côc bé mét phÇn nhá bªn ngoµi

⇒ Kh«ng rÌn vËt to b»ng m¸y bóa cã träng l−îng phÇn r¬i nhá

Th«ng th−êng

m2 = (10 ÷ 20)m1

m2 = 10m1 : m¸y bóa rÌn

m2 = 20m1 : m¸y bóa dËp

Lý do : VËt dËp kh«ng thÓ nhanh ®−îc → VËt nguéi → khã biÕn d¹ng dÎo → T¨ng

khèi l−îng ®e lªn ®Ó t¨ng hiÖu suÊt va ®Ëp.

18

2.2.2.1 – Nguyªn lý ho¹t ®éng, tÝnh n¨ng kü thuËt, tÝnh n¨ng vµ lÜnh

vùc thùc hiÖn M¸y bóa h¬i n−íc – kh«ng khÝ nÐn

Lµ lo¹i m¸y bóa chuyªn dïng ®Ó dËp

• ChÊt c«ng t¸c lµ H¬i n−íc hoÆc Kh«ng khÝ nÐn ®−îc cung cÊp tõ tr¹m

•Träng l−îng bé phËn r¬i – G > 500 Kg.

N¨ng l−îng sinh ra cña m¸y bóa träng l−îng phÇn r¬i 1 tÊn t−¬ng ®−¬ng 1000

tÊn lùc Ðp danh nghÜa c¸c m¸y kh¸c

19

M¸y bóa H¬i n−íc – KKN h×nh Π

M¸y bóa H¬i n−íc – KKN h×nh cung

M¸y bóa h¬i n−íc – kh«ng khÝ nÐn hai trô h×nh cung

Ký hiÖu m¸y : C66-35(1T)

Träng l−îng phÇn r¬i : 1300 Kg.

Hµnh tr×nh piston

: 1000 mm

Sè nh¸t ®Ëp trong 1 phót : 55 ÷ 60

Träng l−îng: 15000 Kg

§éng c¬

: 55 Kw

KÝch th−íc : 3600x1500x6000

C«ng dông : Dïng dËp khèi víi khu«n kÝn vµ khu«n hë

20

Bài giảng Công nghệ gia công áp lực - Chương 2: Thiết bị dập tạo hình - Nguyễn Đắc Trung