Bài giảng Công nghệ kim loại - Phần 2: Công nghệ gia công bằng áp lực

31/08/2016

B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

NG

I H C S PH M K THU T TP. HCM

TR

NG

I H C S PH M K THU T TP. HCM

KHOA C KHÍ CH T O MÁY

CÔNG NGH KIM LO I

METAL TECHNOLOGY

MMH: METE330126 - S TC: 3 LT+BTL: 3 TN 0 TH 0

TRÌNH I H C, CAO NG.

:

GV.ThS. NGUY N THANH TÂN

(+84) 938.00.44.96

nguyenthanhtanspkt@gmail.com

[email protected]u.vn

Thi t k

tính toán

Ch t o

khuôn/

gá

Hoàn thi n

C t

mép...

T o

hình

Qui trình t o ra s n

ph m?

Th

nghi m

S n xu t

Ra

phôi

1

31/08/2016

5.1 Khái ni m

c i m.

Ch ng 5: D P T M

Khái ni m:

D p t m là ph ng pháp bi n d ng d o phôi

d ng t m trong khuôn d i tác d ng c a ngo i l c

t o thành s n ph m có hình dáng, kích th c

theo yêu c u.

Khái ni m-

c i m

Thi t b d p t m (t

c)

Các nguyên công c t phôi

Các nguyên công t o hình

2

31/08/2016

5.1 Khái ni m

c i m.

5.2 Thi t b d p t m.

c i m :

Ti t ki m v t li u.

Trong d p t m th ng s d ng các lo i máy d p

tr c khu u, máy ép th y l c th c hi n các nguyên

công chu n b phôi và t o hình c a công ngh d p t m.

S n ph m có hình d ng ph c t p.

Thi t b có hành trình n gi n.

C n c vào công vi c máy ép tr c khu u

ra: máy c t t, máy t c t, máy d p hình.

c chia

S n ph m d p có tính l p l n t t, không c n gia

công c .

C n c hình dáng bên ngoài chia ra: máy 1 tr , máy

2 tr .

Trình công nhân không c n cao.

N ng su t cao, giá thành h , c khí hóa, t

ng

C n c theo tác d ng chia ra: máy tác d ng n, máy

tác d ng kép, máy 3 tác d ng.

hóa.

5.2 Thi t b d p t m.

THI T B

D P T M

Máy d p tr c khu u thân h

Máy d p tr c khu u thân kín

a. Máy ép tr c khu u

v n n ng

S

ng máy ép

tr c kh yu

Máy ép 2 tr c kh yu

d p vu t

Máy ép tr c kh yu c t

(v n n ng)

t

Tác d ng

n

b. Máy d p vu t (d p sâu)

c. Máy ép th y l c:

Tác d ng kép

Máy u n (s n) th y

l c i u khi n CNC

Máy ép th y l c song

ng

Máy ép th y l c

3

31/08/2016

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.3.1 C t.

C t theo

Dùng máy c t l i dao song song.

5.3.1 C t.

C t theo

ng chu vi h .

Dùng máy c t l i dao song song.

L

i c t

Hình :Máy c t l i dao song song.

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.3.1 C t.

C t theo

5.3.1 C t.

C t theo

Dùng máy c t l i dao song song.

ng chu vi h .

Dùng máy c t l i dao song song.

c i m :

P= K.S.B.

c

K : H s ph thu c v t li u dao, c t.

B : Chi u r ng phôi c t.

S : Chi u dày phôi t m.

: Gi i h n b n c a phôi.

b

(0.8 0.9) (N / mm²)

c

b

: Gi i h n b n c t c a phôi (N/mm²)

c

4

31/08/2016

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.3.1 C t.

C t theo

Dùng máy c t l i dao song song.

5.3.1 C t.

C t theo

Dùng máy c t l i dao song song.

ng chu vi h .

c i m :

Ti p xúc

ng

v t c t p, th ng, l c r t l n

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.3.1 C t.

C t theo

Máy c t l i dao nghiêng: = 2⁰6⁰

5.3.1 C t.

C t theo

ng chu vi h .

Hình: Máy c t l i dao nghiêng.

.S²

K: H s v t li u

: Góc nghiêng l i dao trên

P

K.

.

c

tg

5

31/08/2016

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.3.1 C t.

C t theo

5.3.1 C t.

C t theo

ng chu vi h .

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.3.1 C t.

C t theo

Máy c t l i dao

ng chu vi h .

C t thép t m có chi u dài B = 1200 mm, chi u dày S

= 2mm, _c= 40 KG/mm², = 0.5, = 2⁰

a

Hình: Máy c t dao

a

K.S².

: góc n

Có th dùng nhi u c p

ng th i nhi u d i KL

c

P

a

c t

2.tg

6

31/08/2016

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.3.1 C t.

C t theo

Máy c t l i dao

Bài t p:

ng chu vi h .

V t li u: thép t m CT38 kh 1200x2400x1

C n ra phôi 1000x80x1 trên máy c t có =0.5, = 2⁰

Yêu c u:

a

1.Tính s chi ti t l n nh t có th c t

thép trên

c t t m

2. H s s d ng v t li u?

3. Tính l c c t

4.N u c t trên máy c t l i song song chi u r ng

i c t là L=800 thì c t c không?

5.N u dùng máy c t l i dao song song có

P_max=100 t n thì có c t c không?

l

Sheet metal cutting examples:

Shearing, Blanking, & Punching

Sheet Metal Cutting

5.3 Các nguyên công c t phôi.

(1) punch before contact,

clearance c between

punch and die

5.3.2 D p c t và t l :

D p c t và t l là c t theo

Khi d p và t l s d ng b chày c i có c nh s c.

ng cong khép kín.

(2) punch causes material to

F

t X edge-length of punch X shear strength

plastically deform

crack

(failure in shear)

piece cut away, or slug

Punch

(3) smooth cut surface is

formed

t

sheet

(4) fracture initiated at the

opposing cutting edges

which separates the sheet.

die

clearance

Hình: Qúa trình bi n d ng c a kim lo i khi c t và t.

7

31/08/2016

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.3.2 D p c t và t l :

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.3.2 D p c t và t l :

Khe h gi a chày và c i (Z )

(D_coid_chay

2

5.3.2 D p c t và t l :

Khe h gi a chày và c i (Z )

(D_coid_chay

2

)

Z

Khe h gi a chày và c i là hi u s gi a kích th

làm vi c c a c i và chày.

c

- Tr s khe h ph thu c ch y u vào b n ch t và chi u

dày v t li u. c xác nh theo b ng tra.

- Khi ch t o ch n Z_min, khi làm vi c n Z_maxthì c n

khôi ph c l i khuôn m i s d ng c.

Khe h h p lý thì v t n t c a v t t chày và c i s

g p nhau theo

ng th ng.

N u khe h quá nh làm cho v t n t không trùng

nhau. Quan sát th y có 2 d i sáng trên và d i, gi a

xù xì l n hình r ng c a.

N u khe h quá l n làm cho v t n t không trùng

nhau. M t bên b vu t dài lên,1 bên b ba via xu ng d

i

8

31/08/2016

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.3.2 D p c t và t l :

Z = (5 ÷ 10%)S

S = 0,3 - 1 mm

5.3.2 D p c t và t l :

Xác nh kích th c và dung sai ch t o chày và c i.

M c ích: m b o chính xác c a s n ph m, khe

Z = 0,02 - 0,08 mm

Z = 0,08 - 0,3 mm

Z = 0,3 - 1,8 mm

h h p lý và gi i h n mòn cho phép.

S = 1 - 3 mm

S = 3 - 10 mm

Khi c t hình, kích th c c i quy t nh kích th

c

c a s n ph m, vì v y l y KT c i làm chu n và thu h p

chày.

Ngoài ra Z còn ph thu c vào tính ch t v t li u. V t

li u càng c ng thì Z càng l n.

Khi t l , kích th c chày quy t nh kích th

c

s n ph m, vì v y l y KT chày làm chu n và m r ng c i

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.3.2 D p c t và t l :

Khe h gi a chày và c i (Z )

(D_coid_chay

2

)

(D_coid_chay

2

)

Z

t l :

D p c t:

d_c

Z

d_c

d_chày=(d_l+ ) ^-

D_{c i}= (d_chày+2Z)

+

D_{c i}= (d_{chi ti t}

)

D_{c i}= (d_{chi ti t}

)

chày

c i

Z

d _chày= (D_{c i}2Z)

D_c

d _chày= (D_{c i}2Z)

: Dung sai l

D_c

: Dung sai l

_{c i}: Dung sai c i

_chày: Dung sai chày

9

31/08/2016

5.3 Các nguyên công c t phôi.

Z (2 phía)

5.3.2 D p c t và t l :

L c c t:

S

Z_min

Z_max

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.16

0.2

0.22

0.25

0.28

0.32

0.36

0.46

0.56

0.68

0.8

0.3 0.02

0.5 0.03

0.8 0.05

1.0 0.06

1.2 0.08

1.5 0.1

1.8 0.12

2.0 0.14

2.2 0.17

2.5 0.2

2.8 0.22

3.0 0.24

3.5 0.32

4.0 0.4

4.5 0.5

5.0 0.6

Khe h Z (b ng tra, s tay d p

L c c t:

P

K.L.S.

c

Chuôi chày

ngu i, công ngh d p ngu i)

K p

chày

Ví d : C n t o chi ti t (1)

Chày

G t phôi

có kích th

c

20_-0.5t

1

v t li u có b dày 2mm.

Tính

ng kính c a chày

máy

C i

Phôi

C

và c i ?

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.3.2 D p c t và t l :

Angular Clearance

Purpose: allows slug or blank to drop through die

Typical values: 0.25 to 1.5 on each side

10

31/08/2016

5.3 Các nguyên công c t phôi.

Khuôn:

5.3 Các nguyên công c t phôi.

Bài t p:

10^+0.12

20 _-0.24

1

V t li u: thép CT38

Yêu c u:

1. Tính l c d p

2. Xác nh khe h chày c i

3. Thi t k khuôn d p cho chi ti t trên

Nhóm 3SV tu n 14 n p

11

31/08/2016

5.3 Các nguyên công c t phôi.

Bài t p v nhà: ( áp án)

5.3 Các nguyên công c t phôi.

5.4 Các nguyên công t o hình.

Project: (làm theo nhóm)

12

31/08/2016

5.4 Các nguyên công t o hình.

U n là nguyên công làm thay

i h ng

th kim lo i, bi n phôi ph ng (t m), dây hay ng thành

nh ng chi ti t có hình cong u hay g p khúc.

T

Bend allowance, L_b

=

(R + kT)

R

i

This section is

under extension

i

T = Sheet thickness

R

f

Neutral axis

f

L = Bend length

This section is

in compression

R = Bend radius

r

0

(180 ₀)(

1)

180

r

ch

R_min=K.S

5.4 Các nguyên công t o hình.

P

D p sâu: là ph ng

pháp ch t o các s n

ph m hình ng ho c

hình h p r ng, có áy

ho c không có áy, có

vành ho c không có

vành r ng.

B.S²

b

P 0.7

r S

13

31/08/2016

5.4 Các nguyên công t o hình.

D p sâu:

blank

D p sâu:

blank holder

punch

Yêu c u:

G p t t gi y hình tròn

c hình tr r ng có áy v i:

t o

d

part

die

-

ng kính áy d= 4 ô vuông t p

(a)

(b)

(e)

- Chi u cao h =3 ô vuông t p

(d)

(c)

*

c xé nh ng các ph n ph i

còn dính l i v i nhau không

tách r i

c

Examples of deep drawn parts

* Không

c g p n p

5.4 Các nguyên công t o hình.

D p sâu không bi n m ng thành phôi

D

B n ch t:

Ph n chày ép lên phôi kim lo i

ch u ng su t kéo theo h ng

kính và chuy n thành áy c a chi

ti t

ng kính d.

Hình vành kh n (D-d), các ph n

t phôi ch u kéo theo h ng d c

tr c chi ti t và ch u nén theo

h

ng ti p tuy n, bi n thành hình

d

Chi u dày phôi

chi u dày thành s n ph m

tr có ng kính d và chi u cao h.

14

31/08/2016

5.4 Các nguyên công t o hình.

D p sâu không bi n m ng thành phôi

D

B n ch t:

c i m

Nh ng i m c a phôi n m trên cùng

m t vòng tròn cách u tâm thì m c

bi n d ng???

Các ph n t phôi càng xa tâm

càng b nén theo h ng ti p tuy n

nhi u, và càng g n tâm càng b kéo

theo h ng kính càng nhi u, vùng

tâm phôi và vùng ti p xúc v i mép

chày phôi d n t.

Vòng tròn s thay i th nào tr

c

và sau khi bi n d ng.

i m càng xa tâm???

d

5.4 Các nguyên công t o hình.

D p sâu không bi n m ng thành phôi

c i m

D p sâu không bi n m ng thành phôi

c i m

-

áy

N u ta k nh ng

ng bán kính chia

-

góc l n áy

u vòng tròn phôi thành nh ng góc nh

nhau, sau khi bi n d ng???

- Càng lên trên

+ Bán kính l n c a c i:

+ Khe h gi a chày và c i (Z):

+ M c

bi n d ng:

+ Ch t bôi tr n:

15

31/08/2016

5.4 Các nguyên công t o hình.

D p sâu không bi n m ng thành phôi

Hình d ng khai tri n:

D p sâu không bi n m ng thành phôi

Hình d ng khai tri n:

Hình d ng t m phôi ph thu c vào hình d ng chi ti t:

N u chi ti t là hình h p, áy ch nh t thì t m phôi

có hình b u d c hay elip.

N u chi ti t là hình h p, áy vuông ho c hình tr ,

áy tròn thì phôi là mi ng c t tròn.

Xác nh kích th c c a phôi d a vào s cân b ng

di n tích b m t c a phôi và chi ti t

5.4 Các nguyên công t o hình.

D p sâu không bi n m ng thành phôi

Các thông s c b n c a công ngh d p sâu:

H s d p m:

D p sâu không bi n m ng thành phôi

Các thông s c b n c a công ngh d p sâu:

lgd_nlg(m₁.D)

m = d _{chi ti t}/ D _phôi

Tính s l n d p phôi có

ng kính d_n

(m=0.55 ÷ 0.95)

n 1

lgm_tb

ng kính D thành chi ti t có

Nh n xét: D p t m là m t

quá trình gia công ngu i

nên b bi n c ng b m t, do

m nh h ng th nào n s n ph m

SS m₂và m₁

S l n d p sâu t ng ng v i s b khuôn.

v y l n d p sau bi n d ng

khó kh n h n l n d p tr c.

Do ó h s m t ng d n.

16

31/08/2016

5.4 Các nguyên công t o hình.

D p sâu không bi n m ng thành phôi

Các thông s c b n c a công ngh d p sâu:

Z ???

R ???

Chày và c i ph i có góc l

phôi trong quá trình d p.

n

tránh rách,

t

K - H s ph thu c vào chi u

dày v t li u, tính ch t v t li u.

Ví d d p sâu có t m ch n, l n

u S = 0,5-2 mm thì K=0,1.

S - Chi u dày v t li u (mm).

S_max- Chi u dày l n nh t c a

phôi (mm).

N u bán kính góc l n quá l n bi n d ng càng d

nh ng s n ph m d t o n p nh n.

Z

N u bán kính góc l n quá nh , phôi d b rách

trong quá trình d p.

R

5.4 Các nguyên công t o hình.

D p sâu không bi n m ng thành phôi

Các thông s c b n c a công ngh d p sâu:

L c d p: l c làm bi n d ng chi ti t P và l c c a vành ép Q

Q = F.q

F - Di n tích ph n phôi b ch n.

q - Áp l c riêng ph n khi ch n, nó

ph thu c chi u dày v t li u, h s

K_nH s ph thu c ch y u

vào h s d p sâu m.

d_n

th n = 1,2,3

Chi u dày phôi (mm).

Gi i h n b n v t li u

kg/mm²

ng kính chi ti t l n d p

d p sâu, tính ch t v t li u. Ví d :

q_nhôm= 0,08 -0,12 kg/mm²

S

q

_ng= 0,12 -0,18 kg/mm²

q_thép= 0,25 -0,35 kg/mm²

b

17

31/08/2016

5.4 Các nguyên công t o hình.

Welding Project

D p sâu bi n m ng thành phôi

1. Tìm hi u các ph ng pháp hàn? u nh c i m?

Ph m vi ng d ng c a các ph ng pháp?

2. Tìm hi u ký hi u và phân lo i m i hàn (ISO 6947)

3. Ch

hàn khi hàn b ng H quang tay? Ch

ó

nh h ng th nào n kích th c và c tính c a m i

hàn?

4. Các khuy t t t có th x y ra khi Hàn? Nguyên nhân

và bi n pháp kh c ph c

5. So sánh nguyên lý, ph m vi s d ng, u nh c i m

c a Hàn TIG và MIG?

Th i gian n p: tu n h c th 15

M i nhóm 3 SV (làm h t 5 câu, óng t p, không c n in

màu)

Giãn ph ng: Là nguyên công làm to chi ti t ph n

i, mi ng v n gi nguyên.

d

Khuôn th ng làm hai n a, phía chày có th g n v i

kh i cao su ép lên thành chi ti t vào trong khuôn.

Chú ý: Sau khi m khuôn ph i l y c chi ti t

trong khuôn.

Tóp mi ng: Là ph ng pháp làm nh mi ng chi ti t

sau khi ã d p.

In n i: T ng

th m m b ng cách in hình gân, nhãn hi u.

c ng v ng c a chi ti t và t ng tính

18

Bài giảng Công nghệ kim loại - Phần 2: Công nghệ gia công bằng áp lực - Chương 5: Dập tấm