TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI Bộ môn gia công áp lực	CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
-----o0o-----	-----o0o-----

 

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 

Họ và Tên:       Khóa:  

Viện: Viện Cơ Khí                                       Ngành học:

1. Đầu đề thiết kế

“THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN DẬP LIÊN TỤC CHI TIẾT GÁ ĐẶT BỘ ĐÁNH ĐIỆN TRONG ĐỘNG CƠ XE MÁY”

2. Các Số liệu ban đầu:

-         Theo thiết kế sản phẩm

3. Nội dung phần thuyết minh và tính toán:

-         Tổng quan về công nghệ gia công áp lực.

-         Tính toán quy trình công nghệ.

-         Thiết kế khuôn.

-         Hệ thống cấp phôi bước tự động

-         Mô phỏng số quá trình dập.

4. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ)

-         Bản vẽ lắp tổng thể. Kích thước A0.

-         Bản vẽ layout và quy trình công nghệ. Kích thước A0.

-         Bản vẽ các chi tiết trong khuôn. Kích thước A0.

-         Bản vẽ hệ thống cấp phôi tự động. Kích thước A0.

5. Họ và tên cán bộ hướng dẫn:  

6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:  ………….

     7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế:   …………. 

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.. 8

DANH MỤC HÌNH Vẽ. 9

CHƯƠNG 1. TổNG QUAN.. 13

1.1.     Tổng quan về công nghệ dập tấm.. 13

1.1.1.          Các sản phẩm công nghệ điển hình. 14

1.1.2.          Phân loại nguyên công. 18

1.2.     Giới thiệu về thiết bị dập tấm.19

1.3.     Những khái niệm cơ bản và đặc điểm khuôn dập tấm.. 22

1.3.1.          Định nghĩa.22

1.3.2.          Phân loại.22

1.4.     Kết luận.27

CHƯỚNG 2. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ.. 28

2.1. Xây dựng bản vẽ chi tiết28

2.2. Chọn phương án công nghệ. 30

2.3. Xác định lực cho từng nguyên công. 31

2.4       Xác định trung tâm áp lực của khuôn. 34

2.5       Chọn máy. 34

2.6. kết luán. 36

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ KHUÔN DẬP LIÊN TỤC.. 37

3.1.     Tính toán thiết kế chày cối37

3.2.     Nguyên công cắt lỗ định vị37

3.3.     Nguyên công cắt hình. 38

3.4.     Nguyên công cắt hình. 40

3.5.     Nguyên công đột lỗ . 44

3.6.     Nguyên công lên vành. 45

3.7.     Nguyên công sửa vành. 47

3.8.     Nguyên công uốn . 48

3.9.     Nguyên công uôn góc . 49

3.10.       Cắt rác để lấy sản phẩm.. 50

3.11.       Các chi tiết khác trong khuôn. 56

3.11.1.       Stopper. 56

3.11.2.       Chốt điều chỉnh. 57

3.11.3.       Chốt bi58

3.11.4.       Chốt nâng liệu. 59

3.11.5.       Chốt dẫn hướng liệu. 59

3.11.6.       Chốt thổi sản phẩm.. 59

3.11.7.       Kim định vị60

3.11.8.       Bulông vận chuyển khuôn. 60

3.12.       Chọn các tấm trong kết cấu khuôn. 61

3.1.1.          Đế khuôn. 61

3.1.2.          Tấm đệm.. 62

3.1.3.          Tấm áo. 64

3.13.       Các kiểu lắp chày cối66

3.14.       Kết luận. 67

CHƯƠNG 4. HỆ THỐNG CẤP PHÔI CHO THIẾT BỊ DẬP. 68

4.1.     Phân tích và chọn phương pháp điều khiển. 68

4.1.1.          Khái niệm về phát triển tự động hóa và cơ khí68

4.1.2.          Chọn phương pháp điều khiểu. 70

4.2.     Thiết kế hệ thống cấp phôi tự động. 73

4.2.1.          Cơ cấu nhả. 73

4.2.2.          Cơ cấu nắn phôi74

4.2.3.          Cơ cấu cấp phôi77

4.3.     Kết luận. 78

KẾT LUẬN CHUNG.. 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 80

LỜI NÓI ĐẦU

       Hiện nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhiều công nghệ mới tiên tiến đã ra đời thay thế các công nghệ cũ lạc hậu. Công nghệ gia công áp lực hay công nghệ tạo hình biến dạng là một trong những ví dụ tiêu biểu nhất. Với những ưu việt cũng như tính ứng dụng hơn hẳn so với những công nghệ khác, tạo hình biến dạng đã khẳng định được tầm quan trọng của ngàng đi đầu trong nền công nghiệp. Ngành gia công áp lực được coi là ngàng trung tâm phục vụ đắc lực, tạo nền tảng phát triển cho các ngành khác như: công nghệ chế tạo máy, hóa dầu, quốc phòng an ninh, y tế.

        Gia công áp lực là phương pháp gia công cho năng suất cao, đặc biệt không chỉ tạo ra sản phẩm có kích thước hình dáng mong muốn mà thông qua biến dạng còn có thể cải thiện cơ tính của vật liệu. Sản phẩm của ngành rất đa dạng về kích thước cũng như chủng loại. Từ những chi tiết lớn như vỏ ô tô, máy bay.. cho đến những chi tiết cỡ chỉ vài micro như chân IC, chip điện tử.. ngành gia công đều có thể đáp ứng được nhu cầu.

        Đất nước Việt Nam đang hướng đến một nước có nền công nghiệp hiện đại, công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Xuất phát từ nhu cầu thực tế, trong quá trình thực tập tốt nghiệp và làm đồ án tốt nghiệp, em đã được cô TS.Nguyễn Thị Thu giúp đỡ và giao cho đề tài“Nghiên cứu và thiết kế khuôn dập liên tục cho chi tiết gá bộ đánh điện trong động cơ xe máy”. Nhận thấy đề tài rất hay và thực tế. Việc tìm hiểu cũng như thiết kế xong quy trình này sẽ giúp em có thêm rất nhiều kinh nghiệm cũng như hoàn thiện về kiến thức của chuyên ngành.

Do kiến thức còn thiếu sót, hiểu biết còn hạn chế đồ án tốt nghiệp này của em sẽ còn rất nhiều thiếu sót. Em mong các thầy cô bộ môn giúp đỡ, hướng dẫn hoàn thành đồ án này.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy cô !

DANH MỤC HÌNH Vẽ

 

Hình vẽ	trang
Hình 1.1: Các loại chi tiết trong các máy	14
Hình 1.2: Cánh cửa xe ôtô	15
Hình 1.3: Ống xả và các sản phẩm dạng ống cho xe ôtô	15
Hình 1.4: Vỏ đạn	16
Hình 1.5: sản phẩm dạng tròn xoay của công nghệ miết	16
Hình 1.6: Đồ dùng gia đình ( nồi, chảo, ấm nước )	17
Hình 1.7 – Nguyên công cắt vật liệu	18
Hình 1.8 – Nguyên công dập vuốt	18
Hình 1.9. Máy ép trục khuỷu	19
Hình 1.10. Máy ép thủy lực	19
Hình: 1.11. Máy uốn lốc	20
Hình 1.12. Máy miết	20
Hình 1.13. Máy cắt pha dải tôn tấm	21
Hình 1.14. Máyđột dập CNC	21
Hình 1.15. khuôn đơn	23
Hình 1.16. Khuôn dập liên tục dập vuốt trên dải băng	25
Hình 1.17. Khuôn dập liên tục trong thực tế	26
Hình 2.1. hình ảnh thực tế của sản phẩm	27
Hình 2.2. bản vẽ sản phẩm	28
Hình 2.3. layout	29
Hình 2.4. thông sô kích thước mạch layout	30
Hình 2.5. biên dạng hình cắt bước 3	31
Hình 2.6. biên dạng hình cắt bước 4	31
Hình 2.7. trung tâm áp lực	33
Hình 2.8. máy ép trục khuỷu AIDA 80 tấn	34
Hình 3.1. chày đột lỗ định vị	36
Hình 3.2. cối đột lỗ định vị	37
Hình 3.3. kích thước rác bước 3	37
Hình 3.4. chày cắt hình bước 3	38
Hình 3.5. cối cắt hình bước 3	39
Hình 3.6. kích thước rác bước 4	40
Hình 3.7. chày cắt hình bước 4	41
Hình 3.8. cối cắt hình bước 4	42
Hình 3.9. chày đột lỗ lên vành	43
Hình 3.10. cối đột lỗ lên vành	44
Hình 3.11. chày lên vành	45
Hình 3.12. block cối lên vành	45
Hình 3.13. chày gạt	46
Hình 3.14. chày sửa mép vành và gặt sản phẩm	46
Hình 3.15. chày sửa lỗ	47
Hình 3.16. uốn góc 45 độ	47
Hình 3.16. chày uốn 45 độ	47
Hình 3.17. cối uốn 45 độ	47
Hình 3.18. chày uốn góc 90 độ	48
Hình 3.20. cối uốn góc 90 độ	48
Hình 3.21. góc nhấn tránh đàn hồi khi uốn 90 độ	49
Hình 3.22. xương giữ sản phẩm	49
Hình 3.23 phần xương liệu 2 bên sản phẩm	50
Hình 3.24. Tai hình đuôi én	50
Hình 3.25. chày cắt xương liệu 2 bên	51
Hình 3.26. cối cắt xương liệu 2 bên	52
Hình 3.27. Phần xương liệu ở giữa	53
Hình 3.28. chày cắt xương liệu ở giữa	53
Hình 3.29. cối cắt xương liệu ở giữa	54
Hình 3.30. Stopper	55
Hình 3.31. tấp đệm được phay rãnh	55
Hình 3.32. chốt điều chỉnh tại vị trí đột lỗ	56
Hình 3.33. chốt điều chỉnh tại vị chí chày lên vành	56
Hình 3.34. chốt bi tại các tấm với đế khuôn	57
Hình 3.34. chốt bi tại bộ dẫn hướng liệu vào khuôn	57
Hình 3.35. chốt bi tại tấm chặn và tấm đệm chặn	57
Hình 3.36. chốt nâng liệu	58
Hình 3.37. chốt dẫn hướng liệu	58
Hình 3.38. chốt thổi sản phẩm	59
Hình 3.39. kim định vị	59
Hình3.40. bulông vận chuyển khuôn	59
Hình 3.41. đế khuôn trên	60
Hình 3.42. đế khuôn dưới	61
Hình 3.43. tấm đệm cối	62
Hình 3.44. tấm đệm chày	62
Hình 3.45. tấm đệm chặn	63
Hình 3.46. tấm áo cối	64
Hình 3.47. tấm áo chày	64
Hình 3.48. tấm chặn	65
Hình 3.49. các kiểu nắp chày cối	66
Hình 4.1. hệ thống cấp phôi tự động	68
Hình 4.2. sơ đồ cấu trúc tự động hóa	69
Hình 4.3. sơ đồ cơ cấu cặp bằng ma sát đối với phôi bang	70
Hình 4.4.  Sơ đồ cơ cấu nắn phôi	71
Hình 4.5. cơ cấu định hướng	72
Hình 4.6. Sơ đồ dẫn động	73
Hình 4.7 sơ đồ cơ cấu nhả phôi	74
Hình 4.8. sơ đồ cơ cấu con lăn	75
Hình 4.9. sơ đồ tính toán lực nắn	76
Hình 4.10. cơ cấu cấp phôi	78

CHƯƠNG 1. TổNG QUAN

1.1.           Tổng quan về công nghệ dập tấm

Công nghệ tạo hình kim loại tấm là một phần của công nghệ gia công kim loại bằng áp lực nhằm làm biến dạng kim loại tấm để nhận được các chi tiết có hình dạng và kích thước mong muốn. Đây là một loại hình công nghệ đang được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, đặc biệt là trong các lĩnh vực kỹ thuật điện và điện tử, công nghiệp chế tạo ô tô, công nghiệp hàng không, công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, công nghiệp quốc phòng, thực phẩm, hóa chất, y tế…Sở dĩ được ứng dụng rộng rãi như vậy là do nó có nhiều ưu điểm nổi bật so với các loại hình công nghệ khác: có thể cơ khí hóa và tự động hóa cao; năng suất cao, giá thành sản phẩm hạ, tiết kiệm nguyên vật liệu, đặc biệt do quá trình biến dạng dẻo nguội làm cho độ bền của chi tiết tăng lên…

Dập tấm là một phần của quá trình công nghệ bao gồm nhiều nguyên công công nghệ khác nhau nhằm làm biến dạng kim loại tấm (băng hoặc dải) để nhận được các chi tiết có hình dạng và kích thước cần thiết với sự thay đổi không đáng kể chiều dày của vật liệu và không có phế liệu ở dạng phôi.

Dập tấm thường được thực hiện với phôi ở trạng thái nguội (nên còn được gọi là dập nguội) khi chiều dày của phôi nhỏ (thường s ≤ 4mm) hoặc có thế phải dập với phôi ở trạng thái nóng khi chiều dày phôi lớn.

Ưu điểm của sản xuất dập tấm:

• Có thể thực hiện những công việc phức tạp bằng những động tác đơn giản của thiết bị và khuôn.
• Có thể chế tạo những chi tiết phức tạp mà các phương pháp gia công kim loại khác không thể chế tạo hoắc chế tạo khó khăn.
• Độ chính xác của các chi tiết dập tấm tương đối cao.
• Kết cấu của chi tiết dập tấm cứng vững, bền nhẹ, mức độ hao phí kim loại không lớn.
• Tiết kiệm nguyên vật liệu, thuận lợi cho quá trình cơ khí hóa và tự động hóa do đó năng suất lao động cao, hạ giá thành sản phẩm.
• Quá trình thao tác đơn giản, không cần thợ bậc cao do đó giảm chi phí đào tạo và quĩ lương.
• Dạng sản xuất thường là loạt lớn và hàng khối do đó hạ giá thành sản phẩm.
• Tận dụng được phế liệu, hệ số sử dụng vật liệu cao.
• Dập tấm không chỉ gia công những vật liệu kim loại mà còn gia công những vật liệu phi kim như: techtolit, hetinac, các loại chất dẻo.

1.1.1.     Các sản phẩm công nghệ điển hình

Công nghệ tạo hình kim loại tấm được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân cũng như quốc phòng, bao gồm:

-         Trong dân dụng: các sản phẩm về khung cửa, bàn ghế, tủ.... các loại đồ dùng dụng cụ gia đình như nồi, chảo,....

-         Trong ngành công nghiệp điện tử: các loại vỏ điện thoại, vỏ tivi, vỏ máy tính, vỏ chíp điện tử, vỏ tụ điện,...

-         Công nghiệp ô tô: Khung xe, mui xe, cánh cửa, các loại ống xả, khung gầm,...

-         Công nghiệp hàng không: thân máy bay, cánh máy bay, các loại ống xả,...

-         Công nghiệp quốc phòng: vỏ xe bọc thép, súng, đầu đạn, tên lửa,...

-         Ngành y tế: các thiết bị y tế, dụng cụ y tế,...

Hình 1.1: Các loại chi tiết trong các máy

Hình 1.2: Cánh cửa xe ôtô

Hình 1.3: Ống xả và các sản phẩm dạng ống cho xe ôtô

Hình 1.4: Vỏ đạn

Hình 1.5: sản phẩm dạng tròn xoay của công nghệ miết

Hình 1.6: Đồ dùng gia đình ( nồi, chảo, ấm nước )

Mặt hàng dập tấm rất phong phú và đa dạng, được áp dụng rộng rãi vì nó có rất nhiều ưu việt so với các phương pháp gia công kim loại khác: Các quá trình dập tạo ra năng suất lao động cao và hiệu quả kinh tế lớn, thực hiện những công việc phức tạp bằng những động tác đơn giản của thiết bị, có thể chế tạo những chi tiết hết sức phức tạp mà đôi khi những phương pháp gia công kim loại khác không thể hoặc chế tạo khó khăn. Độ chính xác chi tiết dập tấm tương đối cao, bảo đảm lắp lẫn tốt, không cần phải gia công lại bằng cắt gọt. Kết cấu của chi tiết dập tấm cứng vững, bền nhẹ, tiết kiệm nguyên vật liu

1.1.2.     Phân loại nguyên công

Theo đặc điểm biến dạng của quá trình dập tấm, người ta chia thành 2 nhóm chính:

-         Biến dạng cắt vật liệu

-         Biến dạng dẻo vật liệu

• Biến dạng cắt vật liệu

Tách một phần vật liệu ra khỏi phần vật liệu khác nhờ biến dạng phá hủy.

Hình 1.7 – Nguyên công cắt vật liệu

• Biến dạng dẻo vật liệu

Thay đổi hình dạng và kích thước bề mặt phôi bằng cách phân phối lại và chuyền dịch thể tích kim loại để tạ ra các chi tiết có hình dạng và kích thước cần thiết. Chiều dày vật liệu gần như không thay đổi hoặc thay đổi nhỏ.

Hình 1.8 – Nguyên công dập vuốt

1.2.           Giới thiệu về thiết bị dập tấm.

-         Các nguyên công dập tấm được tạo hình trên các máy thủy lực, máy trục khuỷu, máy cắt, uốn lốc,…

 

Hình 1.9. Máy ép trục khuỷu

Hình 1.10. Máy ép thủy lực

 

Hình: 1.11. Máy uốn lốc

Hình 1.12. Máy miết

Hình 1.13. Máy cắt pha dải tôn tấm

Hình 1.14. Máyđột dập CNC

 

1.3.           Những khái niệm cơ bản và đặc điểm khuôn dập tấm

1.3.1.      Định nghĩa.

Khuôn dập là một loại dụng cụ được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực gia công công nghiệp ngày nay, sản phẩm được gia công từ khuôn dập ta có thể thấy ở khắp nơi trong cuộc sống hằng ngày từ tivi, máy tính, xe máy, điện thoại ... Khuôn dập là dụng cụ tạo hình sản phẩm từ kim loại và hợp kim dưới tác dụng của áp lực (phương pháp biến dạng nguội), do đó phôi thường ở dạng tấm mỏng.
Cấu tạo của khuôn gồm có 2 bộ phận chính là :
+ Đế trên được gắn với phần đực (chày) - phần di chuyển.
+ Đế dưới là phần cái (cối) - được cố định.

1.3.2.     Phân loại.

vKhuôn dập tấm đơn thuần.

  Kết cấu của khuôn dập tấm tùy thuộc vào vật liệu phôi ban đầu ( tấm hoặc dải băng) phụ thuộc vào nguyên công thực hiện hình dạng kích thước yêu cầu của chi  tiết dập, độ chính xác kích thước yêu cầu và loạt sản xuất...

 Vì thế khuôn để dập tấm được chia theo một số đặc điểm sau:

-         Theo đặc điểm công nghệ.

-         Theo đặc điểm kết cấu.

-         Theo đặc điểm sử dụng.

-         Theo số nguyên công thực  hiện được trong một hành trình của máy

 

Hình 1.15. khuôn đơn

-       Theo đặc điểm công nghệ: khuôn cắt hình, khuôn đột lỗ, khuôn uốn, khuôn dập vuốt, khuôn lên vành.....

-       Theo đặc điểm kết cấu, các khuôn thường được phân loại dựa vào hình dáng bộ phận dẫn hướng để đảm bảo khe hở đồng đều giữa chày và cối.

-       Theo đặc điểm sử dụng, khuôn được phân loại dựa vào phương pháp lấy chi tiết và gỡ phế liệu ra khỏi khuôn. Nếu kích thước tiết diện ngang của chi tiết nhỏ hơn kích thước lỗ của bàn máy thì chi tiết được đẩy qua lỗ của bàn máy, khuôn như vật được gọi là khuôn dập cho chui qua. Khi kích thước của chi tiết lớn hơn kích thước của lỗ bạn mày thì sau khi dập chi tiết phải đẩy ngược lên mặt cối, sau đố lấy ra khỏi khuôn bằng cơ cấu tự động.

vKhuôn dập liên tục:

Các loại khuôn được phân chia theo số nguyên công thực hiện đồng thời sau một hành trình của máy, các khuôn dập tấm được chia thành khuôn đơn giản và khuôn liên hợp.

 Khuôn đơn giản thực hiện một nguyên công còn khuôn liên hợp thực hiện đồng thời một số nguyên công khác nhau.

 Trong đó khuôn liên hợp lại được chia ra thành khuôn liên tục và khuôn phối hợp. Khuôn phối hợp là loại kết hợp hai hay nhiều nguyên công trên cùng một lòng khuôn. Chi tiết được tạo thành chỉ sau một hành trình của máy. Và không có sự dịch chuyển của phôi. Khuôn liên tục là khuôn có sự kết hợp của hai hay nhiều nguyên công trên cùng một khuôn nhưng việc chế tạo chi tiết được thực hiện sau một số hành trình của máy với sự dịch chuyển tuần tự của phôi từ vị trí của cặp chày cối này đến vị trí của cặp chày cối khác. Sau khi hoàn chỉnh thì chi tiết được cắt ra khỏi phôi.

 Khuôn phối hợp- liên tục là sự kết hợp của cả hai phương pháp trên. Kết hợp giữa  phần tử của khuôn tác dụng liên tục và khuôn phối hợp.

 Khuôn dập tấm còn được chia là khuôn chuyên dùng và khuôn vạn năng được dùng để chế tạo một số dạng chi tiết khác nhau.

Đặc điểm công nghệ:  Công nghệ dập liên tục trong dập tấm đã phát triển rất mạnh trên thế giới, tuy nhiên ở Việt Nam đó cũng là vấn đề còn rất là mới và ứng dụng còn rất là hạn chế do chưa làm chủ được công nghệ, trang thiết bị cũng như vật liệu.

 Dập liên tục là công nghệ đặc thù mà ở đó khuôn liên tục tích hợp nhiều nguyên công dập tấm trên một hành trình của máy dập. Việc thiết kế cũng như chế tạo khuôn dập liên tục là một quá trình phức tạp tỉ mỉ đòi hỏi nguời thiết kế phải nắm vững tất cả các nguyên công công nghệ trong dập tấm. Đồng thời nắm vững các công nghệ gia công chế tạo tiên tiến hiện nay.

 Việc ứng dụng  các công nghệ thiết kế mô phỏng và gia công hiện đại đã ngày càng làm tăng độ chính xác, tốc độ, hiệu quả của khuôn dập bước liên tục nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất các chi tiết loạt lớn, có tính lắp lẫn cao, giá thành hạ cho các ngành công nghiệp.

 Các bộ khuôn liên tục để sản xuất các linh kiện trong các sản phẩm tiêu dùng cũng như rất nhiều ngành nghề cần đến nó. Những đặc tính và ứng dụng khuôn liên tục trong công nghiệp:

Khuôn dập liên tục (gọi tắt là khuôn liên tục) đã được nghiên cứu và ứng dụng trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp điện, điện tử, ô tô,... từ nhiều năm nay trên thế giới. Khuôn liên tục là khuôn dập bao gồm nhiều cặp chày cối được bố trí trên cùng một đế khuôn thực hiện các nguyên công dập tấm khác nhau (dập vuốt, uốn, dập nổi, dập cắt...) sau một hành trình của máy ép. Mỗi một vị trí làm việc (một cặp chày cối) thực hiện một hoặc nhiều bước công nghệ riêng biệt, nhờ cơ cấu cấp phôi tự động phôi được chuyển dịch liên tục và tuần tự qua các vị trí để hoàn thành chi tiết cần chế tạo.

- Sản phẩm được hình thành sau lần dập ở lòng khuôn cuối cùng. Mỗi lần dập sẽ cho ra một sản phẩm.

- Mỗi hành trình của đầu trượt sẽ thực hiện rất nhiều nguyên công công nghệ khác nhau. Việc thực hiện tuần tự các nguyên công khiến cho khuôn dập liên hoàn có khả năng tự động hóa rất cao.

- Luôn đi cùng khuôn liên tục đó chính là hệ thống cấp phôi tự động. Nó đóng vai trò quyết định đến khả năng tự động hóa của mỗi nhà máy. Khuôn liên tục cần đến sự dịch chuyển phôi một cách chính xác đến tuyệt đối mới đem lại sản phẩm có chất lượng cao.

Hình 1.16. Khuôn dập liên tục dập vuốt trên dải băng

Hình 1.17. Khuôn dập liên tục trong thực tế

1.4.           Kết luận.

Ở nước ta phương pháp gia công kim loại bằng áp lực đang và sẽ được phát triển mạnh mẽ, việc hoàn thiện và phát triển các công nghệ gia công áp lực là hết sức quan trọng và cần thiết trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại nền công nghiệp cơ khí của nước nhà hiện nay

Để chuẩn bị kỹ và chắc chắn kiến thức, cũng như những  bước đầu trực tiếp thiết kế quy trình công nghệ, khuôn mẫu để sản xuất ra chi tiết dập tấm trong thực tế, em chọn lựa chọn đề tài: Xây dựng quy trình công nghệ và thiết kế khuôn dập liên tục chi tiết Magazine stapler trong máy dập ghim.

Chi tiết cần thiết kế là một chi tiết có hình dạng phức tạp, để có thể chế tạo được chi tiết này đòi hỏi nhiều nguyên công dập tấm khác nhau. Việc thiết kế công nghệ và khuôn phù hợp sẽ giúp chủ động trong quá trình sản xuất, tiết kiệm nguyên vật liệu,… do đó sẽ giảm được giá thành, sản phẩm sẽ có tính cạnh tranh cao.

CHƯỚNG 2. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ

2.1. Xây dựng bản vẽ chi tiết

 

Hình 2.1. hình ảnh thực tế của sản phẩm

Hình 2.2. bản vẽ sản phẩm

Yêu cầu đối với chi tiết:

-         Đảm bảo kích thước trong dung sai cho phép

-         Vật liệu: S45C hoặc vật liệu tương đương

-         Phần dập chữ: nhìn rõ nét

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ (sắp xếp théo layout đã thiết kế)

Chọn vật liệu là S45C :

Thành phần hóa học của thép S45C:

Mác thép	C(%) min-max	Si(%) min-max	Mn(%) min-max	P(%) max	S(%) max	Cr(%) min-max
S45C	0,42–0,5	0,15–0,35	0,5-0,8	0,025	0,025	0,2-0,4

 

Trong điều kiện bình thường thép S45C có độ cứng 23HRC, để thép có độ cứng cao hơn người ta sử dụng phương pháp tôi, ram để tang độ cứng của thép, thông thường có thể đạt được độ cứng 50HRC. Phù hợp với yêu cầu làm việc của chi tiết.

2.2. Chọn phương án công nghệ

vPhương án 1: Cắt biên dạng à uốn góc 90 à lên vành chi tiết

vPhương án 2: cắt biên dạng à lên vành chi tiết à uôn góc 90

Với các phương án trên ta chọn phương án 2 là tối ưu hơn, do việc lên vành sau khi uốn phần vật liệu tại vùng uốn đã bị kéo là cho việc lên vành với chiều cao phần vành không như mong muôn.

Hình 2.3. layout

Ta chọn phướng án công nghệ như layout bên trên.

Mạch nối các chi tiết là a

Mạch nối từ chi tiết ra mép ngoài liệu là b

Với vật liệc có chiều dày t=2mm và kích thước trung bình của chi tiết là 48 x 15

Hình 2.4. thông sô kích thước mạch layout

Ta chọn

Để kích thước vật liệu là số chẵn ta chọn

Chọn chiều rộng vật liệu là 52 mm

Hiệu suất vật liệu:

Trong đó:

: là diện tích chi tiết

: diện tích băng liệu

2.3. Xác định lực cho từng nguyên công

vB1: đột 2 lỗ kim định vị

vB2: dập chữ

vB3: cắt hình:

Hình 2.5. biên dạng hình cắt bước 3

Ta có chu vi hình vẽ:

vB4: cắt hình:

Hình 2.6. biên dạng hình cắt bước 4

Ta có chu vi hình vẽ:

vB5: đột 2 lỗ  để lên vành:

vB6: lên vành 2 lỗ

Ta lên vành bằng chày cô góc

Theo ct (5-4) tr198 Công nghệ tạo hình kim loại tấm, ta có:

Trong đó:

k=1,1 – 1,3: là hệ số an toàn

: bán kính lỗ đã lên vành

: bán kính lỗ ban đầu

: hệ số ma sát (lấy )

vB7: sửa vành

Lực sửa vành ta lấy bằng 10% lực lên vành, ta có:

vB8: uốn góc :

Ta chia nguyên công uốn làm 2 giai đoạn sau:

Giai đoạn uốn tự do:

Ct(3-15) tr98 Công nghệ tạo hình kim loại tấm

Trong đó:

: chiều rộng uốn

: góc uốn

: bán kính góc lượn cối uốn

L: khoảng cách giữa 2 góc lượn

vB9: uốn tiếp góc  để được góc :

vB10: cắt rác lấy sản phẩm:

 

• Tổng lực công nghệ là:

2.4               Xác định trung tâm áp lực của khuôn

Việc xác định trung tâm áp lực của khuôn là điều cần thiết để tránh các trường hợp xảy ra trong quá trình hoạt động làm giảm tuổi thọ của khuôn.

Từ việc xác định được trung tâm áp lực ta sẽ đặt cuống khuôn trùng với trung tâm áp lực để tránh các vấn đề xảy ra như tạo mômem lực lên tay biên cũng như lên các chi tiết của khuôn làm giảm tuổi thọ của máy và tuổi thọ của khuôn.

Dựa vào công thức bảo toàn mô men với các lực đã tính ở trên và khoảng cách như hình ta xác định được trung tâm áp lực của khuôn như hình.

Trung tâm áp lực

Hình 2.7. trung tâm áp lực

2.5             Chọn máy

Với các thông số của khuôn như sau:

lực dập	: 45,49 tấn
kích thước khuôn	: 300mm x 280mm
chiều cao kín	: 200 mm
chiều cao hở	: >240mm
Tốc độ dập	:  nhát/phút

Ta chọn máy ép trục khuỷu 80 tấn của AIDA.

Hình 2.8. máy ép trục khuỷu AIDA 80 tấn

 

Các thông sô chính của máy.

Lực ép danh nghĩa		: 80 tấn
Kích thước bàn máy	trên	: 540 x 460mm
	Dưới	: 950 x 600mm
Hành trình		: 80 mm
Chiều cao kín		: 240mm
Chiều cao hở		: 320mm

2.6. Kết luận

Từ phần tính toán và chọn công nghê ta đã hoàn thành bước đầu trong việc thiết kế khuôn

Quy trình công nghệ trên có thế có sai sót khi tiết hành thiết kế và hoạt động trong thưc tế, ta sẽ tiếp tục cải tiến nếu có xảy ra lỗi

Từ việc thiết lập xong quy trình công nghệ ta đã có cơ sở để tiến hành việc thiết kế khuôn dập dựa trên các số liệu đã tính toán.

 .........

Hình 4.9. sơ đồ tính toán lực nắn

         Lực chính là tổng các lực kéo cần thiết để chuyển vật liệu giữa các con lăn.

      Ta có :                                        

    Lấy một phân tố nhỏ thuộc phần kim loại bị biến dạng , xét cân bằng phần vật liệu nằm trên con lăn, lấy cân bằng tại O ta có theo [4] :

      Trong đó : Mn - momen uốn ở tiết diện BB

                  Mn’- momen uốn phân lực ở tiết diện AA

                   r – bán kính con lăn ; r=60mm                                                                        

                  S - chiều dày vật liệu; S=2mm

Mômen uốn xác định theo công thức theo [4]:

Với - chiều dài con lăn ; = 250mm          

        - giới hạn chảy của vật liệu – tra bảng lấy = 350 (MPa)

Thay vào (1.3) có :

Nếu coi  (ổ bi lăn) thì tổng các lực nắn cần thiết để dịch chuyển phôi qua   = 6 con lăn là:           

Xác định mômen xoắn trục động cơ điện để dẫn động cơ cấu nắn :

              (1.12)

Số vòng quay của trục nắn xác định theo :

                                                          (1.13)

Trong đó :

           V- tốc độ đưa phôi; V=0,3m/s

                 D- đường kính ngoài con lăn; D=2.r=100mm=0,1m

      Vậy

                                                 

       Xác định công suất động cơ điện dẫn động cơ cấu nắn

Ta có theo [7]:

                                                    (1.14)

Trong đó:

      M - mômen xoắn của trục động cơ; M=1155(N.m)

      P – công suất động cơ điện

      n - số vòng quay động cơ; n=57,29 (vòng/phút)

Suy ra công suất động cơ : 

Tra catalog của động cơ Viet-Hung ta được động cơ có mã:KQ112M6

4.1.1.     Cơ cấu cấp phôi

     Nhiệm vụ cực cực sôi là đưa phôi từ mà thôi vào vị trí làm việc cơ cấu cấp vô liên tục thường dùng các loại sau

-       Cơ cấu cấp phôi trục lăn( ma sát) ( vạn năng nhất)

-       Cơ cấu cấp phôi chêm con lăn(hay dùng)

-       Cơ cấu cấp phôi kiểu kẹp( ít dùng)

-       Cơ cấu cấp phôi kiểu móc.

  Một trong những yêu cầu chủ yếu của cơ cấu cấp phôi là độ chính xác đưa phôi. Độ chính xác này phụ thuộc vào gia tốc của cơ cấu cặp. Với cùng một điều kiện làm việc như nhau ( gia tốc bằng nhau) thì đưa phôi kiểu kẹp có độ chính xác cao nhất và kiểu móc có độ chính xác kém nhất.

• Trong đồ án này em chọn cơ cấu cấp phôi kiểu trục lăn

 

Tùy theo số hộp trục lăn người ta chia ra :

-       Loại một hộp(một bên)

-       Loại hai hộp(hai bên)

Loại hai hộp có cơ cấu truyền từ hộp nọ sang hộp kia là cơ cấu tay đòn, thanh răng hoặc bánh răng côn.

 

Hình 4.10. cơ cấu cấp phôi

4.2.           Kết luận

Tìm hiểu được thành phần hệ thống cấp phôi, nguyên lý cấp phôi tự động trong sản xuất kim loại tấm.

Tìm hiểu được các loại hình, cách cấp phôi tự động khác nhau cũng như các cách điều khiển tương ứng đa dạng khác nhau giúp tăng năng suất trong sản xuất chế tạo.

  Tính toán thiết kế được các chi tiết trong hệ thống cấp phôi và hệ thống truyền động thích hợp.

KẾT LUẬN CHUNG

Qua việc tính toán nghiên cứu, thiết kế một bộ khuôn dập liên tục em tự nhận thấy rằng:

- Việc nghiên cứu mở rộng khuôn dập liên tục chưa được làm một bài bản chính quy vì chưa có sự quan tâm thực sự giành cho nó và khả năng kinh tế nó đem lại là rất lớn

Với đề tài “ Nghiên cứu thiết kế khuôn dập liên tục” mặc dù đề tài không phải là nhỏ. Nó mở ra cả một hệ thống tự động hóa và chuyên dụng cho những sản phẩm có hình dạng tương tự giống nó. Do kiến thức còn có hạn và thời gian eo hẹp mà trong thời gian qua đồ án tốt nghiệp của em đã trình bày được một số công việc như:

- Tìm hiểu về công nghệ dập tấm của Việt Nam hiện nay và thực trạng.

- Nghiên cứu và thiết kế khuôn.

- Tính toán khả năng tối ưu của khuôn.

- Xây dựng bản vẽ tối ưu hóa lại quá trình công nghệ.

- Em rất hi vọng trong thời gian tiếp theo có thể tiếp tục nghiên cứu về bộ khuôn dập liên tục, Nó rất hữu ích cho đất nước Việt Nam chúng ta đạng rất cần tự động hóa các ngành.

Em xin hết. Em xin chân thành cảm ơn thầy cô.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Mậu Đằng:Công nghệ dập tạo hình kim loại tấm: NXB Bách Khoa – Hà Nội. 2008.

[2]. Nguyễn Tất Tiến: Lý thuyết biến dạng dẻo: NXB Đại học Bách Khoa Hà Nội.2001.

[3]. Trịnh Chất- Lê Văn  Uyển: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1& tập 2 NXB giáo dục.2009.

[4]. Nguyễn Mậu Đằng : Công nghệ tạo hình tấm kim loại . Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật Hà Nội.

      [5]. Atlat khuôn dập nguội. Tài liệu tiếng Nga.

      [6] Misumi Coperation (2007), “Standard Components for Press Dies”, Misumi Coperation.

      [7] Misumi Coperation (2010), “Technical Tutorial for Press Dies”, Misumi Coperation.

 [8]  Phạm Văn Nghệ, Lê Trung Kiên, Phí Văn Hào, Lê Gia Bảo (2006). Tự động hóa quá trình dập tạo hình,  NXB Khoa học và kỹ thuật