THÍ NGHIỆM THIẾT KẾ KHUÔN DẬP NGUỘI Thiết kế khuôn dập bồn rửa mặt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

-----š›&š›-----

TẬP BẢN VẼ

THÍ NGHIỆM THIẾT KẾ KHUÔN DẬP NGUỘI

Đề tài: Thiết kế khuôn dập bồn rửa mặt      

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

I. Lý do chọn đề tài:

Dập là một phương pháp gia công sản phẩm hàng loạt cho độ chính xác về kích thước không cao nhưng phù hợp với các loại sản phẩm không qua lắp ráp, các sản phẩm dụng cụ nhà bếp, hoặc làm phôi cho bước gia công tiếp theo.

Các sản phẩm dập được tìm thấy ở khắp nơi trong gia đình, trong máy móc, xưởng sản xuất. Với mục tiêu chọn một dạng sản phẩm gần gũi với cuộc sống mà phải vừa đơn giản, vừa đủ phức tạp để vừa tầm với trình độ một nhóm sinh viên nghiên cứu quy trình thiết kế, chế tạo, giá thành,…nhóm chúng tôi chọn sản phẩm bồn rửa (rửa mặt, chén, …).

II.Mục đích chọn đề tài:

            Chậu (bồn) rửa chén là sản phẩm dập rất phổ thông, kết cấu phù hợp yêu cầu đặt ra của môn học.

            Trong lần đầu tiên tiếp cận và nghiên cứu lĩnh vực mới này, nhóm chọn kết cấu đơn giản nhất của một bồn rửa tay, không hoa văn, gân tạo độ cứng, không có những góc lượn phức tạp,…với mục tiêu vừa khả năng, gần gũi thực tiễn, rút kinh nghiệm cho bản thân trong tương lai.

III.Đối tượng nghiên cứu:

            Trong nghề cơ khí, có thể coi sản phẩm dập là gần gũi và dễ bắt gặp hơn hết trong mọi gia đình: phin càphê, chày – cối giã, xoong chảo,chậu, ly chén,…các vật dụng này đa số làm bằng inox. Vì thế đối tượng nghiên cứu của đề tài này là phương pháp dập tấm inox, ngoài ra còn có các kiến thức cần tham khảo như: sức bền vật liệu, biến dạng dẻo kim loại tấm, các máy dập phổ biến hiện nay, vật liệu làm khuôn dập, vật liệu học và công nghệ kim loai,…

IV.Phạm vi đề tài:

            Đề tài chỉ mang tính đồ án cấp sinh viên, đưa ra yêu cầu giả định sau đó thực hiện nghiên cứu thiết kế, chọn phương án thực hiện tối ưu, tính toán giá thành dựa trên sản lượng giả định.

Cụ thể:

Gia công dập chậu rửa mặt inox sản lượng 1.000.000cái/năm.

Thiết kế chậu theo yêu cầu.

Thiết kế quy trình công nghệ - khuôn.

Tính toán giá thành.

V.Phương pháp nghiên cứu:

            Nghiên cứu trong điều kiện tốt nhất, quy trình thực hiện như đồ án môn học dựa trên các kiến thức nền tảng, kiến thức môn học và điều kiện thực tế sản xuất của nước ta.

            Nhóm nghiên cứu gồm 4 thành viên, công việc được bàn bạc tập trung sau đó phân công công việc và thực hiện riêng lẻ, sau mỗi 1 tuần sẽ có 1buổi họp để đánh giá kết quả công việc khắc phục những thiếu sót cho nhau. Những trở ngại nhỏ có thể được giải quyết qua liên lạc điện thoại hoặc internet.

            Với phương pháp làm việc nhóm và độc lập xen kẽ, phân công công việc rõ ràng, nhóm đã phát huy tốt sức mạnh tập thể trong các quyết định (lựa chọn đề tài, chọn quy trình công nghệ,..) và năng lực cá nhân của mỗi người (vật liệu học, thiết kế cơ khí, công nghệ thông tin,…)

VI.Sản phẩm nghiên cứu:

Chương I: TÍNH TOÁN CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA KHUÔN DẬP VUỐT

I.Mô hình kết cấu khuôn:

Phôi được đặt lên vòng ép (13) lắp đồng tâm với chày ép (11) và có thể di chuyển lên xuống dọc theo chiều cao của chày nhờ bộ phận đẩy phôi qua chốt đẩy (9) và bu lông khống chế (12), chày ép (11) được lắp cố định với đế khuôn (7)  bằng bu lông (10). Cối ép (15) được lắp trực tiếp lên khuôn trên bằng chốt định vị (5) và vít (2), tấm đẩy sản phẩm (15) có thể di chuyển dọc theo cối nhờ chốt (4), hai trụ dẫn hướng (6) để dẫn hướng nửa khuôn trên so với nửa khuôn dưới.

Nguyên lý hoạt động:

Khi đầu máy dập mang nừa khuôn trên đi xuống, phôi được kẹp chặt và ép phẳng giữa hai mặt trên của vòng ép (13) và mặt dưới cối (16). Đầu máy vẫn tiếp tục đi xuống, chày (11) sẽ đẩy phôi vào lòng cối. khi đầu máy mang nữa khôn trên đi lên, bộ phận đẩy sản phẩm qua chốt (9) lên vòng ép (13) thào sản phẩm ra khỏi chày, lúc này sản phẩm vẫn đang mang trong lòng cối, khi đàu máy đi lên vị trí cao nhất chốt đẩy (4) chạm vào thanh ngang của đầu trượt làm cho tấm đẩy (15) di chuyển đẩy sản phẩm ra khỏi cối. phía ngoài vòng ép (13) có vòng chắn (8) che kín khe hở giữa đế khôn dưới và vòng ép.

II. Tính toán phôi:

1. Lượng dôi tra theo bảng 17 sổ tay thiết kế kế khuôn dập nguội ∆H_d = 0.75 = 0.75 =10mm
2. Với lượng dôi như vậy, kích thước tính toán của hộp là:

A_p=394 mm

B_p=294 mm

H_p= H_d + ∆H_d – s/2 = 190+10-1= 199 mm

r_p=50 mm                   

R_p=50 mm

3. Điều kiện quyết định:

== 0,67 < 0,7

Như vậy hộp thuộc dạng thấp, phôi của hộp là 1 miếng hình chữ nhật với các góc được xẻ.

4. Các kích thước phôi gốc:

A₃= A_p+ 2H_p-0,86r_p= 394+2.199-0,86.50=749 mm

B₃=B_p+2H_p-0,86r_p=294+2.199-0,86.50=649 mm

R_y==

= 142,3 mm

K_r=0,074. + 0,982 = 0,074. + 0,982 = 1,14

K_A=K_B=0,785 (-1) = 0,785 (-1) = 0,24

R_i= R_y.K_r= 142,3.1,14= 162 mm

∆h_A=K_A=0,24 = 7,5 mm

∆h_A=K_B=0,24 = 8,8 mm

R_A== = 216 mm

R_B== = 183 mm

X= = = 73,5 mm

y= = = 48,5 mm

Độ sâu vuốt cực đại

=K₂.B_p

K₂ tra bảng 17 được K₂ = 0,5

=K₂.B_p= 0,5.294 = 147 mm

Chọn H_p=130 mm

5. Tỉ số =  > 14

Như vậy trong thao tác vuốt phải có kẹp.

III. Xác định số lần dập vuốt

    Hệ số dập vuốt :

m =

với : CV₁ là chu vi phần dập vuốt của chiết.

         CV là chu vi phôi liệu.

Mặt khác ta có  hệ số dập vuốt của vật liệu dập 303 là m= 0.65 nên chi tiết không thể dập một  lần được.

Chọn số lần dập vuốt là 2.

Với m =0.65 ta chọn là hệ số dập vuốt lần đầu.

Ta có:

m = -

chọn L=550  và B = 360.

L là chiều dài chi tiết sau lần dập đầu tiên.

B là chiều rộng chi tiết sau lần dập đầu tiên.

m₂=-

vậy với 2 lần dập chọn như trên là hợp lý.

IV. Xác định kích thước chày và cối

Kích thước chày và cối của lần dập đầu.

Kích thước chày:

L_M = ( L - ∆ )^∂

L là kích thước biên trong của chi tiết dập.

∆ là dung sai của chi tiết.

Suy ra;

 B = ( 361 – 0.57 )_-0.057 =360.43_-0.057

L= (551 – 0.7 )_-0.07 = 550.3_-0.07

Kích thước cối:

L_n = (L - ∆ + 2Z_BT )^{+ ∂}

Z_BT là độ hở giữa chày và cối và được xác định bằng công thức:

Z_BT = S +0.04- = 2+ 0.04-=2.18

Với S là độ dày của chi tiết.

Vậy ta suy ra:

B = (361-0.57+2-2.18)^+0.057 =364.61^+0.057

L = (551-0.7+2-2.18)^+0.07 =554.66^+0.07

Kích thước chày  va cối của lần dập thứ 2 ( lần cuối)

Là lần dập cuối nên ta chọn khe hở giữa chày và cối Z_BT =1.1S = 2.2

Kích thước chày:

B = ( 296 -0.52)_-0.052 = 295.48_-0.052

L = (396 – 0.56)­_-0.057 = 395.44_-0.057

V. Xác định bán kính vê tròn gờ làm việc của chày.

r_Mn=0.05 [50+( C_n-1 – C_n)]-

C_n-1 chu vi phôi = 2800

C_n chu vi sau dập = 1820

r_Mn= 0.05 [50+( 2800 – 1820)]- =13.8

ta có thể tăng lên 1.5 lần: r_Mn= 13.8-1.5 = 21

ở lần dập cuối ta lấy r_Mn= 20

VI.Tính toán lực khi dập vuốt:

Lực dập vuốt lần đầu:

P₁ = π.C.S.σ_b.K₁ =3,14.2800.2.0,75.1860 = 24529 kN/mm.

Với C = 2800.

σ_b  = 1860

s = 2 mm.

Lực dập vuốt lần 2 cũng như lần cuối:

P₂ = (2A + 2B- 1,72r) .S .σ_b.K_c = (2.396 +2.296-1,72.50).2.1860.0,6 = 4345 Kn/mm.

Với A = 396mm

B = 296 mm

S = 2mm.

σ_b  = 1860 .

K_c = 0,6

Áp lực chặn:

Q = π/4(C² – (C₁ + 2r)²).q = π/4[2800² –(1820 +2.50)² = 3260 kN/mm.

Với C = 2800mm.

C₁ = 1820 mm.

  R = 50 mm.

   q  = 0,25

Ta có độ sâu vuốt cực đại:

H_p^max =K₂B₁ = 0,5.264 = 147 mm.

Chọn H_p= 130 mm.

Lực dập vuốt toàn phần:

P_tf  = P +Q

P_tf = P₁  + Q  = 24529 + 3260 = 27789 (KN/mm).

P_tf = P₂ + Q = 4345 + 3260 = 7605 (kN/mm).

Công dập vuốt xác định theo công thức:

A =   =  =  = 2890 kgm.

Với C = 0,6-0,8.

h = 130.

P_max = 27789.

Trị số gần đúng của vận tốc dập vuốt.

V = 300 mm/s.

(bảng 101 trang 400 ).

Công suất của máy ép:

N_i =  = = 4,7 Kw.

Công suất ở bánh đà:

N = k. = 1,2. = 7,05 kw.

Công suất của động cơ:

N_đc =   = 6,4 kw

 :Hiệu suât truyền động đến động cơ.

Chọn máy ép thủy lực: Đây là loại máy ép thủy lực hành trình đơn YT32 có các thông số

Máy ép thuỷ lực YT32 được sử dụng rộng rãi để thực hiện các công đoạn ép-lắp ráp, dập tấm, chuốt ép và hàng loạt các công việc gia công khác. Máy còn dùng để nghiền, ép các sản phẩm bằng chất dẻo, lắp ráp các chi tiết máy công cụ, máy dệt, động cơ ô tô, các loại thiết bị công nghiệp và gia dụng trong các nhà máy dân sự cũng như nhà máy quốc phòng.

Lực dập định mức:100-190 tấn

Kích thước bàn máy:1400-1400 mm

Công suất của động cơ:22 kw.

Áp suất của hệ thống thủy lực: 25 MPA.

Hành trình bàn ép: 600mm.

Hành trình xy lanh : 300 mm.

Khoảng cách từ bàn ép tới bàn máy: 1500 mm.

Xuống nhanh: 120.

Xuống theo chế độ làm việc: 14.

Lên: 80

Kích thước máy: 1700-1700

Chiều cao tính từ sang máy: 5700.

Khối lượng máy: 15000 kg

VII.Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết

Nguyên công 1: cắt phôi

Phôi ban đầu: tấm

Dùng máy cắt bàn laser điều khiển bằng chương trình số.

Năng suất 1 tấm/phút.

Nguyên công 2: dập vuốt lần 1

Máy ép thủy lực 200 tấn YT32

Năng suất 8cái/phút.

Nguyên công 3: dập vuốt lần cuối & đột lỗDẬP

Máy ép thủy lực 200 tấn YT32

Sơ đồ gá đặt bộ phận khuôn trên máy như hình sau:

            Năng suất 8cái/phút

VIII. Bản vẽ thiết kế

       Nội dung bản vẽ được trình bày trong tập bản vẽ

Chương 2: CHIẾT TÍNH GIÁ THÀNH

Chương 5: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHÀY VÀ CỐI CHO CHI TIẾT BỒN RỬA

I . Quy trình công nghệ gia công chày:

Bản vẽ chi tiết:

1 . Yêu cầu kỹ thuật:

Độ không thằng không phẳng của các mặt phẳng trên chày không quá 0.01mm.

Độ không vuông góc giữa các mặt phằng bên với mặt mặt phẳng đáy không quá 0.02mm.

Độ không song song và không vuông góc giữa các mặt phẳng bên không quá 0.02mm.

Độ không vuông góc giữa đường tâm trụ với mặt phẳng đáy không quá 0.01mm.

Độ không đồng tâm giữa đường tâm lỗ ren với đường tâm trụ không quá 0.01mm.

2.Phân tích chi tiết:

Chi tiết dạng hộp có các góc lượn khó gia công ,có nhưng phần gia công trên máy vạn năng rất khó. Do đó để tạo thuận tiện trong quá trình gia công trên máy vạn năng. Ta áp dụng phương pháp làm nguội cho những góc lượn không thể gia công trên máy vạn năng và chia nhỏ chi tiết ra để gia công sau đó lắp ráp thành chi tiết hoàn chỉnh.

2. Quy trình công nghệ gia công:

Chọn phôi là phôi hợp kim 160Cr12Mo.

Phương pháp tạo phôi là đúc trong khuôn kim loại.

1. Nguyên công 1: phay thô, phay tinh mặt đáy

Sơ đồ gá đặt:

Bậc tự do tối thiểu cần hạn chế để gia công là 3. Trên sơ đồ định vị 5 bậc

Chọn máy: máy phay đứng vạn năng 6H12.

Chọn dao: dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp ki

.........................................

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. GIÁO TRÌNH ĐỒ GÁ VÀ KHUÔN DẬP/NGUYỄN VĂN ĐOÀN-NXB LAO ĐỘNG VÀ XÃ HỘI
2. SỔ TAY THIẾT KẾ KHUÔN DẬP TẤM/V.L.MARTRENCO ,L.I.RUDMAN-DỊCH GIẢ VÕ TRẦN KHÚC NHÃ-NXB HẢI PHÒNG
3. SỔ TAY DẬP NGUỘI/ V.P. RÔMANOVXKI ; BỘ MÔN RÈN DẬP – TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN GIẢNG, LÊ NHƯỢNG hiệu đính
4. CÔNG NGHỆ DẬP NGUỘI - TÔN YÊN. - HÀ NỘI: KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT 1974
5.   SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 1, 2, 3 (NGUYỄN ĐẮC LỘC – NINH ĐỨC TỐN – LÊ VĂN TIẾN – TRẦN XUÂN VIỆT); NXB KHKT 2006
6. CHẾ ĐỘ CẮT GIA CÔNG CƠ KHÍ (NGUYỄN NGỌC ĐÀO-TRẦN THẾ SAN-HỒ VIẾT BÌNH). NXB ĐÀ NẴNG 2001
7.   CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY( HỒ VIẾT BÌNH –NGUYỄN NGỌC ĐÀO). NXB ĐHSPKT 2002