9.9  DẬP THỂ TÍCH

9.9.1. Thực chất và đặc điểm

Thực chất:

Dập thể tích (còn gọi là dập khối hoặc rèn khuôn) là phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại được biến dạng hạn chế trong lòng khuôn. Đặc điểm:

        Ưu điểm:

                      +  Độ chính xác và  chất lượng vật dập thể tích cao hơn rèn tự do .

                      +  Có khả năng chế tạo được những chi tiết phức tạp.

                      +  Dễ cơ khí hoá, năng suất cao và giá thành sản phẩm thấp.

xx          Nhược điểm:

                      + Chuẩn bị công nghệ phức tạp, nhất là khâu thiết kế và chế tạo khuôn.

                      + Giá thành chế tạo khuôn cao, khuôn chóng mòn

                      + Tính linh hoạt khi chuyển đổi sản xuất kém

                      + Chỉ thích hợp với sản xuất hàn loạt và hàng khối.

               Để chọn phương pháp dập khối hợp lý ta có thể dùng công thức:

                      ΣGkh/(m1+n1)-(m2+n2)

        N0    Số chi tiết hợp lý để dập thể tích .

        Gkh  Tổng giá thành chế tạo khuôn.

        m1   Giá thành chi tiết rèn tự do.

        n1    Giá thành gia công cơ khí chi tiết rèn tự do

        m2   Giá thành của chi tiết ấy nếu dập thể tích.

        n2    Giá thành gia công cơ khí chi tiết dập thể tích.

        Nếu gọi N là số lượng chi tiết cần gia công ta có:

        N > N0 :     Dập thể tích  là hợp lý.

                    N < N0:     Dập thể tích  không kinh tế, nên chuyển qua rèn khuôn đơn giản hoặc rèn tự do.

 9.9.2. Các phương pháp dập thể tích

Căn cứ vào lòng khuôn, người ta chia ra các phương pháp dậpi khác nhau:

9.9.2.1 Dập trong lòng khuôn hở    (Hình  9.24 )

    Dập thể tích trong lòng khuôn hở  là quá trình làm kim loại biến dạng trong hai nửa lòng khuôn, mặt phân khuôn luôn vuông góc với phương của  lực tác dụng.

       Lòng khuôn hở là lòng khuôn mà trong quá trình gia công có một phần kim loại được biến dạng tự do. Kết cấu chung của khuôn dập được trình bày trên hình 9.24. Khuôn trên (1) và khuôn dưới (3) được bắt chặt vào đầu búa và đe nhờ chuôi đuôi én(4). Lòng khuôn (5) có hình dạng giống hình bao của chi tiết gia công. Phần kim loại thừa được chứa trong rãnh bavia(2).

Đặc điểm:

+ Không cần phải tính toán thể tích phôi thật chính xác do có rãnh chứa bavia thừa.

+ Có một phần kim loại được biến dạng tự do nên vật dập không hoàn toàn ở trạng thái ứng suất nén, khó dập được vật có hình dáng phức tạp.

+ Chất lượng sản phẩm (độ chính xác, độ bóng) không đồng đều.

+ Kết cấu khuôn không phức tạp, dễ chế tạo

+ Phải thêm nguyên công cắt via.

.9.2.1 Dập trong lòng khuôn kín

Dập thể tích trong lòng khuôn kín  là quá trình làm kim loại biến dạng hạn chế trong lòng khuôn có

mặt phân khuôn song song (hoặc gần song song) với phương của lực tác dụng.

            Lòng khuôn kín là lòng khuôn không có bavia trên sản phẩm (Hình 9.25)

    Đặc điểm:

    + Không có rãnh chứa kim loại thừa nên cần phải tính toán thể tích phôi thật chính xác.

    + Không có vùng kim loại bị biến dạng tự do nên luôn tạo được trạng thái ứng suất nén khối dẫn đến kim loại dễ điền đầy khuôn, tạo ra được vật dập có hình dạng phức tạp.

    + Độ chính xác kích thước theo phương ngang cao nhưng độ chính xác                 

kích thước theo phương thẳng đứng kén hơn so với lòng khuôn hở.

    + Yêu cầu thiết kế và chế tạo khuôn chính xác.

    + Tiết kiệm được kim loại do không có bavia.

9.9.3. Thiết bị dập thể tích                                                                                                                                                     

Yêu cầu về thiết bị dập:

    + Phải có công suất đủ lớn để làm biến dạng kim laọi trong lòng khuôn

    + Có độ cứng vững cao

Thiết bị dập:

    + Máy dập trục khuỷu từ 200 - 10 000 tấn

    + Máy ép ma sát từ  40 - 630 tấn

    + Máy búa hơi nước không khí ép có khối lượng rơi từ 500 - 43 000 kg

9.10  DẬP TẤM (DẬP NGUỘI)

9.10.1. Thực chất và đặc điểm

9.10.1.1 Thực chất

Dập tấm là một trong những phương pháp tiên tiến của gia công kim loại bằng áp lực để chế tạo sản phẩm từ vật liệu tấm, thép bản hoặc dải cuộn.

Dập tấm có thể tiến hành ở trạng thái nóng nhưng phần lớn ở trạng thái nguội vì vậy còn gọi là “dập nguội”.

Dập tấm được sử dụng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp, đặc biệt trong công nghiệp ôtô, các ngành công nghiệp điện, chế tạo các dụng cụ sản xuất, các đồ dân dụng...

9.10.1.2 Đặc điểm

            -  Độ chính xác và chất lượng sản phẩm khá: dập tấm cho ta khả năng lắp lẫn khá, độ bền, độ bóng của sản phẩm  tốt.

            -  Năng suất lao động cao do dễ cơ khí hoá và tự động hoá.

            -  Chuyển động của thiết bị đơn giản, công nhân không cần trình độ cao nhưng vẫn chế tạo được các sản phẩm phức tạp và đẹp.

            - Có hao phí kim loại thừa ( đề xe) nhất là khi xếp hình không hợp lý.

            - Chi phí cho khuôn cối cao

            - Thích hợp cho sản xuất loạt lớn

9.10.2. Thiết bị dập tấm

        Dập tấm có thể được tiến hành trên nhiều laọi máy khác nhau nhưng phổ biến vẫn là trên máy dập trục khuỷu, máy ép ma sát, máy cắt đột liên hợp...

    Ta khảo sát cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy dập trục khuỷu: Hình 8.24

Động cơ điện 1 truyền chuyển động cho trục khuỷu 8 qua bộ truyền đai 2 và bộ bánh răng giảm tốc 4,5 (bánh răng 5 đồng thời cũng là bánh đà dự trữ năng lượng cho máy khi dập). Đầu trượt 9 tịnh tiến lên xuống thông qua trục khuỷu 8. Trên đầu trượt và trên mặt bàn máy 11 lắp khuôn cối dập.

9.10.3. Các nguyên công công dập tấm cơ bản          Công nghệ dập tấm có thể được chia làm hai nhóm chính: nhóm nguyên công cắt phôi và nhóm nguyên công tạo hình.

9.10.3.1 Các nguyên công cắt phôi

Cắt phôi là nguyên công chia phôi thành nhiều phần theo những đường cắt hở hoặc kín.

            Các nguyên công cắt phôi lại chia làm hai loại: cắt đứt, dập cắt hình và đột lỗ.     

     a) Cắt đứt:

        Là nguyên công cắt phôi thành từng miếng theo đường cắt hở, dùng để cắt thành từng dải có chiều rộng cần thiết, cắt thành từng miếng nhỏ từ những phôi thép tấm lớn.

Để cắt đứt có thể dùng các loại máy cắt có lưỡi cắt song song, lưỡi cắt nghiêng (Hình 9.25) hay lưỡi cắt đĩa                                                                                                                                                                                                                                                            

    b) Dập cắt hình và đột lỗ:

             Về nguyên lý dập cắt hình và đột lỗ giống nhau, chỉ khác về mục đích và công dụng.

        Đột lỗ là quá trình tạo nên các lỗ rỗng trên phôi, phần vật liệu tách ra khỏi phôi là phế liệu.

        Dập hình cắt có công dụng ngược lại, phần cắt rời và không có lỗ gọi là phôi, phần còn lại là phế liệu.

Phôi sau khi được cắt xong sẽ được tiến hành dập theo các hình dáng, kích thước yêu cầu.        

        Các nguyên công dập hình bao gồm: dập uốn, dập vuốt, lên vành, tóp miệng, dập giãn, dập nổi v.v...

 9.10.3.2. Dập uốn:

9.10.3.3  Tóp miệng:

                            Là nguyên công làm nhỏ miệng cho tiết đã dập vuốt.

   9.10.3.4  Lên vành:   

                            Là phương pháp chế tạo các chi tiết có gờ, đường kính D, chiều cao H, đáy chi tiết rỗng. (hình 9.28)

  9.10.3.5  Dập giãn

                         Ngược với nguyên công  tóp miệng, dập giãn nhằm làm to chi tiết dã dập giãn ở phần dưới còn miệng vẫn giữ nguyên, không làm thay đổi chiều dày chi tiết.

9.10.3.3  Tóp miệng:

                            Là nguyên công làm nhỏ miệng cho tiết đã dập vuốt.

   9.10.3.4  Lên vành:   

                            Là phương pháp chế tạo các chi tiết có gờ, đường kính D, chiều cao H, đáy chi tiết rỗng. (hình 9.28)

  9.10.3.5  Dập giãn

                         Ngược với nguyên công  tóp miệng, dập giãn nhằm làm to chi tiết dã dập giãn ở phần dưới còn miệng vẫn giữ nguyên, không làm thay đổi chiều dày chi tiết.

9.10.3.3  Tóp miệng:

                            Là nguyên công làm nhỏ miệng cho tiết đã dập vuốt.

   9.10.3.4  Lên vành:   

                            Là phương pháp chế tạo các chi tiết có gờ, đường kính D, chiều cao H, đáy chi tiết rỗng. (hình 9.28)

  9.10.3.5  Dập giãn

                         Ngược với nguyên công  tóp miệng, dập giãn nhằm làm to chi tiết dã dập giãn ở phần dưới còn miệng vẫn giữ nguyên, không làm thay đổi chiều dày chi tiết.

9.10.3.3  Tóp miệng:

                            Là nguyên công làm nhỏ miệng cho tiết đã dập vuốt.

   9.10.3.4  Lên vành:   

                            Là phương pháp chế tạo các chi tiết có gờ, đường kính D, chiều cao H, đáy chi tiết rỗng. (hình 9.28)

  9.10.3.5  Dập giãn

                         Ngược với nguyên công  tóp miệng, dập giãn nhằm làm to chi tiết dã dập giãn ở phần dưới còn miệng vẫn giữ nguyên, không làm thay đổi chiều dày chi tiết.

9.10.3.3  Tóp miệng:

                            Là nguyên công làm nhỏ miệng cho tiết đã dập vuốt.

   9.10.3.4  Lên vành:   

                            Là phương pháp chế tạo các chi tiết có gờ, đường kính D, chiều cao H, đáy chi tiết rỗng. (hình 9.28)

  9.10.3.5  Dập giãn

                         Ngược với nguyên công  tóp miệng, dập giãn nhằm làm to chi tiết dã dập giãn ở phần dưới còn miệng vẫn giữ nguyên, không làm thay đổi chiều dày chi tiết.                             

                            Là nguyên công làm nhỏ miệng cho tiết đã dập vuốt.

   9.10.3.4  Lên vành:   

                            Là phương pháp chế tạo các chi tiết có gờ, đường kính D, chiều cao H, đáy chi tiết rỗng. (hình 9.28)

  9.10.3.5  Dập giãn

                        Ngược với nguyên công  tóp miệng, dập giãn nhằm làm to chi tiết dã dập giãn ở phần dưới còn miệng vẫn giữ nguyên, không làm thay đổi chiều dày chi tiết.                  

    Là phương pháp biến hình đơn giản bằng khuôn dập uốn (Hình 9.26). Khi uốn cong các

thớ kim loại trên tấm chịu trạng thái ứng suất khác nhau. Phía trong các chỗ uốn thớ bị nén,

phía ngoài chỗ uốn thớ bị kéo.

          * Dập vuốt (dập sâu): Nhằm tạo ra chi tiết rỗng có chiều sâu mà phôi là tấm kim loại phẳng. Nếu chi tiết càng sâu thì cần phải qua nhiều nguyên công trung gian.

Hình 8.27a giới thiệu quá trình dập vuốt không ép biên,h ình 9.27b,c là dập vuốt có ép biên