Giáo trình Chế tạo khuôn dập cắt

kinh nghiệm giảng dạy gần 40 năm trong lĩnh vực đào tạo về: các nghề trong cơ khí như nguội chế tạo, nguội sửa chữa máy công cụ, nghề cắt gọt kim loại, nghề hàn, nghề điện tử, điện lạnh, trong đó những nghề thuộc cơ khí là những nghề truyền thống và thế mạnh của nhà trường và để xây dựng “ Tủ sách dạy nghề”. Nhằm giúp cho học sinh, sinh viên hiểu được nguyên lý, cấu tạo và cách chế tạo các khuôn dập nguội trong sản xuất cũng như công nghệ chế tạo các loại khuôn mẫu bằng phương pháp thủ công hay chuyên dùng, chúng tôi tổ chứ biên soạn cuốn “ Giáo trình chế tạo khuôn dập cắt”. Nội dung cuốn sách gồm 4 bài giới thiệu về: kết cấu chày cối khuôn dập cắt và các thông số trong khuôn dập cắt, chế tạo khuôn dập cắt cùng phương pháp công nghệ gia công bằng tia lửa điện. Trong quá trình biên soạn giáo trình mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh khỏi những thiết sót nhất định. Chúng tôi mong được sự đóng góp ý kiến xây dựng của các nhà chuyên môn, các đồng nghiệp và bạn đọc. Xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 8 tháng 12 năm 2012 Tham gia biên soạn giáo trình 1. Vũ Văn Giang 2. Vương Duy Ân. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 Tuyên bố bản quyền 2 MỤC LỤC 3 TỪ VIẾT TẮT DÙNG TRONG GIÁO TRÌNH 8 CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO 9 A. LÝ THUYẾT. BÀI 1: THÔNG SỐ CHẾ TẠO KHUÔN DẬP CẮT 12 BÀI 1.1: KẾT CẤU CHÀY CỐI KHUÔN DẬP CẮT 12 1. Khái niệm và vai trò của cắt hình, đột lỗ. 12 1.1. Khái niệm. 12 1.2 . Vai trò. 12 1.3. Định nghĩa 12 2. Yêu cầu cơ bản chày và cối khuôn dập cắt. 13 2.1. Nguyên lý làm việc của khuôn dập cắt. 13 2.2. Yêu cầu cơ bản chày và cối khuôn dập cắt 14 3. Kết cấu chày và cối khuôn dập cắt 15 3.1.Kết cấu chày. 15 3.2. Kết cấu cối. 19 3.3. Chày, cối ghép đoạn 23 3.4. Chày cối khuôn cắt liên hợp 23 3.5. Kết cấu khuôn cắt 24 B. THẢO LUẬN NHÓM 33 1. Chia nhóm 33 2. Các nhóm thảo luận 33 C. BÀI TẬP VỀ NHÀ 33 BÀI 1.2: THÔNG SỐ CHẾ TẠO KHUÔN DẬP CẮT 33 A. LÝ THUYẾT 33 4. Khe hở giữa chày và cối 33 4.1. Ý nghĩa 33 4.2. Kết luận 34 5. Dung sai chế tạo chày và cối 37 5.1 Khái niệm 37 6. Vật liệu chế tạo khuôn 44 6.1. Cơ sở lựa chọn vậy liệu chế tạo 44 6.2. Vật liệu chế tạo chày cối 51 7. Phương pháp chế tạo khuôn dập cắt 54 7.1. Chế tạo theo phương pháp gia công nguội 54 7.2. Chế tạo theo phương pháp cắt dây, máy tiên tiến 56 8. Các dạng sai hỏng khi chế tạo khuôn dập cắt 56 8.1. Nứt, vỡ khuôn 56 8.2. Độ cứng không đạt 57 8.3. Mài mòn không đều 57 8.4. Hiện tượng bong tróc, bám dính phôi 57 9. Kiểm tra 58 9.1. Tính kích thước chày và cối để cắt hình một sản phẩm 58 9.2. Tính kích thước chày và cối khi đột lỗ 58 B. THẢO LUẬN NHÓM 58 1. Chia nhóm 58 2. Các nhóm thảo luận 58 C. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 58 BÀI 2: GIA CÔNG KHUÔN DẬP CẮT 59 BÀI 2.1: GIA CÔNG CHÀY, CỐI ĐƠN GIẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG NGUỘI 59 A. LÝ THUYẾT 59 1. Lập trình tự gia công các chi tiết chính của khuôn 59 1.1. Lập trình tự gia công chày 59 1.2. Lập trình tự gia công cối. 62 1.3. Lập trình tự gia công tấm gá chày 64 B. THẢO LUÂN NHÓM 66 C. THỰC HÀNH 66 1. Vật tư- thiết bị- dụng cụ. 66 2. Quy trình thực hiện 67 2.1. Điều kiện thực hiện 67 2.2. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ cho gia công 67 2.3 . Trình tự gia công 68 3. Chia nhóm. 84 4. Hướng dẫn thực hiện 85 5. Các dạng sai hỏng- nguyên nhân- biện pháp khác phục 85 D. DÁNH GIÁ KẾT QUẢ. 85 E. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 86 BÀI 2.2: GIA CÔNG KHUÔN DẬP CẮT TRÊN MÁY CẮT DÂY 87 A. LÝ THUYẾT. 87 1. Lập trình tự gia công các chi tiết chính của khuôn 88 1.1. Lập trình tự gia công chày 88 1.2. Lập trình tự gia công cối 114 2. Giới thiệu về máy cắt dây CNC 116 2.1. Tên gọi 116 2.2. Đặc tính kỹ thuật 119 2.3. Công dụng 122 3. Giới thiệu phầm mềm ứng dụng Mastercam trong cắt dây 123 B. THẢO LUẬN NHÓM 131 C. THỰC HÀNH. 131 1. Vật tư – Thiết bị - Dụng cụ 131 2. Quy trình thực hiện 132 2.1. Kiểm tra sơ bộ máy 133 2.2. Khởi động máy 133 2.3. Kiểm tra định kỳ 145 3. Chia nhóm 145 4. Hướng dẫn thực hiện 145 D. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 146 E. TÓM TẮT BÀI 146 F. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 146 BÀI 2.2.1: GIA CÔNG CẮT DÂY KHUÔN CHẶC CẮM Ổ ĐIỆN. 152 A. LÝ THUYẾT 152 1. Kết cấu khuôn 152 2. Các bộ phận chủ yểu của khuôn dập 153 2.1. Các chi tiết thuộc nhóm công nghệ 154 2.2. Các chi tiết thuộc nhóm kết cấu 154 3. Phân loại khuôn 155 3.1. Phân loại khuôn 155 3.2. Giới thiệu một số bộ khuôn 156 4. Thiết kế khuôn dập cắt 160 4.1. Khái niệm 160 4.2. Những yếu tố của máy dập ảnh hưởng đến thiết kế khuôn 161 4.3. Trọng tâm khuôn dâp 164 4.4. Thiết kế đầu dập (chày) 165 4.5. Thiết kế khuôn cối 170 4.6. Thiết kế bộ phận định liệu phôi 174 4.7. Thiết kế bộ phận dẫn hướng của khuôn 176 B. THẢO LUẬN NHÓM 181 C. THỰC HÀNH. 181 1. Vật tư – Thiết bị - Dụng cụ. 181 2. Quy trình thực hiện 182 2.1. Vẽ chi tiết gia công 182 2.2. Bản trình tự gia công chày và cối 185 2.3. Bản trình tự gia công các chi tiết khác của khuôn 187 2.4. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ 188 2.5. Trình tự gia công 189 3. Chia nhóm 209 4. Hướng dẫn thực hiện 210 5. Các dạng sai hỏng- Nguyên nhân – Biên pháp khắc phục 210 D. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 212 E. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 213 BÀI 2.2.2. GIA CÔNG MÁY CẮT DÂY KHUÔN ĐỘT BAO CHÌA KHÓA 215 A. LÝ THUYẾT 215 1. Kết cấu khuôn 215 2. Các bộ phận chủ yểu của khuôn dập 216 2.1. Các chi tiết thuộc nhóm công nghệ 216 2.2. Các chi tiết thuộc nhóm kết cấu 217 3. Phân loại khuôn. 218 4. Thiết kế khuôn đập cắt. 219 4.1. Khái niệm 219 4.2. Những số liệu máy dập liên quan đến thiết kế khuôn 220 4.3. Trọng tâm khuôn dập 225 4.4. Thiết kế đầu chày dập 226 4.5. Thiết kế khuôn cối 227 4.6. Thiết kế bộ phận định liệu phôi 229 4.7. Thiết kế bộ phân dẫn hướng của khuôn 230 4.8. Thiết kế bộ phận cấp vật liệu, tháo vật liệu, ép cạnh 231 B. THẢO LUẬN NHÓM 232 C. THỰC HÀNH 232 1.Vật tư – Thiết bị - Dụng cụ 232 2. Quy trình thực hiện 233 2.1. Vẽ chi tiết gia công 233 2.2. Bản trình tự gia công chày và cối. 237 2.3. Bản trình tự gia công các chi tiết khác của khuôn 238 2.4. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ phục vụ cho gia công 240 2.5. Trình tự gia công 241 3. Chia nhóm 254 4. Hướng dẫn thực hiện 255 5. Các dạng sai hỏng – Nguyên nhân- Biện pháp khắc phục 255 D. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 256 E. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 256 Phụ lục 260 TÀI LIỆU THAM KHẢO 289 TỪ VIẾT TẮT DÙNG TRONG GIÁO TRÌNH Tên đầy đủ Viết tắt A. COMPUTER(IZED) NUMERICAL(LY) CONTROL(LED) CNC B. ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING. EDM C. WIRE-CUT ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING HAY WIRE ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING. WEDM CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN ĐÀO TẠO CHẾ TẠO KHUÔN DẬP CẮT Mã mô đun: MĐ 29 Thời gian mô đun: 150 giờ (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành:120 giờ) I-VỊ TRÍ TÍNH CHẤT MÔ ĐUN: -Vị trí: Mô đun chế tạo khuôn dập cắt là môn quan trọng trong nội dung đào tạo nghề Nguội chế tạo, mô đun được bố trí sau khi đã học các môn học kỹ thuật cơ sở và một số mô đun: MH16, MH25, 26; MĐ15, 17.MĐ22. -Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc. II-MỤC TIÊU MÔ ĐUN: Học xong mô đun này, người học có khả năng: 1. Kiến thức: - Trình bày được kết cấu của chày, cối khuôn dập cắt; - Trình bày được công nghệ chế tạo chày, cối khuôn dập cắt. 2. Kỹ năng: - Lập được trình tự công nghệ chế tạo chày và cối cắt hợp lý; - Lựa chọn, sử dụng thành thạo các dụng cụ gia công nguội dùng trong quá trình chế tạo chày, cối; - Ứng dụng được các phương pháp gia công nguội để chế tạo chày cối và các chi tiết cơ bản của khuôn dập cắt đạt yêu cầu kỹ thuật. - Gia công được chày, cối và các chi tiết cơ bản trên máy cắt dây. 3. Thái độ: - Cẩn thận, kiên trì, có trách nhiệm với công việc được giao; - Bảo quản tốt dụng cụ thực tập; - Thu xếp nơi làm việc gọn gàng ngăn nắp, đảm bảo an toàn lao động cho người và thiết bị. III-NỘI DUNG MÔ ĐUN: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra 1 Thông số chế tạo khuôn dập cắt. 15 10 4 1 2 Gia công khuôn dập cắt 135 20 107 8 Tổng 150 30 111 9 2. Nội dung chi tiết : BÀI 1: THÔNG SỐ CHẾ TẠO KHUÔN DẬP Thời gian : 15 giờ Mục tiêu : - Trình bày được các kích thước cơ bản, dung sai chế tạo của chày và cối; - Trình bày được phương pháp chế tạo chày và cối khuôn dập cắt; - Phân tích được các dạng hỏng khi chế tạo chày và cối. Nội dung: 1. Yêu cầu cơ bản chày và cối khuôn dập cắt 2. Kết cấu chày và cối khuôn dập cắt 3. Khe hở giữa chày và cối 4. Dung sai chế tạo chày và cối 5. Kích thước làm việc của chày và cối 6. Vật liệu chế tạo khuôn 7. Phương pháp chế tạo khuôn dập vuốt 8. Các dạng sai hỏng khi chế tạo chày cối 9. Kiểm tra định kỳ Thời gian: 1 giờ BÀI 2: GIA CÔNG KHUÔN DẬP CẮT Thời gian : 135 giờ Mục tiêu: - Lập được trình tự gia công chày cối, chày; - Chọn đựơc vật liệu gia công hợp lý; - Gia công được chày cối đơn giản bằng phương pháp gia công nguội; - Ứng dụng được phần mềm thiết kế gia công chày và cối đạt yêu cầu kỹ thuật; - Gia công được chày cối trên máy cắt dây đạt yêu cầu kỹ thuật; - Tổ chức tốt nơi làm việc, an toàn cho thiết bị và ngừơi. Nội dung: 1. Gia công chày, cối đơn giản bằng phương pháp gia công nguội. 1.1. Điều kiện thực hiện 1.2. Trình tự gia công 2. Gia công trên máy cắt dây 2.1. Điều kiện thực hiện 2.2. Trình tự gia công trên máy 3. Kiểm tra định kỳ . Thời gian: 8 giờ NỘI DUNG CHI TIẾT BÀI 1: THÔNG SỐ CHẾ TẠO KHUÔN DẬP CẮT. BÀI 1.1: KẾT CẤU CHÀY CỐI KHUÔN DẬP CẮT. Thời gian: 15 giờ Mục tiêu: - Trình bày được các kích thước cơ bản, dung sai chế tạo của chày và cối; - Trình bày được phương pháp chế tạo chày và cối khuôn dập cắt; - Phân tích được các dạng hỏng khi chế tạo chày và cối; - Bố trí nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp, bảo đảm an toàn lao động cho người và thiết bị. Nội dung: LÝ THUYẾT. Khái niệm và vai trò của cắt hình, đột lỗ Khái niệm: Dập cắt trong công nghệ dập nguội bao gồm: cắt hình và cắt lỗ, công việc này có thể tiến hành cắt hình riêng, cắt lỗ riêng hoặc song song cùng cắt hình, cắt lỗ đồng thời cùng một lần dập. Dập cắt thường đóng vai trò nguyên công chuẩn bị phôi cho các nguyên công cơ khí tiếp theo (thường chủ yếu để phục vụ cho các nguyên công tiếp theo trong công nghệ dập. - Cắt hình: Tạo ra hình dáng, kích thước bao ngoài cho các nguyên công dập uốn, dập vuốt - Cắt lỗ: Thường là nguyên công sau của cắt hình, chủ yếu đóng vai trò chuẩn bị phôi cho các nguyên công dập nguội hoặc nguyên công gia công cơ khí tiếp theo. Ví dụ: chuẩn bị phôi cho nguyên công nguội, gò, hàn Vai trò - Dùng để định vị cho các nguyên công sau. - Làm mục đích tạo dáng, trang trí cho sản phẩm công ngiệp. Ví dụ: các đường răng cưa, hình bán nguyệt, cung tròn, góc lượn Định nghĩa: Quá trình dập cắt là nguyên công biến đổi từ vật liệu phẳng, dạng tấm có kích thước lớn sang sản phẩm, bán sản phẩm khác nhờ các thiết bị đột dập và khuôn cắt. Yêu cầu cơ bản chày và cối khuôn dập cắt. Nguyên lý làm việc của khuôn dập cắt Khuôn dập cắt có hai bộ phận làm việc chính, đó là chày và cối, ngoài ra (tùy theo kết cấu khuôn và hình dáng, kích thước của sản phẩm) còn có các bộ phận, chi tiết như: gạt phôi, cố định phôi, cữ, áo cối, cuống chày Với khuôn dập cắt, thường cối được gá lắp trên bàn máy của máy đột dập, chày được lắp trên cuống chày, nhờ chuyển động của máy nên chày tịnh tiến từ trên xuống, thông qua hai lưỡi cắt của chày và cối, vật liệu được cắt đứt. Quá trình vật liệu được cắt đứt diễn ra trong ba giai đoạn: - Giai đoạn biến dạng đàn hồi: Từ lúc chày mới chạm đến vật liệu, uốn cong và bắt đầu nén vật liệu vào cối. (Hình 1-1) b aa Hình 1.1: Giai đoạn biến dạng đàn hồi a: Khe hở bình thường b: Khi khe nhỏ - Giai đoạn biến dạng dẻo: Chày tiếp tục nén xuống, vật liệu vượt qua biến dạng đàn hồi chuyển sang biến dạng dẻo. Lúc này phần vật liệu ở mép chày và cối bị lún vào và có sự dịch chuyển tương đối đối với nhau. (Hình 1-2) Trong hai giai đoạn của quá trình cắt hình, tốc độ của chày khi chịu tải giảm xuống, khi bắt đầu sang giai đọan ba thì tăng lên đột ngột. Độ lún của chày vào trong vật liệu cho đến khi cắt đứt phụ thuộc vào tính chất của vật liệu. b a Hình 1.2: Giai đoạn biến dạng dẻo a: Khe hở bình thường b: Khi khe nhỏ - Giai đoạn cắt đứt: Chày tiếp tục ép vật liệu vào trong lòng cối, trên bề mặt vật liệu xuất hiện vết nứt, vết nứt này phát triển và cắt đứt vật liệu. Khi chày tiếp tục đi xuống sẽ đẩy vật liệu qua lòng cối (nhờ góc thoát β trên cối) và rơi xuống. (Hình 1-3) a b Hình 1.3: Giai đoạn biến dạng cắt đứt a: Khe hở bình thường b: Khi khe nhỏ Trạng thái và hình dạng của vết nứt quyết định chất lượng mặt cắt và phụ thuộc vào mép sắc của chày, cối và khe hở giữa chày và cối. Yêu cầu cơ bản về chày và cối của khuôn dập cắt Yêu cầu kỹ thuật Yêu cầu kỹ thuật của khuôn dập cắt chính là đáp ứng được yêu cầu kỹ thật của sản phẩm, nó phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Chiều dày của lỗ và kích thước của sản phẩm - Độ chính xác chế tạo các phần làm việc của khuôn, trị số khe hở giữa chày và cối. - Kiểu khuôn dập cắt (liên tục, liên hợp) - Tính chất của vật liệu (dẻo, đàn hồi), hình dáng của sản phẩm (đơn giản, phức tạp) - Dung sai chế tạo chày, cối và trị số khe hở. Kiểu dập: Có hai kiểu dập a. Dập xuôi: Trong dập cắt, kiểu dập xuôi là phổ biến. Dập xuôi có nghĩa là chày ở trên, cối ở dưới, khi chày tịnh tiến xuống, cối được lắp cố định trên bàn máy, nhờ các mép cắt, sản phẩm hoặc bán sản phẩm đi qua lòng cối rơi xuống phía dưới vào thùng chứa, hoặc sau khi nhờ các mép cắt, sản phẩm hoặc bán sản phẩm được tạo thành nằm trên miệng cối, nhờ khí nén đẩy ra bàn máy, người vận hàng dùng móc đưa vào thùng chứa. Đồng thời có cơ cấu gạt phôi, để phôi tự do, giúp người vận hành dễ dàng đưa phôi vào vào cữ, chuẩn. b. Dập ngược: Kiểu dập này ít được dùng. Dập ngược có nghĩa là cối ở trên, chày ở dưới, khi cối tịnh tiến xuống, chày được lắp cố định trên bàn máy, nhờ các mép cắt sản phẩm hoặc bán sản phẩm sẽ nằm trong lòng cối, nhờ chốt đẩy và lò xo hoặc cao su, sẽ đẩy sản phẩm hoặc bán sản phẩm rơi xuống trên bàn máy, người vận hành dùng móc, đưa vào thùng chứa. Đồng thời có cơ cấu gạt phôi, để phôi tự do, giúp người vận hành dễ dàng đưa phôi vào vào cữ, chuẩn. Kết cấu chày và cối khuôn dập cắt. Kết cấu chày Chày ghép: Được sử dụng khi cắt các sản phẩm có kích thước lớn tại phần lắp ghép có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật. Phần làm việc được chế tạo từ thép cácbon dụng cụ hoặc thép hợp kim dụng cụ và được tôi cứng. Phần không làm việc được chế tạo từ thép cácbon kết Hình 1.4: Kết cấu của chày ghép cấu (C40, C45). Để giảm bớt phần diện tích mài, người ta có thể chỉ mài ở những chỗ cần thiết bằng cách gia công các rãnh thoát, phần còn lại không mài. (Hình 1- 4) Chày nguyên với hình dạng mép cắt khác nhau: gồm có: - Chày dùng khi cắt – đột theo hình phẳng. (Hình 1-5a) - Chày dùng khi đột lỗ nhỏ. (Hình 1-5b) - Chày dùng khi giảm lực cắt. (Hình 1-5c; d) - Chày có thể được kẹp chặt với đế khuôn, không chỉ bằng áo chày mà cả kẹp chặt trực tiếp. - Chày cắt từng đoạn: để cắt thép ít cácbon, dày đến 4mm. a d b c Hình 1. 5: Các kiểu kết cấu của đầu chày - Đối với chày có đường bao cắt phức tạp, để thuận tiện cho việc lắp chày vào với áo chày, người ta có thể lắp ghép với áo chày là hình tròn hoặc hình chữ nhật. - Để chống xoay chày, khi phần lắp ghép là trụ tròn, người ta khoan một lỗ nhỏ giữa chày và áo chày, khi lắp chày xong thì lắp chốt. - Chày cắt một phía, cắt thép ít cácbon (dày đến 4mm), cắt từng đoạn, có thể làm chày nguyên. (Hình 1-6a), còn đối với thép dày lớn hơn 4mm hay thép cácbon có kết cấu chất lượng thường nên làm chày ghép. (Hình 1-8b) b a Hình Hình 1. 6: Chày cắt một phía a: Chày liền b: Chày ghép Một số dạng kết cấu cơ bản của chày cắt hình, đột lỗ và phạm vi sử dụng của nó, được trình bày trong bảng 1.1 Bảng 1.1: Kết cấu điển hình của chày cắt hình và đột lỗ STT Kiểu chày Sơ đồ biểu diễn Ứng dụng 1 Chày trụ có bậc để đột lỗ nhỏ Dùng để đột lỗ đường kính nhỏ, từ 3mm đến 12mm (d ≥ S), khi áp lực riêng của chày lớn hơn 100N/mm2, phải có tấm đệm chày. 2 Chày trụ có bậc Dùng để cắt, đột lỗ đường kính từ 12 mm đến 70mm. Khi đường kính lớn hơn 45mm, mặt đầu chày khoét lõm để giảm diện tích mài. 3 Chày ghép cắt hình, đột lỗ tròn Dùng để cắt, đột lỗ đường kính trung bình d= 25 đến 250mm. Làm chày ghép để tiết kiệm thép có giá thành cao. 4 Chày trụ bậc, đột lỗ nhỏ đầu tán côn Dùng để đột lỗ đường kính nhỏ, từ 5mm đến 26mm . Khi áp lực riêng của chày lớn hơn 100N/mm2, phải có tấm đệm chày. 5 Chày tháo lắp nhanh bằng bi, vít. Khi thay chày không phải tháo khuôn, dùng để cắt, đột lỗ có đường kính nhỏ và trung bình (viên bi tỳ vào mặt tán chày dưới tác dụng của vít). 6 Chày tháo lắp nhanh bằng bi, lò xo. Dùng khi để đột lỗ nhỏ trên vật liệu dày S<3mm, đường kính chày, cối từ 3 đến 30mm, tháo chày nhờ lỗ 7 Chày đột lỗ nhỏ phân đoạn có ống lót. Chốt Chày Ống lót Dùng để đột lỗ đường kính nhỏ, từ 3mm đến 12mm. Ống lót làm tăng độ cứng vững của chày. 8 Chày đột lỗ nhỏ có ống lót kép. Dùng để đột lỗ đường kính nhỏ, từ 4mm đến 24mm trong điều kiện làm việc nặng. 9 Chày cắt hình dạng phức tạp Chày bắt trực tiếp vào đế, không cần áo chày. Dùng để cắt hình dáng bất kỳ trong các khuôn lớn 10 Chày ghép cắt hình kích thước lớn Dùng để cắt hình dạng bất kỳ, kích thước lớn, để tiết kiệm thép có giá trị cao Kết cấu cối: Hình dáng mép cắt khác nhau của cối cắt hình và đột lỗ. Có 3 loại như sau và bảng 02: Các thông số cơ bản của mép cắt của cối cắt hình, đột lỗ. Lòng cối có một đoạn hình trụ ở trên (hình 1- 7) - Ưu điểm: Khi mài sửa, đường kính lòng cối không thay đổi nên sản phẩm có độ chính xác cao. - Nhược điểm: Hình 1.7: Mép cắt hình trụ (kiểu a) + Khó lấy sản phẩm. + Lực đẩy lớn. + Lòng cối dễ bị mòn, bị cào xước do có sự cọ sát của sản phẩm khi bị đẩy ra. Lòng cối khi bị mòn thường có dạng côn ngược, khi mài sửa phải mài sửa ở mặt trên nên lượng mài sửa lớn. Mép cắt của cối kiểu b Như kiểu trên nhưng phần mở rộng ở dưới phải có góc côn β (hình 1- 8) Mép cắt của cối kiểu c (hình 1- 9) Được dùng rất phổ biến. Hình 1. 8: Mép cắt của cối kiểu b Một số dạng kết cấu điển hình của cối được nêu trên bảng 03. Phần mép cắt được gia công góc côn nhỏ α, phần mở rộng ở dưới được gia công với góc côn lớn là β. - Ưu điểm: + Dễ dàng lấy sản phẩm + Mép cắt sắc Hình 1. 9: Mép cắt của cối kiểu cắt Thời gian giữa hai lần mài sửa cối dài, nếu α=10, mà mỗi lần mài sửa 0,2mm thì lòng cối sẽ rộng ra 0,007. Với vật liệu dày 1mm, đường kính lòng cối từ 30mm ÷ 50mm, khi mài sửa cối từ 10 ÷ 12 lần vẫn chưa vượt qua dung sai của sản phẩm theo nhóm cấp chính xác I. - Nhược điểm: Khi mài sửa mặt trên thì lòng cối sẽ rộng ra. Bảng 1.2: Các thông số cơ bản của mép cắt của cối cắt hình, đột lỗ. Chiều dày vật liệu αo βo h (mm) Đến 0,5 0 ÷ 15 2 2 ÷ 3 0,5 ÷ 1 15ʹ ÷ 30 2 3 ÷ 5 1 ÷ 2,5 20 ÷ 40 2 5 ÷ 6 0,5 ÷ 6 35ʹ ÷ 1 2 6 ÷ 8 6 ÷ 12 50 ÷ 1030 2 8 ÷ 10 12 ÷ 16 1030 ÷ 20 2 10 ÷ 15 Bảng 1.3: Kết cấu điển hình của chày cắt hình và đột lỗ STT Kiểu cối Sơ đồ biểu diễn Ứng dụng 1 Cối trụ lắp chặt D Dùng để đột lỗ nhỏ hoặc đột lỗ trên mặt bích của sản phẩm. (Đường kính D được lắp chặt) 2 Cối trụ, lắp có vai D Đột lỗ có đường kính lớn nhất là 50mm. (Đường kính D được lắp trung gian) 3 Cối tháo lắp nhanh bằng bi, vít Dùng khi cắt hình, đột lỗ khi chi tiết có đường kính nhỏ hoặc trung bình. Khi tháo cối phải nới vít. 4 Cối tháo lắp nhanh bằng bi, lò xo d Dùng khi đột lỗ khi chi tiết dày dưới 3mm, đường kính lỗ nhỏ hơn 3mm. Khi tháo cối nén bi tháo lỗ d 5 Cối cắt cỡ trung bình Dùng khi cắt hình, vật liệu dày dưới 10mm 6 Cối cắt hình chữ nhật Dùng khi cắt hình những chi tiết dạng chữ hoặc tương tự B = b + (3 ÷ 4)H 7 Cối ghép hai nửa Dùng khi cắt hình những chi tiết dạng phức tạp, kích thước nhỏ và trung bình, có góc nhọn 8 Cối ghép phân đoạn Dùng khi cắt hình những chi tiết lớn có hình dạng phức tạp, để đơn giản việc chế tạo đường bao làm việc của cối. Chày, cối ghép đoạn: Chu vi cắt của chày và cối rất lớn, và phức tạp, để tránh sự biến dạng khi nhiệt luyện, người ta chia chu vi cắt ra làm nhiều đoạn. Khi chia chu vi cắt của cối và chày cần chú ý: - Chỗ phân đoạn nên là giao điểm của các đoạn thẳng hoặc với đoạn cong. - Theo chiều cao của cối, chỗ phân đoạn phải ở điểm thấp nhất. - Đường chia ở trên cối và chày không nên trùng nhau. - Vít để kẹp chặt các đoạn được bố trí gần mép cắt và sắp xếp theo ô bàn cờ. Chốt cố định bố trí thuận tiện theo khả năng tháo lắp. (Hình 1- 9) Chày, cối của khuôn cắt liên hợp: Được sử dụng khi cắt hình và đột lỗ trên cùng một lần dập. Đúng Sai Hình 1- 10: Vị trí của vít và chốt để kẹp chặt một đoạn Kết cấu khuôn cắt: Tùy theo đặc điểm công nghệ khuôn thực hiện (cắt hình, đột lỗ, cắt mép) và theo quy mô sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt, hàng khối) mà khuôn có các kiểu kết cấu khác nhau. Phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản sau: - Hình dạng và độ chính xác của sản phẩm. - Quá trình công nghệ. - Chiều dày và dạng phôi ban đầu. - Quy mô sản xuất hàng năm. - Loại mát ép. Khi chọn kết cấu khuôn, tất cả các yêu cầu trên cần phải được quan tâm giải quyết trong điều kiện đảm bảo giá thành chế tạo sản phẩm thấp và an toàn lao động. Trong sản xuất, người ta sử dụng nhiều kiểu khuôn khác nhau, sau đây chỉ giới thiệu một số kiểu khuôn điển hình và đơn giản. Cụ thể: Khuôn cắt không có dẫn hướng nhỏ và trung bình: (hình 1 – 11) 2: Áo chày 1 2 6 3 4 5 7 1: Chuôi chày 4: Cối 3: Chày 6: Đế dưới 5: Áo cối 7: Tấm gạt phế liệu Hình 1.11: Khuôn cắt đột đơn giản không có dẫn hướng và định vị phôi Khuôn có chuôi chày 1, được lắp trong lỗ ở đầu trượt của máy, chày 3 được lắpvới chuôi chày bằng vít chìm và áo chày 2. Cối 4 lắp trên bệ cối 6 và được giữ chặt bằng áo cối 5 nhờ mối ghép ren. Khi cắt hình sản phẩm được đẩy qua lòng cối và rơi xuống phía dưới. Phế liệu bị dính vào chày được tháo ra khi chày đi lên bằng tấm gạt phế liệu 7. Tấm gạt phôi (hoặc phế liệu) được gá cứng với đế dưới hoặc bàn máy bằng bu lông đai ốc. Loại khuôn này dùng để cắt, đột những chi tiết tròn, nhỏ và trung bình, không đòi hỏi độ chính xác cao. Khuôn cắt có kích thước lớn (Hình 1 .12) Đây là loại khuôn đơn giản: Chày cắt 1 được lắp trực tiếp vào mặt dưới của đầu trượt máy ép bằng các bu lông đầu vuông trong rãnh chữ T. Cối cắt 3 được lắp chặt trên bàn máy. Để đẩy phế liệu ra, người ta lắp các khối cao su (từ 8 đến 12 khối) đối xứng xung quanh chày. Loại khuôn này thường dùng để dập cắt các phôi lớn. 3: 2: 1: 3: Cối 1: Chày 2: Cao su gạt phế liệu Hình 1.12: Khuôn cắt đột đơn giản không có dẫn hướng va định vị phôi cắt đột đơn giản không có dẫn hướng và định vị phôi Khuôn cắt có tấm dẫn hướng và chốt định vị Khuôn cắt có trụ dẫn hướng với tấm gạt phế liệu cố định. (hình 1.13) 10 6 7 8 9 2 4 5 3 1 11 1. Chốt 2. Vít hãm 3. Tấm chặn phôi 4. Dế cối 5. Cối 6. Dẫn chày 7. Chày 8. Bulông 9. Phôi dẫn 10 Chốt định vị 11. Đai đốc Hình 1.13: Khuôn cắt có trụ dẫn hướng với tấm gạt phế liệu cố định Khuôn gồm có chày 7, được lắp với chuôi chày bằng đai ốc. Cối 8 được lắp vào áo cối 5, được lắp chặt với đế dưới 4 bằng vít chìm 11 và cố định vị trí cùng tấm dẫn hướng 6 bằng chốt định vị 10. Khuôn còn có tấm dẫn vật liệu 9 và chốt cữ đưa băng vật liệu 1. Chốt này có một mặt vát nghiêng về phía đưa băng và luôn tỳ sát xuống mặt cối nhờ lò xo lá 2 và vít 3. Ưu điểm: loại khuôn này gá lắp nhanh, dễ thao tác và làm việc rất an toàn. Nhược điểm: độ bền và độ chính xác không cao. Khuôn này sử dụng cho sản phẩm có kích thước trung bình, hình dạng đơn giản, gia công các sản phẩm có chiều dày từ 0,6mm đến 3mm. Khuôn cắt có chày, cối phân đoạn và tấm gạt phế liệu bằng lò xo. (Hình 1-14) 6 4444 3 2 1 5 7 Hình 1.14: Khuôn cắt có trụ dẫn hướng với tấm gạt phế liệu cố định Băng vật liệu được đặt lên cối 2 theo tấm cữ 5 và chốt cữ 6 sau đó tiến hành cắt hình. Phế liệu dính ở chày được tháo ra nhờ tấm gạt 3 do tác dụng của lò xo 7. Phôi cắt ra rơi trên bàn máy ép và được lấy ra theo hành trình qua rãnh ở đế khuôn dưới. Cối chia làm nhiều đoạn và lắp lên đế dưới bằng chốt và vít chìm. Chày nguyên và kẹp chặt với đế khuôn trên. Loại khuôn này thường dùng cắt các sản phẩm có kích thước lớn và hình dạng bất kỳ. Khuôn cắt nhiều hình trên tấm phẳng. Có ba phương pháp bố trí và kẹp chặt chày cối trong một khuôn đột nhiều lỗ. Cụ thể: a. Mỗi chày, mỗi cối được kẹp bằng một áo riêng. (Hình 1 – 15a) Hình 1.15a: Mỗi chày và cối được kẹp bằng một áo riêng b. Tất cả các cối dược kẹp chặt bằng một áo cối, còn chày được kẹp riêng từng cái. (Hình 1 – 15b) c. Tất cả các chày được kẹp chặt bằng một áo chày và tất cả các cối được kẹp chặt bằng một áo cối. (Hình 1 – 15c) Phương pháp bố trí và kẹp chặt chày, cối theo hình 1 - 15c làm phức tạp cho công việc chế tạo khuôn, nên chỉ sử dụng trong trường hợp khi không có khả năng kẹp chặt riêng mỗi chày hay mỗi cối theo từng áo riêng, do khoảng cách giữa các tâm lỗ đột là quá nhỏ. Sự kẹp chặt chày và cối trong từng áo riêng, cho phép bố trí các khuôn đó trên đế khuôn theo dưỡng. Vị trí cuối cùng của cối được hiệu chỉnh theo chày đã được kẹp chặt với đế khuôn trên. Phương pháp bố trí và kẹp chặt chày, cối như trên sẽ cho phép dễ dàng thay đổi kết cấu của sản phẩm. Hình 1.15b Hình 1.15c Trong trường hợp kẹp chặt toàn bộ các cối trong một áo cối, còn chày riêng từng cái, chày được kẹp chặt với đế khuôn trên và được hiệu chỉnh theo cối. Khi bố trí toàn bộn chày trên một áo chày và toàn bộ cối trên một áo cối, thì khi gia công khuôn các lỗ trên cả hai áo chày và áo cối được gia công trên doa tọa độ. Vị trí giữa các tâm lỗ được đảm bảo với độ chính xác ± 0,01mm. Phương pháp theo hình 1- 13a được sử dụng rộng rãi, vì chế tạo khuôn đỡ phức tạp và khi sửa chữa khuôn chi phí sẽ thấp. Khuôn cắt liên tục (Hình 1-16) Hình 1.16: Khuôn dập liên tục để cắt hình và đột lỗ Chày 3 đột hai lỗ trên băng vật liệu. Sau đó băng vật liệu được chuyển đi một nhịp, tiếp đến chày 2 đột 2 lỗ ôvan và chày 3 lại đột tiếp hai lỗ mới. Tiếp đến chày 1 cắt hình theo vòng ngoài sản phẩm, còn các chày 2; 3 vẫn tiếp tục đột lỗ. Để định vị băng vật liệu chính xác trong khuôn dập, khuôn được bố trí hai chốt định vị 4, theo lỗ hình đã đột. Khuôn đột lỗ và dập cắt liên tục được sử dụng để chế tạo các sản phẩm hình phẳng có lỗ bên trong. Việc sử dụng khuôn cắt – đột liên tục cho phép nâng cao năng xuất lao động và độ chính xác vị trí các lỗ. Khuôn cắt lỗ có đường kính lớn trong vật liệu dày. (Hình 1-17) Hình 1.17: Khuôn cắt lỗ có đường kính lớn trong vật liệu dày Khuôn này khi đột lỗ cần có một lực lớn ép lên mặt cối. Sự dẫn hướng phần trên của chày được thực hiện bằng ba đệm trượt cách đều nhau 1200 xung quanh chày, còn phần dưới được dẫn hướng theo lỗ trong bạc chuyển động. Bạc dẫn hướng chày theo kiểu này bảo đảm tiếp xúc với chày trên suốt chiều dài của nó, khi chày chuyển động xuống phía dưới. Do đó sẽ tăng độ cứng vững của chày. Khi phần trên của khuôn dập đi xuống, phôi được ép trên mặt cối do tấm chặn 2. Phần trên của khuôn dập tiếp tục hạ xuống, chày 3 đi qua bạc chuyển động 4 và tiến hành đột lỗ. Khi đầu trượt đi lên, do tác dụng của lò xo mà bạc dẫn được trở về vị trí ban đầu và sản phẩm được tháo ra khỏi chày. Khuôn cắt có độ chính xác cao. (Hình 1 – 18) Người ta còn gọi phương pháp cắt có độ chính xác cao là cắt hình và đột lỗ tinh. Dưới áp suất cao vật liệu được ép trên bề mặt cối, tạo điều kiện nâng cao tính dẻo của vật liệu, ngăn ngừa sự xuất hiện vết nứt phá hủy, nên mặt cắt có độ nhấp nhô là rất nhỏ. Hình 1.18: Khuôn cắt có độ chính xác cao a b c Khi cắt hình, tấm ép 1 tác dụng lên băng vật liệu 2, còn tấm ép 3 chỉ ép riêng vật cắt hình. (Hình 1.18a) Để ngăn ngừa sự dịch chuyển vật liệu trong khi cắt hình, ở mặt đầu tấm ép 1, được chế tạo các rãnh nhằm làm tăng độ nhám. Khi cắt hình theo phương pháp này, cần chú ý chiều rộng mạch nối phải lớn hơn từ 2,5 đến 3 lần so với khi cắt bình thường. Áp suất của tấm ép ngoài trên mạch nối và của tấm ép trong dưới chày phải tương đương với giới hạn bền của phôi. Để tăng cường hạn chế sự trượt của vật liệu khi cắt hình với vật liệu mỏng, người ta còn chế tạo các bờ nhọn trên tấm ép. (Hình 1.18b). Đối với vật liệu dày thì các bờ nhọn được chế tạo trên cả mặt cối và tấm ép, γ = 450 và δ = 300 THẢO LUẬN NHÓM. Chia nhóm (Chia 5 nhóm mỗi nhóm 5 sinh viên ) TT Vẽ tách chi tiết Tra dung sai KT theo bản vẽ Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4 Nhóm 5 Các nhóm thảo luận . Câu hỏi thảo luận 1. Tại sao tấm gạt phôi thường dài nhô ra khỏi bề mặt chày ? Câu hỏi thảo luận 2. Xây dựng cách tháo, lắp 1 bộ khuôn dập cắt. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP. Bài 1 : Vẽ lại bản vẽ chi tiết bộ khuôn dập ở hình 1.16? (Vẽ trên Autaocad) Bài 2. Ghi đầy đủ kích thước dung sai vào bản vẽ trên. BÀI 1.2: THÔNG SỐ CHẾ TẠO KHUÔN DẬP CẮT. LÝ THUYẾT Khe hở giữa chày và cối Ý nghĩa: Khe hở giữa chày và cối là hiệu số giữa kích thước làm việc của cối và chày. Trị số khe hở khi cắt hình – đột lỗ có ảnh hưởng đến chất lượng mặt cắt, độ chính xác của sản phẩm và độ bền của chày, cối. a. Ưu điểm: Khi tăng khe hở giữa chày và cối sẽ: - Thao tác dập dễ dàng - Giảm được lực dập của máy b. Nhược điểm: Khi tăng khe hở giữa chày và cối sẽ: - Rất dễ dẫn đến sai hỏng hai bên thành của sản phẩm. - Xuất hiện hiện tượng lệch chày, do đó sẽ tạo ra các vết nhăn trên bề mặt sản phẩm. Ngược lại nếu khe hở giữa chày và cối nhỏ hơn chiều dày vật liệu dập sẽ dẫn đến hiện tượng rạn nứt hai bên thành sản phẩm hoặc bị cán mỏng không đúng chỗ. Kết luận: - Khe hở hợp lý thì các vết nứt xuất hiện từ mép chày và cối sẽ gặp nhau theo đường thẳng. - Nếu khe hở quá nhỏ sẽ làm cho các vết nứt không trùng nhau. -Nếu khe hở quá lớn sẽ làm cho các vết nứt từ mép chày và cối không trùng nhau. - Trị số khe hở phụ thuộc chủ yếu vào tính chất và bề dày ...Điểm giao nhau (u) chính là trọng tâm của hình Có thể lấy thêm các điểm khác để có độ chính xác hơn Hình 1.26: Xác định trọng tâm khuôn dập 7.1.2. Chọn, tính các kích thước của khuôn và các cụm dẫn hướng a. Chọn, tính kích thước của cối, chày: Căn cứ vào kích thước sản phẩm, dung sai của sản phẩm, chiều dày sản phẩm (bảng 0..) và chủng loại vật liệu sản phẩm, thông qua các bảng, biểu để xác định: Kích thước và dung sai của chày, cối, khe hở min, max giữa chày và cối. b. Chọn thép: Tùy theo yêu cầu của sản phẩm mà tiến hành chọn thép cho phù hợp - Lập quy trình nhiệt luyện sơ bộ - Lựa chọn phương pháp gia công thô: + Lập trình tự gia công cho các chi tiết: tiện, phay, bào + Lập trình tự gia công cho các công việc nguội: khoan lỗ, cắt ren - Lập quy trình nhiệt luyện kết thúc. - Lựa chọn phương pháp gia công tinh: Cạo, mài nghiền, đánh bóng 7.1.3. Tính các bộ phận đệm bằng cao su (giữ phôi) 7.1.4. Tính lực cắt 7.1.5. Tính lực đẩy sản phẩm 7.1.6. Chọn thiết bị 7.2. Chế tạo trên các máy cắt gọt kim loại hiện đại, tiên tiến 7.2.1. Lựa chọn máy móc thiết bị 7.2.2. Phần mềm ứng dụng 8. Các dạng sai hỏng khi chế tạo khuôn dập cắt Trong khi làm việc, ngoài việc phải chịu áp lực rất lớn ra khuôn còn chịu ứng suất uốn, lực ma sát và lực va đập. Khuôn dập nguội thường gặp các dạng sai hỏng sau: 8.1. Nứt, vỡ khuôn: Hiện tượng này có thể gặp phải ngay trong quá trình làm việc. Nhất là với khuôn làm việc cường độ quá cao và có hình dạng phức tạp, nhiều góc cạnh. Nguyên nhân có thể do chọn vật liệu làm khuôn không thích hợp, nhiệt luyện có độ cứng quá cao. Nứt vỡ còn có thể sinh ra do ứng suất nhiệt. Chi tiết không đồng đều về tiết diện, có phần dày, phần mỏng. Phần mỏng khi nung sẽ đạt được nhiệt độ trước phần dày. Do đó để tránh nứt hoặc cong vênh, cần nung chậm hoặc nung phân cấp, tạo cân bằng nhiệt giữa phần dày và phần mỏng, giữa bề mặt và lõi. Làm nguội đột ngột cũng gây ra ứng suất nhiệt. Khi nhiệt luyện còn có ứng suất tổ chức do quá trình chuyển biến austenit thành mactenxit với thể tích tăng lên. Sự tăng thể tích của các phần không đều cũng là nguyên nhân gây ra nứt. Hình 1.27: Các dạng sai hỏng lòng khuôn 8.2. Độ cứng không đạt: Môi trường tôi, nhiệt độ tôi không đúng, thời gian giữ nhiệt không đủ, chọn không đúng mác thép, hoặc đúng mác thép nhưng thành phần không ổn định là những nguyên nhân gây ra độ cứng không đạt. Hoặc khi ram còn nhiều austenit dư cũng là nguyên nhân gây giảm độ cứng, vì vậy cần điều chỉnh lượng austenit dư phù hợp với độ cứng yêu cầu. Thoát cacbon cũng là nguyên nhân gây giảm độ cứng bề mặt vì vậy khi nung cần có biện pháp bảo vệ để tránh hiện tượng thoát cacbon. 8.3. Mài mòn không đều: Là dạng sai hỏng hay gặp nhất. Sự mài mòn khuôn và mòn giữa các phần không đều nhau có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều nguyên nhân như chế độ nhiệt luyện không đúng hoặc không ổn định, hình dạng khuôn phức tạp, chỗ dày, chỗ mỏng. Mài mòn nhiều do mức độ sản xuất, cường độ làm việc cao, lắp đặt khuôn không đúng, sự không tương thích vật liệu sản phẩm và vật liệu khuôn. Khả năng mài mòn khuôn có thể thay đổi đáng kể phụ thuộc vào các yếu tố trên, cùng với đặc điểm bề mặt khuôn, bôi trơn khuôn như thế nào. 8.4. Hiện tượng bong tróc, bám dính phôi: Còn gọi là hàn lạnh của vật liệu kim loại cấu tạo từ trong khuôn. Làm giảm mạnh phần làm việc chính xác trong khuôn, độ bóng bề mặt khuôn và do đó làm bề mặt sản phẩm có độ bóng không đạt yêu cầu (xước bề mặt). Hiện tượng này xảy ra bởi sự căng ra vượt quá giới hạn phần kim loại làm việc do không bôi trơn đầy đủ. Ngoài ra còn có hiện tượng như nứt chân chim. Trong môi trường nung, nếu không được bảo vệ dễ gây ôxy hoá và thoát cacbon. Hiện tượng thoát cacbon ở bề mặt gây chuyển biến tổ chức không đồng đều giữa bề mặt bị thoát cacbon và phần liền kề bề mặt không bị thoát cacbon tạo ra một lớp ứng suất kéo, khi gia công cơ tiếp theo ứng suất đó tăng lên có thể lớn hơn giới hạn bền, rất nguy hiểm vì khó nhận ra ngay. 9. Kiểm tra. 9.1. Kiểm tra cối. 9.2. Kiểm tra chày. B. THẢO LUẬN NHÓM. 1. Chia nhóm (Chia 5 nhóm mỗi nhóm 5 sinh viên ) TT Tính dung sai chế tạo chày cối theo phương pháp riêng Tính dung sai chế tạo chày cối theo pp phối hợp Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4 Nhóm 5 2.Các nhóm thảo luận . Câu hỏi thảo luận 1. Nguyên nhân dẫn đến vỡ cối đột. Câu hỏi thảo luận 2. Khi nào cần mài phẳng chày và cối. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP. Bài 1 : Tính dung sai chế tạo chày và cối chi tiết sau. Biết: Vật liệu bằng đồng vàng có Δ50= 0.40 mm Bài 2. Tính lực đột. Hình 1.28: Chi tiết dạng E BÀI 2: GIA CÔNG KHUÔN DẬP CẮT. BÀI 2.1: GIA CÔNG CHÀY, CỐI ĐƠN GIẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG NGUỘI. Mục tiêu: Kiến thức: - Lập được trình tự gia công được chày; - Lập được trình tự gia công được cối. Kỹ năng: - Sử dụng các dụng cụ, thiết bị thành thạo, đúng thao tác; - Gia công được chày, cối đơn giản đúng theo bản vẽ chế tạo; - Gia công được sản phẩm chày, cối, gá chày, gạt phôi trong thời gian quy định. Thái độ: - Cẩn thận trong từng khâu chế tạo; - Đảm bảo an toàn lao động, tổ chức nơi làm việc khoa khọc. Nội dung: LÝ THUYẾT: Lập trình tự gia công các chi tiết chính của khuôn Lập trình tự gia công chày. - Đọc bản vẽ chế tạo Hình 2.1: Bản vẽ chế tạo khuôn lục giác S26. Hình 2.2: Bản vẽ chế tạo chày cối lục giác S26. Hình 2.3: Bản vẽ chế tạo chày, tấm gá chày lục giác S26 Từ bản vẽ chế tạo ta vẽ lại bản vẽ gia công chày . Hình 2.4: Bản vẽ chế tạo chày lục giác S26. Từ bản vẽ chày ta lập bản trình tự gia công chày lục giác S26. Stt Nguyên công Phương pháp thao tác Chú ý 1 Chuẩn bị phôi tròn Φ 32 mm dày 52mm - Tiện thô đến kích thước Φ 32mm hoặc mua thép tròn Φ 32mm 2 Gia công hai đầu chày. - Cưa chiều dài chày là 52mm. - Dũa thô đến KT 50,5mm - Dũa tinh đến KT 50,2m. - Khi dũa cần dùng ke kiểm phẳng, thước cặp 1/50 để đo kiểm. - Đo vuông góc bằng dưỡng vuông góc 900 3 Gia công biên dạng lục lăng S26 - Vạch dấu S26. - Chấm dấu S26 - Gia công cặp cạnh thứ nhất song song đạt kích thước thô là 26,2mm - Gia công cặp cạnh thứ hai song song đạt kích thước thô là 26,2mm - Gia công cặp cạnh thứ ba song song đạt kích thước thô là 26,2mm - Gia công lỗ chìm Φ6 mm - Cạo tinh hai mặt đầu chày. - Cạo tinh các cặp cạnh song song , vuông góc theo bản vẽ, - Mài rà các cặp cạnh. - Có thể dùng phương pháp dũa kim loại để dũa hoặc dùng phương pháp đục kim loại để gia công bớt lượng dư nhưng sau đó cần dũa lại. - Dùng dưỡng 1200 để kiểm góc khi gia công. - Dùng máy khoan để khoan lỗ Φ 6 4 Kiểm tra chày - Kiểm tra độ song song của hai mặt đầu chày. - Kiểm tra độ vuông góc của hai mặt đầu chày vơi biên dạng ngoài - Kiểm tra các cặp cạnh song song. - Kiểm tra độ phẳng tất cả các mặt chày đã gia công - Dùng thước cặp 1/50, - Dùng thước phẳng, ke 900 để kiểm tra. - Dùng dưỡng 1200 để kiểm tra góc. Lập trình tự gia công cối. Từ bản vẽ chế tạo ta vẽ lại bản vẽ gia công cối. Hình 2.5: Bản vẽ chế tạo cối lục giác S26. Từ bản vẽ chày ta lập bản trình tự gia công cối lục giác S26. Stt Nguyên công Phương pháp thao tác Chú ý 1 - Chuẩn bị phôi thép vuông 77x77x21 mm - Vật liệu : C45 - Phôi thép có thể gia công cắt hơi để đạt được kích thước thô 77x77x21 mm - Khi cắt hơi xong không được nhúng phôi vừa cắt vào nước. 2 - Gia công 4 cạnh bao của cối. - Gia công 2 mặt phẳng của cối. - Gia công 4 lỗ bậc bắt Bulông M8. - Vạch dấu đạt KT vuông 77 mm. - Dũa 4 cạnh song song, vuông góc đạt KT 74,2x74,2x21 mm. - Dũa thô đạt KT 20,4 mm. - Dũa tinh đạt KT 20,2 mm - Cạo tinh đạt KT 74x74x21. - Lấy dấu tâm 4 lỗ. - Lấy dấu cối lục lăng S26 - Tu chấm dấu. - Khoan tâm 4 lỗ Φ9. - Khoan bậc 4 lỗ Φ16 sâu 9 mm. - Khoét lỗ Φ16 sâu 10. - Khi dũa cần dùng ke kiểm phẳng, thước cặp 1/50 để đo kiểm. - Đo vuông góc bằng dưỡng vuông góc 900 3 - Gia công biên dạng cối S26 - Khoan lỗ Φ 9 vào tâm cối. - Khoan lỗ Φ24 trùng tâm Φ9. - Dũa cối đạt kích thước S25,8. - Cạo thành cối đạt kích thước S26 +0.02 - Mài rà 2 mặt cối đạt KT 20 mm - Phải khoan lỗ mồi Φ9 trước sau đó mới khoan Φ24 sau. - Dùng chày đã gia công để làm dưỡng kiểm tra cối. 4 Kiểm tra cối - Kiểm tra độ song song của hai mặt đầu cối. - Kiểm tra độ vuông góc của các cặp cạnh so với mặt đầu cối. - Kiểm tra các cặp cạnh song song. - Kiểm tra độ phẳng tất cả các mặt cối đã gia công - Dùng thước cặp 1/50, - Dùng thước phẳng, ke 900 để kiểm tra. - Dùng đồng hồ xo để kiểm tra độ song song của hai mặt đầu tấm cối. 1.3. Lập trình tự gia công tấm gá chày. Hình 2.6: Bản vẽ chế tạo tấm gá chày lục giác S26. Từ bản vẽ chế tạo ta lập bản trình tự gia công tấm gá chày. STT Nguyên công Phương pháp thao tác Chú ý 1 - Chuẩn bị phôi thép 58x58x16 - Vật liệu : C45 - Phôi thép có thể gia công cắt hơi để đạt được kích thước thô 58x58x16 mm - Khi cắt hơi xong không được nhúng phôi vừa cắt vào nước. 2 - Gia công 4 cạnh bao của tấm gá chày. - Gia công 2 mặt phẳng của tấm gá chày. - Vạch dấu đạt KT vuông 56 mm. - Dũa 4 cạnh song song, vuông góc đạt KT 56x56x16 mm. - Dũa thô đạt KT 15,4 mm. - Dũa tinh đạt KT 15,2 mm - Cạo tinh đạt KT 15 mm. - Khi dũa cần dùng ke kiểm phẳng, thước cặp 1/50 để đo kiểm. - Đo vuông góc bằng dưỡng vuông góc 900 3 - Gia công biên dạng tấm gá chày S26 - Vạch dấu S26 - Vạch dấu lỗ làm ren M6. - Khoan lỗ Φ 5 vào tâm tu chấm dấu ren M6. - Khoan lỗ Φ 5 vào tâm lỗ lục giá S26 - Khoan lỗ Φ24 trùng tâm Φ5. - Taro ren M6 sâu 15 mm. - Dũa lỗ gá chày đạt kích thước S25,8. - Cạo lỗ đạt kích thước S26 -0,02mm - Mài rà 2 mặt của tấm gá chày đạt KT 15 mm. - Phải khoan lỗ mồi Φ9 trước sau đó mới khoan Φ24 sau. - Dùng chày đã gia công để làm dưỡng kiểm tra cối. 4 Kiểm tra - Kiểm tra độ song song của hai mặt đầu tấm gá chày. - Kiểm tra độ vuông góc của các cặp cạnh so với mặt đầu tấm gá chày. - Kiểm tra các cặp cạnh song song. - Kiểm tra độ phẳng tất cả các mặt tấm gá chày đã gia công - Dùng thước cặp 1/50, - Dùng thước phẳng, ke 900 để kiểm tra. - Dùng đồng hồ xo để kiểm tra độ song song của hai mặt đầu tấm gá chày. B. THẢO LUẬN NHÓM. - Lập bản trình tự gia công cối. - Lập bản trình tự gia công chày. - Lập bản trình tự gia công tấm gá chày. C. THỰC HÀNH. 1. Vật tư- thiết bị- Dụng cụ. Thiết bị. + Máy khoan + Máy mài hai đá. + Máy đo 3D + Máy đo độ nhám + Máy mài trục mền + Máy nén khí + Máy phay + Máy khoan xung -Vật liệu: + Phôi thép chế tạo chày + Phôi thép chế tạo cối + Phôi thép chế tạo tấm gá chày + Dầu tưới nguội + Dầu cách nhiệt + Giẻ lau sạch + Dầu CN20 + Mỡ CN - Dụng cụ thực tập: + Bộ dụng cụ nguội gia công chày cối + Đầu mài trục mền + Thứớc cặp 1/50 + Thước vạch dấu + Mũi khoan + Ta rô máy + Calíp nút ren M8 + Dưỡng kiểm ren M8 + Dưỡng kiểm định hình + Bàn chải dũa + Chổi quét phoi + Vịt dầu - Học liệu: + Bản vẽ kết cấu chày, cối khuôn dập cắt + Bản vẽ chế tạo + Bản vẽ trình tự gia công + Bảng các dạng sai hỏng và biện pháp phòng ngừa + Tài liệu giảng dạy thực tập nguội của giáo viên + Các phần mền gia công khuôn + Tài liệu cho học sinh + Giấy, bút, phấn cho giáo viên - Nguồn lực khác: + Xưởng thực tập chế tạo khuôn + Phòng học Cad, Cam cho 20 học sinh. 2. Quy trình trực hiện.. 2.1. Điều kiện thực hiện: Bản vẽ chế tạo khuôn lục giác S26 2.2. Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ phục vụ cho gia công. a. Thiết bị: Thiết bị. + Máy khoan + Máy mài hai đá. + Máy đo 3D + Máy đo độ nhám + Máy mài trục mền + Máy nén khí + Máy phay + Máy khoan xung b. Dụng cụ: - Dụng cụ cắt gọt. - Dụng cụ vạch dấu. - Dụng cụ kiểm tra. - Các trang bị cho công tác vệ sinh chi tiết máy. 2.3. Trình tự gia công: 2.3.1. Gia công chày lục giác S26. a. Đọc bản vẽ khuôn. Hình 2.7: Chày lục giác S26. b. Kiểm tra chất lượng các loại dụng cụ, thiết bị. Trước khi tiến hành gia công cần kiểm tra thiết bị, dụng cụ để phục vụ tốt nhất trong quá trình gia công. c. Trình tự tiến hành: Bước 1: Gia công phôi đạt kích thước phi tròn Φ32 dài 52mm. - Phôi này có thể đúc hoặc cả một cây thép tròn Φ32 bán ngoài thị trường. - Chú ý vật liệu phôi làm chày là thép C45. Bước 2: Gia công 2 mặt đầu chày. - Vạch dấu kích thước 52mm trên cây thép. Hình 2.8: Vạch dấu trên cây thép Φ32 - Cả một cây thép dài 6m ta có thể dùng cưa tay để cưa đứt, nếu người gia công dùng máy cắt để cắt thì sau bề mặt cắt bị chai cứng không gia công ở nguyên công tiếp theo được. - Dũa thô 2 chày đạt kích thước 50,5 mm. Dùng dũa 300 hoặc 200 để dũa thô. + Dũa mặt thứ nhất đạt độ phẳng, độ vuông góc + Dũa mặt thứ hai song song với mặt thứ nhất. + Quá trình kiểm tra độ phẳng và độ vuông góc ke vuông, kiểm kích thước bằng thước cặp. Hình 2.9: Kiểm tra độ phẵng, độ vuông góc. + Dũa tinh đến kích thước 50,2mm + Quá trình dũa tinh giống dũa thô nhưng dùng dũa tinh để dũa sửa đạt kích thước 50,2mm  Hình 2.10: Chày đạt kích thước 50,2mm. Bước 3 : Gia công biên dạng lục lăng S26. - Vạch dấu S26: + Bôi mầu lên bề mặt chày. + Dùng compa, thước cặp, thước thẳng, mũi vạch để vạch dấu s26. Hình 2.11: Vạch dấu chày lục lăng S26. - Gia công cặp cạnh thứ nhất song song đạt kích thước thô là 26,2mm. Hình 2.12: Gia công cặp cạnh thứ nhất. - Gia công cặp cạnh thứ hai song song đạt kích thước thô là 26,2mm. Hình 2.13: Gia công cặp cạnh thứ hai. Hình 2.14: Gia công cặp cạnh thứ ba. - Trong quá trình gia công chày phải dùng dưỡng kiểm góc 1200 để kiểm tra. Và dùng ke 900 để kiểm tra vuông góc. Hình 2.15: Dùng dưỡng1200 để kiểm tra. - Gia công lỗ chìm Φ6. Hình 2.16: Khoan lỗ Φ6 sâu 3 mm.  - Khoan lỗ Φ6 sâu 3mm để sau khi chày lắp vào gá chày thì dùng vít hãm M6 để cố định chày với tấm áo chày. - Tiến hành cạo các mặt phẳng. + Quá trình cạo các mặt phẳng thì cần dùng đồng hồ xo để kiểm tra. + Qúa trình mài : . Mài hai mặt đầu chày trước. . Mài các cặp cạnh song song từng đôi một. + Quá trình mài rà cũng cần dùng đồng hồ xo để kiểm tra, dung sai cho phép chày đạt S26 -0,02 mm. Hình 2.17: Dùng đồng hồ xo để kiểm tra độ song song. d. Kiểm tra. - Kiểm tra độ song song của hai mặt đầu chày. - Kiểm tra độ vuông góc của hai mặt đầu chày vơi biên dạng ngoài - Kiểm tra các cặp cạnh song song. - Kiểm tra độ phẳng tất cả các mặt chày đã gia công. 2.3.2. Gia công chày cối lục giác S26. a. Đọc bản vẽ khuôn. Hình 2.18: Bản vẽ chế tạo cối lục giác S26. b. Kiểm tra chất lượng các loại dụng cụ, thiết bị. Trước khi tiến hành gia công cần kiểm tra thiết bị, dụng cụ để phục vụ tốt nhất trong quá trình gia công. c. Trình tự tiến hành: Bước 1: Chuẩn bị phôi thép vuông 77x77x21 mm + Phôi làm bằng vật liệu thép C45, phôi có thể đúc hoặc cắt hơi đạt kích thước 77x77x21 nhưng không được nhúng nước sau khi cắt. + Phôi cần được làm sạch via, rỉ sắt. Bước 2: Gia công 4 cạnh bao của cối. Hình 2.19: Vạch dấu phôi bao cối vuông 74mm. + Dùng thước đứng để vạch dấu. + Dùng chấm dấu chấm các điểm theo đường vạch dấu. + Dũa 4 cạnh song song, vuông góc đạt KT 74,2x74,2x21 mm Hình 2.20: Dũa đạt kích thước 74,2 mm. + Dũa cạnh thứ 1 đạt độ phẳng. + Dũa cạnh thứ 2 đạt phẳng và song song với cạnh thứ nhất. + Dũa cạnh thứ 3 đạt độ phẳng và vuông góc với cạnh thứ 1, và 2 + Dũa cạnh thứ 4 đạt độ phẳng, song song với cạnh thứ 2 và vuông góc với cạnh thư 1, 3. - Kiểm tra độ phẳng bằng thước kiểm phẳng, độ song song bằng thước cặp 1/50, kiểm tra độ vuông góc bẳng ke 900. Hình 2.21: Kiểm tra độ phẳng, độ vuông góc. Bước 3: Gia công 2 mặt phẳng của cối. - Dũa mặt phẳng thứ 5 đạt độ phẳng. - Dũa mặt phẳng thứ 6 đạt độ phẳng , song song với mặt thứ 5, vuông góc cạnh 1, 2, 3, 4 đã gia công. - Dũa thô đạt kích thước 20,4mm. - Dũa tinh đạt kích thước 20,2mm. Hình 2.22: Dũa đạt kích thước 20,2mm. - Quá trình kiểm tra độ phẳng bằng thước kiểm phẳng, độ song song bằng thước cặp 1/50, độ vuông góc bằng ke 900. - Cạo tinh đạt KT 74x74x21. + Cạo mặt phẳng 5. + Cạo mặt phẳng 6 song song với mặt phẳng 5. Đạt kích thước 20 mm + Cạo các cặp cạnh còn lại đạt kích thước 74mm. + Quá trình cạo song song, vuông góc cần có khối V, đồng hồ xo để kiểm tra như sau: Hình 2.23: Kiểm tra độ song song. Bước 4: Gia công 4 lỗ bậc bắt Bulông M8. + Lấy dấu tâm 4 lỗ. Sau khi gia công biên dạng bao của phôi cối ta tiến hành lấy dấu để gia công 4 lỗ bậc. Hình 2.24: Vạch dấu 4 lỗ. + Tu chấm dấu + Khoan tâm 4 lỗ Φ9 xuyên suốt, trong quá trình khoan không lưu ý gá kẹp phôi tránh làm biến dạng bề mặt đã cạo. Chúng ta có thể dùng tấm đệm nhôm hoặc đồng để kê chặn. Hình 2.25: Khoan lỗ Φ 9. + Tâm mũi khoan phải vuông góc với bề mặt cần khoan. + Khoan xong lỗ Φ9 ta tiến hành khoan bậc 4 lỗ Φ16 sâu 10 mm. + Dùng mũi khoét Φ 16 để khoét lỗ Φ16 sâu 10. Hình 2.26: Kích thước 4 lỗ bậc sau khi khoan, khoét. + Khoan bậc 4 lỗ Φ16 sâu 9 mm. - Khoét lỗ Φ16 sâu 10. Bước 5: Gia công biên dạng cối S26. - Lấy dấu cối lục lăng S26. - Chấm dấu xung quanh đường vạch dấu. Hình 2.27: Lấy dấu cối S26 - Khoan lỗ Φ 9 vào tâm cối. - Khoan lỗ Φ24 trùng tâm Φ9 để mở rộng. - Dũa cối đạt kích thước S25,8. + Dũa từng cặp cạnh song song, vuông góc giống như dũa chày. - Cạo thành cối đạt kích thước S26 +0.02 mm. + Dùng chày S26 làm chuẩn để kiểm cối. + Bôi bột mầu lên chày. + Rà cối cối theo chày. + Cạo cối theo vết mầu. + Cạo cối đạt kích thước S26 + 0,02mm Hình 2.28: Cạo cối theo vết mầu của chày. + Trong quá trình cạo cần kiểm tra các cặp cạnh song song bằng thước cặp 1/50. - Mài rà 2 mặt cối đạt kích thước. Quá trình mài nghiền chỉ cần mài 2 mặt 5 và 6 để đảm bảo miệng cối luôn luôn được sắc cạnh. + Mài nghiền mặt 5 trước. + Mài nghiền mặt 6 đảm bảo độ nhẵn bóng và độ song son với mặt 5. Hình 2.29: Mài nghiền 2 mặt cối. d. Kiểm tra. - Kiểm tra độ song song của hai mặt đầu cối ≤0,02 mm. - Kiểm tra độ vuông góc của các cặp cạnh so với mặt đầu cối ≤0,02 mm. - Kiểm tra các cặp cạnh song song ≤0,02 mm - Kiểm tra độ phẳng tất cả các mặt cối đã gia công ≤0,02 mm. 2.3.3. Gia công tấm gá chày lục giác S26. a. Đọc bản vẽ Hình 2.30: Bản vẽ tấm gá chày và chày lục giác S26. b. Kiểm tra chất lượng các loại dụng cụ, thiết bị. Trước khi tiến hành gia công cần kiểm tra thiết bị, dụng cụ để phục vụ tốt nhất trong quá trình gia công c. Trình tự tiến hành: Bước 1: Chuẩn bị phôi thép 58x58x16 mm. + Phôi làm bằng vật liệu thép C45, phôi có thể đúc hoặc cắt hơi đạt kích thước 58x58x16 nhưng không được nhúng nước sau khi cắt. + Phôi cần được làm sạch via, rỉ sắt. Bước 2: Gia công 4 cạnh bao của tấm gá chày. Hình 2.31: Vạch dấu phôi bao cối vuông 56 mm. + Dùng thước đứng để vạch dấu. + Dùng chấm dấu chấm các điểm theo đường vạch dấu. + Dũa 4 cạnh song song, vuông góc đạt KT 56x56x16 mm Hình 2.32: Dũa đạt kích thước 56 mm. + Dũa cạnh thứ 1 đạt độ phẳng. + Dũa cạnh thứ 2 đạt phẳng và song song với cạnh thứ nhất. + Dũa cạnh thứ 3 đạt độ phẳng và vuông góc với cạnh thứ 1, và 2 + Dũa cạnh thứ 4 đạt độ phẳng, song song với cạnh thứ 2 và vuông góc với cạnh thư 1, 3. - Kiểm tra độ phẳng bằng thước kiểm phẳng, độ song song bằng thước cặp 1/50, kiểm tra độ vuông góc bẳng ke 900. Hình 2.33: Kiểm tra độ phẳng, độ vuông góc. Bước 3: Gia công 2 mặt phẳng của cối. - Dũa mặt phẳng thứ 6 đạt độ phẳng. - Dũa mặt phẳng thứ 7 đạt độ phẳng , song song với mặt thứ 6, vuông góc cạnh 1, 2, 3, 4 đã gia công. - Dũa thô đạt kích thước 15,4mm. - Dũa tinh đạt kích thước 15,2mm. Hình 2.34: Dũa đạt kích thước 15,2mm. - Quá trình kiểm tra độ phẳng bằng thước kiểm phẳng, độ song song bằng thước cặp 1/50, độ vuông góc bằng ke 900. - Cạo tinh đạt KT 56x56x21. + Cạo mặt phẳng 6. + Cạo mặt phẳng 7 song song với mặt phẳng 6. Đạt kích thước 15 mm + Quá trình cạo song song, vuông góc cần có khối V, đồng hồ xo để kiểm tra như sau: Hình 2.35: Kiểm tra độ song song. Bước 4: Gia công biên dạng tấm gá chày S26. - Lấy dấu cối lục lăng S26 - Chấm dấu xung quanh đường vạch dấu. Hình 2.36: Lấy dấu lục giác S26 trên tấm gá chày. - Vạch dấu lỗ làm ren M6. Hình 2.37: Lấy dấu để ren M6 trên tấm gá chày. - Khoan lỗ Φ 5 vào tâm tu chấm dấu ren M6. - Khoan lỗ Φ 5 vào tâm lỗ lục giá S26 - Khoan lỗ Φ24 trùng tâm Φ5. - Taro ren M6 sâu 15 mm. Hình 2.38: Ren M6 trên tấm gá chày. - Dũa lỗ gá chày đạt kích thước S25,8. - Cạo lỗ đạt kích thước S26 -0,02mm. Hình 2.39: Gia công lỗ S26 trên tấm gá chày. + Trong quá trình cạo cần kiểm tra các cặp cạnh song song bằng thước cặp 1/50. - Mài rà 2 mặt tấm gá chày đạt KT. Quá trình mài nghiền chỉ cần mài 2 mặt 6 và 7 để đảm bảo miệng cối luôn luôn được sắc cạnh. + Mài nghiền mặt 6 trước. + Mài nghiền mặt 7đảm bảo độ nhẵn bóng và độ song son với mặt 6. Hình 2.40: Mài nghiền 2 tấm gá chày. d. Kiểm tra. - Kiểm tra độ song song của hai mặt đầu tấm gá chày ≤0,02 mm. - Kiểm tra độ vuông góc của các cặp cạnh so với mặt đầu tấm gá chày ≤0,02 mm. - Kiểm tra các cặp cạnh song song ≤0,02 mm - Kiểm tra độ phẳng tất cả các mặt đã gia công ≤0,02 mm. 3. Chia nhóm. Tổng số có 20 sinh viên nên chia thành 5 nhóm mỗi nhóm có 4 sinh viên. - Nhóm 1: - Nhóm 2: - Nhóm 3: - Nhóm 4: - Nhóm 5: 4. Hướng dẫn thực hiện. - Kiểm tra phôi liệu trước khi gia công. - Kiểm tra bản vẽ, - Kiểm tra máy mài, máy khoan. - Vẽ bản vẽ cần gia công. - Lập quy trình gia công. - Kiểm tra chày,cối , tấm gá chày sau khi gia công. 5. Các dạng sai hỏng. Nguyên nhân- Biện pháp khắc phục Các dạng sai hỏng. Nguyên nhân, biện pháp khắc phục - Cối, chày bị rộng quá hoặc hẹp quá so với bản vẽ. - Người gia công thực hiện gia công sai bản vẽ. - Chày, cối cắt bị nghiêng so với mặt chuẩn (mặt đột) - Quá trình dũa bị sai lệch, dẫn tới các nguyên công tiếp theo bị sai theo. - Bề mặt chày, cối cắt bị thô quá, - Mài nghiền chưa đạt độ bóng - Gá chày không vuông góc với chày. - Do một trong hai là gá chày và chày bị nghiêng - Gá chày và chày không lắp ghép được - Do kích thước của gá chày, chày sai so với bản vẽ chế tạo. - Do sai lệch góc 1200. - Khuôn chày, cối bị biến dạng bề mặt - Do thao tác trong quá trình gia công nên cẩn thận kê tấm đệm vào bề mặt cần gia công. D. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ. Mục tiêu Nội dung Điểm chuẩn Kiến thức - Lập được trình tự gia công được chày - Lập được trình tự gia công được cối. Kỹ năng - Sử dụng các dụng cụ, thiết bị thành thạo, đúng thao tác. - Gia công được chày, cối đơn giản đúng theo bản vẽ chế tạo. - Gia công được sản phẩm chày, cối, gá chày, gạt phôi trong thời gian quy định Thái độ - An toàn cho thiết bị. - Tổ chức tốt nơi làm việc, bảo quản máy đúng yêu cầu kỹ thuật. E. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1. Câu hỏi: 1.1. Trình bày quy trình gia công chày. 1.2. Trình bày quy trình gia công bộ khuôn sau. Hình 2.41: Bản vẽ chế tạo khuôn vuông 25. BÀI 2.2: GIA CÔNG KHUÔN DẬP CẮT TRÊN MÁY CẮT DÂY. Mục tiêu: - Trình bày được cấu hình trục máy cắt dây; - Chọn được dây cắt và chế độ cắt trong quá trình cắt dây; - Phân tích được sai số khi cắt dây; - Lập được trình tự gia công chày cối, chày; - Chọn đựơc vật liệu gia công hợp lý; - Ứng dụng được phần mềm thiết kế gia công chày và cối đạt yêu cầu kỹ thuật; - Gia công được chày cối trên máy cắt dây đạt yêu cầu kỹ thuật; - Tổ chức tốt nơi làm việc, an toàn cho thiết bị và ngừơi. Kiến thức: - Hiểu được nguyên lý hoạt động cơ bản của máy cắt dây; - Ứng dụng được phần mềm thiết kế gia công chày và cối đạt yêu cầu kỹ thuật; - Chọn đựơc vật liệu gia công hợp lý; - Lập được trình tự gia công chày, cối. Kỹ năng: - Gia công được chày cối trên máy cắt dây đạt yêu cầu kỹ thuật; - Xác đinh được các thông số cơ bản ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt của khuôn khi gia công bằng máy cắt dây; - Gia công được chày, cối trên máy cắt dây đạt yêu cầu kỹ thuật. Thái độ: - Cẩn thận, làm việc chính xác; - Tập trung và chú ý trong quá trình nghe giảng; - Bảo quản tốt máy trong và sau quá trình làm việc; - Tổ chức tốt nơi làm việc, an toàn cho thiết bị và ngừơi. Nội dung: LÝ THUYẾT: Quá trình dập cắt sản phẩm bao gồm các quá trình sau: - Giai đoạn biến dạng đàn hồi. - Gia đoạn biến dạng dẻo. - Gia đoạn biến dạng cắt đứt. Hình 2.42: Cơ sở của quá trình cắt kim loại. 1. Lập trình tự gia công các chi tiết chính của khuôn. 1.1.Lập trình tự gia công chày. Chuẩn bị công nghệ: a. Đọc bản vẽ, phân tích các nguyên công và chuẩn bị chế độ công nghệ cần có. Hình 2.43: Bản vẽ chế tạo. - Vẽ lại bản vẽ bằng những phần mềm tiện ích ( Auto Cad, MasterCam, Inventer, SolidWork, TopSolid Hình 2.44: Vẽ lại bản vẽ trên Autocad. - Xuất bản vẽ ra những định dạng trung gian Ví dụ . IGS, IGES ( thường dung), SAT, STP - Phần mềm MasterCam X. b. Chuẩn bị phôi chày. - Căn cứ vào tính chất vật liệu của sản phẩm để ta chọn vật liệu để gia công chày. Ở đây ta nhìn vào yêu cầu kỹ thuật thấy vật liệu làm bằng X12M hoặc bằng thép SKD11, bằng thép sống hay còn gọi là thép chưa tôi, - Cắt phôi chày: thông thường ta nên chuẩn bị phôi chày rộng rãi tránh hiện tượng khi cắt hoặc gia công chày còn lượng dư ít quá làm biến dạng phôi. Theo kinh nghiệm ta nên để mỗi bên còn ít nhất là 10 mm như hình sau: Hình 2.45: Cách bố trí phôi phiệu. Khoan lỗ xỏ dây : Vì đặc tính khi cắt chày bằng phương pháp gia công bằng tia lửa điện ( phương pháp cắt dây) thì chày cần được tạo lỗ xỏ dây trước khi cắt. Vì thép sống chưa nhiệt luyện nên cần khoan lỗ xỏ dây, thông thường ta khoan lỗ Φ 5 mm: Hình 2.46: Khoan lỗ xỏ dây. Nhiệt luyện phôi chày: Từng bài cụ thể sẽ giới thiệu quy trình nhiệt luyện đối với từng loại thép khác nhau. Các phương pháp đo độ cứng Độ cứng là một thuộc tính cơ bản của vật liệu, thuật ngữ độ cứng phản ánh tính chịu uốn, mài mòn, trầy xước của vật. Cùng với sự phát triển của khoa học vật liệu đã có rất nhiều phương pháp đo độ cứng ra đời. Bài viết này xin giới thiệu một số phương pháp đo độ cứng thường được biết đến, đặc biệt ứng dụng cho lĩnh vực vật liệu kim loại. Phương pháp đo độ cứng theo vết xước Được xác định bằng cách so sánh độ cứng của khoáng vật cần biết với mẫu chuẩn, dựa trên tính chất khoáng vật có độ cứng lớn hơn sẽ làm trầy khoáng vật có độ cứng nhỏ hơn, thông thường theo thang độ cứng của Môxơ (F. Mohs; nhà khoáng vật học Đức). Thang đo độ cứng Mohs dựa trên mười loại khoáng vật đã có sẵn, ngoại trừ kim cương. Theo đó, vật liệu mềm nhất là Tan, vật liệu cứng nhất là kim cương. Thang đo độ cứng tương đối này mang nhiều tính hạn chế trong thực tiễn sử dụng, không cung cấp được kết quả chính xác và không phù hợp với các loại kim loại, vật liệu hiện đại. Độ cứng thang Mohs Khoáng vật 1 Tan (Mg3Si4O10(OH)2) 2 Thạch cao (CaSO4•2H2O) 3 Đá canxit (CaCO3) 4 Đá fluorit (CaF2) 5 Âptit (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-) 6 Ôctcla felspat (KAlSi3O8) 7 Thạch Anh (SiO2) 8 Topaz (Al2SiO4(OH-,F-)2) 9 Corundum (Al2O3) 10 Kim cương (C) Ngày nay, các phương pháp đo độ cứng thường sử dụng một đầu thử (có hình dạng đặc biệt và có độ cứng hơn mẫu đo) ấn tác động lên bề mặt mẫu thử. Theo đó trị số độ cứng được tính toán trên cơ sở lực tác động và độ sâu hoặc kích cỡ của vết lõm. Có 3 phương pháp đo độ cứng được biết đến nhiều nhất là là Brinell, Vicker và Rockwell: Phương pháp đo độ cứng Brinell: là phương pháp đo độ cứng do J.A. Brinell đưa ra vào năm 1900, sử dụng một viên bi thép đk 10mm với lực ấn 3000 kg ấn lõm vào bề mặt kim loại. Đối với các kim loại mềm, lực ấn sẽ được giảm xuống 500kg, và đối với các kim loại cực cứng, sẽ sử dụng đến bi thử cardbide tungsten giám thiếu biến dạng đầu thử. Lực tác động toàn phần sẽ được duy trì trong khoảng 10 - 15 giây đối với thử độ cứng của gang và thép, và tối thiểu 30 giây với các kim loại khác. Đường kính của vết lõm trên bề mặt vật liệu thử được đo bằng kính hiển vi. Độ cứng Brinell được xác định theo công thức: Thông số độ cứng Brinell thường được viết liền với các điều kiện thử. Ví dụ 75HB 10/500/300 có nghĩa là độ cứng Brinel 75 đo được khi sử dụng bi thử đường kính 10mm, lực thử 500 kg tác động trong vòng 30 giây. So với các phương pháp thử độ cứng khác, bi thử Brinell tạo ra vết lõm sâu và rộng nhất, do đó phép thử sẽ bình quân được độ cứng trên một phạm vi rộng hơn của vật đo. Đây là phương pháp tối ưu để đô độ cứng khối hoặc hoặc độ cứng tổng thể của một loại vật liệu, đặc biệt là vật liệu có cấu trúc không đồng đều. Các vết xước và độ nhám bề mặt hầu như không ảnh hưởng tới phép thử Brinell. Các giá trị BHN tiêu biểu là Nhôm 35MPa, thép gió 120Mpa, thép không gỉ 1250Mpa. Tuy nhiên phương pháp thử này không phù hợp với đo các vật thể nhỏ. Phương pháp đo Độ cứng Vicker: được phát triển vào những năm 1920. Các tính toán của phương pháp thử Vicker không thuộc với kích cỡ của đầu thử. Đầu thử có thể sử dụng cho mọi loại vật liệu. Phép thử sử dụng một mũi thử kim cương hình chóp 4 cạnh có góc giữa các mặt phẳng đối diện là 136o. Góc này xấp xỉ tỷ lệ lý thuyết của đường kính vết lõm với đường kính bi thử trong phương pháp thử Brinell. Giá trị độ cứng (thường phiên âm DPH, VHN hoặc VPH) xác định bằng lực tác động chia cho diện tích mặt lõm theo công thức : Phương pháp thử này có thể sử dụng cho tất cả các loại kim loại. Với một lực thử cho trước, nó cho kết quả một thang đo liên tục, từ kim loại mềm là 5DPH tới các kim loại cứng là 1500 DPH. Phương pháp đo độ cứng Rockwell: là phương pháp đo độ cứng bằng cách tác động làm lõm vật thử với một đầu thử kim cương hình nón hoặc bi thép cứng. Quy trình đo cơ bản như sau : tác động đầu thử vào vật mẫu với một lực tối thiểu, thường là 10kgf. Khi đạt độ cân bằng, thiết bị đo (theo dõi dịch chuyển đầu đo và các phản hồi về thay đổi chiều sâu tác động của đầu đo) ghi lại giá trị xác định. Tiếp đến, trong khi vẫn duy trì lực tác động tối thiểu, người ta tác động thêm một lực tối đa. Khi đạt được độ cân bằng, thôi tác động lực tối đa nhưng vẫn duy trì lực tác động tối thiểu ban đầu. Khi lực tối đa được thu về, độ sâu vết lõm trên bề mặt vật thử sẽ được phục hồi một phần. Độ sâu vết lõm còn lại (kết quả của phát và thu lực tối đa) được sử dụng để tính toán độ cứng Rockwell. Có nhiều thang đo độ cứng Rockwell, ký hiệu là RA, RB, RC, ... tuỳ thuộc vào loại và kích thước đầu đo cũng như giá trị lực tác dụng được sử dụng. * HRA . . . . carbides, thép tôi cứng bề mặt * HRB . . . . Phôi đồng đỏ, thép mềm, phôi nhôm, gang mềm... * HRC . . ....ành phần các nguyên tố hợp kim. Do nhiệt độ tôi của thép SKD11 là tương đối cao nên hạt lớn tương đối nhanh vì thế thời gian giữ nhiệt cần phải được hạn chế. Nên chọn thời gian ngắn nhất có thể. Thời gian giữ ở nhiệt độ này thông thường tính theo kinh nghiệm (2-2,5phút/mm chiều dày chi tiết với chi tiết mỏng, đến 3ph/mm chiều dày với chi tiết lớn). c. Làm nguội: Hình 2.220. Biểu đồ thời gian-nhiệt độ-chuyển biến (giản đồ CCT) Thép SKD11 có hàm lượng nguyên tố hợp kim cao, từ giản đồ C-C-T ta thấy đường cong chữ “C” dịch chuyển nhiều sang phải vì vậy tốc độ nguội tới hạn nhỏ. Sau quá trình nung tôi, chi tiết được làm nguội trong môi trường dầu nóng 600-800C nhằm giảm ứng suất, hạn chế cong vênh và nứt đồng thời đảm bảo tôi thấu chi tiết . Ram thép SKD11 Đối với thép SKD11 có nhiều chế độ tôi khác nhau vì vậy cũng có thể có nhiều cách ram khác nhau để đạt được yêu cầu cơ tính khác nhau, sự ổn định kích thước và tính chống mài mòn. Chọn nhiệt độ ram phụ thuộc vào nhiệt độ tôi và độ cứng yêu cầu dựa vào biểu đồ nhiệt độ ram (hình 1.7). Hình 2.221: Ảnh hưởng của nhiệt độ ram tới độ cứng thép SKD11. Khi nhiệt độ tôi cao thì lượng austenit dư càng nhiều vì vậy để lượng austenit dư này chuyển thành mactenxit ram và tăng độ cứng sau tôi thì phải tiến hành ram nhiều lần. Sau khi tôi xong chi tiết cần được ram ngay khi chi tiết nguội đến 300-500 để tránh nứt do ứng suất tổ chức và tránh ổn định hoá austenit dư. Tôi ở 1020oC-1050oC, lượng austenit dư sau tôi ít, độ cứng cao, nếu sau đó tiến hành ram ở nhiệt độ thấp (150oC-200oC) thì kết quả nhận được độ cứng cao và gần như không thay đổi (chỉ giảm 1-2 HRC) do nhiệt độ thấp chỉ khử bỏ một phần ứng suất, còn mactenxit và austenit dư hầu như chưa chuyển biến. Ram ở nhiệt độ cao, austenit bắt đầu chuyển biến, đáng kể ở nhiệt độ trên 5000C. Từ hình 1.8 cho thấy, có thể ram trong khoảng 500-5500C, để đạt độ cứng cao nhất. Nếu chọn nhiệt độ ram 540-5600C, vùng độ cứng đạt giá trị cực đại (độ cứng thứ 2), độ cứng này là do cacbit tiết ra khi ram ở dạng phân tán, nhỏ mịn. Đồng thời, ở nhiệt độ này hầu như austenit dư phân hủy gần như hoàn toàn thành mactenxit ram nên về độ cứng thô đại tăng lên. Hình dưới đây là sơ đồ tổng quát quy trình nhiệt luyện kết thúc thép SKD11 làm khuôn dập nguội: 650 850 1050 Dầu nóng 600-800 5400-5600 5400-5600 Tôi Ram lần 1 Ram lần 2 Thời gian 0C Không khí 300- 500 τgn3 τgn2 τgn1 Hình 2.222: Sơ đồ tổng quát quy trình nhiệt luyện của thép SKD11 làm khuôn dập nguội Tuỳ thuộc vào yêu cầu cơ tính của khuôn như độ cứng cần thiết và tính chống mài mòn cao để tăng tuổi thọ cho khuôn thì sau khi ram đem thấm nitơ, nhiệt độ thấm nitơ nằm trong khoảng 4950-5650C. Để đảm bảo không làm thay đổi tổ chức sau khi ram nhiệt độ thấm nitơ phải thấp hơn nhiệt độ ram khoảng 300-500C. Thấm nitơ trên thép SKD11 Mục đích thấm nitơ cho thép làm khuôn dập nguội. Thép SKD11 với hàm lượng cacbon cao và hàm lượng các nguyên tố hợp kim lớn thì độ cứng sau khi tôi và ram thấp có thể đạt được khoảng 61-63HRC với độ cứng này thép SKD11 có thể đáp ứng được yêu cầu làm việc của khuôn, nhưng nếu sản xuất với số lượng sản phẩm trên một triệu thì độ cứng này lại không đáp ứng được yêu cầu tuổi thọ của khuôn. Vì vậy, để tăng tuổi thọ cho khuôn hay tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn cho khuôn có thể áp dụng biện pháp xử lý bề mặt như phun phủ cacbit, mạ crôm cứng và thấm nitơ. Hiện nay, thấm nitơ thể khí là biện pháp được dùng phổ biến với chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật cao. Độ cứng của lớp thấm nitơ trên thép SKD11 có thể đạt đến 1000÷1100HV. Khái niệm thấm nitơ Thấm nitơ là phương pháp hóa nhiệt luyện, mục đích để khuếch tán nitơ vào bề mặt thép khi giữ ở nhiệt độ thích hợp, mục đích chủ yếu là nâng cao độ cứng trên bề mặt và tính chống mài mòn. Khi thấm nitơ còn tạo nên ứng suất nén dư đáng kể ở bề mặt, làm tăng mạnh giới hạn mỏi của chi tiết Quá trình thấm nitơ thể khí thường chọn trong khoảng nhiệt độ 4950-5650C. Để đảm bảo không làm thay đổi tổ chức sau khi ram nhiệt độ thấm nitơ phải thấp hơn nhiệt độ ram khoảng 300-500C. Do nhiệt độ thấm nitơ thấp, để không làm hỏng tổ chức sau khi ram nên hệ số khuếch tán của nitơ trong thép rất bé, do đó tốc độ thấm nitơ rất chậm, thường chỉ đạt 5-10 μm/h. Quá trình xảy ra khi thấm nitơ Để thực hiện quá trình thấm trước tiên ta phải tạo ra môi trường thấm. Môi trường thấm được tạo từ ba thành phần chính là: chất thấm, chất độn và chất xúc tác. Chất thấm là chất chứa các nguyên tố cần thấm, có thể ở dạng nguyên chất hoặc hỗn hợp với các nguyên tố khác. Dạng hợp chất thường gặp trong thực tế vì có thể điều chỉnh được hoạt độ của nguyên tố cần thấm. Tùy theo công nghệ thấm mà chất thấm có thể ở thể rắn, lỏng hoặc khí. Chất độn (phụ gia) nhằm tạo ra môi trường và tốc độ thấm thích hợp, giảm tiêu hao nguyên liệu thấm chính. Ngoài ra, chất độn còn để tránh tạo ra các phản ứng phụ không cần thiết trong quá trình thấm, bảo vệ chi tiết trước khi thấm Chất xúc tác được đưa vào nhằm tạo ra các nguyên tử hoạt tính của nguyên tố cần thấm. Các nguyên tử hoạt tính này có thể hình thành trực tiếp từ các phản ứng trong một điều kiện cụ thể. Trong trường hợp chất thấm có thể tự phân hủy để tạo ra nguyên tử hoạt thì không cần dùng chất xúc tác. Ngoài ra, chất xúc tác trong trường hợp cụ thể có thể điều chỉnh quá trình thấm theo hướng có lợi. Quá trình thấm nitơ được chia làm ba giai đoạn: Phân hủy, hấp thụ và khuếch tán. Giai đoạn phân hủy: Là quá trình tạo ra nguyên tử hoạt tính của các nguyên tố cần thấm, quá trình này xảy ra trong môi trường khí động, tại nhiệt độ thấm. Các nguyên tử hoạt tính được tạo thành có khả năng hấp phụ vào bề mặt kim loại. Ví dụ: Trong khoảng nhiệt độ thấm từ 4500-6000C, NH3 sẽ phân hủy theo phản ứng: NH3 = 2 + 6H Nitơ nguyên tử hình thành sẽ khuếch tán vào trong bề mặt thép tạo nên lớp thấm nitơ Giai đoạn hấp thụ: Sau khi phân hủy, các nguyên tử hoạt tính hấp thụ vào bề mặt chi tiết, sau đó khuếch tán sâu vào bên trong kim loại cơ sở, tạo thành dung dịch rắn, pha trung gian hoặc các hợp chất hóa học. Kết quả của sự hấp thụ là tạo lên ở bề mặt thép các nguyên tử hoạt tính của nguyên tố thấm với nồng độ cao, tạo sự chênh lệch về nồng độ giữa bề mặt và lõi. Giai đoạn khuếch tán: Các nguyên tử hoạt tính sau khi bão hòa vào lớp bề mặt thép với nồng độ cao được khuếch tán vào sâu trong bề mặt chi tiết tạo thành lớp thấm với chiều sâu nhất định. Nhờ khuếch tán, lớp thấm được hình thành có bản chất khác biệt với toàn khối kim loại. Chiều dày lớp khuếch tán phụ thuộc vào nhiệt độ thấm, thời gian giữ nhiệt. Tổ chức và tính chất lớp thấm nitơ a. Tổ chức lớp thấm nitơ Tổ chức lớp thấm nitơ được xác định dựa trên giản đồ Fe-N Hình 2.223: Giản đồ Fe-N Theo giản đồ pha Fe-N (hình 1.9), khi nitơ khuếch tán vào trong thép ở trên nhiệt độ cùng tích (5900C) và lần lượt có thể tạo ra các pha: a , g , g', e. Khi thấm ở nhiệt độ trên nhiệt độ cùng tích thì sẽ hình thành lớp thấm từ nền ra bề mặt thép theo thứ tự α→ γ+α→ γ→ γ + γ’→ γ’. Khi thấm ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ cùng tích thì sẽ hình thành lớp thấm từ nền ra bề mặt thép theo thứ tự: α→ α + γ’→ γ’→ γ’+ε. Trong đó: α - dung dịch rắn xen kẽ của N trong Feα, được gọi là ferit Nitơ γ - dung dịch rắn xen kẽ của N trong Feγ γ’ - pha xen kẽ Fe4N, đó là pha rất cứng. ε - pha xen kẽ Fe2N1-x. Đây là pha xốp. Khi thấm có xuất hiện pha ε trên bề mặt, mặc dù có nhiều lỗ xốp nên độ cứng không cao (khoảng 300HV) nhưng tốc độ thấm lại rất lớn. Ngoài ra, các lỗ xốp còn là nơi chứa dầu bôi trơn làm tăng tính chịu ma sát khi làm việc. Về mặt động học cấu trúc xốp trên bề mặt tạo điều kiện thuận lợi để khuếch tán nitơ. b. Tính chất của lớp thấm nitơ Lớp thấm nitơ có độ cứng và tính chống mài mòn rất cao do tạo thành các pha nitrit sắt và các nitrit hợp kim nhỏ mịn, phân tán lớn trong lớp thấm. Độ cứng lớp thấm có thể đạt tới (1000÷1200) HV. Trên giản đồ Fe-N ta thấy ở nhiệt độ 5900C tổ chức lớp thấm vẫn ổn định, điều này cho phép chi tiết thấm nitơ giữ được độ cứng nóng ở nhiệt độ cao khi làm việc. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, sự khuếch tán nitơ vào phía trong cũng làm nghèo nitơ và giảm độ cứng của lớp thấm. Thấm nitơ làm tăng độ bền mỏi do tạo nên lớp ứng suất nén dư ở bề mặt, ứng suất này làm giảm giá trị ứng suất kéo của ngoại lực trong quá trình làm việc của chi tiết. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thấm nitơ. a. Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình khuếch tán của nguyên tử thấm vào trong thép. Khi nhiệt độ càng cao thì khả năng khuếch tán vào trong thép của nguyên tử thấm càng tăng (hình 1.10) và được biểu diễn dưới hàm mũ sau: D = D0.exp (- Q/RT) (2.18) Hình 2.224: Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa hệ số khuếch tán và nhiệt độ Trong đó: D0: Hệ số khuếch tán cùng thứ nguyên với D [cm2/S]. Q : Hoạt năng khuếch tán [cal/mol]. R: Hằng số khí, R=1.98 [cal/mol.độ]. T: Nhiệt độ tuyệt đối [K]. b. Thời gian. Ở nhiệt độ cố định, thời gian khuếch tán càng dài, chiều sâu lớp khuếch tán càng dày quan hệ giữa chúng tuân theo quy luật parabol theo công thức: δ = K.τ1/2 (2.19) Trong đó: δ – Chiều dày lớp khuyếch tán K - Hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào D t δ = K.τ1/2 δ 0 Hình 2.225. Sự phụ thuộc của chiều dày lớp thấm vào thời gian của quá trình τ - Thời gian Từ hình biểu diễn sự phụ thuộc của chiều dày lớp thấm vào thời gian của quá trình nhận thấy thời gian thấm càng dài, mức tăng chiều sâu lớp thấm càng chậm. Biện pháp hiệu quả nhất để tăng chiều sâu lớp thấm là tăng nhiệt độ chứ không phải là tăng thời gian. Tuy nhiên, đối với thấm nitơ ở nhiệt độ cao nhất thì nhiệt độ thấm phải nhỏ hơn nhiệt độ ram là 300-500C để đảm bảo tổ chức sau ram không thay đổi. Các phương pháp thấm nitơ Hiện nay có hai phương pháp thấm nitơ là: thấm nitơ thể lỏng và thấm nitơ thể khí. Tuy nhiên, phương pháp thấm nitơ thể khí là hay được dùng hơn cả do có các ưu điểm như: Hiệu quả thấm nitơ cao, kết quả thấm ổn định, tốc độ thấm đạt được 10-15μm/h, ít gây ô nhiễm môi trường. Trong phạm vi đồ án đề cập đến thấm nitơ thể khí sử dụng NH3 để cung cấp nitơ nguyên tử cho quá trình thấm xảy ra. Khí nitơ tồn tại dưới dạng phân tử (N2) rất ổn định do đó không thể dùng để thấm nitơ được. Một trong các chất khí có thể cung cấp nitơ nguyên tử là NH3. Trong khoảng nhiệt độ thấm, từ 4500-6000C, NH3 sẽ phân hủy theo phản ứng: NH3 = 2 + 6H Nitơ nguyên tử hình thành sẽ khuếch tán vào trong bề mặt thép tạo nên lớp thấm nitơ Do nitơ khuếch tán vào trong thép chậm, nếu hình thành quá nhiều không kịp khuếch tán vào thép sẽ kết hợp lại thành phân tử mất hết hoạt tính làm ngăn cản quá trình thấm tiếp theo phản ứng: 2NH3 → 2 + 6H → N2 + 3H2 (*) Vì vậy phải luôn luôn bơm khí NH3 vào lò để duy trì tỷ lệ NH3 thích hợp cho quá trình thấm. Tỷ lệ này được đặc trưng bằng hệ số phân hủy β của NH3 (β = số mol phân hủy chia cho tổng số mol NH3 đưa vào). Bảng 1.5 cho giá trị độ phân hủy thích hợp cho từng nhiệt độ thấm. Bảng 2.5. Giá trị độ phân huỷ thích hợp cho từng nhiệt độ thấm Nhiệt độ thấm, 0C 450-500 500-600 600-700 Hệ số β thích hợp, % 20-35 30-45 40-65 Hệ số phân huỷ β được xác định thông qua thể tích khí được lấy ra khỏi lò gồm NH3, N2, H2 sau đó quy về điều kiện tiêu chuẩn V0, và V1 là thể tích còn lại sau khi sục nước gồm: N2 và H2 do chúng không hoà tan vào trong nước. Vì một thể tích NH3 phân huỷ cho ta hai thể tích hỗn hợp (N2 + H2) . Từ (*) ta có thể tích NH3 phân huỷ là V1/2. Khí hoà tan vào nước là NH3 dư có thể tích là V0 – V1, suy ra: (2.20) Từ giản đồ hình 1.12 nhận thấy độ phân huỷ của NH3 phụ thuộc vào nhiệt độ, lưu lượng khí thấm. Ở nhiệt độ xác định, độ phân huỷ chỉ phụ thuộc vào lưu lượng tức là phụ thuộc vào thời gian lưu τ của NH3 trong lò: . (2.21) Trong đó: Q – Lưu lượng NH3 vào lò, m3/phút. Vr, Vt, Vct – lần lượt là thể tích rỗng của lò, thể tích của lò thấm và thể tích chiếm chỗ của chi tiết, m3. Hình 2.226. Giản đồ Layer thể hiện quan hệ giữa độ phân huỷ và sự hình thành tổ chức lớp thấm tương ứng với từng khoảng nhiệt độ khác nhau Hiện nay, phương pháp dùng để điều khiển chính xác hàm lượng nitơ hoạt tính là phương pháp điều khiển theo thế thấm nitơ, thế nitơ là khả năng cung cấp nitơ của môi trường (2.22) Trong đó: KN: Thế nitơ PNH: Áp suất riêng phần của NH3 PH: Áp suất riêng phần của H2 Hình 2.227. Biểu đồ thể hiện phương pháp điều khiển quá trình thấm nitơ thông qua thế nitơ. Có hai phương pháp thấm nitơ sử dụng môi trường khí thấm là NH3 gồm: Thấm một giai đoạn và thấm hai giai đoạn. a) Thấm một giai đoạn: τbão hoà + τkt τ 5300C 0C Hình 2.228. Thấm nitơ một giai đoạn Nhiệt độ thấm nitơ một giai đoạn trong khoảng 495 - 525°C với độ phân huỷ từ 15-30%. Nhận thấy thấm nitơ một giai đoạn cả hai quá trình bão hoà và khuếch tán đều giữ cùng một nhiệt độ xác định. Quá trình này khuôn rất giòn, dễ mẻ do lớp thấm γ’ giàu nitơ xuất hiện lớp trắng ở bề mặt điều này không mong muốn đối với khuôn dập nguội. Để khắc phục nhược điểm này người ta dùng phương pháp thấm nitơ hai giai đoạn. b) Thấm nitơ hai giai đoạn: τ Hình 2.229. Thấm nitơ hai giai đoạn τ bão hoà τkt 530 0C Giai đoạn bão hoà của thấm nitơ hai giai đoạn ngoại trừ thời gian gấp đôi thấm nitơ một giai đoạn, nhiệt độ giai đoạn khuyếch tán có thể được xử lý ở nhiệt độ thấm nitơ giai đoạn bão hoà hoặc có thể tăng lên đến 550 ÷ 565°C. Tuy nhiên độ phân hủy ở giai đoạn khuếch tán tăng cao từ 65 ÷ 85% thậm chí có thể cao hơn ở mức 80÷ 85% còn ở giai đoạn bão hoà độ phân huỷ thường thấp hơn 20 ÷ 30%. Mục đích chủ yếu của thấm nitơ hai giai đoạn là giảm chiều dày lớp trắng trên bề mặt do trong giai đoạn khuếch tán nguyên tử nitơ trên bề mặt tiếp tục được khuếch tán, trong khi đó độ phân hủy ở môi trường thấm thấp không đủ bão hòa với mức nồng độ lớn để tạo ra lớp trắng. Đó cũng chính là ưu điểm của thấm nitơ hai giai đoạn so với thấm nitơ một giai đoạn. Do sau khi tôi và ram rồi thấm nitơ thì lớp thấm nitơ rất mỏng cỡ vài chục micrômet nên hiện nay để tăng khả năng khuyếch tán nitơ vào trong thép hay tăng chiều dày lớp thấm nitơ thì trước khi thấm đem xử lý ôxy hoá hoặc phốt phát hoá rồi thấm nitơ chiều dày lớp thấm đạt được cỡ trăm micromet. Lúc đó tính chịu mài mòn của khuôn sẽ cao hơn do vậy tuổi thọ của khuôn được nâng cao hơn. Tiền xử lý bằng ôxy hoá. Oxy hoá thép để chống ăn mòn và để bề mặt có màu đẹp hơn. Thay đổi thành phần dung dịch và chế độ gia công có thể thu được lớp phủ có độ cứng cao, chịu va đập tốt, cách điện. Màng ôxyt có thể tạo ra bằng các phương pháp: gia công hoá học trong dung dịch kiềm hay axit, gia công điện hoá trên anốt trong dung dịch kiềm hay axit cromic và phương pháp gia công nhiệt ở nhiệt độ tương đối cao 4000- 8000C. Mục đích của quá trình ôxy hoá cho thép SKD11 trước khi đem thấm nitơ là tạo ra lớp ôxyt sắt xốp ở bề mặt tạo điều kiện tốt cho việc khuyếch tán nguyên tử nitơ vào trong thép. Tiền xử lý bằng phốt phát hoá Phốt phát hoá là một phương pháp gia công bề mặt kim loại được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp để xử lý bề mặt kim loại, được coi là một trong những phương pháp chuẩn bị bề mặt kim loại tốt nhất trước khi sơn phủ. Ngoài ra, màng phốt phát hoá chuyển hoá bề mặt kim loại thành một lớp bề mặt mới không còn tính dẫn điện và tính kim loại, có khả năng chống ăn mòn. Nhờ các tính chất đó người ta tạo ra công nghệ phốt phát hoá để sử dụng trong các nhà máy xử lý bề mặt kim loại. Quy trình phốt phát hoá cổ điển là nhúng từ 10 phút đến vài giờ trong dung dịch nhiệt độ cao (600-900C). Dung dịch phốt phát hoá hiện đại có chứa các chất phụ gia làm tăng tốc độ quá trình, hạ thấp nhiệt độ xuống 350C và vận hành bằng cách phun hoặc phun – nhúng liên hợp. Dung dịch phốt phát hoá hiện đại thường có thành phần phức tạp, nhưng bao giờ cũng có ba thành phần chính sau: axit phốtphoric tự do, muối kim loại đihyđrôphotphat và chất tăng tốc. Phản ứng xảy ra trong quá trình phốt phát hoá rất phức tạp: Me(H2PO4) → Me2+ + 2H2PO4- H2PO4- = H+ + HPO42- HPO42- = H+ + PO43- Trong đó: Me là Fe, Zn, Mn. Khi thép nhúng vào dung dịch phốt phát hoá sẽ hình thành các vùng anốt và catốt xen kẽ nhau. Tại vùng anốt sắt bị xâm thực tan vào dung dịch Fe → Fe2+ + 2e, vùng catốt hyđrô thoát ra 2H+ + 2e → 2H → H2. Kết quả là lớp dung dịch sát vật gia công giàu ion Fe2+, HPO42- , PO43- cùng kết hợp với nhau thành các hợp chất không tan FeHPO4 và Fe3(PO4)2 kết tinh thành màng phốt phát. Trong màng không chỉ có muối sắt mà còn có cả muối mangan hay kẽm. Thành phần kim loại nền, cách gia công bề mặt trước khi phốt phát hoá, thành phần dung dịch và chế độ phốt phát hoá đều ảnh hưởng thành phần và tính chất màng. Chất lượng lớp phốt phát trên thép được xác định bằng trọng lượng của màng trên một đơn vị diện tích. Phốt phát hoá kim loại gồm các loại: phốt phát hoá thường, phốt phát hoá nhanh và phốt phát hoá nguội. Phốt phát hoá thường: Để thu được màng phốt phát phải dùng muối đihyđrôphotphát của các kim loại: Mn, Fe, Zn, Cd. Ở Nga hay dùng chế phẩm Majef chính là hỗn hợp các muối đihyđrôphotphát của sắt và mangan: Fe(H2PO4)2, Mn(H2PO4)2.H2O, MnHPO4 và có thành phần hoá học: 2,4-2,5% Fe, 14% Mn, 45-52% phot phát, 1% SO42-, CaO vết, Cl- vết và 1-2% H2O. Quá trình phốt phát hoá hiệu quả nhất trong dung dịch chứa 30-33g/l chế phẩm Majef ở nhiệt độ 960 - 980C. Ở nhiệt độ thấp hơn sẽ sinh ra cấu trúc tinh thể, còn ở nhiệt độ cao hơn sẽ sinh ra nhiều cặn bã trong dung dịch. Thời gian phốt phát hoá được xác định bằng thời điểm ngừng thoát khí hyđrô, tuy nhiên nên kéo dài thêm 5-10 phút nữa Màng tạo từ dung dịch muối Majef có độ bám cao, đạt chiều dày từ 7-50μm và xốp. Lớp phủ có điện trở cao và chịu nhiệt tốt Để màng có tinh thể nhỏ, tính bảo vệ cao nên dùng dung dịch có nồng độ Majef đặc (100-200g/l) và tiến hành ở nhiệt độ thấp 800- 850C Đối với thép hợp kim cao nên dùng dung dịch có 30-32 g/l muối Majef, 10-12 g/l BaCl2, nhiệt độ 98-1000C, thời gian 40-60phút Nhược điểm của phốt phát hoá trong dung dịch Majef là: thời gian lâu, nhiệt độ cao, khoảng nhiệt độ làm việc hẹp, khí hyđrô thoát ra mạnh, làm nền thấm nhiều hyđrô, cơ tính giảm. Vì vậy nếu giảm được sự thấm hyđrô sẽ rút ngắn được thời gian phốt phát hoá. Phốt phát hoá nhanh: Thành phần dung dịch và chế độ phốt phát hoá nhanh như sau: Majef 30-40 g/l 30-40g/l Zn(NO3)2.6H2O 50-65 g/l 50-70 g/l NaF 2-5 g/l - H3PO4 - 0,1 -1,0 g/l NaNO3 - 4-5 g/l Nhiệt độ 45-650C 92-960C Thời gian 8-15phút 8-10phút Phốt phát hoá nhanh được dùng khá rộng rãi trong công nghiệp vì không có những nhược điểm như phốt phát hoá thường ở trên. Dung dịch phốt phát hoá nhanh cho màng tương đối mỏng và độ bền ăn mòn thấp Phốt phát hóa nguội: Cách này không phải đun nóng dung dịch, nhưng màng tương đối mỏng. Phốt phát hoá nguội có thể dùng muối Majef hay muối kẽm đihyđrôphốtphát. NaF và NaNO2 là chất hoạt hoá cho quá trình. Khi tăng nhiệt độ dung dịch sẽ được màng tinh thể nhỏ mịn. Thành phần dung dịch và chế độ phốt phát hoá nhanh như sau: Majef 25-30 g/l - - - Zn(H2PO4)2 - 60-70 g/l 100 g/l - ZnO - - - 18-21g/l Zn(NO3)2.6H2O 35-40g/l 80-100 g/l - - NaF 5-10 g/l - 6 - H3PO4 - - - 80-85 g/l NaNO3 - 0,3-1,0 g/l 2 1-2 g/l Thời gian 40phút 15-25phút 30-40phút 15-20phút Quy trình xử lý phốt phát hóa: + Tẩy dầu, tẩy nhờn. + Rửa qua nước lạnh khoảng ½ - 1 phút + Nhúng vào bể dung dịch axit oxalic khoảng 10÷30 giây. Bể dung dịch này chứa 0,073 kg axit oxalic trong một gallon nước (4 lít). Axit mạnh nên duy trì ở 30 point ( point: là số ml của 0,1N dung dịch NaOH chuẩn độ 10ml, phenolphthalein là chất chỉ thị) và kiểm tra định kỳ nửa tháng 1 lần. Bể nên được rửa sạch khi có xuất hiện bùn đặc, cặn bám dính vào chi tiết đang được xử lý. + Rửa qua nước lạnh khoảng ½ - 1 phút + Rửa qua nước ấm khoảng ½ - 1 phút. Bể rửa nên duy trì nhiệt độ khoảng 65-800C, và điều chỉnh nước ấm từ khi bị nhiễm bẩn. + Xử lý phốt phát hóa ở 800C trong 4 phút. Thiết bị dùng là MIL-C 490A. Làm loãng nước xấp xỉ 1,3 kg/l. Duy trì ở 30 point* theo phân tích thống kê hàng ngày. + Rửa qua nước lạnh trong 1 phút. + Rửa qua nước ấm trong 1 phút (điều kiện bể rửa như trên) + Sấy khô. + Cất giữ chi tiết cẩn thận cho đến khi đưa vào lò thấm nitơ. Nhận thấy với ba phương pháp dùng để phốt phát hoá thì đều tạo ra màng xốp rất thích hợp cho giai đoạn thấm nitơ tiếp theo cho thép. Màng xốp sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các nguyên tử nitơ khuếch tán vào trong nền thép được tốt hơn như vậy độ cứng hay khả năng chống mài mòn của thép cũng sẽ cao hơn. Vậy ta đã giải quyết được khâu nhiệt luyện cho phôi cối đạt độ cứng 58-60HRC, Sau khi ta nhiệt luyện xong cần mài lại để đạt độ phẳng để chuẩn bị gia công các nguyên công tiếp theo. b. Tính toán các thông số quá trình nhiệt luyện khuôn đột dập - Vật liệu làm khuôn: CD80A - Khối lượng khuôn: 3,2 kg - Khối lượng riêng: 7,8 g/cm3 - Nhiệt dung riêng C (kJ/kgđộ) Bảng 2.7 T°C 20 400 800 C 0,460 0,536 0,686 - Hệ số dẫn nhiệt λ (kJ/m.h.K) Bảng 2.8 T°C 20 400 600 1000 λ 154,9 125,6 118,8 83,7 - Kích thước chi tiết: Hình 2.230: Kích thước phôi. Tính toán thời gian tôi Sơ đồ nung và giữ nhiệt trong lò tôi Nhiệt độ °C 790 Nước + NaOH 10% Thời gian Hinh 2.231.Sơ đồ nung và giữ nhiệt trong lò tôi - Chọn lò giếng RJ2 60-9 của Trung Quốc Công suất : 60kW Kích thước buồng lò : ɸ800 x 1000 Nhiệt độ làm việc tối đa : 950°C - Tính nhiệt độ trung bình của vật nung theo công thức 1.3.5[1] : (2.26) Trong đó T2tb: là nhiệt độ trung bình của vật nung T2đ: Nhiệt độ ban đầu của vật nung(oK) T2c: Nhiệt độ cuối giai đoạn của vật nung(oK) T2đ= 25+273= 298oK T2c= 790+273= 1063oK → T2tb = 895 °K = 622°C Tra bảng 1.5.1 [1] xác định được : Hệ số dẫn nhiệt l (ở nhiệt độ 622°C) = 107,23 kJ/m.h.K =29,78 W/m.K Nhiệt dung riêng C (ở nhiệt độ 622°C) = 0.5927 kJ/kg.độ Tra theo hình 1.3.1[1] xác định được hệ số truyền nhiệt ở nhiệt độ 622°C : a = 95 W/m2K Hệ số Bi theo 1.4.2[1] : (2.27) → Bi = 0,07 < 0,25 → vật nung là vật mỏng. - Công suất hữu ích của lò theo công thức 1.4.1[1]: (2.28) h : Hệ số sử dụng hữu ích của lò, h = 0,7¸0,8 Ntk : công suất thiết kế của lò, Ntk = 60 kW - Số chi tiết trong 1 mẻ để sử dụng hết công suất hữu ích của lò theo 1.5.11[1]: (2.27) k: hệ số tỷ lệ giữa nhiệt độ đạt được ở giai đoạn đầu và nhiệt độ nung cuối cùng cần đạt , k = 0,85 ¸ 0,95 ® chọn k = 0.9 - Chọn số chi tiết trong 1 mẻ là 90 cái. - Khối lượng chi tiết trong 1 mẻ là : Mct = 90.3,2 = 288 (Kg) + F : diện tích bề mặt nung một chi tiết : F = 2.0,059.0,1 + 2.0,059.0,07 + 2.0,07.0,1 = 0,03406 (m) - Do nung vật ở mọi phía nên chiều dày vật nung được xác định là : S= 1/2 chiều dày = 22 (mm) = 0,022 m * Đồ gá : Thiết kế đồ gá gồm 5 tầng gá, mỗi tầng gá hình tròn có kích thước600x600. Gá được chia làm 5 tầng, mỗi tầng được đặt 18 chi tiết. Trên mỗi tầng của đồ gá có đục 90 lỗ nhỏ đường kính 25 mm có tác dụng dẫn nhiệt từ dưới lên.Gá mỗi tầng dày 5 mm, có 4 thanh trụ đường kính 10 mm cao 600 mm hàn các tầng gá để liên kết các tầng với nhau. Mỗi tầng hàn 1 dây thép đường kính 5mm dài 1,88m (khi quấn tròn được hình tròn đường kính 600mm) bao quanh để đỡ 4 trụ và chi tiết đặt bên trong. 600 Chi tiết Hình 2.232 : Hình dạng đồ gá 5 tầng Theo bảng 1.4.1[1] hệ số sắp xếp kx = 2,2. - Khối lượng của gá : - Khối lượng 1 mẻ xếp là : Mmẻ = Mgá + Mct = 49,43 + 288 =337,43(Kg) (2.28) - Diện tích hấp thụ nhiệt của mỗi gá : - Diện tích hấp thụ nhiệt của chi tiết : Fct = n.F = 90.0,03406 = 3,0654 m2 → Fm = Fct + 5.Fgá = 3,0654 + 5.0,48 = 5,4654 m2 - Kiểm tra điều kiện: Công suất nung để nhiệt độ lò không thay đổi trong toàn bộ quá trình nung: (2.29) Chọn hệ số hữu dụng h = 0,8. Ta thấy Nkt > Ntk nên quá trình nung đến 790oC trong lò tôi phải trải qua 2 giai đoạn: + Giai đoạn 1: Nhiệt độ lò thay đổi - Khi kết thúc giai đoạn 1 nhiệt độ chi tiết đạt nhiệt độ t’2 (2.30) - Thời gian nung giai đoạn 1: (2.31) + Giai đoạn 2: nhiệt độ lò không thay đổi (2.32) Thời gian nung t1 = (tnung1 + tnung2).kx= (3813 + 756).2,2 = 10051,8 s =167 phút=2,79 h. * Tính toán thời gian giữ nhiệt quá trình tôi: Áp dụng công thức 1.9.4[1]: S : chiều dày trung bình của vật nung : S = 22 mm Các hệ số A,b được xác định theo bảng 1.9.3[1]: A=0, b=1 → = 0 + 1.22 = 22 phút. Quá trình làm nguội trong môi trường (nước + 10%NaOH) 20-25°C với tốc độ nguội tới hạn là 1200°C Thời gian làm nguội: - Tính nhiệt độ trung bình của vật nung 1.3.5 [1] : (2.33) Trong đó: T2tb : Nhiệt độ trung bình của vật nung T2d : Nhiệt độ ban đầu của vật nung (0K), T2d = 790 + 273 = 10630K T2c: Nhiệt độ cuối giai đoạn của vật nung(0K), T2c= (25 + 15) + 273 = 3130K t1 : Nhiệt độ của nước, t1= 250C Thay giá trị vào công thức trên ta có: → T2tb = 8950K = 6220C Dựa vào đồ thị (1.3.1 [1]) suy ra: là hệ số truyền nhiệt cho nước + NaOH ở 6220C : W/m2K - Tra bảng 2.18 và tính toán xác định được: Hệ số dẫn nhiệt l = 55 (W/moK) Nhiệt dung riêng c = 0,1675 (kJ/kg.độ) - Hệ số Bi 1.4.2 [1] : Bi = 0,2536 > 0.25 ® Vật nung là vật dày - Thời gian làm nguội (s) = 1,6(phút) (2.34) Trong đó: a: Hệ số truyền nhiệt độ (m2/s) (2.35) F0: chỉ tiêu F0. Từ biểu đồ Burin [3] tính toán theo nhiệt độ bề mặt cho chi tiết dạng khối với Bi = 0,2536 và xác định được F0 = 8,5 : Chỉ tiêu nhiệt độ . (2.36) -Thời gian làm nguội tính đến ảnh hưởng của chi tiết: (phút) (2.37) Tổng kết quy trình tôi : Nhiệt độ °C 790 Nước +NaOH 10% 2,79h 22 phút Thời gian Hình 2.233: Sơ đồ quy trình tôi Tính toán thời gian ram Sơ đồ nung và giữ nhiệt trong lò ram nhiệt độ 200 Thời gian Hình 2.234 : Sơ đồ nung và giữ nhiệt trong lò ram - Chọn lò ram Liên Xô loại πA-32-1 : + công suất 30kW + Kích thước 500 x 650 mm, + Nhiệt độ làm việc tối đa 650°C Tính toán thời gian nung đến nhiệt độ ram - Tính nhiệt độ trung bình của vật nung 1.3.5[1]: (2.38) Trong đó T2tb: là nhiệt độ trung bình của vật nung T2đ: Nhiệt độ ban đầu của vật nung(oK) T2c: Nhiệt độ cuối giai đoạn của vật nung(oK) T2đ = 25 + 273 = 298 °K T2c = 200 + 273 = 473°K Từ đó ta có T2tb= 4120K= 139oC - Tra bảng 1.5.1 [1] xác định được :Hệ số dẫn nhiệt l = 40,487 W/mK Nhiệt dung riêng C = 0,484 kJ/kg.độ - Tra theo hình 1.3.1[1] xác định được hệ số truyền nhiệt a = 25 W/m2K - Chỉ tiêu Bi tính theo công thức 1.4.2[1] : → vật nung là vật mỏng. - Công suất hữu ích của lò 1.4.1[1] : Nh == =16000 (W) (2.39) h : Hệ số sử dụng hữu ích của lò, h = 0,7¸0,8 Ntk : công suất thiết kế của lò, Ntk = 30 kW - Số chi tiết trong 1 mẻ để sử dụng hết công suất hữu ích của lò theo 1.5.11[1]: (2.40) + k: hệ số tỷ lệ giữa nhiệt độ đạt được ở giai đoạn đầu và nhiệt độ nung cuối cùng cần đạt , k = 0,85 ¸ 0,95 ® chọn k = 0.9 + F là diện tích nung của một chi tiết: F = 2.0,059.0,1 + 2.0,059.0,07 + 2.0,07.0,1 = 0,03406 (m) - Chọn số chi tiết trong 1 mẻ là 90 cái. * Đồ gá : Chọn đồ gá gồm 4 tầng kích thước 450x480 mm, mỗi tầng dày 5mm. Trên mỗi tầng đục 60 lỗ nhỏ đường kính 25 mm có tác dụng dẫn nhiệt từ dưới lên.Thiết kế 4 thanh trụ đường kính 10 mm cao 480 mm hàn các tầng gá để liên kết các tầng với nhau.Mỗi tầng hàn 1 dây thép đường kính 5mm dài 1,414m (khi quấn tròn được hình tròn đường kính 450mm) bao quanh để đỡ 4 trụ và chi tiết đặt bên trong.3 tầng dưới ta đặt khít tầm 23 chi tiết, tầng trên cùng đặt 21 chi tiết. Hình 2.235 : Hình dáng mô tả đồ gá 4 tầng - Khối lượng của gá : -Khối lượng mẻ xếp : Mmẻ = Mct + Mgá = 288 + 26,8 =314,8 Kg (2.41) Hình 2.236 : Hình dáng mô tả đồ gá - Diện tích hấp thụ nhiệt của mỗi gá : - Diện tích hấp thụ nhiệt của chi tiết : Fct = n.F = 90.0,03406 = 3,0654 m2 → Fm = Fct + 4.Fgá = 3,0654 + 4.0,266 = 4,1294 m2 - Kiểm tra điều kiện: Công suất nung để nhiệt độ lò không thay đổi trong toàn bộ quá trình nung: (2.42) Chọn hệ số hữu dụng h = 0,8. Ta thấy Nkt > Ntk nên quá trình nung đến 200oC trong lò ram phải trải qua 2 giai đoạn: + Giai đoạn 1: Nhiệt độ lò thay đổi - Khi kết thúc giai đoạn 1 nhiệt độ chi tiết đạt nhiệt độ t’2 (2.43) - Thời gian nung giai đoạn 1: (2.44) + Giai đoạn 2: nhiệt độ lò không thay đổi (2.45) Thời gian nung t1 = = (tn1 + tn2).kx= (286 + 4045).1,4 = 6063,4 s = 101 phút (2.46) = 1,68 giờ. Thời gian giữ nhiệt khi ram Áp dụng công thức 1.9.4[1]: (2.47) S : chiều dày trung bình của vật nung : S = 22 mm Các hệ số A,b được xác định theo bảng 1.9.3[1] với nhiệt độ ram 200°C: A=120, b=1 → = 120 + 1.22 = 142 phút = 2,36 giờ. Nhiệt độ 200 1,68h 2,36h thời gian Hình 2.237: Sơ đồ quy trình ram Sau khi ta nhiệt luyện xong cần mài lại để đạt độ phẳng để chuẩn bị gia công các nguyên công tiếp theo. TÀI LIỆU THAM KHẢO - Công nghệ dập nguội – Lê Nhương (Hiệu đính) - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - Năm 1974. - Sổ tay dập nguội - dịch Nguyễn Giảng – Lê Nhương hiệu đính- Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - Năm 1972. - Giáo trình kỹ thuật dập nguội –Tổ môn: Nhiệt luyện- Rèn dập biên soan- Trường Trung cấp Cơ điện- Hà nội. - Sổ tay thiết kế khuôn dập tấm-V.L MARTRENCO, L.I RUDMAN (Vũ khúc Nhã biên dịch) – Nhà xuất bản Hải Phòng - Năm 2005. - Hỏi và đáp về Dập tấm và cán kéo kim loại – Đỗ hữu Nhơn, Nguyễn ngọc Giao, Nguyễn mậu Đằng.-Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Năm 2001. - MISUMI (standard components for press dieds) – Năm 2007 - Gia công tia lửa điện –Tác giả PGS.TS Vũ hoài Ân - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Năm 2005. - Thực hành nguội N.I MakienKo – Nhà xuất bản Maxcơva. - Công nghệ trên máy CNC - Tác giả PGS.TS Trần Văn Địch - Nhà xuất bản KHKT - 2000. - Máy công cụ CNC - Tạ Duy Liêm - Nhà xuất bản KHKT - 1999. - Nhập môn CNC - Trung tâm IMI. - Phần mềm TopSolid 2007 (Full license) - Miller (Pháp) 5. Ghi chú: Mục 2 là gia công trên máy cắt dây, có thể trang thiết bị phục vụ cho thực tập cắt dây một số trường không có. Vì vậy có thể sử dụng các phần mềm cho học viên thực tập chế tạo khuôn dập cắt trên các máy ảo để hình thành kỹ năng cơ bản, sau đó cho học viên xuống các cơ sở kinh doanh hoặc các công ty có máy cắt dây thực tập thực tế. Như vậy mới đảm bảo mục tiêu của mô đun.