PHAÀN 2 COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG BAÈNG AÙP LÖÏC • Chöông 1. Khaùi nieäm veà gia coâng kim loaïi baèng aùp löïc . • Chöông 2. Nung noùng kim loaïi ñeå gia coâng aùp löïc. • Chöông 3. Caùn vaø keùo. • Chöông 4. Reøn töï do vaø reøn khuoân. • Chöông 5. Daäp taám. CHÖÔNG 1. KHAÙI NIEÄM VEÀ GIA COÂNG KIM LOAÏI BAÈNG AÙP LÖÏC • 1.1 Ñònh nghóa . • 1.2 Öu – nhöôïc ñieåm cuûa gia coâng baèng aùp löïc . • 1.3 Phaân loaïi caùc phöông phaùp gia coâng baèng aùp löïc. 1.4 Söï bieán daïng deûo cuûa kim loaïi . • 1.5 Nhöõng nhaân toá aûnh höôûng ñeán tính deûo cuûa kim loaïi . • 1.6 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo ñeán tính chaát vaø toå chöùc cuûa kim loaïi . • 1.7 Söï keát tinh laïi . • 1.8 Caùc ñònh luaät cô baûn aùp duïng khi gia coâng 1.1Ñònh nghóa. Phöông phaùp taïo phoâi döïa vaøo nguyeân lyù bieán daïng deûo cuûa kim loaïi döôùi taùc duïng cuûa ngoaïi löïc laøm thay ñoåi hình daùng, kích thöôùc theo yù muoán. 1.2 Öu – nhöôïc ñieåm cuûa gia coâng baèng aùp löïc • So vôùi ñuùc. * Öu ñieåm: Khöû ñöôïc moät soá khuyeát taät nhö roã khí, roã co laøm cho toå chöùc kim loaïi mòn, cô tính saûn phaåm cao. Coù khaû naêng bieán toå chöùc haït cuûa kim loaïi thaønh toå chöùc thôù, coù khaû naêng taïo ñöôïc caùc toå chöùc thôù uoán, xoaén khaùc nhau laøm taêng cô tính cuûa saûn phaåm. Ñoâä boùng, ñoä chính xaùc cao hôn caùc chi tieát ñuùc. Deã cô khí hoaù vaø töï ñoäng hoaù neân naêng suaát cao, giaù thaønh haï. * Haïn cheá:  Khoâng gia coâng ñöôïc caùc chi tieát phöùc taïp  Khoâng reøn daäp ñöôïc caùc chi tieát quaù lôùn.  Khoâng gia coâng ñöôïc caùc kim loaïi doøn. *So vôùi caét goït: *Öu ñieåm : Naêng suaát cao, pheá lieäu ít, giaù thaønh haï. Reøn, daäp laø nhöõng phöông phaùp cô baûn ñeå taïo phoâi cho gia coâng caét goït. *Nhöôïc ñieåm : Ñoä boùng, ñoä chính xaùc thaáp hôn so vôùi gia coâng caét goït. 1.3 Phaân loaïi caùc phöông phaùp gia coâng baèng aùp löïc. 1.3.1 Phöông phaùp caùn . 1.3.2 Phöông phaùp keùo kim loaïi . 1.3.3 Phöông phaùp eùp kim loaïi . 1.3.4 Reøn töï do. 1.3.5 Reøn khuoân(Daäp noùng) 1.3.6 Daäp taám(Daäp nguoäi) 1.3.1   Phöông phaùp caùn . Phöông phaùp caùn laø phöông phaùp bieán daïng kim loaïi giöõa hai truïc caùn quay ngöôïc chieàu nhau ñeå ñöôïc saûn phaåm caùn coù tieát dieän gioáng nhö loã hình (khe hôû giöõa 2 truïc caùn) vaø coù chieàu daøi khoâng haïn cheá. 1.3.2 Phöông phaùp keùo kim loaïi : Laø phöông phaùp bieán daïng deûo kim loaïi qua loã hình cuûa khuoân keùo döôùi taùc duïng cuûa löïc keùo, phoâi ñöôïc vuoát daøi ra, giaûm dieän tích tieát dieän ngang, taêng chieàu daøi. 1.3.3Phöông phaùp eùp kim loaïi : Kim loaïi sau khi nung noùng cho vaøo buoàng eùp,döôùi taùc duïng cuûa chaøy eùp kim loaïi chui qua loã khuoân eùp coù hình daïng vaø kích thöôùc cuûa chi tieát caàn cheá taïo. 1.3.4 Phöông phaùp reøn töï do : Laø phöông phaùp bieán daïng töï do kim loaïi döôùi taùc duïng löïc daäp cuûa buùa hoaëc löïc eùp cuûa maùy eùp. 1.3.5 Phöông phaùp reøn khuoân : Laø phöông phaùp bieán daïng deûo kim loaïi trong loøng khuoân reøn döôùi taùc duïng cuûa löïc daäp. 1.3.6 Daäp taám : Laø phöông phaùp bieán daïng deûo phoâi kim loaïi ôû daïng taám, trong khuoân döôùi taùc duïng cuûa ngoaïi löïc ñeå taïo thaønh saûn phaåm coù hình daïng, kích thöôùc theo yeâu caàu. 1.4. Söï bieán daïng deûo cuûa kim loaïi 1.4.1 Khaùi nieäm. Kim loaïi khi chòu taùc duïng cuûa ngoaïi löïc ñeàu xaûy ra ba giai ñoaïn laø bieán daïng ñaøn hoài,bieán daïng deûo, phaù huûy. Xeùt bieán daïng deûo laø bieán daïng maø sau khi ñaõ boû löïc taùc duïng vaãn coøn moät phaàn bieán daïng dö ñöôïc giöõ laïi vaø treân caùc phaàn töû cuûa vaät theå khoâng nhaän thaáy coù söï phaù huyû. Bieán daïng deûo ôû kim loaïi bao goàm bieán daïng deûo cuûa ñôn tinh vaø ña tinh. Bieán daïng deûo cuûa ñôn tinh theå: Laø bieán daïng deûo theo cô cheá tröôït vaø song tinh. Kim loaïi khaùc nhau thì coù tính deûo khaùc nhau. Bieán daïng deûo cuûa ña tinh theå. Ña tinh theå laø taäp hôïp cuûa caùc ñôn tinh. Bieán daïng cuûa ña tinh goàm 2 daïng: Bieán daïng trong noäi boä haït : Goàm söï tröôït vaø song tinh. Söï tröôït xaûy ra ñoái vôùi caùc haït coù phöông keát hôïp vôùi phöông cuûa löïc taùc duïng 450seõ tröôït tröôùc roài ñeán caùc maët khaùc. Söï song tinh saûy ra khi coù löïc taùc duïng lôùn ñoät ngoät gaây ra bieán daïng deûo cuûa kim loaïi. Bieán daïng ôû vuøng tinh giôùi : Taïi ñaây chöùa nhieàu taïp chaát deã chaûy vaø maïng tinh theå bò roái loaïn cho neân söï tröôït vaø bieán daïng thöôøng ôû nhieät ñoä t0>9500C. Giaûi thích söï tröôït. Theo thuyeát leäch, kim loaïi keát tinh khoâng saép xeáp theo qui luaät moät caùch lyù töôûng maø thöïc teá coù nhöõng choã leäch, caùc nguyeân töû ôû vò trí leäch luoân coù xu höôùng trôû veà vò trí caân baèng. Khi coù löïc taùc duïng thì ñaàu tieân söï di ñoäng xaûy ra ôû caùc ñieåm leäch, caùc vuøng laân caän cuõng dòch chuyeån theo. Cuoái cuøng laïi taïo neân choã leäch môùi. Quaù trình cöù tieáp tuïc ñeán khi khoâng coøn löïc taùc duïng nöõa. * * Hieän töôïng tröôït coøn ñöôïc giaûi thích baèng moät hieän töôïng khaùc ñoù laø söï khuyeách taùn khi nhieät ñoä taêng cao, caùc nguyeân töû di ñoäng maïnh daàn vaø dòch chuyeån sang moät vò trí caân baèng khaùc, laøm maïng tinh theå bò bieán daïng döôùi hình thöùc tröôït. BDÑH laø bieán daïng maø khi thoâi taùc duïng löïc, kim loaïi seõ trôû veà vò trí ban ñaàu. Giaûi thích hieän töôïng song tinh τ Döôù i taùc duïng cuûa öùng suaát tieáp , trong tinh theå coù . söï dòch chuyeån töông ñoái cuûa haøng loaït caùc maët ngtöû naøy so vôùi caùc maët khaùc. Qua moät maët phaúng coá ñònh naøo ñoù goïi laø maët song tinh. Hieän töôïng song tinh xaûy ra raát nhanh vaø maïnh khi bieán daïng ñoät ngoät, toác ñoä bieán daïng lôùn 1.4.2 Caùc hieän töôïng xaûy ra khi bieán daïng deûo. Söï thay ñoåi hình daïng haït :Söï thay ñoåi hình daïng haït chuû yeáu laø nhôø quaù trình tröôït . Haït khoâng nhöõng thay ñoåi veà kích thöôùc maø coøn coù theå vôõ ra thaønh nhieàu khoái nhoû laøm taêng cô tính. Söï ñoåi höôùng cuûa haït : Tröôùc khi bieán daïng caùc haït saép seáp khoâng theo moät höôùng nhaát ñònh naøo.Söï hình thaønh toå chöùc sôïi daãn ñeán söï sai khaùc veà cô, lí tính cuûa kim loaïi theo nhöõng höôùng khaùc nhau, laøm cho kim loaïi maát tính ñaúng höôùng . Söï taïo thaønh öùng suaát dö : Khi gia coâng aùp löïc do bieán daïng khoâng ñeàu vaø khoâng cuøng moät löïc neân trong noäi boä vaät theå sau khi bieán daïng coøn ñeå laïi öùng suaát goïi laø öùng suaát dö. Coù 3 loaïi öùng suaát dö: Öùng suaát dö loaïi 1 (σ1): Laø öùng suaát dö sinh ra do söï bieán daïng khoâng ñoàng ñeàu giöõa caùc boä phaän cuûa vaät theå. ÖÙng suaát dö loaïi 2 (σ2): Laø öùng suaát dö sinh ra do söï bieán daïng khoâng ñoàng ñeàu giöõa caùc haït. ÖÙng suaát dö loaïi 3 (σ3): Laø öùng suaát dö sinh ra do söï bieán daïng khoâng ñoàng ñeàu trong noäi boä haït. Söï thay ñoåi theå tích vaø theå troïng. Khi bieán daïng deûo trong noäi boä haït luoân xaûy ra hai quaù trình: Taïo ra nhöõng veát nöùt, khe xoáp, loã roã teá vi do söï vôõ naùt cuûa maïng tinh theå khi tröôït vaø song tinh. Quaù trình haøn gaén nhöõng loã roã,veát nöùt khi keát tinh laïi. Do ñoù khi gia coâng aùp löïc, tæ troïng vaø theå tích cuûa kim loaïi bò thay ñoåi ñaùng keå. 1.5 Nhöõng nhaân toá aûnh höôûng ñeán tính deûo cuûa kim loaïi. 1.5.1 Traïng thaùi öùng suaát . 1.5.2 Toác ñoä bieán daïng vaø nhieät ñoä . 1.5.3 Thaønh phaàn vaø toå chöùc kim loaïi . 1.5.1 Traïng thaùi öùng suaát : Traïng thaùi öùng suaát keùo caøng ít, neùn caøng nhieàu thì tính deûo kim loaïi caøng cao. o  Traïng thaùi öùng suaát neùn khoái laøm kim loaïi coù tính deûo cao hôn neùn maët phaúng vaø ñöôøng thaúng coøn traïng thaùi öùng suaát keùo khoái thì laïi laøm tính deûo kim loaïi keùm ñi. 1.5.2 Toác ñoä bieán daïng vaø nhieät ñoä . Toác ñoä bieán daïng laø löôïng bieán daïng daøi töông ñoái trong moät ñôn vò thôøi gian. dV W= V .dt Gia coâng nguoäi t0 = TKTL Neáu taêng toác ñoä bieán daïng seõ laøm giaûm tính deûo cuûa kim loaïi do coù söï bieán cöùng cuûa kim loaïi. Gia coâng noùng t0 > TKTL Ôû nhieät ñoä khoâng quaù cao : Ñoái vôùi theùp t0= 9000 C Khi taêng toác ñoä bieán daïng(W) thì löïc ma saùt laøm taêng nhieät ñoä cuûa kim loaïi leân 10000C ÷ 11000C neân theùp raát deûo. Gia coâng kim loaïi ôû nhieät ñoä quaù cao : Neáu taêng W thì löïc ma saùt laøm taêng nhieät ñoä cuûa kim loaïi ñeán vuøng quaù nhieät laøm ñoä deûo giaûm , ñoä cöùng taêng leân. 1.5.3 Thaønh phaàn vaø toå chöùc kim loaïi. Thaønh phaàn vaø toå chöùc kim loaïi lieân quan vôùi nhau. Kim loaïi ôû traïng thaùi nguyeân chaát hoaëc moät pha dung dòch raén bao giôø cuõng coù tính deûo cao hôn vaø deã bieán daïng hôn so vôùi kim loaïi coù caáu taïo hoãn hôïp cô hoïc hoaëc hôïp chaát hoaù hoïc. Vd : Theùp % C thaáp deûo hôn theùp %C cao. 1.6 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo ñeán tính chaát vaø toå chöùc cuûa kim loaïi. 1.6.1 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo ñeán toå chöùc vaø cô tính kim loaïi . 1.6.2 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo tôùi lyù tính kim loaïi . 1.6.3 Aûnh höôûng cuûa bieàn daïng deûo tôùi hoaù tính . 1.6.1 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo ñeán toå chöùc vaø cô tính kim loaïi. Toác ñoä bieán daïng caøng taêng thì söï vôõ naùt cuûa caùc haït caøng lôùn, ñoä haït caøng giaûm do ñoù cô tính caøng cao. Bieán daïng deûo giuùp khöû ñöôïc caùc khuyeát taät nhö xoáp co, roã khí, roã co, loõm co… laøm taêng ñoä mòn chaët cuûa kim loaïi laøm cô tính taêng leân. Bieán daïng deûo coù theå taïo ñöôïc caùc thôù uoán xoaén khaùc nhau laøm taêng cô tính saûn phaåm. Toác ñoä bieán daïng cuõng coù aûnh höôûng lôùn tôùi cô tính saûn phaåm : Neáu toác ñoä bieán daïng caøng lôùn thì söï bieán cöùng caøng nhieàu , söï khoâng ñoàng ñeàu cuûa bieán cöùng caøng nghieâm troïng vaø söï phaân boá thôù caøng khoâng ñeàu do ñoù cô tính keùm. 1.6.2 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo tôùi lyù tính kim loaïi. Bieán daïng deûo laøm taêng ñieän trôû, giaûm tính daãn ñieän vaø laøm thay ñoåi töø tröôøng trong kim loaïi. Tính daãn ñieän : Bieán daïng deûo taïo ra söï sai leäch trong maïng tinh theå laøm tính lieân tuïc cuûa ñieän tröôøng trong tinh theå bò phaù vôõ, ngoaøi ra noù coøn taïo nhöõng maøng chaén caûn trôû söï chuyeån ñoäng töï do cuûa ñieän töû. Ñaây laø nguyeân nhaân laøm taêng ñieän trôû cuûa kim loaïi. . Tính daãn nhieät : Bieán daïng deûo laøm giaûm tính daãn nhieät. Do bieán daïng deûo laøm xoâ leäch maïng, laøm xoâ leäch vuøng tinh giôùi, laøm giaûm bieân ñoä dao ñoäng nhieät cuûa caùc ñieän töû. Töø tính : Caùc sai leäch taïo ra khi bieán daïng deûo laøm thay ñoåi caùch boá trí töø tröôøng cô baûn trong kim loaïi do ñoù laøm thay ñoåi töø tính, ñoä thaám töø,… 1.6.3 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo tôùi hoaù tính. Sau khi bieán daïng deûo naêng löôïng töï do cuûa caùc kim loaïi taêng do ñoù hoaït tính hoaù hoïc cuûa kim loaïi cuõng taêng leân. 1.7 Söï keát tinh laïi. Kim loaïi ôû traïng thaùi ñaëc coù hieän töôïng keát tinh (sinh ra taâm maàm, phaùt trieån maàm ) goïi laø hieän töôïng keát tinh laïi . Khi gia coâng nguoäi beà maët kim loaïi bò bieán cöùng ( ñoä cöùng taêng, ñoä deûo giaûm ). Ñeå khöû bieán cöùng ta nung kim loaïi leân t0, giöõ nhieät,uû keát tinh laïi roài ñem gia coâng tieáp. Hieän töôïng keát tinh laïi goàm 3 giai ñoaïn : Giai ñoaïn hoài phuïc: t0 = (0.2÷ 0.3)Tnc (0K ) Giai ñoaïn keát tinh laïi laàn 1: t0 = 0.4 Tnc Giai ñoaïn keát tinh laïi laàn 2: t0 > 0.4 Tnc Trong gia coâng aùp löïc caàn traùnh löôïng bieán daïng tôùi haïn vì ôû ñoù ñoä haït kim loaïi lôùn nhaát laøm cô tính keùm. Gia coâng noùng t0> TKTL(0K ) TKTL=0.4 Tnc (0K ) Gia coâng ôû nhieät ñoä cao neân kim loaïi coù ñoä deûo cao, ñoä beàn ,ñoä cöùng thaáp neân löïc bieán daïng khoâng lôùn, coâng suaát thieát bò khoâng lôùn, nhöng ñoä chính xaùc, ñoä boùng cuûa beà maët kim loaïi khoâng cao. Thöôøng gia coâng phoâi daïng khoái. Gia coâng nguoäi t0< TKTL (0K ) Löïc bieán daïng lôùn,ñoøi hoûi coâng suaát thieát bò lôùn. Ñoä chính xaùc vaø ñoä boùng beà maët cao. Thöôøng gia coâng phoâi daïng taám. 1.8 Caùc ñònh luaät cô baûn aùp duïng khi gia coâng baèng aùp löïc. 1.8.1 Ñònh luaät bieán daïng ñaøn hoài toàn taïi song song vôùi bieán daïng deûo. 1.8.2 Ñònh luaät öùng suaát dö. 1.8.3 Ñònh luaät theå tích khoâng ñoåi . 1.8.4 Ñònh luaät trôû löïc beù nhaát. 1.8.1 Ñònh luaät bieán daïng ñaøn hoài toàn taïi song song vôùi bieán daïng deûo. Khi gia coâng aùp löïc neáu trong kim loaïi xaûy ra bieán daïng deûo bao giôø cuõng coù moät löôïng bieán daïng ñaøn hoài keøm theo (ñöôïc xaùc ñònh baèng goùc ñaøn hoài , phuï thuoäc vaøo moduyn ñaøn hoài E cuûa vaät lieäu vaø chieàu daøy taám kim loaïi) Gia coâng nguoäi : Kim loaïi daïng taám seõ chòu aûnh höôûng lôùn. Gia coâng noùng : Kim loaïi daïng khoái , aûnh höôûng cuûa bieán daïng ñaøn hoài coù theå boû qua. Thöôøng ñeå aùp duïng khi thieát keá khuoân daäp, vaät daäp phaûi keå ñeán löôïng bieán daïng dö do bieán daïng ñaøn hoài gaây ra. 1.8.2 Ñònh luaät öùng suaát dö. Khi gia coâng aùp löïc do nung noùng vaø laøm nguoäi khoâng ñeàu, löïc bieán daïng, löïc ma saùt… phaân boá khoâng ñeàu laøm phaùt sinh ra öùng suaát dö toàn taïi caân baèng beân trong vaät theå kim loaïi. Neáu khoâng caân baèng thì seõ coù quaù trình tích, thoaùt öùng suaát laøm cho vaät theå bieán daïng ngoaøi yù muoán ñeå öùng suaát dö toàn taïi caân baèng. 1.8.3 Ñònh luaät theå tích khoâng ñoåi . « Theå tích cuûa vaät theå tröôùc khi bieán daïng baèng theå tích vaät theå sau khi bieán daïng » Goïi theå tích vaät tröôùc khi gia coâng laø V0 Goïi theå tích vaät sau khi gia coâng laø V. Vaät theå coù chieàu cao, roäng, daøi tröôùc khi gia coâng laø: h0 ; b0 ; l 0 Vaät theå coù chieàu cao, roäng, daøi sau khi gia coâng laø: h ; b ; l Theo ñieàu kieän theå tích khoâng ñoåi ta coù : h.b. l = h0.b0.l0 h b l • • =1 h0 b0 l0 h b l ln + ln + ln =0 h0 b0 l0 δ 1 + δ 2 + δ 3 =0 (*) Phöông trình (*) goïi laø phöông trình ñieàu kieän theå tích khoâng ñoåi.   δ 1 ; δ 2  ;  δ 3 : Laø caùc öùng bieán chính. Nhaän xeùt : Khi gia coâng bieán daïng neáu toàn taïi caû ba öùng bieán chính nghóa laø coù söï thay ñoåi kích thöôùc caû ba chieàu thì ñaàu cuûa moät öùng bieán phaûi traùi daáu vôùi hai öùng bieán kia vaø coù giaù trò tuyeät ñoái baèng toång cuûa hai öùng bieán kia. h h0 0.25 Tnc 2.3.2 Thôøi gian nung. Cheá ñoä nung hôïp lí caàn baûo ñaûm nung kim loaïi ñeán nhieät ñoä caàn thieát trong moät khoaûng thôøi gian cho pheùp nhoû nhaát. tnung= α .β . K . D . D (giôø) α :Heä soá saép xeáp phoâi trong loø. L  :Heä soá kích thöôù c phoâ i β   D K :Heä soá truyeàn nhieät kim loaïi. D : Ñöôøng kính phoâi hoaëc chieàu daøi caïnh ngaén nhaát cuûa phoâi. 2.3.3 Toác ñoä nung. Toác ñoä nung aûnh höôûng lôùn ñeán naêng suaát vaø chaát löôïng nung. Coù 2 giai ñoaïn ñeå xaùc ñònh toác ñoä nung: Giai ñoaïn nhieät ñoä thaáp (theùp töø 800 0 ÷8500): Giai ñoaïn naøy kim loaïi coù tính deûo thaáp, söï nung noùng phuï thuoäc tính truyeàn nhieät cuûa kim loaïi. Toác ñoä nung giai ñoaïn naøy goïi laø: “ Toác ñoä nung cho pheùp” Vn. Vn caàn chaäm ñeå traùnh kim loaïi bò nöùt neû hoaëc bieán daïng. Giai ñoaïn nhieät ñoä cao(> 8500C) Toác ñoä nung giai ñoaïn naøy goïi laø: “ Toác ñoä nung kó thuaät” Giai ñoaïn naøy caàn nung nhanh ñeå giaûm söï oâ xy hoùa, vì ôû nhieät ñoä cao tính deûo cuûa kim loaïi taêng neân khoâng sôï nöùt, nhöng toác ñoä oâxi hoùa maïnh. Nhieät ñoä nung phuï thuoäc vaøo vaät lieäu, kích thöôùc vaät nung. Toác ñoä nung giai ñoaïn naøy coù theå tra trong baûng cuûa soå tay reøn daäp. 2.4 Thieát bò nung noùng. Loø phaûn xaï( loø buoàng) HÌNH /172 Nhieân lieäu söû duïng laø than ñaù. Loø ñieän : Coù 3 loaïi: Loø ñieän trôû . HÌNH /173 Loø ñieän caûm öùng . Loø duøng naêng löôïng ñieän phaân . 2.5 Laøm nguoäi sau khi gia coâng aùp löïc • Laø moät coâng vieäc raát quan troïng ñeå ñaûm baûo chaát löôïng vaät gia coâng. • Goàm 2 giai ñoaïn: Laøm nguoäi trong khi reøn daäp: Laø quaù trình phoâi truyeàn nhieät ra moâi tröôøng, duïng cuï gia coâng… Laøm nguoäi sau khi gia coâng: Neáu laøm nguoäi khoâng toát seõ laøm giaûm chaát löôïng saûn phaåm,nhö cong veânh,nöùt neû… Ñoái vôùi chi tieát nhoû: Xeáp vaøo loø chöùa voâi boät hay loø coù nhieät ñoä thaáp hôn ñeå laøm nguoäi chaäm. Ñoái vôùi chi tieát lôùn (D=500  1500mm) : Ñaët trong khoâng khí, phuû caùt aùo baûo veä baèng amiaêng, ñaët caùch vaät • 50  120 mm ñeå laøm nguoäi chaäm. •   CHÖÔNG 3. CAÙN VAØ KEÙO 3.1 Caùn. 3.1.1 Thöïc chaát cuûa quaù trình caùn. 3.1.2 Caùc saûn phaåm caùn.  3.1.3 Thieát bò caùn.  3.2 Keùo daây. 3.2.1 Baûn chaát cuûa quaù trình keùo daây. 3.2.2 Duïng cuï vaø thieát bò keùo daây.  3.1.1 Thöïc chaát cuûa quaù trình caùn.  Khaùi nieäm:Quùa trình laø cho kim loïai bieán daïng giöõa hai truïc caùn quay ngöôïc chieàu nhau, laøm cho chieàu cao giaûm, chieàu daøi vaø chieàu roäng taêng. Caùc thoâng soá ñeå bieåu thò khi caùn: l1 F0 µ Heä soá keùo daøi : = = F1 l0 l0, F0 :Chieàu daøi ,dieän tích phoâi caùn. l1, F1 :Chieàu daøi,dieän tích tieát dieän sau khi caùn. Löôïng eùp tuyeät ñoái :  h = h0 –h1 =D(1- cos α ) D:Ñöôøng kính truïc caùn. α:Goùc aên Phaûn löïc N  N X = N . sin α   N Y = N . cos α TX = T . cos α = N . f . cos α Löïc ma saùt T  TY = T . sin α T = N.tgβ = N.f vôùi N: löïc phaùp tuyeán, β: goùc ma saùt, f: heä soá ma saùt Ñeå caùn ñöôïc thì: T x > Nx N.f.cos α> N.sin α N.tgβ.cos α> N.sin α tgβ > tg α β > α Vaäy ñieàu kieän caùn ñöôïclaø: β > α Bieän phaùp coâng ngheä taêng heä soá ma saùt baèng caùch: Khoeùt raõnh , haï nhieät ñoä ôû ñaàu phoâi. Boâi caùc chaát taêng ma saùt. Thay ñoåi ñoä hôû giöõa hai truïc caùn. 3.1.2 Caùc saûn phaåm caùn. Coâng ngheä caùn ñöôïc söû duïng ñeå caùn raát nhieàu loaïi kim loaïi ( nhö theùp, nhoâm, hôïp kim nhoâm, ñoàng…) Saûn phaåm caùn raát ña daïng vaø phong phuù, coù nhieàu loaïi hình. Loaïi hình: Coù theå chia laøm 2 nhoùm: Ñôn giaûn: Laø loaïi coù tieát dieän vuoâng, troøn, tam giaùc, chöõ nhaät, baàu duïc, baùn nguyeät… Phöùc taïp: Laø loaïi coù tieát dieän hình chöõ T , L , I, U, theùp goùc, theùp ñöôøng ray,…   Loaïi taám: Taám daøy: Töø 460 mm hoaëc lôùn hôn, roäng töø 600mm ñeán5000mm, daøi töø 4000mm ñeán12000mm. Taám moûng: Töø 0.2mm ñeán 3.75mm. Daûi: Laø caùc daûi daøi coù chieàu roäng töø 200mm ñeán180m, chieàu daøi töø 100mm ñeán 60000mm,daøy töø 0.2 ñeán 2mm. Loaïi oáng: Coù 2 loaïi: Oáng khoâng coù moái haøn Oáng coù moái haøn Loaïi hình daïng ñaëc bieät: Nhö caùc chi tieát loaïi bi, caùc chi tieát coù hình daïng phöùc taïp. 3.1.3 Thieát bò caùn.  Gía caùn: Ñeå laép truïc caùn, coù thieát bò ñieàu chænh khoaûng caùch giöõa caùc truïc caùn. Truïc caùn: Goàm truïc caùn trôn vaø truïc caùn loã hình. 1.Baùnh caùn; 2.Coå truïc; 3.Ñaàu chöõ thaäp caùn Hoäp giaûm toác: Giaûm toác ñoä töø truïc ñoäng cô ñöa ñeán truïc Hoäp baùnh raêng chöõ V: Nhaän chuyeån ñoäng töø hoäp giaûm toác, qua caùc baùnh raêng chöõ V ñeå phaân phoái treân truïc caùn. Taát caû caùc boä phaän treân ñöôïc coá ñònh treân neàn caùn 3.2.1 Baûn chaát cuûa quaù trình keùo daây. Laø quaù trình keùo phoâi kim loaïi qua loã khuoân keùo laøm cho tieát dieän ngang cuûa phoâi giaûm vaø chieàu daøi taêng. Caùc saûn phaåm coù theå ñaït ñoä chính xaùc caáp 2 ñeán caáp 4. Ñoä boùng vaø ñoä chính xaùc thaáp hôn saûn phaåm keùo nguoäi. Moãi laàn keùo qua khuoân, tieát dieän phoâi giaûm töø 15% ñeán 35%. d0 K= = d1 σ 1+ ρ (1 + f . cot gα ) K: Heä soá keùo cho pheùp. d0,d1: Ñöôøng kính phoâi tröôùc vaø sau khi keùo.  : Giôùi haïn beàn trung bình cuûa kim loaïi(N/mm2). f : Heä soá ma saùt.  : Aùp löïc khuoân keùo leân kim loaïi(N/mm2).  : Goùc nghieâng loã khuoân. Tính soá laàn keùo n. Töø ñöôøng kính ban ñaàu d ñeán ñöôøng kính cuoái cuøng dn phaûi keùo qua caùc khuoân keùo trung gian thì: d0 d0 Laàn keùo 1: K= d d1 = K d d1 1 0 Laàn keùo 2: K= d2 = K 2 d d n −1 2 d0 Laàn keùo n: K= dn= n dn d0 K Kn= dn n.lgK= (lgd0 - lgdn) n= lg d 0 − lg d n lg K Tính löïc keùo daây: Löïc keùo daây coù theå ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : F0 P =  .F.lg (1+f.cotg α) (N) F1  : Giôùi haïn beàn cuûa kim loaïi(N/mm2) F0,F1: Tieát dieän tröôùc vaø sau khi keùo (mm2) f: Heä soá ma saùt giöõa kim loaïi vaø khuoân. 3.2.2 Duïng cuï vaø thieát bò keùo daây. Khuoân keùo HÌNH 65/61 Khuoân keùo goàm caùc vuøng cô baûn sau: 1.Vuøng boâi trôn coù goùc 900 chöùa chaát boâi trôn ñeå phoâi ñi vaøo deã daøng 2. Vuøng bieán daïng, goùc 2  ( 2  = 60  180 ) 3. Vuøng ñònh kính l3 =1/2 d 4. Vuøng thoaùt khuoân, coù goùc baèng 600 ,ñeå phoâi thoaùt khuoân ñöôïc deã daøng, traùnh söôùc beà maët saûn phaåm keùo. Vaät lieäu ñeå laøm thaân khuoân thöôøng laø hôïp kim cöùng vaø theùp duïng cuï thuoäc nhoùm theùp khuoân daäp nguoäi ( CD80, CD120 ), hôïp kim cacbit W, theùp hôïp kim Cr-Ni. Ñeá khuoân laøm baèng theùp thöôøng vaø haøn chaët vaøo maùy keùo. Thieát bò keùo goàm 2 loaïi: Maùy keùo thaúng: Duøng ñeå keùo daây hoaëc oáng coù ñöôøng kính lôùn, löïc keùo töø 0.2 ñeán 75 taán, toác ñoä keùo töø 15 m/ph ñeán 45 m/ph. Duøng boä phaän truyeàn ñoäng xích, truïc vít, eâcu, thanh raêng vaø baùnh raêng. Maùy keùo coù tang cuoän loaïi khoâng tröôït hoaëc coù tröôït, duøng daây keùo hoaëc thoûi coù ñöôøng kính 4.5 ñeán 16mm. Duøng heä thoáng roøng roïc laøm caêng daây.  Hình 2. :Maùy keùo coù tang cuoän 1.OÁng cuoän; 2.Khuoân keùo; 3.Troáng. CHÖÔNG 4 REØN TÖÏ DO VAØ REØN KHUOÂN 4.1 Khaùi nieäm vaø phaân loaïi caùc phöông phaùp reøn, daäp . 4.2 Thieát bò reøn daäp . 4.3 Reøn töï do . 4.4 Thieát keá vaät reøn khuoân vaø khuoân reøn . 4.1 Khaùi nieäm vaø phaân loaïi caùc phöông phaùp reøn, daäp . Reøn daäp: Laø phöông phaùp gia coâng kim loaïi baèng aùp löïc ôû nhieät ñoä cao hoaëc nhieät ñoä bình thöôøng ñeå taïo hình daïng vaø kích thöôùc saûn phaåm theo yeâu caàu löïc bieán daïng coù theå laø löïc ñoäng hay löïc tónh. Reøn: Laø bieán daïng kim loaïi ôû daïng khoái döôùi taùc duïng cuûa löïc ñoäng hay löïc tónh coù tính chu kyø hoaëc khoâng ñeå ñöôïc saûn phaåm coù hình daïng vaø kích thöôùc theo yeâu caàu. Reøn töï do : Caùc phöông phaùp bieán daïng goàm reøn tay vaø reøn maùy. Reøn khuoân (daäp khuoân ) : Caùc khuoân bieán daïng bò haïn cheá trong loøng khuoân. Daäp taám : Laø bieán daïng kim loaïi daïng taám moûng döôùi taùc duïng cuûa löïc tónh, khoâng coù tính chu kyø : daäp nguoäi. 4.2 Thieát bò reøn daäp . Thieát bò daäp goàm nhieàu loaïi : maùy reøn daäp, thieát bò nung, maùy naén thaúng, maùy caét phoâi, thieát bò vaän chuyeån, thieát bò laøm saïch… ñöôïc chia laøm 4 nhoùm: Nhoùm I : Nhoùm maùy buùa. Nhoùm II : Nhoùm maùy eùp . Nhoùm III : Nhoùm maùy daäp. Nhoùm IV : Maùy coù hình daïng vaø keát caáu phöùc taïp. Nhoùm I : Nhoùm maùy buùa. Goàm maùy buùa vaùn goã, maùy buùa hôi, maùy buùa loø xo, maùy buùa hôi nöôùc… Vmax = 5 ÷10 m/s tct > 0,01 s ( tct : thôøi gian coâng taùc ) Quan heä giöõa vaän toác vaø thôøi gian coâng taùc cuûa nhoùm maùy buùa. Nhoùm II : Nhoùm maùy eùp . Nhoùm maùy eùp goàm maùy eùp thuyû löïc, maùy eùp ma saùt. Vmax = 0,2 m/s tct > 0,1 s Nhoùm III : Nhoùm maùy daäp. Nhoùm maùy daäp goàm maùy reøn ngang, maùy daäp truïc khuyûu. Vmax = 5 m/s tct > 0,01 s Maùy coù hình daïng vaø keát caáu phöùc taïp. Nhoùm IV : Maùy coù hình daïng vaø keát caáu phöùc taïp goàm maùy reøn lieân tuïc, truïc reøn. 4.2.1 Ñaëc ñieåm caùc thieát bò taïo löïc Veà phöông dieän kó thuaät, reøn töï do coù ÑCX khoâng cao, chaát löôïng toaøn boä cuûa saûn phaåm phuï thuoäc nhieàu vaøo trình ñoä tay ngheà cuûa coâng nhaân. Thieát bò vaø duïng cuï reøn töï do noùi chung ñôn giaûn, deã söû duïng. 4.2.2 Caùc loaïi maùy buùa ( maùy nhoùm 1 ) Maùy buùa hôi. Maùy buùa loø xo. Maùy buùa kieåu vaùn goã . Maùy buùa hôi nöôùc - khoâng khí eùp reøn töï do. Maùy buùa hôi. 1.Ñoäng cô; 2. Puli ; 3.Daây ñai ; 4. Puli; 5. Truïc khuyûu; 6. Tay bieân; 7.Xilanh eùp; 8. Pittong eùp; 9. Van khí; 10. Xi lanh buùa; 11 .Pittong buùa; 12. Caùn pittong; 13. Ñe treân gaén vôùi ñaàu buùa; 14. Ñe döôùi ; 15. Thaân ñe; 16. Beä ñôõ; 17. Boä phaän ñieàn khieån maùy. Hình 4..:Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy buùa hôi Maùy buùa loø xo. 1.Beä ñe. 2.Ñaàu buùa. 3.Raõnh daãn höôùng. 4.Nhíp loø xo. 5.Tay bieân. 6.Baùnh xe leäch taâm. Hình 4..:Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy buùa loø xo . Maùy buùa kieåu vaùn goã . 1.Ñe döôùi; 2.Ñe treân; 3.Ñaàu buùa; 4.Gía; 5.Maù phanh; 6.Con laên truyeàn ñoäng; 7.Vaùn goã; 8.Con laên; 9.Maù phanh; 10.Ñoøn baåy;11.Baûng ñieàu chænh chieàu cao haønh trình buùa; 12.Caàn gaït; 13.Ñoøn baåy; 14.Loø xo; 15.Choát; 16.Baøn ñaïp. Hình 4..:Sô ñoà nguyeân lyù caáu taïo cuûa maùy buùa ma saùt kieåu vaùn goã. Maùy buùa hôi nöôùc - khoâng khí eùp reøn töï do. 1.Caàn ñieàu khieån 2.OÁng daãn 3.Con tröôït 4.Van ñieàu khieån 5.Xilanh coâng taùc 6.Pittoâng eùp Hình 4..:Boä phaän phoái khí cuûa maùy buùa hôi nöôùc-khoâng khí eùp reøn töï do. Hình 4..:Nguyeân lyù chung cuûa caùc ñöôøng truyeàn khí. :Ñöôøng khí cao aùp : Ñöôøng khí thoaùt 4.2.3 Caùc loaïi maùy eùp (maùy nhoùm 2 ) Maùy eùp ma saùt truïc vít Ñaëc ñieåm : Coù löïc eùp töø 40 ÷ 60 taám, reøn nhöõng chi tieát côõ nhoû vaø to, reøn trong khuoân kín vaø hôû. Maùy eùp thuyû löïc Ñaëc ñieåm : Duøng ñeå reøn töï do coù löïc eùp töø 100 ÷ 700 taán. Duøng ñeå reøn khuoân coù löïc eùp töø 300 ÷ 7000 taán. ÑCX cao. Maùy eùp ma saùt truïc vít Caáu taïo : 1.Puli; 2,3.Baùnh ma saùt; 4.Ñoøn baåy; 5,7. Cöõ tì; 6.Choát; 8. Caàn ñieàu khieån; 9. Ñaàu eùp; 10.Truïc vít; 11. EÂcu coá ñònh; 12. Baùnh ma saùt Hình 4..:Sô ñoà nguyeân lyù cuûa maùy eùp kieåu truïc vít. Maùy eùp thuyû löïc Caáu taïo : (H. * / taäp baûn veõ ) 1.Xilanh pittong naâng ; 2. Xilanh pittong eùp; 3.Ñaàu eùp; 4. Caùc choát naâng noái vôùi saøn ngang; 5. Caùc van daãn chaát loûng vaøo maùy eùp; 6. Boä phaän chænh löu; 7. Bôm cao aùp; 8. Beä ñöïng chaát loûng. Hình 4..:Boä phaän khueách ñaïi aùp suaát 4.2.4 Maùy nhoùm 3 Maùy eùp cô khí ( maùy reøn daäp kieåu truïc khuyûu ) Ñaëc ñieåm : Löïc eùp lôùn ( 200 ÷ 10.000 taán ). ÑCX cao, naêng suaát lao ñoäng toát. Ñoøi hoûi vieäc tính toaùn phoâi khaét khe, phaûi laøm saïch phoâi tröôùc khi daäp. Maùy eùp cô khí ( maùy reøn daäp kieåu truïc khuyûu ) 1.Ñoäng cô; 2. Daây ñai; 3. Baùnh raêng nhoû; 4. Baùnh raêng lôùn loàng khoâng; 5. Li hôïp; 6. Tay bieân; 7. Ñaàu tröôït baèng ñaàu eùp; 8. Beä ñôõ (baøn maùy) 9. Maù phanh; 10. Truïc khuyûu. 4.3 Reøn töï do 4.3.1 Caùc nguyeân coâng reøn. 4.3.2 Duïng cuï reøn töï do . 4.3.3 Thieát keá vaät reøn töï do. 4.3.1 Caùc nguyeân coâng reøn Vuoát : Laø nguyeân coâng laøm giaûm tieát dieän ngang vaø taêng chieàu daøi cuûa phoâi. Thöôøng ñeå reøn caùc chi tieát daïng truïc, oáng. Coù 2 caùch : Sau moãi nhaùt daäp, laät phoâi 90° vaø laät ngöôïc trôû laïi. Vöøa daäp vöøa quay troøn phoâi. (H.89 /84) Hình 4..:Phöông phaùp dòch chuyeån phoâi khi vuoát. Choàn : Laø nguyeân coâng laøm giaûm chieàu cao vaø tieát dieän ngang cuûa phoâi. h0 a. ≤ 2 d0 : löïc ñuû lôùn. h0 b. < 2,5 d0 : löïc ñuû lôùn. h0 c. < 2,5 d0 : löïc khoâng ñuû lôùn. h0 d. d < 2,5 0 : löïc quaù nhoû, nhanh. h0 e. > 2,5. d0 Caùc hieän töôïng thöôøng xaûy ra khi choàn : (H.95 /86 ). Khi choàn treân maùy buùa ñeå baûo ñaûm löïc daäp ñuû lôùn thì caàn thoûa maõn quan heä : ho ≥ 0,25 H H : Haønh trình lôùn nhaát cuûa ñaàu buùa ho :Chieàu cao ban ñaàu cuûa phoâi choàn. Ñoät loã : Coù 2 tröôøng hôïp : Ñoät loã thoâng suoát ( H.99 / 87 ) Ñoät loã khoâng thoâng suoát Xoaén : Laø nguyeân coâng laøm cho caùc tieát dieän taïi choã xoaén quay töông ñoái nhau moät goùc naøo ñoù theo thöù töï vaø quanh truïc cuûa noù. ( H.102 / 89 ) Uoán : Duøng ñeå thay ñoåi höôùng cuûa truïc hoaëc höôùng thôù cuûa vaät reøn. ( H.103/89). Ngoaøi ra coøn coù caùc nguyeân coâng khaùc nhö haøn reøn, chaët, dòch tröôït, eùp veát vaø caét vai, hieäu chænh… Söï bieán hình taïi tieát dieän uoán. 4.3.2 Duïng cuï reøn töï do Duïng cuï reøn töï do ñöôïc chia laøm 3 nhoùm. a. Nhoùm thöù nhaát : Goàm nhöõng duïng cuï cô baûn nhö : ñe, buùa, baøn laø, baøn baøn toùp, saén, chaët, muõi ñoät b. Nhoùm thöù 2 : Goàm nhöõng duïng cuï kieåm tra vaø ño löôøng nhö eke, thöôùc caëp, compa, döôõng ño… (H.75 / 70) . 4.3.3 Thieát keá vaät reøn töï do 1. Löïa choïn keát caáu vaø hình daùng hôïp lyù cuûa vaät reøn. 2. Thieát keá baûn veõ vaät reøn. 3. Tính khoái löôïng phoâi reøn. 4. Tính kích thöôùc phoâi reøn. 5. Tính toaùn cheá ñoä nung noùng vaø laøm nguoäi. 6. Laäp qui trình coâng ngheä reøn cô baûn. 7. Choïn maùy gia coâng hôïp lyù. 1. Löïa choïn keát caáu vaø hình daùng hôïp lyù cuûa vaät reøn. Nguyeân taéc chung cuûa vieäc löïa choïn vaø thieát keá chi tieát laø phaûi löïa choïn sao cho keát caáu vaø hình daùng chi tieát coù theå gia coâng vaø gia coâng ñöôïc deã daøng. Khi löïa choïn thieát keá neân : Neân traùnh thieát keá vaät reøn hình neâm, maët coøn hoaëc ñöôøng giao nhau baäc hai hoaëc vaät reøn hình baäc hay maët cong phöùc taïp, gaân moûng, thaønh moûng… Neáu keát caáu vaät reøn phöùc taïp thì neân chia thaønh nhieàu boä phaän ñeå reøn sau ñoù haøn laïi vôùi nhau. 2.Thieát keá baûn veõ vaät reøn. Dung sai, löôïng dö gia coâng cô. (H.110 / 95) Löôïng dö gia coâng cô : Laø lôùp kim loaïi seõ ñöôïc taùch ra trong quaù trình gia coâng caét goït. Dung sai reøn : Laø khoaûng dao ñoäng cho pheùp cuûa kích thöôùc reøn danh nghóa. Sô ñoà bieåu dieãn löôïng dö gia coâng cô vaø dung sai reøn treân moät kích thöôùc. δ∆: löôïng dö da nh nghóa δmin : löôïng dö nhoû nhaát δmax : löôïng dö lôùn nhaát ∆ : dung sai reøn ∆’ : sai leäch döôùi cuûa kích thöôùc danh nghóa vaät reøn. ∆” : sai leäch treân cuûa kích thöôùc danh nghóa vaät reøn. (tæ soá ½ noùi leân dung sai hay löôïng dö veà 1 phía. ) 3.Tính khoái löôïng phoâi reøn. GF = GVR + Gch + Gñl + Gcb GVR = VVR . γ Gch = (1,5 ÷ 2,5 % ) GF (Cho laàn nung thöù nhaát hoaëc chæ nung moät laàn.) Gch = 1,5 % (cho caùc laàn nung thöù hai trôû ñi.) Gcb = (10 ÷ 15 %) GF (ñoái vôùi phoâi caùn ). GF : Khoái löôïng phoâi reøn. GVR : Khoái löôïng vaät reøn. Gch : Khoái löôïng chaùy hao. Gñl : Khoái löôïng ñoät loã . G : Khoái löôïng caét boû . 4.Tính kích thöôùc phoâi reøn. Döïa vaøo nguyeân coâng chuû yeáu trong quùa trình reøn. • FF Fmax • Neáu nguyeân coâng chuû yeáu laø vuoát thì ta choïn: FF = y.Fmax : Dieän tích tieát dieän phoâi . : Dieän tích lôùn nhaát cuûa vaät reøn . y : Heä soá reøn ≤ 1,3 ÷ 1,4 Töø FF ta seõ choïn gaàn ñuùng FF chuaån. Tính chieàu daøi phoâi. VF / FF chuaån = GF / 8.FF chuaån Kieåm tra laïi : LF / DF chuaån ≤ 2,5 ÷ 2,8 2,5 : Ñoái vôùi reøn tay. Nguyeân coâng chuû yeáu laø choàn GF 3 V Phoâi troøn : DF ≈ ( 0,8 ÷ 1,0) F ≈ (0,8 ÷ 1) 3 γ Phoâi vuoâng : aF ≈ (0,75 ÷ 0,9) VF 3 Tính ñöôïc DF, aF ta seõ choïn gaàn ñuùng DF chuaån LF = VF / DF chuaån Kieåm tra laïi : LF / DF chuaån ≤ 2,5 ÷ 2,8 aF chuaån 5.Tính toaùn cheá ñoä nung noùng vaø laøm nguoäi. Tuyø thuoäc vaøo tính chaát vaät lieäu, kích thöôùc, daïng saûn xuaát ta caàn xaùc ñònh : Nhieät ñoä baét ñaàu gia coâng. Nhieät ñoä keát thuùc. Thôøi gian nung laàn 1,2. Caùch xeáp phoâi. Cheá ñoä laøm nguoäi vaät reøn… 6.Laäp qui trình coâng ngheä reøn cô baûn. Tuyø thuoäc vaøo ñieàu kieän cuï theå (hình daïng vaät reøn, duïng cuï, thieát bò…) maø ta löïa choïn phöông aùn toái öu nhaát. 7.Choïn maùy gia coâng hôïp lyù. Tính löïc daäp ñaàu buùa (löïc eùp cuûa maùy eùp ) G = P = k.Fmax k : Heä soá aùp löïc phuï thuoäc kim loaïi gia coâng : ° Theùp thöôøng k = 5 ° Theùp ñaëc bieät k = 7 Fmax : Dieän tích tieáp xuùc lôùn nhaát giöõa phoâi vaø ñaàu eùp (m²). 4.4 Thieát keá vaät reøn khuoân vaø khuoân reøn . 4.4.1 Xaùc ñònh keát caáu hôïp lyù cuûa vaät reøn khuoân . 4.4.2 Xaùc ñònh maët phaân khuoân. 4.4.3 Xaùc ñònh löôïng dö vaø dung sai. 4.4.4 Raõnh vaønh bieân. 4.4.5 Goùc nghieâng vaø baùn kính goùc löôïn. 4.4.6 Lôùp reøn chöa thaáu cuûa loã. 4.4.7 Baûn veõ vaät reøn. 4.4.1 Xaùc ñònh keát caáu hôïp lyù cuûa vaät reøn khuoân . Söûa ñoåi keát caáu cuûa chi tieát cho ñôn giaûn ñeå gia coâng Nhöõng chi tieát coù hình daïng vaø kích thöôùc gaàn gioáng nhau thì chæ caàn duøng moät loaïi chi tieát ñieån hình. Chia chi tieát thaønh hai hay nhieàu vaät reøn ñeå deã gia coâng sau ñoù keát hôïp vôùi caùc phöông phaùp khaùc. Duøng nhöõng phoâi coù hình daïng kích thöôùc gaàn gioáng vaät reøn ñeå coâng ngheä reøn ñöôïc deã daøng. Duøng phöông phaùp eùp tinh hoaëc eùp nghieàn ñeå thay theá moät soá coâng vieäc gia coâng caét goït. 4.4.2 Xaùc ñònh maët phaân khuoân. Maët phaân khuoân laø ranh giôùi cuûa hai nöûa khuoân treân vaø khuoân döôùi. Khi xaùc ñònh maët phaân khuoân caàn ñaûm baûo : Laáy ñöôïc vaät reøn sau khi reøn xong ra khoûi khuoân reøn moät caùch deã daøng (H.a,b) Loøng khuoân phaûi noâng vaø roäng nhaát ñeå kim loaïi deã ñieàn ñaày khuoân. (H.c,d) Choïn moät phaân khuoân sao cho deã phaùt hieän söï leäch khuoân khi raùp khuoân (traùnh choïn nhöõng beà maët thay ñoåi tieát dieän ñoät ngoät ) MPK phaûi thaúng traùnh cong hay baäc. Phaàn phöùc taïp cuûa vaät reøn, thaønh moûng, gaân thöôøng boá trí ôû khuoân treân vì ôû ñoù chòu löïc taùc duïng lôùn hôn, kim loaïi deã ñieàn ñaày hôn. MPK phaûi thích hôïp ñeå chi tieát ñaûm baûo söùc beàn toái ña. 4.4.3 Xaùc ñònh löôïng dö vaø dung sai. Vaät reøn khuoân coù ñoä boùng vaø ÑCX thaáp, do ñoù caàn phaûi theâm löôïng dö vaø gia coâng cô. Vieäc xaùc ñònh löôïng dö vaø dung sai ñuùng seõ tieát kieäm ñöôïc kim loaïi, ñaûm baûo ÑCX gia coâng sau naøy. 4.4.4 Raõnh vaønh bieân. 4.4.5 Goùc nghieâng vaø baùn kính goùc löôïn. Ñoä nghieâng cuûa thaønh khuoân: Ñeå kim loaïi deã ñieàn ñaày khuoân. Laáy vaät reøn ra khoûi khuoân sau khi vaät reøn ñöôïc deã daøng. Trò soá ñoä nghieâng phuï thuoäc caùc yeáu toá: Phöông phaùp ñaåy kim loaïi vaøo loøng khuoân eùp, phöông phaùp thaùo vaät reøn ra khoûi khuoân. Kích thöôùc,hình daùng beân ngoaøi vaät reøn, trò soá co ruùt kim loaïi. Nhieät ñoä khi hoaøn thaønh reøn khuoân vaø toác ñoä laøm nguoäi. Thaønh trong hay thaønh ngoaøi: Thaønh trong γ = 5 ÷ 15° Thaønh ngoaøi γ = 3 ÷ 13° Baùn kính goùc löôïn: Hình 4..:Baùn kính goùc löôïn trong R vaø baùn kính goùc löôïn ngoaøi r cuûa chi tieát. Taùc duïng : Laøm cho kim loaïi di ñoäng trong loøng khuoân deã daøng. Traùnh cho vaät reøn khoûi nöùt, gaáp neáp. Naâng cao söùc beàn, tuoåi thoï khuoân. . 4.4.6 Lôùp reøn chöa thaáu cuûa loã. Hình 4..:Hình daùng lôùp chöa thaáu Khi laøm khuoân, loã ñöôïc laøm döôùi daïng loã chöa thaáu heát ñeå taêng tuoåi thoï ñoä beàn cho khuoân. Lôùp kim loaïi chöa thaáu khoâng ñöôïc caét ñi cuøng vôùi caùc lôùp bavia cuûa vaät reøn. Coâng thöùc kinh nghieäm ñeå tính chieàu daøy lôùp kim loaïi chöa thaáu : S= 0,45 d − 0.25h − 5 + 0,6 h (mm) S : Chieàu daøy cuûa lôùp chöa thaáu ñaùy baèng (mm) h : Chieàu cao moät phía loã (mm) d : Ñöôøng kính loã (mm) 4.4.7 Baûn veõ vaät reøn. Qui öôùc : Baûn veõ vaät reøn baèng neùt ñaäm. Chi tieát neùt ñöùt. Kích thöôùc chi tieát ghi beân döôùi kích thöôùc vaät reøn. Baûn veõ vaät reøn thöôøng vôùi tyû leä 1 :1 neáu quaù lôùn veõ tæ leä 1 : 2 4.4.8 Khoái khuoân reøn. a. Boá trí loøng khuoân treân khoái khuoân. Coù 2 loaïi : Khuoân moät loøng khuoân (H.112/99) Khuoân nhieàu loøng khuoân (136/120) Yeâu caàu : Trung taâm loøng khuoân truøng trung taâm khoái khuoân, vaø phaûi truøng vôùi troïng taâm cuûa buùa. b. Chieàu daøy thaønh khuoân vaø hình daïng, kích thöôùc khoái khuoân. (H.138 +139/121). S, S1 ≥ 10 mm (Ñöôïc tính vaø tra trong soå tay ) Hmin = 0,9 Dmax + h1 (mm) Hmin : Kích thöôùc chieàu cao khuoân. Dmax : Ñöôøng kính lôùn nhaát vaät reøn treân MPK. h1 : Chieàu cao ñuoâi eùn. Hình 4.: Hình daùng khoái khuoân reøn treân maùy buùa. CHÖÔNG 5 DAÄP TAÁM. 5.1 Khaùi nieäm. 5.2 Caùc nguyeân coâng caét phoâi. 5.3 Daäp khoâng laøm moûng thaønh phoâi. 5.4 Daäp coù laøm moûng thaønh phoâi (eùp chaûy nguoäi). 5.5 Caùc coâng ngheä hoaøn chænh sau khi daäp. 5.1 Khaùi nieäm: Daäp taám laø phöông phaùp bieán daïng phoâi daïng taám thaønh saûn phaåm coù hình daïng phöùc taïp, coù thaønh moûng (nhö hình hoäp, hình truï) coù vaønh hay khoâng coù vaønh, coù ñaùy hoaëc khoâng coù ñaùy. Löïc taùc duïng laø löïc tónh khoâng coù chu ky.ø Ñaëc ñieåm : Tieát kieäm vaät lieäu. Saûn phaåm coù hình daïng phöùc taïp. Thieát bò coù haønh trình ñôn giaûn. Saûn phaåm daäp coù tính laép laãn toát, khoâng caàn gia coâng cô. Trình ñoä coâng nhaân khoâng caàn cao. Naêng suaát cao, giaù thaønh haï, cô khí hoùa, töï ñoäng hoùa. 5.2 Caùc nguyeân coâng caét phoâi. 5.2.1 Caét phoâi theo ñöôøng thaúng. Caét theo ñöôøng chu vi hôû. Duøng maùy caét löôõi dao song song. Hình 5..:Maùy caét löôõi dao song song. Ñaëc ñieåm : Tieáp xuùc ñöôøng neùn löïc raát lôùn, veát caét ñeïp,thaúng. P= K.S.B. caét K : Heä soá phuï thuoäc vaät lieäu dao, kim loaïi caét. B : Chieàu roäng phoâi caét. S : Chieàu daøy phoâi taám. caét : Giôùi haïn beàn caét cuûa phoâi. Tcaét = (0,8 ÷ 0,9) δb (N/mm²) τ τ δb : Giôí haïn beàn cuûa phoâi (N/mm) Maùy caét löôõi dao nghieâng moät goùc  = 20 ÷ 60 Goùc vaùt tröôùc: γ = 50 ÷ 150 Goùc vaùt sau:  =30’ ÷ 300 Hình 5..:Maùy caét löôõi dao nghieâng. P = K. τ λ .S . tgϕ 2 caét  : Heä soá vaät lieäu : Goùc nghieâng löôõi dao treân Maùy caét löôõi dao ñóa S2 P=K. . 2.tgα  : goùc aên τ caét Coù theå duøng nhieàu caëp ñóa ñeå caét ñoàng thôøi nhieàu daûi kim loaïi(HÌNH 149/129) Hình 5..:Maùy caét dao ñóa 5.2.2 Daäp caét vaø ñoät loã: Daäp caét vaø ñoät loã laø phöông phaùp caét theo moät ñöôøng cong kheùp kín. Khi daäp vaø ñoät loã söû duïng boä chaøy coái coù caïnh saéc. Hình 5..:Quùa trình bieán daïng cuûa kim loaïi khi caét vaø ñoät. Khe hôû giöõa chaøy vaø coái (Z ) Z=(Dcoái –Dchaøy)/ 2 Ñoät loã: dchaøy =(dloã +)-chaøy  : Dung sai Daäp caét: Dcoái = (dchi tieát + )+coái d chaøy = (Dcoái –2Z- )-chaøy -chaøy : Dung sai chaøy Z = (5 ÷ 10%)S Dcoái = (dchaøy+2Z+ ) S: Chieàu daøy phoâi τ Löïc caét:P=K.L.S. caét L: Chieàu daøi ñöôøng caét (chu vi caét) 5.3 Daäp khoâng laøm moûng thaønh phoâi 5.3.1 Thieát keá phoâi daäp. 5.3.2 Thieát keá coâng ngheä daäp. 5.3.3 Thieát keá khuoân daäp. 5.3.1 Thieát keá phoâi daäp. Hình daïng khai trieån: Hình daïng taám phoâi phuï thuoäc vaøo hình daïng chi tieát: Neáu chi tieát laø hình hoäp ,ñaùy chöõ nhaät thì taám phoâi coù hình baàu duïc hay elip. Neáu chi tieát laø hình hoäp ,ñaùy vuoâng hoaëc hình truï ,ñaùy troøn thì phoâi laø mieáng caét troøn. Tính ñöôøng kính phoâi (kích thöôùc phoâi) Neáu bieát dieän tích F (cm2) thì: Dphoâi= 4F π (cm) Neáu bieát khoái löôïng kim loaïi chi tieát G(g) thì: Dphoâi= GV 4GV =1.13 γ .S (cm) π .γ .S Neáu bieát theå tích kim loaïi chi tieát (cm3) thì : Dphoâi=1.13 V S (cm) γ : Khoáilöôïng rieâng (g/cm3) cuûa vaät lieäu. S : Chieâuø daøy phoâi (cm) 5.3.2 Thieát keá coâng ngheä daäp. Heä soá daäp m: m = d chi tieát/ D phoâi (m=0.55 ÷ 0.95) Tính soá laàn daäp phoâi coù ñöôøng kính D thaønh chi tieát coù ñöôøng kính dn lg d n − lg(m1.D) n =1+ lg mtb Vôùi (mtb )n-1 = m… mn. Nhaän xeùt: Daäp taám laø moät quaù trình gia coâng nguoäi neân bò bieán cöùng beà maët, do vaäy laàn daäp sau bieán daïng khoù khaên hôn laàn daäp tröôùc. Do ñoù heä soá m taêng daàn. Löïc daäp Pd : Pd = P + Q P : Löïc ñeå bieán daïng chi tieát. Q : Löïc chaën phoâi choáng nhaên mieäng saûn phaåm. - Löïc bieán daïng: P = K1..d1.S.  b (N) d1: Ñöôøng kính chi tieát sau khi daäp laàn 1. S : Chieàu daøy phoâi (mm) b: Giôùi haïn beàn(N/mm2) K : Heä soá ñieàu chænh laàn daäp Löïc chaën phoâi: Q = F. q (N) F: Dieän tích vaønh chaën tieáp xuùc chi tieát. q: Aùp suaát chaën (N/mm2) 5.3.3 Thieát keá khuoân daäp. Khuoân daäp goàm chaøy vaø coái. Rch: Baùn kính löôïn cuûa chaøy. Rc : Baùn kính löôïn cuûa coái. Z: Khe hôû giöõa chaøy vaø coái daäp. . Tính khe hôû giöõa chaøy vaø coái daäp (Z ) Z = K.S + Smax Laàn daäp cuoái cuøng( daäp nhieàu laàn) hoaëc chæ daäp 1 laàn: Z = S +  + 0.1S S: Chieàu daøy taám kim loaïi. : Dung sai taám lim loïai. Daäp nhieàu laàn,tính cho caùc laàn daäp thöù hai trôû ñi: Z = S +  + 0.2S Chaøy vaø coái phaûi coù goùc löôïn ñeå traùnh raùch, ñöùt phoâi trong quaù trình daäp. Neáu baùn kính goùc löôõn quaù lôùn bieán daïng caøng deã nhöng saûn phaåm deã taïo neáp nhaên. Neáu baùn kính goùc löôïn quaù nhoû, phoâi deã bò raùch trong quaù trình daäp.  Baùn kính goùc löôïn cuûa coái ñöôïc tính theo coâng thöùc: Rc = 0.8 ( D − d ) S D: Ñöôøng kính phoâi tröôùc khi daäp (mm). d: Ñöôøng kính phoâi sau khi daäp (mm). S: Chieàu daøy phoâi (mm).  Baùn kính goùc löôïn cuûa chaøy ñöôïc tính theo coâng thöùc: Rch = ( 0.8 ÷ 1.0 )Rc Chuù yù: Laàn daäp cuoái cuøng Rch laáy nhoû hôn moät chuùt nhöng Rch  0.5Rc. 5.4 Daäp coù laøm moûng thaønh phoâi (eùp chaûy nguoäi) 5.4.1 Thieát keá phoâi daäp. 5.4.2 Thieát keá coâng ngheä daäp. 5.4.3 Thieát keá khuoân daäp. 5.4.1 Thieát keá phoâi daäp. Chieàu daøy phoâi ñöôïc tính theo coâng thöùc: V S= (mm) F0 V : Theå tích chi tieát coù tính ñeán löôïng dö caét meùp. F0: Dieän tích cuûa phoâi (mm) Kích thöôùc phoâi: D0 = D - ( 0.1 ÷ 0.5 ) (mm) D0 : Ñöôøng kính cuûa phoâi. D : Ñöôøng kính ngoaøi cuûa saûn phaåm. Chieàu cao löôïng dö caét meùp: h=(0.5 ÷ 0.8) h h: chieàu cao cuûa saûn phaåm theo kích thöôùc baûn veõ. 5.4.2 Thieát keá coâng ngheä daäp. Heä soá bieán daïng K S 0 − S1 K1 = .100% S0 S n −1 − S n Kn = .100% S n −1 K1: Heä soá daäp laàn ñaàu khi coù laøm moûng thaønh phoâi. S0: Chieàu daøy phoâi ban ñaàu. S1: Chieàu daøy phoâi sau laàn daäp ñaàu. Sn,S n-1: Chieàu daøy phoâi sau, tröôùc laàn daäp thöù n. Tính soá laàn daäp theo coâng thöùc: n= lg F0 − lg Fn .100% lg(1 + K tb ) F0: Dieän tích tieát dieän ngang chi tieát tröôùc khi daäp laàn ñaàu coù laøm moûng thaønh phoâi. Fn: Dieän tích tieát dieän ngang chi tieát sau laàn daäp cuoái cuøng. Ktb: Heä soá daäp vuoát trung bình. Khi tính toaùn coi K=K= …=Kn=Ktb Nhaän xeùt: Thöôøng sau moãi laàn vuoát kim loaïi bò bieán cöùng moät phaàn neân choïn: K> Ktb >Kn Choïn heä soá K tuøy thuoäc vaøo vaät lieäu. 5.4.3 Thieát keá khuoân daäp. Khuoân daäp cuõng gioáng khuoân daäp cuûa daäp khoâng laøm moûng thaønh phoâi nhöng khe hôû giöõa chaøy vaø coái trong tröôøng hôïp naøy phaûi nhoû hôn chieàu daøy cuûa phoâi. Z = ( 0.3 ÷ 0.8 )S 5.5Caùc coâng ngheä hoaøn chænh sau khi daäp. Uoán vaønh: Laø phöông phaùp taïo caùc chi tieát coù gôø, coù vaønh roäng hoaëc chi tieát khoâng coù ñaùy. 1− K n Hmax = D. + 0.43R (mm) 2 Hmax: Ñoä cao uoán vaønh lôùn nhaát d Kn: Heä soá uoán vaønh; Kn = ; Kn =0.62 ÷ 0.72 D D: Ñöôøng kính chi tieát; d: Ñöôøng kính loã. H < Hmax : Phoâi troøn hoaëc ñònh hình, ñoät loã , daäp baèng chaøy coái. H > Hmax : Daäp taïo hình ( Khoâng laøm moûng thaønh phoâi) ñoät loã ôû ñaùy, uoán vaønh. Góan phoàng: Laø nguyeân coâng laøm to chi tieát ôû phaàn döôùi, mieäng vaãn giöõ nguyeân. Khuoân thöôøng laøm hai nöûa, phía chaøy coù theå gaén vôùi khoái cao su ñeå eùp leân thaønh chi tieát vaøo trong khuoân. Chuù yù: Sau khi môû khuoân phaûi laáy ñöôïc chi tieát ôû trong khuoân. Toùp mieäng: Laø phöông phaùp laøm nhoû mieäng chi tieát sau khi ñaõ daäp. In noåi: Taêng ñoä cöùng vöõng cuûa chi tieát vaø taêng tính thaåm mó baèng caùch in hình gaân, nhaõn hieäu. [...]... nung kim loại lên t0, giữ nhiệt,ủ kết tinh lại rồi đem gia công tiếp Hiện tượng kết tinh lại gồm 3 giai đoạn : Giai đoạn hồi phục: t0 = (0.2÷ 0.3)Tnc (0K ) Giai đoạn kết tinh lại lần 1: t0 = 0.4 Tnc Giai đoạn kết tinh lại lần 2: t0 > 0.4 Tnc Trong gia công áp lực cần tránh lượng biến dạng tới hạn vì ở đó độ hạt kim loại lớn nhất làm cơ tính kém Gia công nóng t0> TKTL(0K ) TKTL=0.4 Tnc (0K ) Gia công. .. cao nên kim loại có độ dẻo cao, độ bền ,độ cứng thấp nên lực biến dạng không lớn, công suất thiết bò không lớn, nhưng độ chính xác, độ bóng của bề mặt kim loại không cao Thường gia công phôi dạng khối Gia công nguội t0< TKTL (0K ) Lực biến dạng lớn,đòi hỏi công suất thiết bò lớn Độ chính xác và độ bóng bề mặt cao Thường gia công phôi dạng tấm 1.8 Các đònh luật cơ bản áp dụng khi gia công bằng áp lực... biến dạng dẻo Khi gia công áp lực nếu trong kim loại xảy ra biến dạng dẻo bao giờ cũng có một lượng biến dạng đàn hồi kèm theo (được xác đònh bằng góc đàn hồi , phụ thuộc vào moduyn đàn hồi E của vật liệu và chiều dày tấm kim loại) Gia công nguội : Kim loại dạng tấm sẽ chòu ảnh hưởng lớn Gia công nóng : Kim loại dạng khối , ảnh hưởng của biến dạng đàn hồi có thể bỏ qua Thường để áp dụng khi thiết kế... dài tương đối trong một đơn vò thời gian dV W= V dt Gia công nguội t0 = TKTL Nếu tăng tốc độ biến dạng sẽ làm giảm tính dẻo của kim loại do có sự biến cứng của kim loại Gia công nóng t0 > TKTL nhiệt độ không quá cao : Đối với thép t0= 9000 C Khi tăng tốc độ biến dạng(W) thì lực ma sát làm tăng nhiệt độ của kim loại lên 10000C ÷ 11000C nên thép rất dẻo Gia công kim loại ở nhiệt độ quá cao : Nếu tăng... cơ bản trong kim loại do đó làm thay đổi từ tính, độ thấm từ,… 1.6.3 nh hưởng của biến dạng dẻo tới hoá tính Sau khi biến dạng dẻo năng lượng tự do của các kim loại tăng do đó hoạt tính hoá học của kim loại cũng tăng lên 1.7 Sự kết tinh lại Kim loại ở trạng thái đặc có hiện tượng kết tinh (sinh ra tâm mầm, phát triển mầm ) gọi là hiện tượng kết tinh lại Khi gia công nguội bề mặt kim loại bò biến...1.3.4 Phương pháp rèn tự do : Là phương pháp biến dạng tự do kim loại dưới tác dụng lực dập của búa hoặc lực ép của máy ép 1.3.5 Phương pháp rèn khuôn : Là phương pháp biến dạng dẻo kim loại trong lòng khuôn rèn dưới tác dụng của lực dập 1.3.6 Dập tấm : Là phương pháp biến dạng dẻo phôi kim loại ở dạng tấm, trong khuôn dưới tác dụng của ngoại lực để tạo... của kim loại theo những hướng khác nhau, làm cho kim loại mất tính đẳng hướng Sự tạo thành ứng suất dư : Khi gia công áp lực do biến dạng không đều và không cùng một lực nên trong nội bộ vật thể sau khi biến dạng còn để lại ứng suất gọi là ứng suất dư Có 3 loại ứng suất dư: ng suất dư loại 1 (σ1): Là ứng suất dư sinh ra do sự biến dạng không đồng đều giữa các bộ phận của vật thể Ứng suất dư loại. .. nhiệt độ quá cao : Nếu tăng W thì lực ma sát làm tăng nhiệt độ của kim loại đến vùng quá nhiệt làm độ dẻo giảm , độ cứng tăng lên 1.5.3 Thành phần và tổ chức kim loại Thành phần và tổ chức kim loại liên quan với nhau Kim loại ở trạng thái nguyên chất hoặc một pha dung dòch rắn bao giờ cũng có tính dẻo cao hơn và dễ biến dạng hơn so với kim loại có cấu tạo hỗn hợp cơ học hoặc hợp chất hoá học Vd : Thép... đến tính dẻo của kim loại 1.5.1 Trạng thái ứng suất 1.5.2 Tốc độ biến dạng và nhiệt độ 1.5.3 Thành phần và tổ chức kim loại 1.5.1 Trạng thái ứng suất : Trạng thái ứng suất kéo càng ít, nén càng nhiều thì tính dẻo kim loại càng cao o  Trạng thái ứng suất nén khối làm kim loại có tính dẻo cao hơn nén mặt phẳng và đường thẳng còn trạng thái ứng suất kéo khối thì lại làm tính dẻo kim loại kém đi 1.5.2... thấp dẻo hơn thép %C cao 1.6 nh hưởng của biến dạng dẻo đến tính chất và tổ chức của kim loại 1.6.1 nh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và cơ tính kim loại 1.6.2 nh hưởng của biến dạng dẻo tới lý tính kim loại 1.6.3 nh hưởng của biền dạng dẻo tới hoá tính 1.6.1 nh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và cơ tính kim loại Tốc độ biến dạng càng tăng thì sự vỡ nát của các hạt càng lớn, độ hạt càng giảm ...CHƯƠNG KHÁI NIỆM VỀ GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC • 1.1 Đònh nghóa • 1.2 Ưu – nhược điểm gia công áp lực • 1.3 Phân loại phương pháp gia công áp lực 1.4 Sự biến dạng dẻo kim loại • 1.5 Những... cho gia công cắt gọt *Nhược điểm : Độ bóng, độ xác thấp so với gia công cắt gọt 1.3 Phân loại phương pháp gia công áp lực 1.3.1 Phương pháp cán 1.3.2 Phương pháp kéo kim loại 1.3.3 Phương pháp... Khi gia công áp lực kim loại xảy biến dạng dẻo có lượng biến dạng đàn hồi kèm theo (được xác đònh góc đàn hồi , phụ thuộc vào moduyn đàn hồi E vật liệu chiều dày kim loại) Gia công nguội : Kim loại