Bộ công thơng
Viện máy và dụng cụ công nghiệp
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật
đề tài cấp bộ
Tên đề tài:
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo bộ khuôn
và đồ gá dập bớc liên tục để sản xuất tấm
tản nhiệt của điều hoà không khí kỹ thuật số Cơ quan chủ trì:
viện máy và dụng cụ công nghiệp
Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Đức Minh
11
2.I.1. Đặc điểm thiết kế và kết cấu của khuôn liên tục.
2.1.2. Kết cấu một số chi tiết chính của khuôn liên tục
2.1.3. Vật liệu chế tạo các chi tiết làm việc của khuôn đập
2.1.4. Công nghệ chế tạo khuôn liên tục:
2.1.5. Sử dụng khuôn dập
a) Tháo lắp khuôn
b) Lắp khuôn dập trên máy
c) Độ bền khuôn dập
d) Sửa chữa và bảo quản khuôn dập
2.1.6. Lựa chọn thiết bị:
11
14
20
23
25
25
27
30
33
34
2.2. Sản xuất tấm tản nhiệt sử dụng khuôn liên tục
2.2.1. Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm Plate Heat Exchanger
2.2.2. Dây chuyền sản xuất tấm tản nhiệt điều hòa không khí
2.2.3. Thiết kế công nghệ và khuôn dập tấm tản nhiệt
2.2.3.1 Lựa chọn sản phẩm (chi tiết tấm tản nhiệt)
2.2.3.2 Thiết kế công nghệ và quy trình chế tạo khuôn
a) Thiết kế công nghệ:
36
36
3
Lời mở đầu
Việc sử dụng khuôn liên tục trong lĩnh vực dập tấm ở nớc ta hiện nay
bắt đầu đợc quan tâm sử dụng bởi những u điểm nổi trội nh: năng suất và
chất lợng cao, độ đồng đều giữa các sản phẩm Tuy nhiên, phần lớn các bộ
khuôn dập liên tục đang sử dụng đều phải nhập từ nớc ngoài do thiếu kinh
nghiệm thiết kế, độ phức tạp và độ chính xác của khuôn đòi hỏi các thiết bị gia
công phải đạt chất lợng cao và hiện đại, thiết bị sản xuất (các loại máy dập,
đồ gá chuyên dụng, ) cũng đòi hỏi phải có các tính năng đáp ứng đợc công
nghệ. Đề tài cấp Bộ: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo bộ khuôn và đồ gá dập
bớc liên tục để sản xuất tấm tản nhiệt của điều hoà không khí kỹ thuật số là
sự tiếp tục của quá trình nghiên cứu do Viện Máy và Dụng cụ Công nghiệp
thực hiện từ năm 2007 với mục tiêu là nghiên cứu hoàn thiện thiết kế, công
nghệ chế tạo bộ khuôn dập bớc liên tục để sản xuất thử nghiệm chi tiết tấm
tản nhiệt dàn lạnh của điều hoà không khí kỹ thuật số; đồng thời thông qua
việc thực hiện đề tài sẽ làm chủ đợc thiết kế, công nghệ gia công chế tạo
khuôn dập liên tục, góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành cơ khí nói
chung và lĩnh vực thiết kế chế tạo khuôn nói riêng, nâng cao sức cạnh tranh
của hàng hoá trong nớc.
- Chuyên cung cấp các phần mềm chuyên dụng CAD /CAM/CAE
- Chuyên thực hiện các dịch vụ đo lờng, kiểm tra chất lợng khuôn
ở những nớc này khuôn liên tục đợc sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực nh: Điện, Điện tử, Công nghiệp sản xuất máy tính vì những u điểm
nh năng suất rất cao, chất lợng và độ đồng đều giữa các sản phẩm, độ tin
cậy vận hành cao, và hiện nay trên thế giới có rất nhiều các Công ty chuyên
5
sản xuất các loại khuôn liên tục để cung cấp cho thị trờng trong nớc cũng
nh xuất khẩu sang các nớc khác nh: Công ty LAYANA (Đài loan), Công ty
Oak Japan (Nhật), tuy nhiên giá thành còn rất cao.
1.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nớc.
Quá trình thiết kế công nghệ và chế tạo khuôn dập liên tục có nhiều nét đặc
thù so với công nghệ và chế tạo khuôn thông thờng. Do đó cần phải nắm
đợc những nét đặc thù để áp dụng những biện pháp thích hợp trong thiết kế
công nghệ và chế tạo khuôn tránh những tổn thất kinh tế. ở Việt Nam hiện
nay, một số đơn vị đã sử dụng khuôn dập liên tục để sản xuất các sản phẩm đòi
hỏi chất lợng cao và số lợng lớn nh: Công ty Điện Cơ Thống Nhất, Công ty
Hà Nội Chinghai, Công ty MAP, Tuy nhiên, các bộ khuôn sử dụng tại các
cơ sở trên đều phải nhập từ Trung Quốc, Đài loan hay Châu Âu với giá thành
rất cao (100.000-:-250.000 USD). Đối với sản phấm tấm tản nhiệt điều hoà
không khí, các cơ sở lắp ráp và sản xuất điều hoà không khí vẫn phải nhập từ
các nhà sản xuất (Ví dụ: Công ty Hoà Phát, Công ty Cổ phần Thiết bị lạnh
DIREA, ).
Nh vậy, việc thực hiện các nghiên cứu thiết kế và chế tạo khuôn dập liên tục
là hết sức cần thiết và cấp bách đối với công nghiệp trong nớc, nhất là đối với
các ngành điện, điện tử, ô tô, sản phẩm gia dụng, Khuôn dập bớc liên tục tự
chế tạo với giá thành phù hợp đảm bảo nâng cao năng suất và chất lợng sản
phẩm và mở ra khả năng phát triển và đa dạng hoá sản phẩm, thay thế dần việc
nhập khẩu, nâng cao giá trị gia tăng, tạo sức cạnh tranh của các sản phẩm
7
Mét sè s¶n phÈm ®−îc chÕ t¹o trªn khu«n liªn tôc
H×nh 1.1: C¸c chi tiÕt ®−îc chÕ t¹o b»ng c«ng nghÖ dËp liªn tôc 8
H×nh 1.2 : S¶n phÈm trong lÜnh vùc ®iÖn 9
H×nh ¶nh khu«n liªn tôc øng dông trong mét sè lÜnh vùc:
máy, lực dập, chiều cao kín ), thiết bị dỡ cuộn và nắn phôi, hệ thống cấp phôi.
12
Ph©n lo¹i khu«n liªn tôc:
Khu«n liªn tôc cã thÓ cã c¸c lo¹i nh− sau:
- Khu«n liªn tôc dËp vuèt; H×nh 2.2: Khu«n liªn tôc dËp vuèt
- Khu«n liªn tôc dËp uèn;
H×nh 2.3: Khu«n liªn tôc thùc hiÖn nguyªn c«ng uèn
1. C÷ chÆn; 2. Chµy c¾t; 3. Chµy uèn
13
- Khuôn liên tục cắt hình - đột lỗ;
Hình2.4: Khuôn liên tục dập bánh răng hành tinh
- Khuôn liên tục bao gồm nhiều bớc công nghệ khác nhau (uốn, đột,
cắt ).
Hình 2.5: Khuôn liên tục 19 vị trí để dập chi tiết đầu nối cực đồng
14
Các căn cứ và các bớc tiến hành thiết kế khuôn:
1. Phân tích sản phẩm: Đánh giá vật liệu và chiều dày, yêu cầu độ chính
+ Các chi tiết có tính công nghệ; có nghĩa là các chi tiết trực tiếp tham gia vào
quá trình công nghệ, tác dụng vào phôi hay bán thành phẩm.
+ Các chi tiết có tính kết cấu; có nghĩa là những chi tiết dùng để lắp ghép và
kẹp chặt.
Các chi tiết có tính công nghệ bao gồm:
- Các chi tiết làm việc: chày, cối, chày- cối liên hợp, dao cắt;
- Các chi tiết định vị: chốt định vị bớc đa băng, dao cắt bớc, đầu định
vị lỗ, vòng định vị phôi;
- Các chi tiết ép và tháo phế liệu, tháo sản phẩm: tấm ép, vòng ép, tấm
gạt, vòng gạt, chốt đẩy.
Các chi tiết có tính kết cấu bao gồm:
- Các chi tiết giữ và đỡ: đế khuôn, chuôi chày, áo chày, áo cối, tấm lót;
- Các chi tiết dẫn hớng: trụ và bạc dẫn hớng, tấm dẫn hớng;
- Các chi tiết truyền động: chêm, cam, tấm trợt, thanh giằng, bản lề;
- Các chi tiết kẹp chặt và đàn hồi: vít, chốt, ốc đòn kẹp, lò xo, cao su.
a) Khối khuôn
Khối khuôn là bộ phận bao gồm đế trên và đế dới, đợc nối liền với nhau bởi
trụ và bạc dẫn hớng.
Việc tiêu chuẩn hóa các khối khuôn dập nguội dựa trên sự nghiên cứu các tiêu
chuẩn của ngành chế tạo cơ khí. Các khối khuôn tiêu chuẩn đợc sử dụng rộng
rãi nhất là những khối khuôn có trụ dẫn hớng bố trí chéo, phía sau, 4 trụ dẫn
hớng.
16
a) b) c)
Hình 2.6: Khối khuôn tiêu chuẩn
a) Trụ phía sau; b) Trụ dẫn bố trí chéo; c) 4 trụ dẫn hớng
Sử dụng những khối khuôn tiêu chuẩn cho phép giảm giá thành về thiết kế
chế tạo khuôn; mở rộng tính lắp lẫn và rút ngắn thời gian lắp khuôn trên máy.
Đế có thể đợc chế tạo từ gang mác C 21 - 40, C 24 - 44 hoặc từ thép
đúc mác 30, 40 hay 45. Trong nhiều trờng hợp có thể sử dụng các loại
thép các bon thờng nh CT3, CT4, CT5 tùy thuộc vào từng loại khuôn cụ thể.
c) Trụ và bạc dẫn hớng:
Bộ phận dẫn hớng đảm bảo cho khuôn dập làm việc chính xác và vững
chắc. Nó dùng để dẫn hớng phần khuôn trên với phần khuôn dới.
Đờng kính phần trụ đợc chọn tuỳ thuộc vào tải trọng của khuôn dập thực
hiện.
Chiều dài của trụ tơng ứng với hành trình làm việc khác nhau của máy
dập và nguyên công khác nhau mà khuôn dập thực hiện.
Cần chú ý rằng, khoảng cách lớn nhất giữa đầu trụ và bạc dẫn hớng
không nên lớn hơn 10 mm, để tránh công nhân đa tay vào.
18
a) b)
Hình 2.7:Trụ và bạc dẫn hớng
a) Trụ và bạc dẫn hớng bi; b) Trụ và bạc dẫn hớng thờng
Chiều dài của phần trụ lắp ghép vào tấm khuôn từ 1,5 ữ 2 lần đờng kính
của nó. Chế độ làm việc càng nặng kích thớc phần lắp ghép càng lớn. Bạc dẫn
hớng đợc lắp chặt vào đế trên.
Ưu điểm của dẫn hớng bi là ma sát trợt giữa trụ và bạc dẫn hớng đợc
thay thế bằng ma sát lăn. Do đó bớc chuyển nhẹ nhàng và độ mài mòn không
đáng kể. Dẫn hớng có bi đợc sử dụng trong những khuôn cắt lớn và trong
các trờng hợp khi sử dụng dẫn hớng trợt thông thờng không đảm bảo độ
bền và độ chính xác.
d) Cuống khuôn
Cuống khuôn là chi tiết nối liền phần trên của khuôn dập với đầu trợt
máy. Cuống khuôn đợc kẹp chặt trong lỗ giữa của đầu trợt. Đối với những
đế khuôn cỡ lớn, đế trên còn đợc kẹp chặt với mặt dới của đầu trợt bằng ốc
Xuất phát từ đó mà thép khuôn dập cần phải có độ cứng và độ bền cao,
tính chịu mài mòn tốt.
Trong quá trình chế tạo những chi tiết của khuôn dập, cần đặc biệt chú ý
đến công việc nhiệt luyện, để đảm bảo độ cứng và tổ chức của kim loại.
Khi chọn vật liệu làm khuôn cần dựa vào:
- Đặc điểm của các nguyên công dập;
- Vật liệu đợc gia công;
- Quy mô sản xuất.
Các loại vật liệu chủ yếu dùng để chế tạo chày, cối bao gồm:
Thép cacbon có tính thấm tôi thấp, ứng suất d bên trong nhiều, do quá
trình làm nguội khi tôi xẩy ra nhanh chóng. Độ nhạy đối với nhiệt độ cao
làm giảm độ bền của thép.
Thép dễ gia công sau khi ủ và sau khi tôi có độ cứng bề mặt cao, tính chịu
mài mòn tốt.
- Thép Y7, Y7A, Y8 dùng để chế tạo những chi tiết mỏng chịu va đập.
Những chi tiết này không yêu cầu có độ cứng cao nh: tấm trợt, chêm, chèn,
chốt định vị, vòng épChày cối hình dáng đơn giản, làm việc nhẹ.
- Y8A dùng để chế tạo chày cối dập cắt, kích thớc không lớn, làm việc
nhẹ.
- Y10A, Y11A dùng để chế tạo chày, cối của khuôn cắt, đột, dập vuốt có
hình dáng đơn giản và kích thớc không lớn lắm.
21
a) Thép dụng cụ hợp kim thấp: Thép dụng cụ hợp kim thấp có tính thấm tôi
tốt, độ bền cao hơn so với thép cacbon. Độ nhạy và độ lớn lên của hạt khi đốt
nóng thấp, ít bị biến dạng khi làm nguội.
- 7X, 9X, 11X, 17X: dùng để chế tạo phần làm việc của khuôn cắt, đột tạo
hình với kích thớc hay đờng kính đến 35mm.
b) Thép hợp có tính thấm tôi cao cho phép chế tạo những chi tiết làm việc
của khuôn dập có tiết diện lớn.
ữ
6% Cr.
Thép nhóm này có hàm lợng crôm và cacbon thấp hơn so với thép crôm
cao. Nó có độ dai lớn hơn và có tổ chức tơng đối đồng đều hơn. Thép X6B,
9X5 chế tạo chày, cối dập vuốt lớn, cối để ép chảy thép.
- Thép hợp kim phức tạp: có độ bền cao (lớn hơn 20% so với thép có 6
ữ
12 Cr). Tổ chức rất đồng đều, hạt nhỏ, ít nhạy đối với việc đốt nóng và thoát
cacbon. Kích thớc và hình dáng không thay đổi khi tôi.
Thép 7X
2BM, dùng để chế tạo khuôn cắt, đột, tải trọng lớn, hình dáng
phức tạp.
d) Hợp kim cứng
Hợp kim cứng có độ cứng và chịu mài mòn rất cao. Làm việc chịu uốn và
đặc biệt chịu kéo kém. Nền tảng của hợp kim này là cacbit vônfram và liên kết
côban (nhóm BK).
Hợp kim cứng dùng để chế tạo chày, cối khi làm việc có những vòng ôm
chặt bên ngoài.
- BK8, BK10 (BK8B, BK10M) dùng để chế tạo chày, cối dập vuốt, thành
hình, ép chảy làm việc chịu mài mòn; yêu cầu độ tinh sạch bề mặt và chính
xác cao.
- BK15, BK20 (BK15M, BK20M), dùng để chế tạo chày uốn, thành hình,
chịu lực lớn, khuôn cắt hình và đột lỗ những chi tiết từ thép đã tôi.
23
- BK25, BK30 chế tạo khuôn dập tách (khuôn xấu) đòi hỏi độ bền cao;
khuôn có tiết diện nguy hiểm, kém bền do hình dáng đặc biệt của chi tiết dập;
khuôn tạo hình; khuôn chồn và ép chảy.
e) Hợp kim đồng vàng nhôm pAH 10-4-6
- Kỹ s thiết kế khuôn sao chép các dữ liệu hình học của sản phẩm (mô hình
CAD 3 chiều) để hoàn thiện thiết kế khuôn cho sản phẩm;
- Kỹ s công nghệ tách các bản vẽ chi tiết từ thiết kế khuôn tổng thể, sau đó
lập trình gia công NC cho các chi tiết đó;
Copyright: Tài liệu đại học ©