Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Lời nói đầu
Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại đất nớc, các ngành kinh tế nói chung và
ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi các kỹ s và các cán bộ kỹ thuật có kiến thức tơng đối rộng và phải
biết vận dụng sáng tạo những kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề thờng gặp trong thực tế.
Đồ án tốt nghiệp đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình đào tạo trở thành ngời kỹ
s. Qua quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về những kiến thức đã đợc
tiếp thu trong quá trình học tập, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo những kiến thức
này để làm đồ án cũng nh công tác sau này.
Là một sinh viên chuyên ngành cơ khí. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đợc giao
nhiệm vụ: Thiết kế công nghệ dập Qui trình công nghệ gia công tay biên động cơ D6.
Đây là một đề tài mới và khó đối với em. Tuy nhiên trong thời gian đi thực tập và làm đồ án
tốt nghiệp đợc sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn: ThS. Vũ Đình Trung với sự học hỏi của
bản thân em đã đa ra phơng pháp dập phôi tay biên D6 và quy trình công nghệ gia công, tay biên
phơng án này sẽ đảm bảo độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật.
- Đồ án tốt nghiệp của em gồm có phần thuyến minh và phần bản vẽ mà ở đó đã trình
bày đầy đủ về thiết kế công nghệ dập phôi tay biên D6, và quy trình công nghệ gia công tay biên,
chế độ cắt , đồ gá, máy, dùng để gia công.
- Tuy nhiên do trình độ hiểu biết về lý thuyết và thực tế còn hạn chế, do đó trong đồ án này
không thể tránh khỏi sai sót. Vậy em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy và các bạn để em
có thể hiểu sâu hơn về môn học cũng nh các phơng án khác hợp lý hơn.
- Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn ThS. Vũ Đình Trung cùng các thầy giáo
trong khoa cơ khí Trờng ĐHKTCNTN đã tận tình hớng dẫn em hoàn thành đồ án đúng thời
hạn. Đồng thời cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo và các ban đã giúp đỡ em
trong suốt 5 năm học qua cũng nh trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp.
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 04 năm 2006
Sinh viên
Vũ Văn Thuỷ
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 1 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Yêu cầu kỹ thuật

R
4
0
R12
R10
1
9
5
ỉ5
R3
R4
R
8
0
R5
R5
R0,5
R0,5
R27
R6
2.5
1.25
1.251.25
1.25
0.1 A
0.1 A
A
1.25
0.05 A
R15

R1
R1
R5
4
0.1
5
0.1
5
0.1
4
0.1
70
+0.1
16
27
+0.2
-0.1
30
M8x1
B
Rz40
66
E
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 2 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Phần I
Phân tích tính công nghệ của
chi tiết - chọn phơng án chế tạo phôi
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 3 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6

loại trong mặt cắt dọc phải đợc đặc trng bằng hớng của thớ dọc theo đờng trục
phù hợp với hình dạng bên ngoài không có hiện tợng đứt đoạn, xốp.
- Trên bề mặt đã gia công không cho phép có vết nứt, gãy, gỉ sắt, lõm, lỗ
rỗng.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 4 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
- Đờng gép khuôn cho phép có ba via dến 1,5mm, không cho phép có vết
nhăn, phải tẩy sạch các khuyết tật và ba bia 1,5mm đạt Rz40.
- Độ lệch của hai đờng tâm lỗ lên mặt pohẳng cho phép nhỏ hơn bằng
0,06/100.
- Độ lệch của nối tâm hai lỗ so với trục đối xứng 0,5mm.
- Không cho phép hàn đắp.
- Độ côn ô van của lỗ đầu nhỏ 0,01mm. Kích thớc đầu to cho phép
025,0
01,0
45
+

nằm trong góc < 45
0
so với mặt phẳng lắp ghép.
- Độ chênh lệch chiều dày thành đầu to và đầu nhỏ tay biên theo hớng dọc
trục đối xứng không quá 2mm, theo chiều ngang không quá 1mm.
II. xác định dạng sản xuất
1/ ý nghĩa:
Dạng sản xuất phụ thuộc vào sản lợng sản phẩm trong năm, xác định dạng
sản xuất hợp lý có ảnh hởng đến đầu t và hình thức tổ chức sản xuất. Sản lợng sản
phẩm lớn ta đầu t thiết bị chuyên dùng, tổ chức sản xuất theo dây chuyền sẽ đem
lại hiệu quả kinh tế cao nhất, chất lợng sản phẩm tốt, thu hồi vốn đầu t nhanh.
Nếu sản lợng sản phẩm thấp thì nên sử dụng trang thiết bị vạn năng, tổ

N
i
= 7000.1[1 + (3 + 2)/100] = 7350 chi tiết/năm
3/ Xác định khối lợng của chi tiết:
41
7
15
25
130
10
22
ỉ25
ỉ35
R
2
2
,
5
R
2
8
V
1
V
2
V
3
V
4
70

Thể tích chi tiết là:
V
CT
= V
1
+ V
2
+ V
3
+ V
4
Ta có: V
1
= 14229 mm
3
V
2
= 43917 mm
3
V
3
= 40040 mm
3
V
4
= 12300 mm
3
V
CT
= 110486 mm

phức tạp.
Nhợc điểm: Tổ chức hạt thô, bề mặt bị chai cứng nên khó gia công cắt gọt,
độ bền và độ dẻo dai kém.
b/ Phơng pháp hàn:
Ưu điểm: Tạo ra các chi tiết có hình dáng phức tạp đảm bảo cơ tính.
Nhợc điểm: Năng suất thấp, vốn đầu t lớn, giá thành cao nên ít dùng và
đặc biệt tay biên làm việc trong điều kiện chịu tải trọng va đập lớn nên không cho
phép chế tạo phôi bằng phơng pháp hàn.
c/ Phôi cán:
Ưu điểm: Phơng pháp này tạo phôi đơn giản, rẻ tiền, dễ chế tạo và năng
suất cao.
Nhợc điểm: Phôi có hình dáng đơn giản trên bề mặt. Thép cán thông thờng
đợc tiêu chuẩn hoá, và đặc biệt với chi tiết tay biên D6 hình dáng phức tạp nên rất
khó chế tạo bằng phơng pháp này.
d/ Phôi rèn tự do:
Ưu điểm: Vốn đầu t thấp, thiết bị đơn giản, kim loại bị biến dạng về tất cả
các hớng cho nên phôi có cơ tính tốt.
Nhợc điểm: Khó tạo đợc phôi có hình dáng phức tạp, năng suất thấp,
không phù hợp với dạng sản xuất loạt, chỉ phù hợp với dạng sản xuất loạt nhỏ
hoặc đơn chiếc.
e/ Rèn khuôn:
Có độ chính xác và độ bóng cao hơn, chế tạo đợc các chi tiết có kích thớc
vừa và nhỏ. Phù hợp với dạng sản xuất loạt lớn, hàng khối nhng chi phí lớn, đòi
hỏi phải có lực ép lớn.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 8 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
f/ Dập thể tích:
1:> Dập thể tích trên máy búa
Ưu điểm: Đây cũng là hình thức rèn khuôn nó thờng cho phôi có hình dáng
phức tạp đạt độ chính xác cao. Nâng cao cơ tính của phôi thờng áp dụng sản xuất

- Khi quá tải thờng xảy ra kẹt máy, nhiều trờng hợp rất khó giải quyết.
- Kích thớc phôi ban đầu cần phải chính xác.
- Khó đánh sạch lớp oxy hoá nên yêu cầu thiết bị nung phải không có hoặc
ít hiện tợng oxy hoá.
- Tính chất vạn năng so với máy búa dập kém hơn nên phải có thiết bị phụ
để tạo phôi.
Tuy vậy có những nhợc điểm này, nhng phơng pháp dập nóng trên máy ép
là u việt hơn cả vì nó đảm bảo đợc những yêu cầu kỹ thuật của chi tiết và tính
kinh tế, tiết kiệm kim loại, năng suất cao dễ tự động hoá và cơ khí hoá trong quá
trình sản xuất.
3/ Chọn phơng pháp chế tạo phôi:
Qua phân tích u nhợc điểm của các phơng pháp tạo phôi ta nhận thấy ph-
ơng pháp tạo phôi bằng dập nóng trên máy ép trục khuỷu là một phơng pháp u
việt hơn cả nếu ta chế tạo đợc khuôn và lòng khuôn chính xác nên ta chọn phơng
pháp này để chế tạo phôi tay biên D6 trong quá trình sản xuất.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 10 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Phần II
Thiết kế công nghệ dập phôi
tay biên D6
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 11 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
I. Phân loại vật dập
Quá trình công nghệ dập trên máy ép trục khuỷu phụ thuộc vào dạng của
vật dập. Để thiết kế vật dập và khuôn dập cần phải phân loại vật dập theo cấu tạo
của nó và theo đờng phân khuôn, dạng trục chính vật dập, hình dáng vật dập. Dựa
vào những đặc điểm trên ngời ta chi ra làm 4 nhóm vật dập. Bảng 87 trang 390[1]
(Phân loại vật dập trên máy ép trục khuỷu).
Dựa vào đặc điểm của 4 nhóm vật dập đó, xét chi tiết gia công tay biên D6
là vật dập có dạng dài, tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng là:

D
T
D
T
b.
c.
d.
Hình vẽ 2: Mặt phân khuôn
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 13 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Hình 2a: Cho ta mặt phân khuôn ở giữa chiều rộng chi tiết, chứa tâm hai lỗ
đầu to và đầu nhỏ. Mặt phân khuôn này để lại lợng d lớn ở hai lỗ và góc nghiêng
thành bên, độ chênh lệch lòng khuôn lớn khó khăn cho việc điền đầy kim loại.
Hơn nữa mặt phân khuôn này sẽ không tạo đợc tiết diện chữ I.
ở thân chi tiết mà thay thế bằng tiết diện hình chữ nhật do đó ta phải thay
đổi kết cấu chi tiết, nh thế tuổi thọ của chi tiết sẽ không đảm bảo.
Hình 2b: Cho ta mặt phân khuôn đi qua mặt đầu hai lỗ, vật dập sẽ nằm
hoàn toàn ở lòng khuôn trên. Mặt phân khuôn này cho lợng d lớn, không đối xứng
qua tâm chi tiết và kim loại khó điền đầy ở lòng khuôn trên hơn do đó sẽ không
đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề ra của chi tiết.
Hình 2c: Cho ta mặt phân khuôn đi qua mặt đầu hai lỗ, vật dập sẽ nằm
hoàn toàn ở lòng khuôn dới. Mặt phân khuôn này cho lợng d lớn, không đối xứng
qua tâm chi tiết và kim loại khó điền đầy ở lòng khuôn dới hơn do đó sẽ không
đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề ra của chi tiết.
Hình 2d: Cho ta mặt phân khuôn đi qua giữa chiều cao của chi tiết, lợng d
chia đều ra hai nửa theo chiều cao của chi tiết đảm bảo chi tiết đối xứng qua tâm.
Nh vậy chiều sâu lòng khuôn ở khuôn trên và khuôn dới bằng nhau kim loại điền
đầy về hai phía nh nhau.
So sánh các phơng án chọn mặt phân khuôn trên ta thấy phơng án hình 2d u
điểm hơn cả. Ta chọn mặt phân khuôn theo phơng án này, mặt phân khuôn vuông

- Để nhận đợc vật dập có độ chính xác cao với lợng d và dung sai tối thiểu
dẫn đến hạ giá thành trong quá trình gia công cơ và tiết kiệm kim loại. Để đạt đợc
mục đích đó bằng cách:
- Sử dụng máy ép có công suất lớn hơn yêu cầu của vật dập, chuẩn bị phôi
tốt và dập sát mặt khuôn.
- Lắp khuôn vào bệ và đầu búa đúng hớng điều chỉnh cẩn thận khe hở thân
dẫn hớng của đầu búa, khuôn phải có khoá để chống trợt.
- Cải tạo chế độ nung phôi, tốt nhất là dùng lò điện cảm ứng thì phôi giảm
ô xít, không bị thoát cácbon, giảm hao cháy kim loại và làm sạch vật dập.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 15 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
- Phôi dập đúng nhiệt độ quy định.
- Dùng phơng pháp tốt nhất để chống cong vênh đối với vật dập.
- Giảm số lần gia công cắt gọt nhng vẫn đảm bảo độ chính xác cao.
- Sử dụng các biện pháp công nghệ tối u trong quá trình gia công.
*) Căn cứ vào khả năng cho phép và những yêu cầu đối với lợng d và dung
sai cho chi tiết vật dập. Dựa vào kết cấu của vật dập là tay biên D6 và những yêu
cầu kỹ thuật của chi tiết:
Các kích thớc lớn nhất của vật rèn:
Chiều cao lớn nhất: H = 27 mm
Chiều rộng lớn nhất: B = 70 mm
Chiều cao dài nhất: L = 179,5 mm
Với vật liệu thép 45 độ chính xác I (Vì sản xuất hàng khối). Các bề mặt gia
công đạt độ nhẵn Rz40 ữ Rz20 ta lấy thêm một lợng d = 0,15 mm. Các bề mặt
gia công đạt độ nhẵn Rz20 trở lên ta lấy thêm một lợng d = 0,25 mm.
Tra bảng 88 trang 399(1) ta đợc lợng d và dung sai:
Theo H = 1
8,0
5,0
+

+

19 + 1 = 20
7,0
6,0
+

23+2+1.25 = 26.25
8,0
5,0
+

lấy bằng 30.5
8,0
5,0
+

70 + 2 = 72
7,0
6,0
+

18+23+4+1 = 46
9,0
7,0
+

3/ Xác định góc nghiêng thành lòng khuôn:
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 16 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6

Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Nếu tỷ số l/b lớn thì cho ta góc nghiêng lớn và ngợc lại.
Vì lực cản kim loại ở thành lòng khuôn nhỏ, xét tay biên D6 là chi tiết dạng
càng, vật dập nhóm I thuộc phân nhóm 1b và đợc tạo bởi 2 lòng khuôn (khuôn
trên và khuôn dới). Dựa theo các kích thớc chi tiết ta có thể phân phôi tay biên D6
ra thành hai phần để chọn góc nghiêng: phần đầu và phần thân.
Phần đầu (Gồm đầu to và đầu nhỏ):
h = 15 mm
b = 5,5 mm
l = 46 mm
=> h/b = 15/5,5 1 ữ 3 ;
l/b = 46/5,5 >3
Theo bảng 71 trang 205[1] ta đợc góc nghiêng thành bên của khuôn = 5
0
.
Nhng vì chi tiết có chiều cao nhỏ hơn 30mm, nên góc nghiêng chọn tăng lên =
6
0
.
Phần thân (Tiết diện chữ I) tay biên D6 có các kích thớc:
h = 7 mm
b = 6 mm
l = 100 mm
=> h/b = 7/6 1
l/b = 100/6 >3
Theo bảng 71[1] ta có góc nghiêng thành lòng khuôn = 2
0
.
4/ Đờng phân khuôn:
Đờng phân khuôn đợc xác định theo chiều cao vật dập, liên quan đến lợng

min
= 0,65*S = 3,198 mm. Lấy S
min
= 3mm
S
max
= 1,35*S = 6,642 mm. Lấy S
max
= 6,6mm
d
1
0,12*d + 3 = 8,124 mm. Lấy d
1
= 8mm
* Với lỗ đầu nhỏ cùng công thức trên ta có:
S =
75,14*6,0575,14*25,07,2245,0 +

S 3,989 mm
Tại lỗ đầu nhỏ này khi khuôn làm việc ở nhiệt độ cao tốc độ truyền nhiệt ra
khối khuôn chậm hơn các chỗ khác sẽ gây ra ứng suất nhiệt tập trung, dễ gây ra
nứt vỡ lòng khuôn. Do đó ta lấy chiều dầy màng lỗ đột tăng lên. S 9 mm
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 19 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
6/ Xác định bán kính góc lợn vật dập:
Bán kính góc lợn hợp lý giúp cho kim loại dễ điền đầy khuôn và việc lấy
vật dập ra khỏi lòng khuôn đợc dễ dàng. Bán kính lợn ngoài r nhỏ sẽ làm cho việc
dập rất khó khăn, kim loại khó điền đầy lòng khuôn và ở những chỗ đó tạo thành
ứng suất tập trung nên rãnh lòng khuôn có thể bị nứt, thậm trí vỡ khuôn, khó khăn
cho quá trình nhiệt luyện. Bán kính lợn trong R nhỏ thì kim loại chảy rất khó

1
1
6,6
14
6
R3 R2
30,5
9
R8
R2
R
8
R4
R2
R3
3
30,5
6
15
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 20 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Hình vẽ 3: Bán kính lợn, màng ngăn lỗ đột
7/ Vành biên và rãnh thoát biên:
Vành biên là vành kim loại thừa xung quanh vật dập trên mặt phân khuôn
nó có ảnh hởng lớn đến quá trình dập.
a/ ý nghĩa của vành biên:
Vành biên tạo ra chung quanh vật dập, ngăn cản kim loại chảy ra mặt phân
khuôn mà buộc kim loại chảy vào lòng khuôn làm điền đầy vật dập.
Trong thực tế rất khó tạo ra kích thớc của phôi và lòng khuôn trùng nhau.
Do đó thể tích của phôi phải lớn hơn thể tích của lòng khuôn nên sẽ có một ít kim

vd
F
F
vd
: diện tích vật dập
F
vd
= F
1
+ F
2
+ F
3
+ F
4

F
1
: là diện tích phần đầu nhỏ phôi tay biên D6
F
2
: là diện tích phần thân phôi tay biên D6
F
3,4
: là diện tích phần đầu to phôi tay biên D6
F
vd
= 9864 mm
2


HH
5
Hình vẽ 4: Rãnh vành biên
*) Xác đinh thể tích rãnh vành biên:
Thể tích rãnh vành biên đợc xác định theo công thức 10 trang 179[1]
V
d
= x s
d
[(c
vd
+ (b + b
1
))] mm
3
.
_ là hệ số tính đến mức độ điền đầu rãnh vành biên, tra bảng 66 [1]
Ta có vật dập thuộc nhóm 1, trọng lợng 1 ữ 2 kg chiều rộng rãnh loại 1
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 22 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
= 0,6
s
d
diện tích rãnh vành biên, tra bảng 65 [1]
s
d
= 0,8625 cm
2
= 86,25 mm
2

ớc của bản vẽ vật dập nh sau:
*Vật dập trạng thái nguội có kích thớc cơ bản là giống kích thớc của bản vẽ
chi tiết nhng những chỗ phải gia công thì phải cộng thêm một phần lợng d gia
công.
*Vật dập trạng thái nóng, các kích thớc phải kể đến độ co ngót theo chiều
dài vật dập nh sau:
- Khoảng cách giữa tâm 2 lỗ: 133,7
- Độ dầy của đầu to và đầu nhỏ: 31
- Độ dài phần bắt vít ở đầu to: 46,7
- Các kích thớc nhỏ khác, độ co ngót không đáng kể.
Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 23 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
Bản vẽ vật dập ở 2 trạng thái đợc thể
hiện nh hình bên

Vũ Văn Thuỷ - THCN03M 24 Trờng Đại học KTCN
Thuyết minh ĐATN Thiết kế công nghệ dập QTCN chế tạo tay biên D6
ỉ22
ỉ35
ỉ32
46
+0,1
R
3
0
R
8
0
R21
R23

2
0
+
0
,
1
R3
5
A
R4
R5
R5 R5
R5
20
2
4
5
R
4
0
R
8
0
R5
R3
R4
R3
6
3
15