Lưu trữ cho từ khóa: gia cong

Khuôn dập #128 – Thiết kế khuôn đột bao hình (1) Cơ bản thiết kế khuôn đột bao hình

(1) Cấu trúc của khuôn đột

Khuôn đột bao hình là khuôn dùng để tạo ra các hình dạng bao ngoài như thấy ở Hình 1. Trong khi biên dạng được đột trở thành biên dạng của sản phẩm như trong một số trường hợp, hình dạng của sản phẩm cũng được tạo nên từ quá trình uốn hoặc thúc, v.v. trong một số trường hợp khác. Đây có thể nói là một trong những dạng cơ bản của đột dập.

Hình 1. Bao hình

Hình 2 chỉ ra cấu trúc của một khuôn đột bao hình cơ bản. Đây là khuôn có cấu trúc bộ gạt phôi cố định. Khuôn đột bao hình được chia thành khuôn trên (được cấu thành từ cuống khuôn, bộ giữ chày, tấm chày, và chày) và khuôn dưới (được cấu thành từ bộ gạt phôi, cối và bộ giữ cối).

Hình 2. Khuôn đột bao hình tiêu chuẩn

Như thấy trong Hình 3, khuôn trên được lắp vào thanh trượt của máy đột dập. Trong ví dụ này, cuống khuôn được lắp cố định dùng bộ giữ cuống khuôn. Đây là phương pháp lắp khuôn trên trong trường hợp khuôn tương đối nhỏ.

Hình 3. Mối liên hệ giữa máy đột dập và khuôn dập

Khuôn dưới được cố định dùng kẹp trên đế của máy dập. Một yếu tố quan trọng trong khuôn là khe hở chày cối.

Trong ví dụ này, khe hở chày cối được khớp tại thời điểm lắp đặt khuôn trên máy dập. Loại khuôn dập này được gọi là khuôn mở. Quá trình lắp đặt khuôn trên máy dập được gọi là “lắp khuôn” (settings up the die). Khe hở chày cối thay đổi tùy theo kỹ năng của công nhân trong khi lắp khuôn trong trường hợp khuôn mở. Điều này cũng có nghĩa là chất lượng của sản phẩm dập cũng sẽ bị thay đổi mỗi khi lắp lại khuôn.

Để giải quyết vấn đề này, trụ dẫn hướng và bạc dẫn hướng được dùng như thấy ở Hình 4 sao cho mối liên hệ giữa khuôn trên và khuôn dưới được duy trì tương đối với nhau. Một số lượng lớn khuôn kiểu này được sử dụng để đảm bảo mối liên kết giữa khuôn trên và khuôn dưới được duy trì là một hằng số.

Áo khuôn (die set) là một bộ gồm bộ giữ chày, bạc dẫn hướng, trụ dẫn hướng, và bộ giữ cối được tích hợp lại với nhau. Xa hơn, khuôn dập của dạng này được gọi là “khuôn có áo khuôn”.

Hình 4. Điều chỉnh vị trí của chày và cối

(2) Chi tiết của thiết kế khuôn

Đầu tiên, khuôn dập có một mục đích cụ thể để tạo hình tấm thép. Trong trường hợp này là đột bao hình. Các chức năng cần thiết để đột bao hình phải được hiểu trước rồi sau đó mới đưa ra mẫu.

Công việc được bắt đầu sau khi lắp đặt xong bộ khuôn dập trong máy dập. Phương pháp để lắp đặt khuôn được nghiên cứu và xác định. Trong ví dụ này, phương pháp cố định được dùng là cố định dùng cuống khuôn và kẹp đa dụng.

Thêm vào đó để giúp cho việc lắp khuôn được dễ dàng, việc đo đạc nên được thực hiện sao cho không có sự dao động về chất lượng sản phẩm ngay cả khi khuôn được dùng liên tục. Trong ví dụ này, mối liên hệ giữa chày và cối được duy trì không đổi bằng trụ dẫn hướng và bạc dẫn hướng (hạn chế dao động khe hở chày cối), và việc lắp khuôn sẽ dễ dàng hơn.

Trong khi thiết kế khuôn, các chi tiết cần thiết được liệt kê, các tiêu chuẩn được đặt ra, và sau đó thiết kế chi tiết được thực hiện.

(nguồn misumi-techcentral)

Khuôn dập #127 – Lực dập (4) Lực thúc

Lực dập (P) cần thiết để thúc một hinhd trụ là lực mà chày dùng để đẩy phôi tròn vào trong cối. Yếu tố chính liên quan tới lực dập là trở kháng của phôi vật liệu để biến dạng. Ngoài ra, cũng có hiệu ứng của lực ma sát giữa phôi vật liệu và cối, lực giữ phôi (xem bài số 10 để biết chi tiết về lực giữ phôi), v.v. Tổng của tất cả lực này chính là lực thúc cần thiết.

Lực dập của quá trình thúc thường được xác định bằng công thức sau. Xem Hình 1.

P = K * pi * d * t * Ts (kgf)

P: lực thúc (kgf)

K: hệ số

pi: số pi (3.14)

d: đường kính thúc (mm)

t: chiều dày tấm (mm)

Ts: độ bền kéo (kgf)

Hình 1. Lực thúc

Các yếu tố có ảnh hưởng lớn tới lực thúc là độ bền kéo của vật liệu, tỷ số thúc (drawing ratio), độ dày tấm tương đối (được xác định bằng chiều dày tấm vật liệu / đường kính phôi * 100(%)). Nếu tỷ số thúc là cố định thì hệ số (K) sẽ nhỏ nếu chiều dày tấm tương đối nhỏ. Giá trị giới hạn của nó là 1.0. Trong công thức trên, vật liệu sẽ bị nứt nếu K vượt quá 1.

Nếu chiều dày tấm tương đối cố định, thì nó thay đổi tuỳ theo tỷ số thúc. Hệ số được đưa ra để tham khảo trong ví dụ này của một tấm thép (SPC). Sau đây là giá trị của K nếu chiều dày tấm tương đối là 1.2%.

(1) Thúc lần đầu

Tỷ số thúc (m) = 0.50 -> K = 1.0

0.55 -> K = 0.80

0.60 -> K = 0.68

0.70 -> K = 0.42

(2) Thúc lại

Tỷ số thúc (m) = 0.75 -> K = 0.90

0.80 -> K = 0.62

0.82 → K = 0.52

0.85 → K = 0.42

0.90 → K = 0.20

Nếu tỷ số thúc giống nhau ở cả lần thúc đầu và lần thúc lại thì giá trị K sẽ lớn hơn ở lần thúc lại. Điều này là do hệ quả của quá trình làm cứng của vật liệu. Lực thúc thu được bằng công thức sẽ nằm trên điểm chết dưới của máy dập khá nhiều. Máy dập được lựa chọn dựa trên công suất mô-men của nó.

Máy dập không được lựa chọn dựa trên mối liên hệ giữa lực thúc và công suất danh nghĩa của máy.

(nguồn misumi-techcentral)

Khuôn dập #126 – Lực dập (3) Lực uốn

Lực uốn được thảo luận ở đây là lực để tạo hình một sản phẩm uốn tự do. Trong quá trình uốn, uốn đáy được dùng thường xuyên ở điểm chết dưới nhằm làm ổn định được hình dạng. Một lực cực kì lớn sẽ cần phải có trong quá trình uốn đáy tuỳ theo lượng đáy được uốn. Kích thước của lực này có thể từ 5 tới 10 lần lực uốn tự do.

(1) Lực uốn để uốn chữ C

Hình 1. Uốn chữ V

Lực uốn để uốn chữ V thu được dùng công thức sau.

P = (C1 + B + t^2 + Ts) / L (kgf)

P: lực uốn (kgf)

C1: hệ số

B: chiều dài đường uốn (mm)

t: chiều dày tấm (mm)

Ts: độ bền kéo (kgf/mm^2)

Hệ số (C1) là 1.33 nếu độ rộng vai cối (L) là 8 lần chiều dày tấm vật liệu (t), 1.5 nếu độ rộng vai cối là khoảng 5 lần chiều dày tấm, và khoảng 1.2 nếu nó khoảng 16 lần chiều dày tấm.

(2) Lực uốn để uốn chữ L

Hình 2. Uốn chữ L

Lực uốn để uốn chữ L thu được bằng công thức sau.

P = C/3 * B * t * Ts (kgf)

P: lực uốn (kgf)

C: hệ số từ 1.0 tới 2.0 (lựa chọn hệ số lớn hơn nếu R chày và R cối nhỏ)

B: chiều dài đường thẳng uốn (mm)

t: chiều dày tấm (mm)

Ts: độ bền kéo (kgf/mm^2)

Hình dạng này là cơ bản cho lực uốn đối với quá trình uốn được nén. Trong trường hợp uốn chữ U như thấy ở Hình 3, do đường thẳng uốn (B) nằm ở hai vị trí, công thức tính toán bằng hai lần giá trị của chiều dài đường thẳng uốn (B) trong công thức ở trên.

Hình 3. Uốn chữ U

Theo kiểu này, nếu quá trình uốn được thực hiện ở vài điểm cùng lúc thì tổng chiều dài đường uốn sẽ được lấy giá trị của B.

(nguồn misumi-techcentral)

Khuôn dập #125 – Lực dập (2) Lực cạnh bên và lực loại bỏ đề-xê

(1) Lực cạnh bên (F)

Như thấy ở Hình 1, lực cạnh bên là lực sinh ra theo hướng góc bên phải của lực đột dập. Nếu chiều rộng còn lại của vật liệu nhỏ thì vật liệu sẽ bị nén lại bởi lực cạnh bên và có thể bị biến dạng.

Hình 1. Lực cạnh bên trong đột bao hình và hệ quả của nó

Hiệu ứng trên chày tác động ở một bên cạnh và khe hở thay đổi do đó làm thay đổi trạng thái đột bao hình. Khuôn dập có thể bị vỡ nếu vùng cạnh cắt của nó bị yếu. Lực cạnh bên tăng tỷ lệ với quá trình đột bao hình. Nó cũng thay đổi tùy theo kích thước của khe hở đột. Lực cạnh bên được diễn tả như bên dưới.

P = Kf * P (kgf)

F: lực cạnh bên (kgf)

P: lực đột bao hình (kgf)

Kf: hệ số của P

Hình 2 cho thấy hệ số (Kf) của lực cạnh bên khi mà khe hở là 3%. Trong trường hợp tấm thép mềm, chúng ta cần cẩn thận do hệ số này có thể lớn hơn 30% của lực đột bao hình.

Hình 2. Biên độ lực cạnh bên đối với vật liệu khác nhau

(2) Lực loại bỏ đề-xê (Ps)

Đây còn được gọi là lực gạt phôi. Đây là lực để gạt vật liệu bị dính trên chày. (Xem Hình 3)

Hình 3. Loại bỏ đề-xê

Lực này được thể hiện như bên dưới với mối liên hệ với lực đột bao hình (P).

Ps = Ks * P (kgf)

Ps: lực loại bỏ đề-xê (kgf)

P: lực đột bao hình (kgf)

Ks: hệ số có mối liên hệ với lực đột bao hình

Lực loại bỏ đề-xê thay đổi giữa 0.03 và 0.08. Lực loại bỏ đề-xê thay đổi lớn theo khe hở chày cối. Lực này lớn khi khe hở nhỏ và trở nên nhỏ nhất khi khe hở vào khoảng 20%.

Trong trường hợp khuôn kiểu gạt phôi động, thì lực loại bỏ đề-xê đòi hỏi phải được xác định độ cứng của lò xo. Nếu độ phẳng của sản phẩm thu được bằng cách nén vật liệu bằng bộ gạt phôi, thì giá trị Ks ở trên là không đủ, và chúng ta phải để lớn hơn nhiều. Giá trị của Ks trong trường hợp này sẽ vào khoảng 0.1 tới 1.0. Giá trị Ks được dùng phổ biến là nằm trong khoảng 0.1 tới 0.3.

(nguồn misumi-techcentral)

Khuôn dập #123 – Thuật ngữ và các vấn đề xung quanh (17) Các thuật ngữ trên khuôn thúc

Thỉnh thoảng chúng ta gặp khó khăn khi mô tả các phần của sản phẩm khi nghiên cứu các sản phẩm thúc (drawing). Nếu chúng ta biết một số thuật ngữ thì sẽ rất thuận tiện khi trao đổi trong công việc.

Hình 1 chỉ cho ta thấy một số thuật ngữ liên quan tới hình dạng của sản phẩm được tạo hình bởi quá trình thúc hình trụ.

Hình 1. Thuật ngữ các phần khác nhau của sản phẩm được thúc hình trụ

(1) Vành (flange): phần bao hình còn lại nằm trên bề mặt của cối sau khi tấm phôi đã được thúc. Cạnh của vành sẽ trở nên dày hơn so với chiều dày tấm thông thường.

(2) R vành (flange R): đây là phần bo tròn (vát) nằm giữa vành và thành của sản phẩm. Nó tương ứng với bán kính vai cối (R cối) của cối thúc.

(3) Thành (side wall): đây là phần được nâng lên nếu so với vành khi phôi thúc được đẩy bên trong cối bởi chày.

(4) R đáy (bottom R): đây là phần bo tròn của vùng tương ứng với bán kính vai chày (R chày). Thuật ngữ này được dùng do nó là phần bo tròn của đáy của sản phẩm thúc.

(5) Đáy (bottom): đây là bề mặt bao gồm đáy của sản phẩm. Thay vì được gọi là đáy, thỉnh thoảng người ta cũng gọi nó là nóc (roof), nhưng gần đây thuật ngữ đáy dường như được dùng phổ biến hơn.

Hình 2 cho thấy một số thuật ngữ liên quan tới hình dạng của sản phẩm được dập bởi quá trình thúc vật thể khối vuông.

Hình 2. Thuật ngữ các phần khác nhau của sản phẩm được thúc hình khối vuông

(1) Vành (flange): phần của phôi thúc còn lại trên bề mặt của cối sau khi phôi đã được thúc. Kiểu sản phẩm thúc này có sự khác biệt lớn về tính năng của vật liệu phần vành tại vùng cạnh thẳng và tại vùng góc R.

(2) Phần cạnh thẳng (straight side part): đây là phần thành được tạo hình tại phần cạnh thẳng của sản phẩm thúc khối vuông. Nếu nghiên cứu quá trình dập này, thì kiểu dập này có thể xem phần này cũng giống như phần uốn (bending).

(3) R góc (corner R): đây là phần cấu thành phần bo tròn của góc phần thành sản phẩm. Nếu nghiên cứu quá trình dập này thì phần này cũng giống như quá trình thúc hình trụ.

(4) R vành (flange R): đây là phần bo tròn được cấu thành bởi vành và phần thành. Mặc dù sản phẩm có góc bo như nhau ở quanh chu vi sản phẩm, nhưng xét theo quá trình dập này, phần bo tròn của vùng cạnh thẳng nên làm nhỏ hơn và phần bo tròn của vùng R góc được làm lớn hơn.

(5) Đáy (bottom): đây là bề mặt đáy của sản phẩm khối vuông.

(6) R đáy (bottom R): đây là phần bo tròn của vùng giao nhau giữa thành sản phẩm và bề mặt đáy. Về tổng quan, vùng này thường được làm giống như R góc.

(nguồn misumi-techcentral)