Lưu trữ cho từ khóa: gia cong

Khuôn dập #122 – Thuật ngữ và các vấn đề xung quanh (16) Các thuật ngữ trên khuôn uốn

Thỉnh thoảng chúng ta khó có thể diễn tả bằng tên những phần chi tiết khi nghiên cứu sản phẩm uốn. Tên của một vài vùng nên nhớ để thuận tiện khi sử dụng được đưa ra ở bên dưới.

Hình 1 cho ta một số thuật ngữ liên quan tới hình dạng sản phẩm.

Hình 1. Thuật ngữ các vùng khác nhau của sản phẩm uốn

(1) Mạng (web): hình dạng của vùng này được nén bởi một tấm đệm trong khi uốn chữ L hoặc uốn chữ U được gọi là mạng.

(2) Mép (flange): đây là tên của phần được uốn nâng lên. Trong trường hợp uốn chữ V của tấm thì cả hai bên sẽ đều trở thành mép.

(3) Bán kính uốn trong (inside bend radius): đây là phần cong được sinh ra bên trong của vùng uốn. Chúng ta có giá trị tối thiểu của vùng này do sự rạn nứt sẽ phát sinh nếu bán kính này quá nhỏ. Đây được gọi là bán kính uốn trong tối thiểu.

(4) Góc uốn (bending angle): đây là góc tính từ bề mặt mạng (web surface). Đây không phải là góc ở phía bán kính uốn. Góc uốn này được dùng trong khi tính toán sự uốn dần.

(5) Đường uốn (bending line): đây là đường giao nhau giữa bề mặt mạng và bề mặt mép (flange surface).

(6) Độ rộng uốn: đây là độ rộng tương ứng với chiều dài của đường uốn.

Hình cho ta một số thuật ngữ của các phần khác của khuôn uốn.

Hình 2. Thuật ngữ các phần khác nhau của khuôn uốn

Trong quá trình uốn chữ V:

(1) Độ rộng vai cối (die soulder width): độ rộng giữa các đường giao nhau của các bề mặt nghiêng dạng chữ V và mặt trên của cối.

(2) Bán kính vai cối (die shoulder radius): đây là bán kính của phần vát tại vai cối. Bình thường nó sẽ được làm bằng với độ rộng vai cối.

(3) Độ rộng chày (punch width): đây là độ rộng của chày tương ứng với độ rộng vai cối. Bình thường nó sẽ được làm bằng với độ rộng vai cối.

(4) Bán kính vai chày (punch shoulder radius): đầy là bán kính của phần vát tại đầu chày. Nó sẽ giống như bán kính uốn trong của sản phẩm.

Trong quá trình uốn chữ U:

(1) Bán kính vai cối (die shoulder radius): đây là bán kính của phần vát được làm tại vai cối. Bình thường, nó được làm với giá trị bằng từ 2 tới 4 lần độ dày tấm phôi. Tấm phôi được uốn trong khi trượt dọc theo bề mặt này.

(2) Bán kính vai chày (bán kính uốn trong): đây là bán kính của phần vát được gia công ở đầu chày.

(3) Khe hở (clearance): đây là kích thước của khe hở ở phía giữa chày và cối. Bình thường, nó được làm bằng với kích thước danh nghĩa của chiều dày tấm phôi.

(nguồn misumi-techcentral)

Khuôn dập #121 – Thuật ngữ và các vấn đề xung quanh (15) Tốc độ dập kinh tế

Đa phần mọi người nghĩ rằng tăng tốc độ dập (spm) cũng sẽ tăng được năng suất trong các quá trình dập. Điều này chỉ đúng nếu chúng ta tính toán các con số này khi ngồi trên bàn giấy bởi vì các vấn đề xảy ra không được xem xét và các con số này trông có vẻ đúng.

Tuy nhiên, trong thực tế sẽ xảy ra các vấn đề khác nhau. Lấy ví dụ, khi dập một đầu kết nối, việc tăng tốc độ dập sẽ gây ra các hư hại thường xuyên hơn cho các lò xo hoặc các bu-lông gạt phôi. Sự dao động của vật liệu được cấp vào trở nên lớn, gây ra việc cấp phôi vào khuôn sai thường xuyên hơn, và điều này cũng sẽ làm cho khuôn bị vỡ thường xuyên hơn. Do đó, chúng ta sẽ gặp phải các vấn đề mà không gặp phải trước khi tăng tốc độ dập. Do những vấn đề xảy ra do khuôn dập không phù hợp với tốc độ dập đó, nên dĩ nhiên những vấn đề này có thể giải quyết bằng cách thực hiện một số cải tiến.

Nếu tốc độ dập tăng mà bỏ qua số lượng sản phẩm, thì sản phẩm sẽ được hoàn thành sớm và vì vậy thời gian chờ đợi cho công đoạn gia công tiếp theo sẽ tăng lên và sẽ có những thay đổi thường xuyên hơn trong các quá trình gia công, làm cho hiệu suất tối ưu thiết bị giảm xuống, và kết quả là năng suất không được tăng lên.

Thêm vào đó, ngay cả khi giá của thiết bị ngoại vi như thiết bị cấp phôi hoặc tời, .v.v. tăng, giá của thiết bị bao gồm cả máy dập trở nên cao, và giá thành mỗi đơn vị thời gian tăng lên do mối liên hệ với chi phí khấu hao thiết bị, việc giảm giá thu được từ việc tăng tốc độ dập spm có thể bị bù lại, và việc giảm giá như mong muốn có thể không thu được.

Trong quá trình dập, có một trạng thái cân bằng tốt giữa thiết bị, tuổi thọ khuôn, và số lượng sản phẩm. Kiểu trạng thái này được gọi là tốc độ kinh tế của quá trình dập. Tuy nhiên, mặc dù tiến trình sẽ dừng lại nếu chúng ta quá quan trọng hoá trạng thái này, nhưng chúng ta cũng cần phải hiểu rằng việc bỏ qua thông số này và có gắng tăng tốc độ dập có thể dẫn tới những cản trở cho quá trình sản xuất. Tốc độ dập kinh tế nên được tìm ra từ thực tế của quá trình dập tương ứng và việc hướng tới thực hiện công việc một cách hiệu quả là rất quan trọng.

Trong ví dụ về việc dập các đầu kết nối, tốc độ dập kinh tế là khoảng 600 tới 800 spm. Khoảng giá trị của spm phụ thuộc vào hình dạng và số lượng sản phẩm mỗi lần dập. Chúng ta không có một quy tắc cứng và nhanh chóng nào cả.

Trong quá trình dập thúc, tốc độ của quá trình thúc sản phẩm từ vật liệu bị giới hạn bởi tốc độ spm của máy dập, và chúng ta không ta tăng được tốc độ spm này được. Do đó, trong khuôn dập liên hoàn, số lượng sản phẩm mỗi lần dập tăng lên để tăng được năng suất. Thay vì để ba sản phẩm mỗi hàng, số lượng sản phẩm mỗi lần dập được để là năm hoặc bảy sản phẩm một hàng. Các vấn đề không tăng tỷ lệ với số lượng sản phẩm mỗi lần dập, nhưng sẽ có mối liên hệ cấp số nhân. Nếu việc dừng máy tăng lên do việc tăng số lượng sản phẩm mỗi lần bắn thì hiệu quả của việc đặt nhiều sản phẩm một hàng sẽ ít đi. Việc tăng số sản phẩm mỗi lần dập để kịp được hạn chót có thể dẫn tới một sản phẩm trong số vài hàng có thể bị loại bỏ. Việc tăng số lượng sản phẩm trong một hàng nên bị giới hạn.

(nguồn misumi-techcentral)

Khuôn dập #120 – Thuật ngữ và các vấn đề xung quanh (14) Độ rộng của cầu đột bao hình

Cầu trong đột bao hình bao gồm cầu cấp (feed bridge) và cầu cạnh (edge bridge) như thấy ở Hình 1. Giá trị tối thiểu của độ rộng cầu thông thường trong quá trình đột bao hình được chỉ ra trong Bảng 1. Nguyên nhân tại sao độ rộng cầu cạnh lớn hơn so với cầu cấp là do mối liên hệ với dẫn hướng độ rộng vật liệu. Dẫn hướng độ rộng vật liệu được làm rộng hơn một chút so với độ rộng vật liệu sao cho vật liệu có thể di chuyển trơn tru.

Mặc dù độ rộng cầu cạnh thay đổi do điều này, nhưng nó có thể làm rộng hơn so với cấu cấp sao cho độ rộng cầu tối thiểu được duy trì ngay cả trong trạng thái bị xiên nhất.

Hình 1. Độ rộng cầu
Bảng 1. Độ rộng cầu tiêu chuẩn trong đột bao hình

Nếu độ rộng cầu gần với giới hạn dập sản phẩm hoặc trở nên hẹp tới mức vượt quá giới hạn như thấy ở Hình 2, thì sự bó hoặc hoặc xoắn sẽ xảy ra do hiệu ứng của quá trình uốn gây ra bởi lực cạnh bên. Hiệu ứng này lớn đối với các vật liệu mềm. Nếu hiện tượng này xảy ra, trạng thái của bề mặt cắt sẽ không còn được bình thường, và bề mặt ngoài của sản phẩm bao hình sẽ bị kém. Thêm vào đó, quá trình mài mòn chày và cối sẽ trở nên nhanh hơn và làm tăng tốc sự phát sinh của bavia, và cũng làm ngắn đi chu kỳ bảo dưỡng của khuôn.

Hình 2. GIới hạn độ rộng cầu

Tuy nhiên, cũng có trường hợp vật thể dài và hẹp được gia công bởi đột bao hình. Những hiện tượng đã được mô tả liên quan tới độ rộng cầu trong quá trình dập bao hình cũng xảy ra trong các tình huống như vậy. Điều này có nghĩa là chúng ta sẽ gặp phải những thứ ngược lại với quan điểm của đột bao hình. Nguyên nhân là do những hiện tượng tương tự xảy ra với độ rộng cầu trong khi đột bao hình. Tốt hơn hết là chúng ta quan sát những hiện tượng xảy ra với độ rộng cầu và có những biện pháp đề phòng để chống lại sự biến dạng. Như thấy ở Hình 3, hiệu quả nhất là làm cho tấm nén vật liệu được khoẻ hơn. Chúng ta cũng có thể nghĩ tới việc hạn chế vùng đột bao hình để chống lại sự trượt. Thêm vào đó, cũng hiệu quả nếu chúng ta dùng khe hở nhỏ hơn bình thường.

Hình 3. Hạn chế phần đột hẹp

Độ rộng cầu trong đột bao hình trở nên hữu dụng cho các mục đích khác nhau tuỳ theo từng quan điểm.

(nguồn misumi-techcentral)

Khuôn dập #119 – Thuật ngữ và các vấn đề xung quanh (13) Lựa chọn khe hở đột bao hình

Thảo luận ở đây xem như sử dụng vật liệu thép mềm (SPC). Về tổng quát, nếu đột bao hình được làm dùng khe hở tối ưu, thì tiết diện cắt trượt vào khoảng 30% chiều dày tấm vật liệu xuất hiện tại tiết diện cắt. Khe hở tối ưu là vào khoảng 6% tới 8% chiều dày tấm (Hình 1). Khe hở tối ưu là điều kiện sẽ tạo ra kết quả cho độ bền của dụng cụ được tốt nhất. Thỉnh thoảng chúng ta muốn các sản phẩm có chiều dài của tiết diện cắt dài hơn hoặc cạnh cong (shear droop) nhỏ hơn. Trong những trường hợp như vậy, chúng ta gọi đó là khe hở cho quá trình đột bao hình tốt (fine blanking). Khe hở này trở nên nhở hơn và sẽ vào khoảng 3% tới 5%.

Hình 1. Mối liên hệ giữa khe hở tối ưu và tiết diện cắt (trong trường hợp SPC)

Điều kiện trên trong tình huống khi đột bao hình sản phẩm có hình nhiều đường thẳng và các đường cong dần. Tại các góc nơi hai đường thẳng gặp nhau, ngay cả nếu việc đột bao hình dùng khe hở tối ưu, thì chiều dài của tiết diện cắt mở rộng cho toàn bộ chiều dày tấm (Hình 2). Dưới các điều kiện như vậy, sẽ xảy ra vấn đề là vùng góc của chày sẽ bị mòn nhanh. Nếu bo tròn khoảng 50% hoặc hơn nữa chiều dày tấm có tại vùng góc, thì trạng thái đột bao hình sẽ gần giống như ở các vùng đường thẳng. Khi không thể thực hiện bo tròn tại vùng góc thì khe hở sẽ được làm lớn hơn tại các vùng góc này. Khe hở thêm này là vào khoảng 50% của khe hở được dùng cho các vùng đường thẳng (Hình 3).

Hình 2. Tiết diện cắt của góc mà không bo tròn – Hình 3. Mối liên hệ giữa góc không bo tròn và khe hở

Trong trường hợp dạng hình sóng như ở Hình 4, nếu khe hở giống nhau được dùng thì vùng mặt cắt cong sẽ trở nên lớn hơn ở phần lồi và nhỏ hơn ở phần lõm. Nếu chúng ta mong muốn làm cho phần mặt cắt cong giống nhau thì khe hở phải được làm lớn hơn ở phần lồi và nhỏ hơn ở phần lõm, nhờ đó làm cho kết quả phần mặt cong đột dập được giống nhau.

Hình 4. Mối liên hệ giữa hình dạng sóng và cạnh cắt tròn

Những thay đổi trong bề mặt cắt cong đã hàm ý rằng có những thay đổi tại thời điểm uốn và lực cạnh bên phát sinh ra tại thời điểm quá trình dập bao hình. Sự xoắn và sự cong vênh trở thành các vấn đề lo lắng khi việc dập bao hình thay đổi hình dạng. Bằng cách thay đổi khe hở cho khớp với hình dạng, chúng ta có thể có một số cải tiến. Hiệu ứng này sẽ lớn hơn có thể thu được nếu chúng ta kết hợp với các tấm nén.

(nguồn misumi-techcentral)

Khuôn dập #118 – Thuật ngữ và các vấn đề xung quanh (12) Bộ đẩy trong quá trình thúc

Trong quá trình thúc, sản phẩm đi vào trong khuôn được đẩy ra ngoài bằng cách dùng bộ đẩy như thấy ở Hình 1. Tại thời điểm này, nếu vật liệu sản phẩm mềm, độ dày tấm vật liệu nhỏ, và nếu hình dạng của sản phẩm có bán kính cạnh đáy lớn (bán kính đáy chày), đáy của sản phẩm trở nên bị biến dạng nếu sản phẩm được đẩy ra ngoài dùng bộ đẩy với hình dạng như thấy ở Hình 2.

Trong trường hợp các sản phẩm như vậy, hình dạng của bộ đẩy được gia công sao cho khớp với bán kính đáy của sản phẩm như thấy ở Hình 3, và sản phẩm được đẩy ra không phải ở đáy sản phẩm mà tại vùng bán kính cạnh khoẻ hơn của sản phẩm. Nếu khuôn được thiết kế với suy nghĩ đơn giản là chỉ cần làm cho bộ đẩy đẩy được sản phẩm ra là được thì chúng ta sẽ gặp trục trặc trong những tình huống như vậy.

Hình 1. Mối liên hệ giữa khuôn thúc và bộ đẩy – Hình 2. Hình dạng của bộ đẩy thông thường – Hình 3. Đẩy sản phẩm khi tấm mỏng và bán kính cạnh đáy lớn

(nguồn misumi-techcentral)