Thiết kế và chế tạo mô hình máy dập mini sử dụng khí nén để biến dạng phôi kim loại tấm

máy nhþ sau: 
Thiết kế và chế tạo mô hình máy dập mini sử dụng khí nén để biến dạng phôi kim loại tấm 
1096 
Khối lþĉng: 15 kg; Dung tích bình: 9 lít 
Công suçt động cĄ: 0,75 HP 
Điện áp/tæn số: 220 V/50 Hz 
Áp suçt làm việc: 8 kg/cm2 
Thąi gian nén đæy bình hĄi: 1 phút 
Lþu lþĉng khí: 60 lít/phút 
Kích thþĆc: 57 × 24 × 51 cm 
3.2.2. Xi lanh khí nén 
Tùy thuộc vào nhu cæu sā dýng là lăc truyền 
động tác động theo câ hai chiều chuyển động nên 
lăa chọn loäi xi lanh tác động kép. Chuyển động 
tiến lùi cûa piston đþĉc điều khiển bìng van 
phân phối. Mặc dù đþąng kính cûa piston và lăc 
tác động bći một xi lanh khí có liên quan nhþng 
chúng không tî lệ thuên vĆi nhau. Lăc truyền 
động có thể sā đýng đþĉc trên xi lanh tác động 
kép có giá trð lĆn hĄn trong trþąng hĉp xi lanh 
tác động đĄn (Bùi Hâi Triều và cs., 2006). 
Cën cĀ vào thông số máy nén khí và phäm 
vi nghiên cĀu cûa đề tài lăa chọn đþĉc xi lanh 
SC 100 × 50 (Hình 5) vĆi đþąng kính piston: 
D = 100 mm; hành trình piston: h = 50mm. 
Tÿ đò tính toán, xác đðnh đþĉc lăc truyền 
động cûa xi lanh theo công thĀc: 
F = P.A 
Trong đò: P - áp suçt khí nén cung cçp 
(kg/cm2) 
A - Diện tích cûa piston (cm2) 
P = 8 (kg/cm2)- thông số đã cho cûa máy 
A = R2 = 3,14. 52 = 78,5 (cm2) 
 F = 8. 78,5 = 628 (kg) 
3.2.3. Một số thiết bị khác 
- Bộ điều áp khí nén: Công dýng là cën 
chînh áp lăc cho thiết bð vên hành trĄn chu, giĂ 
cho áp suçt đæu vào và ra có mĀc độ cân bìng. 
Việc chînh áp này nhìm giúp việc vên hành 
thiết bð đþĉc ổn đðnh, an toàn và có áp xuçt làm 
việc phù hĉp 
- Van gạt điều khiển bằng tay: Hệ thống 
khí nén đþĉc liên kết bći nhiều bộ phên vĆi 
nhau, trong đò van điều khiển khí nén đòng vai 
trò rçt quan trọng cho quá trình hoät động cûa 
hệ thống. Van gät tay khí nén là loäi van cĄ 
đþĉc điều khiển bìng tay, phæn tay gät giĂ vai 
trñ làm đñn bèy trong việc vên hành sā dýng 
van. ChĀc nëng chính cûa nò là để kiểm soát tốc 
độ, đòng ngít dòng khí nén trong quá trình sā 
dýng. Trên cĄ sć đò, lăa chọn loäi van gät 
SOLENOLD - Model: HV-02 
- Ống dẫn khí nén: Khi lăa chọn đúng loäi 
và đúng kích thþĆc các đþąng ống dén khí là rçt 
quan trọng, nó sẽ ânh hþćng và liên quan đến: 
Lþu lþĉng khí qua hệ thống, khoâng cách máy 
nén khí đến thiết bð sā dýng khí nén. Nếu máy 
nén khí chî cách xa một vài mét, có thể sā dýng 
các đþąng ống nhó hĄn so vĆi việc máy nén khí 
đặt cách xa. Sā dýng ống dén khí bìng nhăa có 
thể giúp dễ dàng líp đặt và tiết kiệm chi phí, 
không cæn bçt kĊ dýng cý đặc biệt nào, cüng 
không cæn hàn. Dăa vào mô hình thiết kế hệ 
thống máy và mýc đích sā dýng đã lăa chọn 
đþĉc ống dén khí bìng nhăa. 
Hình 5. Hình ânh xi lanh khí nén SC 100 × 50 
Nguyễn Thị Thu Trang, Nguyễn Hữu Hưởng 
1097 
Hình 6. Bân vẽ đế trên của mô hình máy dập mini 
Hình 7. Bân vẽ đế dưới của mô hình máy dập mini 
3.3. Thiết kế và chế tạo một số chi tiết 
chính của máy dập mini bằng khí nén 
3.3.1. Đế máy và khung trụ máy 
Một số yêu cæu đặt ra đối vĆi hệ thống mô 
hình máy dêp bìng không khí nén là: 
- Kết cçu nhó gọn, linh hoät trong gia công; 
- Có thể gia công täo hình đþĉc nhiều däng 
chi tiết khác nhau nhą vào việc thay đổi hình 
dáng kết cçu khuôn sẽ cho ra các däng chi tiết 
cò hình dáng và kích thþĆc mong muốn; 
- Có thể sā dýng đþĉc nguồn khí nén tÿ 
xþćng gia công hoặc trăc tiếp tÿ máy nén khí; 
- Làm việc đþĉc ổn đðnh, đâm bâo độ bền và 
độ tin cêy trong quá trình sā dýng. 
Đế máy bao gồm cò đế trên và đế dþĆi (Hình 
6, 7), vĆi yêu cæu cĄ bân là phâi cĀng vĂng, đâm 
bâo yêu cæu kỹ thuêt do nó có ânh hþćng trăc 
Thiết kế và chế tạo mô hình máy dập mini sử dụng khí nén để biến dạng phôi kim loại tấm 
1098 
tiếp đến quá trình máy làm việc. Đế máy đþĄc 
chế täo bìng vêt liệu thép CT3 (Træn Vën Đðch, 
2006) và đþĉc kết hĉp vĆi hệ thống khung trý 
máy làm nhiệm vý đĈ toàn bộ cĄ cçu máy. 
3.3.2. Khung trụ dẫn hướng 
Khung trý máy ânh hþćng trăc tiếp đến độ 
chính xác cûa máy dêp, nó có thể làm sai lệch vð 
trí, làm biến däng các liên kết hoặc có thể làm 
gãy vĈ hệ thống máy, do đò yêu cæu khung máy 
phâi cĀng vĂng, đâm bâo độ chính xác khi gia 
công, kích thþĆc và hình dáng cûa khung trý 
máy cho trong hình 8, số lþĉng là 4 trý và vêt 
liệu chế täo là thép C45 (Lê Công DþĈng, 1996). 
3.3.3. Đế khuôn 
Đế khuôn gồm đế khuôn trên và đế khuôn 
dþĆi, chế täo bìng thép CT3 (Træn Vën Đðch, 
2006). Trong đò, đế khuôn dþĆi (Hình 9a) đþĉc 
gá líp lên đế dþĆi cûa máy và sẽ đþĉc líp vĆi 
phæn cối dêp, trên đế khuôn dþĆi có líp hai trý 
dén hþĆng đâm bâo cho khuôn làm việc ổn đðnh, 
chính xác. Đế khuôn trên (Hình 9b) đþĉc liên 
kết vĆi hệ thống chặn phôi, chày dêp và đðnh 
hþĆng làm việc theo trý dén hþĆng líp ć đế 
khuôn dþĆi. 
Hình 8. Bân vẽ trụ khung của máy dập mini bằng khí nén 
(a) (b) 
Hình 9. Bân vẽ đế khuôn trên và đế khuôn dưới của máy 
Nguyễn Thị Thu Trang, Nguyễn Hữu Hưởng 
1099 
3.3.4. Khuôn dập tạo hình 
- Khuôn cắt đột 
Các chi tiết chû yếu cûa khuôn cít hình và 
đột lỗ là chày và cối dêp vĆi một trð số khe hć 
xác đðnh Z. Tçm hoặc dâi phôi đþĉc đặt trên bề 
mặt cối, chày chuyển động đi xuống cùng đế 
khuôn trên và hệ thống chặn phôi tiếp xúc và ép 
lên tçm. Khi đò xây ra să dðch chuyển tþĄng đối 
cûa phôi vĆi tçm chặn và vĆi miệng cối dén đến 
să phá hûy kim loäi đò là thăc hiện việc cít 
hình hay đột lỗ. Khi cít hình và đột lỗ, kích 
thþĆc cûa sân phèm tþĄng Āng vĆi kích thþĆc 
phæn làm việc cûa lỗ cối. Kích thþĆc làm việc 
cûa chày sẽ nhó hĄn kích thþĆc cûa cối đúng 
bìng trð số khe hć Z. 
Khuôn cít hình và đột lỗ (Hình 10) đþĉc 
thiết kế và chế täo bìng thép C45 (Lê Công 
DþĈng, 1996) để cít hình và đột lỗ cò đþąng 
kính d = 22 mm, vêt liệu phôi là nhôm có chiều 
dày s = 0,2 mm. 
- Khuôn dập vuốt 
Dêp vuốt đþĉc tiến hành trong khuôn gồm 
các bộ phên làm việc nhþ: cối dêp vuốt (Hình 
11a) có một mép làm việc đþĉc lþĉn tròn và chày 
dêp vuốt (Hình 11b) vĆi vêt liệu chế täo chày và 
cối là thép C45. GiĂa chày và cối có một khe hć 
z, trð số khe hć phý thuộc vào phþĄng pháp dêp, 
chiều dày vêt liệu phôi S và thĀ tă nguyên công. 
Khi dêp vuốt, ngoäi lăc đþĉc truyền qua chày 
tác dýng vào phæn đáy cûa chi tiết dêp vuốt, còn 
phæn vành cûa phôi vén đþĉc tă do, không chðu 
tác dýng cûa ngoäi lăc. 
3.3.5. Mô hình kết cấu của máy dập mini sử 
dụng khí nén 
Sau khi chế täo các chi tiết máy và cën cĀ 
vào mô hình thiết kế tổng thể sẽ xác đðnh vð trí 
cý thể cûa tÿng bộ phên, tÿng cĄ cçu, tÿng chi 
tiết để tiến hành líp ráp đþĉc hệ thống máy nhþ 
hình 12 và kết nối vĆi hệ thống máy nén khí 
(Hình 4). Mỗi chi tiết đþĉc gia công trên máy dêp 
sẽ cò hình dáng và kích thþĆc khác nhau do đò 
khuôn täo hình sẽ khác nhau. Dăa vào các thông 
số nhþ chiều dày, giĆi hän bền, loäi vêt liệu, hình 
dáng và kích thþĆc sân phèm thì giá trð lăc tác 
dýng khi täo hình sẽ khác nhau và có thể điều 
chînh giá trð áp suçt vào xi lanh phù hĉp. 
Hệ thống mô hình máy dêp mini sā dýng 
khí nén đþĉc líp đặt và khâo nghiệm täi phòng 
thăc hành thuộc Bộ môn Công nghệ CĄ khí, 
Khoa CĄ - Điện. DþĆi đåy là kết quâ gia công 
thā nghiệm một số chi tiết trên mô hình này 
(Hình 13). Kết quâ cho thçy các chi tiết sau khi 
gia công không xuçt hiện các vết nĀt, rách hoặc 
nhën, và bþĆc đæu đáp Āng đþĉc yêu cæu đþa ra 
về hình dáng và kích thþĆc cûa sân phèm. 
(a) (b) 
Ghi chú: a- Chày; b- Cối 
Hình 10. Bân vẽ chày và cối cắt hình và đột lỗ 
Thiết kế và chế tạo mô hình máy dập mini sử dụng khí nén để biến dạng phôi kim loại tấm 
1100 
(a) (b) 
Ghi chú: a - Cối dập vuốt; b - Chày dập vuốt 
Hình 11. Bân vẽ khuôn dập vuốt chi tiết hình trụ tròn xoay 
Ghi chú: 1. Đế dưới; 2. Trụ dẫn hướng của máy; 3. Đế trên; 4. Xi lanh khí nén; 5. Cửa vào của khí nén; 
6. Dẫn hướng xi lanh; 7. Dẫn hướng khuôn; 8. Đế khuôn trên; 9. Chặn phôi; 10. Cối; 11. Đế khuôn dưới 
Hình 12. Hình ânh mô hình máy dập mini được chế tạo và lắp ráp 
Nguyễn Thị Thu Trang, Nguyễn Hữu Hưởng 
1101 
(b) Đột lỗ theo yêu cẫu sản phẩm 
(a) Dập vuốt chi tiết trụ tròn xoay 
(c) Dập vuốt kết hợp với đột lỗ 
(d) Cắt hình các dạng chi tiết trên mô hình máy dập mini 
Hình 13. Hình ânh một số chi tiết gia công thử nghiệm 
trên mô hình mày dập mini sử dụng khí nén 
4. KẾT LUẬN 
Mô hình máy dêp mini sā dýng khí nén đã 
đþĉc thiết kế và chế täo vĆi hệ thống các phæn 
đþĉc bố trí và líp ráp hĉp lý, vĆi kích thþĆc cûa 
máy là 540 × 300 × 200 mm, kết hĉp vĆi máy 
nén khí (Hình 4), lăc truyền động cûa xy lanh là 
628 kG. Hệ thống dễ vên hành khi gia công, phù 
hĉp cho thăc hành, thăc têp về lïnh văc gia công 
áp lăc, dễ dàng thay đổi hình dáng cûa chi tiết 
cæn dêp bìng việc thay đổi kết cçu chày và cối 
giống vĆi hình dáng chi tiết. Mô hình máy là cĄ 
sć cho việc chế täo máy dêp cò kích thþĆc lĆn để 
gia công các däng chi tiết phĀc täp hĄn. Nhóm 
tác giâ đã gia công thā nghiệm trên mô hình 
máy nhên thçy rìng máy hoät động và làm việc 
Thiết kế và chế tạo mô hình máy dập mini sử dụng khí nén để biến dạng phôi kim loại tấm 
1102 
bình thþąng và gia công cho kết quâ tốt. Bài báo 
là tiền đề cho nhĂng nghiên cĀu tiếp theo trong 
lïnh văc gia công áp lăc. 
TÀI LIỆU THAM KHÂO 
Bùi Hải Triều, Nguyễn Ngọc Quế, Đỗ Hữu Quyết, 
Nguyễn Văn Hựu (2006). Giáo trình truyền động 
thủy lực và khí nén. Nhà xuất bản Đại học Nông 
nghiệp Hà Nội. 
Lê Công Dưỡng (chủ biên) (1996). Vật liệu học. Nhà 
xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 
Nguyễn Tất Tiến (2004). Giáo trình Lý thuyết biến 
dạng dẻo kim loại. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. 
Nguyễn Mậu Đằng (2006). Công nghệ tạo hình kim loại 
tấm. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 
Phạm Văn Nghệ, Đỗ Văn Phúc, Lê Trung Kiên (2011). 
Thiết bị dập tạo hình máy ép cơ khí. Nhà xuất bản 
Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 
Trần Văn Địch và Ngô Trí Phúc (2006). Sổ tay thép 
Thế giới. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 
Hà Nội. 
Võ Trần Khúc Nhã (biên dịch) (2005). Sổ tay thiết kế 
khuôn dập tấm. Nhà xuất bản Hải Phòng.