1- Trình bày khái niệm, đặc điểm của quá trình gia công kim loại bằng áp lực

2- Phân loại các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực?

3- Nêu quá trình biến dạng dẻo của kim loại?

4- Nêu chế độ nung nóng kim loại khi gia công áp lực?

5- Trình bày khái niệm, đặc điểm và ứng dụng của phương pháp cán kim loại (có hình vẽ minh hoạ)?

6- Trình bày khái niệm, đặc điểm và ứng dụng của phương pháp kéo kim loại (có hình vẽ minh hoạ)?

7- Trình bày các đặc điểm và thiết bị của phương pháp rèn tự do (có hình vẽ minh hoạ)?

8- Nêu các nguyên công cơ bản của rèn tự do?

9- Trình bày các đặc điểm, thiết bị và công nghệ của phương pháp dập tấm kim loại (có hình vẽ minh hoạ)?

10- Trình bày công nghệ dập thể tích?

Câu 5.

Khái niệm: Cán là cho phôi đi qua giữa 2 trục quay ngược chiều nhau, làm cho phôi bị biến dạng dẻo, kết quả là chiều dày của phôi giảm, chiều dài tăng lên rất nhiều lần. Hình dạng mặt cắt của phôi cũng thay đổi. Diện tích mặt cắt ngang của phôi sau cán luôn luôn nhỏ đi.

Đặc điểm:

Cán có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội. Cán nóng có ưu điểm: tính dẻo của kim loại cao nên dể biến dạng, năng suất cao, nhưng chất lượng bề mặt kém vì có tồn tại vảy sắt trên mặt phôi khi nung. Vì vậy cán nóng dùng cán phôi, cán thô, cán tấm dày, cán thép hợp kim. Cán nguội thì ngược lại chất lượng bề mặt tốt hơn song khó biến dạng nên chỉ dùng khi cán tinh, cán tấm mỏng, dải hoặc kim loại mềm.

Ứng dụng của cán kl: dùng để tạo ra các sản phẩm có hình dáng khác nhau như các sản phẩm dạng hình, dạng tấm hoặc dạng ống.

-Sản phẩm cán dạng hình: chia làm hai nhóm

+Nhóm thông dụng có profin đơn giản(tròn, vuông...). Loại này dùng trong ngành chế tạo máy .

+Nhóm đặc biệt có profin phức tạp, dùng cho những mục đích nhất định( chữ U,T...) Những loại này thường dùng cho ngành xây dựng, cầu đường.

-Sản phẩm cán tấm: được chia làm hai nhóm theo chiểu dày

+tấm dày :>4mm

+tấm mỏng: >4mm

-Sản phẩm cán ống: chia làm loại có mối hàn và không có mối hàn.

Ngày nay tỉ trọng của ống trong sản lượng chung của ngành cán ngày càng tăng và được phát triển rất rộng rãi.

Câu 6.

Khái niệm: Kéo là 1 quá trình gia công kl bằng áp lực trong đó phôi được kéo dài qua lỗ khuôn kéo làm cho tiết diện ngang của phôi giảm còn chiều dài thì tăng lên.

Đặc điểm: Trong quá trình kéo khuôn được lắp cố định trên máy kéo.Hình dáng,tiết diện khuôn kéo quyết định hình dáng tiết diện sản phẩm.

Kéo sợi có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội.

Kéo sợi cho ta sản phẩm có độ chính xác cấp 12-14 và độ bóng Ra = 0,63 -0,32.

c/ Công dụng:

• Kéo sợi dùng để chế tạo các thỏi, ống, sợi bằng thép và kim loại màu.

• Kéo sợi còn dùng gia công tinh bề mặt ngoài các ống cán có mối hàn và một

số công việc khác.

Kéo được những sợi có tiết diện phức tạp và đường kính rất nhỏ 0,065mm

Câu 7.

Rèn tự do là một phương pháp gia công áp lực mà kim loại biến dạng

không bị khống chế bởi một mặt nào khác ngoài bề mặt tiếp xúc giữa phôi kim

loại với dụng cụ gia công (búa và đe). Dưới tác động của lực P do búa (1) gây ra

và phản lực N từ đe (3), khối kim loại (2) biến dạng, sự biến dạng chỉ bị khống

chế bởi hai mặt trên và d−ới, còn các mặt xung quanh hoàn toàn tự do

1

P

2

3

N

Sơ đồ rèn tự do

a/ Đặc điểm

• Độ chính xác, độ bóng bề mặt chi tiết không cao. Năng suất thấp

• Chất lượng và tính chất kim loại từng phần của chi tiết khó đảm bảo giống

nhau nên chỉ gia công các chi tiết đơn giản hay các bề mặt không định hình.

• Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào tay nghề của công nhân.

• Thiết bị và dụng cụ rèn tự do đơn giản.

• Rèn tự do được dùng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc hay hàng loạt nhỏ. Chủ

yếu dùng cho sửa chữa, thay thế.

b/ Dụng cụ

Nhóm1: Là những dụng cụ công nghệ cơ bản nh− các loại đe, búa, bàn là, bàn

tóp, sấn, chặt, mủi đột.

Nhóm 2: Là những dụng cụ kẹp chặt như các loại kềm, êtô và các cơ cấu kẹp

chặt khác.

Nhóm 3: Là những dụng cụ kiểm tra và đo lường: êke, thước cặp (đo trong đo

ngoài, đo chiều sâu, các loại compa.

Dụng cụ rèn tự do

Thiết bị rèn tự do bao gồm: Thiết bị gây lực, thiết bị nung, máy cắt phôi,

máy nắn thẳng, máy vận chuyển.v.v...

Rèn tự do có thể tiến hành bằng tay hoặc bằng máy. Rèn tay chủ yếu dùng

trong sản xuất sửa chữa, trong các phân x−ởng cơ khí chủ yếu là rèn máy. Theo

đặc tính tác dụng lực, các máy dùng để rèn tự do đ−ợc chia ra: máy tác dụng lực

va đập (máy búa), máy tác dụng lực tĩnh (máy ép). Trong đó, máy búa hơi là

thiết bị đ−ợc sử dụng nhiều nhất.

Hình sau trình bày sơ đồ của một máy búa hơi. Máy búa hơi có hai xi

lanh, một xi lanh khí (5) và một xi lanh búa (9). Giữa hai xi lanh có van phân

phối khí (7) để điều khiển sự cấp khí nén từ xi lanh nén sang xi lanh đầu búa.

7

8 6

5

9

10 4

11 3 2

12

13

1

14

H.4.15. S¬ ®å nguyªn lý m¸y bóa h¬i

1- §éng c¬ ®iÖn 2- Bé truyÒn ®ai 3- Trôc khuûu 4- Tay biªn 5- Xi lanh Ðp

6-Pist«ng Ðp 7- Van ph©n phèi khÝ 8- Pist«ng bóa 9- Xi lanh bóa 10- §e trªn 11- §e d−íi 12- gèi ®ì ®e 13-BÖ ®e 14- bµn ®¹p ®iÒu khiÓn

Nguyên lý làm việc của máy búa: Động cơ 1 truyền động cho trục khuỷu

3 qua bộ truyền đai 2. Thông qua biên truyền động 4 làm cho pittông ép 6 chuyển động tịnh tiến tạo ra khí ép ở buồng trên hoặc buồng d−ới trong xi lanh búa 9.

Tuỳ theo vị trí của bàn đạp điều khiển 14 mà hệ thống van phân phối khí 7 sẽ tạo ra những dòng dẫn khí khác nhau, làm cho pittông búa 8 có gắn thân pittông búa và đe trên 10 chuyển động hay đứng yên trong xi lanh búa 9. Đe dưới 11 được lắp vào gối đỡ đe 12, chúng được giữ chặt trên bệ đe 13.

Ngoài máy búa hơi trong thực tế còn sử dụng các loại máy sau đây trong

rèn tự do: Máy búa hơi n−ớc- không khí ép rèn tự do, Máy búa ma sát kiểu ván gỗ, Máy búa lò xo.

.

Câu 8

Những nguyên công cơ bản của rèn tự do

Công nghệ rèn tự do một sản phẩm nào đó thường bao gồm nhiều nguyên công khác nhau. Tuỳ theo yêu cầu về kỹ thuật, hình dáng của chi tiết gia công và dạng phôi ban đầu mà lựa chọn những nguyên công và thứ tự tiến hành khác nhau.

a/ nguyên công Vuốt

Nguyên công làm giảm tiết diện ngang và tăng chiều dài của phôi rèn. Dùng để rèn các chi tiết dạng trục, ống, dát mỏng hay chuẩn bị cho các nguyên công tiếp theo như đột lỗ, xoắn, uốn. Thông thường khi vuốt dùng búa phẳng, nhưng khi cần vuốt với năng suất cao hơn thì dùng búa có dạng hình chữ V hoặc cung tròn.

Một số phương pháp vuốt đặc biệt:

Vuốt trên trục tâm: Nhằm giảm chiều dày và tăng chiều dài chi tiết, đường kính trong của phôi hầu như không đổi.

Mở rộng đường kính trên trục tâm: dùng vuốt các chi tiết dạng ống nhằm tăng đường kính trong,đường kính ngoài, giảm chiều dày thành ống mà chiều dài hầu như không đổi

b/ Nguyên công chồn

Là nguyên công nhằm tăng tiết diện ngang và giảm chiều cao phôi. Nó thường là nguyên công chuẩn bị cho các nguyên công tiếp theo như đột lỗ, thay dạng thớ trong tổ chức kim loại, làm bằng đầu, chuyển đổi kích thước phôi.

Chồn toàn bộ: là nung cả chiều dài phôi

Chồn cục bộ : Chỉ cần nung nóng vùng cần chồn hay làm nguội trong nước phần không cần chồn rồi mới gia công. Cũng có thể nung nóng toàn bộ rồi gia công trong những khuôn đệm thích hợp

c/Nguyên công đột lỗ

Đột lỗ thông suốt:

-Nếu chi tiết đột mỏng và rộng thì không cần lật phôi trong qt đột. cần phải có vòng đệm để dễ thoát phoi.Nếu chiều dày vật đột lớn thì đột đến 70-80% chiều sâu lật phôi 1800 để đột phần còn lại.

-Nếu lỗ đột quá sâu thì khi hết mũi đột ta dùng các trụ đệm để đột đến chiều sâu yêu cầu.

-Nếu lỗ đột có đường kính quá lớn nên dùng mũi đột rỗng để giảm lực đột.

Đột lỗ không thông: được coi là giai đoạn đầu của đột lỗ thông song để biết được chiều sâu lỗ đã đột thì trên mũi đột và trụ đệm phải được khắc dấu, ko dùng đc mũi đột rỗng. Nết lỗ đột lớn trước hết dùng mũi đột nhỏ sau đó dùng mũi đột lớn dần cho đến đường kính yêu cầu. Vì vậy sự biến dạng trong khi đột lỗ không thông rất khó khăn.

d/Xoaén : Laø nguyeân coâng laøm cho caùc tieát dieän taïi choã xoaén quay töông ñoái nhau moät goùc naøo ñoù theo thöù töï vaø quanh truïc cuûa no

e/Uoán : Duøng ñeå thay ñoåi höôùng cuûa truïc hoaëc höôùng thôù cuûa vaät reøn.

Ngoaøi ra coøn coù caùc nguyeân coâng khaùc nhö haøn reøn, chaët, dòch tröôït, eùp veát vaø caét vai, hieäu chænh...

Câu 1

4.1.1. Thực chất, đặc điểm của gia công áp lực

a/ Thực chất

• Gia công kim loại bằng áp lực là một trong những phương pháp cơ bản để

chế tạo các chi tiết máy và các sản phẩm kim loại thay thế cho phương pháp

đúc hoặc gia công cắt gọt.

• Gia công kim loại bằng áp lực thực hiện bằng cách dùng ngoại lực tác dụng

lên kim loại ở trạng thái nóng hoặc nguội làm cho kim loại đạt đến quá giới

hạn đàn hồi, kết quả sẽ làm thay đổi hình dạng của vật thể kim loại mà không

phá huỷ tính liên tục và độ bền của chúng.

b/ Đặc điểm

• Kim loại gia công ở thể rắn, sau khi gia công không những thay đổi hình

dáng, kích thước mà còn thay đổi cả cơ, lý, hoá tính của kim loại như kim

loại mịn chặt hơn, hạt đồng đều, khử các khuyết tật (rỗ khớ, rỗ co v.v ...) do

đúc gây nên, nâng cao cơ tính và tuổi bền của chi tiết v.v ...

• GCAL là một quá trình sản xuất cao, nó cho phép ta nhận các chi tiết có kích thước chính xác, mặt chi tiết tốt, lượng phế liệu thấp và chúng có tính cơ học cao so với các vật đúc.

c/ Các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực

Tất cả các dạng GCAL đều có thể chia làm hai ngành chính:

• Cán, kéo, ép thuộc ngành luyện kim.

• Rèn tự do, rèn khuôn, rập tấm thuộc ngành cơ khí.

Sản phẩm của GCAL được dựng nhiều trong các xưởng cơ khí; chế tạo

hoặc sửa chửa chi tiết máy; trong các ngành xây dựng, kiến trúc, cầu đường, đồ

dựng hàng ngày ...

Ví dụ: Tính khối lượng chi tiết rèn, dập trong ngành chế tạo máy bay

chiếm đến 90%, ngành ôtô chiếm 80%, ngành máy hơi nước chiếm 60%.

* Öu ñieåm:

 Khöû ñöôïc moät soá khuyeát taät nhö roã khí, roã co laøm cho toå chöùc kim loaïi mòn, cô tính saûn phaåm cao.

 Coù khaû naêng bieán toå chöùc haït cuûa kim loaïi thaønh toå chöùc thôù, coù khaû naêng taïo ñöôïc caùc toå chöùc thôù uoán, xoaén khaùc nhau laøm taêng cô tính cuûa saûn phaåm.

 Ñoâä boùng, ñoä chính xaùc cao hôn caùc chi tieát ñuùc.

 Deã cô khí hoaù vaø töï ñoäng hoaù neân naêng suaát cao, giaù thaønh ha ï.

Nhược điểm

 Khoâng gia coâng ñöôïc caùc chi tieát phöùc taïp

 Khoâng reøn daäp ñöôïc caùc chi tieát quaù lôùn.

 Khoâng gia coâng ñöôïc caùc kim loaïi doøn.

Cau 3

a/ Biến dạng của kim loại

Như chúng ta đã biết, dưới tác dụng của ngoại lực, kim loại biến dạng

theo các giai đoạn: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và biến dạng phá huỷ. Tuỳ

theo cấu trúc tinh thể của mỗi loại, các giai đoạn trên có thể xảy ra với các mức

độ khác nhau.

Biến dạng đàn hồi: dưới tác dụng của

ngoại lực, kim loại bị biến dạng; nếu thôi lực

tác dụng thì biến dạng sẽ mất đi và kim loại

trở về vị trí ban đầu. Đó là biến dạng mà ứng

suất sinh ra trong kim loại chưa vượt quá giới

hạn đàn hồi

Biến dạng dẻo: khi ứng suất sinh ra

trong kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi. Biến

dạng dẻo là biến dạng vĩnh cữu, nó làm thay

đổi hình dạng của kim loại sau khi thôi lực

tác dụng.

Biến dạng phá huỷ: Nếu lực tác dụng vượt quá giới hạn ban đầu của kim

loại thì đến lúc đó lực không cần tăng nữa, biến dạng vẫn tiếp diễn và dẫn đến

phá huỷ kim loại.

b/ Tính dẻo của kim loại

Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dưới tác

dụng của ngoại lực mà không bị phá huỷ. Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào

hàng loạt nhân tố khác nhau: thành phần và tổ chức của kim loại, nhiệt độ, trạng

thái ứng suất chính, ứng suất dư, ma sát ngoài, lực quán tính, tốc độ biến dạng ...

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại khi

tăng nhiệt độ, tính dẻo tăng. Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể

đến tính dẻo của kim loại. Qua thực nghiệm người ta thấy rằng kim loại chịu ứng

suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đường hoặc

chịu ứng suất kéo. ứng suất dư, ma sát ngoài làm thay đổi trạng thái ứng suất

chính trong kim loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm.