Ví dụ tính toán dập sâu: một bài toán cụ thể
Một cốc đường kính 40 mm, sâu 30 mm, bằng DC04 dày 1,0 mm — phôi, tỷ số dập, lực dập, máy dập và khe hở cối, toàn bộ quá trình, với mọi giả thiết được ghi lại để bạn kiểm tra.
1. Chi tiết
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| Đường kính ngoài d | 40 mm |
| Chiều cao h | 30 mm |
| Độ dày thành t | 1,0 mm |
| Vật liệu | Thép dập sâu DC04 |
| Độ bền kéo σB (giả thiết) | 300 N/mm² |
2. Phôi
Với cốc hình trụ, phôi được tính theo diện tích bề mặt; với đáy phẳng và thành đứng thì rút gọn thành:
D ≈ √(d² + 4·d·h)Với d = 40 và h = 30:
D ≈ √(1600 + 4800) = √6400 = 80 mmVậy phôi là 80 mm. Điều này đã cho bạn một thông tin hữu ích: chi tiết cần phôi có đường kính gấp đôi, nghĩa là rất nhiều vật liệu phải chảy vào từ vành, và đó là yếu tố quyết định mọi thứ phía sau.
3. Tỷ số dập và số lần dập
β = D ÷ d = 80 ÷ 40 = 2,0Tỷ số dập 2,0 nằm ngay sát giới hạn của DC04, với giới hạn lần dập đầu khoảng 1,8–2,0. Thay vì đánh cược vào một nguyên công duy nhất, chi tiết được lên kế hoạch hai lần dập:
| Công đoạn | Đường kính | Tỷ số của công đoạn | Trong giới hạn? |
|---|---|---|---|
| Phôi | 80 mm | — | — |
| Lần dập thứ nhất | 55 mm | 80 ÷ 55 = 1.45 | có |
| Lần dập thứ hai | 40 mm | 55 ÷ 40 = 1.38 | có |
Chia tỷ số 2,0 thành 1,45 và 1,38 giữ cả hai công đoạn nằm thoải mái trong khả năng của vật liệu. Đồng thời nó tốn thêm một trạm khuôn — đó chính là bài toán cân đo mà mọi báo giá dập sâu thực sự xoay quanh.
4. Lực dập
F = π · dp · t · σB · ktrong đó dp là đường kính chày của công đoạn đó và k là hệ số thực nghiệm tính đến ma sát, uốn qua bán kính cối và phân bố biến dạng thực tế. Với lần dập đầu có hình dạng này, k khoảng 0,6 là điểm khởi đầu hợp lý. Dùng chày của công đoạn đầu, 55 mm:
F = 3,1416 · 55 · 1,0 · 300 · 0,6 ≈ 31.100 N ≈ 31 kNKhoảng 3,2 tấn lực dập. Cộng thêm bộ giữ phôi, mà với lần dập đầu thường chạy ở 20–30% lực dập:
FNH ≈ 0,25 · 31 kN ≈ 8 kN → tổng ≈ 39 kN5. Máy dập
39 kN chưa đến 4 tấn, nên nếu chỉ xét lực thì gần như máy dập nào cũng làm được. Trên thực tế, máy dập được chọn theo ba yếu tố khác:
| Yếu tố | Vì sao lại quyết định máy dập |
|---|---|
| Bàn máy và hành trình | phôi là 80 mm còn chi tiết sâu 30 mm, nên khuôn cần khoảng mở và hành trình tương ứng |
| Biên dự phòng | máy dập chạy sát tải định mức sẽ mất độ song song và độ dày thành trôi; các xưởng thường tính dư 30–50% |
| Số công đoạn | hai lần dập trong một khuôn cần chiều dài bàn máy cho hai trạm, hoặc hai máy dập riêng |
Đó là lý do một chi tiết có lực tính toán nhỏ vẫn có thể cần một máy dập lớn không tương xứng: con số trong công thức là lực, không phải cái máy.
6. Khe hở cối
Khe hở mỗi bên được đặt theo bội số của độ dày tôn. Với DC04 dày 1,0 mm, 1,2–1,4 × t là dải khởi đầu thông thường, tức khoảng 1,2–1,4 mm mỗi bên. Quá chặt thì thành bị cạo và khuôn mòn; quá rộng thì thành bị nhăn thay vì được ép thẳng.
7. Toàn bộ kế hoạch trong một bảng
| Đại lượng | Giá trị | Do đâu mà có |
|---|---|---|
| Đường kính phôi | 80 mm | diện tích bề mặt của cốc thành phẩm |
| Tỷ số dập tổng | 2,0 | phôi ÷ đường kính thành phẩm |
| Số lần dập | 2 | giới hạn vật liệu của DC04 |
| Đường kính trung gian | 55 mm | chia đều tỷ số |
| Lực dập, công đoạn đầu | ≈ 31 kN | đường kính chày, độ dày, độ bền kéo, hệ số |
| Lực bộ giữ phôi | ≈ 8 kN | 25% lực dập |
| Khe hở cối mỗi bên | 1,2–1,4 mm | 1,2–1,4 × độ dày |
8. Hãy tự tính với số của bạn
Ví dụ trên là phép tính đằng sau máy tính lực dập sâu: nhập đường kính phôi, đường kính chày, độ dày và độ bền kéo, nó trả về lực dập, tỷ số dập và tải trọng máy dập. Phương pháp đầy đủ hơn nằm trong Dập sâu: Hướng dẫn kỹ thuật đầy đủ, bao gồm cả trường hợp tỷ số không gọn trong một lần dập.