Ép mỏng trong dập sâu: làm mỏng thành để giữ cả đường kính trong và ngoài

Ép mỏng — còn gọi là làm mỏng thành hay ironing — là nguyên công biến một chiếc cốc dập sâu thông thường thành một vỏ chính xác. Cốc dập thường có thành dày dần về phía mép và bề mặt mang vết dập. Ép mỏng ép chiếc cốc đó qua một cối vòng có lỗ trong nhỏ hơn một chút so với đường kính ngoài của cốc, nên thành bị ép mỏng giữa một chày đánh bóng bên trong và một cối đánh bóng bên ngoài.

Hệ quả chính là lý do các kỹ sư chỉ định nguyên công này: cối đặt đường kính ngoài, chày đặt đường kính trong, và cả hai bề mặt được làm nhẫn trong cùng một lượt. Một chi tiết lê ra phải qua dập vỏ rồi tiện cả hai đường kính sẽ ra khỏi máy dập với cả hai đã đạt dung sai.

Ép mỏng thực sự làm gì với chi tiết

Vì sao cách này thay thế được một nguyên công tiện

Khi một chi tiết cần cả hai đường kính trong và đường kính ngoài đạt dung sai, mọi tuyến truyền thống đều kết thúc ở máy tiện. Ép mỏng là tuyến kết thúc ngay tại máy dập.

Khoản tiết kiệm đến từ đâu. Không chỉ là thời gian chu kỳ tiện. Đó là thép thanh hay phôi rèn không bao giờ biến thành phoi, là chiếc máy thứ hai và lần gá thứ hai không còn, là việc gá lại không còn tạo ra độ đảo, và là khâu trung chuyển giữa máy dập và máy tiện biến mất. Với một chi tiết thành 0,8 mm bắt đầu từ thanh, riêng phần phoi mất đi thường đã lớn hơn cả chi tiết thành phẩm.

Ép mỏng không miễn phí: nó cần một cối ép mỏng, một chày đánh bóng, dầu bôi trơn đúng loại và — khi tổng lượng giảm lớn — nhiều hơn một lượt kèm ủ giữa các lượt. Việc so sánh phải dựa trên tổng chi phí một chi tiết, bao gồm phân bổ chi phí khuôn — đó chính là việc mà buổi DFM làm.

Balford ép mỏng ở đâu: vỏ van điện từ

Ứng dụng kinh điển là vỏ van điện từ. Phần động phải trượt bên trong lỗ, vỏ phải khớp với cuộn dây và thân van, và thành mỏng nên mạch từ hiệu quả. Đó là chi tiết mà đường kính trong, đường kính ngoài, độ dày thành và độ bóng bề mặt đều quan trọng cùng lúc — và nơi ép mỏng loại bỏ được nguyên công tiện.

Hai vật liệu chiếm ưu thế:

• Sắt nguyên chất điện phân DT4E — mác từ mềm dùng cho vỏ van điện từ và vỏ cảm biến, nơi lực kháng từ và độ từ thẩm là một phần của yêu cầu kỹ thuật. Ép mỏng tạo thành đúng độ dày mà không gây hư hỏng bề mặt làm tổn hại đường từ, và ủ từ được thực hiện sau khi tạo hình.
• DC04 — mác thép dập sâu dùng khi chi tiết mang tính kết cấu chứ không phải từ tính, và trình tự dập – ép mỏng được quyết định bởi lượng giảm thành chứ không phải bởi từ tính.

Cả hai được tạo hình trên máy dập đến 350 tấn với khuôn do xưởng dụng cụ của Balford thiết kế và chế tạo, nên vòng ép mỏng, chày và các công đoạn dập trước đó được làm và chạy thử cùng nhau chứ không tách rời.

Lập luận tương tự áp dụng ngoài van điện từ, cho mọi chi tiết mà cả hai đường kính đều có dung sai: chi tiết xi-lanh thủy lực và khí nén, ống lót cảm biến, vỏ bạc lót, vỏ cơ cấu chấp hành và ống dập.

Các thông số quyết định sự thành công

• Lượng giảm mỗi lượt. Lượng giảm thành mỗi lượt ép mỏng thông thường trong khoảng 20–35% độ dày thành với thép; giới hạn cụ thể phụ thuộc vào mác, dầu bôi trơn và hình học cối. Tổng lượng giảm lớn hơn được chia thành nhiều lượt.
• Ủ giữa các lượt. Vì ép mỏng là biến dạng nguội, vật liệu bị biến cứng. Khi tổng lượng giảm hoặc tính chất cuối yêu cầu, chi tiết được ủ giữa các lượt để phục hồi độ dẻo. Với chi tiết từ mềm, bước ủ còn là bước đặt các tính chất từ.
• Dầu bôi trơn. Ép mỏng là nguyên công áp lực cao, tiếp xúc bề mặt lớn. Màng dầu là thứ phân biệt bề mặt được làm nhẫn với bề mặt bị cào xước, và nó được chọn theo mác và lượng giảm chứ không phải cho tiện.
• Độ bóng cối và chày. Bề mặt chi tiết thành phẩm là bản sao của bề mặt khuôn. Vòng hợp kim cứng hoặc thép tôi được đánh bóng chính là thứ tạo ra độ bóng và sự vắng mặt của vết dập.
• Độ dày thành như một đặc tính. Độ dày thành được đo và ghi lại, không được giả định. Nếu bản vẽ cần một thành cụ thể, phải ghi rõ đó là thành đã ép mỏng — nếu không, thành sẽ giữ nguyên độ dày phôi và chi tiết nặng hơn dự kiến.

Giới hạn, nói thẳng

• Sản lượng. Ép mỏng cần một cối và một chày làm riêng cho chi tiết. Dưới vài chục nghìn chi tiết mỗi năm, tiện từ thanh vẫn có thể rẻ hơn về tổng thể.
• Hình học. Ép mỏng phù hợp với thành hình trụ hoặc gần trụ. Các đặc điểm ngoài phức tạp nên được tạo hình trước khi ép mỏng hoặc thêm sau đó.
• Lượng giảm thành không vô hạn. Lượng giảm rất lớn cần nhiều lượt và ủ, và đó là lúc lợi thế về chi phí thu hẹp lại.
• Vật liệu. Độ dẻo đặt giới hạn. Các mác độ bền rất cao hoặc độ dẻo thấp có thể không chịu được lượng giảm mà bản vẽ đòi hỏi.

Cả bốn yếu tố được kiểm tra trong buổi DFM, trước khi cắt khuôn.