Dập vuốt thủy cơ (Hydro-mechanical deep drawing)

Giới thiệu phương pháp dập rất hay trên thế giới là phương pháp dập thủy cơ. Dập vuốt thủy cơ liên quan tới việc sử dụng một môi trường trung gian, nhũ tương/dầu nói chung, để thực hiện qúa trình tạo hình. Dập vuốt thủy cơ được thực hiện bằng cách sử dụng quá trình ép thủy lực tác động kép. Thêm vào đó, một tấm đệm đáy được sử dụng để vuốt thủy cơ ngược.

Sơ đồ khuôn

Khuôn dưới được gọi là nơi cung cấp môi trường áp suất hoặc hộp chứa nước. Nó được thiết kế như một buồng áp và phục vụ như một vòng kẹp cho bộ phận riêng của cối. Hộp chứa nước được nối tới bộ điều hòa áp trong quá trình ép. Để giữ chặt cối trên hộp nước một cái kẹp hoặc vòng co được sử dụng. Cái vòng này có những đường rãnh, nó vận chuyển ngay lập tức chất lỏng nổi lên thông qua sự chảy tràn. Cối có một rãnh tròn ở cạnh của bán kính kéo để đặt một sợi dây giống như cái bịt polyurethane. Nó được mài ở hai cạnh một góc xấp xỉ 450 khi điền vào trong rãnh làm kín. Rãnh làm kín này có thể được loại ra trong trường hợp những thành phần cấu thành tròn rỗng đối xứng, có thể được cung cấp theo thiết kế của cối.

Những bộ phận trên của khuôn bao gồm tấm chặn và chày vuốt. Tấm chặn thường là một tấm đúc, bộ phận riêng điền vào tấm chặn thì được gắn chặt vào nhau. Nó chứa một vòng tròn chắn nước bắn tóe được thiết kế để chứa chất lỏng thoát ra. Phần chia này của khuôn cũng hợp để nối một tấn chặn lớn hơn sẽ được mở trong khi ép. Chày vuốt được định vị ở trong tấm chặn, nó được cung cấp bở một bộ phận mở rộng. Chày mở rộng được dẫn vào trong tấm chặn. Trong những khuôn được chế tạo, một thiết bị dừng cơ khí bên trong nên được cung cấp để giới hạn độ sâu dập vuốt.

Chuỗi chức năng

Máy ép được mở ra và hộp nước được điền đầy. Sau khi điền phôi vào, máy ép đóng lại và tấm chặn kẹp chặt phôi. Tấm chặn ép, đặt ở chế độ ép, làm kín buồng ép và quá trình tạo hình thực sự được bắt đầu. Môi trường áp suất được thiết lập như một kết quả của sự thâm nhập của chày vuốt vào trong hộp nước. Trong suốt quá trình tạo hình, tấm kim loại được ép sát vào chày vuốt. Trong suốt giai đoạn tạo hình, hệ thống điều khiển được kết nối với buồng áp điều khiển ứng dụng của ép thủy lực vào chức năng dập vuốt sâu.

Sau khi đạt được giới hạn dập vuốt, áp suất trong buồng được giải phóng và thiết bị ép di chuyển ngược về vị trí ban đầu của nó.

Những nét đặc trưng của quá trình tạo hình thủy cơ

Áp suất phản ứng hoạt động bên trong hộp nước bởi sự thâm nhập của chày vuốt có một sự đa dạng về hiệu ứng trong suốt quá trình tạo hình và ép kim loại được tạo hình vào chày (hình vẽ).

Ma sát khô giữa chày và tấm kim loại thì do đó được tăng lên về thực chất. Như là một kết quả, lực dập vuốt tăng tới những mức độ cao hơn mà ta quan tâm so với dập vuốt thông thường. Cùng lúc đó, áp suất của chất lỏng trong phần bầy ra của phôi giữa cối và chày làm cho vật liệu phùng lên. Biến dạng này tạo ra ứng suất căng hướng tâm và ứng suất ép tiếp tuyến.

Dập vuốt thủy cơ cho phép đạt được tỉ lệ dập vuốt lớn hơn đáng kể so với dập vuốt thông thường. Trong khi đó tỉ lệ dập vuốt giới hạn sử dụng trong dập vuốt truyền thống là 2.0, còn đối với dập vuốt thủy cơ có thể lên tới 2.7. Vì thế quá trình nhiệt luyên và vuốt trung gian là không cần thiết, tạo hình hiệu quả và kinh tế là có thể đạt được. Giá cả về thiết bị cũng có thể giảm bởi vì giảm được số bước tạo hình cần thiết. Những lợi ích đáng kể khác là chất lượng bề mặt của chi tiết vuốt, vì kim loại tấm không bị vuốt quá một đỉnh vuốt khắt khe như là qua một giọt chất lỏng. Chi phí cho hoạt động kết thúc quá trình như là đánh bóng và mài được giảm căn bản.

Do ép phôi vào chày, nó đã làm giảm một lượng đàn hồi ngược trở lại, kích thước chính xác chi tiết sản xuất có thể đạt được. Đây là điều quan trọng đặc biệt trong sản xuất sản phẩm phản xạ, không những là dung sai đo lường mà còn là chất lượng quang học được kiểm tra. Độ dày của tấm kim loại để dập vuốt thủy cơ vẫn được giữ nguyên.

Lực ép trong dập vuốt thủy cơ cao hơn so với trong các phương pháp tạo hình khác sử dụng thiết bị cứng vững, do áp suất phản ứng trong hộp nước. Ở đây, lực trượt FSt [kN] là tổng của lực tạo hình truyền thống FU [kN] và lực phản ứng FRe [kN], nó tác động lên bề mặt chày thông qua môi trường áp suất(hình vẽ).

Phụ thuộc vào đặc trưng của vật liệu phôi được sử dụng trong quá trình dập thủy cơ, áp suất xuất hiện trong hộp nước được liệt kê như sau:

- Nhôm: 50 – 200 bar

- Thép: 200 – 600 bar

- Thép không gỉ: 300 – 1000 bar