Các Thành Phần Bộ Khuôn Chính cho Sản Xuất Độ Chính Xác Cao

TÓM TẮT NHANH

Một bộ khuôn là khung nền tảng của khuôn dập kim loại, bao gồm các tấm trên và dưới được gọi là giày khuôn. Những chiếc giày này giữ và căn chỉnh tất cả các thành phần chức năng khác với độ chính xác cực cao. Các bộ phận quan trọng nhất bao gồm chốt dẫn hướng và ống lót đảm bảo sự căn chỉnh, cũng như các thành phần làm việc – chẳng hạn như chày dập và bạc cắt – thực hiện việc cắt và tạo hình vật liệu.

Nền tảng: Bộ khuôn, giày khuôn và các tấm

Mọi khuôn dập, bất kể mức độ phức tạp, đều được xây dựng trên một nền tảng vững chắc. Cơ sở này bao gồm bộ khuôn, gồm các giày khuôn trên và dưới cùng các tấm khác nhau. Những thành phần này đóng vai trò là bộ khung cứng nhắc để lắp ráp tất cả các bộ phận làm việc khác. Chức năng chính của chúng là duy trì mối quan hệ chính xác giữa hai nửa trên và dưới của dụng cụ trong suốt chu kỳ dập chịu lực cao. Nếu không có nền tảng ổn định này, việc đạt được độ chính xác và tính nhất quán của chi tiết là không thể.

Các tấm đế khuôn thường được gia công từ những tấm thép hoặc nhôm dày. Theo một bài viết trong Người chế tạo , trong khi thép là vật liệu phổ biến, nhôm lại là lựa chọn được ưa chuộng vì nhẹ, dễ gia công nhanh và có khả năng hấp thụ xung lực tuyệt vời, làm cho nó lý tưởng đối với các khuôn cắt phôi. Các tấm này phải được gia công chính xác—bằng phương pháp phay hoặc mài—để đảm bảo hoàn toàn phẳng và song song trong phạm vi dung sai cực kỳ chặt chẽ. Tấm đế khuôn dưới thường có các lỗ mở để cho phép các phế phẩm và mảnh vụn rơi xuống lòng máy ép, giúp giữ khu vực làm việc luôn thông thoáng.

Độ dày và vật liệu của bộ khuôn được xác định bởi lực mà nó phải chịu. Ví dụ, một bộ khuôn đúc ép kim loại dưới áp lực lớn cần có độ dày và độ bền cao hơn nhiều so với một bộ khuôn uốn đơn giản. Chất lượng tổng thể của bộ khuôn ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ dụng cụ, độ chính xác của các chi tiết sản xuất ra và yêu cầu bảo trì theo thời gian. Một bộ khuôn được chế tạo tốt là bước đầu tiên để đảm bảo quá trình dập thành công.

Hệ Thống Định Vị Chính Xác: Chốt Dẫn Hướng, Ống Lót và Khối Chặn Lực

Mặc dù bộ khuôn tạo nên nền tảng, hệ thống căn chỉnh chính xác lại đảm bảo rằng các tấm khuôn trên và dưới hoạt động hoàn toàn đồng bộ. Các thành phần chính của hệ thống này là chốt dẫn và bạc dẫn. Chốt dẫn, còn được gọi là trụ dẫn, là các trục đã được tôi cứng và mài chính xác được lắp trên một tấm khuôn, trượt vào các bạc dẫn tương ứng trên tấm khuôn đối diện. Sự ăn khớp này đảm bảo rằng các bộ phận làm việc luôn khớp đúng như thiết kế trong từng hành trình của máy ép, điều này rất quan trọng để duy trì độ chính xác cao và ngăn ngừa hư hại cho dụng cụ.

Có hai loại chính của chốt dẫn và bạc dẫn: loại ma sát và loại vòng bi. Chốt ma sát là các chốt thép đặc chuyển động trượt trong một bạc dẫn, thường được lót bằng vật liệu chống mài mòn như đồng nhôm-bronze, có thể chứa các nút graphite để tự bôi trơn. Ngược lại, chốt kiểu vòng bi di chuyển trên một dãy các viên bi được đặt bên trong một giá đỡ, giảm đáng kể lực ma sát. Điều này cho phép vận hành ở tốc độ cao hơn mà không sinh ra nhiệt quá mức và giúp việc tách rời hai nửa khuôn để bảo trì trở nên dễ dàng hơn.

Trong các hoạt động tạo ra lực đẩy ngang đáng kể, các chốt dẫn hướng riêng lẻ có thể không đủ để ngăn ngừa độ võng. Đây chính là lúc các khối gót và bản gót phát huy tác dụng. Các khối gót là những khối thép chắc chắn được gắn vào cả hai đế khuôn để ăn khớp và hấp thụ lực ngang. Chúng thường sử dụng các kim loại khác nhau cho các tấm mòn, ví dụ như thép kết hợp với đồng-thiếc nhôm, nhằm ngăn hiện tượng dính bề mặt. Bằng cách hấp thụ lực đẩy ngang, các khối gót bảo vệ chốt dẫn hướng khỏi bị uốn cong và đảm bảo sự căn chỉnh hoàn hảo của các bộ phận cắt và tạo hình quan trọng.

Các Bộ Phận 'Làm Việc': Chày, Cối và Tấm Lẩy

Các bộ phận thực hiện công việc cắt và tạo hình tấm kim loại là chày, khối cối (hoặc cối) và tấm lẩy. Chày là bộ phận nam, thường được làm bằng thép dụng cụ tôi cứng hoặc cacbua, được đẩy xuống để thực hiện một thao tác. Cối, hay ma trận cối, là bộ phận nữ đặt trên đế cối phía dưới. Hình dạng và khoảng hở giữa chày và cối quyết định các đặc điểm cuối cùng của chi tiết dập, chẳng hạn như kích thước của lỗ hoặc góc uốn.

Sau khi đầu đấm xuyên hoặc tạo hình vật liệu, vật liệu có xu hướng bám vào đầu đấm khi nó rút lên. Nhiệm vụ của bộ gạt là ngăn chặn hiện tượng này. Bộ gạt là một tấm chịu áp lực bao quanh các đầu đấm. Khi trục trượt của máy ép di chuyển lên, bộ gạt giữ vật liệu xuống sát khuôn dưới, cho phép các đầu đấm rút ra một cách sạch sẽ. Hành động này rất cần thiết để tránh biến dạng chi tiết và cho phép hoạt động ở tốc độ cao. Bộ gạt có thể là loại cố định hoặc loại dùng lò xo, trong đó thiết kế dùng lò xo cung cấp lực ép được kiểm soát tốt hơn.

Thiết kế và lựa chọn vật liệu cho các bộ phận làm việc này rất quan trọng đối với tuổi thọ dụng cụ và chất lượng chi tiết. Như đã được giải thích bởi Dynamic Die Supply , các chày và cối phải được làm từ những vật liệu đủ cứng để chịu được tác động lặp đi lặp lại và mài mòn. Sự tương tác giữa các bộ phận này, cùng với các tấm ép giữ phôi chắc chắn, quyết định sự thành công của quá trình dập. Việc căn chỉnh chính xác, các cạnh cắt sắc bén và thao tác tách phế liệu hiệu quả đều là những yếu tố cần thiết để sản xuất các chi tiết đồng nhất, chất lượng cao một cách hiệu quả.

Sự khác biệt về thành phần giữa khuôn dập liên hoàn và khuôn dập thông thường

Mặc dù mọi khuôn dập đều có những thành phần cơ bản giống nhau, nhưng cấu hình và mức độ phức tạp của chúng thay đổi đáng kể tùy theo loại khuôn. Hai loại phổ biến nhất là khuôn dập từng công đoạn (khuôn dập đơn) và khuôn dập liên hoàn. Một khuôn dập đơn thực hiện một thao tác trong mỗi hành trình ép, ví dụ như cắt phôi một chi tiết hoặc uốn mép. Bộ phận của nó tương đối đơn giản, tập trung vào việc hoàn thành duy nhất một nhiệm vụ đó. Những loại khuôn này thường được sử dụng trong sản xuất số lượng thấp hoặc cho các chi tiết có hình dạng đơn giản.

Ngược lại, khuôn dập liên tục là một công cụ phức tạp hơn nhiều, thực hiện nhiều thao tác đồng thời tại các trạm khác nhau. Một dải vật liệu được đưa qua khuôn, và tại mỗi trạm, một thao tác cắt hoặc tạo hình khác nhau sẽ diễn ra. Điều này cho phép sản xuất một chi tiết hoàn chỉnh và phức tạp sau mỗi lần chạy duy nhất của máy ép. Do đó, một khuôn dập liên tục chứa nhiều bộ phận như chày, cối và dụng cụ tạo hình, tất cả được lắp đặt trong một bộ khuôn lớn duy nhất. Nó cũng bao gồm các thành phần bổ sung như chốt dẫn để định vị chính xác dải vật liệu tại mỗi trạm và thiết bị nâng phôi để đẩy vật liệu tiến lên một cách trơn tru.

Việc thiết kế và chế tạo những công cụ phức tạp này đòi hỏi chuyên môn sâu rộng. Đối với các ngành công nghiệp yêu cầu sản xuất số lượng lớn các chi tiết tinh vi, các nhà sản xuất khuôn dập ô tô theo yêu cầu và các thành phần tương tự thường tận dụng các mô phỏng tiên tiến và quản lý dự án để cung cấp các bộ khuôn dập liên hoàn nhằm đảm bảo hiệu quả và độ chính xác. Việc lựa chọn giữa khuôn dập một công đoạn và khuôn dập liên hoàn phụ thuộc vào khối lượng sản xuất, độ phức tạp của chi tiết và ngân sách, vì chi phí ban đầu của khuôn dập liên hoàn cao hơn nhiều, nhưng chi phí trên mỗi chi tiết lại thấp đáng kể trong sản xuất hàng loạt.

Các Câu Hỏi Thường Gặp Về Các Bộ Phận Bộ Khuôn

1. Các bộ phận của một bộ khuôn được gọi là gì?

Các bộ phận chính của khuôn dập bao gồm bộ khuôn (giày khuôn trên và dưới), đóng vai trò nền tảng. Các thành phần chức năng chính gồm chốt dẫn và bạc dẫn để căn chỉnh, chày và cối (hoặc khối cối) để cắt và tạo hình, tấm tách phôi để gỡ vật liệu khỏi chày, và các loại lò xo khác nhau để tạo lực cần thiết.

2. Các thành phần của khuôn đúc áp lực là gì?

Đúc khuôn là một quy trình sản xuất khác với dập và sử dụng các thành phần khác nhau. Một máy đúc khuôn sử dụng khuôn, hay còn gọi là die, thường bao gồm hai nửa: nửa khuôn cố định (cover die) và nửa khuôn di động (ejector die). Bên trong, nó có hệ thống chốt đẩy để đẩy chi tiết đã đông đặc ra ngoài, buồng tạo hình dạng chi tiết, và các rãnh dẫn hoặc cổng cho phép kim loại nóng chảy đi vào buồng. Các hợp kim được sử dụng cũng khác, phổ biến là kẽm, nhôm hoặc magiê.

3. Chi tiết cấu tạo của bộ khuôn đúc là gì?

Cấu tạo của bộ khuôn đúc tập trung vào hai tấm được gia công chính xác: tấm khuôn trên và tấm khuôn dưới. Hai tấm này được căn chỉnh bằng các chốt dẫn hướng và bạc lót. Tất cả các thành phần khác, như giá đỡ đầu dập, khối khuôn và tấm tách phôi, đều được lắp chắc chắn lên các tấm này. Toàn bộ cụm được thiết kế như một công cụ độc lập, có thể lắp đặt vào máy ép để sản xuất các chi tiết một cách chính xác và lặp lại.