Hướng dẫn thiết kế chi tiết dập sâu: tỷ số kéo sâu, bán kính và độ dày thành

Dập sâu tạo hình phôi phẳng thành dạng cốc, vỏ hoặc hộp bằng chày và khuôn. Công nghệ này được sử dụng cho vỏ pin, khay y tế, vỏ cảm biến, nắp chắn nhiễu và nhiều chi tiết khác cần thành liền mạch.

Hướng dẫn này bao gồm các biến số thiết kế thường quyết định tính khả thi của chi tiết dập sâu: tỷ số kéo sâu, bán kính, khe hở, vật liệu và bôi trơn.

1. Tỷ số kéo sâu

Tỷ số kéo sâu là đường kính phôi chia cho đường kính chày. Lần kéo đầu tiên đối với thép cacbon thấp thường khoảng 1,8-2,0; các lần kéo tiếp theo nhỏ hơn, thường khoảng 1,3-1,5. Thép không gỉ và vật liệu độ bền cao thường yêu cầu tỷ số thấp hơn, và giá trị chính xác phụ thuộc vào hợp kim và thiết kế khuôn.

2. Bán kính chày và khuôn

Điểm khởi đầu phổ biến là bán kính chày khoảng 4-8 lần độ dày vật liệu và bán kính khuôn khoảng 6-10 lần độ dày cho lần kéo đầu tiên. Các lần kéo sau sử dụng bán kính nhỏ hơn. Bán kính quá nhọn làm tăng nguy cơ rách; bán kính quá lớn có thể gây nhăn.

3. Khe hở

Khe hở khuôn thường được biểu thị theo mỗi phía và thường khoảng 1,1-1,3 lần độ dày vật liệu đối với thép, tùy theo công đoạn kéo và vật liệu. Khe hở quá nhỏ làm tăng ma sát và giảm độ dày; khe hở quá lớn cho phép hình thành nếp nhăn.

4. Độ dày thành

Quá trình kéo làm mỏng thành, đặc biệt tại bán kính đáy. Nếu thiết kế yêu cầu độ dày thành cụ thể, cần tính toán phôi và trình tự kéo phù hợp. Có thể bổ sung công đoạn ép mỏng (ironing) để kiểm soát độ dày thành, nhưng việc này làm tăng độ phức tạp của chế tạo khuôn.

5. Lựa chọn vật liệu

6. Bôi trơn và ủ

Bôi trơn giúp giảm ma sát và hiện tượng dính kim loại. Đối với thép không gỉ và vật liệu độ bền cao, có thể cần ủ trung gian giữa các lần kéo để khôi phục độ dẻo. Nhu cầu này phụ thuộc vào tổng mức biến dạng và hợp kim.

7. Các kết cấu

Lỗ, gờ, ren và vân khía nên được bổ sung sau công đoạn kéo chính nếu có thể. Lỗ gần thành dập có thể bị biến dạng; gờ cần có bán kính rộng. Ren thường được cán hoặc tarô sau khi tạo hình.

Câu hỏi thường gặp

Có thể dập sâu một chi tiết trong một lần dập không?

Điều này phụ thuộc vào vật liệu, đường kính và thiết kế khuôn. Lần kéo đầu tiên thường giới hạn ở tỷ số khoảng 1,8-2,0 đối với thép cacbon thấp; chi tiết sâu hơn cần nhiều lần kéo.

Có thể dập sâu với góc nhọn không?

Góc rất nhọn rất khó thực hiện. Bán kính góc lớn hơn cải thiện dòng chảy vật liệu và giảm nguy cơ nứt.

Dập sâu có phù hợp cho lô nhỏ không?

Có thể, nhưng chi phí chế tạo khuôn là một yếu tố cần xem xét. Với lô rất nhỏ, phương án chế tạo bằng ghép hoặc gia công cắt gọt có thể kinh tế hơn.

Xem thêm: chi tiết dập sâu và gửi bản vẽ để xem xét.