Rèn và dập là hai phương pháp gia công áp lực quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành cơ khí chế tạo máy. Bài viết này sẽ đi sâu vào khái niệm chung về rèn dập, rèn tự do và các thiết bị sử dụng trong rèn tự do.
 

1. Khái niệm chung về rèn dập

• Định nghĩa:
  • Rèn và dập là quá trình gia công kim loại bằng áp lực, thay đổi hình dạng phôi liệu bằng lực đập hoặc lực ép.
  • Tạo ra các chi tiết có hình dạng và kích thước theo yêu cầu.
• Ứng dụng:
  • Được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí, đặc biệt là trong chế tạo ô tô, máy công cụ, máy nông nghiệp, máy bay, tàu thủy.
  • Chiếm tỷ lệ lớn trong khối lượng chi tiết của các ngành công nghiệp (ví dụ: 80% trong chế tạo ô tô, 85% trong chế tạo máy bay).
• Ưu điểm:
  • Tạo ra các chi tiết có hình dạng gần giống chi tiết máy, giảm công sức gia công cơ tiếp theo.
  • Thay đổi sự phân bố thớ sợi của kim loại, cải thiện cơ tính của vật liệu.
  • Tăng độ bền của chi tiết (hình 56).

2. Rèn tự do

• Định nghĩa:
  • Rèn tự do là quá trình gia công kim loại bằng áp lực đập hoặc ép để thay đổi hình dáng phôi liệu.
  • Nung nóng phôi đến nhiệt độ dẻo (trên 900°C) và dùng búa đập để tạo hình.
• Vật liệu:
  • Thỏi kim loại đúc và phôi cán.
• Phương pháp:
  • Rèn tay: dùng cho vật có khối lượng nhỏ.
  • Rèn máy: dùng cho vật có khối lượng lớn, năng suất cao.
• Dụng cụ rèn tay (hình 57):
  • Đe, khuôn đột, búa tay, búa tạ, kìm, dụng cụ làm phẳng, uốn, đột lỗ, tạo ren, chồn, lợp.

3. Thiết bị dùng để rèn tự do

• Búa máy:
  • Búa máy khí ép (hình 58):
    • Sử dụng khí nén để tạo lực đập.
    • Có hai xilanh: xilanh ép và xilanh công tác.
    • Điều chỉnh lực đập bằng bàn đạp.
    • Khối lượng phần đập: 50 kG - 1 T.
    • Tốc độ đập: 70 - 190 lần/phút.
  • Búa máy hơi nước (hình 59):
    • Sử dụng hơi nước hoặc khí nén để tạo lực đập.
    • Có hai loại: chuyển động đơn và chuyển động kép.
    • Chuyển động kép: sử dụng hơi nước hoặc khí nén để nâng và tăng lực đập.
    • Khối lượng phần đập: 0.5 - 5 tấn.
    • Áp suất hơi nước hoặc khí nén: 6 - 8 atm.
• Máy ép:
  • Sử dụng lực ép để biến dạng phôi.
  • Thường dùng để rèn các chi tiết nhỏ.

4. Kỹ thuật rèn tự do

• Các nguyên công cơ bản:
  • Chồn: tăng tiết diện, giảm chiều cao phôi (chồn toàn phần, chồn đầu, chồn giữa).
  • Vuốt: kéo dài phôi, giảm tiết diện (dát phẳng, dát rộng có cốt, vuốt có cốt).
  • Đột: tạo lỗ hoặc chỗ lõm sâu.
  • Chặt: cắt phôi thành từng phần.
  • Uốn: tạo hình dạng cong.
  • Xoắn: xoay một đầu phôi quanh trục (trục khuỷu, lò xo).
  • Hàn rèn: nối các phần phôi bằng cách nung nóng và đập (thép có C < 0.3%).

5. Ứng dụng của rèn tự do

• Chế tạo các chi tiết máy móc lớn:
  • Trục khuỷu, trục cán, bánh răng, chi tiết kết cấu.
• Sửa chữa các chi tiết máy móc:
  • Phục hồi các chi tiết bị mài mòn, hư hỏng.
• Sản xuất các dụng cụ cầm tay:
  • Búa, kìm, dao, kéo.
• Chế tạo các chi tiết nghệ thuật:
  • Đồ trang trí, hàng rào, cổng.

Rèn tự do là phương pháp gia công áp lực truyền thống, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Việc lựa chọn thiết bị và kỹ thuật rèn phù hợp sẽ giúp tạo ra các chi tiết có chất lượng cao và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.