(Đồ án hcmute) design and manufacture of mold pipe forming by steam pressure

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DESIGN AND MANUFACTURE OF MOLD PIPE FORMING BY STEAM PRESSURE GVHD SVTH MSSV SVTH MSSV : TS PHẠM SƠN MINH : ĐẶNG VŨ NGỌC HOÀNG : 13144043 : NGUYỄN TẤN PHÚ : 13144090 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2017 an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHN TẠO HÌNH ỐNG BẰNG ÁP LỰC HƠI NƢỚC GVHD: TS PHẠM SƠN MINH SVTH: ĐẶNG VŨ NGỌC HOÀNG MSSV: 13144043 GVHD: NGUYỄN TẤN PHÚ MSSV: 13144090 KHĨA: 2013-2017 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 an KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HÒÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TS Phạm Sơn Minh Sinh viên thực hiện:Nguyễn Tấn Phú MSSV: 13144090 Đặng Vũ Ngọc Hoàng MSSV: 13144043 Tên đề tài: Chế tạo khn tạo hình ống áp lực nƣớc Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Khn có kích thƣớc 110x100x60mm - Nhiệt độ tối đa dự kiến sau gia nhiệt: 3000C - Kích thƣớc ống: đƣờng kính 16mm Nội dung đồ án: - Chế tạo khn - Tạo hình ống cách gia nhiệt cho khn - Tiến hành đo đạc, lấy số liệu để phân tích, so sánh kết (Giữa loại ống có vật liệu khác loại mẫu hình khác nhau) Các sản phẩm dự kiến - Khuôn - Ống - Bản báo cáo, phân tích, so sánh kết Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Việt  TRƢỞNG KHOA TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) i an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn: Công nghệ chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: Nguyễn Tấn Phú MSSV: 13144090Hội đồng:10 Họ tên sinh viên: Đặng Vũ Ngọc Hoàng MSSV: 13144043 Hội đồng: 10 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHN TẠO HÌNH ỐNG BẰNG ÁP LỰC HƠI NƢỚC Ngành đào tạo: Cơng nghệ kỹ thuật khí Họ tên GV hƣớng dẫn: TS Phạm Sơn Minh Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên Nhận xét kết thực ĐATN 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) ii an 2.3.Kết đạt được: 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt đƣợc 30 Đúng format với đầ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hợi… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Đƣợc phép bảo vệ  Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2017 Giảng viên hƣớng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) iii an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn:Công nghệ chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: Nguyễn Tấn Phú MSSV: 13144090 Hội đồng: 10 Họ tên sinh viên: Đặng Vũ Ngọc Hoàng MSSV: 13144043 Hội đồng: 10 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHN TẠO HÌNH ỐNG BẰNG ÁP LỰC HƠI NƢỚC Ngành đào tạo: Cơng nghệ kỹ thuật khí Họ tên GV phản biện: (Mã GV) ThS Nguyễn Văn Sơn Ý KIẾN NHẬN XÉT 1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 3.Kết đạt được: Những thiếu sót tồn ĐATN: iv an Câu hỏi: Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt đƣợc 30 Đúng format với đầ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Đƣợc phép bảo vệ  Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2017 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) v an LỜI CẢM ƠN Hôm em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh truyền đạt, giảng dạy cho chúng em kiến thức chuyên ngành nhƣ đời sống vơ bổ ích.Là tàu đƣa chúng em từ ngày đầu bỡ ngỡ thứ thành thị xa lạ với Thiết nghĩ hành trang quý giá để giấc mơ chúng em đến lúc nảy chồi vƣơn cao Ngày hôm nay, với sức trẻ niềm tin chúng em xin hứa cố đem tuổi trẻcống hiến cho đất nƣớc làm cho đất nƣớc ngày giàu mạnh Và đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo khoa Cơ khí Chế tạo Máy, thầy mơn Cơng nghệ Chế tạo Máy tận tình giúp đỡ chúng em hồn thành khóa học năm đầy chơng chênh nỗ lực đời mình, sinh viên khóa 2013 -2017 Riêng với Thầy Phạm Sơn Minh, bận cơng việc nhƣng Thầy tận tình giúp đỡ chúng em đồ án tốt nghiệp Thầy hết lịng hƣớng dẫn, truyền cảm hứng động lực giúp chúng em hăng say công việc Ngƣời thầy thầm lặng đứng sau hỗ trợ công việc nhƣ tiếp thêm sức mạnh ngày tháng làm việc cực nhọc Bên cạnh đó, thầy ngƣời vui tính, phóng khống, luôn cƣời đùa với ngƣời nhƣ ngƣời thân thiết gia đình Tuy có lúc tuổi trẻ ham chơi làm thầy vất vả Và sau tất cả, chúng em biết chân thành xin lỗi lỗi lầm xin trân trọng cảm ơn hy sinh thầm lặng thầy ngày qua Với chân thành, chúng em ln kính trọng biết ơn thầy khơng nhƣ ngƣời thầy mà nhƣ ngƣời thân Chúng em khơng qn gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến gia đình đồng nghiệp hợp tác khuyến khích họ, giúp chúng tơi hồn thành dự án vi an Chúng em coi hội nhƣ mốc quan trọng phát triển nghề nghiệp sau Chúng em cố gắng sử dụng kỹ kiến thức đạt đƣợc theo cách tốt chúng tơi tiếp tục làm việc để cải tiến để đạt đƣợc mục tiêu nghề nghiệp mong muốn Một lần nữa, chúng em cảm ơn tất giúp đỡ hỗ trợ có giá trị ngƣời Cảm ơn ngƣời nhiều! Nhóm sinh viên thực Nguyễn Tấn Phú Đặng Vũ Ngọc Hồng vii an TĨM TẮT Ngày nay, giới có nhiều nƣớc áp dụng phƣơng pháp dập thủy tĩnh để gia công chi tiết có hình dạng phức tạp Cơng nghệ dập thủy tĩnh đƣợc nghiên cứu ứng dụng sản xuất chi tiết dạng ống với đặc điểm sử dụng chất lỏng cao áp tác dụng lên bề mặt phôi gây biến dạng vật liệu Việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ đƣợc năm 60 Song tới tận năm 80 kỷ 20 đƣợc nghiên cứu áp dụng cơng nghiệp khí chế tạo máy cách kể Ở Việt Nam công nghệ dập thủy tĩnh nói chung giai đoạn bắt đầu tìm hiểu công nghệ Việc nghiên cứu dập thủy tĩnh đề cập đến số đề tài nghiên cứu Đề tài: Thiết kế chế tạo khuôn tạo hình ống áp lực nƣớc Trong cơng trình nghiên cứu này, nhóm sinh viên thay sử dụng áp lực chất lỏng cách sử dụng áp suất nƣớc nhằm phân tích ƣu nhƣợc điểm hai phƣơng pháp Đề tài tập trung nghiên cứu q trình hình thành chi tiết, thơng số ảnh hƣởng tới mức độ biến dạng khả biến dạng Nội dung đề tài trình bày sở lý thuyết công nghệ dập thủy tĩnh, từ nghiên cứu chế tạo khn tạo hình ống áp lực nƣớc, sau nghiên cứu thơng số nhiệt độ, lƣợng nƣớc thời gian để đƣa kết luận tốt áp dụng nƣớc vào phƣơng pháp Và sử dụng phầm mềm mô Pam-Stamp để mơ q trình biến dạng, dự đốn trƣớc đƣợc điểm nhăn, nứt q trình để rút gọn thời gian thiết kế sau Dựa kết thu đƣợc từ trình thí nghiệm, đề tài tảng cho nghiên cứu sâu nhằm tạo đƣợc sản phẩm hoàn chỉnh, ứng dụng cao vào sản xuất thực tế điều kiện Việt Nam viii an 6.2.3 Kiểm tra liệu kiểm tra hoạt động Nhấp chọn biểu tƣợng “Data check” để xem lại trình thiết lập định nghĩa đối tƣợng Thơng tin, lỗi cảnh báo đƣợc hiển thị hình Nhấp chọn “Close” khơng có lỗi hiển thị Nhấp chọn biểu tƣợng “Kinematics check” để kiểm tra chuyển động Nhấp chọn biểu tƣợng “Play” Chọn “Close” sau kiểm tra chuyển động hồn tất Hình 37:Kiểm tra kiệu kiểm tra hoạt động 68 an 6.2.4 Tiến hành mô 6.2.4.1 Thêm máy chủ vàxác định “Solver” Nhấp chọn biểu tƣợng “Computation” Nhấp chọn “Hosts” để mở “Hosts window” Hình 38: Tạo máy chủ Nhấp chọn biểu tƣợng “+” để tạo máy chủ Nhập “DMP-SP” nhƣ tên cho máy chủ xác định loại máy chủ (Local or Network) hệ điều hành Tại bảng “Machine”, thiết lập “Operating system” Windows (64-bit), Chọn Local: Host 69 an Hình 39:Tạo máy chủ Trong bảng “Solver”, thiết lập “Pam-Stamp solver” loại “Solver”, “Distributed (DMP)” “Parallelism model” and “Single precision” “Precision” Trong bảng “DMP” chọn “Automatic” “MPI library” “MPI Directory” Hình 40:Tạo máy chủ Nhấp chọn bảng Launch Nhập đƣờng dẫn đến tập lệnh trình biên dịch PAM-STAMP “(Installationdirectory)/Binary-64Bit/Solver/pamstamp.bat” 10 Chọn Pampstamp.bat 11 Nhấp chọn OK 12 Nhấp chọn OK 70 an Hình 41: Tạo máy chủ 6.2.4.2 Start Solver Trong “Solver/Start menu”, Chọn Solver yêu cầu “DMP-SP” Nhấp chọn OK Chọn the “Number of processors” chọn “OK” Nhấp chọn OK “Message windows” để bắt đầu mô Một cửa sổ thơng báo xuất mơ hồn tất Hình 42: Các bƣớc tiến hành mơ 71 an 6.3 Kết mô Áp suất đƣợc tính theo đơn vị GPA, thời gian đƣợc tính theo đơn vị giây Áp suất thời gian đƣợc cài đặt q trình mơ hình 6.43 Hình 43:Áp suất thời gian mô 6.3.1 Kết mơ với mẫu Hình 44: Độ dày mẫu Bề dày ống sau biến dạng vị trị lớn 1,164mm Vị trí nhỏ 0.837mm, ta thấy ống không biến dạng chƣa hết, lý lỗi thiết kế, cần khắc phục lại bo cạnh cho lõi khuôn để ống biến dạng tốt theo mong muốn 72 an Lực căng (lực kéo): Lực kéo chủ yếu tập trung phần lõm xuống lõi khuôn, lý phần biến dạng nhiều nhất, nên lực căng tập trung nhiều Lực căng lớn 0.332, nhỏ 0.046 Hình 45: Lực căng lớn mẫu Ứng suất lớn nhất: Hình 46: Ứng suất lớn Ứng suất tập trung chủ yếu phần mỏng sản phẩm, phần có khả bị nứt vỡ cao Ứng suất lớn 0.022, nhỏ -0.012 73 an 6.3.2 Kết mơ với mẫu Độ dày: Hình 47: Độ dày mẫu Lực căng lớn nhất: Hình 48: Lực căng lớn mẫu 74 an Ứng suất lớn nhất: Hình 49: Ứng suất lớn mẫu 6.3.3 Kết mơ với mẫu Độ Dày: Hình 50: Độ dày mẫu 75 an Lực căng: Hình 51: Lực căng lớn mẫu Ứng suất: Hình 52: Ứng suất lớn mẫu 76 an 6.3.4 Kết mơ với mẫu Độ dày: Hình 53: Độ dày mẫu Lực căng: Hình 54: Lực căng lớn mẫu 77 an Ứng suất: Hình 55: Ứng suất lớn mẫu 6.4 Kết Luận Kết mô mẫu tƣơng tự nhƣ nhau, thơng qua q trình mơphỏng cho biết đƣợc độ dày, lực căng, ứng suất… sản phẩm.Từ chỉra lỗi thiết kế, giảm thiểu thiệt hại, chi phí q trình sản xuất 78 an CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 7.1 Kết luận Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHN TẠO HÌNH ỐNG BẰNG ÁP LỰC HƠI NƢỚC” Chúng em hoàn thành với đầy đủ nội dung yêu cầu Qua đồ án việc đƣợc thực hành kiến thức học môn học sở chuyên ngành chúng em đƣợc trực tiếp tiếp xúc với kiến thức công nghệ gia công chế tạo, phƣơng pháp gia công tiên tiến nhƣ CNC Và phƣơng pháp phi truyền thống nhƣ gia công cắt dây Cuối chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Phạm Sơn Minh tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Chúng em xin cảm ơn thầy cô ban hội đồng nhƣ tồn thể thầy trƣờng dẫn dắt dạy dỗ chúng em kiến thức công nghệ chế tạo máy để chúng em hoàn thành đồ án thời gian, nhiệm vụ kế hoạch đƣợc giao 7.2 Những nội dung đề tài hồn thành Tìm hiểu sơ lƣợc q trình HF Thiết kế chế tạo khn tạo hình ống áp lực nƣớc phần mền PTC Creo Paramatric 3.0 Nghiên cứu sơ lƣợc trình tạo hình ống áp lực nƣớc, ảnh hƣởng nhiệt độ, lƣợng nƣớc thời gian trình Tạo hình đƣợc số mẫu, chứng minh đƣợc phƣơng pháp thực đƣợc Mơ q trình với phần mềm Pam-Stamp 2G Nhóm chúng em cố gắng trình bày cách rõ ràng chi tiết với mục đích đề tài tài liệu học tập cho bạn sinh viên khóa sau phát triển Tuy nhiên với thời gian kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót nội dung nhƣ hình thức trình bày Mong nhận đƣợc cảm thơng nhƣ đóng góp từ q Thầy Cơ Ngồi nhóm sinh viên cịn tích lũy đƣợc số kinh nghiệm thiết kế, củng cố lại kiến thức học, cách giải vấn đề Điều giúp cho nhóm thêm tự tin bƣớc vào sản xuất thực tế 79 an 7.3 Hƣớng phát triển đề tài Về nội dung nhóm sinh viên thực đầy đủ nhiệm vụ đƣợc đề Tuy nhiên hạn chế mặt thời gian, kiến thức, kinh phí nên nhóm khơng thể thực hồn hảo số trình nhƣ chế tạo, nghiên cứu q trình Vì nhóm thực đề tài tha thiết hy vọng sinh viên khóa sau nghiên cứu vấn đề cịn lại để đề tài đƣợc hồn chỉnh áp dụng vào sản xuất sau 80 an TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Phan Văn Nghệ (2006), „„ Giáo trình Cơng nghệ dập thủy tĩnh‟‟, Nhà xuất Bách Khoa - Hà Nội, trang [2] http://www.esi.com.vn/tin-tuc/61/tong-quan-ve-phan-mem-pamstamp mo-phong-quatrinh-tao-hinh-kim-loai-tam.html TIẾNG NƢỚC NGOÀI [3] Abed Alaswad, B Eng „„computer aided design andoptimization of bi layered tubehydroforming process (2012) [4] Masaaki MIZUMURA, Tohru YOSHIDA…„„Development of Hydroforming Technology‟‟ No 90 (2004) [5] Muammer Koỗ, Hydroforming for advanced manufactuing (2008) 81 an S an K L 0 ... hình khác nhau) Các sản phẩm dự kiến - Khuôn - Ống - Bản báo cáo, phân tích, so sánh kết Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ:... Kích thƣớc ống: đƣờng kính 16mm Nội dung đồ án: - Chế tạo khn - Tạo hình ống cách gia nhiệt cho khuôn - Tiến hành đo đạc, lấy số liệu để phân tích, so sánh kết (Giữa loại ống có vật liệu khác loại... 2013-2017 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 an KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HỊÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng