Hcmute nghiên cứu xây dựng quy trình phát triển sản phẩm đồng hồ đeo tay

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM ĐỒNG HỒ ĐEO TAY MÃ SỐ: SV2021-182 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TRẦN MINH HIẾU SKC 0 6 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2021 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM ĐỒNG HỒ ĐEO TAY SV2021-182 Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học- kỹ thuật SV thực hiện: Dân tộc: Lớp: Năm thứ: Ngành học: Trần Minh Hiếu Kinh 17143CL3 Công nghệ chế tạo máy Nam, Nữ: Nam Khoa: khoa Đào tạo Chất lượng Cao Số năm đào tạo: 2017-2021 Người hướng dẫn: Kỹ sư Nguyễn Đăng Nam TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2021 Luan van Mục lục Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết đề tài: 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài: 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu: 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu: 1.5 Phương pháp nghiên cứu: 1.6 Kết cấu đề tài: Chương 2: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO 2.1 Tìm hiểu lịch sử phát triển ngành đồng hồ: 2.1.1 Lịch sử ngành đồng hồ: 2.1.2 Sự phát triển ngành đồng hồ: 2.1.3 Xác định thị trường phát triển: 2.2 Thiết kế phương án chế tạo: 2.2.1 Tiếp nhận ý tưởng: 2.2.2 Tiến hành phân tích lựa chọn phương án chế tạo: 11 Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 3.1 Chọn vật liệu cho sản phẩm: 14 3.1.1 Điều kiện làm việc: 14 3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật: 14 3.1.3 Lựa chọn vật liệu: 14 3.2 Khái niệm công nghệ tạo phôi: 14 3.2.1 Đúc: 14 3.2.2 Dập nguội: 15 3.2.3 Dập nóng: 16 3.2.4 Lựa chọn phương pháp tạo phôi: 17 3.3 Các phương pháp điền đầy lịng khn: 17 3.3.1 Dập khn hở (có vành biên): 18 3.3.2 Dập khn kín: 20 3.3.3 Dập theo phương pháp ép chảy: 21 3.3.4 Lựa chọn phương pháp điền đầy lịng khn: 21 3.4 Khn dập nóng: 22 3.4.1 Khái niệm: 22 3.4.2 Cấu tạo khuôn dập: 24 3.5 Vật liệu làm khn dập nóng: 24 3.6 Nhiệt luyện thép làm khuôn: 25 3.6.1 Nhiệt luyện thép: 25 3.6.2 Thép làm khn dập nóng SKD61: 25 3.6.3 Xử lý nhiệt thép SKD61: 26 Chương 4: THIẾT KẾ KHN DẬP VÀ MƠ PHỎNG DỰ ĐỐN KẾT QUẢ 28 4.1 Phân tích kết cấu cơng nghệ: 28 4.2 Loại cỡ thiết bị: 29 4.2.1 Thiết bị dập: 29 4.2.2 Lựa chọn thiết bị dập: 31 4.3 Thiết lập vẽ vật dập: 33 4.3.1 Xác định vị trí mặt phân khuôn: 33 4.3.2 Xác định lượng dư gia công dung sai: 33 4.3.3 Độ nghiêng thành khuôn: 34 Luan van 4.3.4 Bán kính góc lượn: 35 4.3.5 Chọn màng ngăng lỗ: 35 4.3.6 Rãnh thoát biên khuôn: 37 4.4 Xác định khối lượng vật dập phôi: 38 4.5 Xác định kích thước hình dạng phôi: 39 4.6 Xác định loại, số lượng thứ tự nguyên cơng: 41 4.6.1 Tính tốn nguyên công chồn cho phôi đầu vào: 41 4.6.2 Tính tốn cho lịng khn thơ: 42 4.6.3 Thiết kế lịng khn cho ngun cơng cắt biên: 43 4.7 Trình tự thay đổi hình dạng vật dập: 44 4.8 Thiết kế lịng khn phần mềm PTC Creo Paramatric 7.0: 44 4.8.1 Giới thiệu phần mềm PTC Creo Paramatric 7.0: 44 4.8.2 Thiết kế lòng khuôn thô: 45 4.8.3 Thiết kế lịng khn tinh: 47 4.8.4 Thiết kế chày- cối cắt biên: 50 4.9 Xác định chế độ nhiệt cho phôi: 50 4.9.1 Chế độ nung: 50 4.9.2 Chế độ làm nguội: 51 4.10 Thiết kế khn dập hồn chỉnh: 52 4.10.1 Mô phỏng- kiểm nghiệm độ bền khuôn: 52 4.10.2 Kết cấu khuôn dập máy ép trục khuỷu: 56 4.11 Mơ dự đốn kết q trình dập: 58 4.11.1 Giới thiệu phần mềm Deform 2D/3D: 58 4.11.3 Mơ q trình dập Deform 2D/3D: 58 4.11.4 Kết mô phỏng: 67 4.11.5 So sánh mô phỏng- mẫu: 72 Chương 5: THIẾT KẾ QUY TRÌNH GIA CƠNG CNC VÀ ĐÁNH BÓNG BỀ MẶT 73 5.1 Tổng quan mức độ ứng dụng máy gia công CNC quy trinh sản xuất : 73 5.1.1 Sự thích hợp hệ thống CNC nước phát triển: 73 5.1.2 Đặc trưng vai trò máy CNC tự động hoá: 73 5.1.3 Các phương pháp điều khiển máy CNC: 74 5.2 Lập trình mơ chi tiết: 75 5.2.1 Chọn máy thiết lập phôi đầu vào: 75 5.2.2 Lập trình mô chi tiết: 76 5.3 Đánh bóng bề mặt chi tiết: 91 5.3.1 Xác định bề mặt cần đánh bóng: 91 5.3.2 Cơng nghệ đánh bóng: 92 5.4 Thiết kế đồ gá: 93 5.4.1 Tính tốn chế độ cắt nguyên công 1: 94 5.4.2 Thiết kế đồ gá 96 5.4.4 Đồ gá kết hợp bàn xoay nghiêng dùng cho nguyên công sau: 99 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 103 6.1 Kết luận: 103 6.2 Nội dung hoàn thành: 103 6.3 Hướng phát triển đề tài: 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 Luan van Luan van DANH SÁCH BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH Chương Hình 2.1 Chiếc đồng hồ nạm kim cương nữ hoàng Elizabeth Hình 2.2 Kích thước vỏ đồng hồ Hình 2.3 Đồng hồ Citizen làm thép không gỉ Hình 2.4 Đồng hồ Citizen làm Titanium Hình 2.5 Đồng hồ Hublot làm sợi cacbon Hình 2.6 Quy trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm Hình 2.7 Hình vẽ phác ý tưởng cho case đồng hồ Hình 2.8 Bản vẽ kích thước đơng Cal.6S50 (http:/miyotamovement.com/) Hình 2.9 Kết cấu tổng thể đồng hồ 10 Hình 2.10 Bản vẽ thân đồng hồ 11 Chương Hình 3.1 Phân loại phương pháp đúc 15 Hình 3.2 Một số sản phẩm phương pháp dập nóng 17 Hình 3.3 Sơ đồ giải thích q trình dập thể tích 18 Hình 3.4 Sơ đồ dập thể tích khn hở 19 Hình 3.5 Sơ đồ ngun lý dập khn kín 20 Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý ép chảy 21 Hình 3.7 Kết cấu khn dập nóng đơn giản 23 Hình 3.8 Kết cấu khn dập nóng nhiều lịng khn 24 Hình 3.9 Q trình dập nóng khuôn đơn giản 24 Hình 3.10 Biểu đồ nhiệt ram 27 Chương Hình 4.1 Các đường kính thân đồng hồ 28 Hình 4.2 Các hốc xung quanh vỏ đồng hồ 28 Hình 4.3 Phân loại thiết bị dập 29 Hình 4.4 Một số máy dập thị trường 29 Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý máy búa 30 Hình 4.6 Quan hệ vận tốc thời gian công tác nhóm máy búa 30 Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý máy ép trục khuỷu 31 Hình 4.8 Quan hệ vận tốc thời gian cơng tác nhóm máy ép 31 Hình 4.9 Máy ép trục khuỷu JCS-60 32 Hình 4.10 Vị trí mặt phân khn 33 Hình 4.11 Giản đồ hợp kim Fe-C 36 Hình 4.12 Các kiểu rãnh biên khn dập 37 Hình 4.13 Khối lượng vật dập 38 Hình 4.14 Khối lượng rãnh bavia 38 Hình 4.15 Khối lượng chưa thấu 39 Hình 4.16 Quy trình tạo hình cho vật dập 44 Hình 4.17 Giao diện tạo mơ hình tham chiếu 45 Hình 4.18 Giao diện thay đổi hướng mở khuôn 45 Hình 4.19 Mơ hình tham chiếu cuối 45 Hình 4.20 Tạo phơi cho khn 46 Hình 4.21 Mặt phân khuôn 46 Hình 4.22 Tạo khối Refpart 47 Hình 4.23 Hai khối khn 47 Hình 4.24 Hệ số phụ thuộc vào cách xếp phôi 51 Luan van Hình 4.25 Mơ hình khn dập 3D 57 Hình 4.26 Kết cấu khuôn dập 57 Hình 4.27 Quy trình mơ Deform 58 Hình 4.28 Lựa chọn vật liệu cho chi tiết 59 Hình 4.29 Thông số vật liệu 59 Hình 4.30 Lựa chọn vật liệu cho khuôn 59 Hình 4.31 Tính bền nhiệt vật liệu SKD61 60 Hình 4.32 Cài đặt số lượng phần tử 60 Hình 4.33 Biểu đồ phân bố lực- thời gian nguyên công chồn 67 Hình 4.34 Biểu đồ phân bố lực- thời gian nguyên công dập thô 68 Hình 4.35 Biểu đồ phân bố lực- thời gian ngun cơng dập tinh 68 Hình 4.36 Biểu đồ phân bố nhiệt độ nguyên công chồn 69 Hình 4.37 Biểu đồ phân bố nhiệt độ nguyên công dập thô 70 Hình 4.38 Biểu đồ phân bố nhiệt độ nguyên công dập tinh 70 Hình 4.39 Biểu đồ hướng dịng chảy ngun cơng chồn 71 Hình 4.40 Biểu đồ hướng dịng chảy ngun cơng dập thơ 71 Hình 4.41 Biểu đồ hướng dịng chảy ngun cơng dập tinh 71 Chương Hình 5.1 Điều khiển theo điểm 74 Hình 5.2 Điều khiển theo đường thẳng 75 Hình 5.3 Điều khiển theo Contour 75 Hình 5.4 Lựa chọn kiểu máy CNC 75 Hình 5.5 Phôi đầu vào 76 Hình 5.6 Các bề mặt cần gia công 76 Hình 5.7 Sơ đổ gá đặt nguyên công 78 Hình 5.8 Sơ đồ gá đặt nguyên công 79 Hình 5.9 Sơ đồ gá đặt nguyên công 80 Hình 5.10 Sơ đồ gá đặt nguyên công 82 Hình 5.11 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 83 Hình 5.12 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 85 Hình 5.13 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 86 Hình 5.14 Sơ đồ gá đặt nguyên công 87 Hình 5.15 Sơ đồ gá đặt nguyên công 89 Hình 5.16 Sơ đồ gá đặt nguyên công 10 90 Hình 5.17 Kết sau gia công CNC 91 Hình 5.18 Các bề mặt cần đánh bóng 91 Hình 5.19 Chất đánh bóng 93 Hình 5.20 Máy đánh bóng đầu KT-5480 93 Hình 5.21 Sơ đồ gá đặt nguyên công 94 Hình 5.22 Kết cấu đồ gá nguyên công 96 Hình 5.23 Sơ đồ phân bố lực đồ gá 97 Hình 5.24 Đồ gá kích thước gia cơng 98 Hình 5.25 Bàn xoay độ Vertex VUT-10 99 Hình 5.26 Cơ cấu bàn xoay độ Vertex VUT-10 99 Hình 5.27 Trục gá Mando T212 size (Hainbuch) 100 Hình 5.28 Thơng số kích thước trục gá 100 Hình 5.29 Thơng số kích thước mặt bích 101 Hình 5.30 Ống lót đàn hồi 101 Luan van Hình 5.31 Thơng số kỹ thuật ống lót dùng cho trục gá T212 101 Hình 5.32 Thơng số kỹ thuật end-stop 102 Hình 5.33 Bệ đỡ tháo lắp tay 102 Hình 5.34 Thơng số kích thước bệ đỡ 102 Luan van DANH SÁCH BẢNG BIỂU Chương Bảng 3.1 Thành phần hóa học thép SKD61 25 Bảng 3.2 Thông số nhiệt độ 26 Chương Bảng 4.1 Lượng dư gia công 34 Bảng 4.2 Độ nghiêng thành khuôn 34 Bảng 4.3 Ứng suất loại thép 36 Bảng 4.4 Kích thước rãnh biên 37 Bảng 4.5 Kích thước lịng khn thơ 43 Bảng 4.6 Tốc độ làm nguội vật rèn ngồi khơng khí 51 Chương Bảng 5.1 (a) Các bước gia công nguyên công 78 Bảng 5.1 (b) Phiếu công nghệ nguyên công1 79 Bảng 5.2 (a) Các bước gia công nguyên công 80 Bảng 5.2 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 80 Bảng 5.3 (a) Các bước gia công nguyên công 81 Bảng 5.3 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 81 Bảng 5.4 (a) Các bước gia công nguyên công 82 Bảng 5.4 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 83 Bảng 5.5 (a) Các bước gia công nguyên công 84 Bảng 5.5 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 84 Bảng 5.6 (a) Các bước gia công nguyên công 85 Bảng 5.6 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 86 Bảng 5.7 (a) Các bước gia công nguyên công 87 Bảng 5.7 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 87 Bảng 5.8 (a) Các bước gia công nguyên công 88 Bảng 5.8 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 88 Bảng 5.9 (a) Các bước gia công nguyên công 89 Bảng 5.9 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 89 Bảng 5.10 (a) Các bước gia công nguyên công 10 90 Bảng 5.10 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 10 90 Bảng 5.11 Phân tích phương pháp đánh bóng 92 Bảng 5.12 Phiếu công nghệ nguyên công 94 Bảng 5.13 Hệ số Cv số mũ công thức 5.1 95 Bảng 5.14 Hệ số số mũ công thức 5.2 95 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu xây dựng quy trình phát triển sản phẩm đồng hồ đeo tay - Chủ nhiệm đề tài: Trần Minh Hiếu Mã số SV: 17143083 - Lớp: 17143CL3 Khoa: Đào tạo Chất lượng cao - Thành viên đề tài: Stt Họ tên MSSV Lớp Khoa Phan Thanh Hậu 17143078 17143CL3 CLC Võ Đăng Khoa 17143102 17143CL3 CLC - Người hướng dẫn: Kỹ sư Nguyễn Đăng Nam Mục tiêu đề tài: - Thiết kế khn dập nóng- Chế tạo vỏ đồng hồ - Xây dựng quy trình cơng nghệ chế tạo vỏ đồng hồ Tính sáng tạo: - Ứng dụng cơng nghệ dập nóng sản xuất vỏ đồng hồ - Sử dụng phần mềm hỗ trợ kiểm nghiệm tính tốn Kết nghiên cứu: - Thiết kế mơ hình sản phẩm - Thiết kế khn dập - Lập trình gia công vỏ đồng hồ - Thiết kế dạng đồ gá gia cơng Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: - Về mặt khoa học: Kết nghiên cứu đề tài liệu tham khảo sở lý thuyết khn dập nóng, CAD/ CAM/ CNC đưa vào tính tốn thiết kế - Về mặt thực tiễn: Đề tài giúp cho sinh viên nói riêng doanh nghiệp có nhu cầu tìm hiểu lĩnh vực khn mẫu nói chung có nhìn khái qt quy trình sản xuất từ khâu lên ý tưởng đến hoàn thiện sản phẩm Luan van 5.3.2 Cơng nghệ đánh bóng: - Hiện cơng nghệ đánh bóng phát triển với nhiều phương pháp như: đánh bóng học, đánh bóng hóa học, đánh bóng điện hóa, đánh bóng rung, đánh bóng siêu âm,… Tùy vào yêu cầu làm việc để lựa chọn phương pháp tối ưu - Đối với việc sản xuất đồng hồ có phương pháp đưa vào sử dụng phổ biến polishing buffing Bảng 5.11 Phân tích phương pháp đánh bóng BUFFING - Đánh bóng dây đai đĩa mài để làm phẳng Khái niệm bề mặt nhằm loại bỏ vết xước, vết rỗ, đóng cặn đánh bóng bề mặt POLISHING - Đánh bóng bánh xe quay làm vải ngâm tẩm với hợp chất mài mịn tốt, sau hồn thành tạo bề mặt sáng bóng sản phẩm - Được sử dụng sau kết - Trải qua thời gian sử dụng, thúc q trình gia cơng cắt vỏ đồng hồ thường xuất gọt để làm bóng bề mặt vết trầy xước, vết - Trong trình phục hồi nứt va đập Phương pháp vỏ đồng hồ sau thời gian dài Phạm vi ứng dụng đánh bóng buffing giúp loại sử dụng trải qua phương bỏ hư hỏng xuất pháp đánh bóng buffing để bề mặt thông qua làm phẳng bề mặt, vỏ đồng phương pháp mài mịn để hồ đánh bóng làm phẳng bề mặt vỏ đồng phương pháp polishing để hồ tăng độ bóng →Lựa chọn phương pháp đánh bóng: Chi tiết vỏ đồng hồ qua gia cơng CNC nên gần phẳng bề mặt, vết xước,vết rỗ khơng cịn Vì nên chọn phương pháp polishing để đánh bóng cho bề mặt vỏ đồng hồ 92 Luan van - Quy trình tiến hành đánh bóng cho chi tiết: + Tẩm ATOSOL: Vì vật liệu đánh bóng thép khơng gỉ nên sử dụng dùng chất đánh bóng Atosol metal polish Hình 5.19 Chất đánh bóng + Đánh bóng chi tiết: cần ấn nhẹ chi tiết vào bánh xe quay vải Đánh bóng tốc độ trung bình đến cao (2.500 - 3.000 vịng/phút), dùng lực nhẹ chuyển động trịn Việc đánh bóng dùng máy chuyên dụng dùng máy tích hợp đĩa quay buffing polishing Hình 5.20 Máy đánh bóng đầu KT-5480 + Làm nước rửa kiểm tra kết Nếu bề mặt đồng đều, chuyển sang dùng vải (bông) để lau * Thông thường việc đánh bóng chi tiết tưởng chừng đơn giản nhiên để có bề mặt sáng bóng đồng ngồi việc lựa chọn máy chất đánh bóng phù hợp địi hỏi thợ đánh bóng người có kinh nghiệm tay nghề cao 5.4 Thiết kế đồ gá: Chương nhằm mục đích tính tốn phương án sử dụng thiết kế loại đồ gá Tổng cộng có đồ gá dùng q trình gia công chi tiết Do thời gian thực đồ án có hạn nên nhóm trình bày cách thiết kế đồ gá cho nguyên công nguyên lý sử dụng đồ gá cho nguyên công từ tới 93 Luan van 5.4.1 Tính tốn chế độ cắt ngun cơng 1: a Sơ đồ gá đặt: Hình 5.21 Sơ đồ gá đặt nguyên công b Xác định chế độ cho nguyên công 1: Bảng 5.12 Phiếu công nghệ ngun cơng Chu trình d (mm) 𝑎𝑝 z 𝑣𝑐 n 𝑓𝑧 𝑣𝑓 (m/phút) (v/phút) (mm/răng) (mm/phút) 𝑎𝑒 (mm) (mm) Contour D39.5 16 19 110 2000 0.075 600 Contour mặt 16 1.2 110 2000 0.1 600 Contour D38.5 20 0.9 0.5 90 1500 0.02 180 Drill Ø0.8 0.8 1.8 10 4000 0.06 50 Contour D34.9 10 18 19 110 2000 0.065 390 Contour D36.15 10 1.2 0.63 110 2000 0.065 390 Chamfer 10 0.5 0.5 110 2000 0.065 390 *Ghi chú: d: Đường kính dao (mm) 𝑎𝑒 : chiều dài cắt (mm) 𝑎𝑝 : Chiều sâu cắt (mm) n: Số vòng quay trục ( vịng/phút) 𝑓𝑧 : Lượng ăn dao ( mm/răng) 𝑣𝑐 : Tốc độ cắt (m/phút) 𝑣𝑓 : Bước tiến dao (mm/phút) - Vật liệu gia công thép hợp kim carbon có 𝜎𝑏 = 65 KG/𝑚𝑚2 * Vận tốc cắt: V= 𝐶𝑣 𝐷 𝑞𝑣 𝑦 𝑇 𝑚 𝑡 𝑥𝑣 𝑆𝑧 𝑣 𝐵 𝑢𝑣 𝑍 𝑝𝑣 𝐾𝑣 (5.1) - Tra tài liệu (Nguyễn Đắc Lộc, 2005) có: 94 Luan van Bảng 5.13 Hệ số Cv số mũ công thức 5.1 𝐶𝑣 𝑞𝑣 𝑥𝑣 𝑦𝑣 𝑢𝑣 𝑝𝑣 m 313 0,65 0,32 0,28 0,18 0,23 0,5 - T tuổi thọ dao : 60 phút - Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công : 𝐾𝑀𝑉 = 75 𝜎𝑏 =1 - Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tinh trạng bề mặt phôi: 𝐾𝑁𝑉 = 0.8 - Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu dụng cụ cắt: 𝐾𝑈𝑉 = →Hệ số điều chỉnh cho tốc độ cắt tính đến điều kiện thực tế: 𝐾𝑉 = 𝐾𝑀𝑉 𝐾𝑁𝑉 𝐾𝑈𝑉 = 0,8 = 0,8 - Thay vào (7.1): V= 313.160,65 600,5 20,32 0,075.160.18.4 0.23 0,8 = 923.911 𝑚/𝑝ℎú𝑡 b Lực cắt phay: 𝑦 𝐶𝑝 𝑡 𝑥𝑝 𝑆𝑧 𝑝 𝐵𝑢𝑝 𝑍 𝑃𝑧 = 𝐾𝑝 𝐷𝑞𝑝 𝑛𝜔𝑝 - Tra tài liệu (Nguyễn Đắc Lộc, 2005) có : (5.2) Bảng 5.14 Hệ số số mũ công thức 5.2 𝐶𝑝 𝑥𝑝 𝑦𝑝 𝑢𝑝 𝜔𝑝 𝑞𝑝 12,5 0,86 0,72 1,0 0,86 𝜎 75 75 75 - Hệ số tính đến yếu tố gia cơng thực tế: 𝐾𝑝 = ( 𝑏 )0,3 = ( )0,3 = - Thay vào (5.2) → 𝑃𝑧 = 12,5.20,86 0,0750,72 161.4 160,86.1 = 20,724 𝐾𝐺 95 Luan van 5.4.2 Thiết kế đồ gá Hình 5.22 Kết cấu đồ gá nguyên công 1.Đế gá 6.Tấm chữ L gá cấu kẹp 2.Chốt tỳ 7.Tay quay 3.Chi tiết 8.Khối V kẹp chặt 4.Chốt tỳ chống xoay 9.Phiến tỳ 5.Tấm chữ L gá chốt tỳ - Nguyên lý hoạt động: + Chi tiết đặt định vị phiến tỳ khống chế bậc tự do, tựa chi tiết vào chốt tỳ kết hợp khống chế bậc tự do, chuyển động lại khống chế cách điều chỉnh chốt tỳ gắn phiến chữ L Kết thúc trình định vị + Sau định vị, tay quay điều chỉnh kẹp chặt lấy chi tiết Đồ gá gá đặt bàn máy thông qua đế để tiến hành gia công chi tiết - Thao tác lắp chi tiết: Đầu tiên mở tay qua kẹp chặt sau đưa chi tiết vào cho bề mặt bên tiếp xúc với chốt tỳ, sau định tiến chi tiết để tiếp xúc với chốt tỳ lại, chi tiết cố định, tiến hành quay tay quay để kẹp chặt chi tiết - Tháo chi tiết: Sau gia công, quay mở cấu kẹp sau tiến hành lấy chi tiết từ trái qua phải từ lên 96 Luan van a Tính tốn lực kẹp cần thiết Hình 5.23 Sơ đồ phân bố lực đồ gá - Phương trình cân Moment lực sau : 2𝐹𝑚𝑠 𝑅 = 𝐾 𝑃𝑧 (5.3) + Trong : R = 28mm; 𝛼 = 127° Phương trình cân lực theo phương y : 𝑓 𝑊𝑐𝑡 = 2𝐹𝑚𝑠 𝑆𝑖𝑛 - Suy : 𝐹𝑚𝑠 = 𝛼 𝑊𝑐𝑡.𝑓 2𝑠𝑖𝑛 (5.4) 𝛼 Hệ số an toàn: K = 𝐾0 𝐾1 𝐾2 𝐾3 𝐾4 𝐾5 𝐾6 K0=1,5: Hệ số an tồn định mức 𝐾1 = 1: hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt độ bóng thay đổi 𝐾2 = 1: Hệ số tăng lực cắt ăn mịn dao 𝐾3 = 1,2: Hệ số tính đến việc tăng lực cắt bề mặt gia công gián đoạn 𝐾4 = 1,3: Hệ số tính đến sai số kẹp chặt 𝐾5 = 1: Hệ số tính đến mức thuận lợi cấu kẹp tay 𝐾6 = 1: Hệ số kể đến ảnh hưởng độ lớn bề mặt tiếp xúc phôi với đồ gá Vậy: K = 1,5.1.1.1,2.1,3.1.1= 2,34 Thay (5.4) vào (5.3) ta có : 𝑊𝑐𝑡 = 𝐾.𝑃𝑧 𝑠𝑖𝑛 𝑅.𝑓 𝛼 = 2,34.20,724.𝑠𝑖𝑛127 28.0,4 = 3,475 KG 97 Luan van b Sai số chế tạo cho phép đồ gá Hình 5.24 Đồ gá kích thước gia cơng - Sai số chế tạo xác định theo công thức: [𝜀𝑐𝑡 ] = √[𝜀𝑔đ ] − [𝜀𝑐 + 𝜀𝑘 + 𝜀𝑚 + 𝜀đ𝑐 ] (5.5) - Chi tiết định vị mặt đáy hai mặt bên, khống chế sáu bậc tự Kích thước 21.4 đồ đồ gá thực hiện, kích thước 17.8 dao thực hiệu chỉnh - Kích thước 21.4 có sai lệch ±0.1 mm tức dung sai 0.2 Ta xác định thành phần cơng thức tính sai số chế tạo [𝜀𝑔đ ] = 𝛿 0.2 = ≈ 0,07 3 Sai số chuẩn 𝜀𝑐 = chuẩn định vị trùng với gốc kích thước Sai số kẹp chặt: 𝜀𝑘 = 0.06 𝑚𝑚 ( kẹp ren) Sai số mòn chọn số chi tiết gia công đồ gá N=25000 → 𝜀𝑚 = 0.2 √𝑁 = 0,2√25000 ≈ 30𝜇𝑚 ≈ 0,03𝑚𝑚 Sai số điều chỉnh 𝜀đ𝑐 = 0,01 𝑚𝑚 - Thay vào (5.5): [𝜀𝑐𝑡 ] = √0.072 − [02 + 0.062 + 0.032 + 0.012 ] = 0,02𝑚𝑚 - Từ giá trị sai số chế tạo cho phép đồ gá, xác định yêu cầu kỹ thuật đồ đồ gá sau : - Độ không song song mặt phiến tỳ B đáy đồ gá A ≤ 0,02 𝑚𝑚 - Độ khơng vng góc mặt D đáy đồ gá A ≤ 0,02 𝑚𝑚 - Độ không song song đường tâm lỗ C đáy đồ gá A ≤ 0,02 𝑚𝑚 98 Luan van 5.4.4 Đồ gá kết hợp bàn xoay nghiêng dùng cho nguyên công sau: a Bàn xoay nghiêng: Với thiết kế có nhiều bề mặt tạo góc độ nghiêng khác việc trang bị thiết bị tùy chỉnh góc độ gia cơng mang lại hiệu đáng kể Sử dụng bàn xoay nghiêng giải pháp hợp lý với việc tùy chỉnh góc độ gia cơng: Hình 5.25 Bàn xoay độ Vertex VUT-10 Cấu tạo: - Bàn xoay điều chỉnh góc độ nhờ vào tay quay: Hình 5.26 Cơ cấu bàn xoay độ Vertex VUT-10 + Tay quay (1) để điều chỉnh bàn chia trịn xoay 360 độ + Tay quay (2) để điều chỉnh góc nghiêng bàn chia trịn từ đến 90 độ - Đồng thời kết cấu bên có gối đỡ để tăng độ cứng vững đặt tải lớn Trên bàn xoay có rãnh chữ T để lắp ráp dạng đồ gá bên 99 Luan van b Đồ gá bung: Sau chi tiết gia công lỗ mặt đầu để đảm bảo cân xứng mặt xung quanh đồng tâm lỗ nên lấy lỗ mặt đầu gia công làm chuẩn định vị cho nguyên công Để rút ngắn thời gian lắp ráp thao tác nên định vị kết hợp với cấu kẹp đồng thời sử dụng cấu gá bung tháo lắp nhanh nhằm tăng cứng vững giảm thời gian gá đặt sản phẩm Cơ cấu gá bung Hainbuch bao gồm: - Trục gá (mandrel) - Mặt bích (flange) - Ống lót (bushing) - Cữ chặn (end-stop) - Bệ đỡ * Trục gá: Hình 5.27 Trục gá Mando T212 size (Hainbuch) - Thơng số kích thước: Hình 5.28 Thơng số kích thước trục gá 100 Luan van * Mặt bích: - Là phận dùng để nối chi tiết với dùng để nối bệ đỡ trục gá Hình 5.29 Thơng số kích thước mặt bích * Ống lót: - Ưu điểm ống lót là: + Kẹp song song toàn chiều dài kẹp + Giảm rung động qua đoạn thép cứng + Phạm vi kẹp lớn có đàn hồi phân đoạn kẹp Hình 5.30 Ống lót đàn hồi - Thơng số kỹ thuật: Hình 5.31 Thơng số kỹ thuật ống lót dùng cho trục gá T212 101 Luan van * Cữ chặn: Để dễ dàng xác định kích thước cần gia công đảm bảo đồng sản xuất nên kết hợp cữ chặn cấu gá bung Hình 5.32 Thông số kỹ thuật end-stop * Bệ đỡ: Thơng qua mặt bích cấu gá bung lắp đặt bệ đỡ, tùy theo điều kiện sử dụng có dạng bệ đỡ: bệ đỡ thao lắp tay, bệ đỡ thao lắp thủy lực Do Cơ cấu gá bung lắp bàn xoay động thông qua rãnh chữ T nên sử dụng bệ đỡ tháo lắp tay Hình 5.33 Bệ đỡ tháo lắp tay Thơng số kích thước: Hình 5.34 Thơng số kích thước bệ đỡ 102 Luan van Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận: Sau thời gian thực nghiên cứu “Nghiên cứu xây dựng quy trình phát triển sản phẩm đồng hồ đeo tay” học nhiều học kinh nghiệm q giá, có nhìn khách quan quy trình sản xuất từ khâu lên ý tưởng đến thành phẩm Ngồi cơng nghệ đúc học thông qua môn học công nghệ kim loại cịn biết thêm cơng nghệ tạo phơi hữu ích đa dạng khác tùy thuộc vào dạng chi tiết vật liệu khác Áp dụng chương trình mơ chun mơn để tính tốn kiểm nghiệm tính khả thi thiết kế trước đưa vào thực tế nhằm tránh lãng phí thời gian, chi phí Thơng qua nghiên cứu giúp mở rộng khả hiểu biết ứng dụng rộng rãi thao tác lập trình khác phần mềm như: Creo, Mastercam, Inventor,… Việc thiết kế đồ gá đúc kết từ thực tiễn cơng ty, nhà máy sử dụng cấu gá đặt với thao tác tháo lắp nhanh độ xác cao có sẵn từ nhà cung cấp thị trường vừa để tối ưu thời gian ứng dụng rộng rãi dạng đồ gá 6.2 Nội dung hoàn thành: ‒ Xác định thị trường tiềm ngành đồng hồ ‒ Tìm hiểu loại vật liệu làm khn dập, q trình ram tơi ‒ Thiết kế sản phẩm khuôn phần mềm Creo Parametric 7.0 ‒ Sử dụng phần mềm Deform 2D/3D để mơ q trình dập, phân tích yếu tố nhiệt độ, hướng dòng chảy, lực tác động ‒ Lập trình gia cơng chi tiết Mastercam ‒ Thiết kế đồ gá sử dụng gia công Trong q trình thực nghiên cứu chúng tơi cố gắng tóm tắt tồn q trình thực đồ án cách ngắn đảm bảo đầy đủ nội dung để tài liệu tham khảo cho bạn sinh viên khóa sau Tuy nhiên q trình thực khó tránh khỏi sai sót định mong q thầy bạn thơng cảm đóng góp ý kiến để chúng tơi sửa chữa cho thuyết minh hồn chỉnh 103 Luan van 6.3 Hướng phát triển đề tài: Về mặt lý thuyết: ‒ Phát triển đề tài dựa việc khảo sát hướng dòng chảy, khả điền đầy vật liệu phần mềm nhằm tối ưu bán kính góc lượn, góc nghiêng thành lịng khn ‒ Tối ưu đường chạy dao sử dụng phương pháp gia công CNC khác như: 3+2, trục, trục,… nhằm có giải pháp tốt ‒ Tiếp tục xây dựng hệ thống cấp phơi vận chuyển cơng đoạn nhằm hồn thiện dây chuyền sản xuất Về mặt thực tế: ‒ Tiến hành gia công, lắp ráp khuôn dập thử để kiểm tra sản phẩm ‒ Xác định vị trí lịng khn nhằm tối ưu suất lao động 104 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Tiến Đào (2006) Công nghệ tạo phôi- NXB Khoa học Kỹ Thuật [2] PGS.TS Trần Văn Địch (2002) Sổ tay gia công cơ- NXB Khoa học Kỹ Thuật [3] Nguyễn Văn Đồn (2006) Giáo trình Đồ gá khuôn dập- NXB Lao Động- Xã hội [4] TS Lê Trung Kiên (2020) Thiết kế chế tạo khuôn dập- NXB Bách Khoa, Hà Nội [5] PGS.TS Phạm Văn Nghệ (2008) Cơng nghệ dập tạo hình khối- NXB Bách Khoa, Hà Nội [6] PGS.TS Phạm Văn Nghệ (2020) Công nghệ gia công áp lực- NXB Bách Khoa, Hà Nội [7] Catalog MisumiMold (2015) Luan van Luan van ... cho sản phẩm hoàn thiện, đề tài ? ?Nghiên cứu xây dựng quy trình phát triển sản phẩm đồng hồ đeo tay? ?? hướng lý thú đầy tính thực tiễn nhằm nghiên cứu xây dựng quy trình phát triển sản phẩm vỏ đồng. .. tưởng thiết kế sản phẩm: - Đề tài “ Nghiên cứu xây dựng quy trình phát triển sản phẩm đồng hồ đeo tay? ?? nhiên nội dung đề tài tập trung chủ yếu vào case đồng hồ (vỏ đồng hồ) Case đồng hồ theo nghĩa... qt quy trình sản xuất từ khâu lên ý tưởng đến hoàn thiện sản phẩm 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài: - Đề tài nhằm mục tiêu xây dựng quy trình phát triển sản phẩm đồng hồ đeo tay thông qua việc nghiên