Tính toán và thiết kế quy trình công nghệ chế tạo cụm bản lề của cánh cửa ô tô huyn dai và máy dập phục vụ cho công nghệ 3

Lời nói đầu Trong năm gần đây, kinh tế Việt Nam có bước tăng trưởng đáng kể trước phát triển không ngừng kinh tế giới Tuy nhiên để phát triển tương xứng với kinh tế nước khu vực vấn đề đặt cho chóng ta phải xây dựng phát triển kinh tế hàng hoá nhiều thành phần, đáp ứng thị hiếu khách hàng, với suất cao, chất lượng tốt, mẫu mã phong phú Có nh hàng hố đủ sức hội nhập cạnh tranh với hàng hoá ngoại nhập Để giải toán trên, Đảng nhà nước ta nỗ lực đầu tư, thúc đẩy cơng cơng nghiệp hố, đại hố Trong đó, khí coi ngành mũi nhọn, phủ ưu tiên phát triển hàng đầu Do tính ưu việt cơng nghệ gia công áp lực : gia công chi tiết khí với hệ số sử dụng vật liệu cao nhất, tạo chi tiết có tính tốt, chất lượng sản phẩm tốt, suất cao, sản phẩm đa dạng hình thức mẫu mã Cơng nghệ dập gia cơng chi tiết có kích thước từ nhỏ đến lớn, hình dáng phức tạp mà khơng phải phương pháp làm được, thiết bị thực đơn giản, không đắt tiền Với đặc điểm đó, phương gia cơng kim loại áp lực đem lại hiệu kinh tế cao Vì ngành gia công áp lực ngày chứng tỏ mạnh mình, chứng tỏ vai trị quan trọng sản xuất khí nói riêng, cơng cơng nghiệp hố, đại hố nói chung Cùng với lớn mạnh ngành cơng nghiệp khí, cơng nghiệp chế tạo ô tô ngày chứng tỏ vai trị cơng cơng nghiệp hoá, đại hoá đất nước Trong tương lai, dần thay loại xe thô sơ khắp nước loại xe ô tô công dụng chung nhằm phục vụ cho nhu cầu sản xuất nói chung nhân dân Tuy nhiên việc nội địa hố sản xuất tơ nước ta mức độ khiêm tốn tạo khung, cửa , vành lagiăng, lắp ráp máy Đồ án tốt nghiệp móc Những việc thực chủ yếu cơng nghệ gia cơng áp lực, bên cạnh công nghệ hàn chiếm phần nhỏ quan trọng Trong giới hạn đề tài tốt nghiệp”TÝnh toán thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo cụm lề cánh cửa ô tô Huyn-dai máy dập phục vụ cho công nghệ” Mặc dù nỗ lực cố gắng, song với trình độ thời gian hạn chế nên cịn nhiều thiếu sót, mong thầy cô bạn đọc thông cảm! Được sù quan tâm động viên dạy bảo tận tình thầy giáo môn Gia công áp lực – khoa khí, đặc biệt thầy chủ nhiệm Nguyễn Mậu Đằng trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành đề tài tiến độ, đạt kết Em vô biết ơn thầy môn Gia công áp lực đặc biệt thầy NguyễnMậu Đằng giúp đỡ hướng dẫn tận tình đầy trách nhiệm ! Hà Nội, ngày 20/5/2006 Sinh viên Bùi Đình Kiên CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC CHI TIẾT CỦA CỤM BẢN LỀ CỬA Ơ TƠ HUYN-DAI VÀ CƠ SỞ Q TRÌNH DẬP NGUỘI -2BÙI ĐÌNH KIÊN HÀ NỘI LÍP GCAL- K46 ĐHBK Đồ án tốt nghiệp I.1 Tổng quan tình hình sản xuất tơ giới Ở nước có cơng nghiệp chế tạo tơ phát triển với sản lượng hàng triệu chiếc/năm Mỹ, Nhật, Đức, Pháp việc thiết kế quy trình công nghệ chế tạo khuôn dập chi tiết ô tô thực Sau nhận mẫu sản phẩm người ta thực việc phân tích lựa chọn phương án cơng nghệ dập với phần mềm vạn chuyên dụng như: MARC, ABAQUS, LARSTRAN/SHAPE, PAM-STAMP, I-DEAS Các phần mềm cho phép thực mô số trình biến dạng, từ nhận hình ảnh trực giác phân bố ứng suất, biến dạng, tốc độ biến dạng vật thể biến dạng cơng cụ biến dạng (khn mẫu), ngồi cịn biết trước nơi vật thể công cụ biến dạng xuất dạng khuyết tật như: vết nứt, nhăn nhúm Dựa kết mơ cho phép tối ưu hố q trình cơng nghệ thiết kế khn dập cách hợp lý Chính mà rút ngắn thời gian nghiên cứu thiết kế, chế thử, giảm cách tối đa thời gian chi phí sửa chữa, hiệu chỉnh khuôn, tạo sản phẩm cách nhanh chóng Điều lợi lớn xu cạnh tranh ngày gay gắt Trong lĩnh vực công nghệ gia công chế tạo khn có bước phát triển Bên cạnh phương pháp gia công khuôn truyền thống như: phay chép hình điều khiển CNC, gia cơng tia lửa điện, ăn mịn điện hố xuất phương pháp có suất chất lượng cao như: gia công tia lade, máy phay bậc tự HEXAPOD gia cơng lịng khn phức tạp, phương pháp công nghệ xử lý bề mặt cho phép nâng tuổi thọ khuôn lên hàng chục lần so với nhiệt luyện thông thường I.2 Tổng quan tình hình sản xuất tơ Việt Nam Có thể nói nay, nước ta, lĩnh vực gia cơng áp lực nói chung dập nói riêng chưa phát triển, dừng lại quy mơ nhỏ Điều -3BÙI ĐÌNH KIÊN HÀ NỘI LÍP GCAL- K46 ĐHBK Đồ án tốt nghiệp thể trình độ cơng nghệ trang thiết bị lạc hậu, sản phẩm dập đa dạng phần lớn nhỏ độ phức tạp chưa cao Chính chưa có hội tích luỹ kinh nghiệm cần thiết phải đối mặt với chi tiết hình dạng phức tạp mà lại có u cầu kỹ thuật cao chi tiết cánh cửa ôtô Các chi tiết ôtô hình thành thông qua lắp ghép xác chi tiết kích thước lớn, vỏ mỏng, có mặt cong phức tạp khơng đối xứng khơng gian, có phân bố biến dạng khơng đồng đều, độ xác chất lượng bề mặt yêu cầu cao Bởi việc thiết kế công nghệ dập, thiết kế chế tạo khn có nhiều nét đặc thù so với dập chế tạo khuôn chi tiết thông thường Nếu không nắm nét đặc thù áp dụng biện pháp thích hợp thiết kế cơng nghệ chế tạo khn khó tránh khỏi tổn thất lớn kinh tế, lẽ giá tiền khuôn dập chi tiết vỏ ôtô tùy thuộc vào độ lớn mức độ phức tạp lên tới hàng trăm chí hàng tỷ đồng Cho đến chưa có sở nước có trang bị đầy đủ phần mềm cần thiết để thiết kế qui trình cơng nghệ dập thiết kế chế tạo khn Bởi việc mơ số q trình biến dạng cịn q mẻ khơng có điều kiện thực Trong lĩnh vực chế tạo khuôn chưa gặp phải khn có kích thước lớn, có khối lượng cỡ trở lên, chưa vấp phải khó khăn nảy sinh khuôn lớn Hiện Việt Nam có nhiều Cơng ty liên doanh sản xuất ơtơ toàn lắp ráp chi tiết có sẵn, nhập từ nước ngồi, cịn Ýt số tự sản xuất chi tiết vỏ ôtô Bởi vậy, việc nghiên cứu thiết kế công nghệ chế tạo khuôn dập vỏ ôtô cấp thiết, phù hợp với chủ trương tăng nhanh tỷ lệ nội địa hố ngành chế tạo ơtơ, xe máy Đảng Nhà nước Đây việc làm mẻ chắn không Ýt khó khăn khâu đột phá quan trọng tạo tiền đề cho việc chế tạo ôtô nước I.3 Các dạng lề -4BÙI ĐÌNH KIÊN HÀ NỘI LÍP GCAL- K46 ĐHBK Đồ án tốt nghiệp I.3.1 Kháí niệm cụm chi tiết lề - Cơm chi tiết lề phận nối cánh cửa khung ô tô Cụm chi tiết lề ôtô bao gồm hai phần phần nối với khung phần nối với cánh Tồn cơng việc để chế tạo chi tiết công nghệ dập tạo nên - Hiện có nhiều loại chi tiết lagiăng ơtơ sử dụng thị trường với nhiều kiểu dáng khác : loại lề thông thường , loại lề đại …vv Tuy nhiên loại sử dụng cho loại xe khác Trong giới hạn đồ án xét đến cụm chi tiết lề ô tô Huyn-dai Sau hình ảnh cụm chi tiêt lề liên kết với cánh cửa ô tô I.3.2 Yêu cầu kỹ thuật cụm chi tiết lề - Đối với cụm chi tiết lề tính chất quan trọng cầu nối cánh cửa khung ôtô mà đòi hỏi khả chịu lực độ bền học độ xác cao, chuyển động khơng sinh mơ men lệch tâm gây dễ gây hỏng cửa xe, dễ làm hỏng chi tiết kết nối xe Bề mặt sản phẩm phải đều, không lồi lõm cục bộ, khơng có bavia -5BÙI ĐÌNH KIÊN HÀ NỘI LÍP GCAL- K46 ĐHBK Đồ án tốt nghiệp - Tính công nghệ chi tiết lagiăng ôtô chủ yếu thể khả dập, an toàn thao tác lắp ráp sửa chữa, hệ số sử dụng nguyên vật liệu phải hợp lý, yêu cầu vật liệu Khả dập chi tiết mấu chốt thể khả độ chắn chi tiết, mà tính cơng nghệ dập vuốt tốt hay xấu quy định hình dáng chi tiết - Bên cạnh yêu cầu cụm chi tiết lề phải có độ cứng vững tốt Do vật liệu dùng để dập vuốt tương đối dầy, trình tạo hình uốn dập vuốt khơng có vành nên mức độ biến dạng tương đối nhỏ, trình dập vuốt không xảy tượng nhăn, dịch chuyển kim loại khơng lớn, góc lượn đáy chi tiết không xảy tượng rách trình biến mỏng tương đối nhỏ I.4 Cơ sở q trình cơng nghệ dập nguội - Các q trình cơng nghệ dập nguội hợp lý kết cấu cơng nghệ hình dáng chi tiết thiết kế với điều kiện cho phép chế tạo đơn giản tiết kiệm I.4.1 Đặc điểm công nghệ dập nguội Dập nguội dạng gia công kim loại áp lực, bao gồm loạt quy trình công nghệ đặc biệt, thực không cắt bỏ phoi Quá trình sản xuất dập nguội đặc trưng đặc điểm sau: - Phương pháp sản xuất gia công kim loại áp lực trạng thái nguội; - Loại thiết bị sử dụng – Máy Ðp máy tự động kiểu khác tạo lực công tác cần thiết để làm biến dạng vật liệu dập; -6BÙI ĐÌNH KIÊN HÀ NỘI LÍP GCAL- K46 ĐHBK Đồ án tốt nghiệp - Dạng dông cụ sử dụng – kiểu khuôn khác trực tiếp làm biến dạng kim loại thực nguyên công cần thiết; - Dạng vật liệu mang gia công, chủ yếu bao gồm kim loại tấm, dải, băng vật liệu phi kim loại tấm; Hình dáng kích thước vật dập phù hợp tương đối xác với hình dáng kích thước phận làm việc khuôn (chày, cối) I.4.2 Yêu cầu kỹ thuật chi tiết dập nguội : + Các kết cấu phải phù hợp hoàn toàn với tính điều kiệ sử dụng chi tiết; + Bảo đảm độ bền, độ cứng vững độ cứng vững cần thiết với trọng lượng phôi nhỏ nhất; + Bảo đảm độ xác tính lắp lẫn; + Phù hợp với đièu kiện kỹ thuật, hoá học, vật lý đặc biệt I.4.3 Những tiêu chi tiết dập nguội a) Chỉ tiêu tính cơng nghệ + Tiêu phí vật liệu Ýt nhất; + Số nguyên công công lao động nhỏ nhất; + Khơng cần gia cơng khí nguyên công tiếp theo; + Số lượng thiết bị yêu cầu diện tích sản xuất phải nhỏ nhất; + Số lượng trang bị Ýt đồng thời chi phí thời gian chuẩn bị sản xuất phải nhỏ nhất; + Nâng cao hiệu suất nguyên công riêng biệt xưởng nói chung; + Nâng cao độ bền khuôn; b) Chỉ tiêu kết cấu chi tiết dập nguội -7BÙI ĐÌNH KIÊN LÍP GCAL- K46 ĐHBK HÀ NỘI Đồ án tốt nghiệp + Các tính chất học vật liệu cần phải phù hợp với yêu cầu độ bền độ cứng vững sản phẩm mà phải phù hợp với trình tạo hình đặc tính biến dạng dẻo + Cần phải tính đến hiệu suất sử dụng kim loại dẻo hơn, bền ngun cơng tạo hình, trình dập nguội sinh tượng biến cứng, điều làm tăng đặc tính bền kim loại cách đáng kể + Khi tính tốn độ bền khơng cần tăng chiều dầy kim loại phải kể đến hố bền trình biến dạng nguội độ cứng vững cao chi tiết dập + Cần phải ý đến việc thiết kế chi tiết có kết cấu gọn nhẹ cách sử dụng gân cứng vững, lên vành, vành, mép …để tăng độ cứng vững vật dập cách thay thép hình tiêu chuẩn cỡ lớn loại thép hình có cỡ nhỏ hơn, dễ cuộn hơn, dễ cuộn từ kim loại + Hình dáng chi tiết hình khai triển cần phải đảm bảo sử dụng vật liệu cách có lợi cách dùng cách xếp hình Ýt khơng có phế liệu, để nhận xếp hình khơng có phế liệu khơng cần thiết phải tăng kích thước diện tích phơi + Nếu khơng thể tránh phế liệu nên tạo cho phế liệu hình dáng phù hợp với chi tiết khác sử dụng lại lần thứ hai + Cần phải sử dụng rộng rãi kết cấu công nghệ dập hàn thay cho sản phẩm dập … I.5 Cơ sở thiết kế q trình cơng nghệ dập nguội Khi bắt đầu thiết kế trình dập cần phải giải vấn đề công nghệ - xác định tính chất, số lượng, liên tục phối hợp nguyên công dập nguội Sau dẫn chung thiết kế q trình dập nguội : -8BÙI ĐÌNH KIÊN LÍP GCAL- K46 ĐHBK HÀ NỘI Đồ án tốt nghiệp Thường cố gắng dùng Ýt nguyên công tăng hiệu suất chúng Trường hợp ngoại lệ sản suất hàng loạt nhỏ nết giảm số lượng nguyên công dẫn đến cần thiết phải chế tạo khuôn phức tạp đắt tiền Khi dập chi tiết phẳng có nhiều lỗ nằm gần nên đột lỗ theo dãy, nên đột nhiều lỗ bên, sản phẩm dập vuốt theo nhóm nhờ cấu quay sản phẩm tự động sau vài hành trình máy Ðp cần dùng khuôn đơn giản rẻ tiền, nên đột dãy lỗ bên chi tiết lớn sau ngun cơng khn hình nêm Trong nhiều trường hợp tính liên tục ngun cơng phụ thuộc vào độ xác u cầu yếu tố riêng biệt sản phẩm Ví dụ , chế taọ chi tiết uốn có lỗ, vị trí lỗ so với tiêu chuẩn có độ xác khơng cao cần phải tiến hành đột chúng từ phơi phẳng,cịn trường hợp có độ xác cao, vượt qua lượng sai lệch uốn , thường phải hành đột lỗ sau uốn Khi chế tạo chi tiết uốn phức tạp có hình dáng bên ngồi khép kín nửa kín số lượng ngun cơng uốn phối hợp chúng phụ thuộc vào hình dáng chi tiết , độ xác yêu cầu tính hợp lý kinh tế việc sử dụng khuôn uốn phức tạp đắt tiền (kiểu nêm , kiểu lề ) Số lượng ngyên công dập vuốt liên tục phụ thuộc vào chiều sâu tương đối chi tiết xác định phương pháp quen thuộc theo số tối ưu hệ số dập vuốt Đa số trường hợp sau dập vuốt sâu cần tiến hành cắt mép chi tiết nh sau Ðp chảy nguội Khi dạng hình học chi tiết phẳng yêu cầu cao cần phải dự tính việc nắn lại chúng khn -9BÙI ĐÌNH KIÊN HÀ NỘI LÍP GCAL- K46 ĐHBK Đồ án tốt nghiệp Đối với chi tiết địi hỏi mặt cắt có độ bóng cao cần phải dự tính ngun cơng gọt tinh sau cắt hình cắt tinh Khi chế tạo chi tiết rỗng có vành, khơng có đáy cần phải nghĩ đến nguyên công nong lỗ đến nguyên công dập vuốt Trong trường hợp bậc thành cao nên sử dụng dập vuốt nơng có độtt nong đáy nong có biến mỏng thành Khi chế tạo chi tiết rỗng uốn cong sau vuốt uốn cần phải sử dụng nguyên công tinh chỉnh Vấn đề phức tạp nhât đặt trước thiết kế q trình cơng nghệ dập nguội mức độ phối hợp nguyên công, tức nên hay không nên dùng khuôn liên hợp phức tạp đắt tiền để thực lúc vài nguyên công sử dụng việc dập riêng nguyên công khn đơn giản rẻ tiền Trong sơ đồ công nghệ khuôn cần phải phản ánh : + Kiểu khn phù hợp với đặc tính biến dạng xảy + Số lượng nguyên công số bước thực hiên lúc (thể tính phối hợp nguyên công) + Phương pháp thực nguyên công theo thời gian (liên tục đồng thời) + Số lượng chi tiết dập lúc + Sơ đồ bố trí phần làm việc khuôn + Phương pháp đưa định vị vật liệu phôi khuôn + Phương pháp thu hồi chi tiết phế liệu Sơ đồ công nghệ khuôn nhiệm vụ để thiết kế khuôn - 10 BÙI ĐÌNH KIÊN HÀ NỘI LÍP GCAL- K46 ĐHBK