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.docx

Lời nói đầu Trong năm gần đây, kinh tế Việt Nam đà có bớc tăng trởng đáng kể trớc phát triển không ngừng kinh tế giới Tuy nhiên để phát triển tơng xứng víi nỊn kinh tÕ cđa c¸c níc khu vùc vấn đề đặt cho phải xây dựng phát triển kinh tế hàng hoá nhiều thành phần, đáp ứng thị hiếu khách hàng, với suất cao, chất lợng tốt, mẫu mà phong phú Có nh hàng hoá đủ sức hội nhập cạnh tranh với hàng hoá ngoại nhập Để giải toán trên, Đảng nhà nớc ta nỗ lực đầu t, thúc đẩy công công nghiệp hoá, đại hoá Trong đó, khí đợc coi ngành mũi nhọn, đợc phủ u tiên phát triển hàng đầu Do tính u việt công nghệ gia công áp lực : gia công chi tiết khÝ víi hƯ sè sư dơng vËt liƯu cao nhÊt, tạo chi tiết có tính tốt, chất lợng sản phẩm tốt, suất cao, sản phẩm đa dạng hình thức mẫu mà Công nghệ dập gia công chi tiết có kích thớc từ nhỏ đến lớn, hình dáng phức tạp mà phơng pháp làm đợc, thiết bị thực đơn giản, không đắt tiền Với đặc điểm đó, phơng gia công kim loại áp lực đem lại hiệu kinh tế cao Vì ngành gia công áp lực ngày chứng tỏ đợc mạnh mình, chứng tỏ vai trò quan trọng sản xuất khí nói riêng, công công nghiệp hoá, đại hoá nói chung Cùng với lớn mạnh ngành công nghiệp khí, công nghiệp chế tạo ô tô ngày chứng tỏ đợc vai trò công công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc Trong tơng lai, dần thay loại xe thô sơ khắp nớc loại xe ô tô công dụng chung nhằm phục vụ cho nhu cầu sản xuất nói chung nhân dân Tuy nhiên việc nội địa hoá sản xuất ô tô nớc ta mức độ khiêm tốn tạo khung, cửa , vành lagiăng, lắp ráp máy móc Những việc đợc thực chủ yếu công nghệ gia công áp lực, bên cạnh công nghệ hàn chiếm phần nhỏ quan trọng Trong giới hạn đề tài tốt nghiệptính toán thiết kế quy trình công nghệ chế tạo cụm lề cánh cửa ô tô Huyn-dai máy dập phục vụ cho công nghệ Mặc dù đà nỗ lực cố gắng, song với trình độ thời gian hạn chế nên nhiều thiếu sót, mong thầy cô bạn đọc thông cảm! Đợc quan tâm động viên dạy bảo tận tình thầy giáo môn Gia công áp lực khoa khí, đặc biệt đợc thầy chủ nhiệm Nguyễn Mậu Đằng Đồ ¸n tèt nghiƯp ®· trùc tiÕp gióp ®ì, híng dẫn em đà 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 hớng dẫn tận tình đầy trách nhiệm ! Hà Nội, ngày 20/5/2006 Sinh viên Bùi Đình Kiên Chơng I Giới thiệu chung chi tiết cụm lề cửa ô tô huyn-dai sở trình dập nguội I.1 Tổng quan tình hình sản xuất ô tô giới nớc có công nghiệp chế tạo ô tô phát triển với sản lợng hàng triệu chiếc/năm nh Mỹ, Nhật, Đức, Pháp việc thiết kế quy trình công nghệ chế tạo khuôn dập chi tiết ô tô đợc thực Sau nhận đợc mẫu sản phẩm ngời ta thực việc phân tích lựa chọn phơng án công nghệ dập với phần mềm vạn chuyên dụng nh: MARC, ABAQUS, LARSTRAN/SHAPE, PAM-STAMP, I-DEAS Các phần mềm cho phép thực mô số trình biến dạng, từ nhận đợc hình ảnh trực giác phân bố ứng suất, biến dạng, tốc độ biến dạng vật thể biến dạng công cụ biến dạng (khuôn mẫu), biết trớc nơi vật thể nh công cụ biến dạng xuất dạng khuyết tật nh: vết nứt, nhăn nhúm Dựa kết mô cho phép tối u hoá trình công nghệ thiết kế khuôn 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 Bùi đình kiên -2- Lớp GCAL- K46 ĐHBK hà nội Đồ án tốt nghiệp 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 khuôn có bớc phát triển Bên cạnh phơng pháp gia công khuôn truyền thống nh: phay chép hình điều khiển CNC, gia công tia lửa điện, ăn mòn điện hoá đà xuất phơng pháp có suất chất lợng cao nh: gia công tia lade, máy phay bậc tự HEXAPOD gia công lòng khuôn phức tạp, phơng pháp công nghệ xử lý bề mặt cho phép nâng tuổi thọ khuôn lên hàng chục lần so với nhiệt luyện thông thờng I.2 Tổng quan tình hình sản xuất ô tô ë ViƯt Nam hiƯn Cã thĨ nãi cho ®Õn nay, nớc ta, lĩnh vực gia công áp lực nói chung dập nói riêng cha phát triển, dừng lại quy mô nhỏ Điều đợc thể trình độ công nghệ trang thiết bị lạc hậu, sản phẩm dập đa dạng nhng phần lớn nhỏ độ phức tạp cha cao Chính cha có hội tích luỹ đợc kinh nghiệm cần thiết phải đối mặt với chi tiết hình dạng phức tạp mà lại có yêu cầu kỹ thuật cao nh chi tiết cánh cửa ôtô Các chi tiết ôtô đợc hình thành thông qua lắp ghÐp chÝnh x¸c cđa c¸c chi tiÕt kÝch thíc lín, vỏ mỏng, có mặt cong phức tạp không đối xứng không gian, có phân bố biến dạng không đồng đều, độ xác chất lợng bề mặt yêu cầu cao Bởi việc thiết kế công nghệ dập, thiết kế chế tạo khuôn có nhiều nét đặc thù so với dập chế tạo khuôn chi tiết thông thờng Nếu không nắm đợc nét đặc thù áp dụng biện pháp thích hợp thiết kế công nghệ chế tạo khuôn khó tránh khỏi tổn thất lớn kinh tế, lẽ giá tiỊn mét bé khu«n dËp chi tiÕt vá «t« tïy thuộc vào độ lớn mức độ phức tạp lên tới hàng trăm chí hàng tỷ đồng Cho đến cha có sở nớc có trang bị đầy đủ phần mềm cần thiết để thiết kế qui trình công nghệ dập thiết kế chế tạo khuôn Bởi việc mô số trình biến dạng mẻ điều kiện thực Trong lĩnh vực chế tạo khuôn cha gặp phải khuôn có kích thớc lớn, có khối lợng cỡ trở lên, cha vấp phải khó khăn nảy sinh khu«n lín HiƯn ë ViƯt Nam cã nhiỊu C«ng ty liên doanh sản xuất ôtô nhng hầu nh toàn lắp ráp chi tiết có sẵn, nhập từ nớc ngoài, 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 trơng tăng nhanh tỷ Bùi đình kiên -3- Lớp GCAL- K46 ĐHBK hà nội Đồ án tốt nghiệp lệ nội địa hoá ngành chế tạo ôtô, xe máy Đảng Nhà nớc Đây việc làm mẻ chắn không khó khăn nhng khâu đột phá quan trọng tạo tiền đề cho việc chế tạo ôtô nớc I.3 Các dạng lề I.3.1 Kháí niệm cụm chi tiết lề - Cụm 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 Toàn công việc để chế tạo chi tiết công nghệ dập tạo nên - Hiện có nhiều loại chi tiết lagiăng ôtô đợc sử dụng thị trờng với nhiều kiểu dáng khác nh : loại lề thông thờng , loại lề đại vv Tuy nhiên loại đợc sử dụng cho loại xe khác Trong giới hạn đồ án xét đến cụm chi tiết lề ô tô Huyn-dai Sau hình ¶nh vỊ cơm chi tiªt b¶n lỊ liªn kÕt víi cánh cửa ô tô I.3.2 Yêu cầu kỹ thuật cụm chi tiết lề - Đối với cơm chi tiÕt b¶n lỊ tÝnh chÊt quan träng cầu nối cánh cửa khung ôtô mà đòi hỏi khả chịu lực độ bền học nh độ xác cao, chuyển động không sinh mô men lệch t©m g©y dƠ g©y háng cưa xe, dƠ làm hỏng chi tiết kết nối xe Bề mặt sản phẩm phải đều, không lồi lõm cục bộ, bavia Bùi đình kiên -4- Lớp GCAL- K46 ĐHBK hà nội Đồ án tốt nghiệp - Tính công nghệ chi tiết lagiăng ôtô chủ yếu đợc 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 đợc thể khả độ chắn chi tiết, mà tính công nghệ dập vuốt tốt hay xấu đợc 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 tơng đối dầy, trình tạo hình uốn dập vuốt vành nên mức độ biến dạng tơng đối nhỏ, trình dập vuốt không xảy tợng nhăn, dịch chuyển kim loại không lớn, góc lợn dới đáy chi tiết không xảy tợng rách trình biến mỏng tơng đối nhỏ I.4 Cơ sở trình công nghệ dập nguội - Các trình công nghệ dập nguội hợp lý kết cấu công nghệ hình dáng chi tiết đợc 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, đợc thực không cắt bỏ phoi Quá trình sản xuất dập nguội đợc đặc trng đặc điểm sau: - Phơng pháp sản xuất gia công kim loại áp lực trạng thái nguội; - Loại thiết bị sử dụng Máy ép máy tự động kiểu khác tạo lực công tác cần thiết để làm biến dạng vËt liƯu dËp; - D¹ng dơng sư dơng – 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 thớc vật dập phù hợp tơng đối xác với hình dáng kích thớc phận làm việc khuôn (chày, cối) I.4.2 Yêu cầu kỹ thuật chi tiết dập nguội : Bùi đình kiên -5- Lớp GCAL- K46 ĐHBK hà nội Đồ án tốt nghiệp + 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 lợng 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 công nghệ + Tiêu phí vật liệu nhất; + Số nguyên công công lao động nhỏ nhất; + Không cần gia công khí nguyên công tiếp theo; + Số lợng thiết bị yêu cầu diện tích sản xuất phải nhỏ nhất; + Số lợng trang bị đồng thời chi phí thời gian chuẩn bị sản xuất phải nhỏ nhất; + Nâng cao hiệu suất nguyên công riêng biệt xởng nói chung; + Nâng cao độ bền khuôn; b) Chỉ tiêu kết cÊu cđa c¸c chi tiÕt dËp ngi + C¸c tÝnh 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 nguyên công tạo hình, trình dập nguội sinh tợng biến cứng, điều làm tăng đặc tính bền kim loại cách đáng kể + Khi tính toán độ bền không cần tăng chiều dầy kim loại phải kể đến hoá bền trình biến dạng nguội độ cứng vững cao chi tiết dập + Cần phải ý đến viƯc thiÕt kÕ chi tiÕt cã kÕt cÊu gän nhĐ cách sử dụng gân cứng vững, lên vành, vành, mép để tăng độ cứng vững vËt dËp cịng nh b»ng c¸ch thay thÕ c¸c thÐp hình tiêu chuẩn cỡ lớn loại thép hình có cỡ nhỏ hơn, dễ cuộn hơn, dễ cuộn từ kim loại Bùi đình kiên -6- Lớp GCAL- K46 ĐHBK hà nội Đồ án tốt nghiệp + Hình dáng chi tiết hình khai triển cần phải đảm bảo sử dụng vật liệu cách có lợi cách dùng cách xếp hình phế liệu, để nhận đợc xếp hình phế liệu không cần thiết phải tăng kích thớc diện tích phôi + Nếu tránh đợc 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 trình công nghệ dập nguội Khi bắt đầu thiết kế trình dập cần phải giải vấn đề công nghệ - xác định tính chất, số lợng, liên tục phối hợp nguyên công dập nguội Sau dẫn chung thiết kế trình dập nguội : Thờng cố gắng dùng nguyên công tăng hiệu suất chúng Trờng hợp ngoại lệ sản suất hàng loạt nhỏ nết giảm số lợng 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 đà dập vuốt theo nhóm nhờ cấu quay sản phẩm tự động sau vài hành trình máy ép nhng cần dùng khuôn đơn giản rẻ tiền, nên đột dÃy lỗ bên chi tiết lớn sau nguyên công khuôn hình nêm Trong nhiều trờng hợp tính liên tục nguyên công phụ thuộc vào độ xác yêu 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 không cao cần phải tiến hành đột chúng từ phôi phẳng,còn trờng hợp có độ xác cao, vợt qua lợng sai lệch uốn , thờng phải hành đột lỗ sau uốn Khi chế tạo chi tiết uốn phức tạp có hình dáng bên khép kín nửa kín số lợng nguyên công 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 ) Bùi đình kiên -7- Lớp GCAL- K46 ĐHBK hà nội Đồ án tốt nghiệp Số lợng ngyên công dập vuốt liên tục phụ thuộc vào chiều sâu tơng đối chi tiết đợc xác định phơng pháp quen thuộc theo số tối u hệ số dập vuốt Đa số trờng hợp sau dập vuốt sâu cần tiến hành cắt mép chi tiết nh sau ép chảy nguội Khi dạng hình học chi tiết phẳng yêu cầu cao cần phải dự tính việc nắn lại chúng khuôn Đối với chi tiết đòi hỏi mặt cắt có độ bóng cao cần phải dự tính nguyên công gọt tinh sau cắt hình cắt tinh Khi chế tạo chi tiết rỗng có vành, nhng đáy cần phải nghĩ đến nguyên công nong lỗ đến nguyên công dập vuốt Trong trờng hợp bậc thành cao nên sử dụng dập vuốt nông 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 trớc thiết kế trình công 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 khuôn đơn giản rẻ tiền Trong sơ đồ công nghệ khuôn cần phải phản ánh đợc : + Kiểu khuôn phù hợp với đặc tính biến dạng xảy + Số lợng nguyên công số bớc đợc thực hiên lúc (thể tính phối hợp nguyên công) + Phơng pháp thực nguyên công theo thời gian (liên tục đồng thời) + Số lợng chi tiết đợc dập lúc + Sơ đồ bố trí phần làm việc khuôn + Phơng pháp đa định vị vật liệu phôi khuôn + Phơng pháp thu hồi chi tiết phế liệu Sơ đồ công nghệ khuôn nhiệm vụ để thiết kế khuôn Bùi đình kiên -8- Lớp GCAL- K46 ĐHBK hà nội Đồ án tốt nghiệp Khi thiết kế trình công nghệ dập nguội, cần phải so sánh phơng án công nghệ khác chọn phơng án hợp lý mặt kỹ thuật kinh tế Khi trớc tiên cần phải giải mức độ phức tạp nguyên công, tức việc sử dụng nguyên công tập trung mặt công nghệ, đợc thực hiên khuôn dập liên hợp phức tạp, việc sử dụng dập nguyên công riêng biệt đợc thực khuôn dập đơn giản rẻ tiền Chơng II : Bùi đình kiên -9- Lớp GCAL- K46 ĐHBK hà nội Đồ án tốt nghiệp Phân tích đặc đIểm chi tiết Vỏ cột đo nhiên liệu điện tử lựa chọn phơng án công nghệ II.1 Chi tiết hồi trái cột đo Hình 1: Chi tiết hồi tráI cột II.2 Phân tích đặc điểm chi tiết Đây loại chi tiết có hình dáng tơng đối phức tạp,kích thớc chi tiết lớn việc gá đặt phức tạp thực nhiều nguyên công khác nhau.Vị trí lỗ chi tiết đòi hỏi độ xác cao ngoai phải thoả mÃn yêu cầu khác nh: bề mặt sản phẩm sau gia công xong không đợc nhăn rách ,rỗ rỉ,bóp méo.Các yêu cầu kích thớc tơng quan phải xác, cụm chi tiết cột đo nhiên liệu điện tử phải làm việc trời liên quan đến độ an toàn ngời bán xăng Nếu nh kích thớc tơng quan mà không xác dẫn đến công xôn làm chệch xăng dễ gây tai nạn Đây chi tiết có chiều dày không lớn lắm, kích thớc lớn,phải cắt đột uốn nhiều lần,bán kính uốn lớn.Do đòi hỏi phải sử dụng máy có lực lớn nh chiều rộng bàn máy phảI đủ lớn.Nhng phần chi tiêt ®èi xøng ta cã thĨ thùc hiƯn tõng bªn mét sau đảo phôi thực hiên phần lại,nên hạn chế phức tạp khuôn thực nguyên công II.3 Xác định phơng án công nghệ - Xuất phát từ đặc điểm chi tiết đà cho ta có phơng án công nghệ để chế tạo chi tiết thứ * Phơng án 1: + Cắt phôi khuôn cắt Bùi đình kiên - 10 - Lớp GCAL- K46 ĐHBK hà nội