Thiết kế và lập quy trình gia công khuôn dập bồn rửa bát

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI THIẾT KẾ VÀ LẬP QUY TRÌNH GIA CƠNG KHN DẬP BỒN RỬA BÁT Sinh viên thực hiện: Đỗ Như Sáng Mã sinh viên: 1851060505 Lớp: K63-KTCK Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Văn Tùng Hà Nội, 2022 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Khoá luận tốt nghiệp kết nghiên cứu riêng tôi, thực hướng dẫn khoa học TS Trần Văn Tùng, đảm bảo tính trung thực tuân thủ quy định trích dẫn, thích tài liệu tham khảo Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm lời cam đoan này! Hà Nội, ngày 03 tháng 10 năm 2022 Sinh viên (Ký ghi rõ họ tên) i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam, em thầy giáo giảng dạy tận tình, truyền dạy kiến thức bổ ích để em có kiến thức quan trọng cho chuyên ngành em sau Em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô trường đặc biệt thầy cô khoa Cơ điện cơng trình giúp đỡ tạo điều kiện để em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Và em chân thành cảm ơn thầy TS Trần Văn Tùng trực tiếp hướng dẫn em việc chọn đề tài dẫn khoa học quý giá suốt trình triển khai, nghiên cứu hồn thành khóa luận tốt nghiệp Đến khóa luận tốt nghiệp em hoàn thành, kinh nghiệm kiến thức hạn hẹp nên tránh khỏi sai sót nên em mong nhận ý kiến đóng góp từ phía thầy, để em học thêm nhiều kinh nghiệm hồn thành khóa luận tốt Em xin chân thành cảm ơn! ii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Tính chất số mác thép dụng cụ (theo tiêu chuẩn Nhật) 39 Bảng 3.2 Sự ảnh hưởng nguyên tố hợp kim 40 Bảng 3.3 Các đặc điểm số thép hợp kim làm chày cối 41 Bảng 5.1 Thông số kỹ thuật 72 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Các sản phẩm đồ gia dụng hình hộp Hình 1.2: Khn dập vỏ tơ với độ xác cao Hình 1.3: Các công đoạn tạo chi tiết Hình 1.4 Sơ đồ vị trí Hình 1.5: Dập vuốt thuận ngược Hình 1.6: Máy ép thủy lực 10 Hình 1.7: Máy ép trục khuỷu 10 Hình 1.8: Hiện tượng nhăn vành sản phẩm 11 Hình 2.1: Sản phẩm Chậu rửa bát điển hình 16 Hình 3.1: Sử dụng phần mềm NX thiết kế vỏ xe 21 Hình 3.2: Mơ động học máy 22 Hình 3.3: Ứng dụng phần mềm phân tích kết cấu xe ô tô 23 Hình 3.4: Giao diện làm việc phần mềm NX 25 Hình 3.5: Giao diện mơi trường thiết kế 26 Hình 3.6: Vẽ kích thước bồn rửa bát 26 Hình 3.7: Tạo khối cho chi tiết 27 Hình 3.8: Tạo hố cho chi tiết 27 Hình 3.9: Sử dụng lệnh Edge Blend để bo cạnh 28 Hình 3.10: Tạo mặt nạ cho chi tiết 28 Hình 3.11: Tạo bề dày cho sản phẩm 29 Hình 3.12: Tạo lỗ cho sản phẩm 29 Hình 3.13: So sánh sản phẩm thiết kế với sản phẩm mẫu 29 Hình 3.14: Hộc bồn rửa bát 33 Hình 3.15: Mặt nạ sản phẩm bồn rửa bát hộc 33 Hình 3.16: Sự đàn hồi sau uốn 35 Hình 3.17: Bản vẽ lỗ thoát nước 36 Hình 3.18: Thiết bị thoát nước trước sau lắp đặt 36 Hình 3.19 Chọn hướng khn 37 Hình 3.20 Chọn phơi cho chi tiết 37 Hình 3.21 Tạo mặt phân khn cho chi tiết 38 Hình 3.22 Lịng khn tạo theo mặt phân khuôn 38 Hình 3.23 Khn dập sản phẩm hộc rửa bát 39 Hình 3.24 Các thép ép lại với tạo thành phôi 44 Hình 3.36 Mặt bích chặn phơi sau gia cơng 54 Hình 3.37 Kết sau gia cơng thơ phần khuôn 55 Hình 3.38 Kết sau gia cơng thơ phần khuôn 55 iv Hình 3.39 Khn sau gia cơng tinh 56 Hình 3.40 Khn sau gia cơng tinh 56 Hình 5.1.Mơ hình thành phần khn 62 Hình 5.2 Máy ép thủy lực khung C 65 Hình 5.3 Các loại máy thuỷ lực 66 Hình 5.4 Máy ép thủy lực song động 250 67 v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH iv MỤC LỤC vi ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM 1.1 Đặc điểm chủ yếu công nghệ dập 1.2 Phân loại công nghệ dập nguội 1.3 Một số sản phẩm dập điển hình 1.4 Các phương pháp chống nhăn dập vuốt sâu 10 1.4.1 Hiện tượng nhăn dập vuốt sâu 11 1.4.2 Các phương pháp chống nhăn vùng vuốt sâu 12 1.5 Các phương pháp chống nhăn vùng vuốt sâu 13 KẾT LUẬN CHƯƠNG 15 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CHI TIẾT GIA CÔNG 16 2.1 Giới thiệu chi tiết gia công 16 2.2 Đặc tính sản phẩm 16 2.3 Yêu cầu công nghệ sản phẩm 18 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CHI TIẾT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ 20 3.1 Phân tích chi tiết bước thiết kế sản phẩm 20 3.1.1 Giới thiệu phần mềm sử dụng để thiết kế 20 3.1.2 Các bước thiết kế sản phẩm chậu rửa bát 25 3.1.3 Tính tốn kích thước phần hộc 30 3.1.4 Thiết kế phần mặt nạ 33 3.1.5 Thiết kế lỗ thoát nước cho phần hộc 35 3.1.6 Thiết kế khuôn dập cho sản phẩm 36 3.2 Chọn hướng dập 42 3.3 Các phương án công nghệ 42 3.3.1 Phương án 1: Dập đơn 42 3.3.2 Phương án 2: Dập liên hoàn 42 3.4 Phân tích lựa chọn phương án cơng nghệ 43 3.5 Lập thứ tự nguyên công chế tạo khuôn dập bồn rửa bát 43 Nguyên công 1: Tạo phôi 43 Nguyên công 2: Phay thô phay tinh mặt phôi 44 vi Nguyên công 3: Phay thô tinh mặt cạnh 45 Nguyên công : Phay CNC lịng khn khn 45 Nguyên công 5:Khoan lỗ bắt bulong 46 Nguyên công 6: Phay lỗ dẫn hướng khuôn 46 Ngun cơng 7: Mài, đánh bóng lịng khn 46 Nguyên công 8: Kiểm tra trước nhiệt luyện 47 Ngun cơng 9: Hóa – Nhiệt luyện để tăng độ cứng độ chống mài mòn bề mặt lịng khn 47 Ngun cơng 10: Đánh bóng lại lịng khn 47 Nguyên công 11: Kiểm tra khuôn 47 3.6 Mô gia công chế tạo bề mặt khuôn dập vuốt 47 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC PHÔI BAN ĐẦU 58 4.1 Tính tốn kích thước phơi ban đầu 58 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ KHN CHO TỪNG NGUYÊN CÔNG 60 5.1 Tính tốn công nghệ cho nguyên công cắt phôi 60 5.1.1 Tính tốn lực công nghệ cho nguyên công cắt phôi 60 5.1.2 Tính tốn trị số khe hở kích thước chày cối 60 5.2 Tính tốn cơng nghệ thiết kế khn cho ngun cơng dập tạo hình 63 5.2.1 Lực dập tạo hình lực chặn phôi 63 5.2.2 Chọn thiết bị gia công 64 5.2.3 Tính tốn thiết kế khn cho ngun cơng dập tạo hình 68 5.3.Tính tốn cơng nghệ cho ngun cơng lên vành 15mm 70 5.4.Tính tốn công nghệ cho nguyên công đột lỗ 60mm 70 5.4.1 Lực công nghệ 70 5.4.2 Trị số khe hở chày cối 70 5.4.3 Chọn thiết bị gia công 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 vii ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, với phát triển khoa học kỹ thuật, người ta áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật vào đời sống sản xuất Cũng ngành khoa học khác, ngành khí áp dụng nhiều thành tựu khoa học, đặc biệt điều khiển số Phần lớn máy móc cơng nghiệp đại ngày sử dụng máy điều khiển số Nhờ phát triển kỹ thuật thiết kế có trợ giúp máy tính (CAD), chế tạo có trợ giúp máy tính (CAM) máy gia cơng CNC, tia lửa điện EDM việc thiết kế chế tạo lịng khn đơn giản nhiều, rút ngắn thời gian sản xuất, đảm bảo độ xác gia cơng hình dáng, kích thước, độ xác tương quan Ứng dụng cơng nghệ CAD/CAM/CAE giải nhiều vấn đề mà công nghệ khuôn mẫu truyền thống chưa giải được, làm cho nghành dập trở nên phát triển Nhiều sản phẩm trước làm nhựa thay sản phẩm dập tấm, suất cao giá thành sản phẩm giảm xuống, chất lượng đảm bảo yêu cầu đề ra, đa dạng mẫu mã Với lợi ích trội vậy, việc nghiên cứu công nghệ CAD/CAM/CAE vô cần thiết trình sản xuất Việt Nam nước đà cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước để tiến đến đưa Việt Nam trở thành nước văn minh đại Q trình cơng nghiệp hóa – đại hóa ngày cao địi hỏi phải có đội ngũ kỹ thuật đào tạo tương đối rộng, đồng thời biết vận dụng kỹ thuật vào để giải vấn đề sản xuất Ở nước ta, việc sản xuất sản phẩm từ thép từ phục vụ cho đời sống kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, số lượng sở sản xuất ứng dụng phương pháp gia công ngày nhiều Đối với sinh viên nghành khí, việc tìm hiểu chương trình điều khiển số hay tham gia vào q trình lập trình việc làm có ý nghĩa nhằm giúp cho sinh viên nắm kiến thức đại hiểu chất máy điều khiển số Từ nhu cầu nêu trên, nghiên cứu “Thiết kế lập quy trình gia công khuôn dập bồn rửa bát” nhằm tổng kết lại kiến thức học việc thiết kế khuôn dập nguội Muốn chế tạo khuôn dập nguội đảm bảo yêu cầu thiết kế, đạt tính cơng nghệ - tính kinh tế cao phải thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng cách thích hợp Việc thiết kế cơng nghệ nhằm tạo chi tiết mới, thay công nghệ lạc hậu không đáp ứng đủ yêu cầu kỷ thuật sản phẩm, suất thấp… Ngoài ra, việc thiết kế quy trình cơng nghệ phù hợp, giúp người chế tạo giảm thời gian sản xuất, đồng thời đáp ứng nhu cầu tiêu dùng sản phẩm thời gian định Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công phải đảm bảo chất lượng, phương pháp gia cơng kinh tế Một sản phẩm có nhiều quy trình cơng nghệ khác nên phải chọn phương án tối ưu, hợp lý phải đảm bảo yêu cầu kỷ thuật sản phẩm, suất cao, giá thành có tính cạnh tranh cao L: chu vi hình 1472 mm S: chiều dày vật liệu  b : giới hạn bền phôi  : 0,3  1,1 hệ số phụ thuộc mức độ biến dạng Mức độ biến dạng lớn  lớn, ta chọn  = 1,1 p = 699420 N Trong thực tế để đơn giản hóa q trình thiết kế khn, kích thước chày thơng thường xác định theo thực nghiệm Khi cần thiết, chày nghiệm bền theo điều kiện làm việc chịu nén chịu uốn dọc -Vật liệu chày: thép SKD 11, nhiệt luyện đạt độ cứng (59 ÷ 61) HRC, [n]=3500N/mm2 -Vật liệu : thép SUS304, c = 432 (N/mm2) - Lực dập cực đại Pmax = 699420 N Kiểm tra nén: n = Pmax/A = 699420/137360 = 5,1(N/mm2)  n = 5,1(N/mm2) δc,ch = 0,02.0,25 = 0,005 [mm] =(40+0,02)-0,005 =40,02-0,005 [mm] =(40+0,02+0,015)+0,005 = 40,035+0,005 [mm] 71 5.4.3 Chọn thiết bị gia công Dựa vào số liệu tính ta chọn máy dập trục khuỷu J21 có thơng số sau: Bảng 5.1 Thơng số kỹ thuật Tên máy J21-63A Lực dập danh định KN 630 Hành trình lực dập danh định mm Hành trình khối trượt Mm 120 Số hành chình Min-1 50 Chiều cao khuôn max Mm 300 Điều chỉnh chiều cao khuôn mm 80 Khoảng cách từ tâm khối trượt đến khung máy mm 300 Kích thước bàn mm 570x760 Đường kính lỗ bàn mm Φ45;Φ200; Φ180 Chiều dày đệm mm 90 Kích thước mặt khối trượt mm 280x320 Cơng suất động Kw 5.5 Kích thước bao máy mm 1550x1410x2610 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian thực đề tài, giúp đỡ dẫn tận tình thầy giáo Trần Văn Tùng thầy cô khoa Cơ Điện Cơng Trình, đến em hồn thành khoá luận tốt nghiệp: “Thiết kế lập quy trình gia cơng khn chậu rửa bát” Trong q trình thực hiện, khoá luận giải vấn đề thuộc phạm vi nghiên cứu, đáp ứng nhu cầu, mục đích khố luận: Ưu điểm Luận văn sử dụng kết hợp phần mềm NX Catia để tính tốn thiết kế sản phẩm, sau thiết kế bề mặt khn dập vuốt, từ đưa quy trình thiết kế chế tạo khn dập sản phẩm chậu rửa bát, sau mơ q trình gia cơng bề mặt khn chương trình Catia Khuyết điểm Chưa tìm hiểu rõ lý thuyết thuật tốn chương trình NX Chưa so sánh kết mô với thực tế Chưa đưa kích thước cách tính tốn khả khóa lực gân vuốt Chưa đưa khn có điều kiện biên tối ưu Hướng phát triển đề tài Tiến hành tính tốn thiết kế kết cấu khn hồn chỉnh Tiến hành gia cơng chế tạo khuôn tiến hành dập thử nghiệm so sánh với kết mô máy Mặc dù thời gian làm khố luận thân ln cố gắng, thời gian trình độ cịn hạn chế nên khố luận khơng tránh khỏi cịn nhiều thiếu sót Em mong nhận bảo thầy mơn bạn để khố luận em hoàn thiện Kiến nghị Cùng với phát triển giới công nghiệp hóa, đại hóa nước ta đên kinh tế mới, kinh tế không nước 73 nông nghiệp mà cơng nghiệp hóa Vì cơng nghệ chế tạo khí chun ngành khơng thể thiếu q trình xây dựng kinh tế cơng nghiệp hóa Chuyên ngành giúp bước phát triển ngành chi tiết máy, không lạm dụng việc nhâp chi tiết máy, giảm chi phí sản suất, nâng cao lao động Và đưa ngành công nghiệp chủ yếu lắp răp, sửa chữa sang mức cao chuyên ngành chế tạo Tuy nhiên Việt Nam, việc ứng dụng phần mềm thiết kế vào sản xuất cịn hạn chế, em kiến nghị cần đẩy mạnh việc giảng dạy phần mềm thiết kế gia công môi trường Đại học, cao đẳng khối ngành kỹ thuật nhằm nâng cao chất lượng đội ngũ kỹ thuật sinh viên nắm cách sử dụng phần mềm kiến thức cần thiết chuyên ngành Trong tương lai không xa, em hi vọng ngành cơng nghệ chế tạo nói chung, ngành gia cơng áp lực nói riêng, trở thành ngành cơng nghiệp phát triển then chốt để thúc đẩy cơng nghiệp hóa đại hóa 74 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Mậu Đằng, cơng nghệ tạo hình kim loại tấm, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội Võ Trần Trúc, Sổ tay thiết kế khuôn dập tấm, NXB Hải Phòng Nguyễn Văn Huyền, Cẩm nang kỹ thuật khí, NXB Xây Dựng Giảng viên Nguyễn Văn Hưởng, Bài giảng cơng nghệ tạo hình vật liệu V.L.Martrenco,L.I Rudman, sổ tay thiết kế khuôn dập tấm, NXB Hải Phòng S.L.Semiatin ,Volume 14 forming & forging Handbook of die design, basic diedesign and die-work influencing factors B.Wassilieff , Emboutissage , người dịch Nguyễn Ngọc Nhạc, NXB công nhân kỹ thuật Hà Nội -1981 Lê Nhương , Kỹ thuật dập nguội, NXB công nhân kỹ thuật Hà Nội 1981 75