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

Giữa chày và cối có một khe hở Z, trị số khe hở Z tùy thuộc vào phương pháp dập có biến mỏng thành hoặc không biến 83Thursday, June 13, 20249:52:29 PM9:52:29 PM83Thursday, June 13, 20249

Trang 1

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

83Thursday, June 13, 20249:52:29 PM9:52:29 PM83Thursday, June 13, 20249:52:29 PM9:52:29 PM83Thursday, June 13, 20249:52:29 PM9:52:29 PM

thahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe ch

thahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe ch

thahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe ch

83thahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chThursday, June 13, 2024

Trang 2

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan: Khoá luận tốt nghiệp này là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Trần Văn Tùng, đảm bảo tính trung thực và tuân thủ các quy định về trích dẫn, chú thích tài liệu

tham khảo

Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan này!

Hà Nội, ngày 03 tháng 10 năm 2022

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập tại trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam, em đã được thầy cô giáo giảng dạy tận tình, truyền dạy những kiến thức bổ ích để em có những kiến thức quan trọng cho chuyên ngành của em sau này

Em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô của trường và đặc biệt là thầy cô trong khoa Cơ điện và công trình đã giúp đỡ và tạo điều kiện để em hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp này

Và em cũng chân thành cảm ơn thầy TS Trần Văn Tùng đã trực tiếp hướng dẫn em trong việc chọn đề tài và những chỉ dẫn khoa học quý giá trong suốt quá trình triển khai, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Đến nay bài khóa luận tốt nghiệp của em đã hoàn thành, nhưng do kinh nghiệm và kiến thức hạn hẹp nên không thể tránh khỏi những sai sót nên em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp từ phía thầy, cô để em học thêm được nhiều kinh nghiệm và sẽ hoàn thành bài khóa luận tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 4

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Tính chất của một số mác thép dụng cụ (theo tiêu chuẩn của Nhật)

39

Bảng 3.2 Sự ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim 40

Bảng 3.3 Các đặc điểm của một số thép hợp kim làm chày và cối 41

Trang 5

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Các sản phẩm đồ gia dụng hình hộp 6

Hình 1.2: Khuôn dập vỏ ô tô với độ chính xác cao 6

Hình 1.3: Các công đoạn tạo ra chi tiết 7

Hình 1.4 Sơ đồ vị trí 9

Hình 1.5: Dập vuốt thuận và ngược 9

Hình 1.6: Máy ép thủy lực 10

Hình 1.7: Máy ép trục khuỷu 10

Hình 1.8: Hiện tượng nhăn trên 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 hơi 21

Hình 3.2: Mô phỏng động học của máy 22

Hình 3.3: Ứng dụng phần mềm phân tích kết cấu xe ô tô 23

Hình 3.4: Giao diện làm việc của phần mềm NX 25

Hình 3.5: Giao diện môi 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 2 hố cho chi tiết 27

Hình 3.9: Sử dụng lệnh Edge Blend để bo các cạnh 28

Hình 3.10: Tạo mặt nạ cho chi tiết 28

Hình 3.11: Tạo bề dày cho sản phẩm 29

Hình 3.18: Thiết bị thoát nước trước và sau khi lắp đặt 36

Hình 3.19 Chọn hướng thoát khuôn 37

Hình 3.20 Chọn phôi cho chi tiết 37

Hình 3.21 Tạo mặt phân khuôn cho chi tiết 38

Hình 3.22 Lòng khuôn được tạo ra theo mặt phân khuôn 38

Hình 3.23 Khuôn dập sản phẩm hộc rửa bát 39

Hình 3.24 Các tấm thép được ép lại với nhau tạo thành phôi 44

Hình 3.36 Mặt bích chặn phôi sau khi gia công 54

Hình 3.37 Kết quả sau khi gia công thô phần khuôn dưới 55

Hình 3.38 Kết quả sau khi gia công thô phần khuôn trên 55123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com 832413069:52:28 PM9:52:28 PM832413069:52:28 PM9:52:28 PM832413069:52:28 PM9:52:28 PM

thahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe ch83Thursday, June 13, 20249:52:29 PM9:52:29 PM83Thursday, June 13, 20249:52:29 PM9:52:29 PM83Thursday, June 13, 20249:52:29 PM9:52:29 PM

thahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe chthahh lau bah do hieh trahg xu duhg dat tu bah do dic ehihh euc thi trah do luohg huyeh do luohg tihh hghe ch

Trang 6

Hình 3.39 Khuôn dưới sau khi gia công tinh 56

Hình 3.40 Khuôn trên sau khi gia công tinh 56

Hình 5.1.Mô hình các thành phần bộ khuôn 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 tấn 67123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com 832413069:52:28 PM9:52:28 PM832413069:52:28 PM9:52:28 PM832413069:52:28 PM9:52:28 PM

Trang 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM 3

1.1.Đặc điểm chủ yếu của công nghệ dập 3

1.2.Phân loại công nghệ dập nguội 3

1.3.Một số sản phẩm dập điển hình 6

1.4.Các phương pháp chống nhăn trong dập vuốt sâu 10

1.4.1 Hiện tượng nhăn trong dập vuốt sâu 11

1.4.2 Các phương pháp chống nhăn ở vùng vuốt sâu 12

1.5.Các phương pháp chống nhăn ở vùng vuốt sâu 13

KẾT LUẬN CHƯƠNG 15

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CHI TIẾT GIA CÔNG 16

2.1 Giới thiệu về 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 các 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 toán các 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 chiếc 42

3.3.2 Phương án 2: Dập liên hoàn 42

3.4 Phân tích và lựa chọn phương án công nghệ 43

3.5 Lập thứ tự các nguyên công chế tạo khuôn dập bồn rửa bát 43

Nguyên công 1: Tạo phôi 43

Nguyên công 2: Phay thô và phay tinh 2 mặt của phôi 44832413069:52:28 PM9:52:28 PM832413069:52:28 PM9:52:28 PM832413069:52:28 PM9:52:28 PM

Trang 8

Nguyên công 3: Phay thô và tinh các mặt cạnh 45

Nguyên công 4 : Phay CNC lòng khuôn trên và khuôn dưới 45

Nguyên công 5:Khoan các lỗ bắt bulong 46

Nguyên công 6: Phay 4 lỗ dẫn hướng của khuôn 46

Nguyên công 7: Mài, đánh bóng lòng khuôn 46

Nguyên công 8: Kiểm tra trước khi nhiệt luyện 47

Nguyên công 9: Hóa – Nhiệt luyện để tăng độ cứng và độ chống mài mòn của bề mặt lòng khuôn 47

Nguyên công 10: Đánh bóng lại lòng khuôn 47

Nguyên công 11: Kiểm tra khuôn 47

3.6 Mô phỏng gia công chế tạo bề mặt khuôn dập vuốt 47

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚCPHÔI BAN ĐẦU 58

4.1 Tính toán kích thước phôi ban đầu 58

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ KHUÔN CHO TỪNG NGUYÊN CÔNG 60

5.1 Tính toán công nghệ cho nguyên công cắt phôi 60

5.1.1 Tính toán lực công nghệ cho nguyên công cắt phôi 60

5.1.2 Tính toán trị số khe hở và kích thước chày cối 60

5.2 Tính toán công nghệ và thiết kế khuôn cho nguyên công dập tạo hình 63

5.2.1 Lực dập tạo hình và lực chặn phôi 63

5.2.2 Chọn thiết bị gia công 64

5.2.3 Tính toán thiết kế khuôn cho nguyên công dập tạo hình 68

5.3.Tính toán công nghệ cho nguyên công lên vành 15mm 70

5.4.Tính toán công nghệ cho nguyên công đột lỗ 60mm 70

5.4.1 Lực công nghệ 70

5.4.2 Trị số khe hở giữa chày và cối 70

5.4.3 Chọn thiết bị gia công 72

Trang 9

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, người ta đã áp dụng các thành tựu của khoa học kỹ thuật vào đời sống sản xuất Cũng như đối với các ngành khoa học khác, ngành cơ khí cũng áp dụng rất nhiều thành tựu về khoa học, đặc biệt là điều khiển số Phần lớn các máy móc trong công nghiệp hiện đại ngày nay đều sử dụng máy điều khiển số

Nhờ sự phát triển của kỹ thuật thiết kế có sự trợ giúp của máy tính (CAD), chế tạo có sự trợ giúp của máy tính (CAM) và các máy gia công CNC, tia lửa điện EDM thì việc thiết kế và chế tạo lòng khuôn đơn giản hơn nhiều, rút ngắn được thời gian sản xuất, đảm bảo độ chính xác gia công về hình dáng, kích thước, độ chính xác tương quan Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CAE đã giải quyết được nhiều vấn đề mà công nghệ khuôn mẫu truyền thống chưa giải quyết được, đã làm cho nghành dập tấm trở nên rất phát triển Nhiều sản phẩm trước kia chỉ làm bằng nhựa thì nay đã được thay thế bằng sản phẩm dập tấm, năng suất cao và giá thành sản phẩm giảm xuống, chất lượng đảm bảo yêu cầu đề ra, đa dạng về mẫu mã Với những lợi ích nổi trội như vậy, việc nghiên cứu công nghệ CAD/CAM/CAE là vô cùng cần thiết trong quá trình sản xuất Việt Nam là một nước đang trên đà công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước để tiến đến đưa Việt Nam trở thành một nước văn minh và hiện đại Quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa ngày càng cao đòi hỏi chúng ta phải có những đội ngũ kỹ thuật được đào tạo cơ bản tương đối rộng, đồng thời biết vận dụng các kỹ thuật đó vào để giải quyết các vấn đề trong sản xuất Ở nước ta, việc sản xuất các sản phẩm từ thép tấm từ phục vụ cho đời sống cũng như trong kỹ thuật đang được phát triển rất mạnh mẽ, số lượng các cơ sở sản xuất ứng dụng phương pháp gia công mới ngày càng nhiều

Đối với sinh viên nghành cơ khí, việc tìm hiểu chương trình điều khiển số hay tham gia vào quá trình lập trình là việc làm có ý nghĩa nhằm giúp cho sinh viên nắm được các kiến thức hiện đại cũng như hiểu được bản chất của các máy điều khiển số

Trang 10

Từ nhu cầu nêu trên, nghiên cứu “Thiết kế và lập quy trình gia công khuôn dập bồn rửa bát” nhằm tổng kết lại những kiến thức đã học trong việc

thiết kế khuôn dập nguội Muốn chế tạo một bộ khuôn dập nguội đảm bảo các yêu cầu thiết kế, đạt được tính công nghệ - tính kinh tế cao thì phải thiết kế quy trình công nghệ gia công một cách thích hợp nhất

Việc thiết kế công nghệ nhằm tạo ra các chi tiết mới, hoặc thay thế những công nghệ lạc hậu không đáp ứng đủ yêu cầu kỷ thuật của sản phẩm, năng suất thấp… Ngoài ra, việc thiết kế quy trình công nghệ phù hợp, giúp người chế tạo giảm được thời gian sản xuất, đồng thời đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng sản phẩm trong một thời gian nhất định

Thiết kế quy trình công nghệ gia công phải đảm bảo chất lượng, phương pháp gia công kinh tế Một sản phẩm có thể có nhiều quy trình công nghệ khác nhau nên phải chọn ra phương án tối ưu, hợp lý nhất nhưng phải đảm bảo các yêu cầu kỷ thuật của sản phẩm, năng suất cao, giá thành có tính cạnh tranh cao

Trang 11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM 1.1 Đặc điểm chủ yếu của công nghệ dập

Dập nguội là một công nghệ mới so với lịch sử phát triển của công nghiệp thế giới Công nghệ dập nguội là bước phát triển của công nghệ gò Đó là quá trình gia công kim loại bằng áp lực, biến kim loại tấm hay khối thành sản phẩm có hình dạng mong muốn

Công nghệ dập nguội có những đặc điểm chủ yếu và cũng là những ưu điểm đặc biệt như sau:

Có thể hoàn thành công việc phức tạp bằng một động tác đơn giản của máy dập Chế tạo được những chi tiết có hình dáng phức tạp, đặc biệt là những chi tiết có thành mỏng mà đôi khi các phương pháp gia công cắt gọt không thực hiện được, hoặc thực hiện rất khó khăn

Sản phẩm dập ra có thể sử dụng được ngay, không cần phải gia công cắt gọt lại, có độ bền vững cao

Tiết kiệm được nhiều nguyên vật liệu

Năng suất cao, thuận lợi cho quá trình cơ khí hóa và tự động hóa Công nhân không cần trình độ tay nghề cao

Sản lượng lớn, giá thành thấp

Do những đặc điểm trên của công nghệ dập nguội, mà ở các nước công nghiệp tiên tiến, dập nguội chiếm một tỷ lệ cao trong nhiều ngành công nghiệp Dập nguội có năng suất cao, nên rất thích hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối

1.2 Phân loại công nghệ dập nguội

Dập nguội có nhiều công việc khác nhau Người ta căn cứ vào tính chất biến dạng kim loại và thay đổi hình dáng bên ngoài để phân loại

Công nghệ dập nguội có năm hình thức cơ bản:

Dập cắt: Tách rời phần kim loại này ra khỏi phần kia theo một đường

bao khép kín hoặc không khép kín

Uốn: Biến dạng phôi thẳng thành cong hay gấp khúc theo một góc độ

Trang 12

Dập vuốt: Biến phôi phẳng thành vật rỗng hở miệng theo hình dạng bất

kỳ Hoặc làm thay đổi kích thước vật rỗng

Tạo hình: Dùng biến dạng cục bộ để thay đổi hình dáng của vật dập hoặc

phôi

Dập thể tích: Phân phối lại thể tích vật liệu, có sự di chuyển kim loại để

làm thay đổi hình dáng hoặc bề dày của phôi

Ngoài năm hình thức cơ bản kể trên, còn có các dạng lắp ghép để nối liền các phần vật liệu hoặc vật dập lại với nhau

Mỗi hình thức cơ bản của dập nguội lại chia ra nhiều công việc riêng biệt Mỗi công việc có đặc điểm, nhiệm vụ và khuôn hay dụng cụ điển hình riêng

Tùy theo chiều cao của chi tiết, người ta có thể dập một hay nhiều nguyên công để tạo ra chi tiết Ở nguyên công đầu, phôi phẳng có đường kính D được dập vuốt để tạo ra thành phôi rỗng có đường kính d1 và chiều cao h1 ở các nguyên công sau, phôi rỗng được tiếp tục dập vuốt để nhằm mục đích tăng chiều cao và giảm đường kính (hoăc giảm tiết diện ngang) của phôi

Các chi tiết thường được dập vuốt với phôi ở trạng thái nguội mà không cần phải nung phôi Trừ khi dập vuốt các chi tiết từ các tấm kim loại dày (S > 20 mm) thì người ta có thể nung phôi để giảm trở lực biến dạng khi dập vuốt các chi tiết từ phôi tấm bằng hợp kim nhôm, để nâng cao mức độ biến dạng sau mỗi nguyên công, người ta có thể nung nóng cục bộ vùng biến dạng dẻo Để chế tạo các chi tiết dập vuốt, người ta sử dụng các kim loại tấm có tính dẻo cao như thép cacbon thấp chất lượng và thép kết cấu hợp kim thấp, nhôm , hợp kim nhôm , và các kim loại khác …

Dập vuốt được tiến hành trong các khuôn chuyên dùng bao gồm các bộ phận làm việc như : cối có mép làm việc được lượn tròn, chày dập vuốt và tấm chặn vật liệu Khi dập các chi tiết có chiều dày tương đối S/D lớn thì khuôn dập vuốt không thể không dùng tấm chặn Giữa chày và cối có một khe hở Z, trị số khe hở Z tùy thuộc vào phương pháp dập (có biến mỏng thành hoặc không biến

Trang 13

mỏng thành); chiều dày vật liệu phôi S và thứ tự nguyên công Khi dập vuốt ngoại lực được truyền qua chày, tác dụng vào phần đáy của chi tiết dập vuốt còn phần vành của phôi được tự do và không chịu tác dụng của ngoại lực

Trong quá trình dập vuốt không biến mỏng , phần mép vành của phôi có thể không kéo hết vào trong cối đồng thời sẽ xuất hiện các ứng suất kéo và ứng suất nén  Thành phần ứng suất nén  sẽ tác động theo hướng tiếp tuyến (hướng vòng) vì vậy với một tỷ số giữa đường kính chi tiết dập vuốt và đường kính phôi nhất định có thể gây ra hiện tượng nhăn ở vành Điều đó sẽ dẫn đến việc kéo các sóng nhăn này vào trong khe hở giữa chày và cối với ứng suất kéo rất lớn gây phế phẩm hàng loạt do đứt đáy hay bị rách Để ngăn ngừa nếp nhăn, trong các khuôn dập vuốt người ta thường sử dụng tấm chặn vật liệu, tấm chặn này có tác dụng ép phần vành của phôi vào bề mặt cối, chống lại sự tạo thành nếp nhăn của vành phôi Do vậy trong quá trình dập vuốt không có biến mỏng người ta còn chia làm 2 dạng dập : dập vuốt không biến mỏng thành có chặn phôi và không chặn phôi

Khi dập vuốt từ phôi phẳng sau một nguyên công ta có thể nhận được chi tiết hình trụ với chiều sâu không lớn, thường chiều cao tương đối h/d < 0,7 – 0,8 khi dập vuốt các chi tiết với chiều sâu lớn hơn, ứng suất kéo ở phần thành chi tiết (tại tiết diện ngang nguy hiểm) thường tăng lên rất lớn và có thể gây đứt đáy Vì vậy khi dập vuốt các chi tiết có chiều cao tương đối h/d lớn, người ta phải tiến hành dập qua nhiều nguyên công Khi đó, ứng suất kéo hướng kính, phát sinh ở phần thành chi tiết sẽ giảm đi tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình dập vuốt

Trong quá trình dập vuốt phôi ở trạng thái nguội, kim loại thường bị hóa bền, làm giảm tính dẻo của kim loại sự hóa bền quá mức của kim loại có thể dẫn đến mất tín dẻo và cuối cùng gây phá hủy Vì vậy quá trình chế tạo các chi tiết có chiều cao tương đối lớn (h/d >1) giữa các nguyên công dập vuốt người ta thường tiến hành ủ kết tinh lại các bán thành phẩm nhằm khử bỏ sự hóa bền và phục hồi tính dẻo của kim loại

Trang 14

1.3 Một số sản phẩm dập điển hình

Các sản phẩm dập điển hình trong sản xuất đồ gia dụng:

Các sản phẩm dập đồ gia dụng có yêu cầu cao về độ chính xác Chúng chịu tác dụng của các tác nhân bên ngoài như thời tiết, va đập, bụi bẩn, … nên đòi hỏi sử dụng công nghệ tạo hình

Hình 1.1: Các sản phẩm đồ gia dụng hình hộp

Công nghệ gia công áp lực trong chế tạo các sản phẩm công nghiệp: Ngành công nghiệp ôtô có thể nói là một trong những ngành sử dụng nhiều về công nghệ gia công áp lực Từ việc chế tạo các chi tiết cơ bản như các vỏ ốp bánh xe, nắp thùng xăng… cho đến các chi tiết điển hình như: khung xương xe, mu xe đều được sử dụng bằng công nghệ gia công áp lực

Hình 1.2: Khuôn dập vỏ ô tô với độ chính xác cao

Trang 15

Bên cạnh đó, các sản phẩm sử dụng trong vận chuyển chất lỏng, nội thất cũng được tạo ra từ phướng pháp gia công áp lực Như các đầu ống ren nước, tai xách, ống nối đường ống dầu …

Tùy theo chiều cao của chi tiết, người ta có thể dập một hay nhiều nguyên công để tạo ra chi tiết ở nguyên công đầu, phôi phẳng có đường kính D được dập vuốt để tạo ra thành phôi rỗng có đường kính d1 và chiều cao h1 Ở các nguyên công sau, phôi rỗng được tiếp tục dập vuốt để nhằm mục đích tăng chiều cao và giảm đường kính (hoặc giảm tiết diện ngang) của phôi

Hình 1.3: Các công đoạn tạo ra chi tiết

Các chi tiết thường được dập vuốt với phôi ở trạng thái nguội mà không cần phải nung phôi Trừ khi dập vuốt các chi tiết từ các tấm kim loại dày (S > 20 mm) thì người ta có thể nung phôi để giảm trở lực biến dạng Khi dập vuốt các chi tiết từ phôi tấm bằng hợp kim nhôm, để nâng cao mức độ biến dạng sau mỗi nguyên công, người ta có thể nung nóng cục bộ vùng biến dạng dẻo Để chế tạo các chi tiết dập vuốt, người ta sử dụng các kim loại tấm có tính dẻo cao như thép cacbon thấp chất lượng và thép kết cấu hợp kim thấp, nhôm , hợp kim nhôm , và các kim loại khác …

Dập vuốt được tiến hành trong các khuôn chuyên dùng bao gồm các bộ phận làm việc như : cối có mép làm việc được lượn tròn, chày dập vuốt và tấm chặn vật liệu Khi dập các chi tiết có chiều dày tương đối S/D lớn thì khuôn dập vuốt không thể không dùng tấm chặn Giữa chày và cối có một khe hở Z, trị số khe hở Z tùy thuộc vào phương pháp dập (có biến mỏng thành hoặc không biến

Trang 16

mỏng thành); chiều dày vật liệu phôi S và thứ tự nguyên công Khi dập vuốt ngoại lực được truyền qua chày, tác dụng vào phần đáy của chi tiết dập vuốt còn phần vành của phôi được tự do và không chịu tác dụng của ngoại lực

Trong quá trình dập vuốt không biến mỏng , phần mép vành của phôi có thể không kéo hết vào trong cối đồng thời sẽ xuất hiện các ứng suất kéo và ứng suất nén  Thành phần ứng suất nén  sẽ tác động theo hướng tiếp tuyến (hướng vòng) vì vậy với một tỷ số giữa đường kính chi tiết dập vuốt và đường kính phôi nhất định có thể gây ra hiện tượng nhăn ở vành Điều đó sẽ dẫn đến việc kéo các sóng nhăn này vào trong khe hở giữa chày và cối với ứng suất kéo rất lớn gây phế phẩm hàng loạt do đứt đáy hay bị rách Để ngăn ngừa nếp nhăn, trong các khuôn dập vuốt người ta thường sử dụng tấm chặn vật liệu, tấm chặn này có tác dụng ép phần vành của phôi vào bề mặt cối, chống lại sự tạo thành nếp nhăn của vành phôi Do vậy trong quá trình dập vuốt không có biến mỏng người ta còn chia làm 2 dạng dập : dập vuốt không biến mỏng thành có chặn phôi và không chặn phôi

Khi dập vuốt từ phôi phẳng sau một nguyên công ta có thể nhận được chi tiết hình trụ với chiều sâu không lớn, thường chiều cao tương đối h/d < 0,7 – 0,8 khi dập vuốt các chi tiết với chiều sâu lớn hơn, ứng suất kéo ở phần thành chi tiết (tại tiết diện ngang nguy hiểm) thường tăng lên rất lớn và có thể gây đứt đáy vì vậy khi dập vuốt các chi tiết có chiều cao tương đối h/d lớn, người ta phải tiến hành dập qua nhiều nguyên công Khi đó, ứng suất kéo hướng kính, phát sinh ở phần thành chi tiết sẽ giảm đi tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình dập vuốt

Trong quá trình dập vuốt phôi ở trạng thái nguội, kim loại thường bị hóa bền, làm giảm tính dẻo của kim loại sự hóa bền quá mức của kim loại có thể dẫn đến mất tín dẻo và cuối cùng gây phá hủy vì vậy quá trình chế tạo các chi tiết có chiều cao tương đối lớn (h/d >1) giữa các nguyên công dập vuốt người ta thường tiến hành ủ kết tinh lại các bán thành phẩm nhằm khử bỏ sự hóa bền và phục hồi tính dẻo của kim loại

Trang 17

Các nguyên công tiếp theo khi dập vuốt được thực hiện trên các khuôn có chặn phôi hoặc không có chặn tùy thuộc vào chiều dày tương đối cuả phôi và mức độ biến dạng

Hình 1.4 Sơ đồ vị trí

Hình 1.5: Dập vuốt thuận và ngược

Các nguyên công tiếp theo khi dập vuốt cũng có thể thực hiện theo phương pháp dập vuốt thuận hoặc ngược khi chày truyền áp lực vào phôi rỗng ở mặt trong của đáy phôi thì được gọi là phương pháp dập vuốt thuận, còn khi chày truyền áp lực vào mặt ngoài của đáy phôi thì gọi là dập vuốt ngược (hình 1.5) vì khi đó phôi được kéo vào trong cối theo hướng ngược lại so với hướng

Trang 18

Dập vuốt ngược thường được sử dụng để dập vuốt các chi tiết có dạng phức tạp như các chi tiết hai đáy hoặc có 2 lớp vỏ Ngoài ra dập vuốt ngược còn được sử dụng để đồng thời thực hiện 2 nguyên công dập vuốt trong cùng một bộ khuôn nhằm tăng mức độ biến dạng

Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, dập vuốt thường được thực hiện trên các máy ép trục khuỷu tác dụng đơn hoặc máy ép song động Thông thường các chi tiết có kích thước lớn và trung bình (vỏ ô tô, chậu, xoong nồi ) thường được dập trên các máy ép thủy lực song động hoặc máy ép song động cơ khí

Hình 1.6: Máy ép thủy lực

Hình 1.7: Máy ép trục khuỷu

1.4 Các phương pháp chống nhăn trong dập vuốt sâu

Trong quá trình dập vuốt sâu, chày đẩy tấm kim loại vào khoang trống của cối, kết quả là một sản phẩm rỗng Một chi tiết được gọi là vuốt sâu nếu độ

Trang 19

sâu của nó bằng ít nhất một nửa đường kính của nó Nếu không, nó chỉ đơn giản được gọi chung là dập

Dập vuốt sâu là một quá trình sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt các mặt hàng gia dụng, chẳng hạn như lon súp, vỏ bọc pin, bình chữa cháy, và các bồn rửa chén Một quá trình dập vuốt sâu có thể có một hoặc nhiều công đoạn vuốt, tùy thuộc vào sự phức tạp của chi tiết

1.4.1 Hiện tượng nhăn trong dập vuốt sâu

Một trong những khuyết tật cơ bản xảy ra trong các quá trình vuốt sâu là hiện tượng nhăn của vật liệu kim loại tấm, thường xuất hiện trên phần vành hoặc bề mặt của chi tiết này Bề mặt của phôi chịu ứng suất vuốt phân bố ở góc lượn và ứng suất nén tiếp tuyến trong quá trình dập, mà đôi khi kết quả gây ra nếp nhăn Nhăn có thể ngăn ngừa được nếu khuôn của quá trình vuốt sâu được thiết kế đúng

Hình 1.8: Hiện tượng nhăn trên vành sản phẩm

Nguyên nhân của hiện tượng nhăn trong dập vuốt sâu bao gồm: o Áp lực chặn phôi

o Độ sâu của chi tiết và bán kính góc cuả chi tiết

o Lực ma sát giữa phôi, mặt bích chặn phôi, bề mặt cối và chày o Khe hở giữa phôi, mặt bích chặn phôi, bề mặt cối và chày o Hình dạng phôi và độ dày

o Hình dạng của chi tiết cần dập vuốt

Trang 20

Những yếu tố khác, chẳng hạn như nhiệt độ của cối và loại hợp kim của phôi, cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình dập vuốt Một biến đổi ở bất kỳ yếu tố nào đều ảnh hưởng đến khả năng nhăn hoặc nứt ở sản phẩm vuốt sâu

Bích chặn phôi giữ các cạnh của tấm kim loại trong khi đó các lực của chày đẩy kim loại tấm vào khoang của cối làm loại tấm biến dạng thành hình dạng thích hợp, thay vì chỉ đơn giản là kéo phôi vào trong khoang của cối

Bích chặn phôi không giữ các cạnh của phôi tại chỗ Trong một vài trường hợp, rách có thể xảy ra trên các thành của sản phẩm Bích chặn phôi cho phép phôi trượt một phần nào bằng cách cung cấp lực ma sát giữa các bích chặn và tấm phôi đó Lực chặn phôi có thể áp dụng lưu chất, bằng cách sử dụng đệm không khí hay nitơ, hoặc một đệm lưu chất nào đó

Độ sâu cối càng lớn, càng nhiều phôi bị kéo xuống khoang của cối và nhiều nguy cơ bị nhăn trên các thành và mặt bích của sản phẩm Độ sâu tối đa của khoang chày là một sự cân bằng giữa sự bắt đầu nhăn và khởi phát của các đứt gãy, điều này ta không mong muốn

Các bán kính lượn của chày và cạnh khoang của cối kiểm soát dòng chảy của phôi vào khoang của cối Sự nhăn trên thành sản phẩm có thể xảy ra nếu bán kính lượn của chày và góc cạnh khoang cối là quá lớn Nếu bán kính quá nhỏ, phôi dễ bị rách vì áp lực cao

1.4.2 Các phương pháp chống nhăn ở vùng vuốt sâu

a Dùng bích chặn phôi

Phương pháp đơn giản để loại bỏ nhăn ở các vùng sâu, được rút ra là sử dụng bích chặn phôi Trong quá trình vuốt sâu, một hằng số áp lực chặn phôi được áp dụng trong suốt quá trình rút toàn bộ phôi vào cối

Khi thay đổi áp lực đã tạo ra một số thành công Một đệm khí nén hoặc thuỷ lực có thể thay đổi áp lực chặn phôi tuyến tính theo các bậc của máy Điều này gia tăng độ sâu cho phép cuả sản phẩm

Một đệm của cối điều khiển số có thể được sử dụng để cung cấp một áp lực chặn phôi thay đổi trong quá trình hành động dập vuốt Trên biểu đồ tối áp lực chặn phôi, lực chặn ban đầu phải lớn để cung cấp cho biến dạng ban đầu

Trang 21

Đệm giảm căng để kéo phôi vào trong khoang, và sau đó dần dần tăng trở lại lên để đảm bảo căng cứng cho sản phẩm vuốt Một đệm cối điều khiển số có thể đột ngột tăng độ sâu cho phép khi ngăn chặn cả hai hiện tượng nhăn và nứt

b Thiết kế tối ưu chày và cối

Thiết kế của chày và khoang của cối có thể được tối ưu hóa để giảm xác suất nhăn Chọn một bán kính mặt bích đó đủ lớn để tránh nứt có thể giảm thiểu tối đa khả năng nhăn Ngoài ra, xem xét việc giảm thiểu sự phức tạp và không đối xứng nếu có thể Kết hợp nhiều nguyên công vuốt trong quy trình có thể có nhiều lợi thế trong việc ngăn chặn nhăn ở các sản phẩm vuốt sâu

Thiết kế hình hình dạng phôi để giảm thiểu vật liệu dư thừa có thể làm giảm khả năng nhăn Phôi kim loại tấm có cấu trúc hạt vốn có, do đó, những ứng suất có thể khác nhau tùy thuộc vào thiết kế của cối và định hướng của các hạt này Điều chỉnh các hạt trong một thiết kế không đối xứng để giảm thiểu hỗn hợp ứng suất hạt và nhấn mạnh những ứng suất tổng của quá trình vuốt sâu

c Các yếu tố khác để xem xét

Điều kiện bề mặt của mỗi thành phần có thể được thiết kế riêng để cải thiện hiệu suất tổng thể Dầu mỡ bôi trơn làm giảm ma sát giữa phôi và chày và cối ,có thể chất lỏng (thể ướt) hoặc màng (khô) Nói chung, chúng được áp dụng cho phôi trước khi vuốt

Ngày nay, tấm màn khô được chấp nhận bởi vì chúng giảm bớt một phần cần thiết phải rửa sau khi vận hành

Trước đây, thử, hư hỏng và kinh nghiệm vận hành giúp tối ưu hóa sản phẩm và thiết kế khuôn Ngày nay, máy tính hỗ trợ thiết kế và mô hình phần tử hữu hạn được sử dụng để tạo ra sản phẩm và khuôn, sau đó thiết kế để mô phỏng quá trình vuốt sâu, giảm đáng kể chi phí cho các dụng cụ và lao động trong quá trình thiết kế

1.5 Các phương pháp chống nhăn ở vùng vuốt sâu

Trong quá trình dập vuốt các chi tiết hình hộp thì trở lực kéo phôi vào trong cối ở những vị trí khác nhau của đường bao là không giống nhau Ở các

Trang 22

thành thẳng trở lực kéo phôi vào trong cối nhỏ hơn so với các phần cong (góc hộp), thêm vào đó ở các phần cong , trở lực kéo phôi vào trong cối sẽ tăng lên nếu bán kính cong ở góc của cối giảm đi Chính vì vậy mà các chi tiết hình hộp đã được dập vuốt (kể cả các bán thành phẩm) đều có chiều cao không đồng đều Chiều cao ở các phần góc hộp thường lớn hơn ở các phần thành thẳng Ngoài ra, sự không đồng đều về điều kiện kéo phôi dọc theo đường bao của cối cũng gây ra sự không đồng đều về trạng thái ứng suất ở phần thành thẳng của chi tiết điều đó có thể dẫn đến sự phá hủy chi tiết (đứt hoặc rách)

Để có thể tạo ra, mặc dù chỉ là tương đối, sự đồng đều về điều kiện kéo phôi vào trong cối trên toàn bộ đường bao thì ở các thành phẳng, người ta làm tăng trở lực kéo phôi một cách nhân tạo bằng các gân vuốt đặc biệt Những gân vuốt này có tác dụng cản trở sự chuyển dịch của phôi đối với cối Hình dạng, kích thước và phương pháp cố định gân vuốt được đưa ra trong các sổ tay công nghệ Số lượng gân vuốt được xác định bằng thực nghiệm Gân vuốt chỉ sử dụng khi thực sự cần thiết bởi vì việc gá đặt chúng làm cho khuôn phức tạp thêm và tăng giá thành của khuôn

Vì vậy trong quá trình dập vuốt chi tiết hình hộp, ở góc của đường bao chi tiết xảy ra sự tăng dày của phần vành, hiện tượng này,hiện tượng này cần phải được tính đến khi xác định trị số khe hở giữa chày và cối của khuôn dập vuốt Như vậy trị số khe hở giữa chày và cối ở phần góc của hình hộp cần phải làm lớn hơn so với phần thẳng Theo số liệu kinh nghiệm, ở các phần thẳng, khe hở giữa chày và cối là Z =1,2S ; còn ở phần cong, khe hở là Z = ( 1,3 – 1,4 )S Hướng lấy khe hở Z ở các nguyên công có thể tùy ý trừ nguyên công cuối cùng Khi dập vuốt chi tiết cần có kích thước ngoài chính xác thì khe hở Z được lấy bằng cách giảm kích thước của chày, còn kích thước của cối được lấy bằng kích thước giới hạn nhỏ nhất của chi tiết Ngược lại khi dập vuốt cần có kích thước trong chính xác thi khe hở được lấy bằng cách tăng kích thước của cối, còn kích thước của chày lấy bằng kích thước giới hạn lớn nhất của chi tiết

Trang 23

KẾT LUẬN CHƯƠNG

Qua quá trình tìm hiểu về tầm quan trọng của gia công tạo hình kim loại tấm và giới thiệu về các giải pháp công nghệ ứng dụng trong công nghiệp nước ta hiện nay và thế giới đã giúp ta có cái nhìn tổng quan về công nghệ dập tấm, hình thành lý luận và có thể áp dụng vào sản xuất

Trang 24

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CHI TIẾT GIA CÔNG 2.1 Giới thiệu về chi tiết gia công

Hiện nay, nhu cầu xây dựng các công trình nhà ở nước ta ngày càng tăng cao do áp lực dân số ngày càng tăng Khi xây dựng mới các công trình thì bồn rửa inox (lavabo) là sản phẩm không thể thiếu trong các căn bếp

Ưu điểm của bồn rửa inox so với các loại bồn rửa bằng sứ là bền, nhẹ, không bị bể, nứt khi bị va đập, dễ lau chùi, dễ lắp đặt

Hình 2.1: Sản phẩm Chậu rửa bát điển hình

Trang 25

Ferritic là loại thép không gỉ có tính chất cơ lý tương tự thép mềm,

nhưng có khả năng chịu ăn mòn cao hơn thép mềm (thép carbon thấp) Thuộc dòng này có thể kể ra các mác thép SUS 430, 410, 409 Loại này có chứa khoảng 12% - 17% crôm Loại này, với 12%Cr thường được ứng dụng nhiều trong kiến trúc Loại có chứa khoảng 17%Cr được sử dụng để làm đồ gia dụng, nồi hơi, máy giặt, các kiến trúc trong nhà

Austenitic-Ferritic (Duplex) Đây là loại thép có tính chất “ở

giữa” loại Ferritic và Austenitic có tên gọi chung là DUPLEX Thuộc dòng này có thể kể ra LDX 2101, SAF 2304, 2205, 253MA Loại thép duplex có chứa thành phần Ni ít hơn nhiều so với loại Austenitic DUPLEX có đặc tính tiêu biểu là độ bền chịu lực cao và độ mềm dẻo được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp hoá dầu, sản xuất giấy, bột giấy, chế tạo tàu biển Trong tình hình giá thép không gỉ leo thang do ni ken khan hiếm thì dòng DUPLEX đang ngày càng được ứng dụng nhiều hơn để thay thế cho một số mác thép thuộc dòng thép Austenitic như SUS 304, 304L, 316, 316L, 310s…

Martensitic Loại này chứa khoảng 11% đến 13% Cr, có độ bền

chịu lực và độ cứng tốt, chịu ăn mòn ở mức độ tương đối Được sử dụng nhiều để chế tạo cánh tuabin, lưỡi dao

Kết luận: Chọn vật liệu: inox 304 ( SS304) vì:  Tốc độ hóa bền rèn cao

 Độ dẻo cao hơn

 Độ cứng và độ bền cao hơn  Độ bền nóng cao hơn

 Chống chịu ăn mòn cao hơn

 Độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp tốt hơn

 Phản ứng từ kém hơn (chỉ với thép austenit)  Giới hạn bền: Min 520 Mpa

 Giới hạn chảy: Min 205 Mpa

Trang 26

Nhận xét tổng quan chi tiết về mặt công nghệ :

Do quá trình dập vuốt hộc của chi tiết bồn rửa là dập vuốt sâu, ở các nước phát triển muốn dập hoàn chỉnh chi tiết bồn rửa với hộc dính liền mặt nạ , người ta dùng phương pháp dập thủy cơ, nhưng khuyết điểm của phương pháp dập thủy cơ là rất phức tạp trong việc thiết kế và chế tạo trang thiết bị thủy lực , dụng cụ gia công phải có độ chính xác cao nên chi phí sản xuất cao

Đề xuất:

Đối với chi tiết bồn rửa, để giảm chi phí sản xuất và hạn chế sự phức tạp trong thiết kế chế tạo khuôn, ta tiến hành dập vuốt sâu phần hộc của bồn rửa rồi dập phần mặt nạ của lavabo sau đó hàn phần hộc và vành lại

2.3 Yêu cầu công nghệ sản phẩm

Kích thước hình học và hình dạng sản phẩm phù hợp yêu cầu

Chậu rửa bát inox 2 hố là chi tiết có dạng trụ rỗng động sâu 23cm, kính thước hình học của sản phẩm phải phù hợp với bản vẽ và mô hình Bề mặt không gian do yêu cầu đặc thù của chi tiết nhằn lắp ráp với chi tiết cơ sở và yêu cầu về tạo hình mỹ quan của sản phẩm, đảm bảo có tính công nghệ, tính thẩm mỹ cao, khi lắp ráp đảm bảo đúng vị trí

Trang 27

Trong quá trình dập do có chỗ biến dạng vật liệu lớn làm cho độ cứng vững của vật liệu không được đảm bảo gây tiếng ồn khi làm việc, phương pháp kiểm tra độ cứng vững là dùng tay gõ vào bề mặt nghe âm thanh xem cố giống nhau ở mọi chỗ hay không Chỗ nào âm thanh thấp chứng tỏ độ cứng vững kém, khi dùng tay ấn vào vỏ có tiếng bập bùng thì như vậy chi tiết không đạt yêu cầu về độ cúng vững Ngoài ra chi tiết dập không đủ độ biến dạng cần thiết độ cứng vững kém sau khi cắt biên sẽ gây sai lệch về hình dạng của chi tiết

Trang 28

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CHI TIẾT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ

3.1 Phân tích chi tiết các bước thiết kế sản phẩm

3.1.1 Giới thiệu phần mềm sử dụng để thiết kế

Giới thiệu tổng quan về Hãng SIEMENS và phần mềm NX SIEMENS PLM Software SIEMENS PLM Software là một bộ phận của SIEMENS

Industry Automation Division - nhà cung cấp hàng đầu thế giới về giải pháp phần mềm Quản lý vòng đời sản phẩm (Product lifecycle management - PLM) và Quản lý sản xuất (Manufacturing operations management - MOM) với hơn 7 triệu đăng ký và hơn 71,000 khách hàng trên toàn cầu Trụ sở chính của SIEMENS PLM Software đặt tại Plano, Texas, Mỹ

Phần mềm NX

NX là một gói phần mềm trong bộ giải pháp CAD/CAM/CAE được phát triển bởi SIEMENS NX trước đây được gọi là Unigraphics (gọi tắt là UG), NX là gói phần mềm CAD/CAM/CAE cao cấp được phát triển bởi hãng Unigraphics, nhưng từ năm 2007 đã được SIEMENS PLM Software mua lại

Khả năng của phần mềm NX

Thiết kế cơ khí / Mô phỏng Thiết kế hệ thống cơ điện Quản lý quy trình kỹ thuật

Thiết kế và tạo mẫu trong công nghiệp Thiết kế đóng gói

Lập trình kiểm tra

Lĩnh vực ứng dụng phần mềm NX

Phần mềm NX ứng dụng trong tất cả các lĩnh vực như: Cơ khí, Hàng không & Quốc phòng, Giao thông vận tải, Máy móc & Thiết bị công nghiệp, Điện tử & Công nghệ Cao NX được sử dụng trong các tập đoàn công nghệ lớn trên thế giới như GM, Nissan, Moog, GE, Pratt & Whitney, Phần mềm NX được sử dụng trong 90% số xe được trưng bày tại triển lãm Ô tô Quốc tế Bắc

Trang 29

Mỹ Tại thị trường Việt Nam, NX được tin dùng trong nhiều doanh nghiệp, tiêu biểu như: Boeing, Suzuki,Samsung, Canon, Panasonic, Nissan, Foster, Vinfast,…

Hình 3.1: Sử dụng phần mềm NX thiết kế vỏ xe hơi

Các gói module trong phần mềm NX

Phần mềm NX có rất nhiều các module thiết kế chuyên biệt cho từng ngành nhỏ như: thiết kế tàu (Ship structure), thiết kế vỏ máy bay (Aero Sheet metal), đường ống điện (Electric Tube Design), v.v và v.v Chính vì thế nên những lệnh của NX trong những module chuyên biệt này có tính "chuyên ngành" rất cao, do được một đội ngũ kỹ sư có hiểu biết sâu sắc về chuyên ngành đó tư vấn xây dựng lệnh

Phần mềm NX có 4 gói module phổ biến: NX CAD - Thiết kế sản phẩm

NX CAM - Lập trình gia công 2-3-4-5 trục

NX CAD/CAM - Gói đầy đủ cho thiết kế & gia công NX MOLD Design - Thiết kế khuôn mẫu

Trong mỗi gói phần mềm NX bản quyền được chia ra làm nhiều module nhỏ để phù hợp với yêu cầu của từng doanh nghiệp

Trang 30

Hình 3.2: Mô phỏng động học của máy

Đặc điểm nổi bật của phần mềm NX Tính linh hoạt:

NX cung cấp cho người dùng tính linh hoạt trong thiết kế bởi kỹ thuật Synchronous, giúp chúng ta dễ dàng hơn trong việc thiết kế, chỉnh sửa trực tiếp trong quá trình xây dựng mô hình Sự tự do trong thiết kế trên nền Direct Modeling kết hợp kỹ thuật mới Synchronous này giúp cho việc thiết kế nhanh hơn hàng chục lần lần so với trước đây

Sức mạnh:

NX xử lý được những bài toán cực kỳ phức tạp thông qua hệ thống toàn diện CAD/CAM/CAE NX Advanced simualation giải quyết mọi thách thức về CAE, làm giảm bớt 30% công việc tạo mẫu thử nghiệm trước khi sản xuất CAM EXPRESS giải quyết mọi thánh thức trong lập trình gia công các trung tâm gia công 5 truc, 4 trục, 3 trục,…cho đường chạy dao tối ưu, rút ngắn thời gian gia công, và chất lượng sản phẩm tốt nhất

Phối hợp:

Với giải pháp tổng thể CAD/CAM/CAE, phương thức xử lý và quản lý thống nhất cho phép quá trình phối hợp phát triển sản phẩm diễn ra nhanh hơn và xử lý nhanh hơn gấp nhiều lần, rút ngắn thời gian sản xuất

Trang 31

Năng suất:

NX giúp cho các kỹ sư và chuyên gia thiết kế nâng cao năng suất trong việc cải tiến các mẫu thiết kế cũ giảm tới 40% thời gian Và tận dụng được nhiều dữ liệu CAD từ các phần mền khác trong thiết kế để cải tiến và phát triển mới

Hình 3.3: Ứng dụng phần mềm phân tích kết cấu xe ô tô

Chức năng nổi bật của phần mềm NX

Thiết kế 3D cho các chi tiết đơn với Modeling

Assembly cho phép lắp ráp các chi tiết đơn để tạo thành một sản phẩm hoàn chỉnh

Xuất bản vẽ đúng các tiêu chuẩn

Môi trường NX CAM để gia công cơ khí Thiết kế khuôn mẫu với Mold Wizard

Mô phỏng động học,động lực học, phân tích ứng suất,tính toán các điều kiện bền với Simulation

Thiết kế kim loại tấm trên phần mềm bằng Sheet Metal

Sử dụng cho ngành điện, dầu khí với Routing Mechanical và Electrical PCB Xchange thiết kế khối cho mô hình bo mạch CPU

Trang 32

NX Drafting: Công cụ giúp chúng ta tạo bản vẽ 2D một cách đơn giản nhanh chóng, chính xác, dễ dàng để phục vụ cho việc thiết kế cũng như gia công chi tiết

NX CAM: Module dành riêng cho gia công Bạn có thể hợp lý hóa và tự động hóa lập trình NC, đồng thời giảm thời gian chu kỳ, sử dụng các công cụ mạnh mẽ, ứng dụng cụ thể Từ gia công 2.5-trục và sản xuất khuôn mẫu, để phay đồng thời 5 trục và sản xuất khối lượng lớn, NX cho phép bạn sử dụng một phần mềm CAM để làm cho các bộ phận tốt hơn nhanh hơn

Mold Design: Module thiết kế khuôn tự động của NX Mold Design cung cấp hệ thống thư viện phong phú và khả năng quản lý, kiểm soát đối tượng dễ dàng, giúp thu hẹp thời gian và chi phí thiết kế, gia công Bằng sự kết hợp giữa kiến thức công nghệ tiên tiến với quá trình tự động hóa sản xuất trong thực tiễn, module NX cho thiết kế khuôn được phát triển trong toàn bộ quá trình từ thiết kế đến bố trí lắp

Simulation: Simulation có tính năng mô phỏng mạnh mẽ hơn, nâng cao hơn Simulation mô phỏng về sức bền, dao động, nhiệt độ, dòng chảy hay các điều kiện ngoại lực thực tế bên ngoài tác dụng lên chi tiết Từ đó tính toán độ bền của chi tiết để có những thay đổi, điều chỉnh cho phù hợp

Sheet metal: Hỗ trợ thiết kế các chi tiết dạng vỏ, thép tấm hay các chi tiết có thành mỏng Với các lệnh sử dụng linh hoạt quá trình thiết kế trở nên đơn giản, dễ dàng hơn rất nhiều NX gồm 3 module thiết kế tấm: NX Sheet Metal,

Trang 33

Aerospace sheet metal và forming/flatting nhưng mỗi module lại có những công cụ khác nhau đặc thù cho lĩnh vực tương ứng

Routing Mechanical & Electrical: Sử dụng chức năng Router System NX cho phép thiết kế đường ống cơ khí, hệ thống mạch điện

Weld Assistant: Công nghệ hàn, hỗ trợ tính toán mối hàn

Ngoài ra còn nhiều module phục vụ cho những ngành đặc thù như: Progressive Die Wizard: Thiết kế khuôn dập liên hoàn

PCB Xchange: Thiết kế khối cho mô hình bo mạch PCB Ship Design: Thiết kế tàu

NX Human: Tạo mô hình cơ thể người, mô phỏng xe hơi…

3.1.2 Các bước thiết kế sản phẩm chậu rửa bát

Bước 1: Mở phần mềm, vào giao diện thiết kế chi tiết Bước 2: Vẽ theo bản thiết kế với số liệu cho trước

Bước 3: Sử dụng các công cụ tạo hình để dựng ra sản phẩm 3D

Sau đây, ta đi vào chi tiết các bước thực hiện:

Bước 1: Mở phần mềm, vào giao diện thiết kế chi tiết:

Ta mở phần mềm NX lên, giao diện làm việc của phần mềm sẽ hiện lên

Hình 3.4: Giao diện làm việc của phần mềm NX

Trang 34

Để vào môi trường thiết kế sản phẩm, ta chọn New – Model để vào môi

trường thiết kế

Hình 3.5: Giao diện môi trường thiết kế

Ta thiết kế chậu rửa bát theo kích thước đã đo được từ sản phẩm mẫu

Đầu tiên, ta vẽ Sketch kích thước của chậu trước Sử dụng lệnh Rectangle để

tạo hình chữ nhật, sau đó ghi kích thước theo các chiều, ta được như hình:

Trang 35

Tiếp theo, sử dụng lệnh Extrude để tạo khối cho chi tiết theo sketch vừa

vẽ Kích chọn vào biểu tượng lệnh Extrude, sau đó điền số liệu chiều cao

của chi tiết vào rồi ấn OK

Hình 3.7: Tạo khối cho chi tiết

Sau khi đã có hình khối sản phẩn rồi, ta tạo 2 hố cho chi tiết Tạo Sketch

trên bề mặt chi tiết và vẽ kích thước hố theo bản vẽ, sau đó dùng lệnh Extrude, chọn chế độ Subtract để cắt chi tiết, tạo chiều sâu cho hố Ta cắt sâu xuống để

lại chiều dày phôi là 1 mm

Trang 36

Về cơ bản, chậu rửa bát đã được hình thành Tiếp theo là các công đoạn

bo cạnh và tạo mặt nạ và các gân ráo nước, ta sử dụng lệnh Edge Blend để bo

các viền cho sản phẩm mềm hơn, không có độ sắc cạnh, độ thẩm mỹ cũng tăng, bắt mắt người tiêu dùng

Hình 3.9: Sử dụng lệnh Edge Blend để bo các cạnh

Tạo mặt nạ và các đường gân, ta thiết kế một gân nhỏ bên phải chi tiết

rồi sử dụng lệnh Pattern Future để nhân bản ra số lượng gân cần thiết như bản vẽ

Hình 3.10: Tạo mặt nạ cho chi tiết

Tiếp đến, ta dùng lệnh Shell để cắt đi phần thừa, tạo độ dày cho sản phẩm

Trang 37

Hình 3.11: Tạo bề dày cho sản phẩm

Cuối cùng là đột các lỗ thoát nước, lỗ lắp đặt vòi nước cho chậu rửa bát

Ta cũng vẽ Sketch sau đó dùng lệnh Extrude, chọn Subtract để cắt tạo lỗ cho

Trang 38

3.1.3 Tính toán các kích thước phần hộc

Theo tính toán, thử nghiệm ,tham khảo các loại bồn rửa có sẵn trên thị trường, các loại hộc inox trung bình theo tiêu chuẩn có kích thước 14”16"

Để phù hợp với người sử dụng và dễ lắp đặt, ta chọn A= 436 mm, B = 360 mm Độ dày của phôi S= 1 mm

Bán kính lượn của cối nhỏ gây khó khăn cho việc kéo phôi vào lòng cối, làm tăng ứng suất kéo và có thể gây đứt tiết diện nguy hiểm Ngược lại bán kín lượn quá lớn làm sản phẩm dễ bị nhăn

Bán kính góc lượn mép hộc của bồn ,ta có công thức tính bán kính lượn của cối:

Để tiết kiệm số lượng khuôn và số lần dập, ta xác định bề sâu H lòng hộc,ta có điều kiện quyết định theo [3,tr.272] để hộc của bồn thuộc dạng dập thấp

0,3< pp

Trang 39

Vật liệu có độ dẻo trung bình theo sách sổ tay thiết kế khuôn dập [3,tr.272] ta có hệ số:

 = 8  10 Ta chọn  = 8 == Rp=19 mm

R < 0,07BP thì phải thêm thao tác chỉnh bổ sung nên ta chọn Rp để không phải qua thao tác chỉnh sửa

Chọn Rp= 50 mm

Để dễ lấy sản phẩm ra khỏi khuôn sau khi dập vuốt, ta chọn góc nghiêng 50

Ta đi tính kích thước phôi gốc:

Trang 40

Hệ số ma sát giữa bích chặn và phôi, và giữa phôi và chày, cối: =0,125

Nhận xét :

Những điểm có khả năng xảy ra vết nứt xuất hiện ở góc và phần giao giữa vành và mép hộc,các nếp nhăn xuất hiện gây ảnh hưởng xấu đến bề mặt sản phẩm

Sau khi thử nghiệm với hộc không sử dụng gân vuốt, kết quả không tốt, ta tiến hành điều chỉnh phôi và sử dụng gân vuốt

Điều chỉnh phôi để sau khi dập tiến hành tạo gân và cắt mép  Lực chặn phôi 140000 N

 Giá trị các gân vuốt là 3% tại 4 góc và 8% tại 4 cạnh  Tốc độ chày giữ nguyên

Khi dập các chi tiết hình hộp, ổ biến dạng dẻo là ở các góc hộp, nó bao trùm một vùng tiếp giáp của phần vành và cạnh bên của hộp Trạng thái ứng suất ở phần góc của vành là trạng thái ứng suất phẳng còn trạng thái biến dạng là khối Các thành phần thẳng của chi tiết có trạng thái ứng suất – biến dạng phức tạp và không đều: nén dọc chu vi và kéo theo hướng thẳng đứng Chiều cao chi tiết càng lớn thì đặc điểm về sự phân bố ứng suất và biến dạng không đều càng lớn

Chỉnh lại bán kính góc lượn của hộc thành Rp= 70 mm, và tấm chặn có thêm 4 gân vuốt

Vận tốc chày là 200 mm/s, lực chặn 14000 N, thông số của gân vuốt là độ khóa lực , cặp gân vuốt theo chiều rộng là 8%, cặp gân vuốt theo chiều dài là 9%,4 góc là 3%

Nhận xét:

Phần hộc tương đối tốt, nhưng phần ranh giới giữa vùng an toàn và vùng nhăn chưa rõ ràng, ta tiếp tục tối ưu phần lòng hộc để giảm phế liệu và tạo ra sản phẩm tốt hơn