Nghiên cứu, phân tích, thay thế phương pháp gia công dập nóng bằng đúc áp lực trong chế tạo chi tiết cổ xe nữ hợp kim nhôm

Trang v TÓM TT LUN VĂN Ni dung chính ca lun văn thc sĩ đ tài: Nghiên cứu, phân tích, thay thế phơng pháp gia công dập nóng bằng đúc áp lực trong chế tạo chi tiết cổ xe nữ hợp kim nhôm. Nghiên cu này gii quyt vn đ thay th phng pháp gia công dp nóng bng đúc áp lc trong ch to chi tit c xe n hp kim nhôm. Đ thc hin đ tài nghiên cu tác gi tin hành kho sát, phân tích và thc nghim ti công ty TNHH Song Tain Industrial. Sn phm đc ch to và kim tra k thut thông qua các phng pháp: Kim tra khi lng bng cơn đin t, kim tra đ cng bng kìm Webster Instrument (Model B), kim tra khuyt tt bng máy siêu âm, kim tra quá trình oxy hóa và kim tra đ bn mõi. Kt qu nghiên cu cho thy sn phm đt cht lng theo yêu cu k thut. Mặt khác khi sn xut s lng sn phm đt cao hn mc ~25000 mu thì phng pháp đúc áp lc tit kim chi phí hn nhiu so vi khi s dng phng pháp dp nóng . SUMMARY The main contents of the master thesis topics: Research, analysis, alternative methods of forging processing by pressure casting in the manufacturing of aluminum alloy female stem part. This study solve the problem alternative method of forging processing by pressure casting in the manufacturing of aluminum alloy female stem part. To research the author conducted a survey, analysis and experimental in Song Tain Trang vi Industrial Co., Ltd. Our products are manufactured and tested by the following methods: check the weight with electronic weight scale, hardness testing by Webster Instrument (Model B) alkaline, flaw test by ultrasound machine, Check oxidation and test the durability of all. Research results show that the product achieved the quality requirements. On the other hand when the production number of the product is higher than ~ 25000 samples, the method of pressure casting cost saving than when using hot forging method. MC LC Đ mc Trang QUYắăĐNảăẢIAOăĐ TÀI i LÝ LCH KHOA HC ii LIăCAMăĐOAN iii LI CMăN iv TÓM TT LUNăVĔN v MC LC vi DANH SÁCH CÁC CH VIT TT x DANH SÁCH CÁC HÌNH xi DANH SÁCH CÁC BNG xv PHN I. ĐT VN Đ 1.1. Đặt vn đ 1 1.2. Mc tiêu đ tài 2 1.3. Phm vi nghiên cu 2 1.4. Khái quát công vic thc hin 2 1.5. Phng pháp nghiên cu 2 Trang vii PHN II. HIN TRNG K THUT 2.1. Hin trang nghiên cu và công ngh trong nc 3 2.2. Hin trang nghiên cu và công ngh  nc ngoài 4 PHN III. NI DUNG CHNG I: KHO SỄT, PHỂN TệCH CHI TIT ĐC CH TO BNG PHNG PHỄP DP NịNG 3.1.1. TNG QUAN V PHNG PHÁP GIA CỌNG DP NÓNG 8 3.1.1.1. Khái nim chung 8 3.1.1.2. Thit b dp nóng 9 a) Máy dp nóng 10 b) Thit b nung kim loi 12 3.1.2. KHO SÁT CHI TIT C XE N CH TO BNG PHNG PHÁP DP NÓNG 14 3.1.2.1. Vt liu chi tit 14 3.1.2.2. Quy trình dp nóng chi tit c xe n hp kim nhôm A6061 14 3.1.2.3. Thit b sn xut 15 3.1.2.4. Ch đ nhit luyn 18 3.1.2.5. Kt qu thu đc 18 3.1.2.6. u nhc đim ca phng pháp 18 CHNG II: KHO SỄT, PHỂN TệCH CHI TIT ĐC CH TO BNG PHNG PHỄP ĐÚC ỄP LC 3.2.1. S LC V S HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIN CA NGẨNH ĐÚC ÁP LC 20 3.2.2. CÔNG NGH ĐÚC ÁP LC CAO 22 3.2.2.1. Th nƠo lƠ đúc áp lc cao 22 3.2.2.2. u, nhc đim ca đúc áp lc cao 22 3.2.2.3. Khuôn đúc áp lc cao 23 Trang viii 3.2.2.4. Quy trình đúc áp lc cao 24 3.2.2.5. Thit b đúc áp lc cao 26 3.2.2.6. C s công ngh tính toán c cu ép vƠ c cu khóa khuôn 32 3.2.3. NH HNG CA ÁP LC TI QUÁ TRÌNH KT TINH CA KIM LOI 38 3.2.4. THY ĐNG HC QUÁ TRÌNH ĐIN ĐY KHUÔN 39 3.2.4.1. Nguyên tc 39 3.2.4.2. Va đp ca dòng np lên thành khuôn 40 3.2.4.3. Đin đy hc khuôn 43 3.2.4.4. Điu kin thy đng hc ca quá trình thoát khí 48 3.2.4.5. Tính toán h thng rót 50 3.2.4.6. Tính h thng thoát hi 58 3.2.5. KHUYT TT ĐÚC VẨ CÁC BIN PHÁP PHÒNG NGA 59 3.2.6. KHO SÁT CHI TIT C XE N CH TO BNG PHNG PHÁP ĐÚC ÁP LC 61 3.2.3.1. Vt liu chi tit 61 3.2.3.2. Xây dng quy trình đúc áp lc chi tit c xe n hp kim nhôm A356 63 3.2.3.3. Thit b sn xut cn thit đ đúc áp lc 64 3.2.3.4. Ch đ nhit luyn 65 3.2.3.5. u nhc đim ca phng pháp 65 CHNG III CH TO THC NGHIM SN PHM VẨ THệ NGHIM KIM TRA 3.3.1. CH TO THC NGHIM SN PHM 66 3.3.1.1. K hoch thc hin vƠ điu kin c s vt cht thc nghim 66 3.3.1.2. Quá trình thc nghim 68 a. Dng mu sn phm 3D t bn v 2D 68 b. Tính toán la chn phng án tách khuôn 68 c. Tách khuôn cho sn phm 69 Trang ix d. Thit k v và các thành phn khác trong khuôn 71 e. Gia công khuôn 73 f. Đúc th vƠ điu chỉnh 73 g. Ct bavia và nhit luyn x lý b mặt 75 h. Hoàn thin sn phm 75 3.3.2. THÍ NGHIM KIM TRA 76 3.3.2.1. Kim tra khi lng bng cơn đin t 76 3.3.2.2. Kim tra đ cng bng kìm Webster Instrument (Model B) 77 3.3.2.3. Kim tra đ bn mi 78 3.3.2.4. Kim tra khuyt tt trên máy siêu âm 79 3.3.2.5. Kim tra quá trình oxy hóa 79 3.3.2.6. Kt qu các thí nghim kim tra 80 CHNG IV: SO SỄNH PHNG PHỄP DP NịNG VẨ ĐÚC ỄP LC TRONG CH TO CHI TIT C XE N HP KIM NHỌM 3.4.1. SO SÁNH QUY TRÌNH SN XUT 81 3.4.2. SO SÁNH THÔNG S K THUT 83 3.4.3. SO SÁNH HIU QU KINH T 83 3.4.4. KT LUN 83 PHN IV. KT LUN VẨ KHUYN NGH 4.1 KT LUN 85 4.2 HNG PHÁT TRIN Đ TÀI 85 TÀI LIU THAM KHO 86 Trang x DANH SÁCH CÁC CH VIT TT ĐH CAE CSIRO ATM TNHH kg mm cm : Đi hc : Computer Aided Engineering :Commonwealth Scientific & Industrial Research Organisation : Advanced Thixotropic Metallurgy : Trách nhim hu hn : kilôgam : milimet : centimet Trang xi m HB N daN 0 C at pa Mpa S J K KVA AMD HRC ml : met :ăđộ cứng Brinell : Newton : deca Newton : Degrees Celsius/ăđộ C : atmotphe kỹ thut : Pascal : Mêga pascal : second / giây : Joule / Jun : Kelvin : Kilo Volt-Ampere : Electric Discharge Machining :ăđộ cứng Rockwell C : mili-lit DANH MC CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1.1. MáyăđúẾăáịăệực ZDC-420ẫắẮ,ZắAăđc ch to bởi Vin Công Ngh - Bộ Côỉgăắhỉg 3 Hình 2.1.2. Một số sn phẩmăđúẾăáịăệực ti công ty Song Tain 4 Hình 2.2.1. Một số sn phẩm từ đúẾăáịăệực tiăĐàiăLỊaỉă&ăNht Bn 5 Hình 3.0.1. Chi tit cổ xe n hp kim nhôm 7 Hình 3.1.1.1. Ắăđồ kt cấu của một bộ khuôn dp nóng (rèn): 8 Trang xii Hình 3.1.1.2. Bộ khuẾhăđi áp suất 10 Hình 3.1.1.3. Máy ép trc khuỷu 10 Hình 3.1.1.4. Ắăđồ ỉguyêỉăệýămáyăẽúaăhiăỉc 11 Hình 3.1.1.5. Ắăđồ nguyên lý máy ép ma sát kiểu trc vít 12 Hình 3.1.1.6. Lò buồng dùng nhiên liu rn 13 Hình 3.1.1.7. Lò buồng liên tc 13 Hình 3.1.1.8. Lòăđin trở 13 Hình 3.1.2.1. Khuôn dp ct phôi 15 Hình 3.1.2.2. Khuôn dp nóng 15 Hình 3.1.2.3. Khuôn dịăẾỊỉgăẽc 1 15 Hình 3.1.2.4. Khuôn gấịăẾỊỉgăẽc 2 16 Hình 3.1.2.5. Khuôn dp ct baz (ba via) 16 Hình 3.1.2.6. Khuôn dp phẳng 16 Hình 3.1.2.7. H thống sấy cho dp nóng 17 Hình 3.1.2.8. Máy ép thủy lực 500 tấn 17 Hình 3.1.2.9. Máy dp trc khuỷu 20 tấn 17 Hình 3.1.2.10. Lò nhit luyn 18 Hình 3.2.1.1. Ắăđồ nguyên lý củaămáyăđúẾăáịăệựẾăẮtuọgissăỉĕmă1849 20 Hình 3.2.1.2. MáyăđúẾăáịăệực DusỀỉẽỀọyăỉĕmă1877 21 Hình 3.2.1.3. Ắăđồ máyăđúẾăáịăệực của công ty H.H Franking ch tỊăỉĕmă 1904 21 Hình 3.2.2.1. Nguyên lý to vtăđúẾ 22 Hình 3.2.2.2. Kt cấu bộ ỆhuôỉăđúẾăáịăệực cao 23 Hình 3.2.2.3. MôăhửỉhăỆhuôỉăđúẾăáịăệực nằm ngang 24 Hình 3.2.2.4. CáẾăgiaiăđỊỉăđúẾăáịăệực 25 Hình 3.2.2.5. ắhayăđổi của tốẾăđộ và áp suất trong buồng ép 25 Hình 3.2.2.6. Ắăđồ nguyên lý chung củaămáyăđúẾăáịăệực 26 Hình 3.2.2.7. Một số kiểu ép buồn nguội 27 Hình 3.2.2.8. MáyăđúẾăáịăệực buồng ép nguội của hãng SINATEK 28 Trang xiii Hình 3.2.2.9. NguyêỉăệýămáyăđúẾăáịăệực có buồng ép nguội nằm ngang 29 Hình 3.2.2.10. Ắăđồ nguyên lý làm vic củaămáyăđúẾăáịăệực buồng nguội - 29 Hình 3.2.2.11. Nguyên lý máyăđúẾăáịăệực buồng ép nóng 30 Hình 3.2.2.12. Ắăđồ ỉguyêỉăệýămáyăđúẾăáịăệực buồng ép nóng 31 Hình 3.2.2.13. MáyăđúẾăáịăệực buồng ép nóng của hãng SIMHOPE chuyên đúẾăỆm 31 Hình 3.2.2.14. CăẾấu ép buồng nằm ngang một xilanh 32 Hình 3.2.2.15. Ắăđồ ẾăẾấu ép và áp lực ép 34 Hình 3.2.2.16. CăẾấu khóa khuôn kiểuăẾáỉhătayăđòỉăẾủa máyăđúẾăẽuồng ép ngang 35 Hình 3.2.2.17. Giỉăđồ xáẾăđnh giá tr ∑ạăịh thuộc vào áp suất P n và đng kính xilanh ép D n 36 Hình 3.2.3.1. Quan h ph thuộc của h số thấm vào nhităđộ vùng 2 pha hp kim nhôm. 37 Hình 3.2.4.3.1. Ắăđồ dòng phân tán trong hốc khuôn 43 Hình 3.2.4.3.2. Ắăđồ điỉăđầy khuôn có ch độ dòng phân tán và chy rối 44 Hình 3.2.4.3.3. ắhayăđổi kt cấu vtăđúẾăđể to dòng ép thun li 47 Hình 3.2.4.3.4. Khuôn có rãnh dn chiuăếàyăthayăđổiăđc 47 Hình 3.2.4.3.5. Ép thêm ở thành dày a), thành mỏng b) và vấu lồi c) 48 Hình 3.2.4.4.1. H thốỉgăọótătọỊỉgămáyăđúẾăẽuồng ép thẳỉgăđứng a) và buồng ép nằm ngang b) 54 Hình 3.2.4.4.2. H thống rót trực tip không có rãnh dn a) và b); có rãnh dn c) 54 Hình 3.2.4.4.3. H thống rót kiểu ngoài 55 Hình 3.2.4.4.4. H thống rót cho vtăđúẾăẾóăẾấu to hình dáng khác nhau 55 Hình 3.2.6.1.1. Biểuăđồ biểu din các hp kim s dỉgătọỊỉgăđúẾăáịăệực 61 Hình 3.2.6.1.2. Phôi nhôm thỏi 62 Hình 3.2.6.3.1. Lò nấu nhôm s dng ỉĕỉgăệỉgăđin 64 Hình 3.2.6.3.2. MáyăđúẾăáịăệực 64 Trang xiv Hình 3.2.6.3.3. Lò nhit luyn nhôm 64 Hình 3.3.1.2.1. Hình 3D mu sn phẩm cổ xe n 68 Hình 3.3.1.2.2. Mu bố tọíăđng liu và rãnh thoát khí 69 Hình 3.3.1.2.3. Mu bố trí các mặt phân khuôn 69 Hình 3.3.1.2.4. Lõi khuôn cố đnh 70 Hình 3.3.1.2.5. LõiăỆhuôỉăếiăđộng 70 Hình 3.3.1.2.6. CỊỉătọt 01 70 Hình 3.3.1.2.7. 2ăẾỊỉătọt bên 70 Hình 3.3.1.2.8. Hình ghép naăỆhuôỉăếi 70 Hình 3.3.1.2.9. Vỏ khuôn cố đnh 71 Hình 3.3.1.2.10. Vỏ Ệhuôỉăếiăđộng 71 Hình 3.3.1.2.11. Tấm gi 71 Hình 3.3.1.2.12. Tấmăđẩy 71 Hình 3.3.1.2.13. Gối kẹp 71 Hình 3.3.1.2.14. ậayătọtăẾỊỉătọt 71 Hình 3.3.1.2.15. Gù 72 Hình 3.3.1.2.16. Pét 72 Hình 3.3.1.2.17. Các loi cốt dn 72 Hình 3.3.1.2.18. Các loiătyăệóiă(đẩy) 72 Hình 3.3.1.2.19. Thit k mô hình 3D bộ ỆhuôỉăđúẾăáịăệực 72 Hình 3.3.1.2.20. Phần khuôn cố đnh 73 Hình 3.3.1.2.21. PhầỉăỆhuôỉăếiăđộng 73 Hình 3.3.1.2.22. Ảiụỉăđồ thể hin vn tốẾăđầu tống (pittong) theo quãng đỉgăđi ỆhiăđóỉgăỆhuôỉ 74 Hình 3.3.1.2.23. MuăđúẾăsn phẩm 75 Hình 3.3.1.2.24. Sn phẩm qua các khâu x lý huăđúẾ 75 Hình 3.3.2.1.1. Cân muătọêỉăẾợỉăđin t 76 Hình 3.3.2.2.1. Kim Webster Instrument (Model B) 77 Hình 3.3.2.3.1. Máy kiểmătọaăđộ bn mỏi 78 [...]... Nghiên cứu, phân tích, thay thế ph ơng pháp gia công dập nóng bằng đúc áp lực trong chế tạo chi tiết Cổ xe nữ hợp kim nhôm đ làm lu n văn t t nghi p cao h c c a mình Đ t iđ c th c hi n d is h ng d n c a th y TS Huỳnh Nguy n Hoàng và s h tr v mặt thi t b k thu t c a công ty TNHH Song Tain Industrial 1.2 M c tiêu đ tài + Xây d ng thành công quy trình s n xu t hàng lo t cho chi ti t ắC xe n Ằ h p kim. .. kim nhôm, k m cho xe đ p và xe máy Các s n ph m ph đơy đ c ch t o ch y u b ng hai ng pháp lƠ đúc áp l c và d p (d p nóng , d p ngu i) Chi ti t ắ C xe n Ằ v t li u h p kim nhôm A6061 cho xe đ p đƣ đ c s n xu t b ng ph ng pháp d p nóng t i công ty t năm 2008 Hi n nay do nhu c u khách hƠng tăng cao v i các đ n đặt hàng t các c s trong n c, v i ph năng su t r t th p, c ng v i khi tăng s l ng pháp d p nóng. .. - m t trong nh ng ph ng pháp c b n đ ch t o các chi ti t máy và các s n ph m kim lo i thay th cho ph ng pháp đúc hoặc gia công c t g t Gia công bi n d ng th c hi n b ng cách dùng ngo i l c tác d ng lên kim lo i thái nóng hoặc ngu i làm cho kim lo i đ t đ n quá gi i h n đƠn h i, k t qu s lƠm thay đ i hình d ng c a v t th kim lo i mà không phá hu tính liên t c vƠ đ b n c a chúng Đặc đi m c a gia công. .. tâm công ngh ng ĐH S Ph m K Thu t và Trung tâm Ki m đ nh và Hu n luy n An toƠn Lao đ ng Tp H Chí Minh 1.4 Khái quát công vi c th c hi n  Kh o sát, phân tích chi ti t đ c ch t o b ng ph ng pháp d p nóng  Kh o sát, phân tích chi ti t đ c ch t o b ng ph ng pháp đúc áp l c  Ch t o th c nghi m và làm các thí nghi m ki m đ nh ch t l ng  Phân tích, so sánh, k t lu n đ tài nghiên c u 1.5 Ph ng pháp nghiên. .. ng pháp gia công đ c s d ng trong s n ng pháp nƠy t o hình s n ph m thông qua khuôn đúc (khuôn ép) vƠ l c nén c a máy ép th y l c, máy ép tr c khu u, máy búaầ V i m i ph ng pháp ta có quy trình x lý, thi t b s n xu t, v t li uầriêng bi t Tuy nhiên v n có th thay th gi a hai ph ng pháp nƠy trong nh ng đi u ki n thích h p Công ty TNHH Song Tain Industrial có tr s t i Khu Công Nghi p SÓNG TH N II là công. .. c a ba-via (6) D p nóng lƠ ph ng pháp gia công áp l c trong đó kim lo i bi n d ng trong m t không gian h n ch b i b mặt lòng khuôn Quá trình bi n d ng c a phôi trong lòng khuôn phơn thƠnh 3 giai đo n: Trang 8 + Giai đo n đ u chi u cao c a phôi gi m, kim lo i bi n d ng và ch y ra xung quanh, theo ph ph ng thẳng đ ng phôi ch u ng su t nén, còn ng ngang ch u ng su t kéo + Giai đo n 2 kim lo i b t đ u lèn... mòn ng đ i nhẹầ 3.2.2 CÔNG NGH ĐÚC ỄP L C CAO 3.2.2.1 Th nƠo lƠ đúc áp l c cao Đúc áp l c cao là công ngh trong đó kim lo i l ng đi n đ y khuôn vƠ đông đặc d i tác d ng c a áp l c cao (kho ng 60-100at) do khí nén hoặc d u ép trong xilanh ép t o ra Kim lo i đ y vào khuôn t o thành v t đúc H ng đ y kim lo i Kim lo i l ng đ c nung Piston th c hi n nhi m v đ y 0 nóng kho ng 650 C kim lo i l ng vào lòng... tƠi, có hai ph ng pháp nghiên c u đ c đ a ra: + Phân tích, tính toán d a trên c s lý thuy t + Th c nghi m, x lý s li u t i công ty Song Tain Industrial vƠ c s ki m đ nh Trang 2 PH N II HI N TR NG K THU T 2.1 Hi n trang nghiên c u và công ngh trong n Tình hình nghiên c u v đúc áp l c b c Vi t Nam m y năm g n đơy có nhi u c phát tri n Vi n Công Ngh - B Công Th ng đƣ ch t o đ c máy đúc áp l c và c i ti... c đi m c a đúc áp l c cao u điểm: + Đúc áp l c cao có th đúc đ chính xác cao, ch t l không lƠm đ c các chi ti t thành m ng, ph c t p, đ ng v t đúc t t và cho t ch c sít chặt mƠ đúc rót c Trang 22  Nh ợc điểm: + Chỉ đúc đ + c các chi ti t có kh i l ng nh Giá thƠnh khuôn cao, do khuôn đúc áp l c có k t c u ph c t p, yêu c u k thu t cao + Th ng chỉ đúc v t li u là m t s h p kim nh h p kim nhôm, k m,... t i thì ng thì chi phí cho s n xu t nâng cao làm gi m hi u qu kinh t Công ty có nhu c u xây d ng quy trình công ngh công m i cho chi ti t này d a trên ph gia ng pháp đúc áp l c và v t li u là h p kim nhôm A356 v i m c đích tăng năng su t, gi m chi phí khi s n xu t s l ng l n đem l i hi u qu kinh t cao mà v n áp ng yêu c u k thu t c a s n ph m Trang 1 T nhu c u th c ti n s n xu t t i công ty Song Tain . tài: Nghiên cứu, phân tích, thay thế phơng pháp gia công dập nóng bằng đúc áp lực trong chế tạo chi tiết cổ xe nữ hợp kim nhôm. Nghiên cu này gii quyt vn đ thay th phng pháp gia công. đƣ chn đ tƠi Nghiên cứu, phân tích, thay thế phơng pháp gia công dập nóng bằng đúc áp lực trong chế tạo chi tiết Cổ xe nữ hợp kim nhôm đ làm lun văn tt nghip cao hc ca mình. Đ ti. KHUYT TT ĐÚC VẨ CÁC BIN PHÁP PHÒNG NGA 59 3.2.6. KHO SÁT CHI TIT C XE N CH TO BNG PHNG PHÁP ĐÚC ÁP LC 61 3.2.3.1. Vt liu chi tit 61 3.2.3.2. Xây dng quy trình đúc áp lc chi tit