(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu thông số hình học của hệ thống khuôn ảnh hưởng đến chất lượng lỗ đột

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI ANH NHƠN NGHIÊN CỨU THƠNG SỐ HÌNH HỌC CỦA HỆ THỐNG KHUÔN ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG LỖ ĐỘT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI ANH NHƠN NGHIÊN CỨU THƠNG SỐ HÌNH HỌC CỦA HỆ THỐNG KHN ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG LỖ ĐỘT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI ANH NHƠN NGHIÊN CỨU THƠNG SỐ HÌNH HỌC CỦA HỆ THỐNG KHUÔN ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG LỖ ĐỘT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ THÀNH TRUNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Bùi Anh NhơnGiới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 06-05-1983Nơi sinh: Quảng Nam Quê quán: Quảng NamDân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 55, Huỳnh Tấn Phát, Đông Hịa, Dĩ An, Bình Dƣơng Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng:0902950724 Fax: (84) 838971298E-mail:nhon.bui@schindler.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ : đến Nơi học (trƣờng, thành phố): Ngành học: Kỹ Thuật Cơ Khí Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 7/2011 đến 3/2013 Nơi học (trƣờng, thành phố):Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Ngành học: Kỹ Thuật công nghệ khí III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2007-2009 Công ty TNHH Nidec Sankyo VN Quản lý sản xuất 2009-2017 Công ty TNHH Schindler VN Quản lý sản xuất Trang i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng năm 2017 (Ký tên ghi rõ họ tên) Trang ii LỜI CẢM TẠ Đầu tiên xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Đỗ Thành Trung, ngƣời định hƣớng tƣ vấn phƣơng pháp ứng dụng để giải vấn đề nghiên cứu tơi q trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn tồn thể anh em kỹ thuật sản xuất công ty Schindler tạo điều kiện hƣớng dẫn tơi q trình thiết kế thử nghiệm sản phẩm công ty Tôi xin cảm ơn quý thầy tham gia giảng dạy chƣơng trình đạo tạo thạc sĩ kỹ thuật khí ngoại ngữ trang bị cho tơi kiến thức dồi áp dụng trực tiếp vào công việc mở hƣớng nghiên cứu khác công ty Cuối cảm ơn tất bạn bè CKM15B anh khóa 2014B trao đổi thơng tin liên lạc suốt q trình học chia kinh nghiệm TP Hồ Chí Minh, Ngày 15 tháng năm 2017 Bùi Anh Nhơn Trang iii TÓM TẮT Hiện sản phẩm Bracket công ty Schindler gặp vấn đề chiều cao Bavia sau gia công cao 0.35mm, dẫn đến sau gia công phải chuyển qua công đoạn mài,thƣờng xuyên xảy tai nạn, tốn chi phí sản xuất thời gian giao hàng Để giải vấn đề trên, đề tài “Nghiên cứu thơng số hình học hệ thống khuôn ảnh hƣởng đến chất lƣợng lỗ đột” đƣợc thực nhằm xác định đƣợc khe hở, lỗ thoát phoi, góc cắt phù hợp, phƣơng pháp mơ phần mềm Deform 3D qui hoạch thực nghiệm.Từ tối ƣu hóa thơng số hình học khn để Bavia nhỏ nhất.Kết sản phẩm sau thực nghiệm đáp ứng đƣợc mong đợi với chiều cao Bavia tƣơng đƣơng với kết mô kết thực nghiệm nhỏ 0.35mm ABSTRACT At present, the Bracket productsin Schindler company have a problem with the height of burr is higher than 0.35mm, Therefore, it must be passed through the grinding after punching holes process Itrelated to thebad accident happening, high product costs and high time delivery.In order to solvethose problems, the topic research of “The effect ofgeometrical parameters of molding system onthe quality of Bracket” The purpose of this research isto identify the gap, the height of hole for dropping scrap,the suitable cutting angle based on simulation with Deform 3D software and the experimental planning.Then,the geometrical parameters of molding are optimized with the height of burr is the smallest The results show that the experimental and numerial results havea good agreement with the height of burr is less than 0.35mm Trang iv MỤC LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM TẠ iii TÓM TẮT iv MỤC LỤC v DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT viii DANH SÁCH HÌNH ix DANH SÁCH BẢNG xii Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung gia công áp lực 1.1.1 Công nghệ dập 1.1.2 Cơng nghệ dập tạo hình khối .4 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Ngoài nƣớc 1.2.2 Trong nƣớc 1.3 Tính cấp thiết đề tài 10 1.4 Mục tiêu nghiên cứu nội dung nghiên cứu 10 1.4.1 Mục tiêu nghiên cứu .10 1.4.2 Nội dung nghiên cứu 10 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 11 1.6 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu sản phẩm 11 1.7 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 11 Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 Cơ sở lý thuyết biến dạng dẻo kim loại 12 Trang v 2.1.1 Biến dạng dẻo 13 2.1.2 Biến dạng phá hủy 19 2.1.3 Biến dạng dẻo đa tinh thể 19 2.1.4 Ứng suất 20 2.1.5 Điều kiện dẻo trình biến dạng dẻo 22 2.1.6 Tính dẻo vật liệu trở lực biến dạng .22 2.1.7 Ma sát tiếp xúc 23 2.2 Cơ sở lý thuyết công nghệ dập 24 2.2.1 Khái niệm 24 2.2.2 Phân loại 25 2.2.3 Cấu tạo khuôn dập 31 2.2.4 Nguyên lí 31 2.2.5 Các dạng khuyết tật nguyên công dập .33 2.2.6 Các thông số ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm dập 33 2.3 Cơ sở lý thuyết mô 35 2.3.1 Ứng dụng phƣơng pháp phần tử hữu hạn 35 2.3.2 Các bƣớc tồn mơ 36 2.3.4 Mơ hình học .37 2.3.5 Mơ hình vật liệu .38 2.3.6 Chia lƣới 38 2.3.7 Đặt điều kiện biên (nhiệt độ, ma sát, tiếp xúc) 38 2.3.8 Giải toán .39 2.3.9 Đo kết 40 2.4 Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm 40 2.4.1 Quy hoạch thực nghiệm đơn yếu tố 40 2.4.2 Quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố 42 Chƣơng TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KHN DẬP LỖ 45 Trang vi 𝑥 Stt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Bảng 4.15: Ma trận tính hệ số 𝑥 𝑥 𝑥 𝑥 𝑥 0.615 -0.615 -0.615 -0.615 0.998 0.998 -0.998 -0.998 0.624 -0.624 0.624 -0.624 1.007 1.007 1.007 -1.007 0.665 -0.665 -0.665 0.665 1.048 1.048 -1.048 1.048 0.674 -0.674 0.674 0.674 1.090 1.090 1.090 1.090 0.301 0 0.312 0 0.322 0 0.312 0 1.417 2.004 0 0.739 -1.045 0 0.490 0.693 0.440 -0.622 0.503 0 0.711 0.450 0 -0.636 12.007 2.52384 0.13971 0.30795 𝑦 𝑥 𝑥 𝑥 𝑥 0.615 -0.998 -0.624 1.007 0.665 -1.048 -0.674 1.090 0 0 0 0 0 0.033 0.615 -0.998 0.624 -1.007 -0.665 1.048 -0.674 1.090 0 0 0 0 0 0.033 𝑥ụ 𝑦 𝑥ụ 𝑥 𝑥 𝑥 𝑥 0.615 0.998 -0.624 -1.007 -0.665 -1.048 0.674 1.090 0 0 0 0 0 0.033 𝑥 𝑥 𝑥 -0.615 0.205 0.205 0.205 0.998 0.333 0.333 0.333 0.624 0.208 0.208 0.208 -1.007 0.336 0.336 0.336 0.665 0.222 0.222 0.222 -1.048 0.349 0.349 0.349 -0.674 0.225 0.225 0.225 1.090 0.363 0.363 0.363 -0.201 -0.201 -0.201 -0.208 -0.208 -0.208 -0.215 -0.215 -0.215 -0.208 -0.208 -0.208 1.889 -0.945 -0.945 0.985 -0.493 -0.493 -0.327 0.653 -0.327 -0.293 0.587 -0.293 -0.335 -0.335 0.671 -0.300 -0.300 0.600 0.033 3.02833 0.57633 0.62233 𝑦 𝑥 Clerance 0.615 0.998 0.624 1.007 0.665 1.048 0.674 1.090 0.301 0.312 0.322 0.312 1.417 0.739 0.490 0.440 0.503 0.450 𝑦 ∝ ∝ 𝑁 b0 = bj = b3 = bij = N N i=1 yi N u =1 𝑥 ụj y u N 𝑥2 u =i uj 0.30795 12 = = 18 (0.615+0.998 + … + 0.53+0.45) = 0.66706 N u =1 𝑥 ụj y u 2k +2.∝2 = N u =1 𝑥 ụj y u +2.1,414 (4.23) (4.24) b1 = 2.52384 b2 = 0.13971 = 0.21032 12 12 = 0.01164 = 0.02566 N (𝑥 x ).y u u =1 ụj uj N (𝑥 x )2 u =i ui uj = N (𝑥 𝑥 ).y u u =1 ụj uj k = b12 = N u =1 𝑥 ụj y u 23 0.033 (4.25) = 0.00413 0.033 = 0.00413 0.033 b23 = = 0.00413 0.033 b123 = = 0.00413 b13 = Trang 62 ′ N u =1 𝑥 ui y u N (𝑥 ′ )2 u =i ụj bjj = ′ N u =1 𝑥 ui y u 2∝4 = = ′ N u =1 𝑥 ui y u 2.1.414 (4.26) 3.0283 = 0.37854 7.99 0.57633 = = 0.07204 7.99 b11 = b22 b33 = 0.62233 7.99 =0.07779 Vậy có phƣơng trình hồi quy hàm mục tiêu nhƣ sau: Y1 = 0.66706 + 0.21032 𝑥1 + 0.01164.𝑥2 + 0.02566.𝑥3 + 0.00413 𝑥1 𝑥2 + 0.00413.𝑥1 𝑥3 + 0.00413.𝑥2 𝑥3 + 0.00413.𝑥1 𝑥3 𝑥3 + 0.37854.𝑥1′ +0.07204.𝑥2′ + 0.07779.𝑥3′ (4.27) Để xác đinh phƣơng sai tái làm thí nghiệm lặp tâm phƣơng án Kết sau mơ Bảng 4.16: Thí nghiệm tâm phƣơng án Phƣơng sai tái sinh tâm đƣợc xác định nhƣ sau: Sth = (y −y )2 u u =1 u n −1 = 0.00022075 4−1 = 0.0000736 (4.28) ∗Kiểm định ý nghĩa hệ số hồi qui theo tiêu chuẩn Student: bj tj = (4.29) s bj Trong đó: sbj phƣơng sai hệ số bj Sb0 = t b0 = Sbj = S 2th N b0 Sb = S 2th = 0.00000409 => 𝑆b0 = 0.002022 (4.30) 0.66706 0.002022 = N U =1 𝑥 uj = 329.9 S 2th 2k +2∝2 = (4.31) 0.0000736 12 = 0.0000061 => Sbj =0.002476 (4.32) Trang 63 b1 t b1 = Sbj t b2 = Sbj t b3 = Sbj b2 b3 = = = 0.21032 0.002476 0.01164 0.002476 0.02566 0.002476 S 2th Sbij = = 84.9 (4.33) = 4.7 (4.34) = 10.4 (4.35) = N (𝑥 𝑥 ) U =1 ui uj b12 t b12 = Sbij t b13 = Sbij t b23 = Sbij b13 b23 t b123 = Sbjj = = = = b123 Sbij 0.00413 0.003033 0.00413 0.003033 0.00413 0.003033 = S 2th b11 Sbjj t b22 = Sbjj t b33 = Sbjj b22 b33 = = = 0.37854 0.012131 0.07204 0.012131 0.07779 0.012131 0.0000736 =0.0000092 =>Sbij =0.003033 (4.36) = 1.36 (4.37) = 1.36 (4.38) = 1.36 (4.39) 0.00413 = = 2k 0.003033 N (𝑥 ′ )2 U =1 ui t b11 = S 2th = 1.36 S 2th 2.∝4 = (4.40) 0.0000736 7.99 = 0.0001472 => Sbjj =0.012131 (4.41) = 31.2 (4.42) = 5.9 (4.43) = 6.4 (4.44) Tra bảng chuẩn Student chọn mức ý nghĩa ρ=0.05 đƣợc t ρ f = t 0.05 = 3.18, bậc tự n0 = − = nên chọn f=3 Vì giá trị t b12 , t b13 , t b23 , t b123 < 3.18 nên hệ số bị loại Có hệ số cịn lại phƣơng trình hồi quy nhƣ sau: y= 0.66706 + 0.21032 𝑥1 + 0.01164.𝑥2 + 0.02566.𝑥3 + 0.37854.𝑥1′ +0.07204.𝑥2′ + 0.07779.𝑥3′ (4.45) Thế vào: 𝑥1′ =𝑥12 - 0.67, 𝑥2′ =𝑥22 - 0.67, 𝑥3′ =𝑥32 - 0.67 y = 0.301304 + 0.21032.𝑥1 + 0.001164.𝑥2 + 0.02566𝑥3 + 0.37854.𝑥12 + 0.007204.𝑥22 + 0.007779.𝑥32 (4.46) ∗Kiểm định tƣơng thích phƣơng trình hồi quy theo tiêu chuẩn Fisher: Trang 64 𝑥 Stt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Bảng 4.17: Tính tốn phương trình hồi quy 𝑥 𝑥 𝑥 𝑥 𝑥 -0.210 0.210 -0.210 0.210 -0.210 0.210 -0.210 0.210 0 0 0.29744 -0.2974 0 0 -0.012 -0.012 0.012 0.012 -0.012 -0.012 0.012 0.012 0 0 0 0.01647 -0.0165 0 𝑥 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 0 0 0 0 0 0 1.4142 0 -1.414 0 1.4142 0 -1.414 0 1.4142 0 -1.414 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 0.313 𝑥 𝑥 𝑥 𝑥 -0.026 0.379 0.072 0.078 -0.026 0.379 0.072 0.078 -0.026 0.379 0.072 0.078 -0.026 0.379 0.072 0.078 0.026 0.379 0.072 0.078 0.026 0.379 0.072 0.078 0.026 0.379 0.072 0.078 0.026 0.379 0.072 0.078 0 0 0 0 0 0 0 0 0.75708 0 0.75708 0 0 0.14408 0 0.14408 0.03629 0 0.15558 -0.0363 0 0.15558 0.615 0.998 0.624 1.007 0.665 1.048 0.674 1.090 0.301 0.312 0.322 0.312 1.417 0.739 0.490 0.440 0.503 0.450 𝑦 −𝑦 F= S 2dư S 2th Sdư = 𝑦 −𝑦 𝑦 𝑦 0.594 1.014 0.617 1.038 0.645 1.066 0.668 1.089 0.313 0.313 0.313 0.313 1.368 0.773 0.474 0.441 0.505 0.432 = 0.00045 0.00027 0.00005 0.00094 0.00040 0.00032 0.00003 0.00000 0.00015 0.00000 0.00008 0.00000 0.00244 0.00114 0.00027 0.00000 0.00000 0.00031 0.00685 2 (Sdư phương sai dư, Sth phương sai tái hiện) (4.47) N− K+1 ( N i=1 yi − yi = 18− 6+1 0.00684586=0.00062235(4.48) (K=6 phƣơng trình có (𝑥1 , 𝑥2 , 𝑥3 ,𝑥12 , 𝑥22 , 𝑥32 )) F= S 2dư S 2th = 0.00062235 0.0000736 = 8.45777 (4.49) Tra bảng phân bố Fisher với mức ý nghĩa ρ = 0.05 Các bậc tự N-(k+1)=18(6+1)=11, f0 = n0 − = − = 3.Vậy có Fp f1 f2 = F0.05 11,3 = 8.8 Có: F