Design and manufacture of mold pipe forming by steam pressure

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DESIGN AND MANUFACTURE OF MOLD PIPE FORMING BY STEAM PRESSURE GVHD SVTH MSSV SVTH MSSV : TS PHẠM SƠN MINH : ĐẶNG VŨ NGỌC HOÀNG : 13144043 : NGUYỄN TẤN PHÚ : 13144090 SKL004924 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2017 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHN TẠO HÌNH ỐNG BẰNG ÁP LỰC HƠI NƢỚC GVHD: TS PHẠM SƠN MINH SVTH: ĐẶNG VŨ NGỌC HOÀNG MSSV: 13144043 GVHD: NGUYỄN TẤN PHÚ MSSV: 13144090 2013-2017 KHĨA: Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TS Phạm Sơn Minh Sinh viên thực hiện:Nguyễn Tấn Phú MSSV: 13144090 Đặng Vũ Ngọc Hồng MSSV: 13144043 Tên đề tài: Chế tạo khn tạo hình ống áp lực nƣớc Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Khn có kích thƣớc 110x100x60mm - Nhiệt độ tối đa dự kiến sau gia nhiệt: 300 C Kích thƣớc ống: đƣờng kính 16mm Nội dung đồ án: - Chế tạo khn - Tạo hình ống cách gia nhiệt cho khuôn - Tiến hành đo đạc, lấy số liệu để phân tích, so sánh kết (Giữa loại ống có vật liệu khác loại mẫu hình khác nhau) Các sản phẩm dự kiến - Khn - Ống - Bản báo cáo, phân tích, so sánh kết Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Tiếng Việt Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Việt TRƢỞNG KHOA TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) i PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: Nguyễn Tấn Phú Đặng MSSV: 13144090Hội đồng:10 Họ tên sinh viên: Vũ Ngọc Hoàng MSSV: 13144043 Hội đồng: 10 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHN TẠO HÌNH ỐNG BẰNG ÁP LỰC HƠI NƢỚC Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật khí Họ tên GV hƣớng dẫn: TS Phạm Sơn Minh Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên Nhận xét kết thực ĐATN 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) ii 2.3.Kết đạt được: 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: TT Hình thức kết cấu ĐATN Đung format vơi đầy đu ca hinh thưc va nôị dung cua cac mucc ́́ Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài Tính cấp thiết đề tài Nội dung ĐATN Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa hocc xãhôị… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế Khả cải tiến phát triển Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài Sản phẩm cụ thể ĐATN Kết luận:   Đƣợc phép bảo vệ Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2017 Giảng viên hƣớng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) iii PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: Nguyễn Tấn Phú Đặng MSSV: 13144090 Hội đồng: 10 Họ tên sinh viên: Vũ Ngọc Hoàng MSSV: 13144043 Hội đồng: 10 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHN TẠO HÌNH ỐNG BẰNG ÁP LỰC HƠI NƢỚC Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật khí Họ tên GV phản biện: (Mã GV) ThS Nguyễn Văn Sơn Ý KIẾN NHẬN XÉT 1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 3.Kết đạt được: Những thiếu sót tồn ĐATN: iv Câu hỏi: Đánh giá: TT Hình thức kết cấu ĐATN Đung format vơi đầy đu ca hinh thưc va nôị dung cua cac mucc ́́ Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài Tính cấp thiết đề tài Nội dung ĐATN Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế Khả cải tiến phát triển Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài Sản phẩm cụ thể ĐATN Kết luận:   Đƣợc phép bảo vệ Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2017 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) v LỜI CẢM ƠN Hôm em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh truyền đạt, giảng dạy cho chúng em kiến thức chuyên ngành nhƣ đời sống vơ bổ ích.Là tàu đƣa chúng em từ ngày đầu bỡ ngỡ thứ thành thị xa lạ với Thiết nghĩ hành trang q giá để giấc mơ chúng em đến lúc nảy chồi vƣơn cao Ngày hôm nay, với sức trẻ niềm tin chúng em xin hứa cố đem tuổi trẻcống hiến cho đất nƣớc làm cho đất nƣớc ngày giàu mạnh Và đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo khoa Cơ khí Chế tạo Máy, thầy môn Công nghệ Chế tạo Máy tận tình giúp đỡ chúng em hồn thành khóa học năm đầy chơng chênh nỗ lực đời mình, sinh viên khóa 2013 -2017 Riêng với Thầy Phạm Sơn Minh, bận cơng việc nhƣng Thầy tận tình giúp đỡ chúng em đồ án tốt nghiệp Thầy hết lòng hƣớng dẫn, truyền cảm hứng động lực giúp chúng em hăng say công việc Ngƣời thầy thầm lặng đứng sau hỗ trợ công việc nhƣ tiếp thêm sức mạnh ngày tháng làm việc cực nhọc Bên cạnh đó, thầy ngƣời vui tính, phóng khống, ln ln cƣời đùa với ngƣời nhƣ ngƣời thân thiết gia đình Tuy có lúc tuổi trẻ ham chơi làm thầy vất vả Và sau tất cả, chúng em biết chân thành xin lỗi lỗi lầm xin trân trọng cảm ơn hy sinh thầm lặng thầy ngày qua Với chân thành, chúng em kính trọng biết ơn thầy khơng nhƣ ngƣời thầy mà cịn nhƣ ngƣời thân Chúng em không quên gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến gia đình đồng nghiệp hợp tác khuyến khích họ, giúp chúng tơi hồn thành dự án vi 6.2.3 Kiểm tra liệu kiểm tra hoạt động Nhấp chọn biểu tƣợng “Data check” để xem lại trình thiết lập định nghĩa đối tƣợng Thông tin, lỗi cảnh báo đƣợc hiển thị hình Nhấp chọn “Close” khơng có lỗi hiển thị Nhấp chọn biểu tƣợng “Kinematics check” để kiểm tra chuyển động Nhấp chọn biểu tƣợng “Play” Chọn “Close” sau kiểm tra chuyển động hồn tất Hình 37:Kiểm tra kiệu kiểm tra hoạt động 68 6.2.4 Tiến hành mô 6.2.4.1 Thêm máy chủ vàxác định “Solver” Nhấp chọn biểu tƣợng “Computation” Nhấp chọn “Hosts” để mở “Hosts window” Hình 38: Tạo máy chủ Nhấp chọn biểu tƣợng “+” để tạo máy chủ Nhập “DMP-SP” nhƣ tên cho máy chủ xác định loại máy chủ (Local or Network) hệ điều hành Tại bảng “Machine”, thiết lập “Operating system” Windows (64-bit), Chọn Local: Host 69 Hình 39:Tạo máy chủ Trong bảng “Solver”, thiết lập “Pam-Stamp solver” loại “Solver”, “Distributed (DMP)” “Parallelism model” and “Single precision” “Precision” Trong bảng “DMP” chọn “Automatic” “MPI library” “MPI Directory” Hình 40:Tạo máy chủ Nhấp chọn bảng Launch Nhập đƣờng dẫn đến tập lệnh trình biên dịch PAM-STAMP “(Installationdirectory)/Binary-64Bit/Solver/pamstamp.bat” 10 Chọn Pampstamp.bat 11 Nhấp chọn OK 12 Nhấp chọn OK 70 Hình 41: Tạo máy chủ 6.2.4.2 Start Solver Trong “Solver/Start menu”, Chọn Solver yêu cầu “DMP-SP” Nhấp chọn OK Chọn the “Number of processors” chọn “OK” Nhấp chọn OK “Message windows” để bắt đầu mô Một cửa sổ thơng báo xuất mơ hồn tất Hình 42: Các bƣớc tiến hành mơ 71 6.3 Kết mơ Áp suất đƣợc tính theo đơn vị GPA, thời gian đƣợc tính theo đơn vị giây Áp suất thời gian đƣợc cài đặt q trình mơ hình 6.43 Hình 43:Áp suất thời gian mô 6.3.1 Kết mô với mẫu Hình 44: Độ dày mẫu Bề dày ống sau biến dạng vị trị lớn 1,164mm Vị trí nhỏ 0.837mm, ta thấy ống không biến dạng chƣa hết, lý lỗi thiết kế, cần khắc phục lại bo cạnh cho lõi khuôn để ống biến dạng tốt theo mong muốn 72 Lực căng (lực kéo): Lực kéo chủ yếu tập trung phần lõm xuống lõi khuôn, lý phần biến dạng nhiều nhất, nên lực căng tập trung nhiều Lực căng lớn 0.332, nhỏ 0.046 Hình 45: Lực căng lớn mẫu Ứng suất lớn nhất: Hình 46: Ứng suất lớn Ứng suất tập trung chủ yếu phần mỏng sản phẩm, phần có khả bị nứt vỡ cao Ứng suất lớn 0.022, nhỏ -0.012 73 6.3.2 Kết mô với mẫu Độ dày: Hình 47: Độ dày mẫu Lực căng lớn nhất: Hình 48: Lực căng lớn mẫu 74 Ứng suất lớn nhất: Hình 49: Ứng suất lớn mẫu 6.3.3 Kết mô với mẫu Độ Dày: Hình 50: Độ dày mẫu 75 Lực căng: Hình 51: Lực căng lớn mẫu Ứng suất: Hình 52: Ứng suất lớn mẫu 76 6.3.4 Kết mơ với mẫu Độ dày: Hình 53: Độ dày mẫu Lực căng: Hình 54: Lực căng lớn mẫu 77 Ứng suất: Hình 55: Ứng suất lớn mẫu 6.4 Kết Luận Kết mô mẫu tƣơng tự nhƣ nhau, thông qua q trình mơphỏng cho biết đƣợc độ dày, lực căng, ứng suất… sản phẩm.Từ chỉra lỗi thiết kế, giảm thiểu thiệt hại, chi phí q trình sản xuất 78 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 7.1 Kết luận Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHN TẠO HÌNH ỐNG BẰNG ÁP LỰC HƠI NƢỚC” Chúng em hoàn thành với đầy đủ nội dung yêu cầu Qua đồ án việc đƣợc thực hành kiến thức học môn học sở chuyên ngành chúng em đƣợc trực tiếp tiếp xúc với kiến thức công nghệ gia công chế tạo, phƣơng pháp gia công tiên tiến nhƣ CNC Và phƣơng pháp phi truyền thống nhƣ gia công cắt dây Cuối chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Phạm Sơn Minh tận tình giúp đỡ chúng em hồn thành đồ án tốt nghiệp Chúng em xin cảm ơn thầy ban hội đồng nhƣ tồn thể thầy cô trƣờng dẫn dắt dạy dỗ chúng em kiến thức công nghệ chế tạo máy để chúng em hoàn thành đồ án thời gian, nhiệm vụ kế hoạch đƣợc giao 7.2 Những nội dung đề tài hồn thành Tìm hiểu sơ lƣợc trình HF Thiết kế chế tạo khn tạo hình ống áp lực nƣớc phần mền PTC Creo Paramatric 3.0 Nghiên cứu sơ lƣợc trình tạo hình ống áp lực nƣớc, ảnh hƣởng nhiệt độ, lƣợng nƣớc thời gian trình Tạo hình đƣợc số mẫu, chứng minh đƣợc phƣơng pháp thực đƣợc Mơ q trình với phần mềm Pam-Stamp 2G Nhóm chúng em cố gắng trình bày cách rõ ràng chi tiết với mục đích đề tài tài liệu học tập cho bạn sinh viên khóa sau phát triển Tuy nhiên với thời gian kiến thức hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót nội dung nhƣ hình thức trình bày Mong nhận đƣợc cảm thơng nhƣ đóng góp từ q Thầy Cơ Ngồi nhóm sinh viên cịn tích lũy đƣợc số kinh nghiệm thiết kế, củng cố lại kiến thức học, cách giải vấn đề Điều giúp cho nhóm thêm tự tin bƣớc vào sản xuất thực tế 79 7.3 Hƣớng phát triển đề tài Về nội dung nhóm sinh viên thực đầy đủ nhiệm vụ đƣợc đề Tuy nhiên hạn chế mặt thời gian, kiến thức, kinh phí nên nhóm khơng thể thực hồn hảo số q trình nhƣ chế tạo, nghiên cứu trình Vì nhóm thực đề tài tha thiết hy vọng sinh viên khóa sau nghiên cứu vấn đề cịn lại để đề tài đƣợc hồn chỉnh áp dụng vào sản xuất sau 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Phan Văn Nghệ (2006), „„ Giáo trình Cơng nghệ dập thủy tĩnh‟‟, Nhà xuất Bách Khoa - Hà Nội, trang [2] http://www.esi.com.vn/tin-tuc/61/tong-quan-ve-phan-mem-pamstamp mo-phong-quatrinh-tao-hinh-kim-loai-tam.html TIẾNG NƢỚC NGOÀI [3] Abed Alaswad, B Eng „„computer aided design andoptimization of bi layered tubehydroforming process (2012) [4] Masaaki MIZUMURA, Tohru YOSHIDA…„„Development of Hydroforming Technology‟‟ No 90 (2004) [5] Muammer Koỗ, Hydroforming for advanced manufactuing (2008) 81 ... thiết bị giao thơng Hình 11: Một số sản phẩm dân dụng Hình 12: Một số ứng dụng hydroforming ô tô Hình 1: Sơ đồ nguyên lý dập thủy tĩnh tải trọng đơn .13 Hình 2: Trạng thái... lập thuộc tính “Refinement” 63 Hình 30: Các bƣớc thiết lập thuộc tính cho ? ?Pressure? ?? 63 Hình 31: Result of “Tube” thuộc tính 64 Hình 32: Chọn “Stage Information” 64 Hình... kiện hình thành phức tạp, đòi hỏi kỹ đặc biệt - Máy tạo hình lớn đắt Hình 12: Một số ứng dụng hydroforming ô tô 2.3 Vật liệu sử dụng trình dập thủy tĩnh 2.3.1 Giới thiệu Ngày nay, cơng nghệ tạo