ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ KHUÔN DẬP CHI TIẾT VỎ BÌNH XĂNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -o0o Độc lập – Tự – Hạnh phúc -o0o VIỆN CƠ KHÍ BỘ MƠN GIA CƠNG ÁP LỰC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ Tên: NGUYỄN HUY TỒN Khóa: Viện: Cơ khí 56 Số hiệu sinh viên: 2011871 Ngành học:Cơ Điện Tử Đầu đề thiết kế “ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ KHN DẬP CHI TIẾT VỎ BÌNH XĂNG” Các Số liệu ban đầu: - Theo thiết kế sản phẩm Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Tổng quan công nghệ gia công áp lực - Tính tốn quy trình cơng nghệ dập tạo hình vỏ bình xăng - Mơ số q trình biến dạng - Thiết kế khn lập trình gia cơng máy CNC Các vẽ , đồ thị - Bản vẽ chi tiết.Kích thước A0 - Bản vẽ sơ đồ ngun cơng Kích thước A0 - Bản vẽ thiết kế khn cắt phơi Kích thước A0 - Bản vẽ kết cấu khn dập Kích thước A0 SVTH: Nguyễn Huy Toàn GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC - Bản vẽ kết cấu khn cắt vành , đột lỗ Kích thước A0 - Bản vẽ mơ Kích thước A0 Họ tên cán hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Đắc Trung Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: 30/6/2016 Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế: Hà Nội, ngày … tháng … năm 2016 Chủ nhiệm môn Cán hướng dẫn (Ký,ghi rõ họ, tên) (Ký,ghi rõ họ, tên) Sinh viên hoàn thành nộp đồ án tốt nghiệp ngày………tháng……năm…… Người duyệt (Ký,ghi rõ họ, tên) Đánh giá kết Sinh viên hoàn thành nộp toàn thiết kế cho Bộ Mơn - Điểm q trình: - Điểm duyệt: SVTH: Nguyễn Huy Toàn GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Nguyễn Huy Toàn BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NƠI VIỆN CƠ KHÍ – BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Đề tài: …………………………………………………… …………………………………………………………… - Sinh viên thực hiện: ………………………………………… - Cán hướng dẫn: ……………………………………… - Chuyên ngành: Gia công áp lực - Cán phản biện: ……………………………………… - Đơn vị: Bộ môn GCAL - Viện Cơ khí – Trường ĐHBK Hà Nội Nhận xét: Tổng quan chung: …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… SVTH: Nguyễn Huy Toàn GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC Nội dung chính: - Tính cấp thiết đề tài: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… - Nội dung thực hồn tồn phù hợp với trình độ kỹ sư: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… - Luận văn trình bày có logic, rõ ràng, sáng sủa, đọng, nêu bật nội dung công việc: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… - Ưu điểm: …………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… SVTH: Nguyễn Huy Toàn GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC - Nhược điểm, điểm cần sửa chữa, khắc phục………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Tổng điểm: … (điểm lẻ đến 0,5) Tiêu chí đánh giá: - Trình bày qui định, sẽ, sáng sủa, lỗi tả, câu văn, từ ngữ chun mơn, đề mục rõ ràng: tối đa điểm - Nội dung thực theo yêu cầu: tối đa điểm - Ý nghĩa khoa học, phát triển chuyên ngành GCAL: tối đa điểm - Ý nghĩa thực tiễn (ví dụ có sản phẩm cụ thể, hay đóng góp sản phẩm ứng dụng thực tiễn): tối đa điểm Kết luận: Tôi đồng ý / không đồng ý để sinh viên ………………… bảo vệ ĐA trước Hội đồng chấm tốt nghiệp cấp Bộ môn Hà Nội, Ngày … tháng … năm 2016 Cán phản biện (Ký tên ghi rõ họ tên) SVTH: Nguyễn Huy Toàn GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: CƠNG NGHỆ TẠO HÌNH KIM LOẠI TẤM 1: Tổng quan cơng nghệ dập tạo hình 1.1.1 Cơ sở lý thuyết 1.1.2 Các sản phẩm cơng nghệ điển hình 1.2 Phân loại nguyên công dập .8 1.3 Giới thiệu thiết bị khuôn công nghệ dập KẾT LUẬN CHƯƠNG 11 CHƯƠNG - CƠ SỞ KÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KIM LOẠI TẤM 12 2.1 Cơ sở lý thuyết biến dạng dẻo kim loại .12 2.2 Công nghệ dập vuốt thông thường 15 2.2.1 Nguyên công dập vuốt 15 2.2.2 Công nghệ miết 23 2.2.2.1 Khái niệm chung 23` 2.2.3.2Phân loại miết .23 2.2.2.2 Sơ đồ nguyên lý miết 23 2.2.3.Công nghệ dập thủy 24 2.2.4 Công nghệ dập thủy tĩnh 26 2.3 Ma sát bôi trơn dập vuốt .27 CHƯƠNG 3– TÍNH TỐN QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ DẬP CHI TIẾT 29 3.1 Đặc điểm chi tiết vỏ bình xăng .29 3.2 Xây dựng vẽ sản phẩm 31 3.3 Các phương án công nghệ 33 SVTH: Nguyễn Huy Toàn GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MƠN GIA CƠNG ÁP LỰC 3.4 Tính tốn kích thước phôi 33 3.5 Xếp hình sản phẩm phơi 35 3.6 Tính tốn cơng nghệ 36 3.8 Lựa chọn thiết bị 38 CHƯƠNG MƠ PHỎNG Q TRÌNH BIẾN DẠNG .39 4.1 Cài đặt tốn mơ 40 4.2 Mơ hình hình học, chia lưới dụng cụ gán vật liệu cho phôi 40 4.3 Kết mô trình dập 43 CHƯƠNG : THIẾT KẾ KHUÔN VÀ LẬP TRÌNH GIA CƠNG KHN TRÊN MÁY CNC 46 5.1 Khái quát chung khuôn dập 46 5.2 Thiết kế khuôn dập chi tiết vỏ bình xăng 46 5.2.1.Thiết kế khuôn dập nguyên công cắt phôi 46 5.2.2 Thiết kế khuôn nguyên công dập vuốt nửa chi tiết vỏ bình xăng 48 5.2.3 Thiết kế khn ngun công cắt vành sau dập vuốt .57 5.3 Lập trình gia cơng khn máy CNC 59 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 SVTH: Nguyễn Huy Toàn GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Nguyễn Huy Toàn BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, sản xuất khí có nhiều phương pháp gia cơng kim loại đúc, gia công áp lực, gia công cắt gọt, hàn, phủ bề mặt, thay đổi tính chất vật liệu Mỗi phương pháp gia công kim loại có ưu nhược điểm riêng ứng dụng rộng rãi không sản xuất công nghiệp, nhà máy lớn mà hoạt động sản xuất người dân Trong phương pháp phương pháp gia cơng áp lực đóng vai trị quan trọng sản xuất tính ưu việt Ưu điểm phương pháp gia công sau kết thúc q trình khơng cần gia cơng khí, mà chi tiết đạt yêu đặt ban đầu, dễ ứng dụng khí hóa, tự động hóa để sản xuất hàng loạt với suất cao Ngày thiết bị công nghệ gia công kim loại áp lực phát triển phong phú, đa dạng Và nữa, ngày hoàn thiện cũng ứng dụng rộng rãi mặt ngành khí chế tạo Ở nước ta phương pháp gia công kim loại áp lực phát triển mạnh mẽ, việc hồn thiện phát triển cơng nghệ gia công áp lực quan trọng cần thiết nghiệp cơng nghiệp hóa đại cơng nghiệp khí nước nhà Trong đồ án công nghệ lần này, em phân công làm đồ án với đề tài thiết kế quy trình cơng nghệ khn dập chi tiết điển hình dạng Nhằm mục đích tìm hiểu củng cố thêm kiến thức chuyên ngành, cũng kiến thức cho cơng việc thực tế Trong q trình thực đồ án em giúp đỡ nhiệt tình thầy NGUYỄN ĐẮC TRUNG cũng thầy cô khác môn Gia công áp lực Do kiến thức cũng kinh nghiệm thực tế hạn chế nên đồ án không tránh khỏi nhiều sai sót, em mong nhận bảo cũng góp ý thầy mơn để em hồn thiện đồ án cũng có thêm nhiều kiến thức chuyên ngành Em xin chân thành cảm ơn! SVTH:Nguyễn Huy Toàn Trung GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CƠNG ÁP LỰC - Chi tiết cối: Hình 5.9- Bản vẽ chi tiết cối tạo hình Hình 5.10- Mơ hình 3D cối SVTH:Nguyễn Huy Toàn 55 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC l? Ø16H7 18 l? ren M18 Hình 5.11- Bản vẽ chi tiết đế khn Hình 5.12- Mơ hình 3D đế khn SVTH:Nguyễn Huy Tồn 56 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CƠNG ÁP LỰC l? Ø16H7 l? Ø41 Hình 5.13- Bản vẽ chi tiết đế khn Hình 5.14- Mơ hình 3D đế khn  Chi tiết khác : - Lò xo : - Lò xo chi tiết tiêu chuẩn hóa, việc sử dụng chi tiết vào thiết kế khuôn dập phải đảm bảo tính tiêu chuẩn - Lị xo cấu dùng để chặn phơi SVTH:Nguyễn Huy Tồn 57 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CƠNG ÁP LỰC Hình 5.15- Chi tiết lị xo MISUMI - Tiêu chuẩn Misumi có nhiều dạng lị xo với thơng số khác Trong tiêu chuẩn lị xo chịu lực misumi có lực tăng theo dải màu lị xo (tăng từ trái qua phải hình 5.15)  Tính tốn chọn lị xo: Từ kết mô kết cấu khuôn hợp lý ta chọn lị xo Misumi SWM với thơng số sau: - Đường kính ngồi D=70mm - Đường kính D=38.5mm - Chiều dài L = 250mm - Chiều dài nén max F=100mm - Lực nén max P=8330N  Lực nén max cho lò xo P=4.8330=33320N - Bộ phận dẫn hướng: Bộ dẫn hướng gồm trụ bạc dẫn hướng, có nhiều thị trường, ta ưu tiên hàng tiêu chuẩn có thị trường Ngồi ta sản xuất cho khn theo kích thước yêu cầu cũng cần đảm bảo chất lượng SVTH:Nguyễn Huy Toàn 58 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MƠN GIA CƠNG ÁP LỰC Hình 5.16-Mơ hình 3D cụm dẫn hướng Với khn thiết kế,ta chọn cum dẫn hướng theo tiêu chuẩn hãng Misumi với kích thước tiêu chuẩn L (chiều dài trụ dẫn) D (đường kính trụ dẫn) Hình 5.17-Kết cấu cụm dẫn hướng theo catalog MISUMI SVTH:Nguyễn Huy Toàn 59 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MƠN GIA CƠNG ÁP LỰC Với kích thước trụ dẫn hướng:L=300mm,D=60mm,tra theo catalog hãng ta chon kết cấu cụm dẫn hướng có chốt định vị : MYP60-300 - Định vị phơi: Có nhiều phương pháp định vị phơi dùng chốt định vị định vị,trong đồ án em sử dụng chốt kèm lị xo để định vị phơi Hình 5.18- Chi tiết định vị phôi Cũng cụm dẫn hướng,ta chọn định vị phôi chốt định vị theo tiêu chuẩn hãng MISUMI Hình 5.19-Kết cấu chốt định vị theo catalog MISUMI SVTH:Nguyễn Huy Toàn 60 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC Dựa vào thông số chốt:L=30mm,D=10mm,chiều dài lò xo 35mm,tra theo catalog hãng ta chọn cụm định vị phôi mã GLSK10-30-2.5-E5-W8-WH35  Vật liệu làm khuôn: STT Tên chi tiết Vật Yêu cầu kĩ thuật Đế khuôn Đế dẫn hướng Trụ dẫn hướng Bạc dẫn hướng Đế Chặn phơi Cối Bulong treo Chốt lị xo liệu CT3 45C 45X S45C CT3 9XC Y10A C45 C35 Gia công theo vẽ thiết kế Gia công theo kích thước yêu cầu Nhiệt luyện thấm C 60-62HRC Gia công nhiệt luyện Gia công theo vẽ thiết kế Gia công nhiệt luyện độ cúng 58-60HRC Gia công nhiệt luyện độ cúng 58-60HRC Gia công theo vẽ thiết kế Gia công theo vẽ thiết kế 10 11 12 13 14 Lo xo Chày Bulong M18 Chốt định vị Ø16*60 Đai ốc SUJ2 Y10A C35 SUJ2 C35 Hàng mua MISUMI Gia công nhiệt luyện độ cúng 58-60HRC Hàng mua Nhiệt luyện đạt độ cứng 62HRC Hàng mua 5.2.3 Thiết kế khuôn nguyên công cắt vành sau dập vuốt - Các chi tiết : Chày cắt, cối cắt, đế khuôn trên, đế khuôn dưới, chặn cụm dẫn hướng - Vật liệu làm khuôn: SVTH:Nguyễn Huy Toàn 61 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chi tiết Vật liệu BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC Đế khuôn Đế khuôn CT3 CT3 Chày cắt Cối cắt 9XC 9XC - Nguyên lý hoạt động khuôn: Chày cắt xuống đế khuôn Sản phẩm cắt theo biên dạng chày cối cắt, sản phẩm đột lỗ rơi xuống theo lỗ cối cắt Chày lên theo đế khn thực q trình Hình5.18- Mơ hình 3D khn cắt hình đột lỗ catia SVTH:Nguyễn Huy Toàn 62 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC 10 11 12 13 400 15 14 B 500 B 960 Hình 5.19- Chi tiết 2D kết cấu khuôn cắt vành đột lỗ 5.3 Lập trình gia cơng khn máy CNC Ta sử dụng module surface machining để mơ q trình gia công thô tinh số khuôn phức tạp Ta sử dụng máy phay trục (3-axis Machine.1) SVTH:Nguyễn Huy Toàn 63 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MƠN GIA CƠNG ÁP LỰC Hình 5.20- Máy phay trục catia Dao phay thô SVTH:Nguyễn Huy Toàn Dao phay tinh 64 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MƠN GIA CƠNG ÁP LỰC Hình 5.21- Đường chạy dao - Ta chọn gia công thô để lại lượng dư mm để gia công tinh - Bước chạy dao 0.1 - Chiều sâu cắt thơ 1mm SVTH:Nguyễn Huy Tồn 65 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC Hình 5.22- Gia cơng thơ chày dập vuốt Hình 5.23- Q trình gia cơng tinh chày dập vuốt SVTH:Nguyễn Huy Toàn 66 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MƠN GIA CƠNG ÁP LỰC Hình 5.24- Gia cơng thơ cối dập vuốt Hình 5.25- Gia cơng tinh cối dập vuốt - Sau gia công tinh, ta tiến hành mài đánh bóng bề mặt khn SVTH:Nguyễn Huy Toàn 67 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đã nghiên cứu tổng quan công nghệ gia công áp lực, đặc biệt sâu vào nghiên cứu cơng nghệ tạo hình Đây công nghệ sử dụng rộng rãi ngành chế tạo máy Ta thấy ưu nhược điểm công nghệ gia công áp lực gia công khí Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo vỏ bình xăng phương pháp dập tạo hình Mơ q trình dập tạo hình vỏ bình Từ đó, điều chỉnh thơng số cơng nghệ hợp lý q trình dập thực tế tối ưu hóa q trình thiết kế chế tạo khn dập Lập trình gia công khuôn dập đầu cốc nguyên công dập sơ phần mềm catia Đã lập trình xuất mã lệnh NC; nhập vào trung tâm gia cơng CNC để gia cơng xác khn dập Ngành gia cơng áp lực có triển vọng tương lai Hơn nữa, để góp phần vào cơng cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, tiếp tục nghiên cứu lĩnh vực gia cơng áp lực q trình học tập làm việc sau Do thời gian nghiên cứu đề tài không nhiều, cũng kiến thức chuyên sâu ngành gia cơng áp lực cịn hạn chế nên đề tài cịn nhiều vấn đề sai sót chưa xác Kính mong thầy bạn đóng góp ý kiến để đề tài hồn thiện nữa! SVTH:Nguyễn Huy Toàn 68 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Mậu Đằng (2006), Công nghệ tạo hình kim loại tấm, NXB Khoa học kỹ thuật.[1] Phạm Văn Nghệ, Lê Trung Kiên, Bài giảng thiết bị dập tạo hình.[2] Phạm Văn Nghệ, Nguyễn Như Huynh (2005), Ma sát bôi trơn gia công áp lực, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội.[3] Phạm Văn Nghệ Đỗ Văn Phúc (2005) Máy búa máy ép thủy lực, NXB Giáo dục.[4] Trần Thế San, Nguyễn Ngọc Phương (2005), Sổ tay lập trình CNC.[5] Nguyễn Tất Tiến (2004), Lý thuyết biến dạng dẻo kim loại, NXB Giáo dục.[6] Internet SVTH:Nguyễn Huy Toàn 69 GVHD:PGS.TS Nguyễn Đắc Trung ... khác chia thành nhóm sau : Nhóm chi tiết có hình dạng trịn xoay (đối xứng trục), ví dụ đáy nồi hơi, chi tiết hình trụ, loại bát đĩa kim loại, chi tiết đèn pha, vỏ đèn, chụp đèn … Nhóm chi tiết... sâu khơng lớn, thường chiều cao tương đối h/d < 0,7 – 0,8 dập vuốt chi tiết với chiều sâu lớn hơn, ứng suất kéo phần thành chi tiết (tại tiết diện ngang nguy hiểm) thường tăng lên lớn gây đứt... xe máy - Đặc điểm chi tiết thân vỏ bình xăng : - Là dạng chi tiết vỏ mỏng, bề rộng lớn - Có chiều sâu dập vuốt lớn - Có kết cấu đối xứng - Yêu cầu kĩ thuật chi tiết vỏ bình xăng: - Đảm bảo kích