Nghiên cứu thiết kế khuôn dập vuốt chi tiết khung xương nệm ghế ngồi xe tải

Nội dung này trình bày về quá trình từ thiết kế sản phẩm bằng công nghệ thiết kế ngược đến thiết kế khuôn bằng công nghệ mô phỏng biến dạng để sản xuất chi tiết khung xương nệm ghế ngồi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN TẤN THỊNH

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ KHUÔN DẬP VUỐT CHI TIẾT

KHUNG XƯƠNG NỆM GHẾ NGỒI XE TẢI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Đà Nẵng - Năm 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN TẤN THỊNH

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ KHUÔN DẬP VUỐT CHI TIẾT

KHUNG XƯƠNG NỆM GHẾ NGỒI XE TẢI

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí

Mã số: 85.20.10.3

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ HOÀI NAM

Đà Nẵng - Năm 2019

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, số liệu và kết quả nghiên

cứu trong luận văn này chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn

Các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc

Đà Nẵng, tháng 9 năm 2019

Học viên

Có được kết quả nghiên cứu này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn và kính trọng sâu sắc tới Ban lãnh đạo công ty TNHH MTV sản xuất Khuôn Chu Lai - Trường Hải cùng các nhân sự hỗ trợ dự án đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Đặt biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn: TS Lê Hoài Nam, người hướng dẫn khoa học, đồng thời bỏ nhiều thời gian và công sức giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu hoàn thành luận văn

Các thầy trong Khoa cơ khí – Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã động viên tinh thần, chỉ bảo trong thời gian làm đề tài và hoàn thành luận văn

Sự giúp đỡ nhiệt tình của cán bộ công nhân viên công ty TNHH MTV sản xuất Khuôn trong quá trình nghiên cứu và thử nghiệm

Tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã tạo mọi điều kiện động viên tôi hoàn thành luận văn

KHUNG XƯƠNG NỆM GHẾ NGỒI XE TẢI

Học viên: Nguyễn Tấn Thịnh Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí

Mã số: 8.52.01.03 Khóa: 2019 Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt - Khuôn dập vuốt hiện đang ngày càng được ứng dụng để sản xuất các linh

kiện sản xuất bằng phương pháp gia công áp lực trên tấm kim loại cho ô tô trên thế giới,

ở Việt Nam chưa được các nhà sản xuất ứng dụng chế tạo linh kiện nội địa hóa vì gặp khó khăn về sản lượng và về công nghệ Nội dung này trình bày về quá trình từ thiết kế sản phẩm bằng công nghệ thiết kế ngược đến thiết kế khuôn bằng công nghệ mô phỏng biến dạng để sản xuất chi tiết khung xương nệm ghế ngồi xe tải, một trong các linh kiện của ô tô, góp phần nâng cao hàm lượng công nghệ và năng suất, hạ giá thành sản phẩm

- Công nghệ chế tạo khuôn dập vuốt là một công nghệ tiên tiến đã được Công ty TNHH MTV Cơ Khí Chu Lai – Trường Hải (CMC) ứng dụng thành công để chế tạo một số chi tiết xe tải, từ đó nâng cao tỷ lệ nội địa hóa của xe, giảm giá thành sản phẩm

- Trên cơ sở này, chúng ta có thể tiến hành ứng dụng tiếp để sản xuất gia công tất cả các

bộ khuôn dập vuốt cho các loại linh kiện tương tự của xe tải, xe khách và xe du lịch trong tương lai

Từ khóa – khuôn dập vuốt, xe tải, linh kiện ô tô, nội địa hóa

RESEARCH DESIGN MOLDING BUCKET DETAILED BUCKET FRAME

WITH SLEEPER CHAIR Abstract - The deep drawing die are increasingly being applied to produce components

manufactured by pressure machining on metal sheets for cars around the world, in Vietnam, it has not been applied by manufacturers manufacturing localized components because of difficulty in production and technology This content covers the process from product design by reverse engineering technology to mold design by deformation simulation technology to produce the details of the frame of the truck seat cushion, one

of the components of the umbrella and contribute to improving technology content and productivity, reducing product costs

- The technology of deep drawing die is an advanced technology that has been successfully applied by Chu Lai - Truong Hai Mechanical Co., Ltd (CMC) to manufacture some truck parts, thereby increasing the internal ratio localization of the vehicle, reducing product costs

- On this basis, we can proceed with the next application to produce and process all sets

of deep drawing die for similar components of trucks, passenger cars and passenger cars

in the future

Keywords – injection mould, truck, automobile part, localization

LỜI CAM ĐOAN!

LỜI CẢM ƠN!

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP VUỐT 3

1.1.Khái quát về công nghệ dập vuốt 3

1.1.1.Khái niệm 3

1.1.2.Sơ đồ nguyên lý 3

1.1.3.Phân loại: 4

1.1.4.Ưu nhược điểm của công nghệ dập vuốt 6

1 2 Năng lực công nghệ dập vuốt trong ngành sản xuất khuôn mẫu 6

1.3 Hệ thống công nghệ cấu thành 7

1.3.1 Thiết kế, gia công khuôn 7

1.3.2 Chế tạo sản phẩm 8

II: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ 9

2.1.Phân tích các thông số của công nghệ dập vuốt [1] 9

2.1.4 Tính toán số lần dập tối ưu 18

2.2 Phân tích các đặc điểm của công nghệ dập vuốt [3] 20

2.2.1 Quá trình biến dạng của công nghệ dập vuốt 20

2.2.2 Độ chính xác của sản phẩm dập vuốt và yêu cầu công nghệ 22

III: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔNG QUÁT 25

3.1 Các bước trong công nghệ dập vuốt 25

3.2 Hệ thống thiết bị trong công nghệ dập dập vuốt 27

IV: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DẬP VUỐT 29

4.1 Trong lĩnh vực ô tô, xe máy 29

4.2 Trong lĩnh vực y tế 30

4.3 Trong lĩnh vực điện tử, đồ gia dụng 30

V: CÁC SẢN PHẨM ĐIỂN HÌNH CỦA DẬP VUỐT TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP Ô TÔ 31

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ SẢN PHẨM KHUNG XƯƠNG NỆM NGỒI XE TẢI 34 2.1 KHẢO SÁT NHU CẦU SỬ DỤNG CHI TIẾT KHUNG XƯƠNG NỆM NGỒI

2.1.1 Giới thiệu chi tiết khung xương nệm ngồi ghế lái xe tải 34

2.1.2 Nhu cầu sử dụng chi tiết trong nền công nghiệp Việt Nam và THACO 35

2.2 ĐẶC ĐIỂM THÔNG SỐ KỸ THUẬT VÀ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ CHI TIẾT KHUNG XƯƠNG NỆM NGỒI XE TẢI 39

2.2.1 Đặc điểm công nghệ của chi tiết 39

2.2.2 Thông số kỹ thuật 40

2.3 Sơ đồ công nghệ thiết kế chi tiết 41

2.3 THIẾT KẾ CHI TIẾT KHUNG XƯƠNG NỆM NGỒI GHẾ LÁI XE TẢI 42

2.3.1 Lựa chọn vật liệu sử dụng cho sản phẩm 42

3.2 Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế chi tiết 45

3.2.1 Các phương án thiết kế 45

3.2.2 Lựa chọn phương án thiết kế tối ưu 46

3.3 Thiết kế chi tiết 47

5 BỘ BẢN VẼ THIẾT KẾ SẢN PHẨM 50

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 51

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUÔN VÀ MÔ PHỎNG51 3.1 ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KHUÔN 52

3.1.1 Lựa chọn phương án gia công chi tiết trên khuôn 52

3.1.2 So sánh lựa chọn phương án thiết kế khuôn tối ưu 52

3.1.3 Các phương án thiết kế khuôn dập vuốt chi tiết 53

3.1.4 So sánh, lựa chọn phương án thiết kế khuôn dập vuốt tối ưu 54

3.2 THIẾT KẾ TỔNG THỂ VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT KHUÔN DẬP VUỐT KHUNG XƯƠNG NỆM NGỒI GHẾ LÁI 54

3.2.1 Phương pháp tiếp cận thiết kế khuôn 54

3.2.2 Các kết cấu điển hình 55

3.2.3 Các chi tiết điển hình và các cụm lắp ráp khuôn 62

3.2.3.1 Các chi tiết khuôn 62

Ở đây sản lượng dập mỗi năm từ 10000 – 100000 sản phẩm, nên ta chọn vật liệu C45 cho các tấm đỉnh/ gối, tấm kẹp phôi, tấm bắt cối/ bắt chày, tấm gối; chày và cối sử dụng vật liệu SKD11 (có nhiệt luyện) 65

3.2.4 Tính toán các chi tiết về độ bền và tính ổn định 67

3.2.4.3 Xác định trung tâm áp lực của khuôn 69

2.4.4 Tính toán chiều cao kín của máy và khuôn 69

2.4.5 Lựa chọn máy ép 70

3.3 MÔ PHỎNG KHUÔN BẰNG PHẦN MỀM 72

3.3.2 Nhận xét, chỉnh sửa và hiệu chỉnh 77

3.4 HOÀN THIỆN BỘ BẢN VẼ THIẾT KẾ KHUÔN DẬP VUỐT 80

CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ SẢN PHẢM VÀ HIỆU CHỈNH KHUÔN 83

4.1 XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỬ KHUÔN 83

4.1.1 Chuẩn bị các thông số thử khuôn 83

4.1.2 Quá trình thử khuôn 84

4.1.3 Kết quả sản phẩm theo yêu cầu đặt ra 84

4.2 XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHẾ TẠO SẢN PHẨM TỪ KHUÔN 89

4.3 ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM VÀ HIỆU CHỈNH KHUÔN NẾU CÓ 98

4.3.1 Tập biên bản đánh giá kết quả sản phẩm 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 103

Hình 1.1: Khái niệm dập vuốt 3

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý dập vuốt 3

Hình 1.3: Chi tiết tròn xoay 4

Hình 1.4: Chi tiết dạng hộp 4

Hình 1.5: Khuôn dập chi tiết thân vỏ ô tô du lịch 4

Hình 1.6: Dập vuốt không biến mỏng và dập vuốt có biến mỏng 5

Hình 1.7: Dập vuốt không có chặn phôi và dập vuốt có chặn phôi 5

Hình 1.8: Một số hình ảnh khuôn dập vuốt 7

Hình 1.9: Quy trình thiết kế, chế tạo khuôn 7

Hình 1.10: Hệ thống công nghệ chế tạo sản phẩm 9

Hình 2.1: Sự phụ thuộc của hệ số điều chỉnh vào chiều dày tương đối của phôi 10

Hình 2.2: Phôi có hình dạng phức tạp để dập chi tiết hình trụ không có tai 12

Hình 2.3: sơ đồ tác dụng lực ở giai đoạn đầu của quá trình dập vuốt 12

Hình 2.4: Sự phụ thuộc của áp lực chặn riêng vào chiều dày của phôi ứng với các mức độ dập vuốt K 14

Hình 2.5: Quan hệ giữa khoảng thay đổi lực chặn (Qmax – Qmin) và mức độ biến dạng 15

Hình 2.6: Sự phụ thuộc của mức độ dập vuốt giới hạn Kgh vào hệ số dị hướng thông thường * min R 17

Hình 2.7: Hình trụ rỗng khai triển và các tam giác xen kẽ 20

Hình 2.8: Thí nghiệm quan sát sự phân bố của vậy liệu trong dập vuốt 21

Hình 2.9: Trạng thái ứng suất trên sản phẩm dập vuốt 22

Bảng 2.2: Độ sai lệch theo đường kính trong của chi tiết hình trụ rỗng không có vành, mm: 23

Hình 3.1: Bước cấp liệu 25

Hình 3.2: Bước kẹp phôi 25

Hình 3.3: Bước dập vuốt 26

Hình 3.4: Bước lấy sản phẩm 26

Hình 3.5: Máy dập 110 tấn tại Thaco 27

Hình 3.6: Máy dập 200 tấn tại Thaco 28

Hình 3.7: khuôn dập vuốt 29

Hình 4.1: Khung vỏ xe ô tô 29

Hình 4.3: Một số sản phẩm trong lĩnh vực xe máy: vỏ xe, phụ kiện trang trí… 30

Hình 4.4: Một số sản phẩm dập vuốt trong lĩnh vực y tế 30

Hình 4.5: Một số thiết bị điện sử dụng công nghệ dập vuốt 31

Hình 4.6: Một số đồ gia dụng sử dụng công nghệ dập vuốt 31

Hình 5 1: Thân vỏ xe ô tô 32

Hình 5 2: cabin xe ô tô 32

Hình 5 3: Khung xe ô tô 32

Hình 5 4: Khung xương bọc nệm ghế ô tô 33

Hình 5 5: Thùng xăng xe ô tô 33

Bảng 2.1: Cách chọn phương pháp dập có chặn phôi hay không: 19

Bảng 2.2: Độ sai lệch theo đường kính trong của chi tiết hình trụ rỗng không có vành, 23

Bảng 2.3: Độ sai lệch theo chiều cao chi tiết hình trụ rỗng không có vành, mm 23

Bảng 2.4: Độ sai lệch chiều cao chi tiết hình trụ rỗng có vành, mm 24

Bảng 2.5: Yêu cầu công nghệ đối với sản phẩm dập vuốt 24

Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật máy dập Amada 110 tấn 27

Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật máy dập Amada 200 tấn 28

Bảng 1.1: Các phướng án gia công chế tạo chi tiết 52

Bảng 2.1: Các vật liệu thường dùng cho chế tạo khuôn 63

Bảng 2.2: Lựa chọn vật liệu chày và cối theo sản lượng sản xuất: 63

Bảng 2.2: Lựa chọn vật liệu theo chi tiết kết cấu: 64

Bảng 2.3: Tiêu chuẩn độ cứng các chi tiết khuôn dập vuốt: 64

MỞ ĐẦU

I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

- Theo chiến lược phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035 của Chính phủ và Quy hoạch tổng thể phát triển công nghiệp

hỗ trợ đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030 của Bộ Công Thương, đã đề cập đến

sự “ưu tiên phát triển lĩnh vực linh kiện, phụ tùng phục vụ nhu cầu nội địa hóa, đặc biệt là ngành công nghiệp cơ khí, ô tô Thaco đang khẩn trương đề ra các giải pháp

để nâng cao tỷ lệ nội địa hóa và sản xuất linh kiện phụ tùng phục vụ lắp ráp các dòng xe Hiện nay công nghệ thiết kế và chế tạo khuôn dập vuốt linh kiện ô tô gặp nhiều khó khăn, chưa có nghiên cứu chuyên sâu về biến dạng trong dập vuốt, chất lượng sản phẩm dập vuốt chưa đáp ứng được yêu cầu đề ra và tốn nhiều thời gian

để sửa chữa khuôn vì chưa tính toán và mô phỏng được biến dạng trên máy tính trước khi tiến hành gia công chế tạo;

- Khuôn dập vuốt để sản xuất linh kiện phụ tùng cho cơ khí ô tô phải nhập khẩu với giá rất cao (có giá từ hàng trăm nghìn đến trên dưới 1 triệu USD);

- Nhân sự kỹ thuật trong chế tạo khuôn dập vuốt cho ô tô ở Việt Nam rất ít và thiếu kinh nghiệm;

- Xuất phát từ lý do trên, tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế khuôn dập vuốt chi tiết khung xương nệm ghế ngồi xe tải” cho Công ty Sản xuất khuôn Chu Lai – Trường Hải làm luận văn tốt nghiệp

II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Đáp ứng được nhu cầu nội địa hóa khung xương nệm ngồi xe tải của Thaco;

- Nâng cao chất lượng thiết kế khuôn, giảm thời gian và chi phí sửa khuôn do dự đoán trước kết quả;

- Tạo nền tảng về lý thuyết và công nghệ để thiết kế tối ưu các khuôn dập vuốt như khuôn dập cabin, sàn xe, cửa xe

III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1 Đối tượng nghiên cứu:

- Khuôn dập vuốt khung xương nệm ngồi xe tải

2 Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết biến dạng và mô phỏng tối ưu hóa thiết kế

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đề tài nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm

1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về biến dạng và tiêu chuẩn hóa trong thiết kế;

- Kỹ thuật thiết kế ngược;

- Kỹ thuật CAD/CAM/CAE

2 Phương pháp thực nghiệm:

- Đánh giá thực nghiệm quá trình dập thực tế sản phẩm;

- Đo kiểm sản phẩm hoàn thiện và so sánh với kết quả thiết kế, mô phỏng

V Ý NGHĨA THỰC TIỄN

- Áp dụng kết quả thiết kế để gia công và chế tạo sản phẩm phục vụ lắp ráp các dòng

xe tải của Thaco

VI DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

- Một bộ bản vẽ thiết kế và kết quả phân tích mô phỏng tối lựa chọn phương án thiết kế;

- Một bộ quy trình công nghệ thiết kế và chế tạo khuôn dập vuốt;

- Một bộ hồ sơ đánh giá so sánh chất lượng sản phẩm thực tế với kết quả mô phỏng

VII CẤU TRÚC LUẬN VĂN

Gồm:

Phần mở đầu

Chương I: Nghiên cứu tổng quan về công nghệ dập vuốt

Chương II: Nghiên cứu thiết kế sản phẩm khung xương nệm ghế ngồi xe tải

Chương III: Nghiên cứu tính toán thiết kế khuôn và mô phỏng

Chương IV: Đánh giá sản phẩm và hiệu chỉnh khuôn

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP VUỐT

I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẠP VUỐT

1.1 Khái quát về công nghệ dập vuốt

1.1.1 Khái niệm

Dập vuốt là quá trình biến đổi từ phôi phẳng (hoăc rỗng) thành một chi tiết rỗng

có hình dạng bất kỳ và được tiến hành trên các khuôn dập vuốt Dập vuốt xảy ra nhờ biến dạng dẻo kèm theo sự dịch chuyển phần lớn thể tích kim loại thành chiều cao

Hình 1.1: Khái niệm dập vuốt

Dập vuốt là một trong những quá trình tạo hình kim loại tấm quan trọng Hầu hết các thành phần kim loại tấm đang được ứng dụng trong các lĩnh vực ô tô, hàng không, hàng thủy, hạt nhân… Trong đó, tạo hình biến dạng dẻo phôi tấm kim loại mỏng bởi thiết bị tạo hình như chày, cối ta thu được chi tiết có hình dạng mong muốn mà không bị phế phẩm Các thông số bao gồm tính chất cơ học và tính chất luyện kim của kim loại tấm, hình dạng hình học của chày và cối, tốc độ của chày, độ dày phôi, bôi trơn… góp phần vào sự thành công của quá trình tạo hình với mức độ khác nhau và phụ thuộc lẫn nhau Do đó, sự hiểu biết về khả năng tạo hình biến dạng dẻo kim loại tấm là một điều cần thiết cho việc sản xuất các thành phẩm chất lượng

Hình 1.3: Chi tiết tròn xoay

 Nhóm các chi tiết có hình dạng hình hộp: thùng nhiên liệu của động cơ, các loại

vỏ hộp, các chi tiết bọc trong các chi tiết của thiết bị điện tử thiết bị đo…

 Phân loại theo đặc điểm công nghệ:

 Dập vuốt không biến mỏng S = So (chỉ giảm đường kính mà không làm thay đổi chiều dày phôi, khe hở giữa chày và cối Z > =S)

 Dập vuốt có biến mỏng S = So, chiều dày phôi giảm có chủ định, đường kính phôi giảm một lượng nhỏ, khe hở Z<S

Hình 1.6: Dập vuốt không biến mỏng và dập vuốt có biến mỏng

 Phân loại theo chặn phôi:

 Dập vuốt không có hệ thống chặn phôi

 Dập vuốt có sử dụng hệ thống chặn phôi

Hình 1.7: Dập vuốt không có chặn phôi và dập vuốt có chặn phôi

1.1.4 Ưu nhược điểm của công nghệ dập vuốt

 Ưu điểm:

 Có thể gia công được các chi tiết thành mỏng từ đơn giản đến phức tạp mà các phương pháp gia công khác như cán, kéo, rèn, đúc không thể làm được

 Chi tiết gia công có độ chính xác cao, bề mặt láng bóng

 Quá trình dập vuốt gần như không tạo ra phoi

 Chi tiết sau dập vuốt gần như không phải gia công tiếp hoặc chỉ qua một vài nguyên công nhỏ khác

 Thiết bị không quá tốn kém, có thể tự động hóa cao, nâng cao năng suất, hạ giá thành sản phẩm

 Nhược điểm: Với các chi tiết có hình thù phức tạp thì việc chế tạo khuôn khó và tốn kém nên chỉ khả thi với sản xuất số lượng lớn

1 2 Năng lực công nghệ dập vuốt trong ngành sản xuất khuôn mẫu

Khuôn mẫu, được xem như là “Nền tảng của nền công nghiệp”, đang phát triển theo hướng tập trung đầu tư và phát triển công nghệ Với khả năng tạo ra sản phẩm với

số lượng lớn, thời gian sản xuất ngắn, và mức độ ổn định cao, các sản phẩm khuôn mẫu

là công cụ không thể thiếu trong rất nhiều ngành sản xuất công nghiệp, từ các sản phẩm

đồ gia dụng đến các sản phẩm ô tô, hàng không và điện tử hiện đại

Hiện nay, các khuôn dập được sử dụng để sản xuất nhiều loại sản phẩm kim loại, nguyên liệu để sản xuất công nghiệp thường được sản xuất ở dạng tấm nguyên, dạng tấm phẳng vì thế trong quá trình sản xuất muốn sản xuất những sản phẩm có hình hộp, trụ tròn hay nhiều hình dạng khích thước khác nhau cần chế tạo một dụng cụ có thể giúp thay đổi nguyên liệu từ dạng phẳng sang những hình dạng mà nhà sản xuất yêu cầu Công nghệ dập vuốt ra đời nhằm phục vụ mục đích tạo hình sản phẩm này Do yêu cầu chất lượng sản phẩm ngày càng cao mà ta cần phải thay đổi công nghệ dập vuốt cho phù hợp, ví dụ như từ ban đầu là khuôn làm bằng vật liệu rắn, ta phát triển thêm sử dụng khuôn rắn kết hợp chày lỏng, hay rắn kết hợp khí nhằm tạo ra sản phẩm đạt chất lượng cao nhất về hình dáng, kích thước, bề mặt…

Hình 1.8: Một số hình ảnh khuôn dập vuốt

1.3 Hệ thống công nghệ cấu thành

Hệ thống công nghệ cấu thành của công nghệ dập vuốt bao gồm: thiết kế, gia công khuôn dập vuốt và chế tạo sản phẩm dập vuốt

1.3.1 Thiết kế, gia công khuôn

Quy trình công nghệ thiết kế, gia công khuôn:

Hình 1.9: Quy trình thiết kế, chế tạo khuôn

a) Công nghệ thiết kế khuôn

Hiện nay các công đoạn thiết kế được tích hợp nhiều trong các phần mềm thiết

kế theo các môđun chuyên biệt, việc phân tách công nghệ thiết kế theo các công đoạn là

Thiết kế, gia công khuôndập vuốt

Thiết kế

Gia công

Nhiệtluyện và

xử lý bềmặt

Đo kiểmLắp ráp

cần thiết để làm rõ các công nghệ chi tiết, phục vụ phân tích, đánh giá năng lực sản xuất

- vận hành thiết kế nói chung và các yêu cầu đối với từng công nghệ thành phần, kể cả khi được tích hợp chung trong các phần mềm thiết kế Công nghệ thiết kế được chia theo các công đoạn thiết kế bao gồm lấy mẫu, thiết kế, thẩm định thiết kế, thiết kế tối

ưu, hoàn thiện thiết kế và mô phỏng, phân tích

b) Công nghệ gia công khuôn

Công nghệ gia công ngành sản xuất khuôn mẫu được phân chia thành 4 công nghệ thành phần bao gồm: công nghệ tạo chương trình gia công (CAM), gia công không phoi, gia công cắt gọt và các dạng gia công đặc biệt khác Việc bổ sung công nghệ tạo chương trình gia công là cần thiết trong phần công nghệ gia công do sự gia tăng nhanh chóng của các máy công cụ NC và CNC trong thời gian qua và xu hướng sẽ dần thay thế toàn bộ các máy công cụ truyền thống

c) Công nghệ nhiệt luyện và xử lý bề mặt

Công nghệ nhiệt luyện và xử lý bề mặt bao gồm 3 nhánh công nghệ chính là phun phủ, nhiệt luyện và hóa nhiệt luyện Các công nghệ nhiệt luyện và xử lý bề mặt rất đa dạng và có mức độ quan trọng cao đối với sản xuất cơ khí nói chung và sản xuất khuôn mẫu nói riêng

d) Công nghệ đo kiểm

Công nghệ đo kiểm đối với ngành sản xuất khuôn mẫu bao gồm 3 công nghệ thành phần chính là độ bền, hình dạng và tính chất vật lý

e) Công nghệ lắp ráp

Lắp ráp là một công đoạn cuối cùng trong quy trình sản xuất khuôn mẫu và có mức độ quan trọng phụ thuộc vào máy móc, thiết bị gia công Mức độ quan trọng của công nghệ lắp tỷ lệ thuận với mức độ phức tạp của sản phẩm khuôn mẫu

1.3.2 Chế tạo sản phẩm

Khi đã có khuôn, kết hợp với hệ thống máy móc thiết bị, người vận hành đưa phôi vào máy để chế tạo sản phẩm và kiểm tra chất lượng, nghiệm thu sản phẩm

Hình 1.10: Hệ thống công nghệ chế tạo sản phẩm

II: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ

2.1 Phân tích các thông số của công nghệ dập vuốt [1]

2.1.1 Kích thước và hình dạng của phôi

Xuất phát từ giả thiết rằng: diện tích bề mặt của chi tiết đã được dập vuốt tăng lên do sự biến mỏng cân bằng với phần diện tích bề mặt của nó bị giảm di do sự tăng dày của phần thành, nghĩa là diện tích bề mặt của chi tiết không bị thay đổi so với diện tích bề mặt của phôi (khi dập vuốt không biến mỏng):

Fchi tiết = Fphôi (2-1) Nếu điều kiện này không được chấp nhận, thì người ta thêm vào một hệ số điều chỉnh: fđc, để tính đến sự thay đổi trung bình của diện tích bề mặt phôi trong quá trình dập vuốt Hệ số điều chỉnh: fđc có thể được xác định dựa vào công thức kinh nghiệm, gần đúng của Sôpman:

Nguyên vật liệu

Các thiết

bị hỗ trợ

Con người

Kiểm tra, nghiệm thu

Hình 2.1: Sự phụ thuộc của hệ số điều chỉnh vào chiều dày tương đối của phôi

Như vậy mức độ dập vuốt Kv = Dphôi/d có ảnh hưởng nhiều nhất tới sự thay đổi của hệ số điều chỉnh fđc Mức độ dập vuốt Kv càng lớn thì hệ số fđc càng nhỏ

Tùy theo tỷ số các thông số trong công thức (2-2) hệ số điều chỉnh fđc có thể thay đổi hoặc lớn hơn 1, hoặc nhỏ hơn 1 và cũng có thể bằng 1, (Hình 2.1), do đó diện tích

bề mặt của chi tiết sau khi dập vuốt có thể tăng lên (fđc<1) hoặc giảm đi (fđc >1) hoặc không thay đổi (fđc=1) so với diện tích bề mặt của phôi ban đầu

Sở dĩ như vậy là do có sự thay đổi của các thông số Kv, µ và rcối làm thay đổi cả ứng suất kéo hướng kính và ứng suất nén tiếp tuyến 𝜎𝜌 và 𝜎𝜃, do dó làm thay đổi kích thước của phần vành cùa chi tiết dập vuốt tùy theo ứng suất kéo lớn hơn hay ứng suất nén lớn hơn Cuối cùng là do có sự biến mỏng hoặc biến dày của phần vành làm cho điện tích bề mặt của chi tiết sau khi dập vuốt hoặc tăng lên hoặc giảm đi

Đối với các chi tiết có dạng tròn xoay thì phôi đương nhiên có dạng hình tròn, vì vậy điều kiện cân bằng diện tích bề mặt giữa phôi và chi tiết khi chiều dày phôi không đổi có dạng sau:

Fchi tiết = 0,785 𝐷𝑝ℎô𝑖2 (2-3)

Đường kính phôi: Dphôi = 1,13√Fchi tiết

Diện tích bề mặt chi tiết: Fchi tiết được xác định bằng tổng diện tích của các phần

tử hình học đơn giản tạo thành chi tiết Đường kính phôi được xác định như sau:

Dphôi = 1,13 1 2

1 1,13

lượng dư để cắt mép có dạng sóng do tính dị hướng của vật liệu phôi tạo ra Phần nhô lên của mép chi tiết thường có chiều cao khoẳng 20% so với chiều cao của chi tiết và thường phân bố đối xứng so với hướng cán

Sau khi dập vuốt, thường tiến hành cắt mép để cắt bỏ phần tai, trị số lượng dư gia công để cắt mép ∆H tùy thuộc vào tỷ số giữa đường kính và chiều cao của chi tiết, chiều dày S của phôi Qua kinh nghiệm thực tế thì ∆H ≈ (5 ÷ 20)% so với chiều cao chi tiết Nếu chiều cao tương đối h/d và chiều dày S của phôi càng lớn thì lượng dư để cắt mép càng lớn Nếu chi tiết được dập vuốt sau một nguyên công thì việc cắt mép có thể phối hợp cùng với nguyên công dập vuốt trong cùng một khuôn Trong trường hợp này mép làm việc của cối cần phải có bán kính lượn bằng mà không nhỏ hơn 6÷8 lần chiều dày phôi

Một trong những phương pháp để giảm sự không đồng đều về chiều cao của chi tiết dập vuốt là sử dụng phôi có hình dạng phức tạp, kích thước và hình dạng của có được xác định có tính đến sự dị hướng của kim loại Kích thước của phôi được xác định

từ điều kiện cân bằng thời gian dịch chuyển của các chất điểm K và M nằm trên đường bao của phôi dọc theo các trục đối xứng của các phần tai và phần lõm đến đường bao của lỗ cối Từ điều kiện này chúng ta nhận được công thức để xác định bán kính cung tiếp tuyến với phần lõm:

(2-5)

Trong đó: Rcối – bán kính của lỗ cối

Các giá trị: fϕ, fB phụ thuộc vào sự phân bố các phần tử và các rãnh lõm đối với hướng cán của tấm, chúng được xác định theo công thức:

f0o = −1(1 + R∗90)

f90o = −1(1 + R0∗)

f45o = −1(1 + R∗45) Bán kính R0 được xác định từ điều kiện cân bằng diện tích bề mặt (diện tích bề mặt không đổi) Bán kính R0 và RX được xác định là kích thước lớn nhất và nhỏ nhất của phôi Khi dập vuốt với phôi loại này thì tai hầu như không có Đường bao của phôi được xây dựng với việc sử dụng phương trình côsin biên độ bằng 12(R0 – RX) và chu kỳ

𝜋

2 (hình 2.2)

Hình 2.2: Phôi có hình dạng phức tạp để dập chi tiết hình trụ không có tai

Để giảm sự ảnh hưởng của tính dị hướng kim loại đến sự không đều chiều cao chi tiết khi dập vuốt, ngoài việc sử dụng phôi có hình dáng phức tạp người ta còn sử dụng cối với mép lượn có độ cong thay đổi (dọc theo đường bao của lỗ cối) hoặc nung nóng không đều phần vành phôi, hoặc thay đổi áp lực chặn theo đường bao của cối

Khi xác định đường kính của phôi để dập vuốt các chi tiết có chiều dày thành nhỏ hơn 2mm, chúng ta có thể sử dụng kích thước ngoài của chi tiết Còn khi chiều dày lớn hơn 2mm, tính theo kích thước trung bình của chi tiết

Những công thức tính toán này là cơ sở sau này để phần mềm tính toán mô phỏng trải phôi đúng kích thước ban đầu sao cho qua các nguyên công dập vuốt thì đạt được chất lượng sản phẩm cuối cùng

2.1.2 Lực và công biến dạng, lực chặn phôi

 Sau khi đạt được

giá trị thực tế nó vẫn không thay đổi và ảnh hưởng đến lực

Khi thay đổi góc α tăng, hình chiếu của vectơ max lên trục của chày cũng tăng lên và đạt giá trị cực đại khi góc

 (k=1/m) Ảnh hưởng của sự hóa bền và lực ma sát trong công thức này với mức độ nhất định: D 0 D 0

 Lực chặn phôi

Lực chăn phôi là lực chặn cần thiết để giữ phôi không bị dịch chuyển trong quá trình gia công, cần phải đảm bảo hai điều kiện:

 Trị số của lực không quá lớn để tránh gây đứt đáy khi dập vuốt

 Không quá nhỏ để có thể gây hiện tượng nhăn tại vùng biến dạng dẻo

2 2

Q  0, 785 D    (d 2r ) q (2-9) Khi dập vuốt theo nguyên công trung gian, lực chặn được xác định theo công thức:

Q  0, 785 d    (d  2r ) q (2-10) Trong đó: n – thứ tự nguyên công dập vuốt,

dn-1 và dn – đường kính của phôi trước và sau khi dập vuốt

Áp lực chặn riêng q phụ thuộc chủ yếu vào tính chất cơ học của vật liệu, chiều dày của phôi và mức độ biến dạng: q  (0,8 4,5) MPa 

Tùy thuộc vào các yếu tố, nếu chiều dày của phôi và mức dộ dập vuốt K = Dph/d càng lớn thì áp lực chặn riêng q cũng càng lớn (đồ thị hình 2.4)

Hình 2.4: Sự phụ thuộc của áp lực chặn riêng vào chiều dày của phôi

ứng với các mức độ dập vuốt K

Có thể xác định lực chặn khi dập vuốt từ phôi phẳng một cách gần đúng từ công thức kinh nghiệm:

2 0

Trong đó: P – lực dập vuốt theo công thức (2-8)

Từ công thức trên có thể suy ra khi mức độ biến dạng tăng lên (K = Dph/d tăng lên) và lực dập vuốt tăng thì lực chặn Q tăng lên Khi chiều dày tương đối của phôi giảm (100S/D0 giảm) thì lực chặn Q cũng tăng lên Nếu (D0 – d = 18S) thì Q = 0 tức là không cần phải sử dụng tấm chặn

Người ta đã xác định được rằng: khi dập vuốt, lực chặn có thể thay đổi trong một

khoảng nhất định từ Qmax đến Qmin Khoảng thay đổi (Qmax – Qmin) này tùy thuộc vào mức độ biến dạng của phôi Nếu mức độ biến dạng càng lớn thì khoảng thay đổi của lực chặn Q càng nhỏ (hình 2.5) Chỉ khi dập vuốt với mức độ biến dạng trong giới hạn cho phép thì lực chặn Q có thể là một trị số xác định Do đó khi dập vuốt với mức độ biến dạng càng lớn, cần phải cẩn thận khi điều chỉnh khe hở giữa mặt cối và vành chặn của khuôn

Hình 2.5: Quan hệ giữa khoảng thay đổi lực chặn (Q max – Q min ) và mức độ biến dạng

Trong quá trình dập vuốt, cần phải đảm bảo lực chặn sao cho sản phẩm không bị nhăn và thay đổi cùng với sự giảm dần chiều rộng của vành, nó phụ thuộc vào mức độ biến dạng tổng cộng, chiều dày và đặc tính cơ học của vật liệu

2 0

Từ các công thức (2-12), (2-13), (2-14) ở trên ta có thể xác định được công biến dạng khi dập vuốt không tính đến sự hóa bền của vật liệu:

2 2

Những công thức tính toán lực dập vuốt, lực chặn phôi hay công biến dạng là cơ

sở để phần mềm mô phỏng tính toán phân tích quá trình biến dạng của sản phẩm, từ đó đưa ra được những kết quả tương đối chính xác so với quá trình biến dạng thực tế Đồng thời đưa ra các kết quả chuẩn đoán về lỗi sản phẩm như độ nhăn, rách, đàn hồi ngược giúp người thiết kế có thể chỉnh sửa khuôn dập sao cho sản phẩm cuối cùng đạt chất lượng cao nhất

2.1.3 Mức độ biến dạng giới hạn

Mức độ biến dạng trong quá trình dập vuốt có thể được đặc trưng bởi nhiều chỉ tiêu khác nhau Ở đây chúng ta coi mức độ biến dạng khi dập vuốt là tỷ số giữa hiệu diện tích tiết diện ngang của phôi và chi tiết với diện tích tiết diện ngang của phôi khi coi chiều dày thành chi tiết hầu như không thay đổi (dập vuốt không có biến mỏng thành)

Khi K càng lớn thì v càng lớn, do đó sẽ có một giá trị vghthì cũng tồn tại một giá trị Kgh: khi đó ứng suất tại tiết diện nguy hiểm của chi tiết dập vuốt gần tới trị số phá hủy Mức độ dập vuốt giới hạn khi xác định bằng phương pháp lý thuyết khá phức tạp, do ứng suất kéo cần thiết để làm chảy dẻo phần vành phôi phụ thuộc vào nhiều yếu

tố, mức độ ảnh hưởng của các chi tiết này do hàng loạt giả thiết đưa ra trong việc phân tích trạng thái ứng suất biến dạng, mà điều kiện phá hủy chi tiết lại dựa trên cơ sở các yếu tố thực nghiệm Vì vậy việc xác định mức độ dập vuốt giới hạn lý thuyết chỉ có thể

Đối với kim loại đẳng hướng có trạng thái biến dạng phẳng điều kiện chảy có

gh

(2-19)

2.1.4 Tính toán số lần dập tối ưu

2.1.4.1 Hệ số dập vuốt

Đối với những chi tiết tròn xoay dập vuốt không biến mỏng thành, hệ số dập vuốt

là tỷ số giữa đường kính sau và trước lúc dập

 Hệ số dập vuốt lần đầu: 1

1

d m D

dmd

d 



Hệ số dập vuốt đặc trưng cho khả năng thu nhỏ đường kính trước và sau khi dập Nếu hệ số dập vuốt càng nhỏ thì đường kính sau khi dập và trước khi dập chênh lệch nhau càng nhiều Nghĩa là càng nhanh chóng đạt đến kích thước của sản phẩm cuối cùng, số lần dập vuốt càng ít đi Ta mong muốn hệ số dập vuốt càng nhỏ càng tốt thì sẽ giảm được số bộ khuôn cần dùng, giảm thời gian máy, giảm giá thành Tuy nhiên nếu

hệ số dập vuốt càng nhỏ thì mức độ biến dạng của kim loại càng lớn, nếu vượt quá giới hạn bền của vật liệu sẽ gây ra phế phẩm Bởi vậy việc xác định hệ số dập vuốt chính xác

có ý nghĩa rất lớn trong việc thành lập quá trình công nghệ dập vuốt

2.1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số dập vuốt

a Tính chất cơ học và trạng thái bề mặt của vật liệu

Các đại lượng đặc trưng cho tính chất cơ học của vật liệu là giới hạn bền b, giới hạn chảy T và độ dãn dài tương đối 

b

 và T xác định khả năng chống biến dạng của vật liệu b và T càng lớn thì

sự chống biến dạng càng tăng, nên cần phải tốn nhiều công suất của thiết bị và làm tăng tác dụng đàn hồi của vật liệu Tỷ số T

 giảm hay hiệu số  b-T tăng thì tính dẻo của vật liệu tăng

Độ dãn dài tương đối  cũng đánh giá khả năng biến dạng dẻo của vật liệu tấm dưới tác dụng của ứng suất kéo,  tăng thì tính dẻo tăng

Bề mặt vật liệu dập càng tốt (tinh sạch và bằng phẳng) thì hệ số dập vuốt có thể lấy giảm Thực tế cho thấy rằng bề mặt kim loại bị gỉ làm tăng hệ số dập vuốt đến 25÷30%

b Chiều dày vật liệu

Tỷ số giữa chiều dày vật liệu và đường kinh phôi (chiều dày tương đối của vật liệu) tăng, hệ số dập vuốt m giảm

c Phương pháp dập vuốt

Phương pháp dập vuốt có ảnh hưởng nhiều đến hệ số dập vuốt Khi dập vuốt có chặn phôi, hệ số dập vuốt nhỏ hơn so với khi dập vuốt không có chặn phôi Dập vuốt có chặn phôi chống nhăn hay không phụ thuộc vào chiều dày tương đối của vật liệu và hệ

d Hình dáng hình học phần làm việc của cối và chày

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

Mặt khuôn có độ nhẵn cao, khe hở giữa chày và cối hộp lý, lắp khuôn chính xác

và bôi trơn đúng chế dộ đều cho phép thu nhỏ hệ số dập vuốt

g Thứ tự dập vuốt

Nếu sản phẩm dập vuốt qua nhiều lần thì ở lần đầu, hệ số dập vuốt nhỏ nhất, các lần sau hệ số dập vuốt tăng dần Vì ban đầu kim loại còn dẻo, sau nhiều lần dập kim loại biến cứng càng khó dập

h Quá trình nung ủ

Trước các lần dập về sau, nếu sản phẩm được ủ mềm thì hệ số dập vuốt có thể lấy nhỏ

2.2 Phân tích các đặc điểm của công nghệ dập vuốt [3]

2.2.1 Quá trình biến dạng của công nghệ dập vuốt

Ở đây ta nghiên cứu quá trình biến dạng khi dập vuốt một sản phẩm hình trụ có đường kính ngoài d, chiều cao h

Giả sử ta dùng một miếng vật liệu tròn có đường kính D = d + 2h, đem cắt đi các tam giác gạch chéo như hình 2.7, rồi uốn các cạnh dựng lên ta sẽ được hình trụ có đường kính đáy d, chiều cao h Nhưng thực tế trong quá trình dập vuốt, không có phần kim loại

bị cắt bỏ đi Điều đó chứng tỏ trong quá trình biến dạng, phần vật liệu trên hình vành khăn (D’-d) đã biến thành hình trụ trên khoảng chiều cao h1 lớn hơn chiều cao của phần vành khăn là h Như vậy phôi để dập chi tiết hình trụ có đường kính d và chiều cao h là

D < D’

Hình 2.7: Hình trụ rỗng khai triển và các tam giác xen kẽ

Những tam giác kẻ sọc bị dồn ra phía ngoài khi dập vuốt và kéo dọc theo chiều cao của hình trụ rỗng, giữa khe hở giữa chày và cối Phần thể tích của những tam giác

đó là nguyên nhân tạo thành nếp nhăn Để ngăn ngừa sự tạo thành nếp nhăn, người ta dùng tấm ép chặn vật liệu Như vậy, phần vật liệu ở các tam giác gạch chéo chịu nén theo hướng tiếp tuyến và chịu kéo theo hướng kính do lực kéo của chày vào trong lòng cối

Để quan sát được sự phân bố vật liệu trong quá trình dập vuốt, ta tiến hành làm các thí nghiệm sau:

Hình 2.8: Thí nghiệm quan sát sự phân bố của vậy liệu trong dập vuốt

 Trên miến phôi tròn, ta kẻ các vòng tròn ta kẻ các vòng tròn đồng tâm với nhau

và cách đều nhau Sau khi dập vuốt, các vòng tròn đó đều có đường kính bằng nhau và nằm trên thành của hình trụ tròn Các vòng tròn càng lên phía trên càng các xa nhau hơn (hình 2.8a) Điều đó chứng tỏ những điểm nằm trên cùng một vòng tròn trên phôi thì mức độ biến dạng như nhau

 Trên phôi tròn kẻ các đường qua tâm và chia đều thành các góc bằng nhau Sau khi dập vuốt, các tia đó làm thành những đường thẳng song song cách đều nhau trên thành hình trụ (hình 2.8b) Điều đó chứng tỏ khi biến dạng vật liệu di chuyển theo hướng kính

 Trên phôi tròn kẻ các đường dọc, ngang vuông góc với nhau và cách đều nhau Sau khi dập vuốt các đường đó trở thành các đường cong Càng gần miệng hình trụ, các đường cong càng bị dồn lại (hình 2.8c) Điều đó chứng tỏ phần kim loại

ở càng gần ngoài mép càng bị dồn sát lại và vuốt dài ra theo chiều cao hình trụ Trạng thái ứng suất ở những vùng khác nhau trên sản phẩm dập vuốt được trình bày trên hình 2.9

Hình 2.9: Trạng thái ứng suất trên sản phẩm dập vuốt

 Tại vành sản phẩm có ứng suất nén theo hướng tiếp tuyến và ứng suất kéo theo hướng tâm

 Tại thành sản phẩm chỉ có ứng suất kéo theo hướng chiều cao

 Tại đáy sản phẩm ứng suất kéo theo bốn phía

Do sự phân bố trạng thái ứng suất không đều tại các vùng khác nhau trên sản phẩm, nên chiều dày của thành sản phẩm cũng khác nhau:

 Ở đáy chiều dày vật liệu không thay đổi

 Ở góc lượn đáy chiều dày vật liệu giảm đi nhiều nhất, gọi đó là “tiết diện nguy hiểm”, có trường hợp mỏng tới 30%

 Phần trên góc lượn đáy: càng lên phía trên chiều dày vật liệu càng giảm ít, đến gần phía trên thì đáy lại dày hơn chiều dày ban đầu của nguyên vật liệu

 Ở góc lượn trên chiều dày vật liệu có thể tăng lên từ 15÷25%

2.2.2 Độ chính xác của sản phẩm dập vuốt và yêu cầu công nghệ

2.1.2.1 Độ chính xác của sản phẩm dập vuốt

Độ chính xác theo đường kính của sản phẩm dập vuốt phụ thuộc vào các yếu tố:

 Độ chính xác chế tạo phần làm việc của khuôn dập và mức độ mài mòn của chúng

 Khe hở giữa chày và cối

 Tính đàn hồi của sản phẩm dập vuốt sau khi ra khỏi khuôn dập

Biết rằng, cùng với sự đàn hồi do tính đẳng hướng của vật liệu (đặc biệt khi dập vuốt sản phẩm không có vành), có thể làm cho tiết diện hình tròn trở thành hình ôvan

Ở lần dập đầu tiên, tính đàn hồi và độ ôvan lớn hơn các lần dập sau

Độ chính xác sản phẩm dập vuốt theo đường kính phù hợp với cấp chính xác 6÷7

(TCVN) Đối với sản phẩm hình trụ không có vành, độ sai lệch cho phép về đường kính trong có thể xác định theo bảng 2.2

Bảng 2.2: Độ sai lệch theo đường kính trong của chi tiết hình trụ rỗng không có vành,

Sự thu hẹp dung sai có thể thực hiện bằng phương pháp chỉnh hình bổ sung Khi

đó độ chính xác của sản phẩm dập vuốt có thể theo cấp chính xác 4÷5 Sự chỉnh hình đặc biệt tốt với vật liệu mềm và dẻo, có trí số đàn hồi nhỏ nhất (nhôm, đồng, thép mềm)

Đối với dập vuốt có biến mỏng thành (đường kính nhỏ hơn 50mm) có thể đạt được dung sai theo đường kính đến cấp chính xác 4, 5 là thông thường Độ sai lệch bề dày đối với sản phẩm dập vuốt biến mỏng thành cho phép từ 0,06÷0,15mm

Khi muốn có kích thước về chiều cao chính xác hơn thì cần phải tiến hành gia công cắt gọt Độ sai lệch về chiều cao khi cắt gọt là 0,1÷0,4mm, phụ thuộc vào kích thước sản phẩm Đối với những sản phẩm thấp h ≤ (0,5÷0,6)d thì không cần phải cắt mép

Bảng 2.3: Độ sai lệch theo chiều cao chi tiết hình trụ rỗng không có vành, mm:

Từ 1÷2 ±0,6 ±0,8 ±1 ±1,2 ±1,5 ±1,8 ±2

Bảng 2.4: Độ sai lệch chiều cao chi tiết hình trụ rỗng có vành, mm:

Từ 1÷2 ±0,4 ±0,5 ±0,6 ±0,7 ±0,9 ±1,2 ±1,4

4÷6 ±0,6 ±0,7 ±0,8 ±0,9 ±1,2 ±1,6 ±1,8

2.1.2.2 Yêu cầu công nghệ đối với sản phẩm dập vuốt

Yêu cầu công nghệ đối với sản phẩm dập vuốt nhằm đảm bảo được độ chính xác của sản phẩm và thuận lợi khi tiến hành dập vuốt

Bảng 2.5: Yêu cầu công nghệ đối với sản phẩm dập vuốt

Bán kính lượn

Bán kính lượn ở thành chi tiết hình hộp nên lấy rc ≥

3S

Đường kính vành

Đường kính vành bé nhất nên lấy theo quan hệ:

Khoảng cách giữa hai lỗ

trên vành

Khoảng các nhỏ nhất giữa hai lỗ trên vành được xác định: A D 2S 2r a   

Đường kính lỗ ở đáy

Đường kính lớn nhất của

lỗ ở đáy nên lấy:

1

d  D  2r

III: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔNG QUÁT

3.1 Các bước trong công nghệ dập vuốt

Bước 1: Cấp liệu: phôi tấm (hoặc rỗng) đã được tính toán hình dạng, kích thước được đưa vào khuôn dập vuốt

Hình 3.1: Bước cấp liệu

Bước 2: Kẹp phôi: phôi được giữ ở giữa tấm chặn phôi và cối nhờ lực kẹp phôi thích hợp

Hình 3.2: Bước kẹp phôi

Bước 3: Dập vuốt: phôi được dập vuốt theo hình dạng của chày nhờ lực dập thích hợp

Hình 3.3: Bước dập vuốt

Bước 4: Lấy sản phẩm: sản phẩm được lấy ra nhờ cơ cấu hỗ trợ (phòng trường hợp sản phẩm bị dính chặt trong cối)

Hình 3.4: Bước lấy sản phẩm

3.2 Hệ thống thiết bị trong công nghệ dập dập vuốt

Hình 3.6: Máy dập 200 tấn tại Thaco Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật máy dập Amada 200 tấn

Hình 3.6: Khuôn dập vuốt

3.2.3 Phần mềm hỗ trợ

 Một số phần mềm hỗ trợ thiết kế (CAD) như: Catia, Unigraphics,… hỗ trợ tối ưu bản vẽ kỹ thuật với đầy đủ các thông tin kỹ thuật và mô hình hình học 3D của sản phẩm và khuôn

 Một số phần mềm hỗ trợ gia công (CAM) như: Mastercam, WorkNC… hỗ trợ tối ưu lập trình và mô phỏng gia công khuôn

 Một số phần mềm hỗ trợ mô phỏng tính toán tối ưu hóa sản phẩm (CAE) như: Hyperform, Autoform… hỗ trợ phân tích, tính toán và lựa chọn giải pháp kỹ thuật tối ưu

IV: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DẬP VUỐT

Hiện nay công nghệ dập vuốt được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như:

ô tô, xe máy, y tế, điện tử, gia dụng, … do khả năng tạo ra sản phẩm đa dạng về mẫu

mã, đảm bảo chất lượng cũng như tính thẩm mỹ cao

4.1 Trong lĩnh vực ô tô, xe máy

Một số ứng dụng trong lĩnh vực ô tô, xe máy: Chế tạo được những sản phẩm ô

tô, xe máy có hình dạng phức tạp một cách nhanh chóng, số lượng lớn

Hình 4.1: Khung vỏ xe ô tô