Đồ án Nghiên cứu ảnh hưởng khe hở chày cối đến độ biến dạng của thép SUS 304 khi đột trên máy CNC (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu ảnh hưởng khe hở chày cối đến độ biến dạng của thép SUS 304 khi đột trên máy CNC (Phần 1)

1. 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 NGÀNH KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG KHE HỞ CHÀY CỐI ĐẾN ĐỘ BIẾN DẠNG CỦA THÉP SUS 304 KHI ĐỘT TRÊN MÁY CNC GVHD: Th.S NGUYỄN THANH TÂN SVTH: NGUYỄN TRỌNG ANH MSSV: 11104002 S K L 0 0 3 8 3 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG KHE HỞ CHÀY CỐI ĐẾN ĐỘ BIẾN DẠNG CỦA THÉP SUS 304 KHI ĐỘT TRÊN MÁY CNC” Giảng viên hướng dẫn: Thầy NGUYỄN THANH TÂN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TRỌNG ANH MSSV: 11104002 Lớp: 111040A Khĩa: 2011-2015 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2015
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KỸ THUẬT TP. HCM Độc lập - Tự do – Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ mơn: Cơng Nghệ Kim Loại NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Trọng Anh MSSV : 11104002 Lớp : 11104A Khố: 2011-2015 Ngành đào tạo: Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Hệ: Đại học (Chính qui) Tên đề tài: “ Nghiên cứu ảnh hưởng của khe hở chày cối đến độ biến dạng của thép SUS 304 khi đột trên máy CNC ”. 1. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Chiều dày vật liệu thay đổi từ 0.8-2mm Thực nghiệm trên máy đột CNC cĩ tại cơng ty Vật liệu dập: Inox 304 2. Nội dung chính của đồ án: Tìm hiểu vật liệu, tính chất vật liệu SUS 304 Tìm hiểu cơng nghệ đột CNC Cách tính khe hở Z Tìm hiểu ảnh hưởng khe hở Z đến chất lượng sản phẩm Mơ phỏng quá trình biến dạng Đưa ra biện pháp nâng cao chất lượng và tuổi thọ khuơn. 3. Ngày giao đồ án: 4. Ngày nộp đồ án: TRƯỞNG BỘ MƠN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Th.S NGUYỄN THANH TÂN  Được phép bảo vệ (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i
4. LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của khe hở chày cối đến độ biến dạng của thép SUS 304 khi đột trên máy CNC - GVHD: Th.S NGUYỄN THANH TÂN - Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trọng Anh - MSSV: 11104002 - Địa chỉ sinh viên: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM - Số điện thoại liên lạc: 0984821388 - Email: nguyentronganh.spkt@gmail.com - Ngày nộp khố luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Chúng tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) này là cơng trình do chính chúng tơi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tơi khơng sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã đư ợc cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc. Nếu cĩ bất kỳ một sự vi phạm nào, chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 7 Năm 2015 Ký tên ii
5. LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thanh Tân, Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài để em cĩ thể hồn thành tốt đồ án này. Thành thật biết ơn quý Thầy cơ trong trong Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy, cùng tồn thể giảng viên trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM đã truyền đạt những kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu cho em trong những năm vừa qua. Nhờ đĩ em cĩ thể vận dụng những kiến thức đã học được để thực hiện tốt đề tài đồ án này. Chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thanh Tân đã tận tình giúp đỡ, cung cấp những thơng tin cần thiết để em cĩ thể hồn thành đề tài. Trong quá trình làm đề tài, em cũng đã tham khảo nhiều tài liệu, kết quả nghiên cứu của các tác giả khác. Em xin chân thành cảm ơn các cơ quan, tổ chức và các tác giả đã dẫn trong bài đồ án này. Bên cạnh những nổ lực và phấn đấu của bản thân mình, em cịn nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các bạn lớp 11104A thơng qua việc trao đổi thơng tin, sưu tầm, thu thập những tài liệu liên quan đến đề tài đồ án của mình. Do năng lực, trình độ và thời gian cịn nhiều hạn chế nên chắc chắn sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sĩt, hạn chế cần điều chỉnh. Vì vậy, em rất mong nhận được sự đĩng gĩp ý kiến của quý Thầy, Cơ cùng các bạn sinh viên để em cĩ thể hồn thiện bài viết được tốt hơn. Cuối cùng xin gửi lời chúc sức khỏe, hạnh phúc và thành đạt đến quý Thầy, Cơ cùng tất cả các bạn sinh viên lớp 11104A. Chân thành cám ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 7 năm 2015 Sinh viên thực hiện NGUYỄN TRỌNG ANH iii
6. TĨM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHE HỞ CHÀY CỐI ĐẾN ĐỘ BIẾN DẠNG CỦA THÉP SUS304 KHI ĐỘT TRÊN MÁY CNC Ngày nay các sản phẩm gia cơng từ kim loại tấm địi hỏi sự chính xác cao mà cơng nghệ cắt đột thơng thường bằng khuơn trên các loại máy ép trục khuỷu hay thủy lực khơng đáp ứng được hoặc đơn giản chỉ là giải quyết về vấn đề năng suất thì các nhà đầu tư thường hay nghĩ đến cơng nghệ cắt đột hay uốn trên các máy CNC, ứng dụng cơng nghệ số vào sản xuất. Tuy nhiên để cĩ được sản phẩm đạt yêu cầu thì cần cĩ sự tính tốn phối hợp giữa khe hở chày cối hợp lý.  Cấu trúc của đồ án gồm năm chương: Chương 1: Giới thiệu đề tài - Tổng quan về cơng nghệ dập tấm. - Các cơng trình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam. Chương 2: Tồng quan về đề tài - Tính cấp thiết của đề tài; ý nghĩa, mục tiêu, đối tượng và phươn pháp nghiên cứu của đề tài Chương 3: Cơ sở lý thuyết - Biến dạng dẻo - Vật liệu SUS304 sử dụng trong dập đột. - Khe hở chày cối Z: dùng phương pháp tra bảng hoặc tính tốn. - Tìm hiểu các máy, khuơn thiết bị dập đột CNC. Chương 4: Tiến hành thí nghiệm nghiên cứu. - Mơ phỏng quá trình biến dạng - Chuẩn bị mẫu: Kiểm tra vật liệu (Vật liệu SUS 304), kiểm tra cơ tính (Độ bền kéo, độ cứng. - Dùng các bộ khuơn cĩ sự thay đổi khe hở trong khoảng kinh nghiệm, đưa ra các kết quả sự thay đổi khe hở. - Kiểm tra biến dạng chi tiết : Sự thay đổi tổ chức tế vi, sự biến dạng của vùng gia cơng. - Tổng hợp các kết quả và so sánh sự khác nhau của kim loại trước và sau khi tiến hành dập. Đưa ra kết quả nhận xét, lựa chọn khe hở tối ưu cho vật liệu để đạt yêu cầu tốt nhất. Chương 5: Các biện pháp năng cao tuổi thọ khuơn. iv
7. MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT ii LỜI CẢM ƠN iii TĨM TẮT ĐỒ ÁN iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH VẼ ix CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 2 1.1 Tính cấp thiết của đề tài. 2 1.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2 1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 3 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. 3 1.5 Phương pháp nghiên cứu 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 4 2.1 Định nghĩa và phân loại nguyên cơng dập tấm. 4 2.2. Các cơng trình nghiên cứu 9 2.2.1 Trên thế giới 9 2.2.2 Trong nước 18 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 19 3.1 Ưu điểm của sản xuất dập tấm 19 3.2 Nhược điểm của phương pháp 19 3.3 Quá trình biến dạng của vật liệu trong dập tấm 19 3.3.1 Quá trình biến dạng dẻo của vật liệu 19 3.3.2 Ảnh hưởng của gia cơng áp lực đối với tổ chức tế vi của vật liệu. 21 3.4 Kim loại sử dụng trong đột dập. 22 3.5 Vật liệu SUS304 22 3.5.1 Giới thiệu sơ bộ về SUS304 22 v
8. 3.5.2 Đặc điểm 23 3.5.3 Tính chất 24 3.5.4 Ứng dụng 25 3.5.5 Bảo vệ và kháng ăn mịn 25 3.5.6 Chế tạo 26 3.6 Khe hở chày và cối 27 3.6.1 Ý nghĩa của khe hở: 27 3.6.2 Ảnh hưởng của khe hở chày cối đến biến dạng : 33 3.6.3 Ảnh hưởng của chày và cối sau khi mịn. 34 3.6.4 Ảnh hưởng của đột dập đến biến dạng cục bộ 34 3.6.5 Phương pháp quyết định khe hở dập cắt. 38 3.7 Tổng quan chung về khuơn dập tấm. 42 3.7.1 Giới thiệu về khuơn dập tấm 42 3.7.2 Phân loại khuơn và những yêu cầu cơ bản của khuơn. 43 3.7.3 Các bộ phận chủ yếu của khuơn dập tấm. 44 3.7.4 Phương pháp thiết kế khuơn. 45 3.8 Giới thiệu về máy đột dập CNC. 46 3.8.1 Điều kiện làm việc của khuơn 47 3.8.2 Chọn vật liệu thích hợp làm khuơn 48 3.8.3 Chế độ nhiệt luyện SKD11 48 3.8.4 Nhiệt luyện sơ bộ. 48 CHƯƠNG 4: TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA DẬP ĐỘT ĐẾN VẬT LIỆU 54 4.1 Mơ phỏng quá trình đột dập 54 4.1.1 Giới thiệu chung 54 4.1.2 Mơ phỏng số và cơng nghệ ảo. 55 4.1.3 Trình tự mơ phỏng số quá trình biến dạng. 55 4.1.4 Mơ phỏng quá trình dập bằng phần mềm DEFORM – 3D v6.1. 55 vi
9. 4.2 Nhận xét 60 4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của đột dập đến biến dạng của vật liệu 62 4.4 Lý thuyết về vật liệu SUS 304 62 4.4.1 Phân loại Inox 63 4.5 Chuẩn bị vật liệu 65 4.6 Chuẩn bị mẫu và tiến hành thí nghiệm. 65 4.6.1 Mẫu dập đột 65 4.6.2 Mẫu thử kéo gia cơng cơ 66 4.6.3 Mẫu thử kéo gia cơng cắt bằng laser CNC 69 4.6.4 Mẫu kiểm tra tổ chức tế vi 70 4.6.5 Mẫu kiểm tra thành phần hĩa học 73 4.6.6 Kiểm tra độ cứng 73 4.6.7 Ảnh hưởng của khe hở chày cối đến độ biến dạng vật liệu 74 CHƯƠNG 5: BIỆN PHÁP NÂNG CAO TUỔI THỌ KHUƠN 79 5.1 Điều kiện làm việc của khuơn dập tấm. 79 5.2 Yêu cầu cơ tính của khuơn dập tấm 79 5.3 Các dạng hư hỏng chủ yếu của khuơn dập tấm. 80 5.4 Các mác thép làm khuơn dập tấm thơng dụng. 80 5.4.1 Thành phần hĩa học. 80 5.4.2 Mác thép làm khuơn dập tấm 81 5.4.3 Thép làm khuơn bé (chiều dày thành khuơn nhỏ hơn 75mm) 81 5.4.4 Thép làm khuơn trung bình (bề dày thành khuơn 70-100mm) 81 5.4.5 Thép làm khuơn lớn và chống mài mịn cao ( 200÷300 mm). 82 5.4.6 Thép làm khuơn chịu tải trọng va đập 83 5.4.7 Mác thép thường sử dụng trên thị trường 83 5.5 Nâng cao tuổi thọ khuơn thơng qua lựa chọn khe hở chày cối 84 5.5.1 Cơ chế phá hủy chày 84 5.5.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến mài mịn và ăn mịn cơng c ụ 86 vii
10. KẾT LUẬN: 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 viii
11. DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Đồ thị biến dạng phá hủy kim loại [8, 91] 19 Hình 2 Sự thay đổi dạng hạt và cơ tính khi gia cơng [5,117] 21 Hình 3: Vật liệu SUS 304 22 Hình 4: Quá trình đột lỗ 28 Hình 5: Mặt cắt mép dập 29 Hình 6: Khe hở hợp lý (a), khơng hợp lý (b) 30 Hình 7: Mặt cắt mép dập 33 Hình 8: Phần phế liệu cịn lại của quá trình đột lỗ 33 Hình 9: Thực nghiệm đột lỗ trên tấm Inox 304 34 Hình 10: Sơ đồ nguyên lý đột 38 Hình 11: Khuơn đột dập (a) và khuơn dập vuốt (b) 42 Hình 12: Sản phẩm từ khuơn đột dập (a) và khuơn dập vuốt (b) 43 Hình 13: Kết cấu cơ bản của khuơn dập tấm 45 Hình 14: Máy đột TruPunch1000 46 Hình 15: Máy Amada EM2510NT 47 Hình 16: Nhiệt độ ủ thép SKD11 50 Hình 17: Bản chất của mơ phỏng số và cơng nghệ ảo 55 Hình 18: Mơ hình Cối, Chày, Phơi 56 Hình 19: Thiết lập điều kiện tiếp xúc 58 Hình 20: Phân bố ứng suất và lực dập sau dập khi Z=0.1 58 Hình 21: Phân bố ứng suất và lực dập sau dập khi Z=0.2 59 Hình 22: Phân bố ứng suất và lực dập sau dập khi Z=0.35 59 Hình 23: Phân bố ứng suất và lực dập sau dập khi Z=0.65 60 Hình 24: Tấm vật liệu chuẩn bị thí nghiệm 65 Hình 25: Hình ảnh mẫu sau khi dập đột 66 Hình 26: Mẫu thử trước dập 68 Hình 27: Mẫu thử kéo sau dập 69 ix
12. Hình 28: Hình ảnh của mẫu thử kéo bằng cắt Laser 69 Hình 29: Tổ chức austenite 70 Hình 30: Tổ chức tế vi mép dập ϕ17.3 71 Hình 31: Tổ chức tế vi mép dập ϕ16.2 72 Hình 32: Tổ chức tế vi mép dập ϕ16.3 72 Hình 33: Tổ chức tế vi mép dập ϕ16.7 72 Hình 34: Bề mặt mép dập quan sát qua kính lúp độ phĩng đại 20x 74 Hình 35: Ảnh hưởng của %C đến cơ tính của vật liệu 81 Hình 36: Hình mơ minh họa mịn cạnh và mặt của chày 85 Hình 37: Sứt mẻ, mài mịn nhìn thấy trên chày 85 Hình 38: Nứt gãy 85 Hình 39: Chày bị ăn mịn Error! Bookmark not defined. Hình 40: Chày mịn 16 x
13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÂN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết của đề tài. Trong cuộc sống thường ngày, chúng ta dễ dàng bắt gặp thấy rất nhiều vật dụng xung quanh mình được chế tạo bởi quá trình dập. Ví dụ như: thìa nĩa ăn cơm, mơi múc canh, fin café, bếp ga các loại, nắp capo xe hơi, thùng xe rùa, các lỗ thơng giĩ trên các máy mĩc Với một vài sản phẩm kể trên thì chúng ta cĩ thể thấy được rằng số lượng sản phẩm để đáp ứng cho nhu cầu tiêu dùng là rất lớn. Do đĩ sự ra đời của ngành cơng nghiệp khuơn mẫu để sản xuất ra sản phẩm là điều tất yếu. Khi chúng ta cĩ một nghành cơng nghiệp khuơn mẫu phát triển vững mạnh, sẻ làm đa dạng hĩa mẩu mã sản phẩm trên thị trường. Điều này giúp hạ giá thành sản phẩm tăng tính cạnh tranh trong doanh nghiệp, giúp người tiêu dùng tiếp cận nhiều loại sản phẩm hơn. Hơn nữa việc cho ra đời các dịng máy sản xuất tự động trong nghành gia cơng kim loại tấm như CNC đã nâng cao năng suất, hạ gia thành sản phẩm tăng lợi nhuận cho nhà sản xuất, từ đĩ vấn đề cần đặt ra là sản xuất chế tạo khuơn mẫu gia cơng trên các dịng máy CNC ngày càng phải chính xác và chú trọng kỹ lưỡng. Do vậy em đã quyết định chọn đề tài nghiên cứu về dập đột trên máy CNC nhằm mục đích tìm hiểu kỹ về quy trình cũng như những yếu tố ảnh hưởng chất lượng sản phẩm. 1.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài. Nghiên cứu và đánh giá ảnh hưởng của các thơng số khe hở chày cối, xác định khoảng làm việc và ảnh hưởng các thơng số tới độ chính xác hình học của sản phẩm, xây dựng mối quan hệ giữa các thơng số bằng các mơ hình tính tốn. Kết hợp giữa phương pháp nghiên cứu mơ phỏng với thực nghiệm nhằm nâng cao hiệu quả nghiên cứu và tiết kiệm chi phí, qua đĩ gĩp phần vào sự phát triển dập đột cũng như ứng dụng các kết quả vào sản xuất cơng nghiệp. Kết hợp phương pháp mơ phỏng số với thực nghiệm nhằm nâng cao hiệu quả nghiên cứu và tiết kiệm chi phí, qua đĩ gĩp phần vào sự phát triển của các phương pháp thiết kế và tối ưu quá trình nhờ cơng nghệ máy tính. Xây dựng hệ thống phù hợp với thực tế cĩ ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển hệ thống thiết bị nghiên cứu, đo đạc và đánh giá ảnh hưởng của các thơng số cơng nghệ. 2
14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÂN 1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. - Tìm hiều về cơng nghệ dập đột. - Tìm hiều ảnh hưởng của khe hở chày cối đến chất lượng bề mặt sản phẩm. - Mơ phỏng quá trình dập, biến dạng kim loại bằng phần mềm Deform–3D v 6.1. 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu . - Đối tượng nghiên cứu: sản phẩm dạng lỗ - Phạm vi nghiên cứu: ảnh hưởng của thơng số khe hở chày cối, ảnh hường về hình dạng hình học của khuơn. 1.5 Phương pháp nghiên cứu. - Tổng hợp, phân tích tài liệu, các kết quả nghiên cứu trong nước và ngồi nước - Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với kinh nghiệm dập đột bằng phương pháp truyền thống. - Sử dụng phương pháp nghiên cứu hiện đại, mơ phỏng số kết hợp với thực nghiệm số. - Sử dụng thiết bị đo và các phần mềm hiện cĩ ở Việt Nam để xử lý số liệu. 3
15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÂN CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2.1 Định nghĩa và phân loại nguyên cơng dập tấm. Quá trình cơng nghệ là tồn bộ các tác động trực tiếp làm thay đổi hình dạng, kích thước, tính chất và trạng thái của phơi ban đầu để đạt được mục đích nào đĩ. Quá trình cơng nghệ bao gồm những nguyên cơng và được sắp xếp theo một trình tự nhất định.[1] Dập đột là một phần của qui trình cơng nghệ bao gồm nhiều nguyên cơng cơng nghệ khác nhau nhằm làm biến dạng kim loại tấm (băng hoặc dải) để nhận được các chi tiết cĩ hình dạng và kích thước cần thiết với sự thay đổi khơng đáng kể chiều dày của vật liệu. [1] Tùy vào từng phương pháp biến dạng mà ta tính tốn được khe hở hợp lý cho chày và cối. Trên thế giới vấn đề này đã được nghiên cứu và đánh giá, thực nghiệm và mơ phỏng bằng phần mềm nên đạt được độ chính xác và chất lượng sản phẩm. Tất cả các nguyên cơng tạo hình vật liệu tấm được hệ thống hĩa và phân loại theo những đặc điểm của quá trình biến dạng và cơng nghệ. Theo đặc điểm biến dạng của quá trình dập tấm, người ta chia thành 2 nhĩm chính: - Biến dạng cắt vật liệu. - Biến dạng dẻo vật liệu. Nhĩm các nguyên cơng cắt vật liệu nhằm tách một phần vật liệu này ra khỏi một phần vật liệu khác theo một đường bao khép kín hoặc khơng khép kín và kim loại bị phá vỡ liên kết giữa các phân tử tại vùng cắt. Nhĩm các nguyên cơng biến dạng dẻo vật liệu nhằm thay đổi hình dạng và kích thước bề mặt của phơi bằng cách phân phối lại và chuyển dịch thể tích kim loại để tại ra các chi tiết cĩ hình dạng và kích thước cần thiết như tính dẻo của kim loại và khơng bị phá hủy tại các vùng biến dạng. Trong quá trình dập tấm người ta cĩ thể dập riêng biệt từng nguyên cơng hoặc cĩ thể kết hợp hai hay nhiều nguyên cơng trên cùng một khuơn. Khi kết hợp hai hay nhiều nguyên cơng trên một khuơn ta gọi là dập liên hợp, dập liên hợp được chia thành ba loại chính: - Dập phối hợp: là phương pháp đồng thời hồn thành một hoặc một số nguyên cơng khác nhau trên cùng một bộ khuơn trong một hành trình của máy với một lần đặt phơi. - Dập liên tục: là phương pháp kết hợp hai hay nhiều nguyên cơng khác nhau trên cùng một khuơn được thực hiện liên tiếp nhau bởi những cặp chày – cối riêng biệt trong một số hành trình của máy và cĩ sự dịch chuyển phơi từ chày này sang chày khác. 4
16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÂN - Dập liên tục – phối hợp: là phương pháp kết hợp cả hai phương pháp trên để hồn thành một số nguyên cơng trên cùng một khuơn. Tùy theo đặc điểm biến dạng và đặc điểm cơng nghệ, phương pháp tiến hành v.v người ta phân loại các nguyên cơng dập tấm như sau: Bảng 1: Các nguyên cơng dập tấm [1,30] Bảng 2: Tên gọi và định nghĩa các nguyên cơng chủ yếu của dập tấm [1,31] Dạng Tên nguyên Định nghĩa và đặc điểm gia Hình vẽ chi tiết cơng của nguyên cơng cơng Cắt vật liệu thành các phần Cắt phơi theo đường bao khơng khép kín Cắt cục bộ một phần vật Cắt vật liệu ra khỏi phơi liệu Tách 1 phần kim loại theo Cắt hình 1 đường bao khép kín, phần kim loại tách ra là chi tiết 5
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÂN Cắt vật liệu theo đường bao khép kín để tạo thành Đột lỗ lỗ suốt trên chi tiết hoặc trên tấm. Phần vật liệu cắt ra là phế liệu Tách 1 phần vật liệu theo đường bao khơng khép Cắt trích kín. Phần vật liệu tách ra khơng rời khỏi chi tiết Cắt phơi phẳng, phơi cong hoặc phơi rỗng thành hai hoặc 1 vài chi tiết riêng biệt. Áp dụng khi chế tạo Cắt chia những chi tiết khơng đối xứng, ban đầu chế tạo thành phơi đối xứng sau đĩ cắt chia Cắt bỏ phần kim loại thừa theo đường bao ngồi hoặc Cắt mép phần mép khơng đều của chi tiết cong hoặc chi tiết đã dập vuốt Cắt bỏ phần lượng dư cơng nghệ rất nhỏ theo đường bao của phơi hoặc lỗ nhằm Cắt tinh mục đích đạt được hình dạng và kích thước chính xác, bề mặt cắt vuơng gĩc bề mặt chi tiết Biến phơi phẳng thành chi Uốn tiết cong Uốn Cuốn các mép của phơi để Cuốn tạo thành chi tiết cĩ dạng 6
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÂN vịng neo hoặc trụ Quay 1 phần phơi xung Vặn quanh trục của nĩ Là phương pháp nhận D p vu t ậ ố được chi tiết rỗng từ phơi khơng phẳng hoặc phơi rỗng, chi u dày v t li u h biến mỏng ề ậ ệ ầu như khơng đổi Dập vuốt Là phương pháp nhận D p vu t ậ ố được chi tiết rỗng từ phơi cĩ biến phẳng hoặc phơi rỗng cĩ ch nh bi n m ng chi u mỏng ủ đị ế ỏ ề dày vật liệu Khắc phục hiện tượng Nắn khơng bằng phẳng các bề mặt phơi hoặc chi tiết Thay đổi hình dáng của sản phẩm nhưng khơng thay đổi chiều dày vật liệu, Dập nổi được thực hiện nhờ các phần lồi và lõm tương ứng Tạo của các bộ phận của khuơn hình Tạo thành gờ theo đường Lên vành bao ngồi hoặc đường bao trong của chi tiết Tạo thành gờ mép cĩ dạng Cuốn mép trịn 7
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÂN Thay đổi hình dạng phơi đã được dập vuốt sơ bộ để Tạo hình nhận được chi tiết cĩ hình dạng cuối cùng hoặc kích thước chính xác hơn Làm giảm tiết diện ngang ở một phần của chi tiết Tĩp rỗng hoặc ống đã được dập vuốt sơ bộ Tăng tiết diện ngang ở một Giãn rộng phần của chi tiết rỗng hoặc (nong) ống Tạo cho chi tiết cĩ hình Tinh chỉnh dạng và kích thước chính xác Tạo mối ghép các chi tiết Tán bằng đinh tán Tạo mối ghép các chi tiết Ép bằng cách lắp cĩ độ dơi Ghép các chi tiết bằng Gấp mép cách tạo ra các khĩa vịng Ghép 2 chi tiết bằng cách Uốn tai Lắp uốn các tai ghép Ghép 2 hoặc 1 vài chi tiết Uốn mép bằng cách uốn gờ mép 8
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÂN Ghép 2 chi tiết bằng cách Tĩp tĩp một trong các chi tiết ghép Ghép 2 chi tiết bằng cách Giãn giãn rộng một chi tiết bên trong Biến đổi phơi dày thành chi tiết hoặc phơi rỗng Ép chảy mỏng bằng cách làm chảy nguội dẻo kim loại qua khe hở giữa chày và cối Dập ép Tạo vết lõm trên bề mặt Dập dấu chi tiết để sau đĩ khoan lỗ 2.2. Các cơng trình nghiên cứu 2.2.1 Trên thế giới Nghiên cứu về dập đột được tiến hành từ rất lâu, tuy nhiên đến những năm 80 mới bắt đầu nghiên cứu và áp dụng trong cơng nghiệp chế tạo máy. Tại các nước như Đức, Nhật, Mỹ, Nga cơng nghệ dập đột đã ứng dụng trong cơng nghiệp ơ tơ, hàng khơng, đồ gia dụng. Nhiều bài báo cáo đã được cơng bố. Các hướng nghiên cứu chính được nhiều nhà kỹ thuật trên thế giới quan tâm: - Về cơng nghệ: viện nghiên cứu và phát triển cơng nghệ, nghiên cứu ảnh hưởng của các thơng số cơng nghệ tới quá trình tạo hình vật liệu, hướng tới chất lượng sản phẩm cũng như ảnh hưởng của tương tác giữa các thơng số với nhau trong quá trình dập đột. Các thơng số cơng nghệ được quan tâm xét đến là: bề dày vật liệu, lực dập, lực chặn phơi, tốc độ cắt dẫn tới biến dạng nhiệt, kích thước hình học của chày, cối - Về thiết bị: nghiên cứu về hệ thống khuơn, chặn, các thiết bị hỗ trợ nhằm đáp ứng khả năng cơng nghệ một cách tốt nhất. Nghiên cứu tối ưu các thơng số bán kính gĩc lượn, độ nhám bề mặt khuơn, nghiên cứu ứng dụng chặn với khe hở khơng đổi giữa chặn và phơi, ứng dụng sơ đồ chặn theo tọa độ điểm, nghiên cứu ứng dụng khuơn tổ hợp. Nghiên cứu ứng dụng về thiết bị hỗ trợ với mục đích tạo sự đồng bộ, linh hoạt trong điều khiển hệ thống cơng nghệ: điều khiển lực chặn, điều khiển áp lực chày cối. 9
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÂN - Về vật liệu: nghiên cứu tập trung chủ yếu vào vật liệu mỏng dạng tấm cĩ chiều dày từ 0.2-2.5 mm từ thép cacbon thấp, thép khơng gỉ, hợp kim nhơm, đồng, magie. Nghiên cứu ảnh hưởng của tính dị hướng, hệ số biến cứng vật liệu tới quá trình tạo hình sản phẩm. Một số nghiên cứu về đàn hồi ngược, ma sát, dập nhiều lớp, nghiên cứu và chế tạo các sản phẩm đặc thù bằng cơng nghệ dập đột. Nghiên cứu nâng cao tuồi thọ khuơn Khe hở chày cối là thơng số ảnh hưởng lớn nhất đến tuổi thọ khuơn và chất lượng của phần mặt cắt. Việc lựa chọn khe hở chày cối tối ưu cĩ thể làm tăng tuổi thọ khuơn dập bằng cách giảm thiểu mài mịn. Các nghiên cứu trước đĩ đã cho thấy sự ảnh hưởng của khe hở chày cối trên các vật liệu tấm cĩ độ dày khác nhau và của các chi tiết biên dạng dập trịn khơng đối xứng về hình học trong cơng nghiệp. Vì vậy, để lựa chọn kết cấu khuơn sao cho mức độ mài mịn tối thiểu. Với các phơi dập khơng đối xứng, chày và cối là khơng đồng nhất, chúng ta cĩ thể quan sát rõ ràng vùng mịn và sự thay đổi đột ngột về hình học. Dập là quá trình sản xuất ra hàng loạt các chi tiết khác nhau, từ chân các chi tiết điện tử rất nhỏ đến các chi tiết cĩ độ bền cao và thép khơng gỉ. Các tấm cĩ bề dày từ 0.2-20mm và cao hơn được đột lỗ tùy thuộc vào ứng dụng. Tuổi thọ chày cối và chất lượng bề mặt trong dập đột là các thơng số khác nhau : khe hở chày cối, bán kính gĩc lượn, thép làm chày cối, thép tấm mạ, chi tiết chịu nén. Hiệu quả của thay đổi khe hở chày cối được nghiên cứu trong phạm vi 2.5-19% trong vùng đột 3.5mm đường kính lỗ. Từ mơ phỏng FE và nghiên cứu thực nghiệm, nĩ cho kết quả phần uốn cong, phần cắt tăng và phần phá hủy giảm khi tăng khe hở. Nghiên cứu ảnh hưởng của khe hở chày cối đến tuổi thọ khi dập trên cạnh vuơng. Các thí nghiệm được thực hiện bằng cách sử dụng Docol 800DP dày 1mm. Hai bán 10