Luận văn Nghiên cứu thông số hình học của hệ thống khuôn ảnh hưởng đến chất lượng lỗ đột (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu thông số hình học của hệ thống khuôn ảnh hưởng đến chất lượng lỗ đột (Phần 1)

1. 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 THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA HỆ THỐNG KHUÔN ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG LỖ ĐỘT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S K C0 0 5 1 8 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2017
2. 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 THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA HỆ THỐNG KHUÔN ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG LỖ ĐỘT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2017
3. 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 THÔNG 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
4. QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI
5. 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 ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 55, Huỳnh Tấn Phát, Đông Hòa, Dĩ An, Bình Dƣơng Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng:0902950724 Fax: (84) 838971298E-mail:nhon.bui@schindler.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. 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 2. 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 cơ khí III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN 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
6. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 4 năm 2017 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Trang ii
7. LỜI CẢM TẠ Đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hƣớng dẫn khoa học là PGS.TS Đỗ Thành Trung, ngƣời đã định hƣớng và tƣ vấn các phƣơng pháp ứng dụng để giải quyết vấn đề nghiên cứu của tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể anh em kỹ thuật và sản xuất công ty Schindler đã tạo điều kiện và hƣớng dẫn tôi trong quá trình thiết kế và thử nghiệm sản phẩm tại công ty. Tôi xin cảm ơn quý thầy tham gia giảng dạy các chƣơng trình đạo tạo thạc sĩ kỹ thuật cơ khí và ngoại ngữ đã trang bị cho tôi kiến thức dồi dào và áp dụng trực tiếp vào công việc và mở ra các hƣớng nghiên cứu khác tại công ty. Cuối cùng cảm ơn tất cả bạn bè CKM15B và các anh khóa 2014B đã trao đổi và thông tin liên lạc trong suốt quá trình học và chia sẽ kinh nghiệm. TP. Hồ Chí Minh, Ngày 15 tháng 4 năm 2017 Bùi Anh Nhơn Trang iii
8. TÓM TẮT Hiện nay sản phẩm Bracket tại công ty Schindler đang gặp vấn đề chiều cao Bavia sau khi gia công cao hơn 0.35mm, dẫn đến sau khi gia công phải chuyển qua công đoạn mài,thƣờng xuyên xảy ra tai nạn, tốn kém chi phí sản xuất và thời gian giao hàng. Để giải quyết các vấn đề trên, đề tài “Nghiên cứu thông số hình học của hệ thống khuôn ảnh hƣởng đến chất lƣợng lỗ đột” đƣợc thực hiện nhằm xác định đƣợc khe hở, lỗ thoát phoi, góc cắt phù hợp, bằng phƣơng pháp mô phỏng trên phần mềm Deform 3D và qui hoạch thực nghiệm.Từ đó tối ƣu hóa các thông số hình học của khuôn để Bavia là nhỏ nhất.Kết quả là sản phẩm sau khi thực nghiệm đã đáp ứng đƣợc mong đợi với chiều cao của Bavia là tƣơng đƣơng với kết quả mô phỏng và kết quả thực nghiệm nhỏ hơn 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
9. MỤC LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI 3 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 1. TỔNG QUAN 1 1.1 Tổng quan chung gia công áp lực 1 1.1.1 Công nghệ dập tấm 2 1.1.2 Công nghệ dập tạo hình khối 4 1.2 Tình hình nghiên cứu 5 1.2.1 Ngoài nƣớc 5 1.2.2 Trong nƣớc 9 1.3 Tính cấp thiết của đề tài 10 1.4 Mục tiêu nghiên cứu và 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 và sản phẩm 11 1.7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 11 Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 Cơ sở lý thuyết biến dạng dẻo kim loại 12 Trang v
10. 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 và quá trình biến dạng dẻo 22 2.1.6 Tính dẻo của vật liệu và trở lực biến dạng 22 2.1.7 Ma sát tiếp xúc 23 2.2 Cơ sở lý thuyết công nghệ dập tấm 24 2.2.1 Khái niệm 24 2.2.2 Phân loại 25 2.2.3 Cấu tạo của khuôn dập tấm 31 2.2.4 Nguyên lí 31 2.2.5 Các dạng khuyết tật trong nguyên công dập tấm 33 2.2.6 Các thông số ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm dập tấm 33 2.3 Cơ sở lý thuyết mô phỏng 35 2.3.1 Ứng dụng phƣơng pháp phần tử hữu hạn 35 2.3.2 Các bƣớc cơ bản trong bài toàn mô phỏng 36 2.3.4 Mô hình học 37 2.3.5 Mô 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 bài toán 39 2.3.9 Đo kết quả 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 3. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KHUÔN DẬP LỖ 45 Trang vi
11. 3.1 Phân tích sản phẩm 45 3.2 Cấu trúc vật liệu của sản phẩm 46 3.3 Tính toán công nghệ cho nguyên công dập lỗ 47 3.3.1 Xác định kích thƣớc và hình dạng lỗ cho nguyên công dập tấm 47 3.3.2 Tính lực dập và lực chặn phôi 48 3.3.3 Thông số của khuôn và chày 49 Chƣơng 4. ẢNH HƢỞNG THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA KHUÔN ĐẾN CHẤT LƢỢNG LỖ ĐỘT 50 4.1. Thực nghiệm đơn yếu tố 51 4.1.1 Phân tích ảnh hƣởng G sinh ra 풉 51 4.1.2 Phân tích ảnh hƣởng H sinh ra 풉 54 4.1.3 Phân tích ảnh hƣởng ∝ 퐬 sinh ra 풉 57 4.2 Thực nghiệm đa yếu tố 60 4.2.1 Tối ƣu hóa hàm mục tiêu 68 4.2.2 Đối chiếu thực nghiệm và mô phỏng 68 4.2.3 Đối chiếu trƣớc thực nghiệm và sau thực nghiệm 70 Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 Kết Luận: 72 Kiến Nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 Trang vii
12. DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ∝푠 Góc cắt ℎ Chiều cao bavia σn Ứng suất mặt phẳng nghiêng 0 Tiết diện ban đầu Diện tích chặn phôi ℎà Đƣờng kính chày ố𝑖 Đƣờng kính cối 퐹 Lực dập 퐹 Lực chặn phôi 퐹푡 Lực dập tổng quát 푙0 Kích thƣớc chiều dài ban đầu 휎 Ứng suất giới hạn bền kéo 휎 Ứng suất giới hạn chảy ∆푙 Độ biến dạng dài AISI American Iron and Steel Institute F Lực tác dụng FEM Finite Element Method G Khe hở giữa chày và cối H Chiều cao lỗ thoát phoi HRC Độ cứng Rockwell C O'K' Biến dạng đàn hồi OO' Biến dạng dẻo (biến dạng dƣ) q Áp lực chặn phôi r Vector pháp tuyến SKD11 Thép làm khuôn dập nguội ε Biến dạng kéo λ Phƣơng của lực và mặt tinh thể τ Ứng suất trƣợt Φ Phƣơng của lực và phƣơng tinh thể 휎 Ứng suất Trang viii
13. DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ dập tấm 2 Hình 1.2: Quá trình dập của chày 3 Hình 1.3: Sản phẩm dập tấm và khuôn 3 Hình 1.4: Sản phẩm dập vuốt và khuôn dập vuốt 3 Hình 1.5: Sản phẩm dập liên hợp và khuôn tổ hợp 4 Hình 1.6: Sơ đồ công nghệ dập khối 4 Hình 1.7: Sản phẩm công nghệ dập phôi nóng 4 Hình 1.8: Công nghệ dập khối khuôn hở. 5 Hình 1.9: Máy đột lỗ bằng vít me. 6 Hình 1.10: Công nghệ dập thủy tĩnh. 7 Hình 2.1: Trƣợt của đơn tinh thể dƣới tải trọng kéo 13 Hình 2.2: Song tinh trong mạng tinh thể 13 Hình 2.3: Các phƣơng trƣợt 14 Hình 2.4: Mặt trƣợt và phƣơng trƣợt, biểu đồ Schmid 15 Hình 2.5: Ứng suất giới hạn phụ thuộc vào kiểu mạng và nhiệt độ 16 Hình 2.6: Biến dạng dẻo của mạng tinh thể do trƣợt 17 Hình 2.7: Hệ trƣợt của ba dạng tinh thể thƣờng gặp 17 Hình 2.8: Trƣợt ở đơn tinh thể dƣới tải trọng kéo 18 Hình 2.9: Các dạng lệch 19 Hình 2.10: Đƣờng cong ứng suất biến dạng trong thí nghiệm kéo 19 Hình 2.11: Trƣợt trong hạt và đa tinh thể. 20 Hình 2.12: Ứng suất trên các mặt tọa độ 20 Hình 2.13: Ứng suất trên mặt phẳng nghiêng 21 Hình 2.14: Vòng tròng Mohr ứng suất 22 Hình 2.15: Ma sát giữa hai mặt tiếp xúc 22 Hình 2.16: Quy trình đột lỗ 25 Trang ix
14. Hình 2.17: Chày bán nguyệt lõm 27 Hình 2.18: Chày nghiêng góc 28 Hình 2.19: Chày phẳng 29 Hình 2.20: Quá trình dập tấm với chày tiết diện phẳng 30 Hình 2.21: Quá trình dập tấm với chày tiết diện nghiêng (cắt kéo) 30 Hình 2.22: Quá trình dập tấm với chày bán nguyệt lõm 30 Hình 2.23: Kết cấu khuôn dập tấm 31 Hình 2.24: Máy dập cơ và khuôn dập 32 Hình 2.25: Sản phẩm bị bavia xung quanh lỗ sau khi đột 33 Hình 2.26: Các thông số ảnh hƣởng tới khuôn 33 Hình 2.27: Biểu đồ các bƣớc mô phỏng 35 Hình 2.28: Phôi và Chày 18x63 (SKD11 55HRC) 37 Hình 2.29: Cối (SKD11 55HRC) 37 Hình 2.30: Mô hình vật liệu 38 Hình 2.31: Sản phẩm đƣợc chia lƣới 38 Hình 2.32: Ma sát giữa cối-sản phẩm-chày 39 Hình 2.33: Biểu đồ lực dập 39 Hình 2.34: Các vùng nguy hiểm A, B,C,D 40 Hình 2.35: Sản phẩm sau khi mô phỏng 40 Hình 2.36: Hình yếu tố đầu vào 42 Hình 3.1: Cấu trúc thang máy và cấu trúc thanh Rail 45 Hình 3.2: Sản phẩm Bracket 46 Hình 3.3: Bản vẽ sản phẩm Bracket 47 Hình 3.4: Thông số lỗ 47 Hình 4.1: Sơ đồ các yếu tố đầu vào 50 Hình 4.2: Chiều cao ba via sau mô phỏng 49 Hình 4.3: Chiều cao ba via thực tế 50 Trang x
15. Hình 4.4: Biểu đồ ℎ ứng với G 53 Hình 4.5: Công thức áp dụng khe hở khuôn nhóm thép mềm 52 Hình 4.6: Biểu đồ ℎ ứng với H 56 Hình 4.7: Phoi bị tách dạng nghiêng 56 Hình 4.8: Biểu đồ ℎ ứng với ∝푠 59 Hình 4.9: Dạng bavia đùn và công thức tham khảo 59 Hình 4.10: Ảnh hƣởng của H và ∝푠 tới ℎ 67 Hình 4.11: Ảnh hƣởng của G và H tới ℎ 67 Hình 4.12: Ảnh hƣởng G và ∝푠 tới ℎ 68 Hình 4.13: Sản phẩm sau qui hoạch thực nghiệm đa yếu tố 69 Hình 4.14: Hình dạng lỗ sau thử nghiệm 67 Hình 4.15: Hình dạng lỗ trƣớc đây 71 Trang xi
16. DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1: Bảng tra khe hở chung của nhóm kim loại Unipunch Product 7 Bảng 1.2: Bảng tra khe hở chung của nhóm kim loại Robovent Ice 7 Bảng 1.3: Bảng tra khe hở chung của nhóm kim loại Blusope 8 Bảng 1.4: Bảng tra khe hở chung của nhóm kim loại Mitsumi 8 Bảng 2.1: Các giá trị ứng suất ứng với vật liệu 16 Bảng 2.2: Các giá trị ứng suất ứng với vật liệu 16 Bảng 2.3: Dải khe hở mô phỏng thử nghiệm 36 Bảng 2.4: Số lần thí nghiệm 42 Bảng 3.1: Thành phần hóa học của vật liệu 45 Bảng 4.1: So sánh Bavia 51 Bảng 4.2: Tính toán phƣơng sai nhỏ nhất 51 Bảng 4.3: Dữ liệu các thông số của hệ phƣơng trình 52 Bảng 4.4: Dữ liệu của ℎ sau khi mô phỏng 52 Bảng 4.5: Tính toán phƣơng sai nhỏ nhất 54 Bảng 4.6: Dữ liệu các thông số của hệ phƣơng trình 54 Bảng 4.7: Dữ liệu của ℎ sau khi mô phỏng 55 Bảng 4.8: Tính toán phƣơng sai nhỏ nhất 55 Bảng 4.9: Dữ liệu các thông số của hệ phƣơng trình 56 Bảng 4.10: Dữ liệu của ℎ sau khi mô phỏng 56 Bảng 4.11: Các yếu tố đầu vào 58 Bảng 4.12: Các biến mã hóa 58 Bảng 4.13: Bảng giá trị mở rộng đầu vào. 59 Bảng 4.14: Ma trận thí nghiệm 59 Bảng 4.15: Ma trận tính hệ số 62 Bảng 4.16: Thí nghiệm tại tâm phƣơng án. 63 Bảng 4.17: Tính toán phƣơng trình hồi qui 65 Bảng 4.18: Ma trận tính hệ số phƣơng trình hồi qui. 64 Bảng 4.19: Chiều cao ℎ sau khi mô phỏng và thực nghiệm. 67 Bảng 4.20: Chiều cao ℎ trƣớc và sau thực nghiệm. 68 Trang xii
17. Chƣơng 1. TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung gia công áp lực Các nƣớc phát triển trên thế giới hiện nay đều có nền công nghiệp phát triển và đại diện cho nền công nghiệp đó thì phƣơng pháp chế tạo bằng áp lực là nồng cốt để phát triển, những nhóm chính nhƣ cán, kéo,ép, rèn tự do, dập thể tích và dập tấm [1]. Cán là biến dạng kim loại giữa 2 trục khuỷa quay,phôi bị biến dạng và di chuyển nhờ cơ cấu chuyển động quay liên tục của trục cán và ma sát giữa trục cán với phôi.Hầu hết các sản phẩm kim loại trên thị trƣờng hiện nay đều làm từ phƣơng pháp cán.Kéo là quá trình phôi kim loại bị kéo qua lỗ khuôn kéo làm cho tiết diện ngang của phôi thay đổi giảm dần và chiều dài phôi tăng lên, hình dáng kích thƣớc tiết diện ngang giống với hình dáng của lỗ khuôn kéo.Ép là phƣơng pháp dùng chày để ép kim loại đã đƣợc nung nóng và đƣa vào buồng ép của khuôn, có hình dáng kích thƣớc của sản phẩm cần chế tạo.Rèn tự do là phƣơng pháp chế tạo các chi tiết có hình dạng, kích thƣớc và độ chính xác theo yêu cầu định trƣớc nhờ sự biến dạng tự do dần dần về các hƣớng.Dập thể tích là phƣơng pháp thực hiện các biến dạng trong lòng khuôn dập có kích thƣớc, hình dạng của sản phẩm cần chế tạo, dập thể tích thƣờng tiến hành ở trạng thái nóng, dùng trong sản xuất hàng loạt hoặc khối.Dập tấm là phƣơng pháp chế tạo chi tiết phôi dạng tấm và thƣờng dập ở trạng thái nguội. Nhu cầu đòi hỏi trong phát triển ngành công nghiêp, nông nghiệp, công nghệ thông tin, đặc biệt là các sản phẩm đáp ứng sự thỏa mãn nhu cầu hàng ngày của con ngƣời hiện nay nhƣ các sản phẩm điện tử,máy tính, điện thoại, tủ lạnh hay muỗng nĩa, xe máy, thì công nghệ gia công áp lực đóng góp vai trò rất lớn và hữu dụng thiết thực cho các vấn đề này. Ngày nay các vật liệu mới đƣợc hình thành nhƣ có tính đàn hồi cao, chi tiết kết cấu phức tạp thì phát triển thêm và tối ƣu hóa các công nghệ gia công áp lực nhƣ công nghệ dập vật liệu đàn hồi, dập thủy tĩnh, xung điện. Bên cạnh các nhu cầu con ngƣời đã đƣợc đáp ứng và sự cạnh tranh gay gắt trên thị trƣờng hiện nay vấn đề chi phí và đem lại giá trị cho ngƣời sử dụng là quan Trang 1
18. trọng nhất và đòi hỏi các nhà đầu tƣ giảm thiểu rủi ro, chi phí trong sản xuất thì sự phát triển cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin phần mềm đóng góp vai trò cốt lõi cho ngành công nghệ gia công áp lực. Nhà sản xuất biết sản phẩm đó làm đƣợc hay không, khó khăn gặp phải là gì và phƣơng tiện nào kết nối và chia sẽ ngƣời tiêu dùng và huấn luyện lẫn nhau thì các ứng dụng phần mềm ra đời nhƣ công cụ phân tích CAE với các phần mềm mô phỏng và phân tích nhƣ Deform 2,3D, Ansys, Abaqus, Autoform, Dynaform, Matlab,Pam Stamp Nhằm tìm ra các hạn chế và tối ƣu để sử dụng,ngoài ra còn tích hợp hệ thống sản xuất đám mây (Cloud manufacturing system ) để liên kết khách hàng và điều khiển từ xa, giảm thời gian thử nghiệm, giảm chi phí thực nghiệm và ngăn ngừa rủi ro trong tƣơng lai. 1.1.1 Công nghệ dập tấm Công nghệ dập tấm là phƣơng pháp tiên tiến của gia công áp lực để chế tạo các chi tiết từ vật liệu thép tấm cuộn và thép bản và có thể thực hiện ở trạng thái nóng hoặc nguội và hầu hết công nghệ dập tấm nguội là nhiều nhất[1]. Hiện nay công nghệ dập tấm đƣợc chia thành 3 nhóm chính đó là dập cắt vật liệu, dập thay đổi hình dáng phôi, dập liên hợp. Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ dập tấm Dập cắt vật liệu là khi tạo hình các chi tiết, các nguyên công nhóm này thƣờng phải tiến hành biến dạng phá hủy vật liệu tức là một phần vật liệu này ra khỏi một phần vật liệu khác. Trang 2
19. Hình 1.2: Quá trình dập của chày Trong dạng dập cắt thì có các dạng cắt nhƣ dạng cắt phôi, cắt hình, đột lỗ, cắt trích, cắt chia, cắt tinh và cắt phi kim loại. Hình 1.3: Sản phẩm dập tấm và khuôn Dập thay đổi hình dáng phôi bao gồm dập uốn, dập vuốt, dập tạo hình, dập ép là tạo hình chi tiết dựa trên sự biến dạng dẻo vật liệu và hầu hết các trƣờng hợp đều có sự dịch chuyển và phân bố lại . Hình 1.4: Sản phẩm dập vuốt và khuôn dập vuốt Dập liên hợp là quá trình kết hợp nguyên công cắt và tạo hình trong cùng hệ thống khuôn dập, nghĩa là vật liệu phôi đƣợc tách ra khỏi và chính vật liệu này đƣợc tạo hình và dập liên hợp bao gồm dập phối hợp, dập liên tục, dập phối hợp liên tục. Trang 3
20. Hình 1.5: Sản phẩm dập liên hợp và khuôn tổ hợp 1.1.2 Công nghệ dập tạo hình khối Công nghệ tạo hình khối là phƣơng pháp gia công kim loại bằng áp lực, khai thác tính dẻo của kim loại và điền đầy vào lòng khuôn để tạo ra sản phẩm có hình dạng và kích thƣớc yêu cầu [1]. Công nghệ dập hình khối Công nghệ rèn Công nghệ dập khối Dập khối trên khuôn hở Dập khối trên khuôn kín Ép chày, kéo dây Hình 1.6: Sơ đồ công nghệ dập khối Công nghệ rèn là các nguyên công nhằm biến dạng kim loại một phần hay toàn bộ thể tích ở nhiệt độ thích hợp bằng các công cụ đơn giản hay thiết bị tạo áp lực. Hình 1.7: Sản phẩm công nghệ dập phôi nóng Trang 4
21. Công nghệ dập khối bao gồm công nghệ dập khối khuôn hở, kín, ép chày, kéo dây. Dập khối trên khuôn hở là tạo ra phôi có vành biên và dập khối trên khuôn kín thì không có vành biên . Hình 1.8: Công nghệ dập khối khuôn hở 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Ngoài nƣớc Các công trình kiến trúc kiệt tác của nhân loại bao gồm các vật dụng trang trí bằng vàng, bạc, đƣợc tạo ra mang tính thẩm mỹ hay đồ gia dụng của các triều đại vua chúa trƣớc đây, nhà khảo cổ phát hiện ra những công cụ của con ngƣời nhằm nâng cao năng xuất, điều đó chứng minh rằng nhân loại đã hiểu và sử dụng công nghệ gia công áp lực rất lâu đời thậm chí là trƣớc công nguyên. Nhân loại cũng trải qua các biến cố lịch sử và đấu tranh, điều đó càng thôi thúc các đế chế tự bảo vệ hay xâm lƣợc, phát triển mạnh vũ khí hay các ngành công nghiệp hỗ trợ chế tạo vũ khí và khi con ngƣời có cuộc sống phồn thịnh thì nhu cầu về thẩm mỹ, đa năng, tiết kiệm thời gian và công nghệ thông tin khoa học cũng đòi hỏi sự phát triển gia công áp lực phát triển theo. Các sản phẩm đƣợc gia công áp lực trên thế giới hiện nay không thể không nói các hãng sản xuất nhƣ Amada, Komatsu, Kingland, Haco, YSD với áp lực lên đến 160,000 tấn và thậm chí lớn hơn nữa. Năm 1784 thì James Watt ngƣời Scotland dựa trên hệ thống hơi nƣớc và đầu búa nên phát minh ra máy dập búa chạy bằng hơi nƣớc đầu tiên trên thế giới và đây là tiền đề cho ngành công nghiệp cơ khí phát triển và kéo theo nhiều phát minh liên quan và nhờ công cụ máy dập tạo nên. Trang 5
22. Thế kỷ 15 thì Romans phát minh ra dạng gia công áp lực bằng trục vít xoắn (Screw Press) . Năm 1795 đƣợc Bramah Press phát minh tại nƣớc Anh dựa trên nguyên tắc Pascal đối vơi dung dịch chất lỏng. Hình 1.9: Máy đột lỗ bằng vít me Năm 1872 thì John Wesley Hyatt cùng em trai phát minh phƣơng pháp gia công nhựa nóng bằng cách phun nhựa nóng vào khuôn và ép lại . Năm 1890 thì công nghệ Stamping đƣợc áp dụng tại Mỹ với hãng Ford Motor company thay thế cho gia công ép và giảm chi phí rất nhiều . Năm 1950 Milton Garvin tại Mỹ phát minh công nghệ dập thủy tĩnh góp phần to lớn cho ngành công nghiệp ô tô và các chi tiết dạng ống, các chi tiết phức tạp và ngày nay công nghệ này rất đƣợc nhiều ứng dụng. Hình 1.10: Công nghệ dập thủy tĩnh Theo nghiên cứu chung của hãng UNIPUNCH PRODUCT [2,8,18,19,20] tại Mỹ thì khuyên nên dùng khe hở giữa chày và cốivới thông số chung với thép mềm khoảng Trang 6
23. S K L 0 0 2 1 5 4