MỤC LỤC
MỤC LỤC.. 7
MỞ ĐẦU.. 10
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH.. 12
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH.. 12
1.1.1. Khái niệm.. 12
1.1.2. Quá trình phát triển công nghệ dập tạo hình. 12
1.1.3. Ưu, nhược điểm của công nghệ dập tạo hình. 12
1.2. MỘT SỐ SẢN PHẨM DẬP ĐIỂN HÌNH.. 13
1.2.1. Các sản phẩm dập điển hình trong quốc phòng. 13
1.2.2. Công nghệ gia công áp lực trong chế tạo các sản phẩm công nghiệp. 15
1.3. KHUÔN VÀ THIẾT BỊ DẬP. 16
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1. 21
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH TẤM... 22
2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BIẾN DẠNG DẺO KIM LOẠI 22
2.1.1. Tính biến dạng của kim loại. 22
2.1.2. Những nhân tố ảnh hưởng tới qúa trình biến dạng dẻo. 22
2.2. CÔNG NGHỆ DẬP THÔNG THƯỜNG.. 25
2.3. CÔNG NGHỆ MIẾT.. 25
2.3.1. Khái niệm chung. 25
2.3.2. Phân loại miết 26
2.3.3. Sơ đồ nguyên lý miết 26
2.4. CÔNG NGHỆ DẬP THỦY CƠ.. 27
2.5. MA SÁT VÀ BÔI TRƠN KHI DẬP VUỐT.. 28
Chương 3. TÍNH TOÁN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH 29
3.1. Xây dựng bản vẽ sản phẩm.. 29
3.2. Xác định hình dạng kích thước phôi 30
3.3 Các phương án công nghệ. 31
3.4 Phân tích lựa chọn phương án công nghệ. 31
3.5. Xếp hình sản phẩm.. 32
3.6. Tính toán công nghệ dập vỏ bình tích áp. 33
Chương 4. CHỌN THIẾT BỊ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ.. 36
Chương 5. MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG.. 49
5.1. Cài đặt bài toán mô phỏng. 50
5.2. Mô hình hình học của dụng cụ và phôi 51
5.3. Kết quả mô phỏng quá trình dập. 54
Chương 6. THIẾT KẾ KHUÔN VÀ LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY
6.1. THIẾT KẾ KHUÔN DẬP VỎ BÌNH TÍCH ÁP. 59
6.1.1. Thiết kế khuôn dập nguyên công cắt phôi 59
6.1.2. Thiết kế khuôn nguyên công dập tạo hình. 61
6.1.3: Thiết kế nguyên công tạo gân và cắt mép sản phẩm.. 61
6.2. LẬP TRÌNH TRÊN MÁY CNC GIA CÔNG KHUÔN.. 62
6.2.1. Cơ sở lập trình trên máy CNC.. 62
6.2.2. Lập trình gia công khuôn dập tạo hình. 63
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 68
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhiều công nghệ mới tiên tiến đã ra đời thay thế các công nghệ cũ lạc hậu. Công nghệ gia công áp lực hay công nghệ tạo hình biến dạng là một trong những ví dụ tiêu biểu nhất. Với những ưu việt cũng như tính ứng dụng hơn hẳn so với những công nghệ khác, tạo hình biến dạng đã khẳng định được tầm quan trọng của ngàng đi đầu trong nền công nghiệp. Ngành gia công áp lực được coi là ngàng trung tâm phục vụ đắc lực, tạo nền tảng phát triển cho các ngành khác như: công nghệ chế tạo máy, hóa dầu, quốc phòng an ninh, y tế. Trong cơ khí hiện đại gia công áp lực luôn là ngành đi đầu trong việc tự động hóa với sản lượng và kinh tế vô cùng cao.
Gia công áp lực là phương pháp gia công không phoi, cho năng suất cao, đặc biệt không chỉ tạo ra sản phẩm có kích thước hình dáng mong muốn mà thông qua biến dạng còn có thể cải thiện cơ tính của vật liệu. Sản phẩm của ngành rất đa dạng về kích thước cũng như chủng loại. Từ những chi tiết lớn như vỏ oto, máy bay.. cho đến những chi tiết cỡ chỉ vài micro như chân IC, chip điện tử.. ngành gia công đều có thể đáp ứng được nhu cầu.
Do kiến thức còn thiếu sót, hiểu biết còn hạn chế đồ án tốt nghiệp này của em sẽ còn rất nhiều thiếu sót. Em mong các thầy cô bộ môn giúp đỡ, hướng dẫn hoàn thành đồ án này.
Các sản phẩm của công nghệ dập tấm hiện nay đang được sử dụng rất phổ biến trong kỹ thuật cũng như đời sống hàng ngày. Xuất phát từ thực tế đó, được sự hướng dẫn của PGS.TS ……….., em đã chọn đề tài: “THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ KHUÔN CHẾ TẠO BÌNH TÍCH ÁP”.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS ……….., và quý thầy cô trong bộ môn Gia Công Áp Lực đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
…………….
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Thời gian gần đây, với xu thế toàn cầu hóa các quốc gia trên thế giới đã và đang sử dụng nhiều loại hình công nghệ để phát triển đất nước trên mọi lĩnh vực. Lúc này công nghệ gia công áp lực phát triển mạnh do có nhiều ưu việt hơn so với các công nghệ khác.
Gia công kim loại bằng áp lực là một lĩnh vực cơ bản trong sản xuất cơ khí. Công nghệ gia công áp lực cho phép tạo ra các sản phẩm có hình dáng và kích thước phức tạp đồng thời đảm bảo chất lượng về cơ tính tốt, năng suất cao, giá thành hạ.
Trong đó, công nghệ dập tạo hình là một bộ phận của công nghệ gia công áp. Công nghệ này đang được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp ôtô, hàng không,quân sự, gia dụng,… tại các nước công nghiệp phát triển như Anh, Mỹ, Đức,Nhật…
Tuy nhiên ở Việt Nam cho tới nay, công nghệ dập tạo hình tuy cũng có những bước phát triển nhất định, nhưng còn nhỏ hẹp, chưa đáp ứng được nhu cầu cuộc sống và sản xuất. Đặc biệt trong lĩnh vực quân sự còn phụ thuộc vào nước ngoài trong việc sản xuất, chế tạo vũ khí và trang thiết bị trong quân đội.
Do vậy, đề tài “THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ KHUÔN CHẾ TẠO BÌNH TÍCH ÁP” là vấn đề cấp bách, cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao trong giai đoạn hiện nay. Hơn nữa, đề tài sẽ giúp chúng ta hiểu sâu hơn về công nghệ và giải quyết được một số yếu tố kỹ thuật.
Mục đích nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu của đề tài nhằm giải quyết các vấn đề sau:
Ứng dụng công nghệ tạo hình kim loai, chế tạo các chi tiết cơ khí từ kim loại tấm, có độ chính xác và chất lượng cao.
Nghiên cứu đánh giá các đặc điểm và độ chính xác của công nghệ dập tạo hình bằng bài toán mô phỏng số, để từ đó điều chỉnh hợp lý cho quá trình gia công thực tế.
Mô phỏng quá trình thiết kế, chế tạo, gia công khuôn trên máy CNC bằng phần mềm Catia, từ đó đưa được các phương án chế tạo khuôn mẫu hợp lý, chính xác tạo ra sản phẩm đảm bảo đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật.
Đối tượng nghiên cứu
Công nghệ gia công áp lực, trong đó đặc biệt là công nghệ dập tạo hình kim loại tấm.
Các phần mềm mô phỏng, xử lý dữ liệu: Autoform, Catia.
Nội dung nghiên cứu
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài tôi tập trung nghiên cứu vào các vấn đề sau:
- Tổng quan về công nghệ gia công áp lực nói chung, công nghệ dập tạo hình kim loại tấm nói riêng.
- Cơ sở lý thuyết về công nghệ dập tạo hình kim loại tấm.
- Thiết kế, chế tạo chi tiết bi đông, cốc quân dụng bằng công nghệ dập tấm.
- Mô phỏng số quá trình dập bằng phần mềm Autoform.
- Thiết kế, gia công khuôn trên máy CNC và mô phỏng quá trình gia công khuôn bằng phần mềm Catia.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết về GCAL nói chung và về dập tấm nói riêng.
Thực hiện mô phỏng quá trình dập bằng phần mềm Atoform.
Mô phỏng quá trình gia công khuôn trên máy CNC bằng phần mềm Catia.
Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
+ Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu các thông số công nghệ trong quá trình dập tấm, đưa ra các dự báo về khả năng tạo hình và hướng khắc phục những sai hỏng.
+ Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài mang tính ứng dụng cao, kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ được ứng dụng trực tiếp trong thiết kế, chế tạo sản phẩm cơ khí và chế tạo khuôn mẫu tại Việt Nam.
Dự kiến kết quả đạt được
Từ nội dung nghiên cứu về công nghệ dập tạo hình kim loại tấm, đề tài dự kiến sẽ đạt được những kết quả sau:
Ứng dụng công nghệ dập tấm vào quá trình sản xuất các loại sản phẩm thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong đó có sử dụng các phần mềm mô phỏng quá trình dập tạo hình kim loại tấm như phần mềm Autoform.
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH
1.1.GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH
1.1.1. Khái niệm
Công nghệ dập tạo hình kim loại là công nghệ tạo ra chi tiết có hình dạng và kích thước cần thiết từ vật liệu kim loại bằng phương pháp biến dạng tạo hình phôi kim loại nhờ các dụng cụ gia công đặc biệt gọi là khuôn dập.
1.1.2. Quá trình phát triển công nghệ dập tạo hình
Gia công kim loại bằng công nghệ dập tạo hình là một phương pháp công nghệ cơ bản trong công nghệ gia công áp lực. Công nghập tạo hình cho phép tạo ra các sản phẩm có hình dáng và kích thước phức tạp đồng thời đảm bảo chất lượng về cơ tính tốt, năng suất cao, giá thành hạ. Do vậy, gia công áp lực nói chung và công nghệ dập tạo hình nói riêng có một vị trí rất lớn trong công nghiệp chế tạo phụ tùng ôtô, xe máy, hàng dân dụng và quốc phòng với 2 lĩnh vực lớn là công nghệ dập tạo hình tấm và công nghệ dập tạo hình khối
1.1.3. MỘT SỐ SẢN PHẨM DẬP ĐIỂN HÌNH
Các sản phẩm vũ khí đạn là dạng sản phẩm yêu cầu cao về chất lượng. Chúng chịu tác dụng của áp lực xung nổ, chịu tác dụng nhiệt độ cao, chịu va đập mạnh…, nên đòi hỏi sử dụng công nghệ tạo hình.
Kết luận chương:
Qua phần tổng quan về công nghệ dập tạo hình ta rút ra được một số vấn đề như sau:
Gia công kim loại bằng áp lực là một phương pháp công nghệ chính trong sản xuất cơ khí. Công nghệ gia công áp lực tạo ra nhiều loại sản phẩm khác nhau có hình dáng và kích thước phức tạp đồng thời đảm bảo chất lượng về cơ tính tốt, năng suất cao, giá thành hạ. Do vậy, gia công áp lực có một vị trí rất lớn trong công nghiệp.
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KIM LOẠI TẤM
2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BIẾN DẠNG DẺO KIM LOẠI
Tính biến dạng của kim loại.
Khi kim loại chịu tác dụng của tải trọng sẽ có ba giai đoạn biến dạng: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo, biến dạng phá huỷ.
Biến dạng đàn hồi (oa): dưới tác dụng của ngoại lực, kim loại bị biến dạng, nếu thôi lực tác dụng thì biến dạng sẽ mất đi và kim loại lại về trạng thái ban đầu. Đó là biến dạng mà ứng suất sinh ra trong kim loai không vượt quá giới hạn đàn hồi.
Biến dạng phá huỷ(cd):Nếu lực tác dụng vượt quá giới hạn đàn hồi ban đầu của kim loại thì đến lúc đó lực không cần tăng nữa, biến dạng vẫn tiếp tục và dẫn đến phá huỷ kim loại.
Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, hầu hết các kim loại khi tăng nhiệt độ thì tính dẻo tăng. Khi tăng nhiệt độ, dao động nhiệt của các nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả năng khuếch tán của các nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng đều hơn.
Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể khác nhau, lực liên kết giữa các nguyên tử khác nhau, do đó tính dẻo của chúng cũng khác nhau, chẳng hạn đồng, nhôm dẻo hơn sắt. Đối với hợp kim, kiểu mạng thường phức tạp, xô lệch mạng lớn, một số nguyên tố tạo các hạt cứng trong tổ chức, cản trở sự biến dạng do đó tính dẻo giảm. Thông thường kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc một pha dẻo hơn hợp kim có cấu trúc nhiều pha. Các tạp chất thường tập trung ở biên giới hạt, làm tăng xô lệch mạng cũng làm giảm tính dẻo của kim loại.
Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng
Tăng tốc độ biến dạng sẽ làm giảm tính dẻo của kim loại. Ngoài ra, tốc độ biến dạng tăng còn làm sinh nhiệt nhiều, hiệu ứng nhiệt còn làm kim loại đạt đến nhiệt độ mà tại đó tính dẻo thấp hoặc do hiệu ứng nhiệt mà nhiệt độ của kim loại tăng dần lên làm cho kim loại chuyển từ vùng giòn sang vùng dẻo, điều này cũng ảnh hưởng đến tốc độ tác dụng lực để cắt thép, đó là chu kỳ cắt hay cũng chính là năng suất cắt thép.
2.2. CÔNG NGHỆ DẬP THÔNG THƯỜNG
2.2.1. Nguyên công dập vuốt
2.2.1.1. Các sơ đồ nguyên công dập vuốt
Phương pháp dập tấm rất đa dạng. Dưới đây là một số sơ đồ dập tấm cơ bản thường xuyên sử dụng.
a. Dập các chi tiết tròn xoay
b. Dập vuốt chi tiết hình trụ có vành rộng
c. Dập vuốt chi tiết hình trụ bậc
d. Dập vuốt chi tiết hình côn
e. Dập vuốt chi tiết bán cầu
f. Dập vuốt các chi tiết hình hộp
2.2.1.2. Trạng thái ứng suất và biến dạng khi dập vuốt
2.3. CÔNG NGHỆ MIẾT
2.3.1. Khái niệm chung
Miết là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực nhằm tạo hình chi tiết rỗng từ phôi phẳng hoặc phôi rỗng dựa vào chuyển động quay của phôi dưới tác dụng của lực công tác làm biển dạng dẻo cục bộ tại một điểm trên phôi quay.
2.3.2. Phân loại miết
Có 3 dạng công nghệ miết:
2.3.2.1. Công nghệ miết tạo hình, Spinning, Flowing.
2.3.2.2. Công nghệ miết biến dạng tạo biến cứng bề mặt.
2.3.2.3. Công nghệ miết ép biến mỏng tạo hình :
2.3.3. Sơ đồ nguyên lý miết
Sơ đồ nguyên lý được thể hiện như hình 2.1.
2.4. CÔNG NGHỆ DẬP THỦY CƠ
Dập thủy cơ là phương pháp tạo hình nhờ vào chất lỏng cao áp làm biến dạng phôi tấm khi dụng cụ gia công chuyển động tác dụng lên phôi.
Khác biệt lớn nhất giữa dập thủy cơ và dập vuốt thông thường đó là do tác dụng của đối áp làm thay đổi thành phần ứng suất biến dạng vì vậy mà khả năng biến dạng của vật liệu tăng lên.
Chương 3. TÍNH TOÁN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ DẬP BÌNH TÍCH ÁP
3.1. Xây dựng bản vẽ sản phẩm
Sản phẩm được thể hiện như hình 3.1.
3.2. Xác định hình dạng kích thước phôi
Dựa vào định luật bảo toàn thể tích ta xác định được đường kính phôi. Dùng phần mềm CATIA xác định được thể tích chi tiết:
Vct = 172973 mm3
Thể tích phôi Vph = S.s
Theo định luật bảo toàn thể tích: Vct = Vph
→ S.s = 172973.1
→ Diện tích phôi: 172973 mm2
→ Bán kính phôi tròn: 235 mm
Do sau khi dập tiến hành cắt mép nên trị số lượng dư gia công để cắt mép ∆H . Theo kinh nghiệm ∆H = (5 ÷ 20)% so với chiều cao chi tiết.
3.4 Phân tích lựa chọn phương án công nghệ
Bình tích áp là chi tiết hình dạng đơn giản nhưng yêu cầu độ an toàn cao, độ chính xác cao.
Ở trên trình bày 3 phương án công nghệ:
Phương án 1: Giá thành tăng nhưng đảm bảo chính xác. Phù hợp với chi tiết bình tích áp.
Phương án 2: Khuôn phức tạp.
Phương án 3: Khuôn phức tạp, độ chính xác không cao.
3.5. Xếp hình sản phẩm trên phôi
- Phương án 1: xếp hình từ phôi tấm có sẵn 1250x2500 (mm)
Tính hệ số sử dụng vật liệu đối với chi tiết:
Trong đó:
- Fct : diện tích của một chi tiết theo đường bao ngoài.
- Fph : diện tích của tấm.
- n : số chi tiết cắt trên 1 tấm.
Thay số: Ks = 63,05 %
3.6. Tính toán công nghệ dập vỏ bình tích áp.
3.6.1. Xác định các bước công nghệ
- Nguyên công 1: cắt phôi từ phôi cuộn hoặc phôi dải.
- Nguyên công 2: Cắt thành phôi tròn.
- Nguyên công 3: dập vuốt.
- Nguyên công 4: đột lỗ tại tâm ϕ12mm.
- Nguyên công 5: cắt mép và tạo gân
3.6.2.3 Xác định các lực công nghệ
a/ Nguyên công cắt phôi
Lực cắt lí thuyết đối với vật liệu tấm dày 1 mm, hình tròn đường kính 560 mm là:
P = F.σc.k = L.S.k.σc
Trong đó:
- L: chu vi cắt
- S: chiều dầy phôi cắt
- σc: trở lực cắt đối với vật liệu, lấy: σc = σb . 0,8 = 300.0,8 (N/mm2 )
- k: hệ số tính đến các ảnh hưởng. k = 1,1÷1,3 chọn k = 1,2
Thay số: P = π.560.1.1,2.0,8.300 = 576676 N
+) Lực gỡ phế liệu: Pg=0,06.Pc=0,06. 576676=34600(N).
+) Lực đẩy phôi ra khỏi cối
Pd= Kday.Pc.h/S= Kday.Pc.0,3.S/S=0,08.0,3. 576676= 13840(N).
(Kday=0.05-0.14, h=0.3.S)
b/ Nguyên công dập vuốt
Kích thước làm việc của chày và cối:
Kích thước trong của chi tiết cần chính xác:
Dchày = (Ddn + 0,2.Δ)-δch
Dcối = (Ddn + 0,2.Δ+2.Z )+δc
Thay số:
Dchày = 277,6-0,125 mm
Dcối = 280+0,125 mm
d/ Nguyên công cắt mép
Có thể xác định một cách gần đúng lực cắt vành biên theo công thức sau:
Pvb = kc.Lvb.S.σc ; Theo công thức 2-25 (trang 58)[1]
Với: k: Hệ số k =1,1 1.3, ta chọn k = 1,1
S: chiều dày vật liệu, S =1,5 (mm)
Lvb: Chu vi cắt, L = (95+125).2=440(mm)
σc : Trở lực cắt của vật liệu
σc= 0,8.σb = 0,8.295 = 236 (Mpa) = 236 (N/mm2)
Pvb = 1,1.440.1,5.236 = 171336 (N) = 17 (tấn)
Chương 4. CHỌN THIẾT BỊ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Qua phân tích trên ta chọn máy cho nguyên công dập vuốt là máy ép thủy lực song động 250/100.
+ Chất lỏng công tác là: Dầu công nghiệp 20, KH: CS20.
+ Lực danh nghĩa đầu trượt trong: 250 tấn
+ Lực danh nghĩa đầu trượt ngoài: 100 tấn
+ Lực đầy bàn máy : 200 tấn
+ Kích thước bàn máy: 1600 x 1200 (mm)
+ Hành trình đầu trượt trong : 600 mm
+ Hành trình đầu trượt ngoài : 400 mm
+ Kích thước điều chỉnh giữa bàn máy và đầu trượt: 200 mm
+ Tốc độ xuống nhanh của xilanh chính trong hành trình không tải: v1= 80mm/s = 4,8m/p
+ Tốc độ piston có tải xilanh trên : v2 =27mm/s.
+ Tốc độ của piston đẩy bàn máy : v3 =27mm/s.
+ Thời gian giữ lớn nhất : 10 phút.
+ Tốc độ lên nhanh của xilanh chính trong hành trình không tải: v4=80mm/s.
4.1. Nguyên lý hoạt động và sơ đồ động của máy ép thủy lực
4.1.1 Nguyên lý hoạt động
Máy ép thủy lực là máy hoạt động hầu như theo tác dụng tĩnh. Nguyên lý làm việc của máy ép thủy lực dựa trên cơ sở của định luật Pascal. Ở dạng chung nhất thì máy ép có 2 khoang: cylinder có piston và các đường ống nối. Nếu như đặt
một lực P1 vào piston 1, thì nó sẽ tạo ra áp suất. Theo định luật Pascal thì áp suất p được truyền tới tất cả các điểm của thể tích chất lỏng và do có hướng tác dụng vuông góc với mặt đáy của piston 2, nó sẽ tạo ra lực P2 = p x f2 , và lực này gây áp suất tác dụng lên phôi 3.
4.2 Các thông số cần thiết để tính toán:
+ Lực ép lớn nhất xilanh chính : Fmax= 250 tấn = 2500 (KN)
+ Áp suất làm việc lớn nhất của xilanh: Pmax = 250 (bar)
+ Hành trình làm việc : 600 mm
: 400 mm
: 200 mm
4.4 Tính toán 2 xilanh của đầu trượt ngoài:
Chọn theo tiêu chuẩn ISO:
DTr2 = 160 mm = 190 (mm). =28353 (mm2)
Đường kính cán piston :
Dc2 = n.DTr2 = (0,2 0,5).160 = 32 80 (mm)
Chọn Dc2 = 65 mm
Diện tích mặt cắt ngang cán piston :
Diện tích hình vành khăn là: D = 16788 (mm2)
4.8 Tính toán chọn bơm bánh răng:
Do yêu cầu cần cung cấp đủ lưu lượng và áp suất cho máy làm việc
Từ đó chọn bơm có dung tích: 100 cm3
Ta chọn bơm bánh răng có ký hiệu sau: 1PF2G42X/100RD07MH
Hình ảnh của bơm bánh răng thường gặp
4.9 Chọn bộ lọc dầu:
Lọc dùng để lọc các chất bẩn, mạt bẩn trước khi dầu được hút vào xilanh và lọc khi dầu về thùng... Chọn lọc có ký hiệu sau:
RFM BN/HC 200BKK10F1X
Lưu lượng: 570 l/min, Áp suất làm việ max: 345 bar
4.10 Tính toán thùng dầu:
Tính toán thùng dầu dựa vào những chỉ tiêu sau:
- Đảm bảo cung cấp dầu cho toàn bộ hệ thống
- Nhiệt độ dầu nằm trong khoảng cho phép: t0 < [ t0]=550C.
- Kích thước thùng dầu phù hợp để bố trí các phần tử thủy lực trên mặt thùng dầu và bên trong thùng dầu.
+ Thể tích dầu còn lại trong trường hợp xilanh duỗi ra hết vẫn bảo đảm ngập đầu vào của bộ lọc hút lớn hơn 300mm. Thể tích này khoảng 500lit
+ Mức dầu cao nhất trong thùng thấp hơn chiều cao thùng dầu 150mm
+ Thể tích dầu thuỷ lực điền đầy vào khoang không có cần của xilanh: 100 lit
+ Thể tích dầu điền đầy hệ thống đường ống: 10 lit
Chương 5. MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG
Trước khi tiến hành thí nghiệm, ta tiến hành thực hiện mô phỏng quá trình dập thủy cơ cho khuôn đã thiết kế để kiểm tra các thông số đã được tính toán ở trên, xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình dập, các thông số ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sau khi dập. Thông qua mô phỏng ta có thể biết được các khuyết tật xuất hiện trên sản phẩm, từ đó đưa ra các thông số công nghệ : lực chặn, áp suất, khe hở chày cối...hợp lý nhất. Trong thực tế sản xuất, một khó khăn tồn tại từ trước tới nay là nguyên công lắp ráp khuôn rất khó, phải dập thử nhiều lần thì mới ra được sản phẩm tốt. Phương pháp mô phỏng số đã khắc phục được khó khăn trên, các thông số công nghệ rút ra được có độ chính xác rất cao, gần sát với thực tế làm đơn giản hoá việc lắp ráp khuôn, giảm số lần dập thử, thường thì chỉ cần sau một vài lần dập thử là ra được sản phẩm có chất lượng tốt.
4.1. Cài đặt bài toán mô phỏng
Khi đi vào giải bài toán mô phỏng cần tiến hành cài đặt các điều kiện theo trình tự các bước như sau.
4.2. Mô hình hình học, chia lưới của dụng cụ và gán vật liệu cho phôi
Từ yêu cầu kích thước của sản phẩm, đưa ra các khuôn mẫu, dụng cụ gia công, phôi thích hợp cho quá trình tạo hình.
4.3. Kết quả mô phỏng quá trình dập
- Vùng màu xám, kim loại bị kéo căng ra
- Vùng màu hồng , kim loại biến dạng ít và có hiện tượng nhăn
- Vùng màu xanh, kim loại biến dạng tốt nhất
- Vùng màu vàng và vùng màu đỏ, kim loại bị phá hủy nhưng chi tiết của ta sau dập không có hai vùng này nên chi tiết được đảm bảo chất lượng.
Kết luận chương:
Qua quá trình tính toán bằng phần mềm mô phỏng số với các thông số đầu vào: Mô hình vật liệu, mô hình dụng cụ biến dạng, các điều kiện biên áp suất, ma sát nhiệt độ…gần giống với thực tế, ta thấy quá trình biến dạng và tạo hình của vật liệu rất tốt. Nhờ việc thay đổi các thông số kỹ thuật một cách đơn giản, dễ dàng không tốn kém mà lại hiệu quả, không phải thử khuôn sửa khuôn nhiều lần. Do đó ta hoàn toàn có thể áp dụng các tính toán mô phỏng trên kết hợp với kinh nghiệm ta áp dụng vào sản xuất thực tế cho hiệu quả tối ưu về công nghệ, tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất.
Chương 6. THIẾT KẾ KHUÔN VÀ LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC
6.1. THIẾT KẾ KHUÔN DẬP BÌNH TÍCH ÁP
5.1.1. Thiết kế khuôn dập nguyên công cắt phôi
6.1.1.1. Phân tích và chọn sơ đồ kết cấu của khuôn
Khuôn gồm các chi tiết chính: chày cắt, cối cắt, đế khuôn trên, đế khuôn dưới, tấm chặn.
6.1.1.2. Lựa chọn các chi tiết và các bộ phận lắp ráp của khuôn
Như kết cấu khuôn đã chọn khuôn gồm các chi tiết sau:
6.1.1.3. Vật liệu làm khuôn
Các chi tiết làm việc của khuôn: chày, cối, vòng chặn được chế tạo bằng loại vật liệu có những yêu cầu nhất định như: độ bền cao; có tính dẻo dai và chống mài mòn; có khá năng tăng cứng sau khi nhiệt luyện; có độ thấm tôi cao. Các loại thép dụng cụ và thép hợp kim có thể đạt được các yêu cầu trên.
6.1.2. Thiết kế khuôn nguyên công dập nửa trên
6.1.2.1. Lựa chọn các chi tiết và các bộ phận lắp ráp của khuôn
6.1.2.3. Chọn vật liệu chế tạo khuôn
Chọn vật liệu làm khuôn phải hợp lý mang tính kinh tế. Dưới đây là bảng vật liệu các chi tiết khuôn. Các chi tiết cối và tấm chặn làm từ vật liệu 9XC. Đặc điểm của thép này là tính chịu mài mòn tốt, độ giảm kích thước sau khi thấm tôi thấp.
Thép C45 chế tạo thân chày và tấm đẩy phôi. Nó nằm trong nhóm thép cứng vừa có σb = 600 (N/mm2), độ cứng HB = 197 ÷ 241.
6.2. LẬP TRÌNH TRÊN MÁY CNC GIA CÔNG KHUÔN
6.2.1. Cơ sở lập trình trên máy CNC
6.2.1.1. Các trục tọa độ và chiều chuyển động
6.2.2. Lập trình gia công khuôn dập
6.2.2.1. Giới thiệu phần mềm catia
6.2.2.2. Lập trình gia công khuôn
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Đã nghiên cứu tổng quan về công nghệ gia công áp lực, đặc biệt đi sâu vào nghiên cứu công nghệ tạo hình tấm. Đây là công nghệ được sử dụng rộng rãi trong các ngành chế tạo máy. Ta thấy được các ưu nhược điểm của công nghệ gia công áp lực trong gia công cơ khí. Thiết kế được quy trình công nghệ chế tạo bình tích áp bằng phương pháp dập tạo hình.
Mô phỏng quá trình dập tạo hình vỏ bình. Từ đó, điều chỉnh các thông số công nghệ hợp lý trong quá trình dập thực tế và tối ưu hóa quá trình thiết kế chế tạo khuôn dập.
Lập trình gia công khuôn dập đầu cốc ở nguyên công dập sơ bộ trên phần mềm catia. Đã lập trình và xuất ra mã lệnh NC; có thể nhập vào các trung tâm gia công CNC để gia công chính xác khuôn dập.
Ngành gia công áp lực rất có triển vọng trong tương lai. Hơn nữa, để góp phần vào công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu về lĩnh vực gia công áp lực trong quá trình học tập và làm việc sau này.
Do thời gian nghiên cứu đề tài không nhiều, cũng như kiến thức chuyên sâu về ngành gia công áp lực còn hạn chế nên trong đề tài còn nhiều vấn đề sai sót hoặc chưa chính xác. Kính mong các thầy cô cùng các bạn đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện hơn nữa!
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Mậu Đằng (2006), Công nghệ tạo hình kim loại tấm, NXB Khoa học và kỹ thuật.[1]
2. Trần Vĩnh Hưng, Trần Ngọc Hiền (2007), Mastercam phần mềm thiết kế công nghệ CAD/CAM điều khiển các máy CNC, NXB Khoa học và kỹ thuật.[2]
3. Đào Quang Kế (2005), Giáo trình công nghệ kim loại, NXB Nông nghiệp.[3]
4. Phạm Văn Nghệ, Nguyễn Như Huynh (2005), Ma sát và bôi trơn trong gia công áp lực, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội.[4]
5. Phạm Văn Nghệ, Lê Trung Kiên, Bài giảng thiết bị dập tạo hình.[5]
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"