Đề tài nghiên cứu khoa học: Thiết kế chế tạo khuôn tạo hình kim loại ống thông qua vật liệu đàn hồi

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:109

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Thiết kế chế tạo khuôn tạo hình kim loại ống thông qua vật liệu đàn hồi" nhằm tìm hiểu chức năng, nguyên lý, cơ cấu mô hình khuôn ép cao su. Thiết kế, chế tạo các kết cấu và nguyên lý của khuôn dựa trên tài liệu nghiên cứu của thế giới để phù hợp hơn với thực tiễn, ứng dụng được vào sản xuất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài nghiên cứu khoa học: Thiết kế chế tạo khuôn tạo hình kim loại ống thông qua vật liệu đàn hồi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN TẠO HÌNH ỐNG KIM S K C 0 0 3 9 5 9 LOẠI THÔNG QUA VẬT LIỆU ĐÀN HỒI MÃ SỐ: SV2020-115 S KC 0 0 7 4 0 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08/2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN TẠO HÌNH ỐNG KIM LOẠI THÔNG QUA VẬT LIỆU ĐÀN HỒI SV2020 - 115 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Quốc Lộc Tiến MSSV : 16143149 TP Hồ Chí Minh, 8/2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN TẠO HÌNH ỐNG KIM LOẠI THÔNG QUA VẬT LIỆU ĐÀN HỒI SV2020 - 115 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật SV thực hiện: Nguyễn Quốc Lộc Tiến Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 16143CL1, Khoa ĐT CLC Năm thứ: 4/Số năm đào tạo: 4 Ngành học: Công nghệ chế tạo máy Người hướng dẫn: TS. Trần Anh Sơn TP Hồ Chí Minh, 8/2020
MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................... iii DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................ vii CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI ........................................ 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................ 1 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.................................................. 2 1.2.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................. 2 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn.................................................................................. 2 1.2.3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài .................................................................. 2 1.3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 2 1.3.1. Cơ sở phương pháp luận ...................................................................... 2 1.3.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể.................................................... 3 1.4. Các nghiên cứu liên quan đến đề tài ......................................................... 4 1.4.1. Dập thủy tĩnh phôi ống kim loại .......................................................... 4 1.4.2. Phương pháp kéo ống kim loại .......................................................... 11 1.4.3. Máy ép thủy lực ................................................................................. 12 1.4.4. Cảm biến tải (Loadcell) ..................................................................... 18 1.4.5. Đầu cân điện tử (Digital indicator) .................................................... 21 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ....................... 23 2.1. Quá trình tạo phình ống sử dụng chày cao su ........................................ 23 2.1.1. Giới thiệu ........................................................................................... 23 2.1.2. Các phương pháp tạo hình ống kim loại ............................................ 24 2.2. Vật liệu kim loại ..................................................................................... 36 2.2.1. Phân loại ............................................................................................ 36 2.2.2. Thép cacbon ....................................................................................... 37 2.2.3. Thép C45............................................................................................ 41 2.2.4. Đồng thau ........................................................................................... 43 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN TẠO HÌNH KIM LOẠI ỐNG THÔNG QUA VẬT LIỆU ĐÀN HỒI. .................................................... 45 3.1. Phương án thiết kế .................................................................................. 45 3.1.1. Lựa chọn phương án cấu tạo khuôn ................................................... 45 3.1.2. Thiết kế bạc định hình ....................................................................... 51 i
3.2. Qui trình thiết kế, gia công và lắp ráp khuôn ......................................... 53 3.2.1. Thiết kế khuôn bằng phần mềm Autodesk Inventor 2019................. 53 3.2.2. Mô phỏng nguyên lý hoạt động bằng phần mềm Ansys 16 .............. 68 3.2.3. Tiến hành gia công và lắp ráp khuôn ................................................. 73 3.3. Sản phẩm thực tế khi sử dụng khuôn tạo hình kim loại ống .................. 84 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ........................................................... 87 4.1. Các lỗi thường gặp khi thí nghiệm ......................................................... 87 4.2. Kết quả thí nghiệm và nhận xét .............................................................. 88 4.2.1. Thông số lực: ..................................................................................... 89 4.2.2. Thông số %R: .................................................................................... 90 4.2.3. Thông số Linsert: ............................................................................... 92 4.2.4. Thông số hành trình ép L của mẫu 1: ................................................ 93 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................... 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 96 ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Các sản phẩm của khuôn ép ............................................................................1 Hình 1.2. Chi tiết mối nối đường ống dẫn .......................................................................4 Hình 1.3. Thân các thiết bị chịu áp lực............................................................................5 Hình 1.4. Trục bậc rỗng ...................................................................................................5 Hình 1.5. Trục cam lệch tâm rỗng ...................................................................................5 Hình 1.6. Trục khuỷu rỗng ..............................................................................................6 Hình 1.7. Chi tiết của khung xe đạp ................................................................................6 Hình 1.8. Chi tiết có nếp gấp ngang ................................................................................6 Hình 1.9. Chi tiết cầu sau oto ..........................................................................................7 Hình 1.10. Các chi tiết dạng khác....................................................................................7 Hình 1.11. Sơ đồ nguyên lý dập thủy tĩnh bằng tải trọng đơn ........................................8 Hình 1.12. Sơ đồ nguyên lý dập thủy tĩnh bằng tải trọng kết hợp ..................................8 Hình 1.13. Các sơ đồ dập thủy tĩnh với ép phôi theo tiết diện ngang .............................9 Hình 1.14. Sơ đồ dập thủy tĩnh với ép dọc trục phôi và ép trục bổ sung ......................10 Hình 1.15. Sơ đồ dập thủy tĩnh ép trục và uốn cong phôi theo phương ngang .............11 Hình 1.16. Sơ đồ phương pháp kéo ...............................................................................12 Hình 1.17. Sơ đồ máy kéo sợi kéo thẳng .......................................................................12 Hình 1.18. Máy ép thủy lực ...........................................................................................13 Hình 1.19. Máy ép thủy lực hoạt động bằng điện .........................................................14 Hình 1.20. Máy ép thủy lực hoạt động bằng tay ...........................................................15 Hình 1.21. Máy ép thủy lực chữ H ................................................................................15 Hình 1.22. Máy ép thủy lực chữ C ................................................................................16 Hình 1.23. Con đội thủy lực ..........................................................................................17 Hình 1.24. Sơ đồ hoạt động của kích thủy lực ..............................................................17 Hình 1.25. Cấu tạo của strain gauge ..............................................................................19 Hình 1.26. Mạch cầu Wheatstone..................................................................................19 Hình 1.27. Loadcell RNT LP7130 ................................................................................21 Hình 1.28. Loadcell RNT LP7130 kèm bộ kit mounting rời ........................................21 iii
Hình 1.29. Bàn cân điện tử ............................................................................................21 Hình 1.30. Đầu cân điện tử LP7516 ..............................................................................22 Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý quy trình phình đáy ống .................................................... 24 Hình 2.2. Ống đã biến dạng hoàn toàn ..........................................................................25 Hình 2.3. Ống bị thắt do lực dọc trục quá lớn ...............................................................26 Hình 2.4. Biểu đồ lực ép cần thiết .................................................................................26 Hình 2.5. Mối quan hệ giữa chiều dài chày cao su và áp suất ......................................27 Hình 2.6. Mối quan hệ giữa áp suất và chiều dày ống ..................................................28 Hình 2.7. Sự phân bố chiều dày khi ống biến dạng.......................................................28 Hình 2.8. Sơ đồ nguyên lý quy trình phình giữa ...........................................................29 Hình 2.9. Ống phình giữa ..............................................................................................30 Hình 2.10. Biểu đồ biến dạng theo chu vi .....................................................................31 Hình 2.11. Biểu đồ biến dạng dài ..................................................................................31 Hình 2.12. Biểu đồ biến dạng theo chiều dày ...............................................................32 Hình 2.13. Sơ đồ nguyên lý quy trình tạo phình ống nhánh T ......................................33 Hình 2.14. Các giai đoạn của sự biến dạng ...................................................................34 Hình 2.15. Biểu đồ lực dọc trục ....................................................................................34 Hình 2.16. Biểu độ phân bố chiều dày ..........................................................................35 Hình 2.17. Ảnh hưởng của C đối với cơ tính của thép ..................................................37 Hình 2.18. Thép cacbon công dụng ...............................................................................39 Hình 2.19. Thép cacbon kết cấu ....................................................................................40 Hình 2.20. Thép cacbon dụng cụ ...................................................................................41 Hình 2.21. Thép tấm C45 ..............................................................................................41 Hình 2.22. Thành phần hóa học của thép C45 ..............................................................42 Hình 2.23. Đặc tính cơ học của thép C45 ......................................................................42 Hình 2.24. Chỉ số cấp bền của thép C45 .......................................................................42 Hình 2.25. Ống đồng thau .............................................................................................43 Hình 2.26. Ống chữ T chế tạo từ đồng thau ..................................................................44 Hình 3.1. Cấu tạo khuôn phương án 1 .......................................................................... 45 Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý phương án 1 ........................................................................46 iv
Hình 3.3. Đồ án máy dập sinh viên K15 .......................................................................48 Hình 3.4. Khuôn sau khi lắp lên máy ............................................................................49 Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý phương án 2 ........................................................................50 Hình 3.6. Bạc định hình mẫu 1 ......................................................................................51 Hình 3.7. Bạc định mẫu 2 ..............................................................................................52 Hình 3.8. Bạc định hình mẫu 3 ......................................................................................52 Hình 3.9. Phần mềm Inventor Professional 2019 ..........................................................53 Hình 3.10. Tấm chặn dưới dạng Wireframe ..................................................................54 Hình 3.11. Tấm chặn trên dạng Wireframe ...................................................................56 Hình 3.12. Bạc lót ngoài dạng Wireframe .....................................................................58 Hình 3.13. Bạc tạo hình trơn Ø50 dạng Wireframe ......................................................60 Hình 3.14. Bạc tạo hình Ø50 có góc vát dạng Wireframe ............................................61 Hình 3.15. Bạc tạo hình trơn Ø58 dạng Wireframe ......................................................62 Hình 3.16. Bạc tạo hình cắt đôi dạng Wireframe ..........................................................63 Hình 3.17. Chày ép Ø47.8 dạng Wireframe ..................................................................64 Hình 3.18. Chày ép Ø50 dạng Wireframe .....................................................................65 Hình 3.19. Cây chống dạng Wireframe .........................................................................66 Hình 3.20. Viên chêm dạng Wireframe.........................................................................67 Hình 3.21. Bạc trượt tròn có vai ....................................................................................67 Hình 3.22. Gối đỡ ray trượt ...........................................................................................68 Hình 3.23. Bu lông lục giác M5 ....................................................................................68 Hình 3.24. Phần mềm Ansys 16 ....................................................................................69 Hình 3.25. Diện tích mặt tối thiểu để ống biến dạng hoàn phần ...................................70 Hình 3.26. Điều kiện ban đầu ........................................................................................71 Hình 3.27. Kết quả mô phỏng mẫu 1.............................................................................71 Hình 3.28. Sự phân bố biến dạng mẫu 1 (mm) .............................................................72 Hình 3.29. Kết quả mô phỏng mẫu 2.............................................................................72 Hình 3.30. Sự phân bố biến dạng mẫu 2 (mm) .............................................................72 Hình 3.31. Kết quả mô phỏng mẫu 3.............................................................................73 v
Hình 3.32. Sự phân bố biến dạng mẫu 3 (mm) .............................................................73 Hình 3.33. Phôi thô khi chưa qua gia công ...................................................................74 Hình 3.34. Nhóm gia công trên máy tiện xưởng Việt Đức ...........................................74 Hình 3. 35. Các bạc tạo hình sau khi đã gia công xong ................................................75 Hình 3.36. Tấm chặn dưới .............................................................................................75 Hình 3.37. Tấm chặn trên ..............................................................................................76 Hình 3.38. Bạc lót ngoài ................................................................................................76 Hình 3.39. Bạc tạo hình trơn Ø50 .................................................................................77 Hình 3.40. Bạc tạo hình Ø50 có góc vát........................................................................77 Hình 3. 41. Bạc tạo hình trơn Ø58 ................................................................................78 Hình 3.42. Bạc tạo hình cắt đôi .....................................................................................78 Hình 3.43. Chày ép Ø47.8 .............................................................................................79 Hình 3.44. Chày ép Ø50 ................................................................................................79 Hình 3.45. Cây chống ....................................................................................................79 Hình 3.46. Viên chêm ....................................................................................................79 Hình 3.47. Sản phẩm mẫu 1 ..........................................................................................84 Hình 3.48. Sản phẩm mẫu 2 ..........................................................................................84 Hình 3.49. Sản phẩm mẫu 3 ..........................................................................................85 Hình 4.1. Sản phẩm bị lỗi do ép chày phía trên mạnh ................................................. 87 Hình 4.2. Sản phẩm bị lỗi do lực ma sát lớn giữa phôi và bạc tạo hình........................88 Hình 4.3. Biểu đồ khảo sát ảnh hưởng của lực lên mẫu 1 .............................................89 Hình 4.4. Biểu đồ khảo sát ảnh hưởng của lực lên mẫu 2 .............................................89 Hình 4.5. Biểu đồ khảo sát ảnh hưởng của lực lên mẫu 3 .............................................90 Hình 4.6. Biểu đồ khảo sát ảnh hưởng của lượng cao su lên mẫu 1 .............................90 Hình 4.7. Biểu đồ khảo sát ảnh hưởng của lượng cao su lên mẫu 2 .............................91 Hình 4.8. Biểu đồ khảo sát ảnh hưởng của lượng cao su lên mẫu 3 .............................91 Hình 4.9. Biểu đồ khảo sát ảnh hưởng của chiều dài insert lên mẫu 2 .........................92 Hình 4.10. Biểu đồ khảo sát ảnh hưởng của chiều dài insert lên mẫu 3 .......................92 Hình 4.11. Biểu đồ khảo sát ảnh hưởng của hành trình ép lên mẫu 1 ...........................93 vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Phiếu công nghệ tấm chặn dưới .....................................................................55 Bảng 3.2. Phiếu công nghệ tấm chặn trên .....................................................................57 Bảng 3.3. Phiếu công nghệ bạc lót ngoài ......................................................................59 Bảng 3.4. Phiếu công nghệ bạc lót ngoài ......................................................................60 Bảng 3.5. Phiếu công nghệ bạc tạo hình Ø50 có góc vát ..............................................61 Bảng 3.6. Phiếu công nghệ bạc tạo hình trơn Ø58 ........................................................63 Bảng 3.7. Phiếu công nghệ bạc tạo hình cắt đôi............................................................64 Bảng 3.8. Phiếu công nghệ chày ép Ø47.8 ....................................................................65 Bảng 3.9. Phiếu công nghệ chày ép Ø50 .......................................................................65 Bảng 3.10. Phiếu công nghệ cây chống .........................................................................66 Bảng 3.11. Phiếu công nghệ viên chêm ........................................................................67 Bảng 3.12. Bảng quy trình lắp ráp khuôn và ép thực nghiệm .......................................80 Bảng 3.13. So sánh kết quả mô phỏng CAE và thực tế.................................................85 vii
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo khuôn tạo hình ống kim loại thông qua vật liệu đàn hồi - Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Quốc Lộc Tiến Mã số SV: 16143149 - Lớp: 16143CL1 Khoa: ĐT Chất lượng cao - Thành viên đề tài: Stt Họ và tên MSSV Lớp Khoa 1 Nguyễn ThànhPhương 16143120 16143CL1 ĐT CLC 2 Nguyễn Minh Trí 16143157 16143CL1 ĐT CLC 3 Nguyễn Hồng Trung Hiếu 16143364 16143CL1 ĐT CLC - Người hướng dẫn: TS. Trần Anh Sơn 2. Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu, chế tạo bộ khuôn tạo hình ống kim loại. 3. Tính mới và sáng tạo: Tạo hình ống kim loại thông qua vật liệu đàn hồi là một phương pháp mới trên thế giới và vẫn trong giai đoạn nghiên cứu, chưa đưa sản xuất. 4. Kết quả nghiên cứu: Chế tạo thành công bộ khuôn và ép được sản phẩm hoàn thiện. 5. Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài: đề tài nghiên cứu là một khuynh huớng mới đến với đất nước mà hiện nay chưa ai làm và phát triển. Tạo ra được sản phẩm có ích với đời sống, góp phần vào quá trình “công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước” Ngày tháng năm SV chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (kí, họ và tên) viii
Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề tài (phần này do người hướng dẫn ghi): ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... Ngày tháng năm Người hướng dẫn (kí, họ và tên) ix
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Nước ta đang trong quá trình phát triển kinh tế năng động, song song với đó việc công nghiệp hóa, hiện đại hóa công nghệ sản xuất là một trong những nhiệm vụ quan trọng. Do đó những năm gần đây rất nhiều thiết bị, phương pháp sản xuất tiến được nhập khẩu, tiếp thu nhằm phục vụ quá trình sản xuất, giúp nâng cao năng suất, giảm chi phí sản xuất, giải phóng lao động. Trong đó phương pháp tạo hình kim loại ống là một phương pháp mới, được áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, đặc biệt là những ngành công nghiệp sản xuất, gia công hàng loạt. Những sản phẩm khi áp dụng phương pháp này chủ yếu là những chi tiết trên những thiết bị hiện đại, mang tính công nghệ cao. Ví dụ như các chi tiết trong sản xuất oto, xe máy, xe đạp (khung sườn, cầu sau oto); ống dẫn nhánh T; bộ phận máy bay, tên lửa. Hình 1.1. Các sản phẩm của khuôn ép Từ đó ta thấy được những sản phẩm này đóng vai trò quan trọng, là nhu cầu thiết yếu trong sản xuất. Vì thế công nghệ dập ép không ngừng được phát triển và cải tiến. Hiện nay có rất nhiều công nghệ dập ép khác nhau. Mỗi loại tồn tại cho mình những ưu nhược điểm riêng biệt nên tùy vào điều kiện sản xuất mà ta chọn cho mình phương pháp phù hợp. Căn cứ vào thực tế đó, nhóm đã quyết định thực hiện đề tài : “Thiết kế chế tạo khuôn tạo hình kim loại ống thông qua vật liệu đàn hồi”. Thông qua đề tài này, nhóm hy 1
vọng sẽ góp được phần nào vào việc nâng cao năng suất, giảm tối thiểu chi phí nhưng vẫn đảm bảo những chi tiết, sản phẩm tạo ra đạt chất lượng tốt, giá hợp lý. 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1.2.1. Ý nghĩa khoa học Tạo điều kiện, tiền đề cho việc nghiên cứu áp dụng các kiến thức, kỹ năng đã học, thực tập và áp dụng vào đời sống thực tiễn. Tạo ra được sản phẩm có ích với đời sống, góp phần vào quá trình “công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước”. 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn Giúp việc ép các chi tiết sản phẩm được nhanh chóng, gọn gàng, đáp ứng nhu cầu khách hàng. Giảm được chi phí sản xuất, chi phí nhiên liệu so với các phương pháp khác. Góp phần hạ giá thành sản phẩm, đưa những sản phẩm của thời đại 4.0 đến tay người tiêu dùng Đưa một đề tài, một khuynh huớng mới đến với đất nước mà hiện nay chưa ai làm và phát triển 1.2.3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài Tìm hiểu chức năng, nguyên lý, cơ cấu mô hình khuôn ép cao su. Thiết kế, chế tạo các kết cấu và nguyên lý của khuôn dựa trên tài liệu nghiên cứu của thế giới để phù hợp hơn với thực tiễn, ứng dụng được vào sản xuất. Thiết kế khuôn ép dựa trên hoạt động của máy ép thủy lực để không thao phí nguồn nhiên liệu, hoạt động bằng cơ năng, sử dụng đơn giản, phù hợp với điều kiện thực tiễn ở Việt Nam. Thiết kế đơn giản thích hợp cho nhiều bộ khuôn phục vụ cho thí nghiệm tạo hình tấm kim loại bằng vật liệu đàn hồi cụ thể là cao su. Mô hình hóa thiết kế 3D bằng phần mềm Inventor 2019. Ứng dụng phần mềm Ansys 16 để tính toán-mô phỏng-phân tích. Tính toán, gia công, lắp ráp hoàn chỉnh khuôn và đưa vào ép thực nghiệm. 1.3. Phương pháp nghiên cứu 1.3.1. Cơ sở phương pháp luận Phương pháp nghiên cứu là những nguyên tắc và cách thức hoạt động khoa học nhằm đạt đến chân lý khách quan dựa trên cơ sở của sự chứng minh khoa học. Theo định 2
nghĩa này cần phải có những nguyên tắc cụ thể và dựa theo đó các vấn đề được giải quyết. Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của các cơ cấu, tính toán năng suất lý thuyết và các nguyên lý ép thực tế đang áp dụng. Từ đó có sự bao quát đúng đắn trong việc tính toán, thiết kế và chế tạo khuôn ép. 1.3.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể Để thực hiện đề tài này, chúng em sử dụng một số phương pháp sau: 1.3.2.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu Tham khảo các nguồn tài liệu: sách, giáo trình, tài liệu tham khảo, các bài viết từ những nguồn tin cậy trên Internet, các công trình nghiên cứu… nhằm xác định được các cơ cấu hoạt động, các phương án thực hiện, gia công tối ưu cho khuôn ép. 1.3.2.2. Phương pháp phân tích-tổng hộp: Sau khi đã tham khảo, nghiên cứu tài liệu, quá trình nghiên cứu thực nghiệm cho ra các số liệu cần thiết đầu tiên và những hình dung ban đầu. Phác thảo nên mô hình và phương pháp truyền động trên giấy, phân tích các yếu tố cần thiết tác động vào để đạt được yêu cầu sơ bộ ban đầu đặt ra. Tổng hộp lại các yếu tố đã phân tích loại bỏ các yếu tố thừa không cần thiết và lựa chọn được cơ cấu truyền tối ưu nhất trong quá trình làm việc. 1.3.2.3. Phương pháp mô hình hóa Xây dựng mô hình 3D bằng phần mềm Inventor Professional 2019, sau đó kiểm nghiệm mô hình bằng phần mềm Ansys 16. Gia công, chế tạo ra sản phẩm là mục tiêu chính của đề tài, là cơ hội để áp dụng các kiến thức đã học và thực tập, là thách thức với những kiến thức mới mà thực tiễn đòi hỏi đặt ra. 1.3.2.4. Phương pháp kiểm nghiệm Sản phẩm gia công chế tạo xong sẽ được ép thử sản phẩm và đo lực bằng máy để kiểm nghiệm lại lý thuyết và khắc phục sai hỏng mà lý thuyết không lường hết được. 3
1.4. Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 1.4.1. Dập thủy tĩnh phôi ống kim loại 1.4.1.1. Đặc điểm công nghệ Quy trình công nghệ biến đổi hình dạng của phôi ống ở trạng thái nguội bằng nguồn áp lực cao bên trong gọi là dập thủy tĩnh. Trong các quá trình tạo hình bằng phương pháp này, hình dạng sản phẩm được tạo ra bởi áp lực thủy tĩnh cao, tác động trực tiếp lên bề mặt trong của phôi. Trong từng trường hợp sự tác động của áp lực chất lỏng cao được thực hiện ở mặt ngoài của phôi ống. 1.4.1.2. Khả năng công nghệ Công nghệ dập thủy tĩnh có khả năng chế tạo các chi tiết máy có chất lượng cao, hình dạng không gian phức tạp. Các chi tiết máy này trước đây thường được sản xuất bằng phương pháp hàn ghép các bộ phận với nhau, nhưng hiện nay người ta không dùng phương pháp này nữa. Các chi tiết dập thủy tĩnh dạng ống cơ bản được chia thành 9 loại: a. Các chi tiết mối nối đường ống dẫn Các chi tiết mối nối đường ống dẫn là chi tiết không gian cơ bản. Bằng công nghệ dập thủy tĩnh có thể tạo hình được các chi tiết nhóm này một cách hoàn chỉnh, chất lượng cao. Hình 1.2. Chi tiết mối nối đường ống dẫn b. Thân các thiết bị chịu lực Bằng công nghệ dập thủy tĩnh người ta chế tạo được phôi thân của các chi tiết. Một số thân của chi tiết có dạng cầu hoặc trụ bằng phương pháp dập thủy tĩnh ta sẽ thu được sản phẩm mà không phải gia công bổ sung. 4
Hình 1.3. Thân các thiết bị chịu áp lực c. Trục bậc rỗng Các chi tiết này có tiết diện bậc, do yêu cầu làm việc cần nhẹ, cứng, làm mát. Phần lớn trong số chúng được sản xuất bằng phương pháp dập thủy tĩnh. Hình 1.4. Trục bậc rỗng d. Các chi tiết trục cam lệch tâm rỗng Bằng phương pháp dập thủy tĩnh ta có thể sản xuất được bán sản phẩm có hình dạng đơn giản sau đó gia công cơ khí hoặc gia công dẻo bổ sung. Hình 1.5. Trục cam lệch tâm rỗng e. Trục khuỷu rỗng Quy trình dập thủy tĩnh các chi tiết này nằm trong giai đoạn nghiên cứu thực nghiệm.Kết quả của các công trình nghiên cứu này đã đem lại cho ta khả năng ứng dụng rộng rãi của phương pháp dập thủy tĩnh đối với các chi tiết dạng này. 5
Hình 1.6. Trục khuỷu rỗng f. Các chi tiết của khung xe đạp Các chi tiết này có hai hay nhiều vầu. Hình dạng tiết diện ngang của vấu thường là tròn, ô-van, vuông hay chữ nhật. Hình 1.7. Chi tiết của khung xe đạp g. Các chi tiết có nếp gấp ngang Bằng công nghệ dập thủy tĩnh ta đã sản xuất được cac chi tiết loại này và các chi tiết rỗng có hình dạng đinh vít. Hình 1.8. Chi tiết có nếp gấp ngang h. Các chi tiết trên phương tiện đi lại (xe máy, oto…) Khung cầu ngoài của xe ô-tô là một chi tiết rỗng có kích thước lớn nhất thuộc nhóm này được tạo hình bằng dập thủy tĩnh, nó có thể chế tạo bằng phương pháp dập nguyên khối với các dầm dưới dài đỡ chịu lực. 6
Hình 1.9. Chi tiết cầu sau oto i. Các chi tiết dạng khác Các đồ dùng loại này rất đa dạng. Bằng Phương pháp dập thủy tĩnh người ta có thể chế tạo ra các loại bình có hình dạng không gian phức tạp và có đáy. Các cốc kim loại được tạo hình từ phôi phẳng nhờ phương pháp dập thủy tĩnh rất hiệu quả. Hình 1.10. Các chi tiết dạng khác 1.4.1.3. Sơ đồ nguyên lý dập thủy tĩnh phôi ống điển hình a. Dập thủy tĩnh bằng tải trọng đơn Phương pháp dập thủy tĩnh bằng tải trọng đơn được sử dụng hiệu quả nhất trong việc chế tạo các chi tiết rỗng thuộc nhóm II, III, IX. Tuy nhiên việc làm mỏng đáng kể thành phôi do trạng thái ứng suất tại nơi thành hình là nhược điểm cơ bản của phương pháp này.Vì vậy ta chỉ chế tạo được các chi tiết thuộc nhóm II, III, IX, đặc trưng cho những hình dạng đơn giản và quy trình dập các chi tiết này được tiến hành cùng mới mức độ biến dạng nhỏ. 7
Hình 1.11. Sơ đồ nguyên lý dập thủy tĩnh bằng tải trọng đơn b. Dập thủy tĩnh bằng tải trọng kết hợp. Phương pháp nghiên cứu dập thủy tĩnh này được ứng dụng để chế tạo phần lớn các chi tiết thuộc nhóm I, II và IX, các chi tiết có hình đơn thuộc nhóm III, IV, VI. Hình 1.12. Sơ đồ nguyên lý dập thủy tĩnh bằng tải trọng kết hợp 8