Tóm tắt khóa luận tốt nghiệp: Thiết kế công nghệ và khuôn trong gia công áp lực

Chia sẻ: Yi Yi | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

62
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài đã hệ thống hóa được quy trình thiết kế, tính toán khuôn dập vuốt; ứng dụng thành công vào một sản phẩm thực tế; việc làm chủ quá trình thiết kế và chế tạo được nắp capo động cơ điện sẽ giúp công ty chủ động và linh hoạt trong sản xuất, đáp ứng theo nhu cầu của thị trường.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt khóa luận tốt nghiệp: Thiết kế công nghệ và khuôn trong gia công áp lực

MỞ ĐẦU * Tính cấp thiết của đề tài Phương pháp gia công bằng áp lực hiện nay là một phương pháp tạo hình rất phổ biến tại Việt Nam cũng như các nước công nghiệp trên thế giới. Chiếm một vị trí quan trọng với một tỷ trọng ngày càng tăng trong lĩnh vực sản xuất cơ khí… Dập vuốt là quá trình biến phôi phẳng thành chi tiết rỗng theo hình dạng mong muốn và có hiệu quả kinh tế lớn trong gia công kim loại tấm. Nắp chụp bảo vệ là bộ phận thiết yếu trong động cơ điện 3 pha và được thực hiện bằng phương pháp dập vuốt. Việc thiết kế công nghệ và khuôn phù hợp giúp tiết kiệm nguyên vật liệu, rút ngắn thời gian bảo dưỡng sửa chữa, nâng cao độ bền của khuôn, do đó giảm được giá thành sản phẩm. * Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Hệ thống hóa được quy trình thiết kế, tính toán khuôn dập vuốt; ứng dụng thành công vào một sản phẩm thực tế. Việc làm chủ quá trình thiết kế và chế tạo được nắp capo động cơ điện sẽ giúp công ty chủ động và linh hoạt trong sản xuất, đáp ứng theo nhu cầu của thị trường. * Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Đối tượng: Chụp bảo vệ (nắp capo) của động cơ điện 3 pha 7.5KW. Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu tài liệu, internet, các kết quả nghiên cứu trong nước và trên thế giới để hoàn thiện các nội dung, yêu cầu của khóa luận. Đồng thời, áp dụng nghiên cứu lý thuyết, ứng dụng phần mềm AutoCAD và SolidWorks vào quá trình tính toán thiết kế bộ khuôn dập vuốt. * Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu tổng quan về chi tiết cần chế tạo. Nghiên cứu về công nghệ dập vuốt trong gia công áp lực truyền thống. Nghiên cứu tính toán, thiết kế khuôn dập vuốt sản phẩm. NỘI DUNG KHÓA LUẬN Nội dung khóa luận bao gồm ba chương: CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG GIA CÔNG CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ DẬP VUỐT CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ KHUÔN DẬP VUỐT CHI TIẾT NẮP CAPO ĐỘNG CƠ ĐIỆN. CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG GIA CÔNG 1.1. Phân tích chi tiết Nắp capo của động cơ điện là một bộ phận phía cuối của máy động cơ điện, có nhiệm vụ bảo vệ phía sau động cơ cụ thể là cánh quạt. Mặt khác, nó cũng là dùng để làm vỏ bọc trang trí ngoài của động cơ, đảm bảo an toàn khi động cơ làm việc ngăn không cho các vật khác bay vào động cơ và làm thông thoáng mát cho động cơ. Về hình dáng nắp capo thường chủ yếu là hình trụ hở, đáy có lỗ thông gió và ở thành có 4 lỗ bắt vít vào thành của động cơ. Vật liệu thường làm chủ yếu là thép 08k∏ chuyên dùng để dập vuốt, có chiều dày là 0.8mm.
1.2. Các phương án công nghệ Để chế tạo chi tiết có 2 phương án:  Sử dụng khuôn dập đơn  Sử dụng khuôn dập phối hợp Căn cứ vào những thiết bị sẵn có, khả năng chế tạo khuôn (thiết kế khuôn đơn giản) và số lượng sản phẩm công ty làm ra hàng năm. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết phân tích ưu nhược điểm cho thấy phương pháp sử dụng khuôn dập đơn hoàn toàn phù hợp và khắc phục được phương án công nghệ khác. Vì vậy trong các phương án đã nêu ở trên phương án sử dụng khuôn đơn (Phương án 1) sẽ được lựa chọn để tiến hành gia công nắp chụp bảo vệ .. 1.3. Quy trình công nghệ chế tạo Sau khi lựa chọn được phương án công nghệ phù hợp nhất với loại hình sản xuất của công ty (phương án 1) ta tiến hành thiết kế theo quy trình công nghệ theo phương án lựa chọn: * Nguyên công 1: Cắt hình phôi * Nguyên công 2: Dập vuốt chi tiết * Nguyên công 3: Căt mép chi tiết trên máy tiện * Nguyên công 4: Đột lỗ ở đáy bằng khuôn dập. * Nguyên công 5: Đột lỗ ở thành bằng khuôn dập. Kết luận: Thông qua phân tích chi tiết gia công và căn cứ vào điều kiện sản xuất thực tế tại công ty, em đã lựa chọn được phương án công nghệ hợp lý đó là sử dụng khuôn đơn để dập vuốt chi tiết chụp động cơ. Tiếp theo, em sẽ tiến hành nghiên cứu các nội dung lý thuyết liên quan, để phục vụ cho việc tính toán, thiết kế khuôn dập. CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ DẬP VUỐT 2.1. Đặc điểm dập vuốt Dập vuốt là nguyên công dập biến vật liệu tấm thành vật liệu rỗng, hở miệng. Dập vuốt là một trong những nguyên công chủ yếu của công nghệ dập nguội 2.2. Quá trình biến dạng khi dập vuốt. Quá trình dập vuốt là quá trình chày kéo chảy phôi vào trong lòng cối. Ta hãy nghiên cứu quá trình biến dạng khi dập vuốt một sản phẩm hình trụ có đường kính ngoài là d và chiều cao là h. 2.3. Xác định hình dáng và kích thước phôi dập vuốt 2.3.1. Tính phôi cho những chi tiết tròn xoay Có 3 phương pháp xác định đường kính phôi: Cân bằng trọng lượng Cân bằng thể tích. Cân bằng diện tích 2.3.2. Xác định lượng dư để cắt mép chi tiết tròn xoay
Khi dập vuốt có sự biến dạng không đồng đều, thành chi tiết cao không đều nhau (có bốn múi), vì vậy khi tính phôi phải cộng thêm lượng dư để cắt mép. 2.4. Xác định số lần dập vuốt và công nghệ dập vuốt một số kiểu chi tiết 2.4.1. Hệ số dập vuốt và các yếu tố ảnh hưởng 2.4.1.1. Hệ số dập vuốt Đối với những chi tiết tròn xoay dập vuốt không biến mỏng thành, hệ số dập vuốt là tỷ số giữa đường kính sau và trước lúc dập: Hệ số dập: d m= D 2.4.1.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến hệ số dập vuốt Tính chất cơ học và trạng thái bề mặt vật liệu dập; vật liệu có độ bền, giới hạn chảy tăng khả năng chống biến dạng tăng; Độ dãn dài tương đối tăng tính dẻo tăng lên. Bề mặt vật liệu càng tốt thì m càng giảm; 2.4.2. Dập vuốt những chi tiết hình trụ rỗng không có vành Đường kính sản phẩm dn, đường kính phôi D thì qua các lần dập đường kính chi tiết như sau: d1= m1.D; d2= m2.d1= m1.m2.D;……; dn= mn.dn1= m1.m2…mn.D; m1,m2….,mn hệ số dập vuốt Lưu ý : hệ số m khi vuốt có phôi chống nhăn hoặc không chống nhăn 2.5. Lực dập vuốt Lực dập vuốt thực tế bao gồm: lực làm biến dạng vật liệu, lực ép chặn phôi, lực thắng ma sát giữa vật liệu với chày cối.. Lực dập vuốt thay đổi theo mức độ biến dạng và hành trình của đầu trượt Để thuận lợi, xem lực dập vuốt là không đổi bao gồm lực dập vuốt lý thuyết P và lực ép vật liệu Q 2.6. Độ chính xác của sản phẩm dập vuốt và yêu cầu công nghệ Độ chính xác theo đường kính phụ thuộc vào: Độ chính xác phần làm việc của khuôn dập và mức độ mài mòn. Khe hở giữa chày và cối. Tính chất đàn hồi của sản phẩm sau khi dập 2.7. Các yếu tố phần làm việc của khuôn dập vuốt và dung sai chế tạo chày, cối 2.7.1. Bán kính lượn của cối và chày dập vuốt Bán kính của cối lớn thì trở lực biến dạng nhỏ, giảm được lực dập, độ biến mỏng kim loại ít và có thể giảm được cả số lần dập. Nhưng bán kính lượn của cối lớn cũng dễ tạo thành nếp nhăn ở thành và nhất là ở mép sản phẩm 2.7.2. Khe hở giữa chày và cối lúc dập vuốt
Z nhỏ quá sẽ tăng trở lực biến dạng, kim loại dễ đứt, rách; thành chi tiết bị biến mỏng, chiều cao chi tiết kéo dài; chày cối chóng mòn. Z quá lớn vật dập dễ bị nhăn, không đạt chiều cao thiết kế. 2.7.3. Dung sai trên kích thước làm việc của chày, cối dập vuốt Dung sai được chia làm 2 trường hợp: + Dung sai trên kích thước ngoài của sản phẩm Kích thước cối: Kích thước chày: D Kích thước lớn nhất của sản phẩm; dung sai trên kích thước sản phẩm; Z khe hở chày cối về một phía. 2.8. Kết cấu khuôn dập vuốt 2.8.1. Kết cấu các bộ phận làm việc của khuôn dập vuốt 2.8.1.1. Kết cấu chày dập vuốt Cần chú ý: Phải có bán kính lượn và lỗ thoát hơi ở đầu chày để không dính sản phẩm. Để dễ tháo sản phẩm ra khỏi chày, có thể làm chày có độ côn từ 0o30’ đến 1o30’. Để tiết kiệm vật liệu, tăng độ bền, chày có kích thước lớn thường chế tạo ghép. Đặc biệt khi ghép hợn kim cứng, độ bền của của chày có thể tăng lên 10 lần; so với các dụng cụ thép thông thường. 2.8.1.2. Kết cấu cối dập vuốt Kết cấu cối dập vuốt có 2 kiểu: Lòng cối hình trụ: để dập vuốt không biến mỏng thành Chiều cao h= (0,3 2,0)Dc 2.8.1.3. Kết cấu bộ phận gạt sản phẩm Khi dập vuốt sản phẩm thường ôm chặt theo chày hoặc nằm trong cối. Bởi vậy cần phải bộ gạt sản phẩm ra khỏi chày, hoặc đẩy sản phẩm ra khỏi lòng cối. 2.8.1.4. Kết cấu bộ phận ép chống nhăn Bộ phận ép chống nhăn trên máy dập trục khuỷu một tác dụng, thông thường dùng lò xo hay cao su. Có khi dùng khí nén ở khuôn dập đặc biệt. Đối với các khuôn đắp trên máy dập trục khuỷu, một tác dụng; Phôi được ép ở giữa mặt dưới của cối và tấm chặn chống nhăn 2.8.2. Kết cấu khuôn dập vuốt 2.8.2.1. Khuôn dập vuốt đơn giản chống épchống nhăn đợt 1 Trong khuôn gồm có chày 5 được lắp trực tiếp vào lỗ của đầu trượt máy. Cối 3 lắp trong đế khuôn 1 bằng vòng hãm 2 . Dưới cối đặt tấm gạt sản phẩm 4 kiểu ba cung có lò xo 7 ôm quanh. Phôi được đặt
trên miệng cối , khi chày đi xuống sẽ tiến hành dập vuốt và khi chày đi lên sản phẩm sẽ được gạt rơi xuống dưới bàn máy. . Kết luận: Trong chương 2 đã trình bày các cơ sở lý thuyết cơ bản phương pháp dập vuốt. Các bước tính toán thiết kế chung của một bộ phận khuôn dập vuốt: quá trình dập vuốt, tính toán khe hở, lực dập vuốt các lần, kích thước của chày và cối và yêu cầu của sản phẩm và của bộ khuôn dập vuốt sản phẩm. Đây sẽ là cơ sở cho việc tính toán, thiết kế khuôn ở chương tiếp theo. CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ KHUÔN DẬP VUỐT CHI TIẾT NẮP CAPO ĐỘNG CƠ ĐIỆN 3.1. Tính toán phôi. Tính toán các thông số liên quan đến kích thước phôi. Ta tính đường kính phôi có dạng hình tròn là 448 mm 3.2. Tính toán lực dập vuốt. Xác định số lần dập vuốt: Ta có : chiều dày tương đối của vật liệu là = 0.002
Khi ta lấy tấm phôi có kích thước 448mm đặt vào trong phần miệng cối 4, phôi được định vị trên phần miệng cối. Sau đó đầu trượt của máy đi xuống, chày 2 đi vào trong lòng cối 4 và truyền lực vào tấm chặn trên 10 sẽ ép lò xo chặn 9 với 6 lò xo được phân bố đều với lực ép đều, kéo theo đó chày sẽ đi xuống và tiến hành quá trình dập vuốt tấm phôi phẳng hình tròn thành hình trụ rỗng có h= 130mm. Sau khi ép đến 130mm sẽ nâng chày 2 lên và bộ phận lò xo 12 đẩy sẽ làm nhiệm vụ đẩy sản phẩm lên khỏi bề mặt của cối 4. Phần làm việc của chày gồm 2 phần là đầu chày và thân chày được ghép với nhau nhờ bulong và đinh tán. Phần đầu chày được chế tạo thường là những hợp kim cứng để đảm bảo có thể làm việc được lâu dài và chắc chắn. Phần thân chày ở 2 mặt đều có các lỗ bulong và đinh tán để lắp ghép với đầu chày và đế trên của khuôn dập. Ngoài ra, thân chày còn có lỗ thoát khí có nhiệm vụ để giúp đầu chày thoát hơi tránh sản phẩm bám vào chày. 3.6 Chọn máy dập Sau khi tính toán được lực dập vuốt và lực chặn phôi. Ta chọn máy ép thủy lực là máy ép thủy lực ∏ 200. Kết luận chương: Trong chương 3 đã trình bày các bước thiết kế tính toán công nghệ dập vuốt khuôn nắp capo. Ở chương này đã nêu ra các bước tính toán thiết kế chi tiết các bộ phận khuôn dập như: phôi, lò xo chặn, tính toán khe hở, lực dập vuốt các lần, kích thước của chày và cối và chọn máy ép thủy lực cho hợp lý. KẾT LUẬN Khóa luận đã hoàn thành những nội dung chính: Phân tích lựa chọn phương án công nghệ phù hợp với điều kiện sản xuất (sản xuất loạt vừa 1000 chiếc/1 tháng) và đưa ra quy định công nghệ hợp lý chế tạo chi tiết nắp capo động cơ điện 3 pha 7.5 kW. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của phương pháp dập vuốt phục vụ cho tính toán và thiết kế khuôn dập vuốt. Tính toán thiết kế 2D, 3D bộ khuôn cắt hình và dập vuốt chi tiết nắp động cơ điện 7.5kW trên cơ sở đã nghiên cứu cơ sở lý thuyết. Bao gồm bản thiết kế chung và bản vẽ thiết kế từng chi tiết. Phương án này có thể áp dụng được để sản xuất cho loại nắp capo của động cơ điện có công suất khác nhau hiện được sản xuất tại công ty. Qua đó đạt được ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Hệ thống hóa được quy trình thiết kế, tính toán khuôn dập vuốt; ứng dụng thành công vào một sản phẩm thực tế. Việc làm chủ quá trình thiết kế và chế tạo được nắp capo động cơ điện sẽ giúp công ty chủ động và linh hoạt trong sản xuất, đáp ứng theo nhu cầu của thị trường. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1] Nguyễn Mậu Đằng, Công nghệ tạo hình kim loại tấm, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2006. [2] Nguyễn Mậu Đằng, Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật cơ khí, tập 1,2 , Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam. [3] Ths. Lê Trung Kiên, PGS.TS Phạm Văn Nghệ, GVC. Đỗ Văn Phúc, Thiết bị dập tạo hình máy ép cơ khí, Nhà xuất bản khoa học và công nghệ Hà Nội, 2011.. [4] Tôn Yên, Giáo trình công nghệ dập nguội, Nhà xuất bản khoa học và công nghệ Hà Nội, 1974, tr.3 87, 130206, 265266. [5] Nguồn thông tin Internet. Tiếng Anh [6] Doctor in technical Science VUKOTA BOLJANOVIC, Ph.D, sheet metal forming processes and die design, pp. 122123.