MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài: Công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước trong những năm gần đây đang được đẩy nhanh là một yêu cầu tất yếu cho sự phát triển của công nghiệp nói riêng và nền kinh tế nói chung. Và ngành công nghiệp ô tô đaSng được Đảng và Chính phủ hết sức quan tâm, tuy nhiên theo lộ trình cắt giảm thuế đến năm 2018 của Hiệp định Thương mại hàng hóa ASEAN (ATIGA), từ năm 2018, thuế suất thuế nhập khẩu ô tô nguyên chiếc (CBU) từ các nước Đông Nam Á sẽ giảm về 0%. do đó gây áp lực lớn cho ngành công nghiệp ô tô trong nước.
Mặt khác tỷ lệ sản xuất nội địa hóa của các doanh nghiệp ô tô trong nước rất thấp chỉ đạt từ 10 đến 30% tùy theo dòng xe. Và các linh kiện được sản xuất tại Việt Nam chủ yếu là các loại phụ tùng đơn giản giá trị thấp. Quy hoạch phát triển ngành được Thủ tướng phê duyệt đã chỉ rõ mục tiêu tổng quát là phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam trở thành ngành công nghiệp quan trọng của đất nước, đáp ứng tối đa nhu cầu thị trường nội địa về các loại xe tải, xe khách thông dụng và một số loại xe chuyên dùng. Do đó việc nghiên cứu, thiết kế,chế tạo khuôn để tạo ra những thiết bị, phụ tùng của các dòng xe tải là rất cần thiết, làm tăng khả năng nội địa hóa các sản phẩm, tăng khả năng cạnh tranh và tự chủ công nghệ của các doanh nghiệp sản xuất ô tô trong nước.
Dựa trên những nhu cầu và thực trạng đã nêu ở trên và cơ sở những kiến thức được trang bị trong quá trình học tập tại trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp, Đại học Thái Nguyêntác giả quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng dung công nghệ Reverse Engineering trong thiết kế khuôn mẫu, ứng dụng thiết kế, chế tạo bộ khuôn đùn gioăng cao su cho xe tải”. Mục đích và đối tƣợng nghiên cứu: Giải pháp nâng cao độ chính xác khi thiết kế biên dạng mặt cắt ngang của gioăng cao su nhờ ứng dụng công nghệ Reverse Engineering. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nghiên cứucác lý thuyết liên quan đến khuôn đùn để từ đó có thể thiết kế và chế tạo được một bộ khuôn đùn. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến độ nhám bề mặt lòng khuôn đùn khi gia công trên máy cắt dây CNC để từ đó tối ưu hóa được các thông số khi gia công trên máy cắt dây CNC 3.
Phƣơng pháp nghiên cứu: Tác giả kết hợp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Nghiên cứu lý thuyết về vật liệu, khuôn đùn gioăng cao su. Nghiên cứu lý thuyết về công nghệ kỹ thuật ngược (RE) và phần mềm ứng dụng. Nghiên cứu lý thuyết về công nghệ CAD/CAM và các phần mềm ứng dụng.
Nghiên cứu lý thuyết về máy cắt dây, các yếu tố ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt của khuôn đùn, nghiên cứu phương pháp quy hoạch thực nghiệm để tối ưu hóa các thông số gia công. Thực nghiệm đo các mẫu sử dụng máy đo 3D và xử lý kết quả. Thực nghiệm gia công các chi tiết của khuôn trên máy phay CNC và cắt dây CNC, trong đó thí nghiệm các mẫu trên máy cắt dây và xử lý số liệu để tìm ra được thông số tối ưu khi gia công. Tóm tắt nội dung đề tài Nội dung luận văn gồm 4 chương cơ bản: Chƣơng 1.
Tổng quan về công nghệ Reverse Engineering: Chương này tác giả trình bày tổng quan về công nghệ kỹ thuật ngược (Reverse Engineering) trên cơ sở lý thuyết như: Vai trò, ứng dụng, ưu nhược điểm của công nghệ, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước trên cơ sở đó tác giả chọn hướng nghiên cứu cho đề tài của mình. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Reverse Engineering để thiết kế bộ khuôn đùn gioăng cao su: Chương này tác giả đã trình bày các cơ sở lý thuyết về vật liệu, công nghệ gia công và cơ sở thiết kế khuôn đùn gioăng cao su. Từ đó, tác giả đã ứng dụng phần mềm Inventor để thiết kế được bộ khuôn đùn từ biên dạng mặt cắt ngang của gioăng cao su đã thiết kế nhờ sử dụng công nghệ Reverse Engineering. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 3.
Thiết kế vàchế tạo khuôn đùn gioăng cao su: Chương này tác giả trình bày việc ứng dụng phần mềm Mastercam, một phần mềm CAM thông dụng có để lập trình gia công các chi tiết của khuôn. Tác giả cũng tiến hành thí nghiệm, nghiên cứu ảnh hưởng các thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt khi gia công lòng khuôn trên máy cắt dây CNC. Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi để tìm ra các thông số tối ưu để từ đó ứng dụng vào gia công lòng khuôn trên máy cắt dây. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.1 Ý nghĩa khoa học.
Nghiên cứu thiết kế và chế tạo khuôn đùn gioăng cao su ứng dụng công nghệ RE hiện tại chưa có tác giả nào nghiên cứu và đề cập đến. Tài liệu chuyên sâu về lĩnh vực này còn hạn hẹp chủ yếu là các tài liệu nước ngoài. Các công ty sản xuất trong nước chỉ sản xuất được những loại khuôn đùn đơn giản, chất lượng thấp. Vì vậy đề tài “Nghiên cứu ứng dung công nghệ Reverse Engineering trong thiết kế khuôn mẫu, ứng dụng thiết kế, chế tạo bộ khuôn đùn gioăng cao su cho xe tải”có đóng góp mới và ý nghĩa khoa học nhất định.
Đề tài cũng đưa ra một số giải pháp nâng cao chất lượng của khuôn như: Nâng cao độ chính xác biên dạng mặt cắt ngang của gioăng bằng việc ứng dụng công nghệ Reverse Engineering và nghiên cứu ảnh hưởng một số yếu tố công nghệ đến độ nhám bề mặt khi gia công lòng khuôn trên máy cắt dây CNC trong điều kiện sản xuất cụ thể, ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi để tối ưu hóa thông số chế tạo từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm.2 Ý nghĩa thực tiễn. Kết quả đề tài có thể ứng dụng và có thể kết hợp để chuyển giao công nghệ cho các cơ sở sản xuất thực tế, do đó đề tài có giá trị thực tiễn. Kết quả của đề tài có thể làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành kỹ thuật và những người làm việc trong lĩnh vực thiết kế chế tạo khuôn đùn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ REVERSE ENGINEERING.Giới thiệu về công nghệ Reverse Engineering 1.
Sự cần thiết của công nghệ RE. Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì đời sống của con người ngày càng được nâng cao, kéo theo đó là nhu cầu của con người cũng ngày càng nhiều và liên tục thay đổi từng ngày, từng giờ. Do vậy càng ngày thì vòng đời của một sản phẩm (tức là thời gian từ khi nó xuất hiện trên thị trường đến khi không còn được ưa chuộng bị thay thế bằng một sản phẩm khác) càng giảm. Điều đó đòi hỏi các nhà sản xuất nếu muốn tồn tại và phát triển thì phải liên tục cải tiến mẫu mã và sản phẩm, phải nhanh chóng đưa ra thị trường được sản phẩm mới.
Trong thời buổi cạnh tranh khắc nghiệt trên toàn cầu hiện nay, các nhà sản xuất luôn phải tìm kiếm phương thức sản xuất mới nhằm giảm thời gian phát triển sản phẩm, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Nhưng phương thức sản xuất được áp dụng từ bao thế kỷ nay là một chu trình sản xuất truyền thống. Theo phương pháp này thì thông thường để chế tạo ra 1 sản phẩm, người thiết kế đưa ra ý tưởng về sản phẩm đó, phác thảo ra sản phẩm, tiếp theo là quá trình tính toán thiết kế, chế thử, rồi kiểm tra, hoàn thiện phác thảo, để đưa ra phương pháp tối ưu, cuối cùng là công đoạn sản xuất ra sản phẩm. Phương pháp này còn được gọi là công nghệ sản xuất thuận (Forward Engineering).
Từ những năm 90 cho tới nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ, xuất hiện một dạng sản xuất mới theo một chu trình mới, đi ngược với sản xuất truyền thống, đó là chế tạo sản phẩm theo hoặc dựa trên một sản phẩm có sẵn. Vì vậy nên quy trình này có tên gọi là công nghệ kỹ thuật ngược (Reverse Engineering) hay cũng được hiểu là công nghệ chép mẫu. Hiện tại công nghệ kỹ thuật ngược (Reverse Engineering) được xem là một trong những kỹ thuật đạt hiệu quả kinh tế cao nhất trong việc rút ngắn chu kỳ phát triển sản phẩm. Công nghệ kỹ thuật ngược ra đời từ một nhu cầu rất thường gặp trong sản xuất thực tế đó là: chúng ta cần phải chế tạo những chi tiết, sản phẩm mà không có bản vẽ hay mô hình CAD của chúng do các chi tiết đã được chế tạo từ rất lâu không Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com còn bản vẽ, các sản phẩm không rõ xuất xứ, những mẫu vật thể được làm bằng tay, phù điêu hoặc các bộ phận cơ thể con người, động vật được thay thế như xương, mảnh sọ não… Hay đơn giản chỉ là sao chép lại kết quả của những sản phẩm đã khẳng định tên tuổi trên thị trường (để giảm chi phí chế tạo mẫu) hoặc để cải tiến sản phẩm đó theo hướng mới.
Trong khi theo chu trình thuận thì để tạo được mẫu của những sản phẩm này, người ta phải đo đạc rồi phác lại hoặc dựng sáp, thạch cao để in mẫu. Các phương pháp này cho độ chính xác không cao, tốn nhiều thời gian và công sức, đặc biệt là đối với những chi tiết phức tạp. Định nghĩa về công nghệ RE. Công nghệ kỹ thuật ngược là: quá trình phân tích, thu thập được thông tin về sản phẩm đã có sẵn (bao gồm thông tin về chức năng các bộ phận, đặc điểm về kết cấu hình học, vật liệu, tính công nghệ) sau đó sử dụng dữ liệu thu được như là cơ sở tiến hành khôi phục lại mô hình CAD cho chi tiết hoặc phát triển thành sản phẩm mới, thông qua việc sử dụng CAD/RP/CNC để ứng dụng chế thử mẫu, hoàn thiện và chế tạo sản phẩm mới.
Thiết kế này có thể là bản sao của thiết kế ban đầu hoặc là thiết kế hoàn toàn mới. - theo định nghĩa của công ty SCANSITE - Như vậy công nghệ kỹ thuật ngược thực chất là quá trình tạo mô hình 3D từ một sản phẩm đã có sẵn.