Nghiên cứu phương pháp đúc áp lực thay thế gia công dập nóng trong chế tạo chi tiết cổ xe nữ hợp kim nhôm

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI

LÝ LỊCH KHOA HỌC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

MỤC LỤC

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH SÁCH CÁC HÌNH

DANH SÁCH CÁC BẢNG

1. PHẦN I. Mục tiêu đề tài

1.1. Phạm vi nghiên cứu

1.2. Khái quát công việc thực hiện

1.3. Phƣơng pháp nghiên cứu

2. PHẦN II. HIỆN TRẠNG KỸ THUẬT

2.1. Hiện trang nghiên cứu và công nghệ trong nƣớc

2.2. Hiện trang nghiên cứu và công nghệ ở nƣớc ngoài

3. PHẦN III. NỘI DUNG CHƢƠNG I: KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH CHI TIẾT ĐƢỢC CHẾ TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP DẬP NÓNG

3.1. TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP GIA CÔNG DẬP NÓNG

3.2. Khái niệm chung

3.3. Thiết bị dập nóng

3.3.1. Máy dập nóng

3.3.2. Thiết bị nung kim loại

3.4. KHẢO SÁT CHI TIẾT CỔ XE NỮ CHẾ TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP DẬP NÓNG

3.4.1. Vật liệu chi tiết

3.4.2. Quy trình dập nóng chi tiết cổ xe nữ hợp kim nhôm A6061

3.4.3. Thiết bị sản xuất

3.4.4. Chế độ nhiệt luyện

3.4.5. Kết quả thu đƣợc

3.4.6. Ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp

4. CHƢƠNG II: KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH CHI TIẾT ĐƢỢC CHẾ TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐÚC ÁP LỰC

4.1. SƠ LƢỢC VỀ SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH ĐÚC ÁP LỰC

4.2. CÔNG NGHỆ ĐÚC ÁP LỰC CAO

4.2.1. Thế nào là đúc áp lực cao

4.2.2. Ƣu, nhƣợc điểm của đúc áp lực cao

4.2.3. Khuôn đúc áp lực cao

4.3. Quy trình đúc áp lực cao

4.4. Thiết bị đúc áp lực cao

4.5. Cơ sở công nghệ tính toán cơ cấu ép và cơ cấu khóa khuôn

4.6. ẢNH HƢỞNG CỦA ÁP LỰC TỚI QUÁ TRÌNH KẾT TINH CỦA KIM LOẠI

4.7. THỦY ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH ĐIỀN ĐẦY KHUÔN

4.8. Va đập của dòng nạp lên thành khuôn

4.9. Điền đầy hốc khuôn

4.10. Điều kiện thủy động học của quá trình thoát khí

4.11. Tính toán hệ thống rót

4.12. Tính hệ thống thoát hơi

4.13. KHUYẾT TẬT ĐÚC VÀ CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG NGỪA

4.14. KHẢO SÁT CHI TIẾT CỔ XE NỮ CHẾ TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐÚC ÁP LỰC

4.14.1. Vật liệu chi tiết

4.14.2. Xây dựng quy trình đúc áp lực chi tiết cổ xe nữ hợp kim nhôm A356

4.14.3. Thiết bị sản xuất cần thiết để đúc áp lực

4.14.4. Chế độ nhiệt luyện

4.14.5. Ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp

5. CHƢƠNG III CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM SẢN PHẨM VÀ THÍ NGHIỆM KIỂM TRA

5.1. CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM SẢN PHẨM

5.1.1. Kế hoạch thực hiện và điều kiện cơ sở vật chất thực nghiệm

5.1.2. Quá trình thực nghiệm

5.1.2.1. Dựng mẫu sản phẩm 3D từ bản vẽ 2D

5.1.2.2. Tính toán lựa chọn phƣơng án tách khuôn

5.1.2.3. Tách khuôn cho sản phẩm

5.1.2.4. Thiết kế vỏ và các thành phần khác trong khuôn

5.1.2.5. Gia công khuôn

5.1.2.6. Đúc thử và điều chỉnh

5.1.2.7. Cắt bavia và nhiệt luyện xử lý bề mặt

5.1.2.8. Hoàn thiện sản phẩm

5.2. THÍ NGHIỆM KIỂM TRA

5.2.1. Kiểm tra khối lƣợng bằng cân điện tử

5.2.2. Kiểm tra độ cứng bằng kìm Webster Instrument (Model B)

5.2.3. Kiểm tra độ bền mỏi

5.2.4. Kiểm tra khuyết tật trên máy siêu âm

5.2.5. Kiểm tra quá trình oxy hóa

5.2.6. Kết quả các thí nghiệm kiểm tra

6. CHƢƠNG IV: SO SÁNH PHƢƠNG PHÁP DẬP NÓNG VÀ ĐÚC ÁP LỰC TRONG CHẾ TẠO CHI TIẾT CỔ XE NỮ HỢP KIM NHÔM

6.1. SO SÁNH QUY TRÌNH SẢN XUẤT

6.2. SO SÁNH THÔNG SỐ KỸ THUẬT

6.3. SO SÁNH HIỆU QUẢ KINH TẾ

6.4. KẾT LUẬN

PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

4.2. HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về phương pháp đúc áp lực

Phương pháp đúc áp lực là một trong những công nghệ tiên tiến trong ngành chế tạo, đặc biệt trong việc sản xuất các chi tiết có hình dạng phức tạp. So với gia công dập nóng, đúc áp lực mang lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế và kỹ thuật. Nghiên cứu này tập trung vào việc thay thế phương pháp gia công dập nóng bằng đúc áp lực trong chế tạo chi tiết cổ xe nữ hợp kim nhôm. Việc áp dụng đúc áp lực không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Theo nghiên cứu, khi sản xuất số lượng lớn, phương pháp này cho thấy hiệu quả vượt trội hơn hẳn.

1.1. Lợi ích của phương pháp đúc áp lực

Phương pháp đúc áp lực có nhiều ưu điểm như khả năng sản xuất hàng loạt với độ chính xác cao, giảm thiểu lãng phí nguyên liệu. Sản phẩm từ đúc áp lực thường có bề mặt mịn màng và ít khuyết tật hơn so với sản phẩm từ gia công dập nóng. Điều này giúp giảm thiểu các bước gia công sau, tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất. Nghiên cứu cho thấy rằng, với số lượng sản phẩm lớn hơn 25,000 mẫu, chi phí sản xuất từ đúc áp lực thấp hơn đáng kể so với gia công dập nóng.

II. Phân tích quy trình sản xuất chi tiết cổ xe nữ

Quy trình sản xuất chi tiết cổ xe nữ hợp kim nhôm thông qua đúc áp lực được thực hiện qua nhiều bước. Đầu tiên, nguyên liệu hợp kim nhôm được chuẩn bị và nung nóng đến nhiệt độ thích hợp. Sau đó, quá trình đúc áp lực diễn ra, trong đó kim loại lỏng được bơm vào khuôn dưới áp lực cao. Khuôn được thiết kế đặc biệt để đảm bảo độ chính xác và chất lượng sản phẩm. Sau khi đúc, sản phẩm sẽ trải qua các bước kiểm tra chất lượng như kiểm tra khối lượng, độ cứng và khuyết tật. Kết quả cho thấy sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật và có độ bền cao.

2.1. Thiết bị và công nghệ trong quy trình

Thiết bị sử dụng trong quy trình đúc áp lực bao gồm máy đúc áp lực và khuôn đúc. Máy đúc áp lực có khả năng tạo ra áp lực lớn, giúp kim loại lỏng điền đầy khuôn một cách nhanh chóng và hiệu quả. Khuôn được chế tạo từ vật liệu chịu nhiệt và có độ bền cao, đảm bảo khả năng chịu được áp lực trong quá trình đúc. Công nghệ đúc áp lực cao cho phép sản xuất các chi tiết phức tạp với độ chính xác cao, giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất.

III. So sánh giữa phương pháp đúc áp lực và gia công dập nóng

Việc so sánh giữa đúc áp lực và gia công dập nóng cho thấy rõ sự khác biệt về hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm. Đúc áp lực cho phép sản xuất hàng loạt với chi phí thấp hơn, trong khi gia công dập nóng thường tốn nhiều thời gian và công sức hơn. Sản phẩm từ đúc áp lực có độ chính xác cao hơn, ít khuyết tật và bề mặt mịn màng hơn. Nghiên cứu cho thấy rằng, trong nhiều trường hợp, đúc áp lực là lựa chọn tối ưu cho việc sản xuất chi tiết cổ xe nữ hợp kim nhôm.

3.1. Hiệu quả kinh tế

Khi so sánh về hiệu quả kinh tế, đúc áp lực cho thấy lợi thế rõ rệt. Chi phí sản xuất giảm đáng kể khi số lượng sản phẩm tăng lên. Nghiên cứu chỉ ra rằng, với số lượng sản phẩm lớn, chi phí sản xuất từ đúc áp lực thấp hơn khoảng 20-30% so với gia công dập nóng. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường.

Nghiên cứu phân tích phương pháp đúc áp lực thay thế gia công dập nóng trong chế tạo chi tiết cổ xe nữ hợp kim nhôm