Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Gia công kim loại bằng áp lực là một trong những phương pháp công nghệ cơ bản của ngành cơ khí chế tạo, cho phép sản xuất các chi tiết có hình dáng phức tạp với cơ tính cao, năng suất lớn và giá thành hạ. Trong đó, công nghệ dập tạo hình kim loại tấm được ứng dụng rộng rãi tại các quốc gia công nghiệp phát triển như Anh, Mỹ, Đức, Nhật Bản để chế tạo linh kiện cho ngành ô tô, hàng không, quân sự và dân dụng.

Tại Việt Nam, công nghệ dập tạo hình đã có những bước phát triển nhất định nhưng quy mô nhìn chung còn nhỏ hẹp. Trong lĩnh vực công nghiệp phụ trợ, việc sản xuất linh kiện ô tô, xe máy vẫn phụ thuộc lớn vào nguồn nhập khẩu từ nước ngoài. Hoạt động thiết kế quy trình công nghệ dập tấm trong nước chủ yếu dựa vào kinh nghiệm thực tế của người thợ, công tác tính toán và nghiên cứu tổng quát chưa được chuẩn hóa, dẫn đến tình trạng phải thử nghiệm và sửa đổi khuôn nhiều lần, gây tốn kém chi phí và thời gian chế tạo. Xuất phát từ thực tiễn đó, đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu công nghệ và thiết kế khuôn dập chi tiết vỏ bình xăng” được thực hiện nhằm giải quyết các yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế và chế tạo khuôn cho một chi tiết dập tấm điển hình.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm 3 nội dung chính:

  1. Ứng dụng công nghệ dập tạo hình kim loại tấm để chế tạo chi tiết cơ khí có độ chính xác và chất lượng cao.
  2. Nghiên cứu đánh giá các đặc điểm biến dạng và độ chính xác của công nghệ dập thông qua bài toán mô phỏng số, làm cơ sở điều chỉnh các thông số công nghệ trước khi gia công thực tế.
  3. Ứng dụng phần mềm CATIA để thiết kế kết cấu khuôn mẫu và mô phỏng lập trình gia công khuôn trên máy phay CNC, đề xuất phương án chế tạo khuôn hợp lý, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là công nghệ gia công áp lực, trọng tâm là công nghệ dập tạo hình kim loại tấm và các phần mềm ứng dụng trong tính toán, mô phỏng (Dynaform) và thiết kế, gia công (CATIA). Chi tiết được lựa chọn nghiên cứu cụ thể là phần thân dưới của vỏ bình xăng xe máy.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc tính toán các thông số công nghệ (kích thước phôi, lực cắt phôi, lực dập vuốt, lực cắt vành đột lỗ), xây dựng quy trình công nghệ dập tấm, mô phỏng số quá trình dập vuốt trên phần mềm Dynaform, thiết kế kết cấu ba bộ khuôn dập và lập trình đường chạy dao gia công khuôn trên máy CNC. Đề tài được hoàn thành tại Bộ môn Gia công áp lực, Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội vào năm 2016.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của đề tài dựa trên lý thuyết biến dạng dẻo kim loại và nguyên lý dập tạo hình kim loại tấm. Biến dạng của kim loại dưới tác dụng của tải trọng trải qua ba giai đoạn: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và biến dạng phá hủy. Quá trình biến dạng dẻo chịu ảnh hưởng bởi trạng thái ứng suất chính (ứng suất đường, ứng suất mặt và ứng suất khối), nhiệt độ nung, ứng suất dư, ma sát tiếp xúc, tốc độ biến dạng cũng như cấu trúc pha của vật liệu. Trạng thái ứng suất nén khối mang lại khả năng biến dạng dẻo cao nhất cho vật liệu. Điều kiện để kim loại biến dạng dẻo không bị phá hủy được xác định theo giới hạn ứng suất lớn nhất $\sigma_{\max} \le \sigma_{\text{giới hạn}}$.

Trong công nghệ dập vuốt thông thường (không làm biến mỏng thành), phôi phẳng chịu tác dụng của chày và cối để tạo thành chi tiết rỗng. Quá trình này thường xuất hiện ứng suất kéo hướng kính và ứng suất nén tiếp tuyến tại phần vành phôi. Hiện tượng mất ổn định do ứng suất nén tiếp tuyến sẽ gây nhăn vành phôi, nếu nếp nhăn bị kéo vào khe hở chày cối sẽ dẫn đến rách hoặc đứt đáy sản phẩm. Để khống chế hiện tượng này, tác giả hệ thống hóa các biện pháp chống nhăn gồm: sử dụng bích chặn phôi với áp lực thích hợp (đệm khí nén, thủy lực hoặc điều khiển số), tối ưu bán kính góc lượn của chày và mép cối, bố trí gân vuốt để điều chỉnh lực cản kéo phôi trên các cạnh thẳng của chi tiết hình hộp, và xác định khe hở giữa chày và cối $Z$ ($Z = 1{,}2S$ đối với phần phẳng và $Z = 1{,}3 \div 1{,}4S$ đối với phần góc lượn, với $S$ là chiều dày vật liệu). Ngoài ra, đồ án tổng quan về các phương pháp gia công tạo hình tấm hiện đại như công nghệ miết (miết tạo hình, miết biến cứng bề mặt, miết ép biến mỏng), dập thủy cơ (hydroforming sử dụng đối áp chất lỏng cao áp) và dập thủy tĩnh.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được tác giả áp dụng kết hợp giữa phương pháp giải tích kỹ thuật, phương pháp mô phỏng số phần tử hữu hạn và thiết kế CAD/CAM:

  • Phương pháp giải tích và tra cứu thực nghiệm: Sử dụng các công thức công nghệ dập tấm tiêu chuẩn để tính toán chu vi, diện tích phôi khai triển, hệ số sử dụng vật liệu, lực cắt phôi, lực dập vuốt, lực cắt vành và lựa chọn công suất máy ép.
  • Phương pháp mô phỏng số (CAE): Sử dụng phần mềm Dynaform dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn để mô phỏng quá trình dập vuốt, khảo sát trường ứng suất, biến dạng và dự báo các khuyết tật (nhăn, rách, biến mỏng thành) thông qua biểu đồ giới hạn tạo hình (FLD).
  • Phương pháp CAD/CAM: Sử dụng phần mềm CATIA để xây dựng mô hình hình học 3D của sản phẩm, trải phôi theo phương dập, thiết kế kết cấu cụm khuôn dập và lập trình đường chạy dao gia công lòng khuôn trên máy CNC.

Nguồn dữ liệu nghiên cứu gồm các thông số hình học của chi tiết vỏ bình xăng xe máy, các chỉ tiêu cơ lý tính của thép không gỉ SUS 304 tra cứu từ tiêu chuẩn kỹ thuật vật liệu, sổ tay công nghệ gia công áp lực và các dữ liệu đồ họa trích xuất trực tiếp từ phần mềm CATIA.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Công nghệ tạo hình kim loại tấm

Chương này khái quát vị trí của công nghệ dập tấm trong ngành gia công kim loại bằng áp lực. Quá trình dập tấm thường được thực hiện ở trạng thái nguội với phôi tấm mỏng ($S \le 4\text{ mm}$), có ưu điểm tạo ra sản phẩm chính xác, cứng vững, không cần gia công cắt gọt bổ sung, tiết kiệm vật liệu và dễ tự động hóa trong sản xuất hàng loạt. Tác giả phân loại các sản phẩm dập tấm điển hình trong đời sống dân dụng (khung cửa, bàn ghế, đồ gia dụng), điện tử (vỏ máy tính, tivi, linh kiện điện tử), công nghiệp ô tô (mui xe, cánh cửa, khung gầm, ống xả), hàng không, y tế và quân sự. Các thiết bị gia công tấm thông dụng được giới thiệu gồm máy ép trục khuỷu, máy ép thủy lực và máy uốn lốc. Kết luận chương 1 chỉ ra thực trạng ngành cơ khí phụ trợ Việt Nam còn phụ thuộc nước ngoài và khẳng định tính cấp thiết của việc làm chủ công nghệ thiết kế khuôn dập.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết công nghệ dập tạo hình kim loại tấm

Tác giả trình bày các quy luật vật lý của quá trình biến dạng dẻo kim loại, sự thay đổi tổ chức mạng tinh thể và các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẻo (nhiệt độ, tốc độ biến dạng, trạng thái ứng suất, ứng suất dư và ma sát). Trọng tâm chương là phân tích nguyên công dập vuốt: phân loại chi tiết (tròn xoay, hình hộp, hình dạng phức tạp), cơ chế biến dạng thuận và ngược, bản chất của hiện tượng nhăn mép và rách thành chi tiết rỗng. Tác giả phân tích chi tiết chức năng của bích chặn phôi, tác dụng của gân vuốt trên các chi tiết dập sâu dạng hộp nhằm cân bằng trở lực kéo kim loại giữa phần cong và phần thẳng, đồng thời quy định tỷ lệ khe hở chày cối $Z$ để đảm bảo chi tiết không bị kẹt hoặc biến mỏng ngoài ý muốn. Chương này cũng phân tích vai trò của chất bôi trơn có chất độn (bột phấn hoạt thạch, bột graphit, bột gỗ) trong việc giảm ma sát và chống bám dính ở điều kiện áp lực tiếp xúc lớn. Các công nghệ dập biến dạng cao như miết, dập thủy cơ và dập thủy tĩnh cũng được phân loại và mô tả nguyên lý.

Chương 3: Tính toán quy trình công nghệ dập chi tiết

Nội dung chương tập trung giải quyết bài toán công nghệ chế tạo nửa thân dưới vỏ bình xăng xe máy. Chi tiết có dạng vỏ mỏng, bề rộng lớn, chiều sâu dập vuốt tương đối sâu và có kết cấu đối xứng, yêu cầu độ kín khít cao để chứa nhiên liệu dễ cháy nổ.

  • Lựa chọn vật liệu: Sau khi phân tích bốn nhóm thép không gỉ (Austenitic, Ferritic, Duplex, Martensitic), tác giả lựa chọn inox 304 (SUS 304) thuộc nhóm Austenitic vì có độ dẻo cao, khả năng chống ăn mòn hóa chất tốt, độ bền nguội cao với giới hạn bền $\sigma_b \ge 520\text{ MPa}$ và giới hạn chảy $\sigma_c \ge 205\text{ MPa}$.
  • Xây dựng quy trình công nghệ: Tác giả so sánh ba phương án công nghệ để lựa chọn phương án tối ưu:
Tiêu chí Phương án 1 Phương án 2 (Được chọn) Phương án 3
Các bước nguyên công 1. Cắt phôi cuộn/tấm
2. Cắt phôi biên dạng
3. Dập vuốt
4. Cắt mép
5. Đột lỗ		 1. Cắt phôi dải từ tấm
2. Cắt phôi theo biên dạng
3. Dập vuốt
4. Cắt mép kết hợp đột lỗ		 1. Cắt phôi cuộn/tấm
2. Cắt phôi dải và dập vuốt liên hợp
3. Cắt mép kết hợp đột lỗ
Ưu điểm Khuôn kết cấu đơn giản Sản phẩm chính xác, giảm số lượng khuôn Giảm số lượng khuôn tối đa, sản phẩm chính xác
Nhược điểm Chi phí làm khuôn lớn, nhiều nguyên công Yêu cầu khuôn cắt vành đột lỗ phức hợp Khuôn dập liên hợp chế tạo và lắp ráp rất phức tạp
Đánh giá Loại bỏ do tăng chi phí sản xuất Phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế Loại bỏ do kết cấu khuôn quá phức tạp
  • Tính toán phôi và lực công nghệ:
    • Kích thước phôi: Sử dụng mô-đun trải phôi trên phần mềm CATIA, tác giả xác định kích thước phôi chữ nhật ban đầu được cắt từ dải phôi có chiều rộng $B = 550\text{ mm}$. Hệ số sử dụng vật liệu đạt được là $K_s = 79{,}8%$.
    • Lực cắt phôi: Chu vi cắt đo trên CATIA $L = 1650\text{ mm}$, chiều dày $S = 1{,}5\text{ mm}$, trở lực cắt $\sigma_c = 0{,}8 \cdot \sigma_b = 416\text{ N/mm}^2$. Lực cắt phôi tính toán: $P_{\text{cắt}} = 1.325.520\text{ N}$.
    • Lực dập vuốt: Tổng chiều dài vùng uốn biến dạng đo trên CATIA $L = 856{,}996\text{ mm}$. Lực dập vuốt sơ bộ: $P_{\text{dập}} = 668.460\text{ N}$.
    • Lực cắt vành và đột lỗ: Chu vi cắt mép $L_{vb}$, hệ số $k = 1{,}1$, lực cắt vành tính được: $P_{\text{cắt vành}} = 703.560\text{ N}$.
  • Lựa chọn thiết bị: Dựa trên kích thước lớn của chi tiết và các giá trị lực tính toán, tác giả lựa chọn máy ép thủy lực 4 cột công suất 200 tấn ($P_h = 200\text{ tấn}$, kích thước bàn máy $1300 \times 900\text{ mm}$, tốc độ ép $10\text{ mm/s}$, tốc độ không tải $120\text{ mm/s}$, chiều cao máy $4000\text{ mm}$).

Chương 4: Mô phỏng quá trình biến dạng

Chương này ứng dụng phần mềm Dynaform để mô phỏng số quá trình dập vuốt nửa thân dưới vỏ bình xăng, nhằm phát hiện sớm các nguy cơ sai hỏng trước khi chế tạo khuôn thực tế. Quy trình mô phỏng gồm các bước:

  1. Xây dựng mô hình hình học 3D cho các thành phần dụng cụ (chày dập, cối dập, tấm chặn) và tấm phôi phẳng.
  2. Chia lưới phần tử hữu hạn bề mặt cho dụng cụ và phôi kim loại tấm.
  3. Thiết lập mô hình vật liệu (gán thông số cơ tính của thép SUS 304), định nghĩa các điều kiện tiếp xúc, ma sát và đặt điều kiện biên (vận tốc chày, lực bích chặn).
  4. Tiến hành giải bài toán biến dạng phi tuyến và đánh giá kết quả biến dạng.

Kết quả mô phỏng cho thấy sự phân bố trạng thái biến dạng trên bề mặt chi tiết thông qua các vùng màu đặc trưng trên biểu đồ:

  • Vùng màu tím: Kim loại có hiện tượng xuất hiện nếp nhăn.
  • Vùng màu xám: Kim loại bị biến dạng kéo căng.
  • Vùng màu hồng: Kim loại biến dạng ít, có xu hướng nhăn nhẹ.
  • Vùng màu xanh lá cây: Kim loại biến dạng dẻo đạt trạng thái tốt nhất.
  • Vùng màu vàng và màu đỏ: Kim loại bị biến mỏng quá mức, tiềm ẩn nguy cơ nứt và rách thành sản phẩm. Bên cạnh đó, chương cung cấp biểu đồ biến thiên lực dập theo hành trình của chày, làm căn cứ kiểm chứng lại lực ép tính toán lý thuyết.

Chương 5: Thiết kế khuôn và lập trình gia công khuôn trên máy CNC

Dựa trên kết quả tính toán công nghệ và dữ liệu mô phỏng, chương này trình bày thiết kế kết cấu của hệ thống khuôn dập tấm phục vụ quy trình chế tạo:

  • Thiết kế kết cấu bộ khuôn cắt phôi phẳng từ dải phôi tấm.
  • Thiết kế bộ khuôn dập vuốt định hình nửa thân dưới vỏ bình xăng, bao gồm chày, cối, bích chặn phôi và cơ cấu dẫn hướng.
  • Thiết kế bộ khuôn liên hợp cắt vành mép dư và đột lỗ định vị sau dập vuốt.
  • Ứng dụng phần mềm CATIA để mô phỏng quá trình gia công lòng cối và bề mặt chày, tối ưu hóa đường chạy dao phay và xuất mã lệnh CNC phục vụ gia công chế tạo chi tiết khuôn trên máy phay điều khiển số.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh quy trình thiết kế công nghệ và bộ khuôn dập cho chi tiết thân dưới vỏ bình xăng xe máy với các kết quả định lượng cụ thể:

Hạng mục thông số Giá trị xác lập trong đồ án
Vật liệu chi tiết Thép không gỉ Austenitic SUS 304 ($S = 1{,}5\text{ mm}$, $\sigma_b \ge 520\text{ MPa}$, $\sigma_c \ge 205\text{ MPa}$)
Kích thước phôi dải Chiều rộng dải phôi $B = 550\text{ mm}$ (dạng hình chữ nhật)
Hệ số sử dụng vật liệu ($K_s$) $79{,}8%$
Lực cắt phôi phẳng ($P_{\text{cắt}}$) $1.325.520\text{ N}$
Lực dập vuốt tạo hình ($P_{\text{dập}}$) $668.460\text{ N}$
Lực cắt vành mép và đột lỗ ($P_{\text{cắt vành}}$) $703.560\text{ N}$
Thiết bị dập được lựa chọn Máy ép thủy lực 4 cột 200 tấn ($P_h = 200\text{ tấn}$, bàn máy $1300 \times 900\text{ mm}$)

Về giải pháp công nghệ, tác giả đã đề xuất và chứng minh tính hợp lý của phương án công nghệ gồm 4 nguyên công: Cắt dải phôi -> Cắt phôi biên dạng chữ nhật -> Dập vuốt định hình -> Cắt mép kết hợp đột lỗ đồng thời. Việc tích hợp nguyên công cắt mép và đột lỗ trên cùng một bộ khuôn phức hợp giúp giảm số lượng bộ khuôn cần chế tạo từ 5 bộ xuống còn 3 bộ so với phương án truyền thống, từ đó hạ giá thành sản xuất khuôn mà vẫn đảm bảo độ chính xác lắp ghép của bình xăng.

Đóng góp kỹ thuật của đồ án là việc tích hợp chuỗi công cụ kỹ thuật số CAD/CAM/CAE (CATIA và Dynaform) vào quy trình thiết kế khuôn dập tấm tại Việt Nam. Thay vì chế tạo thử - sai dựa thuần túy vào kinh nghiệm thợ cơ khí, việc mô phỏng số bằng Dynaform cho phép quan sát trực quan sự dịch chuyển dòng chảy kim loại, đánh giá chính xác các vùng có nguy cơ nhăn hoặc rách để kịp thời điều chỉnh lực chặn phôi và bán kính góc lượn khuôn trước khi gia công cơ khí.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Theo tự đánh giá của tác giả và phạm vi trình bày trong đồ án, nghiên cứu tồn tại một số hạn chế:

  • Kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn của tác giả trong lĩnh vực thiết kế khuôn dập công nghiệp còn ở mức độ ban đầu của sinh viên tốt nghiệp, chưa khảo sát sâu ảnh hưởng của độ hao mòn khuôn trong sản xuất hàng khối dài hạn.
  • Đề tài dừng lại ở các kết quả tính toán lý thuyết, thiết kế 3D và mô phỏng số trên phần mềm; chưa tiến hành chế tạo thử nghiệm bộ khuôn thực tế và dập mẫu vật lý để đối chiếu sai lệch dung sai kích thước thực tế với kết quả phần tử hữu hạn.
  • Nghiên cứu mới giải quyết bài toán tạo hình cho nửa thân dưới của vỏ bình xăng, chưa khảo sát công nghệ dập tạo hình nửa thân trên cũng như quy trình công nghệ hàn ghép kín và thử áp lực của toàn bộ cụm bình xăng hoàn chỉnh.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được đề xuất bao gồm việc gia công chế tạo thực tế bộ khuôn trên máy CNC theo các chương trình gia công đã lập trình, tiến hành dập thử mẫu vật lý trên máy ép thủy lực để đo kiểm cơ tính, độ nhám bề mặt và độ đồng đều chiều dày thực tế của sản phẩm. Đồng thời, mở rộng nghiên cứu sang công nghệ dập thủy cơ hoặc dập thủy tĩnh để nâng cao chất lượng biến dạng cho các chi tiết có chiều sâu dập lớn và hình dáng phức tạp hơn.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên chuyên ngành Cơ khí chế tạo máy, Gia công áp lực và Cơ điện tử khi thực hiện đồ án môn học hoặc đồ án tốt nghiệp về thiết kế khuôn dập kim loại tấm. Đề tài cũng cung cấp tài liệu kỹ thuật có giá trị cho các kỹ sư công nghệ tại các nhà máy phụ tùng cơ khí, ô tô, xe máy trong nước.

Các nội dung có giá trị tham khảo cụ thể gồm:

  • Phương pháp luận phân tích và lựa chọn thép không gỉ SUS 304 cho sản phẩm chịu hóa chất xăng dầu.
  • Quy trình ứng dụng mô-đun CAD trong CATIA để trải phôi tấm phức tạp, xếp hình dải phôi và tính toán tối ưu hệ số sử dụng vật liệu ($K_s$).
  • Trình tự thiết lập bài toán mô phỏng tạo hình tấm trên phần mềm Dynaform (chia lưới, định nghĩa điều kiện biên, phân tích biểu đồ FLD).
  • Phương pháp tính toán các thông số lực công nghệ và cơ sở lựa chọn máy ép thủy lực tiêu chuẩn.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao tác giả lựa chọn vật liệu inox 304 (SUS 304) để chế tạo vỏ bình xăng thay vì thép carbon thông thường hay các dòng thép không gỉ khác?
Bình xăng là chi tiết chứa nhiên liệu xăng dầu dễ cháy nổ, đòi hỏi độ kín khít, độ bền và khả năng chống ăn mòn hóa học cao. So với các dòng thép không gỉ Ferritic, Martensitic hay Duplex, thép Austenitic SUS 304 có hàm lượng tối thiểu 7% Ni và 16% Cr, mang lại độ dẻo cao, độ bền nguội tốt, tốc độ hóa bền rèn cao, dễ hàn và không bị giòn gãy ở nhiệt độ thấp, rất thuận lợi cho nguyên công dập vuốt sâu và hàn ghép kín hai nửa bình xăng.

2. Phương án công nghệ nào được tác giả lựa chọn cho chi tiết nửa thân dưới bình xăng và lý do loại bỏ các phương án khác?
Tác giả chọn Phương án 2 gồm 4 nguyên công: (1) Cắt phôi dải từ tấm phẳng, (2) Cắt phôi theo biên dạng chữ nhật, (3) Dập vuốt tạo hình, (4) Cắt mép kết hợp đột lỗ đồng thời. Phương án 1 bị loại do chia nhỏ thành 5 nguyên công làm phát sinh thêm khuôn cắt mép và khuôn đột lỗ riêng biệt, làm tăng chi phí sản xuất. Phương án 3 kết hợp cắt phôi và dập vuốt liên hợp trên một bộ khuôn phức tạp, khó chế tạo và căn chỉnh lắp ráp, không phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế.

3. Các thông số lực công nghệ cơ bản được tính toán trong đồ án đạt giá trị bao nhiêu và thiết bị dập nào được chọn?
Các lực công nghệ tính toán bao gồm: lực cắt phôi lý thuyết $P_{\text{cắt}} = 1.325.520\text{ N}$, lực dập vuốt tạo hình sơ bộ $P_{\text{dập}} = 668.460\text{ N}$, và lực cắt vành biên kết hợp đột lỗ $P_{\text{cắt vành}} = 703.560\text{ N}$. Để đáp ứng các mức lực này kết hợp với kích thước bao lớn của chi tiết, tác giả chọn máy ép thủy lực 4 cột 200 tấn ($P_h = 200\text{ tấn}$, kích thước bàn máy $1300 \times 900\text{ mm}$).

4. Phần mềm Dynaform đóng vai trò gì trong đồ án và các dải màu trên kết quả mô phỏng thể hiện điều gì?
Dynaform được sử dụng để giải bài toán mô phỏng số quá trình biến dạng dẻo theo phương pháp phần tử hữu hạn, giúp kiểm tra thông số công nghệ trước khi chế tạo khuôn. Trên biểu đồ biến dạng: màu xanh lá cây thể hiện vùng biến dạng tốt nhất; màu tím thể hiện vùng bị nhăn; màu hồng thể hiện biến dạng ít và có xu hướng nhăn; màu xám là vùng bị kéo căng; màu vàng và đỏ thể hiện vùng bị biến mỏng quá lớn, tiềm ẩn nguy cơ nứt rách phôi.

5. Kích thước phôi và hệ số sử dụng vật liệu của chi tiết được xác định như thế nào?
Dựa trên mô hình trải phôi khai triển 3D trên CATIA, tác giả xác định phôi ban đầu có dạng hình chữ nhật với chu vi cắt $1650\text{ mm}$, cắt từ dải phôi thép cán nguội có chiều rộng $B = 550\text{ mm}$. Hệ số sử dụng vật liệu tính toán đạt $K_s = 79{,}8%$, đảm bảo tiết kiệm phôi liệu và tạo lượng dư hợp lý cho nguyên công cắt mép sau dập.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Huy Toàn đã hoàn thành đầy đủ các nhiệm vụ thiết kế công nghệ và kết cấu khuôn dập cho chi tiết nửa thân dưới vỏ bình xăng xe máy từ vật liệu thép không gỉ SUS 304 dày 1,5 mm. Nghiên cứu đã xác lập quy trình gia công hợp lý qua 4 nguyên công, tính toán đầy đủ các thông số lực công nghệ và lựa chọn máy ép thủy lực 200 tấn phù hợp. Việc ứng dụng tích hợp phần mềm mô phỏng biến dạng số Dynaform cùng phần mềm thiết kế và gia công CATIA đã chứng minh tính khả thi của giải pháp kỹ thuật, đóng góp tài liệu tham khảo có giá trị thực tiễn cho lĩnh vực công nghệ gia công áp lực tại Việt Nam.