Luận văn: Nghiên cứu công nghệ và thiết kế khuôn dập liên tục tấm tản nhiệt

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu chuyên sâu về công nghệ và quy trình thiết kế khuôn dập liên tục để sản xuất tấm tản nhiệt cho máy điều hòa không khí.

• Tác giả: Đinh Văn Duy
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Văn Nghĩa
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Cơ khí
• Đề tài: Thiết kế khuôn dập liên tục chế tạo tấm tản nhiệt điều hòa không khí
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về thiết kế khuôn dập liên tục

Thiết kế khuôn dập liên tục (Progressive die) là công nghệ hiện đại trong gia công áp lực, được ứng dụng rộng rãi để chế tạo tấm tản nhiệt cho các lĩnh vực điện, điện tử và ô tô. Công nghệ này giúp tăng năng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm giá thành sản xuất. Khuôn dập liên tục cho phép thực hiện nhiều công đoạn xử lý trên cùng một máy, từ đó tối ưu hóa quy trình sản xuất. Việc áp dụng công nghệ này giúp đạt được độ đồng đều cao giữa các sản phẩm, nâng cao sức cạnh tranh của hàng hoá trong nước trên thị trường quốc tế.

1.1. Khái niệm và đặc điểm khuôn dập liên tục

Khuôn dập liên tục là tập hợp các bộ khuôn được sắp xếp tuần tự trên một platform chính. Mỗi bộ khuôn thực hiện một công đoạn gia công khác nhau. Tấm nguyên liệu di chuyển qua từng bộ khuôn, được xử lý dần dần cho đến khi tạo thành sản phẩm hoàn thiện. Đặc điểm nổi bật là tự động hóa cao, độ chính xác cao và hiệu suất sản xuất lớn.

1.2. Ứng dụng trong chế tạo tấm tản nhiệt

Tấm tản nhiệt điều hòa không khí được chế tạo bằng công nghệ dập trên khuôn liên tục với độ chính xác tuyệt đối. Quy trình bao gồm: cắt, dập, hình thành các rãnh dẫn nước, và hoàn thiện chi tiết. Phương pháp này đảm bảo tính thẳng, độ dày đồng đều, giúp tấm tản nhiệt hoạt động hiệu quả tối đa.

II. Quy trình thiết kế khuôn dập liên tục

Quy trình thiết kế khuôn dập liên tục tuân theo các bước khoa học và kỹ thuật chặt chẽ. Bước đầu tiên là phân tích bản vẽ chi tiết sản phẩm, xác định công đoạn gia công cần thiết. Tiếp theo, kỹ sư thiết kế phải tính toán lực dập, độ sâu dập, và kích thước các bộ khuôn. Phương pháp thiết kế ảo sử dụng phần mềm Unigraphics NX5 cho phép mô phỏng quá trình trước khi sản xuất. Điều này rút ngắn thời gian chế tạo thử nghiệm, tiết kiệm chi phí và tránh những sai sót đắt đỏ. Quá trình thiết kế cần xem xét các yếu tố về vật liệu, cấu trúc khuôn, hệ thống cấp phôi tự động để đảm bảo hiệu suất cao nhất.

2.1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật sản phẩm

Trước tiên cần phân tích chi tiết bản vẽ kỹ thuật sản phẩm như kích thước, hình dáng, công dụng. Đối với tấm tản nhiệt, phải xác định rõ: chiều dài, chiều rộng, chiều cao rãnh, khoảng cách rãnh, độ dày tấm. Các yêu cầu này quyết định số lượng bộ khuôn và độ phức tạp thiết kế.

2.2. Lựa chọn công nghệ gia công phù hợp

Chọn công nghệ dập trên khuôn liên tục thay vì các phương pháp truyền thống là quyết định quan trọng. Ưu điểm bao gồm: tăng năng suất lên 3-5 lần, giảm chi phí nhân công, độ chính xác cao. Nhược điểm là chi phí thiết kế khuôn ban đầu cao, phù hợp với sản phẩm có sản lượng lớn.

III. Tính toán và thiết kế bộ khuôn dập

Tính toán thiết kế khuôn dập liên tục yêu cầu các kỹ thương đặc biệt và hiểu biết sâu về vật liệu. Bước đầu là xác định lực dập cần thiết dựa trên độ dày vật liệu, loại vật liệu, diện tích dập. Lực này phải phù hợp với khả năng của máy ép được chọn. Tiếp theo, tính toán kích thước mỗi bộ khuôn, độ sâu dập, và các thông số hình học khác. Hệ thống cấp phôi tự động cần được thiết kế để đảm bảo định vị chính xác tấm nguyên liệu tại mỗi bộ khuôn. Sử dụng phần mềm như Unigraphics NX5 giúp kiểm tra xung đột, tối ưu hóa cấu trúc khuôn, và mô phỏng quá trình gia công trước khi sản xuất thực tế.

3.1. Tính toán lực và áp suất dập

Lực dập được tính dựa trên công thức: F = t × L × σ (t là độ dày vật liệu, L là chiều dài dập, σ là sức bền vật liệu). Đối với tấm tản nhiệt, cần tính lực dập cho mỗi bộ khuôn riêng biệt. Phải kiểm chứng máy ép có đủ năng lực không, đảm bảo an toàn và hiệu suất sản xuất tối ưu.

3.2. Thiết kế hệ thống định vị và cấp phôi

Hệ thống cấp phôi tự động sử dụng thanh đẩy, cam hoặc servo motor để di chuyển tấm nguyên liệu. Cần thiết kế các pin định vị chính xác để đảm bảo tấm được xử lý đúng vị trí tại mỗi bộ khuôn. Sai lệch định vị dẫn đến sản phẩm lỗi, phế phẩm, giảm hiệu suất sản xuất.

IV. Ứng dụng phần mềm và phương pháp thiết kế hiện đại

Phương pháp thiết kế ảo sử dụng phần mềm Unigraphics NX5 là xu hướng mới trong ngành cơ khí hiện đại. Phần mềm này cho phép tạo mô hình 3D chi tiết của khuôn dập liên tục, mô phỏng quá trình gia công trước khi chế tạo thực tế. Ưu điểm bao gồm: phát hiện lỗi thiết kế sớm, giảm chi phí chỉnh sửa, rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm. Module CAD cho phép vẽ chi tiết bộ khuôn, module CAM hỗ trợ tính toán và mô phỏng. Các công ty sản xuất tiên tiến trên thế giới đã áp dụng phương pháp này, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và cạnh tranh trên thị trường toàn cầu.

4.1. Các module chính của Unigraphics NX5

Unigraphics NX5 cung cấp nhiều module mạnh mẽ: CAD cho thiết kế 3D chi tiết, CAM cho lập trình gia công, Simulation cho mô phỏng quá trình, Analysis cho tính toán lực và ứng suất. Các module này tích hợp chặt chẽ, giúp kỹ sư kiểm chứng toàn bộ quy trình thiết kế một cách toàn diện.

4.2. Lợi ích của thiết kế ảo trong chế tạo khuôn

Thiết kế ảo cho phép phát hiện va chạm giữa các bộ khuôn, tối ưu hóa cấu trúc để giảm trọng lượng, và kiểm tra độ chính xác. Quá trình mô phỏng giúp rút ngắn thời gian từ khái niệm đến sản xuất từ vài tháng còn lại vài tuần. Chi phí sản xuất thử nghiệm giảm đáng kể, tiếp kiệm tài chính lớn cho công ty.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ GIÁ CÔNG ÁP LỰC 1. Giới thiệu các công nghệ trong gắa công áp lực 1. Công nghệ đập tấm Đập tấm là một dạng gia công kim loại bằng áp lực bao gồm một loạt các quy trình công nghệ đặc biệt, được thự không cát bỏ phôi. * Các đặc trưng của công nghệ dập tấm: - _ Thường gia công kim loại bằng áp lực ở trạng thái nguội.

~_ Thiết hị sử dụng: Các loại indy ep. -_ Dựng cụ sử dụng: Các loại khuôn khác nhan làm biến dạng trực tiếp *kim loại và thực hiện các nguyên công cần thiết. - Vật liệu gia công; Chủ yếu là kim loại dạng tấm, dải, bang va ca phi kim loại tấm. Công nghệ đập tấm cho phép ta chế tạo ra các sản phẩm rất phong phú và đa dạng, Nó không những bao gồm những sản phẩm dân dụng mà còn được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như: Công nghiệp ô 1ô, công, nghiệp tâu thuỷ, kĩ tưuật điện, điện tử.

* Công nghệ dập tấn có các ưu điểm: _ Tế t nguyên vật liệu -_ Chế tạo các sẵn phẩm có độ chỉnh xác và tính láp lẫn cao, rất phù hợp cho sản suất hàng loạt lớn, hàng khối và khi đó sẽ giảm được giá thành chế tạo xuống, -_ Thao tác trên máy của công nhán đơn giản, không đòi hói tay nghề cao. -_ Chỉ bằng hành trình dơn giản có thể chế tạo ra các chỉ tiết phức tạp, san phdm da dang va phong phú - Chiếm tỷ lệ cao trong nền công nghiệp của cấc nước phát triển (chiếm 60 — 70%).4 thể hiện sơ đỏ đập thuỷ tĩnh trong đập vuốt bảng cứi chất lỏng, chày cứng có chặn. Trong đó : FE, Lue tac dung lén chày vuốt. Bysr: Lge chain phoi.

Sau khí đã được chặn phôi thì chất lòng công tác có áp suất là P sẽ dược bơm vào và làm phồng phôi lên, khi chày vuốt đi xuống thì tiếp xúc của chày vuốt và phôi là tiếp xúc điểm nên sé tránh được hiện tượng nhãn do tiếp xúc ban đầu. Dưới tác dụng của áp suất của chất lỏng công tác thì phôi sẽ bị biến dạng và có hình dạng như chày vuối. Trong công nghệ đập thuỷ tĩnh thì ấp suất của chất lỏng công tác là một thông số rất quan trọng, nó phụ thuộc vào vật liệu, chiều dày của phôi và hình dạng của chỉ tiết. Nếu áp lực nhỏ thì vật Hiện sẽ không biến dạng hết, nếu áp lực lớn thì sẽ làm tang: chi phi Ten.

BR Chày — vuốt Chan Phôi Chất lòng, Cối Tình 14. Dập vuốt bằng cốt chất lỏng, chày cứng cá chặn Hình L2. Một số sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp dập tẩm 1. Công nghệ dập khối Dập khối là một trong những phương pháp gia công kim loại bằng áp.

lực nhờ lợi dụng tính đẻo của kim loại tạo ra một thành phẩm hoặc bán thành phẩm có hình dạng và kích thước theo mong muốn bằng cách làm cho kim loại chảy dẻo và điền đầy vào lòng khuôn hay chảy qua lỗ thoát hoặc bị biến dạng toàn phần thể tích phôi. Lời mở đầu Thiết kế công nghệ và khuôn đập liên tục cho các sản phẩm tẩm trong các lĩnh vực: Điện, điện tử, Ôtô. là một vấn để khá mới mễ trong lĩnh vực cơ khí nói chung và gia công áp lực nói riêng ở nước ta. Việc sử dụng khuôn liên luc giúp tăng uãng suất, chất lượng, dộ đồng dếu giữa các sản phẩm từ đó giúp giảm giá thành nâng cao sức cạnh tranh của hàng hoá trong nước, với mục tiêu của đề tài là: Nghiên cứu công nghệ và thiết k khuôn dập liêu tục chế tạo tâm tân nhiệt điều hòa không khí.

Bồi vậy nội dung chính của dễ tai déu xoay quanh các vấn để nghiên cứu về công nghệ dập trên khuôn liên tục, xây dựng quy trình công nghệ, tính toán thiết kế các bộ khuôn đập, thiết kế hệ thống cấp phôi tự dộng .Nhằm tiếp cân với một phương, pháp thiết kế hiện dai nay rất phổ biến ở các nước công nghiệp phát triển là phương pháp “thiết kế ảo”, để tài đã tự đặt ra một nhiệm vụ là bước đâu nghiên cứu ứng dụng phần mém sử dụng vào việc thiết kế khuôn liên tục (Phẩn mềm Unigniphics NX). Phương pháp này cho phép rút ngắn quá trình chế tạo thử sẵn phẩm và tránh được những chỉ phí tốn kém do phải chỉnh sửa thiết kế và gia công so với các phương pháp truyền thống, Trong khuôn khổ của luận văn này lôi xin trình bày về công nghệ đập liên tuc (Progressive die) và thiết kế khuôn liên tục, bộ ấp phôi tự động chết tạo tấm tấn nhiệt điều hòa không khí kỹ thuật số. Nội dung luận văn gồm có 5 chương; Chương Ì: Tổng quan về Gia công áp lực. Chương 2: Công nghệ đập trên khuên liên tục, Chương 3: Nghiên cứu chế tạo tấm tắn nhiệt bằng công nghệ dập trên khuôn liên tục.

Chương 4: Ứng dụng phần mềm unigraphics NX5 thiết kế khuôn liên tực. Lời mở đầu Thiết kế công nghệ và khuôn đập liên tục cho các sản phẩm tẩm trong các lĩnh vực: Điện, điện tử, Ôtô. là một vấn để khá mới mễ trong lĩnh vực cơ khí nói chung và gia công áp lực nói riêng ở nước ta. Việc sử dụng khuôn liên luc giúp tăng uãng suất, chất lượng, dộ đồng dếu giữa các sản phẩm từ đó giúp giảm giá thành nâng cao sức cạnh tranh của hàng hoá trong nước, với mục tiêu của đề tài là: Nghiên cứu công nghệ và thiết k khuôn dập liêu tục chế tạo tâm tân nhiệt điều hòa không khí.

Bồi vậy nội dung chính của dễ tai déu xoay quanh các vấn để nghiên cứu về công nghệ dập trên khuôn liên tục, xây dựng quy trình công nghệ, tính toán thiết kế các bộ khuôn đập, thiết kế hệ thống cấp phôi tự dộng .Nhằm tiếp cân với một phương, pháp thiết kế hiện dai nay rất phổ biến ở các nước công nghiệp phát triển là phương pháp “thiết kế ảo”, để tài đã tự đặt ra một nhiệm vụ là bước đâu nghiên cứu ứng dụng phần mém sử dụng vào việc thiết kế khuôn liên tục (Phẩn mềm Unigniphics NX). Phương pháp này cho phép rút ngắn quá trình chế tạo thử sẵn phẩm và tránh được những chỉ phí tốn kém do phải chỉnh sửa thiết kế và gia công so với các phương pháp truyền thống, Trong khuôn khổ của luận văn này lôi xin trình bày về công nghệ đập liên tuc (Progressive die) và thiết kế khuôn liên tục, bộ ấp phôi tự động chết tạo tấm tấn nhiệt điều hòa không khí kỹ thuật số. Nội dung luận văn gồm có 5 chương; Chương Ì: Tổng quan về Gia công áp lực. Chương 2: Công nghệ đập trên khuên liên tục, Chương 3: Nghiên cứu chế tạo tấm tắn nhiệt bằng công nghệ dập trên khuôn liên tục.

Chương 4: Ứng dụng phần mềm unigraphics NX5 thiết kế khuôn liên tực. Một số sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp dập tẩm 1. Công nghệ dập khối Dập khối là một trong những phương pháp gia công kim loại bằng áp. lực nhờ lợi dụng tính đẻo của kim loại tạo ra một thành phẩm hoặc bán thành phẩm có hình dạng và kích thước theo mong muốn bằng cách làm cho kim loại chảy dẻo và điền đầy vào lòng khuôn hay chảy qua lỗ thoát hoặc bị biến dạng toàn phần thể tích phôi.

Một số sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp dập tẩm 1. Công nghệ dập khối Dập khối là một trong những phương pháp gia công kim loại bằng áp. lực nhờ lợi dụng tính đẻo của kim loại tạo ra một thành phẩm hoặc bán thành phẩm có hình dạng và kích thước theo mong muốn bằng cách làm cho kim loại chảy dẻo và điền đầy vào lòng khuôn hay chảy qua lỗ thoát hoặc bị biến dạng toàn phần thể tích phôi. Một số sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp dập tẩm 1.

Công nghệ dập khối Dập khối là một trong những phương pháp gia công kim loại bằng áp. lực nhờ lợi dụng tính đẻo của kim loại tạo ra một thành phẩm hoặc bán thành phẩm có hình dạng và kích thước theo mong muốn bằng cách làm cho kim loại chảy dẻo và điền đầy vào lòng khuôn hay chảy qua lỗ thoát hoặc bị biến dạng toàn phần thể tích phôi. Một số sản phẩàm sản xuất bằng phương pháp đập khối 1.3 Một số phương pháp gia công đặc biệt 1.1 Công nghệ dập thuỷ tinh Công nghệ dap thuỷ tĩnh là một công nghệ tương đối mới ở nước ta. Thời gian gần đây công nghệ dập thuỷ tĩnh mới được nghiên cứu và đề cập.

đến trong một số dé tài nghiên cứu. Hiện nay tại các nước có nên công nghiệp phát triển thì công nghệ đập thuỷ tnh đã được sử dụng tương đối phổ biến, nhất là trong ngành công, nghiệp ô tô, máy bay. Những chỉ tiết có hình dạng phức tạp mà trong các phương pháp gia công khác không thể hoặc rất khó khăn để chế tạo đồng thời trong công nghệ dập thuỷ tĩnh ta không phải chế tạo đồng thời cả chày và cối như trong công nghệ dập truyền thống, do đó chỉ phi chế tạo khuôn sẽ được giảm đi. Nhờ những ưu điểm nổi trội đó mà ngày nay công nghệ dập thuỷ tĩnh đang được rất nhiều nước, nhiều hãng sản xuất lớn quan tâm, đầu tư nghiên cứu và ứng dụng.

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ GIÁ CÔNG ÁP LỰC 1. Giới thiệu các công nghệ trong gắa công áp lực 1. Công nghệ đập tấm Đập tấm là một dạng gia công kim loại bằng áp lực bao gồm một loạt các quy trình công nghệ đặc biệt, được thự không cát bỏ phôi. * Các đặc trưng của công nghệ dập tấm: - _ Thường gia công kim loại bằng áp lực ở trạng thái nguội.

~_ Thiết hị sử dụng: Các loại indy ep. -_ Dựng cụ sử dụng: Các loại khuôn khác nhan làm biến dạng trực tiếp *kim loại và thực hiện các nguyên công cần thiết. - Vật liệu gia công; Chủ yếu là kim loại dạng tấm, dải, bang va ca phi kim loại tấm. Công nghệ đập tấm cho phép ta chế tạo ra các sản phẩm rất phong phú và đa dạng, Nó không những bao gồm những sản phẩm dân dụng mà còn được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như: Công nghiệp ô 1ô, công, nghiệp tâu thuỷ, kĩ tưuật điện, điện tử.

* Công nghệ dập tấn có các ưu điểm: _ Tế t nguyên vật liệu -_ Chế tạo các sẵn phẩm có độ chỉnh xác và tính láp lẫn cao, rất phù hợp cho sản suất hàng loạt lớn, hàng khối và khi đó sẽ giảm được giá thành chế tạo xuống, -_ Thao tác trên máy của công nhán đơn giản, không đòi hói tay nghề cao.