Đồ án thiết kế và chế tạo khuôn dập vuốt tích hợp siêu âm tại HCMUTE

Đồ án nghiên cứu hcmute thiết kế chế tạo khuôn dập vuốt tích hợp siêu âm, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ Án Tốt Nghiệp

2016

85
1
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CAM KẾT

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu

1.3. Kết quả dự kiến

1.4. Giới hạn đề tài

1.5. Phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM VÀ CÔNG NGHỆ SIÊU ÂM

2.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM

2.1.1. Giới thiệu về tình hình nghiên cứu công nghệ dập tấm trên thế giới và tại Việt Nam

2.1.2. Trên thế giới

2.1.3. Tại Việt Nam

2.2. Giới thiệu về công nghệ dập kim loại tấm

2.2.1. Khái niệm và đặc điểm

2.2.2. Đặc điểm của dập nguội

2.2.3. Phân loại các nguyên công cơ bản

3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP ĐẶT BỘ SIÊU ÂM VÀO KHUÔN DẬP VUỐT

3.1. Mục đích, phương pháp đặt siêu âm và những khó khăn

3.2. Đặt siêu âm vào dưới phần cối

3.3. Đặt siêu âm tiếp xúc ngang phần cối

3.4. Đặt bộ siêu âm vào phần chày

4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CƠ KHÍ

4.1. Tính toán phôi

4.2. Tính lực dập vuốt

4.3. Khe hở giữa chày và cối

4.4. Bán kính lượn của chày, cối và chiều sâu h

5. CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO, THỰC NGHIỆM - ĐÁNH GIÁ

5.1. Lập quy trình công nghệ gia công các tấm khuôn

5.2. Quy trình gia công tấm đế khuôn (tấm số 6)

5.3. Quy trình gia công tấm chặn dưới (tấm số 5)

5.4. Quy trình gia công tấm khuôn dưới (tấm số 4)

5.5. Quy trình gia công tấm khuôn trên (tấm số 1)

5.6. Quy trình gia công tấm chặn trên (tấm số 3)

5.7. Quy trình gia công tấm kẹp (tấm số 2)

5.8. Các chi tiết khuôn gia công thực tế

5.9. Chuẩn bị thí nghiệm

5.10. Quá trình thí nghiệm

5.11. Kết quả thí nghiệm

5.12. Dập inox với chiều sâu 9mm

5.13. Dập inox với chiều sâu 10 mm

5.14. Dập đồng thau với chiều sâu 5 mm

5.15. So sánh kết quả thực nghiệm

5.16. So sánh kết quả

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Thiết kế khuôn dập tại HCMUTE

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo khuôn dập vuốt tích hợp siêu âm tại HCMUTE (Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh) tập trung vào việc thiết kế khuôn dập sử dụng công nghệ siêu âm để cải thiện quá trình dập vuốt. Đồ án nghiên cứu ứng dụng công nghệ siêu âm trong chế tạo khuôn dập, đặc biệt là đối với khuôn dập vuốt. Nghiên cứu khuôn dập này nhắm đến việc giải quyết các vấn đề như rách mép, nhăn bề mặt sản phẩm thường gặp trong dập vuốt truyền thống. Các sinh viên đã thực hiện nghiên cứu khuôn dậpthiết kế khuôn dập tại HCMUTE, sử dụng phần mềm phần mềm thiết kế khuôn dập để hỗ trợ quá trình thiết kế khuôn dập. Quá trình thiết kế khuôn dập bao gồm các bước tính toán, mô phỏng và tối ưu hóa giải pháp thiết kế khuôn dập. Khuôn dập được thiết kế cho khuôn dập kim loại, cụ thể là khuôn dập vuốt, với vật liệu phôi là đồng thau và inox. Khuôn dập được chế tạo tại HCMUTE, sử dụng kỹ thuật chế tạo khuôn dập tiên tiến. Dạy nghề thiết kế khuôn dậphọc thiết kế khuôn dập tại HCMUTE đóng góp vào việc phát triển công nghệ sản xuất trong ngành cơ khí.

1.1. Tổng quan về khuôn dập vuốt và công nghệ siêu âm

Đồ án trình bày tổng quan về công nghệ dập tấmcông nghệ dập vuốt. Nó nhấn mạnh vào các vấn đề về rách mép, nhăn bề mặt sản phẩm trong dập vuốt truyền thống. Đồ án sau đó giới thiệu về công nghệ siêu âm, bao gồm cơ sở lý thuyết về siêu âm, ứng dụng siêu âm trong công nghiệp, đặc biệt là ứng dụng siêu âm trong chế tạo khuôn dập. Cảm biến siêu âmhàn siêu âm cũng được đề cập đến như những công nghệ liên quan. Tốc độ âm trong chất rắn, năng lượng âm (E)công suất âm (W) là những thông số quan trọng được phân tích. Cấu tạo bộ siêu âm, gồm bộ chuyển đổi (transducer)bộ khuếch đại booster, được mô tả chi tiết. Làm sạch siêu âm là một ứng dụng khác của công nghệ này được đề cập. Tác dụng của siêu âm trong quá trình dập vuốt được nghiên cứu kỹ lưỡng. Việc tích hợp siêu âm trong khuôn dập nhằm mục đích làm mềm vật liệu, giảm lực dập, cải thiện chất lượng bề mặt sản phẩm và giảm thiểu lỗi như rách mép, nhăn. Ứng dụng siêu âm trong gia công áp lực là một trọng tâm nghiên cứu của đồ án. Lực dập vuốtkhe hở giữa chày và cối được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả của quá trình dập.

1.2. Thiết kế và chế tạo khuôn dập vuốt tích hợp siêu âm

Phần này tập trung vào thiết kế cơ khí của khuôn dập vuốt tích hợp siêu âm. Đồ án trình bày các phương pháp đặt siêu âm trong khuôn dập, bao gồm đặt siêu âm dưới phần cối, đặt siêu âm tiếp xúc ngang phần cối và đặt siêu âm vào phần chày. Mục đích, phương pháp đặt siêu âm và những khó khăn trong quá trình thiết kế được đề cập. Tính toán phôi, tính lực dập vuốt và xác định khe hở giữa chày và cối được thực hiện dựa trên các công thức và phương pháp tính toán phù hợp. Bán kính lượn của chày, cối và chiều sâu h cũng được xác định để đảm bảo quá trình dập vuốt hiệu quả. Lập quy trình công nghệ gia công các tấm khuôn là một phần quan trọng của đồ án. Gia công các chi tiết khuôn được mô tả chi tiết. Chế tạo khuôn dập được thực hiện tại HCMUTE, sử dụng các máy móc và thiết bị hiện đại. Chi phí thiết kế khuôn dậpthời gian thiết kế khuôn dập cũng được xem xét. An toàn lao động trong thiết kế khuôn dập là một yếu tố quan trọng được lưu ý. Tiêu chuẩn thiết kế khuôn dập được tuân thủ nghiêm ngặt.

1.3. Thực nghiệm và đánh giá kết quả

Phần này mô tả quá trình thí nghiệmkết quả thí nghiệm của đồ án. Chuẩn bị thí nghiệm, bao gồm chuẩn bị vật liệu, khuôn dập và thiết bị, được trình bày rõ ràng. Kết quả thí nghiệm được phân tích và đánh giá. So sánh kết quả thực nghiệm giữa khuôn dập vuốt tích hợp siêu âmkhuôn dập vuốt truyền thống được thực hiện. Dập inoxdập đồng thau với các chiều sâu khác nhau được thực hiện để đánh giá hiệu quả của khuôn dập vuốt tích hợp siêu âm. Khuôn dập áp lựckhuôn dập nhựa được xem xét như những phương pháp so sánh. Các sản phẩm thực tế, như đầu bịt móc tường, ống inox, ống lan can, được sử dụng để kiểm tra hiệu quả của khuôn dập. Khuôn dập vuốt siêu âm chính xác được hướng đến. Thiết kế khuôn dập vuốt tự động là một hướng phát triển trong tương lai. Mô phỏng khuôn dập được sử dụng để hỗ trợ quá trình thiết kế và tối ưu hóa. Tối ưu hóa khuôn dập là một quá trình liên tục nhằm cải thiện hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

01/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1. Tính cấp thiết của đề tài Công nghệ dập tấm là công nghệ tiên tiến trong gia công kim loại tấm, chi tiết được tạo hình bằng việc tác dụng lực làm biến dạng kim loại tấm, có thể tạo hình hoặc gia công cắt đứt. Sản phẩm của công nghệ dập đạt được chất lượng tốt về cơ tính, chất lượng bề mặt, bảo vệ môi trường tốt, tận dụng được vật liệu thừa. Công nghệ này có thể đạt năng suất, chất lượng sản phẩm rất cao khi ta tích hợp siêu âm.

Vậy tích hợp siêu âm là gì? Siêu âm kim loại hình thành là việc áp dụng sóng siêu âm để tạo các sai lệch mạng và biến dạng dẻo, khuếch tán, sưởi ấm, biến đổi pha và những thay đổi trong ma sát bề mặt. Siêu âm được tích hợp nhằm tạo biến dạng dẻo cho kim loại đc hình thành tốt hơn. Quá trình dập ít mài mòn, giảm lực dập để hình thành, giảm các nguyên công dập và hoàn thiện bề mặt tốt hơn. Hiện nay, dập tấm được xem là không thể thay thế trong các lĩnh vực quan trọng như chế tạo ôtô, hàng không, hàng hải, xây dựng, hàng tiêu dùng và nhiều lĩnh vực khoa học quân sự quốc phòng khác.

Thông qua đồ án này chúng em muốn mang đến cái nhìn sâu rộng nhất về ngành dập tấm. Ngoài ra có thể nghiên cứu thêm về siêu âm để hỗ trợ cho ngành dập và nhiều lĩnh vực cơ khí khác. Tổng quan về tình hình nghiên cứu Đề tài nhằm mục đích nghiên cứu thiết kế và chế tạo khuôn dập tích hợp siêu âm. Thay vì dập vuốt sâu thì các lỗi gặp phải là sản phẩm sẽ bị rách và nhăn, nhưng khi chúng ta tích hợp siêu âm thì các lỗi đó được cải thiện đáng kể (Theo nghiên cứu của Lewis Balamuth 1960 -1970 hình dạng của sản phẩm có sóng âm có được hình dạng tốt hơn và không có xảy ra hiện tượng bị nứt mép so với sản phẩm còn lại.

Ngoài ra theo nghiên cứu của U.S Navy (1963) thì siêu âm còn mang lại lợi ích rất lớn trong việc giảm lực dập. Langenecker (1964) cũng có một số đóng góp trong lĩnh vực vuốt sâu. Kết quả cho thấy khi sử dụng siêu âm trong quá trình vuốt thì chiêu sâu vuốt được được tăng lên gấp đôi so với việc vuốt thông thường, lực vuốt được giảm 60%. Kết quả dự kiến Đề tài mang siêu âm vào khuôn dập làm giảm lỗi trên sản phẩm (rách mép), giảm lực dập và nguyên công dập so với bộ khuôn thông thường.

Giới hạn đề tài Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo khuôn dập tích hợp siêu âm, transducer ultrasonic 20KHz. Áp dụng cho sản phẩm vuốt, vật liệu inox, đồng. Phương pháp nghiên cứu Từ cơ cở các tài liệu, các nghiên cứu, đề tài đi trước, các bài báo nước ngoài để phát triển và tích hợp bộ siêu âm vào khuôn dập vuốt. Đề tài kết hợp nghiên cứu giữa phương pháp lý thuyết và thực nghiệm trên mô hình.

Cụ thể:  Nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu tổng quan về ngành dập nói chung và dập vuốt nói riêng. - Nghiên cứu tổng quan về siêu âm và ứng dụng của nó. - Nghiên cứu phần mềm mô phỏng hỗ trợ cho quá trình dập.  Thực nghiệm: - Nghiên cứu tính toán điểm đặt bộ siêu âm cho tối ưu hóa.

- Nghiên cứu, tính toán bộ khuôn dập vuốt. - Thử nghiệm dập trên bộ khuôn. 2 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM VÀ CÔNG NGHỆ SIÊU ÂM I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM Giới thiệu về tình hình nghiên cứu công nghệ dập tấm trên thế giới và tại Việt Nam 2.

Trên thế giới Hiện nay trong ngày công nghiệp dập tấm nói chung và công nghệ chế tạo máy nói riêng thì thế giới đang trong giai đoạn phát triển nhất từ trước tới nay. Bằng chứng là sự phát triển nở rộ của ngành công nghiệp ôtô với các sản phẩm hàng hiệu đạt chất lượng và được ưa chuộng trên khắp thế giới. Sản phẩm chính của ngành dập trong công nghiệp ôtô là sản xuất khung gầm, vỏ xe và các chi tiết máy khác. Bằng việc phát triển các công nghệ số trong tính toán, thiết kế đã giúp tạo ra nhiều mẫu xe có độ chính xác, tính an toàn cao.

Riêng tại khu vực Đông Nam Á mới chỉ có Thái Lan sản xuất được vỏ xe ôtô du lịch và vận tải hạng nhẹ. Ngành công nghiệp dập tấm của thế giới còn tạo ra các sản phẩm cho ngành hàng không vũ trụ như cánh máy bay, vỏ máy bay… Lĩnh vực xây dựng và hàng hải cũng phát triền gắn liền với sự phát triển của công nghệ dập. Tại Việt Nam Ngành dập ở Việt Nam chỉ được biết đến với các sản phẩm gia dụng như nồi, chảo, muỗng, các loại tôn. Vì việc chế tạo khuôn dập lớn đòi hỏi phải có những máy móc lớn có độ chính xác cao nên gây ra nhiều khó khăn cho công nghiệp nước nhà.

Nhưng đến nay đã có nhiều doanh nghiệp đi đầu trong việc phát triển công nghệ dập những chi tiết lơn hơn như vỏ xe du lịch, các loại sản phẩm từ tấm khác. Theo dự kiến, năm 2013 Vinaxuki sẽ xuất xưởng chiếc xe du lịch đầu tiên mang thương hiệu Việt, mà trong đó vỏ xe sẽ được dập trong nước thay vì nhập khẩu từ các công ty nước ngoài. Trước đó một số chi tiết của thân tàu thủy đã được sản xuất trong nước. 3 do an Các kỹ sư phải làm sao để quy trình mô phỏng gần với thực tế nhất.

Điều này một lần nữa khẳng định công nghệ dập tấm ở Việt Nam hoàn toàn có cơ hội cạnh tranh với thế giới vì chúng ta có cơ hội đi tắt đón đầu công nghệ, ứng dụng thành quả của thế giới vận dụng phù hợp với điều kiện trong nước và đội ngũ kỹ sư tương lai có đầy đủ kiến thức về công nghệ dập. Giới thiệu về công nghệ dập kim loại tấm. Trong phạm vi đề tài khuôn dập vuốt siêu âm là công nghệ dập vuốt chỉ giới thiệu mang tính ứng dụng. Những nguyên công khác ngoài công nghệ dập tấm chi đề cập mang tính giới thiệu.1 Khái niệm và đặc điểm Công nghệ dập kim loại tấm là một trong những phương pháp tiên tiến của gia công áp lực để chế tạo sản phẩm từ vật liệu tấm, thép bản hoặc dải cuộn.

Dập tấm có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc nguội, song chủ yếu gia công ở trạng thái nguội vì vậy còn gọi là dập “nguội”. Dập tấm được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt trong công nghệ chế tạo ô tô, máy bay, tàu thủy, chế tạo thiết bị điện, đồ dân dụng. Tỷ lệ các chi tiết dập tấm trong một số ngành: Máy điện 60÷70%, ô tô máy kéo 60÷95%, đồ dùng dân dụng 95÷98%.2 Đặc điểm của dập nguội.  Dập nguội là một phương pháp gia công kim loại bằng áp lực bao gồm các qui trình công nghệ đặc biệt, phương pháp gia công này không tạo ra phoi.

 Các dấu hiệu thể hiện những đặc trưng của phương pháp dập nguội: - Gia công kim loại ở trạng thái nguội. - Thiết bị sử dụng: máy ép, các máy tự động khác nhau tạo ra lực cần thiết để làm biến dạng vật liệu tấm. - Dụng cụ sử dụng: những kiểu khuôn khác nhau để trực tiếp thực hiện những nguyên công cần thiết và làm biến dạng kim loại. - Dạng vật liệu được gia công chủ yếu là kim loại tấm, dải, băng và những vật liệu phi kim loại tấm khác.

 Hình dáng kích thước của chi tiết cần dập phù hợp tương đối chính xác với hình dáng và kích thước của các bộ phận làm việc của khuôn (cối và chày).  Dập nguội là một trong những phương pháp công nghệ tiến bộ nhất của quá trình sản xuất. Nó có những ưu việt hơn các phương pháp gia công kim loại khác cả về mặt kỹ thuật lẫn về mặt kinh tế. 4 do an  Khả năng công nghệ của dập nguội: - Thực hiện các nguyên công phức tạp bằng những hành trình đơn giản của máy ép.

- Chế tạo các chi tiết lắp lẫn có độ chính xác cao, phần lớn không cần gia công tiếp theo. - Lượng tiêu hao vật liệu ít, có thể chế tạo các chi tiết có cơ cấu bền, cứng, nhẹ.  Ưu điểm của dập nguội về mặt kinh tế: - Khả năng tiết kiệm được nguyên vật liệu, có thể dễ dàng thu gom phế liệu, tận dụng vật liệu thừa. - Năng suất cao do khả năng tự động hóa cao, nguyên công đơn giản.

- Khả năng sản xuất hàng khối và giảm giá thành sản phẩm.  Để đạt được hiệu quả tối ưu nhất khi ứng dụng công nghệ dập nguội thì cần phải giải quyết các vấn đề về kỹ thuật cho các khâu chuẩn bị sản xuất: - Thiết kế kết cấu, hình dáng của chi tiết hợp lý và có tính công nghệ cao để chế tạo chúng kinh tế nhất. - Chọn vật liệu phải phù hợp với sản phẩm để đảm bảo cơ tính vật liệu trong quá trình sản xuất. - Thiết kế một quy trình sản xuất phù hợp quy trình công nghệ dập về kỹ thuật, kinh tế.

- Kết cấu khuôn phải được tính toán hợp lý, đảm bảo khả năng công nghệ, độ bền, độ cứng vững trong quá trình sản xuất. - Chọn và sử dụng hợp lý kiểu và công suất máy ép. - Tổ chức môi trường làm việc phù hợp với sản phẩm và qui mô sản xuất. - Giữa quy trình công nghệ dập và thiết kế khuôn phải có quan hệ mật thiết mặc dù có thể thực hiện độc lập riêng lẻ.3 Phân loại các nguyên công cơ bản  Dập nguội gồm nhiều nguyên công khác nhau, việc phân biệt sẽ dựa vào các dấu hiệu sau: - Theo tính chất và loại biến dạng.

- Theo nguyên công dập.  Theo tính chất biến dạng thì dập nguội được chia ra hai nhóm: biến dạng cắt tách vật liệu và biến dạng dẻo. Nhóm thứ nhất gồm những biến dạng làm chia cắt vật liệu, bằng cách cắt, tách phần này rời với phần khác hoặc cắt trích (cắt một phần nhưng không tách ra hoàn toàn). 5 do an  Nhóm biến dạng dẻo là những biến dạng thay đổi hình dáng hình học của chi tiết và không xảy ra phá hủy vật liệu.

 Theo tính chất và loại biến dạng chủ yếu có các hình thức biến dạng sau: - Cắt tách phần vật liệu này với phần vật liệu khác theo một đường viền kín hoặc hở. - Uốn: biến đổi phôi phẳng thành chi tiết cong. - Dập vuốt: Biến đổi phôi phẳng thành dạng chi tiết có hình dáng bất kỳ.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Bài viết "Thiết kế khuôn dập vuốt tích hợp siêu âm tại HCMUTE" trình bày quy trình và công nghệ thiết kế khuôn dập vuốt sử dụng công nghệ siêu âm, mang lại nhiều lợi ích cho ngành công nghiệp chế tạo. Tác giả phân tích các yếu tố kỹ thuật, từ việc tối ưu hóa thiết kế đến ứng dụng thực tiễn, giúp nâng cao hiệu suất sản xuất và chất lượng sản phẩm. Đặc biệt, công nghệ siêu âm không chỉ cải thiện độ chính xác mà còn giảm thiểu thời gian gia công, tạo ra những sản phẩm có độ bền cao hơn.

Để mở rộng thêm kiến thức về các ứng dụng và nghiên cứu liên quan trong lĩnh vực cơ khí, bạn có thể tham khảo bài viết "Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ khí động lực phân tích động lực học ổn định quay vòng của đoàn xe siêu trường siêu trọng 100 tấn", nơi phân tích động lực học trong thiết kế phương tiện vận tải. Ngoài ra, bài viết "Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ô tô máy kéo nghiên cứu ảnh hưởng thông số kim phun đến tính năng động cơ diesel rv1252 bằng phương pháp mô phỏng" sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ. Cuối cùng, bài viết "Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ khí thiết kế và chế tạo mẫu stent" cũng là một nguồn tài liệu quý giá cho những ai quan tâm đến thiết kế và chế tạo trong lĩnh vực cơ khí. Những liên kết này sẽ giúp bạn khám phá sâu hơn về các khía cạnh khác nhau của công nghệ và thiết kế trong ngành cơ khí.