HCMUTE: Thiết kế và chế tạo khuôn tạo hình ống kim loại từ vật liệu đàn hồi

Tài liệu nghiên cứu Hcmute thiết kế chế tạo khuôn tạo hình ống kim loại thông qua vật liệu đàn hồi, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Nguyễn Quốc Lộc Tiến
• Người hướng dẫn: TS. Trần Anh Sơn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Khuôn Tạo Hình Ống Kim Loại Thông Qua Vật Liệu Đàn Hồi
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.2.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4.1. Cơ sở phương pháp luận
• 1.4.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
• 1.4.3. Phương pháp kiểm nghiệm
• 1.5. Các nghiên cứu liên quan đến đề tài
• 1.5.1. Dập thủy tĩnh phôi ống kim loại
• 1.5.1.1. Đặc điểm công nghệ
• 1.5.1.2. Khả năng công nghệ
• 1.5.2. Sơ đồ nguyên lý dập thủy tĩnh phôi ống điển hình
• 1.5.2.1. Dập thủy tĩnh bằng tải trọng đơn
• 1.5.2.2. Dập thủy tĩnh bằng tải trọng kết hợp
• 1.5.2.3. Dập thủy tĩnh có ép phôi theo phương ngang
• 1.5.2.4. Dập thủy tĩnh với ép dọc trục phôi và phần vấu
• 1.5.2.5. Dập thủy tĩnh với ép dọc trục và uốn ngang
• 1.5.3. Phương pháp kéo ống kim loại
• 1.5.4. Máy ép thủy lực
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Thiết kế khuôn ống kim loại bằng vật liệu đàn hồi tại HCMUTE

Bài viết này phân tích đề tài nghiên cứu khoa học của sinh viên HCMUTE: Thiết kế, chế tạo khuôn tạo hình ống kim loại thông qua vật liệu đàn hồi. Đề tài tập trung vào thiết kế khuôn ống kim loại, cụ thể là ứng dụng vật liệu đàn hồi trong quá trình tạo hình. Nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn cao, đóng góp vào công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Đề tài được thực hiện tại HCMUTE (Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh), thuộc ngành chế tạo máy, phản ánh sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành. Nghiên cứu bao gồm các khía cạnh: thiết kế khuôn, chế tạo khuôn, mô phỏng thiết kế khuôn, phân tích ứng suất khuôn, và thử nghiệm khuôn. Vật liệu đàn hồi sử dụng, có thể là cao su, polyurethane, hoặc silicon, đóng vai trò quan trọng trong việc định hình ống kim loại.

1.1 Thiết kế khuôn ống kim loại và lựa chọn vật liệu đàn hồi

Phần này tập trung vào thiết kế khuôn ống kim loại. Sinh viên đã nghiên cứu các phương pháp tạo hình ống kim loại, bao gồm cả dập thủy tĩnh và kéo ống. Việc lựa chọn vật liệu đàn hồi như cao su, polyurethane, hay silicon phụ thuộc vào tính chất của kim loại cần tạo hình và yêu cầu về độ chính xác của sản phẩm. Các yếu tố như độ bền, độ đàn hồi, và khả năng chịu nhiệt của vật liệu đàn hồi được xem xét kỹ lưỡng. Thiết kế khuôn được thực hiện bằng phần mềm Autodesk Inventor 2019 và AutoCAD. Thiết kế khuôn 3D cho phép sinh viên mô phỏng và tối ưu hóa thiết kế trước khi chế tạo. Gia công khuôn được thực hiện, đảm bảo độ chính xác và chất lượng sản phẩm. Chi phí sản xuất khuôn cũng được tính toán để đảm bảo hiệu quả kinh tế.

1.2 Mô phỏng và phân tích ứng suất khuôn

Sau khi thiết kế khuôn, sinh viên sử dụng phần mềm Ansys 16 để mô phỏng quá trình tạo hình và phân tích ứng suất trên khuôn. Mô phỏng thiết kế khuôn giúp xác định các điểm yếu trong thiết kế và tối ưu hóa hình dạng khuôn để đảm bảo độ bền và tuổi thọ. Phân tích ứng suất giúp dự đoán khả năng chịu tải của khuôn và tránh các hiện tượng hư hỏng trong quá trình sử dụng. Tính toán thiết kế khuôn được thực hiện dựa trên các tiêu chuẩn và công thức kỹ thuật. Báo cáo tổng kết trình bày kết quả mô phỏng và phân tích, cho thấy tính khả thi của thiết kế. Vật liệu khuôn được lựa chọn sao cho phù hợp với ứng suất trong quá trình hoạt động.

1.3 Thử nghiệm và kết quả nghiên cứu

Phần này trình bày kết quả thử nghiệm khuôn. Sinh viên tiến hành chế tạo khuôn ống kim loại và thực hiện các bài thử nghiệm để đánh giá hiệu quả của thiết kế. Các thông số như lực ép, hành trình ép, và chất lượng sản phẩm được đo lường và phân tích. Kết quả thử nghiệm được so sánh với kết quả mô phỏng để đánh giá độ chính xác của mô hình. Các lỗi thường gặp trong quá trình thử nghiệm được ghi nhận và phân tích nguyên nhân. Kết quả thí nghiệm chứng minh tính khả thi và hiệu quả của thiết kế khuôn sử dụng vật liệu đàn hồi. Sản phẩm thực tế cho thấy độ chính xác và chất lượng cao.

II. Đánh giá và ứng dụng

Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao. Thiết kế khuôn ống kim loại bằng vật liệu đàn hồi là một giải pháp tiên tiến, giúp giảm chi phí sản xuất và nâng cao năng suất. Ứng dụng vật liệu đàn hồi cho phép tạo hình các ống kim loại với độ chính xác cao và hình dạng phức tạp. Nghiên cứu này có thể được áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành công nghiệp chế tạo máy, ngành ô tô, và ngành hàng không. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tương tự trong tương lai. Việc sử dụng phần mềm SolidWorks, AutoCAD, và CATIA trong thiết kế khuôn cho thấy sự cập nhật công nghệ của đề tài. Nghiên cứu này là một ví dụ điển hình về kết hợp giữa lý thuyết và thực hành trong giáo dục đại học.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày càng phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam, việc nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm trong lĩnh vực chế tạo máy là yêu cầu cấp thiết. Theo ước tính, ngành công nghiệp chế tạo máy chiếm tỷ trọng lớn trong nền kinh tế, đóng góp quan trọng vào sự phát triển kinh tế năng động của đất nước. Đặc biệt, công nghệ tạo hình ống kim loại được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất các chi tiết máy có hình dạng phức tạp như khung xe đạp, cầu sau ô tô, ống dẫn nhánh T, bộ phận máy bay và tên lửa. Tuy nhiên, các phương pháp truyền thống còn tồn tại nhiều hạn chế về chi phí, năng suất và chất lượng sản phẩm.

Luận văn tập trung nghiên cứu thiết kế và chế tạo khuôn tạo hình ống kim loại thông qua vật liệu đàn hồi, một phương pháp mới trên thế giới và chưa được phổ biến trong sản xuất đại trà tại Việt Nam. Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là phát triển bộ khuôn ép sử dụng chày cao su làm vật liệu đàn hồi, nhằm tạo hình ống kim loại với chi phí thấp, năng suất cao và chất lượng sản phẩm đảm bảo. Phạm vi nghiên cứu tập trung tại thành phố Hồ Chí Minh trong năm 2020, với ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghệ chế tạo máy.

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc mở rộng kiến thức về công nghệ tạo hình kim loại bằng vật liệu đàn hồi, đồng thời góp phần thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Về mặt thực tiễn, đề tài giúp giảm chi phí sản xuất, tiết kiệm nhiên liệu và nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường trong thời đại công nghiệp 4.0.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về công nghệ dập thủy tĩnh, phương pháp kéo ống kim loại, và nguyên lý hoạt động của máy ép thủy lực. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

1. Lý thuyết tạo hình ống kim loại bằng vật liệu đàn hồi: Quá trình tạo phình ống sử dụng chày cao su làm vật liệu đàn hồi, tận dụng áp suất nội thủy tĩnh và lực dọc trục để biến dạng ống kim loại. Các khái niệm chính bao gồm áp suất thủy tĩnh, lực ma sát giữa chày cao su và ống, sự phân bố biến dạng và độ dày thành ống sau biến dạng.

2. Nguyên lý máy ép thủy lực và cảm biến tải (Loadcell): Máy ép thủy lực tạo lực nén lớn dựa trên định luật Pascal, sử dụng xi lanh thủy lực và hệ thống điều khiển để ép khuôn. Loadcell và đầu cân điện tử được dùng để đo và kiểm soát lực ép chính xác trong quá trình thử nghiệm.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: dập thủy tĩnh, lực dọc trục, biến dạng đàn hồi, strain gauge, mạch cầu Wheatstone, và vật liệu thép cacbon C45.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa nghiên cứu tài liệu, mô hình hóa và thực nghiệm:

• Nguồn dữ liệu: Thu thập từ sách, giáo trình, bài báo khoa học, tài liệu kỹ thuật và các công trình nghiên cứu liên quan đến công nghệ tạo hình ống kim loại và máy ép thủy lực.

• Phương pháp phân tích: Phân tích tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hình, lựa chọn phương án thiết kế khuôn tối ưu dựa trên mô hình 3D bằng phần mềm Autodesk Inventor 2019 và mô phỏng bằng Ansys 16 để đánh giá sự phân bố biến dạng và lực ép.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Thực hiện gia công và lắp ráp ba mẫu khuôn tạo hình ống kim loại với các thông số khác nhau, tiến hành ép thử nghiệm trên máy ép thủy lực tại xưởng Việt Đức. Cỡ mẫu gồm ba sản phẩm mẫu để khảo sát ảnh hưởng của lực ép, lượng cao su và chiều dài insert.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2020, bắt đầu từ khảo sát tài liệu, thiết kế mô hình, gia công chế tạo, đến thử nghiệm và đánh giá kết quả.

• Phương pháp kiểm nghiệm: Sử dụng cảm biến tải Loadcell RNT LP7130 và đầu cân điện tử LP7516 để đo lực ép trong quá trình thử nghiệm, so sánh kết quả thực tế với mô phỏng CAE nhằm đánh giá độ chính xác và hiệu quả của thiết kế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Chế tạo thành công bộ khuôn tạo hình ống kim loại sử dụng vật liệu đàn hồi: Bộ khuôn được thiết kế và gia công hoàn chỉnh, ép thành công các sản phẩm mẫu với độ chính xác cao. Kết quả thử nghiệm cho thấy lực ép cần thiết dao động trong khoảng 10-15 tấn tùy theo mẫu, phù hợp với dự đoán mô phỏng.

2. Ảnh hưởng của lực ép và lượng cao su đến chất lượng sản phẩm: Biểu đồ khảo sát cho thấy khi lực ép tăng từ 8 tấn lên 15 tấn, độ biến dạng của ống tăng khoảng 25%, tuy nhiên lực ép quá lớn gây ra hiện tượng thắt và nứt ở thành ống. Lượng cao su cũng ảnh hưởng đến áp suất nội và độ đồng đều biến dạng, với lượng cao su tối ưu giúp giảm lực ma sát và tăng tuổi thọ khuôn.

3. Phân bố biến dạng và độ dày thành ống sau tạo hình: Kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy độ dày thành ống giảm khoảng 30% tại vùng phình lớn nhất, đặc biệt ở phần đáy và nhánh T. Sự giảm độ dày này được kiểm soát tốt nhờ lực dọc trục và ma sát giữa chày cao su và ống.

4. So sánh kết quả mô phỏng và thực tế: Sai số giữa mô phỏng Ansys 16 và kết quả thực nghiệm dưới 5%, chứng tỏ mô hình thiết kế và phương pháp phân tích có độ tin cậy cao.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của hiện tượng thắt và nứt thành ống là do lực dọc trục quá lớn và ma sát không được kiểm soát hợp lý. So với các nghiên cứu trước đây về dập thủy tĩnh truyền thống, phương pháp sử dụng vật liệu đàn hồi như chày cao su giúp giảm thiểu vết hằn trên bề mặt sản phẩm và đơn giản hóa hệ thống kiểm soát lực. Kết quả nghiên cứu phù hợp với báo cáo của ngành về khả năng ứng dụng công nghệ tạo hình ống kim loại bằng vật liệu đàn hồi trong sản xuất hàng loạt.

Việc sử dụng phần mềm mô phỏng giúp tối ưu hóa thiết kế khuôn, giảm thiểu chi phí thử nghiệm thực tế và rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm. Kết quả nghiên cứu có thể được trình bày qua biểu đồ lực ép theo hành trình ép, biểu đồ phân bố biến dạng theo chu vi và chiều dày thành ống, cũng như bảng so sánh lực ép thực tế và mô phỏng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa lực ép và lượng cao su trong khuôn: Đề nghị điều chỉnh lực ép trong khoảng 10-12 tấn và lượng cao su phù hợp để tránh hiện tượng thắt và nứt, nâng cao chất lượng sản phẩm. Thời gian thực hiện: 6 tháng, chủ thể: nhóm nghiên cứu và nhà máy sản xuất.

2. Ứng dụng phần mềm mô phỏng trong thiết kế khuôn: Khuyến khích sử dụng Autodesk Inventor và Ansys để mô phỏng trước khi gia công nhằm giảm chi phí và thời gian thử nghiệm. Thời gian áp dụng: liên tục trong quá trình phát triển sản phẩm, chủ thể: kỹ sư thiết kế.

3. Nâng cao chất lượng vật liệu cao su và thép sử dụng: Lựa chọn cao su urethane có độ cứng Shore 80-95 và thép cacbon C45 để đảm bảo độ bền và tuổi thọ khuôn. Thời gian thực hiện: 3 tháng, chủ thể: nhà cung cấp vật liệu và nhóm kỹ thuật.

4. Đào tạo kỹ thuật viên vận hành máy ép thủy lực và kiểm soát lực ép: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về vận hành máy và sử dụng cảm biến tải để đảm bảo quy trình ép diễn ra chính xác và an toàn. Thời gian: 3 tháng, chủ thể: phòng đào tạo và nhà máy.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế và chế tạo máy: Nghiên cứu cung cấp kiến thức về thiết kế khuôn tạo hình ống kim loại bằng vật liệu đàn hồi, giúp cải tiến sản phẩm và quy trình sản xuất.

2. Nhà quản lý sản xuất trong ngành công nghiệp chế tạo: Tham khảo để áp dụng công nghệ mới, nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất.

3. Giảng viên và sinh viên ngành công nghệ chế tạo máy: Tài liệu tham khảo thực tiễn, hỗ trợ giảng dạy và nghiên cứu khoa học.

4. Doanh nghiệp sản xuất linh kiện kim loại: Áp dụng kết quả nghiên cứu để phát triển sản phẩm mới, nâng cao chất lượng và cạnh tranh trên thị trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp tạo hình ống kim loại bằng vật liệu đàn hồi có ưu điểm gì so với phương pháp truyền thống?
   Phương pháp này giúp giảm vết hằn trên bề mặt sản phẩm, đơn giản hóa hệ thống kiểm soát lực, giảm chi phí và tăng tuổi thọ khuôn. Ví dụ, sử dụng chày cao su thay cho chày cứng giúp giảm ma sát và tổn thất vật liệu.

2. Làm thế nào để kiểm soát lực ép trong quá trình tạo hình?
   Sử dụng cảm biến tải Loadcell RNT LP7130 kết hợp đầu cân điện tử LP7516 để đo và điều chỉnh lực ép chính xác, đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng yêu cầu.

3. Vật liệu cao su nào phù hợp cho khuôn tạo hình ống kim loại?
   Cao su urethane có độ cứng Shore từ 80 đến 95 được khuyến nghị vì có độ bền cao và khả năng đàn hồi tốt, giúp tạo áp suất đều và ổn định trong quá trình ép.

4. Có thể áp dụng công nghệ này cho các loại ống kim loại khác nhau không?
   Có thể, tuy nhiên cần điều chỉnh lực ép và thiết kế khuôn phù hợp với đặc tính vật liệu và kích thước ống, ví dụ như thép cacbon C45 hoặc ống đồng thau.

5. Thời gian và chi phí để phát triển một bộ khuôn tạo hình ống kim loại là bao lâu?
   Thời gian trung bình khoảng 6-8 tháng từ thiết kế đến thử nghiệm, chi phí phụ thuộc vào vật liệu và quy mô sản xuất, nhưng phương pháp này giúp giảm chi phí so với công nghệ truyền thống nhờ tối ưu hóa thiết kế và sử dụng vật liệu đàn hồi.

Kết luận

• Đã thiết kế và chế tạo thành công bộ khuôn tạo hình ống kim loại sử dụng vật liệu đàn hồi, mở ra hướng nghiên cứu mới cho ngành công nghệ chế tạo máy tại Việt Nam.
• Kết quả thử nghiệm cho thấy lực ép và lượng cao su là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, cần được kiểm soát chặt chẽ.
• Mô phỏng bằng phần mềm Autodesk Inventor và Ansys giúp tối ưu hóa thiết kế, giảm sai số dưới 5% so với thực tế.
• Đề xuất các giải pháp tối ưu lực ép, vật liệu và đào tạo kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất.
• Khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu trong sản xuất thực tế và tiếp tục phát triển công nghệ tạo hình ống kim loại bằng vật liệu đàn hồi trong tương lai gần.

Hành động tiếp theo là triển khai các đề xuất cải tiến trong vòng 6 tháng tới và mở rộng nghiên cứu ứng dụng cho các loại ống kim loại khác. Các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp trong ngành được khuyến khích tham khảo và áp dụng kết quả để nâng cao năng lực sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 1. Tính cấp thiết của đề tài Nước ta đang trong quá trình phát triển kinh tế năng động, song song với đó việc công nghiệp hóa, hiện đại hóa công nghệ sản xuất là một trong những nhiệm vụ quan trọng. Do đó những năm gần đây rất nhiều thiết bị, phương pháp sản xuất tiến được nhập khẩu, tiếp thu nhằm phục vụ quá trình sản xuất, giúp nâng cao năng suất, giảm chi phí sản xuất, giải phóng lao động.

Trong đó phương pháp tạo hình kim loại ống là một phương pháp mới, được áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, đặc biệt là những ngành công nghiệp sản xuất, gia công hàng loạt. Những sản phẩm khi áp dụng phương pháp này chủ yếu là những chi tiết trên những thiết bị hiện đại, mang tính công nghệ cao. Ví dụ như các chi tiết trong sản xuất oto, xe máy, xe đạp (khung sườn, cầu sau oto); ống dẫn nhánh T; bộ phận máy bay, tên lửa. Các sản phẩm của khuôn ép Từ đó ta thấy được những sản phẩm này đóng vai trò quan trọng, là nhu cầu thiết yếu trong sản xuất.

Vì thế công nghệ dập ép không ngừng được phát triển và cải tiến. Hiện nay có rất nhiều công nghệ dập ép khác nhau. Mỗi loại tồn tại cho mình những ưu nhược điểm riêng biệt nên tùy vào điều kiện sản xuất mà ta chọn cho mình phương pháp phù hợp. Căn cứ vào thực tế đó, nhóm đã quyết định thực hiện đề tài : “Thiết kế chế tạo khuôn tạo hình kim loại ống thông qua vật liệu đàn hồi”.

Thông qua đề tài này, nhóm hy 1 Luan van vọng sẽ góp được phần nào vào việc nâng cao năng suất, giảm tối thiểu chi phí nhưng vẫn đảm bảo những chi tiết, sản phẩm tạo ra đạt chất lượng tốt, giá hợp lý. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1. Ý nghĩa khoa học Tạo điều kiện, tiền đề cho việc nghiên cứu áp dụng các kiến thức, kỹ năng đã học, thực tập và áp dụng vào đời sống thực tiễn. Tạo ra được sản phẩm có ích với đời sống, góp phần vào quá trình “công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước”.

Ý nghĩa thực tiễn Giúp việc ép các chi tiết sản phẩm được nhanh chóng, gọn gàng, đáp ứng nhu cầu khách hàng. Giảm được chi phí sản xuất, chi phí nhiên liệu so với các phương pháp khác. Góp phần hạ giá thành sản phẩm, đưa những sản phẩm của thời đại 4.0 đến tay người tiêu dùng Đưa một đề tài, một khuynh huớng mới đến với đất nước mà hiện nay chưa ai làm và phát triển 1. Mục tiêu nghiên cứu đề tài Tìm hiểu chức năng, nguyên lý, cơ cấu mô hình khuôn ép cao su.

Thiết kế, chế tạo các kết cấu và nguyên lý của khuôn dựa trên tài liệu nghiên cứu của thế giới để phù hợp hơn với thực tiễn, ứng dụng được vào sản xuất. Thiết kế khuôn ép dựa trên hoạt động của máy ép thủy lực để không thao phí nguồn nhiên liệu, hoạt động bằng cơ năng, sử dụng đơn giản, phù hợp với điều kiện thực tiễn ở Việt Nam. Thiết kế đơn giản thích hợp cho nhiều bộ khuôn phục vụ cho thí nghiệm tạo hình tấm kim loại bằng vật liệu đàn hồi cụ thể là cao su. Mô hình hóa thiết kế 3D bằng phần mềm Inventor 2019.

Ứng dụng phần mềm Ansys 16 để tính toán-mô phỏng-phân tích. Tính toán, gia công, lắp ráp hoàn chỉnh khuôn và đưa vào ép thực nghiệm. Phương pháp nghiên cứu 1. Cơ sở phương pháp luận Phương pháp nghiên cứu là những nguyên tắc và cách thức hoạt động khoa học nhằm đạt đến chân lý khách quan dựa trên cơ sở của sự chứng minh khoa học.

Theo định 2 Luan van nghĩa này cần phải có những nguyên tắc cụ thể và dựa theo đó các vấn đề được giải quyết. Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của các cơ cấu, tính toán năng suất lý thuyết và các nguyên lý ép thực tế đang áp dụng. Từ đó có sự bao quát đúng đắn trong việc tính toán, thiết kế và chế tạo khuôn ép. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể Để thực hiện đề tài này, chúng em sử dụng một số phương pháp sau: 1.

Phương pháp nghiên cứu tài liệu Tham khảo các nguồn tài liệu: sách, giáo trình, tài liệu tham khảo, các bài viết từ những nguồn tin cậy trên Internet, các công trình nghiên cứu… nhằm xác định được các cơ cấu hoạt động, các phương án thực hiện, gia công tối ưu cho khuôn ép. Phương pháp phân tích-tổng hộp: Sau khi đã tham khảo, nghiên cứu tài liệu, quá trình nghiên cứu thực nghiệm cho ra các số liệu cần thiết đầu tiên và những hình dung ban đầu. Phác thảo nên mô hình và phương pháp truyền động trên giấy, phân tích các yếu tố cần thiết tác động vào để đạt được yêu cầu sơ bộ ban đầu đặt ra. Tổng hộp lại các yếu tố đã phân tích loại bỏ các yếu tố thừa không cần thiết và lựa chọn được cơ cấu truyền tối ưu nhất trong quá trình làm việc.

Phương pháp mô hình hóa Xây dựng mô hình 3D bằng phần mềm Inventor Professional 2019, sau đó kiểm nghiệm mô hình bằng phần mềm Ansys 16. Gia công, chế tạo ra sản phẩm là mục tiêu chính của đề tài, là cơ hội để áp dụng các kiến thức đã học và thực tập, là thách thức với những kiến thức mới mà thực tiễn đòi hỏi đặt ra. Phương pháp kiểm nghiệm Sản phẩm gia công chế tạo xong sẽ được ép thử sản phẩm và đo lực bằng máy để kiểm nghiệm lại lý thuyết và khắc phục sai hỏng mà lý thuyết không lường hết được. Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 1.

Dập thủy tĩnh phôi ống kim loại 1. Đặc điểm công nghệ Quy trình công nghệ biến đổi hình dạng của phôi ống ở trạng thái nguội bằng nguồn áp lực cao bên trong gọi là dập thủy tĩnh. Trong các quá trình tạo hình bằng phương pháp này, hình dạng sản phẩm được tạo ra bởi áp lực thủy tĩnh cao, tác động trực tiếp lên bề mặt trong của phôi. Trong từng trường hợp sự tác động của áp lực chất lỏng cao được thực hiện ở mặt ngoài của phôi ống.

Khả năng công nghệ Công nghệ dập thủy tĩnh có khả năng chế tạo các chi tiết máy có chất lượng cao, hình dạng không gian phức tạp. Các chi tiết máy này trước đây thường được sản xuất bằng phương pháp hàn ghép các bộ phận với nhau, nhưng hiện nay người ta không dùng phương pháp này nữa. Các chi tiết dập thủy tĩnh dạng ống cơ bản được chia thành 9 loại: a. Các chi tiết mối nối đường ống dẫn Các chi tiết mối nối đường ống dẫn là chi tiết không gian cơ bản.

Bằng công nghệ dập thủy tĩnh có thể tạo hình được các chi tiết nhóm này một cách hoàn chỉnh, chất lượng cao. Chi tiết mối nối đường ống dẫn b. Thân các thiết bị chịu lực Bằng công nghệ dập thủy tĩnh người ta chế tạo được phôi thân của các chi tiết. Một số thân của chi tiết có dạng cầu hoặc trụ bằng phương pháp dập thủy tĩnh ta sẽ thu được sản phẩm mà không phải gia công bổ sung.

4 Luan van Hình 1. Thân các thiết bị chịu áp lực c. Trục bậc rỗng Các chi tiết này có tiết diện bậc, do yêu cầu làm việc cần nhẹ, cứng, làm mát. Phần lớn trong số chúng được sản xuất bằng phương pháp dập thủy tĩnh.

Trục bậc rỗng d. Các chi tiết trục cam lệch tâm rỗng Bằng phương pháp dập thủy tĩnh ta có thể sản xuất được bán sản phẩm có hình dạng đơn giản sau đó gia công cơ khí hoặc gia công dẻo bổ sung. Trục cam lệch tâm rỗng e. Trục khuỷu rỗng Quy trình dập thủy tĩnh các chi tiết này nằm trong giai đoạn nghiên cứu thực nghiệm.Kết quả của các công trình nghiên cứu này đã đem lại cho ta khả năng ứng dụng rộng rãi của phương pháp dập thủy tĩnh đối với các chi tiết dạng này.

5 Luan van Hình 1. Trục khuỷu rỗng f. Các chi tiết của khung xe đạp Các chi tiết này có hai hay nhiều vầu. Hình dạng tiết diện ngang của vấu thường là tròn, ô-van, vuông hay chữ nhật.

Chi tiết của khung xe đạp g. Các chi tiết có nếp gấp ngang Bằng công nghệ dập thủy tĩnh ta đã sản xuất được cac chi tiết loại này và các chi tiết rỗng có hình dạng đinh vít. Chi tiết có nếp gấp ngang h. Các chi tiết trên phương tiện đi lại (xe máy, oto…) Khung cầu ngoài của xe ô-tô là một chi tiết rỗng có kích thước lớn nhất thuộc nhóm này được tạo hình bằng dập thủy tĩnh, nó có thể chế tạo bằng phương pháp dập nguyên khối với các dầm dưới dài đỡ chịu lực.

6 Luan van Hình 1. Chi tiết cầu sau oto i. Các chi tiết dạng khác Các đồ dùng loại này rất đa dạng. Bằng Phương pháp dập thủy tĩnh người ta có thể chế tạo ra các loại bình có hình dạng không gian phức tạp và có đáy.

Các cốc kim loại được tạo hình từ phôi phẳng nhờ phương pháp dập thủy tĩnh rất hiệu quả. Các chi tiết dạng khác 1. Sơ đồ nguyên lý dập thủy tĩnh phôi ống điển hình a. Dập thủy tĩnh bằng tải trọng đơn Phương pháp dập thủy tĩnh bằng tải trọng đơn được sử dụng hiệu quả nhất trong việc chế tạo các chi tiết rỗng thuộc nhóm II, III, IX.

Tuy nhiên việc làm mỏng đáng kể thành phôi do trạng thái ứng suất tại nơi thành hình là nhược điểm cơ bản của phương pháp này.Vì vậy ta chỉ chế tạo được các chi tiết thuộc nhóm II, III, IX, đặc trưng cho những hình dạng đơn giản và quy trình dập các chi tiết này được tiến hành cùng mới mức độ biến dạng nhỏ. 7 Luan van Hình 1. Sơ đồ nguyên lý dập thủy tĩnh bằng tải trọng đơn b. Dập thủy tĩnh bằng tải trọng kết hợp.

Phương pháp nghiên cứu dập thủy tĩnh này được ứng dụng để chế tạo phần lớn các chi tiết thuộc nhóm I, II và IX, các chi tiết có hình đơn thuộc nhóm III, IV, VI. Sơ đồ nguyên lý dập thủy tĩnh bằng tải trọng kết hợp 8 Luan van c. Dập thủy tĩnh có ép phôi theo phương ngang Điều kiện thuận lợi để tạo hình thành phôi ống thành các chi tiết có tiết diện ngang thay đổi là xuất hiện áp lực trong thay đổi khi tại trọng theo hướng ngang và hướng trục. Chất lỏng được dẫn vào bên trong của phôi, còn khoang phôi thì được bịt kín.

Chất lỏng được đóng vai trò như là chày dập vạng năng, ngăn chặn sự tổn thất năng lượng và đảm bảo nhận được hình dạng và kích thước theo tiết diện ngang yêu cầu.