Chương 1: Giới thiệu, nội dung chính của ĐATN Chương 2: Tổng quan về khuôn dập liên hoàn: Trình bày các cơ sở lý thuyết về công nghệ dập, đặc điểm và phân loại khuôn dập liên hoàn, các phương pháp thiết kế và tính toán khuôn dập, vật liệu chế tạo khuôn dập… Chương 3: Thiết kế, tính toán và chế tạo khuôn dập: Phân tích yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, lựa chọn phương án công nghệ và thiết kế khuôn dập, tính toán các thông số cơ bản của khuôn dập, gia công các chi tiết của khuôn, chế tạo khuôn để thực nghiệm đánh giá. Chương 4: Vật liệu và phương pháp: tập trung giới thiệu các loại vật liệu được dùng cho quá trình thí nghiệm đồng thời giới thiệu quy trình nghiên cứu, phương pháp mô phỏng bằng Deform 3D, quy trình thực nghiệm và thiết bị được sử dụng. Chương 5: Mô phỏng và thử nghiệm khuôn dập: Phân tích ảnh hưởng của các yếu tố quan trọng trong dập tạo hình, bao gồm khe hở chày cối (đối với cả cắt hình và cắt chữ), bán kính góc lượn (trong dập vuốt), và đặc tính của từng loại vật liệu, đến chất lượng sản phẩm. Bằng cách kết hợp mô phỏng và thực nghiệm.
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển: Đánh giá kết quả nghiên cứu, chỉ ra những ưu điểm và hạn chế của đề tài, đề xuất hướng phát triển của đề tài trong tương lai. 3 CHƯƠNG 2 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cơ sở lý thuyết biến dạng dẻo kim loại. Khái niệm biến dạng dẻo: Sự dịch chuyển tương đối giữa các chất điểm, các phần tử của vật thể rắn dưới tác dụng của ngoại lực, nhiệt độ hoặc của một nguyên nhân nào đó dẫn đến sự thay đổi về hình dáng và kích thước. Phân loại: Trên thực tế có hàng trăm phương pháp biến dạng khác nhau và trong mỗi phương pháp chứa nhiều trạng thái ứng suất khác nhau, chúng biến đổi trong quá trình biến dạng.
Bởi vậy chỉ có thể căn cứ vào những ứng suất tác dụng chủ yếu đối với quá trình biến dạng, lấy đó làm tiêu chuẩn để phân loại các phương pháp biến dạng. Dựa trên quan điểm này chia biến dạng thành 5 nhóm lớn sau: + Biến dạng nén: Trạng thái dẻo trong vật thể biến dạng chủ yếu được gây nên bởi ứng suất nén một hoặc nhiều chiều. Thuộc nhóm này có các phương pháp cán, rèn tự do, rèn khuôn, ép chảy…. + Biến dạng kéo – nén: Trạng thái dẻo trong vật thể biến dạng chủ yếu được gây nên bởi ứng suất kéo nén.
Thuộc nhóm này có các phương pháp kéo, dập vuốt, uốn vành, miết. + Biến dạng uốn: Trạng thái trong dẻo trong vật thể biến dạng chủ yếu gây nên bởi ứng suất kéo một hoặc nhiều chiều. Thuộc nhóm này có các phương pháp kéo dãn, dập phình, dập định hình…. + Biến dạng uốn: Trạng thái trong dẻo trong vật thể biến dạng chủ yếu gây nên bởi trọng tải uốn.
Thuộc nhóm này có các phương pháp uốn với dụng cụ chuyển động thẳng hoặc quay. + Biến dạng cắt: Trạng thái dẻo trong vật thể biến dạng chủ yếu gây nên bởi tải trọng cắt. Thuộc nhóm này có các phương pháp trượt, xoắn.1: Biến dạng dẻo kim loại [55] 4 CHƯƠNG 2 2.2 Giới thiệu về công nghệ dập tạo hình kim loại tấm 2.1 Khái niệm về công nghệ dập tạo hình kim loại tấm Dập tấm là phương pháp biến dạng dẻo phôi kim loại ở dạng tấm, trong khuôn dưới tác dụng của ngoại lực để tạo thành sản phẩm sản phẩm có hình dạng kích thước theo yêu cầu. Dập tấm thường tiến hành ở trạng thái nguội khi độ dày phôi S nhỏ (thường là S ≤ 4mm), nó còn được gọi là dập nguội.
Khi chiều dày phôi lớn hơn 10mm thì có thể dập nóng.2: Công nghệ dập tấm [56] 2.2 Ưu và nhược điểm của công nghệ dập tấm. Công nghệ dập tấm mang đến nhiều ưu điểm vượt trội so với các kỹ thuật chế tạo khác: + Tối ưu hóa cơ tính vật liệu: Quá trình dập tấm tác động lực lên phôi kim loại, ép khuôn định hình sản phẩm. Lực này đồng thời tạo ra ứng suất nén, sắp xếp lại cấu trúc hạt tinh thể và gia tăng mật độ (lệch mạng) trong vật liệu. Kết quả là độ bền kéo, độ cứng và độ bền mỏi của sản phẩm dập tấm được cải thiện đáng kể so với vật liệu ban đầu.
+ Đa dạng hóa hình dạng sản phẩm: Công nghệ dập tấm cho phép tạo ra sản phẩm với hình dạng phức tạp, chi tiết tinh xảo, đáp ứng yêu cầu thiết kế đa dạng. Từ các chi tiết đơn giản như tấm ốp, vỏ hộp đến cấu trúc phức tạp như khung gầm ô tô, cánh máy bay đều có thể được chế tạo bằng công nghệ dập tấm. + Nâng cao hiệu suất sản xuất: So với các phương pháp gia công truyền thống, dập tấm có tốc độ sản xuất cao hơn hẳn, đặc biệt là trong sản xuất hàng loạt. Thời gian gia công mỗi sản phẩm được rút ngắn đáng kể, giúp tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất.
+ Tiết kiệm vật liệu: Công nghệ dập tấm sử dụng phôi kim loại dạng tấm, giảm thiểu tối đa lượng vật liệu dư thừa so với các phương pháp gia công cắt gọt. Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí nguyên vật liệu mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường. + Khả năng tích hợp công nghệ: Dập tấm có thể kết hợp với các công nghệ gia công khác như hàn, đột, uốn tạo ra sản phẩm hoàn thiện với độ chính xác cao, giảm thiểu công đoạn gia công sau dập. 5 CHƯƠNG 2 + Độ chính xác của chi tiết dập tương đối cao, khả năng thay thế lẫn nhau cao và không cần gia công.
- Mặc dù sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội, công nghệ dập tấm vẫn tồn tại một số nhược điểm + Chi phí khuôn mẫu cao: Chế tạo khuôn dập tấm là một quy trình phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao và sử dụng vật liệu đặc biệt, dẫn đến chi phí khuôn mẫu khá cao. Điều này đặc biệt bất lợi cho sản xuất quy mô nhỏ hoặc sản phẩm có hình dạng phức tạp, yêu cầu khuôn mẫu phức tạp hơn. + Khó khăn trong thay đổi thiết kế: Khi cần thay đổi thiết kế sản phẩm, việc sửa chữa hoặc chế tạo mới khuôn dập tấm sẽ tiêu tốn thời gian và chi phí đáng kể. Điều này làm giảm tính linh hoạt trong sản xuất, đặc biệt là trong giai đoạn phát triển sản phẩm mới.
+ Giới hạn về hình dạng sản phẩm: Dù có thể tạo ra sản phẩm với hình dạng phức tạp, dập tấm vẫn gặp hạn chế với một số chi tiết quá sâu, góc cạnh hẹp hoặc yêu cầu độ cong phức tạp. Trong trường hợp này, cần kết hợp với các phương pháp gia công khác để đạt được hình dạng mong muốn. + Hao phí vật liệu ở một số trường hợp: Tùy thuộc vào hình dạng sản phẩm và thiết kế khuôn, dập tấm có thể tạo ra lượng phôi thừa nhất định, gây lãng phí vật liệu. Vấn đề này trở nên đáng kể khi sản xuất hàng loạt với phôi kim loại có giá thành cao.
+ Yêu cầu kỹ thuật cao: Vận hành và bảo trì máy dập tấm đòi hỏi đội ngũ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, am hiểu về vật liệu, tính toán lực dập và kiểm soát chất lượng sản phẩm.3: Sản phẩm của công nghệ dập tấm [57] 2.3 Phân loại công nghệ dập tấm Công nghệ dập tấm có thể được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau. Dưới đây là một số cách phân loại phổ biến: Nhóm biến dạng cắt vật liệu: Khi tạo hình một chi tiết, nhóm nguyên công này thường yêu cầu thực hiện biến dạng phá hủy vật liệu tại vùng cắt. Tách một phần vật liệu khỏi phần khác dọc theo một đường viền kín hoặc không khép kín. 6 CHƯƠNG 2 Nhóm biến dạng dẻo vật liệu: Tạo hình chi tiết phôi và diện tích bề mặt dựa trên biến dạng dẻo vật liệu và hầu hết các kim loại phân bố lại thường xảy ra.
Trong hầu hết các trường hợp, độ dày của vật liệu làm việc ít thay đổi hoặc thay đổi nhỏ nhưng không chú ý.4: Phân loại nguyên công dập tấm [30] 2.3 Khuôn dập nguội 2.1 Khái niệm và phân loại khuôn dập nguội Khuôn dập nguội là dụng cụ đặc biệt, được chế tạo chính xác, có nhiệm vụ định hình phôi kim loại ở trạng thái nguội (nhiệt độ môi trường) thành sản phẩm mong muốn thông qua tác động của lực ép từ máy dập. Khuôn dập nguội là một phần không thể thiếu trong công nghệ dập nguội, đóng vai trò quyết định đến hình dạng, kích thước, độ chính xác và chất lượng sản phẩm. Phân loại khuôn dập nguội: + Phân loại dựa trên phương pháp tạp hình sản phẩm: Khuôn nguyên công cắt, Khuôn nguyên công uốn, Khuôn nguyên công vuốt, Khuôn nguyên công tạo hình, Khuôn nguyên công nén. + Phân loại theo cấu tạo khuôn: Phân loại theo cách bố trí chày cối kiểu đặt chuẩn, đặt ngược.
+ Phân loại theo cắt đặt stripper: Không có stripper, stripper cố định, stripper di động, stripper bán di động. + Phân loại theo trụ dẫn hướng: không có guide, Trụ dẫn hướng ngoài biên, bộ dẫn hướng trong và ngoài, chỉ có bộ dẫn hướng trong. + Phân loại theo kiểu hoạt động của khuôn: Khuôn đơn giản, khuôn dập kết hợp, khuôn dập liên hợp. +Phân lập theo phưởng thức sản xuất: Khuôn đơn, khuôn đột dập liên hợp, khuôn dập liên hoàn.2 Kết cấu cơ bản của khuôn dập nguội Hình 2.5: Cấu tạo khuôn dập cắt [58] - Cụm khuôn trên: Cụm khuôn trên khuôn dập nguội, hay còn gọi là bộ phận dập trên, là một hệ thống gồm nhiều chi tiết được lắp ráp chính xác với nhau, có nhiệm vụ định vị phôi kim loại, tạo hình sản phẩm theo hình dạng khuôn dập và đảm bảo độ chính xác cho quá trình dập.
Cụm khuôn trên bao gồm: + Tấm đế trên: Đây là phần khung đỡ chính cho toàn bộ cụm khuôn trên, có nhiệm vụ kết nối cụm khuôn trên với máy dập và chịu lực tác động từ máy dập trong quá trình dập. Tấm đề trên có độ cứng vững cao được chế tạo từ vật liệu có khả năng chịu lực tốt như thép hợp kim, gang cầu để đảm bảo độ ổn định và chống biến dạng trong quá trình dập. Độ phẳng và song song cao bề mặt tiếp xúc với tấm kẹp trên phải được gia công phẳng và song song tuyệt đối để đảm bảo lực dập được phân bố đều trên toàn bộ bề mặt khuôn. Kích thước phù hợp: Phải có kích thước phù hợp với máy dập và khuôn dập để đảm bảo việc lắp đặt và hoạt động ổn định.