Thiết kế, tính toán mô phỏng và chế tạo khuôn dập liên hoàn hiệu quả

LỜI CAM KẾT

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1. Đối tượng nghiên cứu

1.4.2. Phạm vi nghiên cứu

1.5. Phương pháp nghiên cứu

1.6. Kết cấu của ĐATN

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Cơ sở lý thuyết biến dạng dẻo kim loại

2.2. Giới thiệu về công nghệ dập tạo hình kim loại tấm

2.2.1. Khái niệm về công nghệ dập tạo hình kim loại tấm

2.2.2. Ưu và nhược điểm của công nghệ dập tấm

2.2.3. Phân loại công nghệ dập tấm

2.3. Khuôn dập nguội

2.3.1. Khái niệm và phân loại khuôn dập nguội

2.3.2. Kết cấu cơ bản của khuôn dập nguội

2.3.3. Các loại khuôn dập thông dụng

2.4. Nguyên công cơ bản của khuôn dập

2.4.1. Nguyên công cắt

2.4.1.1. Phân loại nguyên công cắt

2.4.1.2. Lý thuyết nguyên công cắt

2.4.1.3. Cấu tạo bề mặt gia công

2.4.1.4. Hướng của bavia (Burr)

2.4.1.5. Góc thoát của cối (Relief angle)

2.4.2. Nguyên công vuốt

2.4.2.1. Lý thuyết quá trình dập vuốt

2.4.2.2. Tham số quan trọng trong nguyên công dập vuốt

2.4.2.3. Trạng thái ứng suất trong quá trình dập vuốt

2.4.2.4. Bán kính góc của cối

2.5. Các nghiên cứu liên quan đến đề tài

2.5.1. Các nghiên cứu ngoài nước

2.5.2. Các nghiên cứu trong nước

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO

3.1. Thông số thiết kế sản phẩm

3.1.1. Xây dựng ý tưởng và thiết kế

3.1.2. Vật liệu chế tạo chi tiết

3.2. So sánh và lựa chọn phương án công nghệ

3.3. Thiết kế kết cấu bộ khuôn dập liên hoàn

3.3.1. Thiết kế bộ khuôn dưới

3.3.2. Thiết kế bộ khuôn trên

3.3.3. Thiết kế sơ bộ bộ khuôn dập liên tục (liên hoàn)

3.4. Tính toán thông số thiết kế và gia công khuôn

3.4.1. Tính toán các lực tác động lên khuôn

3.4.2. Tính toán các chi tiết khuôn

3.5. Chế tạo khuôn dập

3.5.1. Quy trình công nghệ chế tạo chung

3.5.2. Quy trình công nghệ chế tạo một số tấm khuôn điển hình

3.5.2.1. Quy trình công nghệ chế tạo tấm đế trên

3.5.2.2. Quy trình công nghệ chế tạo tấm cối

3.5.3. Trình tự lắp ráp khuôn dập

3.5.3.1. Lắp ráp cụm khuôn dưới

3.5.3.2. Lắp ráp cụm khuôn trên

3.5.3.3. Lắp ráp bộ khuôn

4. CHƯƠNG 4: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

4.1. Phương pháp

4.1.1. Quy trình thực hiện nghiên cứu và đánh giá

4.1.2. Phương pháp mô phỏng

4.1.3. Phương pháp thực nghiệm

5. CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG, THỰC NGHIỆM

5.1. Ảnh hưởng của khe hở chày cối đến quá trình biến dạng của phôi khi dập cắt

5.1.1. Nguyên công cắt hình

5.1.1.1. Ảnh hưởng của khe hở đến lực tác động lên chày cắt hình

5.1.1.2. Ảnh hưởng của khe hở chày cối đến biến dạng (strain) và ứng suất (stress) tác dụng lên phôi của nguyên công cắt hình

5.1.1.3. Ảnh hưởng của khe hở đến độ cao bavia của nguyên công cắt hình

5.1.2. Nguyên công dập cắt chữ

5.1.2.1. Ảnh hưởng của khe hở đến lực tác động lên chày cắt chữ

5.1.2.2. Ảnh hưởng của khe hở chày cối đến biến dạng (strain) và ứng suất (stress) tác dụng lên phôi cắt chữ

5.1.2.3. Ảnh hưởng của khe hở đến độ cao bavia của nguyên công cắt hình

5.2. Ảnh hưởng của bán kính góc lượn đến quá trình biến dạng của phôi khi dập vuốt

5.2.1. Ảnh hưởng của bán kính góc lượn đến lực dập vuốt

5.2.2. Ảnh hưởng của bán kính góc lượn đến độ biến mỏng thành

5.2.3. Ảnh hưởng của bán kính góc lượn đến ứng suất (Stress) và biến dạng (Strain)

5.3. Ảnh hưởng của vật liệu đến quá trình biến dạng của phôi

5.3.1. Ảnh hưởng của vật liệu đến độ biến mỏng thành sản phẩm

5.3.2. Ảnh hưởng của vật liệu đến chiều cao bavia

5.4. Sản phẩm ứng dụng

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế khuôn dập liên hoàn

Thiết kế khuôn dập liên hoàn là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong quy trình chế tạo khuôn. Quá trình này bao gồm việc xác định các thông số cơ bản như lực dập, khe hở chày cối, bán kính góc lượn, và độ dày tấm. Các thông số này được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả và độ chính xác của khuôn. Thiết kế khuôn dập cũng liên quan đến việc lựa chọn vật liệu phù hợp, đảm bảo độ bền và tuổi thọ của khuôn trong quá trình sử dụng.

1.1. Xác định thông số thiết kế

Việc xác định các thông số thiết kế như lực dập, khe hở chày cối, và bán kính góc lượn là bước quan trọng trong thiết kế khuôn dập. Các thông số này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả của quá trình dập. Ví dụ, khe hở chày cối quá lớn có thể dẫn đến sản phẩm bị biến dạng, trong khi khe hở quá nhỏ có thể gây ra hiện tượng mài mòn nhanh chóng.

1.2. Lựa chọn vật liệu

Lựa chọn vật liệu phù hợp cho khuôn dập liên hoàn là yếu tố quyết định đến độ bền và tuổi thọ của khuôn. Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm thép SKD 11 và SKS 93, có độ cứng và khả năng chịu mài mòn cao. Việc lựa chọn vật liệu cũng cần cân nhắc đến chi phí và khả năng gia công.

II. Tính toán khuôn dập

Tính toán khuôn dập là quá trình xác định các lực tác động lên khuôn và các thông số kỹ thuật cần thiết để đảm bảo khuôn hoạt động hiệu quả. Các yếu tố như lực dập, ứng suất, và biến dạng được tính toán để đảm bảo khuôn có thể chịu được tải trọng trong quá trình sử dụng. Tính toán khuôn dập cũng bao gồm việc xác định các thông số như khe hở chày cối và bán kính góc lượn để tối ưu hóa quá trình dập.

2.1. Tính toán lực dập

Lực dập là yếu tố quan trọng trong tính toán khuôn dập. Lực này được xác định dựa trên vật liệu phôi và độ dày tấm. Việc tính toán chính xác lực dập giúp đảm bảo khuôn có thể hoạt động ổn định và không bị quá tải trong quá trình sử dụng.

2.2. Xác định ứng suất và biến dạng

Ứng suất và biến dạng là các yếu tố cần được tính toán kỹ lưỡng trong tính toán khuôn dập. Các thông số này ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của khuôn. Việc xác định chính xác ứng suất và biến dạng giúp ngăn ngừa các hư hỏng có thể xảy ra trong quá trình dập.

III. Mô phỏng khuôn dập

Mô phỏng khuôn dập là quá trình sử dụng phần mềm để đánh giá hiệu quả của khuôn trước khi chế tạo. Quá trình này giúp phát hiện các vấn đề tiềm ẩn và tối ưu hóa thiết kế khuôn. Mô phỏng khuôn dập cũng cho phép đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố như khe hở chày cối, bán kính góc lượn, và vật liệu phôi đến quá trình dập.

3.1. Phân tích kết quả mô phỏng

Phân tích kết quả mô phỏng giúp đánh giá hiệu quả của khuôn dập liên hoàn. Các yếu tố như lực dập, ứng suất, và biến dạng được phân tích để đảm bảo khuôn hoạt động ổn định. Kết quả mô phỏng cũng được so sánh với thực nghiệm để đánh giá độ chính xác của mô hình.

3.2. Tối ưu hóa thiết kế

Dựa trên kết quả mô phỏng, thiết kế khuôn được tối ưu hóa để đạt hiệu quả cao nhất. Tối ưu hóa khuôn dập bao gồm việc điều chỉnh các thông số như khe hở chày cối và bán kính góc lượn để cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm thiểu lỗi trong quá trình dập.

IV. Chế tạo khuôn dập

Chế tạo khuôn dập là quá trình gia công và lắp ráp các bộ phận của khuôn dựa trên thiết kế đã được tính toán và mô phỏng. Quá trình này đòi hỏi độ chính xác cao để đảm bảo khuôn hoạt động hiệu quả. Chế tạo khuôn dập cũng bao gồm việc kiểm tra và hiệu chỉnh khuôn để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

4.1. Gia công các bộ phận khuôn

Gia công các bộ phận khuôn là bước quan trọng trong chế tạo khuôn dập. Các bộ phận như chày, cối, và tấm đế được gia công với độ chính xác cao để đảm bảo khuôn hoạt động ổn định. Quá trình gia công cũng cần tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo chất lượng.

4.2. Lắp ráp và hiệu chỉnh khuôn

Lắp ráp và hiệu chỉnh khuôn là bước cuối cùng trong chế tạo khuôn dập. Quá trình này đảm bảo các bộ phận của khuôn được lắp ráp chính xác và hoạt động đồng bộ. Hiệu chỉnh khuôn cũng giúp phát hiện và khắc phục các lỗi kỹ thuật trước khi đưa khuôn vào sử dụng.

V. Hiệu quả khuôn dập

Hiệu quả khuôn dập được đánh giá dựa trên chất lượng sản phẩm và hiệu suất của quá trình dập. Các yếu tố như độ chính xác, độ bền, và tuổi thọ của khuôn được xem xét để đảm bảo khuôn đáp ứng được yêu cầu sản xuất. Hiệu quả khuôn dập cũng liên quan đến việc tối ưu hóa chi phí và thời gian sản xuất.

5.1. Đánh giá chất lượng sản phẩm

Chất lượng sản phẩm là yếu tố quan trọng trong đánh giá hiệu quả khuôn dập. Các yếu tố như độ chính xác, độ bavia, và độ dày thành sản phẩm được kiểm tra để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn. Việc đánh giá chất lượng sản phẩm cũng giúp phát hiện các vấn đề trong quá trình dập.

5.2. Tối ưu hóa chi phí và thời gian

Tối ưu hóa chi phí và thời gian sản xuất là mục tiêu quan trọng trong hiệu quả khuôn dập. Việc sử dụng khuôn dập liên hoàn giúp giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất, đồng thời nâng cao năng suất. Các biện pháp tối ưu hóa cũng bao gồm việc cải thiện quy trình chế tạo và sử dụng vật liệu.

Hướng dẫn thiết kế, tính toán mô phỏng và chế tạo khuôn dập liên hoàn chuyên nghiệp