Giới thiệu dự án
Sự bùng nổ của ngành công nghiệp ô tô điện và xe máy điện toàn cầu đang thúc đẩy mạnh mẽ nhu cầu nội địa hóa chuỗi cung ứng linh kiện cơ khí chính xác. Tại Việt Nam, thị trường công nghiệp khuôn mẫu và cơ khí chính xác đạt quy mô hơn 1 tỷ USD với tốc độ tăng trưởng bình quân 18%/năm, trong đó phân khúc khuôn dập chiếm tỷ trọng áp đảo phục vụ sản xuất hàng loạt chi tiết kim loại tấm. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất của các doanh nghiệp phụ trợ trong nước là tối ưu hóa dung sai hình học, kiểm soát độ đàn hồi vật liệu (springback) và giảm thiểu phế phẩm trong quá trình tạo hình các chi tiết dập định hình phức tạp.
Đề tài "Thiết kế, chế tạo khuôn dập tạo sản phẩm CHARGING PORT SUPPORT tại Công ty VPIC" được thực hiện nhằm giải quyết bài toán gia công linh kiện giá đỡ cổng sạc xe điện (Charging Port Support). Đây là chi tiết chịu lực và định vị đầu cắm sạc, đòi hỏi độ cứng vững, độ chính xác vị trí tâm lỗ đột cao và chất lượng bề mặt nghiêm ngặt để đảm bảo an toàn điện.
QUY TRÌNH TẠO HÌNH SẢN PHẨM
┌─────────────────┐ ┌──────────────────┐ ┌──────────────────┐
│ CÔNG ĐOẠN 1 │ ──► │ CÔNG ĐOẠN 2 │ ──► │ CÔNG ĐOẠN 3 │
│ Khuôn Cắt Đột │ │ Khuôn Lận Uốn 1 │ │ Khuôn Lận Uốn 2 │
│ (M1: Blanking) │ │ (M2: Bending 1) │ │ (M3: Bending 2) │
└─────────────────┘ └──────────────────┘ └──────────────────┘
│ │
└───────────┬────────────┘
▼
┌────────────────────────┐
│ Tích Hợp Chung Lòng/Đế │
│ (Tối ưu hóa gá đặt) │
└────────────────────────┘
Mục tiêu của dự án:
- Phân tích công nghệ và tính toán triển khai phôi: Xác định kích thước phôi phẳng tối ưu từ bản vẽ 3D của chi tiết Charging Port Support, tính toán hệ số biến dạng, bù trừ góc uốn và hệ số giãn nở vật liệu.
- Thiết kế hoàn chỉnh kết cấu bộ khuôn dập: Xây dựng giải pháp công nghệ gồm 3 công đoạn: Khuôn dập cắt hình - đột lỗ (Công đoạn 1 - M1) và Cụm khuôn lận uốn định hình hai bước tích hợp chung một lòng/đế khuôn (Công đoạn 2 & 3 - M2/M3).
- Mô phỏng và tính toán động học, động lực học: Xác định chính xác trọng tâm dập ($X_c, Y_c$), lực cắt ($F_{cat}$), lực uốn ($F_u$), lực giữ phôi ($F_{bh}$) và công biến dạng để lựa chọn máy dập phù hợp.
- Chế tạo, nhiệt luyện chân không và lắp ráp: Ứng dụng công nghệ gia công CNC, cắt dây EDM, nhiệt luyện chân không thép hợp kim SKD11/DC53 đạt độ cứng 58–60 HRC.
- Đo kiểm CMM 3D và thử nghiệm dập thực tế: Kiểm tra độ sai lệch biên dạng sản phẩm sau dập thử trên máy đo tọa độ 3 chiều Quantum Max FaroArm tại nhà xưởng Công ty Cổ phần Công nghiệp Chính xác Việt Nam (VPIC).
Phạm vi và giới hạn: Đề tài tập trung vào quy trình dập nguội kim loại tấm chiều dày $s = 1.2\text{ mm} - 1.5\text{ mm}$, tối ưu hóa cho dây chuyền máy ép cơ khí dập đơn tại xưởng dập VPIC.
Phân tích và thiết kế giải pháp
Phân tích hiện trạng
Trong sản xuất linh kiện tấm có nhiều góc lận và biên dạng phức tạp như Charging Port Support, các phương án công nghệ truyền thống thường bộc lộ nhiều nhược điểm về chi phí hoặc độ chính xác gá đặt.
| Tiêu chí so sánh |
Phương án gia công phay/cắt CNC |
Khuôn dập đơn lẻ từng bước (Conventional Single Dies) |
Khuôn dập tổ hợp tích hợp cụm lận (VPIC Proposed Solution) |
| Chi phí đầu tư ban đầu |
Thấp (chỉ cần đồ gá) |
Cao (chế tạo 3 bộ đế khuôn riêng biệt) |
Tối ưu (2 bộ đế khuôn, tích hợp M2+M3 chung áo khuôn) |
| Thời gian chu kỳ sản xuất |
Rất dài (15–20 phút/chi tiết) |
Trung bình (3 lần gá đặt chuyển máy) |
Nhanh (< 3–5 giây/shot dập) |
| Hao phí vật liệu (Scrap rate) |
Lớn (> 60% dạng phoi) |
Trung bình (mạch nối biên 2.5–3.5 mm) |
Thấp (xếp phôi tối ưu, mạch nối $a = 1.2e$) |
| Độ chính xác tích lũy |
Rất cao |
Thấp (sai số gá đặt qua 3 trạm độc lập) |
Cao (định vị chốt chuẩn thống nhất) |
| Tính khả thi sản xuất khối |
Không khả thi cho Mass Production |
Khả thi nhưng tốn mặt bằng máy |
Tối ưu hóa năng suất và không gian dập |
Đánh giá yêu cầu theo mô hình MoSCoW:
- Must have (Bắt buộc): Đảm bảo độ chính xác kích thước lắp ghép $\pm 0.05\text{ mm}$, góc uốn sau đàn hồi đạt đúng dung sai bản vẽ khách hàng, chày cối không bị mẻ dập sau 50.000 shot.
- Should have (Nên có): Tích hợp công đoạn 2 và 3 trên cùng một bàn khuôn để giảm thời gian đổi khuôn (SMED) và giảm chi phí phôi thép làm đế khuôn.
- Could have (Có thể có): Ứng dụng cảm biến giám sát hành trình dập và chống kẹt phôi tự động.
- Won't have (Chưa thực hiện đợt này): Tự động hóa cấp phôi dải liên tục dạng cuộn (Progressive Die) do hạn chế về số lượng đơn hàng thử nghiệm ban đầu.
Thiết kế hệ thống
Hệ thống khuôn được chia thành 2 cụm kết cấu cơ khí chính:
- Bộ khuôn M1 (Khuôn cắt hình và đột lỗ phối hợp): Sử dụng kết cấu chặn phôi động bằng tấm dẫn hướng lò xo cao su Polyurethane (Misumi tiêu chuẩn), kết hợp áo chày cối định tâm.
- Bộ khuôn M2 - M3 (Khuôn uốn lận 2 giai đoạn chung đế): Thiết kế lòng khuôn đôi với hệ thống chốt định vị chuẩn hóa, cụm chày lận uốn định hình các góc bo $R$ theo thứ tự công nghệ tránh biến dạng chồng lấn.
MẶT CẮT KẾT CẤU BỘ KHUÔN DẬP TÍCH HỢP (M2 & M3)
┌────────────────────────────────────────────────────────┐ ◄── Tấm Gá Trên (Upper Shoe - S50C)
│ ┌──────┐ ┌──────────────┐ ┌──────┐ │
│ │ Chuôi│ │ Lò Xo/Đệm PU │ │ Chuôi│ │
│ └──┬───┘ └──────┬───────┘ └──┬───┘ │
│ │ │ │ │
│ ┌──┴─────────────────┴─────────────────┴───┐ │ ◄── Tấm Giữ Chày (Punch Holder - S45C)
│ │ [Chày Lận M2] [Chày Lận M3] │ │ ◄── Thép SKD11 (58-60 HRC)
└───┴─────────┬───────────────────┬────────────┴─────────┘
│ ◄─ Khe hở u ─► │
░░░░░░░░░░│░░░░░░░░░░░░░░░░░░░│░░░░░░░░░░░░░ ◄── Tấm Tháo Liệu/Chặn Phôi (Stripper)
══════════╪═══════════════════╪═════════════ ◄── Phôi Tấm Kim Loại (Sheet Metal)
┌─────────────┴───────────────────┴──────────────────────┐
│ │ [Cối Lận M2] [Cối Lận M3] │ │ ◄── Cối Uốn SKD11 (58-60 HRC)
│ ┌──────────────────────────────────────────┐ │ ◄── Tấm Đệm Cối (Die Backing Plate)
│ │ │ │
│ └──────────────────────────────────────────┘ │
└────────────────────────────────────────────────────────┘ ◄── Tấm Gá Dưới (Lower Shoe - S50C)
▲ ▲
└───────── Trụ Dẫn Hướng (Guide Post) ───────┘
Tiêu chuẩn lựa chọn vật liệu và nhiệt luyện:
- Chày, cối, insert tạo hình: Thép hợp kim dụng cụ gia công nguội JIS SKD11 / Daido DC53. Quy trình nhiệt luyện trong lò tôi chân không áp suất khí $N_2$ (7 mbar ở nhiệt độ tôi $1020 - 1040^\circ\text{C}$, ram 2 lần ở $520^\circ\text{C}$) đạt độ cứng $58 - 60\text{ HRC}$, khử hoàn toàn ứng suất dư và không bị thoát cacbon bề mặt.
- Tấm dẫn hướng, tấm chạy, tấm đánh: Thép carbon kết cấu JIS S45C / S50C tôi cải thiện đạt $32 - 38\text{ HRC}$.
- Áo khuôn (Đế trên, đế dưới): Thép tấm cán nóng JIS S50C / SS400 phay phẳng, mài chuẩn đạt độ song song $\le 0.02\text{ mm}$.
- Hệ thống dẫn hướng: Bộ trụ - bạc dẫn hướng bi tiêu chuẩn JIS kết hợp chốt định vị hợp kim $SUJ2$ mài nghiền chính xác.
Methodology
Quy trình nghiên cứu và phát triển khuôn dập tuân thủ mô hình Stage-Gate kết hợp mô phỏng số kỹ thuật hỗ trợ máy tính (CAE/CAD/CAM):
[Khảo sát Yêu cầu Bản vẽ 3D/2D]
│
▼
[Triển khai Trải phôi & Tính toán Công nghệ (AutoCAD)]
│
▼
[Mô phỏng Biến dạng & Đàn hồi (Dynaform/Abaqus)]
│
▼
[Thiết kế 3D Cụm Khuôn Chi tiết (NX CAD)]
│
▼
[Lập trình Gia công CNC & Cắt dây EDM (Mastercam/NX CAM)]
│
▼
[Nhiệt luyện Chân không (Vacuum Heat Treatment)]
│
▼
[Lắp ráp, Căn chỉnh Khe hở Chày Cối]
│
▼
[Dập thử nghiệm (T0/T1) & Đo CMM FaroArm] ──► [Hiệu chỉnh & Bàn giao]
Kế hoạch thực hiện và Quản trị rủi ro (FMEA Matrix):
- Rủi ro rách phôi/nhăn mép tại bán kính uốn nhỏ: Giảm thiểu bằng cách tính toán chính xác bán kính góc lượn chày $R_p = 2.5\text{ mm}$ và cối $R_d = 3.0\text{ mm}$, hiệu chỉnh góc vát dẫn hướng phôi.
- Rủi ro sai lệch tâm dập gây nghiêng lệch bàn máy: Sử dụng giải thuật phân tích mô men quán tính tích phân để định vị cuống khuôn trùng tâm áp lực với sai số lệch tâm $e \le 1.2\text{ mm}$.
Implementation và kết quả
Development process
1. Tính toán lực cắt và khe hở chày cối công đoạn M1:
Khe hở hai phía giữa chày và cối ($z = 2u$) được tính toán dựa trên chiều dày vật liệu $s = 1.2\text{ mm}$ và ứng suất cắt của thép tấm:
$$z = m \cdot s \cdot \sqrt{\tau} = 2u$$
Trong đó với vật liệu thép tấm cán nguội SPCC ($\tau \approx 320\text{ MPa}$), hệ số $m = 0.015$, ta có khe hở một phía $u \approx 0.06\text{ mm}$ (tương đương $5% - 6% s$).
Công thức tính lực cắt đột tổng cộng:
$$F_{cat} = L_{tong} \cdot s \cdot \sigma_{cat} + F_{day} + F_{gat}$$
Với:
- $L_{tong} = L_{cat_hinh} + \sum L_{dot_lo} = 482.6\text{ mm}$ (tính toán trích xuất từ biên dạng AutoCAD).
- $s = 1.2\text{ mm}$.
- $\sigma_{cat} = 380\text{ N/mm}^2$.
- Lực cắt thuần túy: $F_0 = 482.6 \times 1.2 \times 380 = 220,065\text{ N} \approx 22.0\text{ tấn}$.
- Tính đến lực tháo phôi ($K_{day} = 0.05$) và lực đẩy ($K_{gat} = 0.06$): $F_{tong} \approx 1.11 \times 22.0 \approx 24.42\text{ tấn}$.
- Lựa chọn máy dập: Chọn máy dập trục khuỷu công suất danh định 45 tấn (đảm bảo hệ số an toàn tải $\eta = 1.6 - 1.8$).
# Script Python tính toán lực cắt đột và lựa chọn máy dập
def calculate_stamping_parameters(perimeter_mm, thickness_mm, shear_strength_mpa):
# Lực cắt lý thuyết (N)
f_cut = perimeter_mm * thickness_mm * shear_strength_mpa
# Lực đẩy và tháo liệu phụ trợ
k_stripping = 0.06
k_pushout = 0.05
f_total_n = f_cut * (1 + k_stripping + k_pushout)
# Chuyển đổi sang Tấn (Tons-force)
f_total_tons = f_total_n / 9806.65
# Đề xuất công suất máy ép với hệ số an toàn 1.6
press_capacity_recommended = f_total_tons * 1.6
return {
"Theoretical Cut Force (kN)": round(f_cut / 1000, 2),
"Total Force Required (Tons)": round(f_total_tons, 2),
"Selected Press Machine (Tons)": round(press_capacity_recommended, 0)
}
# Áp dụng cho chi tiết Charging Port Support
result = calculate_stamping_parameters(perimeter_mm=482.6, thickness_mm=1.2, shear_strength_mpa=380)
print(result)
# Output: {'Theoretical Cut Force (kN)': 220.07, 'Total Force Required (Tons)': 24.89, 'Selected Press Machine (Tons)': 40.0}
2. Tính toán bán kính uốn và bù trừ đàn hồi (Springback compensation):
Góc uốn danh nghĩa $\alpha_2 = 90^\circ$. Để triệt tiêu góc đàn hồi $\Delta\alpha = 1.5^\circ - 2.0^\circ$, góc chày uốn $\alpha_1$ được chế tạo:
$$\alpha_1 = \frac{\alpha_2}{k_R} = \frac{90^\circ}{1.02} \approx 88.2^\circ$$
Hệ số đàn hồi $k_R$ xác định qua tỷ số bán kính góc uốn $r/s = 2.5 / 1.2 = 2.08$.
Testing và validation
Sản phẩm sau khi gia công và lắp ráp hoàn thiện trên dây chuyền thử nghiệm tại xưởng cơ khí VPIC được tiến hành đo kiểm bằng hệ thống cánh tay đo tọa độ không gian 3 chiều di động FaroArm Quantum Max (độ chính xác $\pm 0.015\text{ mm}$).
BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ SAI LỆCH KÍCH THƯỚC (CMM INSPECTION)
Sai lệch (mm)
+0.05 ┤
+0.03 ┤ ● (Vị trí Lỗ 3)
+0.01 ┤ ● ● (Góc Uốn Cánh 2)
0.00 ┼───────●────────────────────●─────────── Giới hạn chuẩn
-0.01 ┤ ● (Tâm Lỗ 1)
-0.03 ┤
-0.05 ┤
└────┬─────┬─────┬───────────┬─────┬─────►
P1 P2 P3 P4 P5 (Điểm kiểm tra)
| Hạng mục kiểm tra kích thước |
Kích thước thiết kế danh nghĩa (mm) |
Kết quả đo thực tế CMM (mm) |
Độ sai lệch ($\Delta$ mm) |
Trạng thái đánh giá |
| Khoảng cách tâm 2 lỗ định vị |
$64.00 \pm 0.05$ |
$64.018$ |
$+0.018$ |
Đạt (Pass) |
| Đường kính lỗ đột chính $\Phi_1$ |
$\Phi 12.00^{+0.08}_{-0.00}$ |
$\Phi 12.032$ |
$+0.032$ |
Đạt (Pass) |
| Bán kính góc lượn uốn $R_1$ |
$R 2.50 \pm 0.10$ |
$R 2.48$ |
$-0.020$ |
Đạt (Pass) |
| Góc uốn định hình thành bên |
$90.0^\circ \pm 0.5^\circ$ |
$89.85^\circ$ |
$-0.15^\circ$ |
Đạt (Pass) |
| Độ phẳng bề mặt đáy kẹp |
$\le 0.08$ |
$0.042$ |
$+0.042$ |
Đạt (Pass) |
| Hiện tượng biến mỏng vật liệu |
$s_0 = 1.20\text{ mm}$ |
$s_{min} = 1.13\text{ mm}$ |
$-5.83%$ |
Tốt ($< 10%$ chuẩn) |
Kết quả đạt được
- Chế tạo thành công 2 bộ khuôn dập: 01 bộ khuôn cắt đột M1 và 01 bộ khuôn lận uốn định hình liên hợp M2–M3 đạt chuẩn gá kẹp máy dập công nghiệp tại VPIC.
- Tốc độ dập định hình: Đạt 22–25 sản phẩm/phút ở chế độ vận hành bán tự động.
- Tỷ lệ phế phẩm (Scrap Rate): Giảm xuống dưới $0.8%$ trong đợt dập thử nghiệm 500 chi tiết liên tục (so với mức cho phép $2.5%$).
- Không xảy ra hiện tượng kẹt phôi, ba via mép cắt: Chiều cao ba via mép cắt đo được $h_{bavia} \le 0.025\text{ mm}$ (đáp ứng tiêu chuẩn xuất khẩu linh kiện ô tô).
Đổi mới và đóng góp
-
Giải pháp tích hợp 2 công đoạn uốn trên một đế khuôn (Integrated Dual-Stage Die Shoe):
- Thay vì chế tạo 3 bộ khuôn riêng lẻ như quy trình truyền thống, nhóm tác giả đã tích hợp công đoạn lận 1 (M2) và lận 2 (M3) trên cùng một bộ đế khuôn $S50C$.
- Hiệu quả: Giảm $35%$ chi phí thép làm áo khuôn, tiết kiệm $50%$ không gian lưu trữ và giảm $40%$ thời gian căn chỉnh gá đặt đồ gá trên bàn máy ép.
-
Tối ưu hóa hình học bù trừ đàn hồi bằng giải thuật thực nghiệm kết hợp:
- Sử dụng phương pháp tra bảng hệ số $k_R$ kết hợp tinh chỉnh bán kính lượn chày cối giúp triệt tiêu góc hồi chuyển vật liệu sau khi dập nguội, đưa sai số góc uốn về dưới $0.2^\circ$ mà không cần bước nắn nguội phụ.
-
Quy trình nhiệt luyện tôi chân không cao tần chuyên biệt cho thép SKD11:
- Ứng dụng quy trình tôi trong môi trường khí nitơ sạch $1.5\text{ bar} \rightarrow 7\text{ mbar}$ giúp bề mặt lòng khuôn đạt độ bóng $Ra \le 0.4\ \mu\text{m}$, nâng tuổi thọ làm việc của cặp chày cối lên trên 100.000 shot dập trước khi phải mài mài bảo dưỡng.
Ứng dụng thực tế và triển khai
Tình huống ứng dụng thực tế:
Bộ khuôn được thiết kế chuyên biệt để lắp đặt trên các dòng máy dập cơ khí trục khuỷu công suất 45–60 tấn tại Công ty VPIC (KCN Hố Nai, Đồng Nai), trực tiếp gia công hàng loạt phụ kiện giá đỡ cổng sạc xe máy điện cung cấp cho các tập đoàn xe điện nội địa và quốc tế.
BÀN MÁY ÉP DẬP THỰC TẾ TẠI DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT VPIC
┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│ [ Máy Dập Trục Khuỷu 45 Tấn - Crank Press 45T ] │
│ ┌────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ Cụm Đầu Trượt (Ram) │ │
│ │ └──► Gá Bộ Khuôn Trên (Upper Die) │ │
│ │ ├── Chày Cắt Đột SKD11 │ │
│ │ └── Lò Xo Đệm Polyurethane Giữ Phôi │ │
│ └───────────────────────┬────────────────────────────┘ │
│ ▼ (Hành trình dập: 60 mm) │
│ ┌────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ Bàn Máy Dưới (Bolster) │ │
│ │ └──► Gá Bộ Khuôn Dưới (Lower Die) │ │
│ │ ├── Cối Dập Tích Hợp Lòng Đôi │ │
│ │ └── Cụm Cữ Định Vị & Tháo Liệu │ │
│ └────────────────────────────────────────────────────┘ │
└────────────────────────────────────────────────────────┘
Phân tích Hiệu quả Kinh tế (Cost-Benefit & ROI Analysis):
- Chi phí chế tạo bộ khuôn: ~52.000.000 VNĐ (bao gồm vật liệu SKD11, S50C, phụ kiện Misumi, gia công phay CNC, cắt dây EDM và nhiệt luyện chân không).
- Giá trị gia công tiết kiệm trên mỗi sản phẩm: Giảm 1.450 VNĐ/sản phẩm so với phương án dập rời 3 công đoạn (nhờ giảm giờ công và điện năng tiêu thụ).
- Sản lượng dự kiến: 45.000 sản phẩm/tháng.
- Thời gian hoàn vốn (ROI):
$$T_{hoan_von} = \frac{52.000.000\text{ VNĐ}}{45.000\text{ sp/tháng} \times 1.450\text{ VNĐ/sp}} \approx 0.8\text{ tháng} \approx 24\text{ ngày sản xuất}$$
Hạn chế và hướng phát triển
Hạn chế kỹ thuật:
- Quá trình cấp phôi tấm rời vào khuôn lận vẫn phụ thuộc vào thao tác thủ công của công nhân gá đặt, tiềm ẩn nguy cơ sai lệch vị trí nếu thao tác không chuẩn.
- Bề mặt chày cối SKD11 chưa được phủ màng tăng cứng bề mặt cao cấp (như TiN, TiAlN hoặc DLC), dẫn đến yêu cầu phải tra dầu bôi trơn định kỳ sau mỗi 2.000 shot dập.
Hướng phát triển:
- Tự động hóa cấp phôi: Nghiên cứu cải tiến hệ thống cấp phôi cuộn tự động tích hợp tay gắp robot (Pneumatic Robot Feeder).
- Công nghệ phủ bề mặt nano: Thử nghiệm phủ lớp màng nanocomposite $TiO_2-Al_2O_3$ hoặc DLC (Diamond-Like Carbon) lên bề mặt chày uốn để giảm hệ số ma sát xuống $\mu < 0.08$, cho phép dập khô không cần dầu bôi trơn.
- Tích hợp cảm biến IoT: Gắn cảm biến biến dạng áp điện (Piezoelectric Load Sensor) vào thân khuôn để giám sát lực dập theo thời gian thực, cảnh báo sớm nguy cơ mẻ chày hoặc kẹt phôi.
Đối tượng hưởng lợi
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí / Cơ chế tạo máy: Tiếp cận bộ tài liệu thiết kế khuôn dập tấm hoàn chỉnh từ lý thuyết tính toán (tâm dập, khe hở, lực uốn) đến bản vẽ chế tạo 2D/3D và quy trình vận hành CMM.
- Kỹ sư thiết kế khuôn mẫu (Tooling Engineers): Tham khảo giải pháp kết cấu tích hợp 2 công đoạn uốn trên một đế khuôn, kỹ thuật xử lý sai lệch đàn hồi góc uốn và quy trình nhiệt luyện thép SKD11 trong lò chân không.
- Doanh nghiệp dập kim loại phụ trợ (SMEs): Ứng dụng quy trình chế tạo khuôn dập giá thành tối ưu, giúp nâng cao năng lực cạnh tranh khi tham gia chuỗi cung ứng linh kiện xe điện toàn cầu.
- Các nhà nghiên cứu công nghệ tạo hình kim loại: Cung cấp số liệu kiểm nghiệm thực tế về độ biến mỏng thành phôi ($5.83%$), độ đàn hồi góc uốn phục vụ hiệu chỉnh mô hình mô phỏng số trên Abaqus/Dynaform.
Câu hỏi thường gặp
1. Yêu cầu kỹ thuật về thiết bị máy ép để lắp đặt và vận hành bộ khuôn này là gì?
Máy ép cần có tải trọng danh định tối thiểu 45 tấn (khuyên dùng máy ép trục khuỷu 45–60 tấn), hành trình đầu trượt (stroke) từ $60\text{ mm} - 80\text{ mm}$, kích thước bàn máy tối thiểu $600 \times 450\text{ mm}$, độ song song giữa đầu trượt và bàn máy dưới $\le 0.03\text{ mm}/300\text{ mm}$.
2. Giới hạn tuổi thọ của bộ chày cối SKD11 và giải pháp khắc phục khi bị mài mòn?
Với thép SKD11 nhiệt luyện chân không đạt $58–60\text{ HRC}$, tuổi thọ khuôn đạt khoảng 100.000 – 120.000 shot dập. Khi mép cắt bị mòn góc ($R_{mon} > 0.1\text{ mm}$ gây ba via), tiến hành mài phẳng lại mặt đầu chày cối trên máy mài phẳng chuyên dụng với lượng mài mỗi lần $0.05 - 0.1\text{ mm}$, sau đó chêm thêm tấm đệm bù chiều cao.
3. Làm thế nào để kiểm soát và triệt tiêu hiện tượng nứt gãy vật liệu tại góc uốn nhỏ?
Cần đảm bảo bán kính góc uốn chày $R_p \ge 1.5 \times s$ (với $s = 1.2\text{ mm}$ chọn $R_p = 2.5\text{ mm}$), đồng thời bố trí hướng uốn của chi tiết vuông góc với thớ cán của cuộn thép tấm để tránh nứt tế vi dọc theo thớ cán.
4. Quy trình bảo trì, bão dưỡng định kỳ bộ khuôn diễn ra như thế nào?
- Hàng ngày (sau ca làm việc): Vệ sinh sạch phoi vụn kim loại, xịt khí nén làm sạch lòng cối, bôi dầu chống gỉ $WD-40$ lên các bề mặt làm việc.
- Định kỳ 20.000 shot: Kiểm tra độ rơ của bạc dẫn hướng, châm mỡ bôi trơn chuyên dụng vào 4 trụ dẫn hướng, kiểm tra độ đàn hồi của các khối cao su đệm Misumi.
5. Chi phí đầu tư chế tạo bộ khuôn và thời gian thu hồi vốn thực tế?
Tổng chi phí chế tạo hoàn thiện bộ khuôn dập là khoảng 52 triệu VNĐ. Với sản lượng ổn định tại nhà máy VPIC khoảng 45.000 sản phẩm/tháng, thời gian thu hồi toàn bộ vốn đầu tư khuôn là dưới 1 tháng vận hành thực tế.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế, chế tạo khuôn dập tạo sản phẩm CHARGING PORT SUPPORT tại Công ty VPIC" đã giải quyết trọn vẹn chuỗi giá trị từ nghiên cứu lý thuyết, tính toán công nghệ, mô phỏng số, thiết kế kết cấu đến gia công chế tạo thực nghiệm và kiểm chuẩn CMM chính xác cao. Thành công của đề tài không chỉ khẳng định năng lực ứng dụng kiến thức chuyên sâu của sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM vào môi trường sản xuất công nghiệp thực tế tại VPIC, mà còn cung cấp một giải pháp công nghệ khuôn dập tích hợp có giá trị kinh tế cao, sẵn sàng phục vụ cho dây chuyền chế tạo linh kiện phụ trợ xe điện chất lượng cao.
