- Luận văn thạc sĩ khoa học Ngành: s− phạm kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy M∙ số: Đề tài: Nghiên cứu công nghệ tạo hình sản phẩm trên máy dập CNC Finn-Power A5-25 Ng−ời h−ớng dẫn: GS.TS.Trần Văn Địch Tr−ờng ĐHBK Hà nội Ng−ời thực hiện: Ks. - Phan Văn Hiếu Tr−ờng ĐHSPKT Vinh Hà nội - 2006 Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 1 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan những nghiên cứu và các kết quả đ−ợc trình bày trong luận văn này là của riêng tôi, không sao chép từ bất kỳ các nghiên cứu của ng−ời khác. - Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 2 Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân thành đến ng−ời h−ớng dẫn, các đồng nghiệp ở trong, ngoài tr−ờng đã đóng góp nhiều ý kiến và giúp đỡ tôi để bản luận văn này đ−ợc hoàn thành. - Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 3Mục lục Lời cam đoan. - Mục tiêu nghiên cứu. - Đối t−ợng và phạm vi nghiên cứu. - 10 Ch−ơng 1. - Tổng quan về công nghệ tạo hình kim loại tấm. - Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ tạo hình kim loại tấm trên thế giới và ở Việt nam. - Nội dung nghiên cứu của đề tài. - Ch−ơng 2. - Cơ sở nghiên cứu lý thuyết của công nghệ tạo hình kim loại tấm. - Xếp hình sản phẩm trên tấm (tối −u hoá quá trình cắt. - Kết luận ch−ơng 2. - Nghiên cứu về máy dập CNC Fin-Power A5-25. - Các bộ phận chính của máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Nghiên cứu hệ thống gá lắp phôi trên máy dập CNC 5A-25. - Kết luận ch−ơng 3. - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ gia công trên máy dập CNC Fin-Power A5-25. - ứng dụng phần mềm JetCam để gia công một số sản phẩm. - Kết luận ch−ơng 4. - Kết luận chung Tài liệu tham khảo Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 4Lời nói đầu Ngày nay, các ph−ơng pháp gia công kim loại dựa trên sự biến dạng dẻo của vật liệu (gọi tắt là gia công biến dạng dẻo hay gia công áp lực) đã chiếm một vị trí quan trọng với một tỷ trọng ngày càng tăng trong sản xuất cơ khí… Bên cạnh những ph−ơng pháp mang tính truyền thống chuyên sản xuất bán thành phẩm và tạo phôi nh− cán, rèn, ép đã xuất hiện những ph−ơng pháp cho phép sản xuất ra sản phẩm là những chi tiết hoàn chỉnh không cần phải gia công tiếp theo, đặc biệt là những sản phẩm dập tấm. - Công nghệ tạo hình kim loại tấm là một phần của công nghệ gia công kim loại bằng áp lực nhằm làm biến dạng kim loại tấm để nhận đ−ợc các chi tiết có hình dạng và kích th−ớc mong muốn. - Đây là một loại hình công nghệ đang đ−ợc ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, đặc biệt là trong các lĩnh vực kỹ thuật điện và điện tử, công nghiệp chế tạo ô tô, công nghiệp hàng không, công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, công nghiệp quốc phòng, thực phẩm, hoá chất, y tế… Sở dĩ đ−ợc ứng dụng rộng rãi nh− vậy là do nó có nhiều −u điểm nổi bất so với các loại hình công nghệ khác: có thể hoàn thành công việc phức tạp bằng một động tác đơn giản của máy dập, chế tạo đ−ợc những chi tiết có hình dáng phức tạp (đặc biệt là những chi tiết có thành mỏng) có thể cơ khí hoá và tự động hoá cao. - năng suất rất cao, giá thành sản phẩm hạ, tiết kiệm nguyên vật liệu (gia công không phoi) và tận dụng đ−ợc phế liệu. - đặc biệt do quá trình biến dạng dẻo nguội làm cho độ bền của chi tiết tăng lên… Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học, công nghệ tạo hình sản phẩm dập đã và đang đ−ợc trang bị bằng thiết bị hiện đại nhất phục vụ cho việc phát triển và ứng dụng tại các n−ớc có nền công nghiệp cao nh−: Mỹ, Nhật, Anh, Pháp, Đức, Thuỷ Điển. - Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 5Tại Việt Nam vào những năm gần đây các cơ sở khoa học nh− Viện nghiên cứu cơ khí, đại học Bách khoa Hà nội, viện công nghệ Bộ quốc phòng, viện công nghệ Quốc gia đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ tạo hình sản phẩm dập cho sản xuất b−ớc đầu có kết quả. - Trong khuôn khổ một luận văn cao học, với mong muốn xây dựng cơ sở lý luận và h−ớng đi để có thể giải quyết đ−ợc một vấn đề công nghệ, trong luận văn này xin chỉ đề cập đến công nghệ tạo hình kim loại tấm trên máy dập CNC Finn-PowerA5-25 và chú trọng đi sâu vào nguyên lý hoạt động của máy, hệ thống gá lắp phôi trên máy nhằm giải quyết từng phần vấn đề: “Xây dựng cơ sở và lập trình gia công một số loại sản phẩm điển hình trên máy dập CNC Fin-Power A5-25 để phục vụ giảng dạy cũng nh− thực nghiệm sản xuất. - Luận văn này là cơ hội tốt cho tôi từng b−ớc rèn luyện khả năng nghiên cứu khoa học, cần thiết cho các b−ớc phát triển cũng nh− công tác chuyên môn, giảng dạy sau này. - Trần Văn Địch, ng−ời thầy đã luôn dìu dắt, giúp đỡ tôi những tháng năm còn là sinh viên đến nay trong học tập, trong công tác và nghiên cứu. - Tôi cũng xin đ−ợc bày tỏ lòng biết ơn đến các giáo s−, phó giáo s−, các thầy cô giáo đáng kính của khoa Cơ khí, của bộ môn Công nghệ Chế tạo máy - Tr−ờng ĐHBK Hà Nội - Tr−ờng ĐHSP Kỹ thuật Vinh đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này. - Phan Văn Hiếu Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 6A. - Mở đầu Một sản phẩm đ−ợc ng−ời dùng cuối chấp nhận trải qua nhiều khâu: khảo sát thị tr−ờng, định hình sản phẩm, nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử, nhận thông tin phản hồi từ thị tr−ờng, khảo nghiệm các đặc tính kỹ thuật, chuẩn bị sản xuất, chế tạo, lắp ráp, vận chuyển, phân phối và nhiều khâu trung gian khác. - Để tự động hóa việc xây dụng quy trình công nghệ và thực hiện đ−ợc quy trình công nghệ đó, phải giải quyết hàng loạt nhiệm vụ khác nhau trong mối quan hệ tổng hòa. - Những năm đầu thập niên 60 của thế kỷ XX các cơ sở khoa học nh− Viện nghiên cứu cơ khí, đại học Bách khoa Hà nội, viện công nghệ Bộ quốc phòng, viện công nghệ Quốc gia đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ tạo hình sản phẩm dập cho sản xuất b−ớc đầu có kết quả. - Kể từ đó đến nay, các thiết bị gia công kim loại dựa trên sự biến dạng dẻo của vật liệu ngày càng đ−ợc phát triển theo nhiều h−ớng khác nhau: Máy búa, máy ép thuỷ lực, máy ép cơ khí và nhiều kiểu máy dập hiện đại ra đời với mức độ tự động hoá cao, điều khiển theo ch−ơng trình PLC và CNC nh− máy AMADA, FINN-POWER. - Hiện nay, đã có nhiều doanh nghiệp Cơ khí ở Việt Nam đ−ợc trang bị các máy gia công kim loại tấm càng ngày càng hiện đại và công nghệ trên các máy đó đ−ợc trang bị từ công nghệ truyền thống đến công nghệ hiện đại. - Dập tấm là một công nghệ mới so vơí lịch sử phát triển công nghiệp thế giới. - Công nghệ dập tấm là b−ớc phát triển của công nghệ gò. - Đó là quá trình Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 7gia công kim loại bằng áp lực, biến kim loại tấm thành sản phẩm có hình dáng mong muốn. - Công nghệ dập tấm có những đặc điểm chủ yếu và cũng là những −u điểm đặc biệt nh− sau: ắ Có thể hoàn thành công việc phức tạp bằng một động tác đơn giản của máy dập. - Chế tạo đ−ợc những chi tiết có hình dáng phức tạp (đặc biệt là những chi tiết có thành mỏng) mà đôi khi các ph−ơng pháp gia công cắt gọt không thực hiện đ−ợc, hoặc thực hiện đ−ợc rất khó khăn . - ắ Sản phẩm dập ra có thể sử dụng đ−ợc ngay, không cần phải gia công cắt gọt lại, có độ bền vững cao ắ Tiết kiệm đ−ợc nhiều nguyên vật liệu ắ Năng suất cao, thuận lợi cho quá trình cơ khí hoá và tự động hoá ắ Công nhân không cần trình độ tay nghề cao ắ Sản l−ợng lớn, giá thành hạ Do những đặc điểm trên của công nghệ dập tấm, mà ở các n−ớc công nghiệp tiền tiến, dập tấm chiếm một tỷ lệ cao trong nhiều ngành công nghiệp. - Việc tạo hình sản phẩm trên máy dập truyền thống mặc dù đã đ−ợc nghiên cứu và ứng dụng nhiều song để đáp ứng nhu cầu thị tr−ờng là sự thay đổi mẫu mã sản phẩm linh hoạt, đa chủng loại và chất l−ợng sản phẩm cao, sản l−ợng lớn.v.v. - thì các máy dập CNC ra đời và ngày càng đ−ợc hoàn thiện hơn về mặt điều khiển, công nghệ, chức năng vận hành cũng nh− năng l−ợng cung cấp.v.v.. - Do vậy, việc nghiên cứu công nghệ tạo hình kim loại tấm trên máy dập CNC hiện đang là vấn đề đ−ợc quan tâm ở trong và ngoài n−ớc, đặc biệt là các máy dập CNC có hệ điều khiển hiện đại nh− AMADA, Finn-Power. - Mục tiều chính là nghiên cứu nguyên lý hoạt động của máy, hệ thống gá lắp phôi trên máy nhằm giải quyết từng phần vấn đề: “Xây dựng cơ sở và lập Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 8trình gia công một số loại sản phẩm điển hình trên máy dập CNC Finn-Power A5-25 để phục vụ giảng dạy cũng nh− thực nghiệm sản xuất. - Đối t−ợng nghiên cứu là công nghệ tạo hình kim loại tấm trên máy dập CNC Finn-Power A5-25 và gia công một số loại chi tiết điển hình với vật liệu thép tấm có độ dày < 4mm. - Phạm vi nghiên cứu gồm: Một là: Nghiên cứu về máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Hai là: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ gia công trên máy dập CNC Finn-Power A5-25 bằng phần mềm Jetcam. - Ch−ơng 1: Tổng quan về công nghệ tạo hình kim loại tấm trên máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Ch−ơng 2: Cơ sở nghiên cứu lý thuyết của công nghệ tạo hình kim loại tấm trên máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Bản chất, vị trí, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của công nghệ tạo hình kim loại tấm. - Kết luận ch−ơng 2 Ch−ơng 3: Nghiên cứu về máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Tổng quan về máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Thông số kỹ thuật của máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 93.3. - Nghiên cứu hệ thống gá lắp phôi trên máy dập CNC Finn-Power 5A25. - H−ớng dẫn hoạt động máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Kết luận ch−ơng 3 Ch−ơng 4: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ gia công trên máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Lập trình gia công một số loại sản phẩm cụ thể. - Kết luận ch−ơng 4 Phần kết luận chung: Các kết luận và ph−ơng h−ớng phát triển Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 10B. - Vào đầu thập niên 60 của thế kỷ XX ở các n−ớc trên thế giới đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ tạo hình sản phẩm dập cho sản xuất b−ớc đầu có kết quả. - Đi cùng với các thế hệ thiết bị, các ph−ơng pháp gia công kim loại dựa trên sự biến dạng dẻo của vật liệu (gọi tắt là gia công biến dạng dẻo hay gia công áp lực) đã chiếm một vị trí quan trọng với một tỷ trọng ngày càng tăng trong sản xuất cơ khí… Bên cạnh những ph−ơng pháp mang tính truyền thống chuyên sản xuất bán thành phẩm và tạo phôi nh− cán, rèn, ép đã xuất hiện những ph−ơng pháp cho phép sản xuất ra sản phẩm là những chi tiết hoàn chỉnh không cần phải gia công tiếp theo, đặc biệt là những sản phẩm dập tấm. - Quá trình công nghệ là toàn bộ các tác động trực tiếp làm thay đổi hình dạng, kích th−ớc, tính chất và trạng thái của phôi ban đầu để đạt đ−ợc mục đích nào đó. - Quá trình công nghệ bao gồm những nguyên công và đ−ợc sắp xếp theo một trình tự nhất định. - Dập tấm là một phần của quá trình công nghệ bao gồm nhiều nguyên công công nghệ khác nhau nhằm làm biến dạng kim loại tấm (băng hoặc dải) để nhận đ−ợc các chi tiết có hình dạng và kích th−ớc cần thiết với sự thay đổi không đáng kể chiều dày của vật liệu và không có phế liệu ở dạng phoi. - Nguyên Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 11công là một phần của quá trình công nghệ đ−ợc thực hiện bởi một hay một số công nhân ở một vị trí nhất định trên một máy bao gồm toàn bộ những tác động liên quan để gia công phôi đã cho. - Đó là một phần của công nghệ gia công kim loại bằng áp lực nhằm làm biến dạng kim loại tấm để nhận đ−ợc các chi tiết có hình dạng và kích th−ớc mong muốn. - Đây là một loại hình công nghệ đang đ−ợc ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, đặc biệt là trong các lĩnh vực kỹ thuật điện và điện tử, công nghiệp chế tạo ô tô, công nghiệp hàng không, công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, công nghiệp quốc phòng, thực phẩm, hoá chất, y tế… Sở dĩ đ−ợc ứng dụng rộng rãi nh− vậy là do nó có nhiều −u điểm nổi bất so với các loại hình công nghệ khác. - Có thể hoàn thành công việc phức tạp bằng một động tác đơn giản của máy dập. - Chế tạo đ−ợc những chi tiết có hình dáng phức tạp mà đôi khi các ph−ơng pháp gia công cắt gọt không thực hiện đ−ợc, hoặc thực hiện đ−ợc rất khó khăn. - Sản phẩm dập ra có thể sử dụng đ−ợc ngay, không cần phải gia công cắt gọt lại, có độ bền vững cao. - Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 12Do những đặc điểm trên của công nghệ dập tấm, mà ở các n−ớc công nghiệp tiền tiến, dập tấm chiếm một tỉ lệ cao trong nhiều ngành công nghiệp. - Ngành chế tạo máy hiện đại trong bối cảnh chuyên môn khoa học công nghệ phát triển đ−ợc đặc tr−ng bởi sự tăng tr−ởng về quy mô sản xuất và năng suất lao động nhờ tối −u hoá các giải pháp thiết kế và công nghệ và vì vậy sẽ lại góp phần thúc đẩy cho sự nhân rộng thiết kế và công nghệ. - Việc trang bị cho sản xuất một l−ợng lớn các quy trình công nghệ hoàn thiện mới cho sản xuất chính là điều kiện đặc tr−ng nhất cho sự phát triển ngành chế tạo máy hiện đại. - Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học, công nghệ tạo hình sản phẩm dập đã và đang đ−ợc trang bị bằng thiết bị hiện đại nhất phục vụ cho việc phát triển và ứng dụng tại các n−ớc có nền công nghiệp cao nh−: Mỹ, Nhật, Anh, Pháp, Đức, Thuỷ Điển. - ở Việt Nam những năm gần đây các cơ sở khoa học nh− Viện nghiên cứu cơ khí, đại học Bách khoa Hà nội, viện công nghệ Bộ quốc phòng, viện công nghệ Quốc gia đã liên kết với các bạn n−ớc ngoài để phát triển và nghiên cứu ứng dụng công nghệ tạo hình sản phẩm dập cho sản xuất có kết quả ngày càng cao. - Việc tìm kiếm các quy trình, tạo nên sự nhân rộng công nghệ sẽ đ−ợc dễ dàng hơn nếu nghiên cứu trên các thiết bị hiện đại và khai thác chúng một cách có hiệu quả trong phục vụ giảng dạy cũng nh− trong thực tế sản xuất. - Mặc dù việc nghiên cứu công nghệ tạo hình sản phẩm trên máy dập truyền thống đã có một số kết quả song do còn một số hạn chế về công nghệ, vận hành, năng l−ợng cung cấp là lực của bánh đà lệch tâm hay đặc tr−ng bởi trọng l−ợng phần rơi, không thay đổi đ−ợc hành trình đột-dập (đ−ợc giới hạn cụ thể trên từng loại máy), không thay đổi đ−ợc lực đột- dập, thời gian lắp ráp, căn chỉnh khuôn lớn.v.v. - Bên cạnh đó để đáp ứng nhu cầu thị tr−ờng là sự thay đổi mẫu mã sản phẩm linh hoạt, đa chủng loại và chất l−ợng sản phẩm cao, sản l−ợng lớn.v.v. - thì các máy dập CNC ra đời và ngày càng đ−ợc hoàn thiện Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 13hơn về mặt điều khiển, công nghệ, chức năng vận hành cũng nh− năng l−ợng cung cấp.v.v.. - Trong khuôn khổ một luận văn cao học, với mong muốn xây dựng cơ sở lý luận và h−ớng đi để có thể giải quyết đ−ợc một vấn đề công nghệ, trong luận văn này xin chỉ đề cập đến công nghệ tạo hình kim loại tấm trên máy dập CNC Finn-Power A5-25 và chú trọng đi sâu vào nguyên lý hoạt động của máy, hệ thống gá lắp phôi trên máy nhằm giải quyết từng phần vấn đề: “Xây dựng cơ sở và lập trình gia công một số loại sản phẩm điển hình trên máy dập CNC Fin-Power A5-25. - Tổng quan về công nghệ tạo hình kim loại tấm trên máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Cơ sở nghiên cứu lý thuyết của công nghệ tạo hình kim loại tấm trên máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Nghiên cứu về máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ gia công trên máy dập CNC Finn-Power A5-25. - Để tìm hiểu, khai thác về thiết bị, công nghệ, khả năng mở rộng công nghệ nhằm phục vụ giảng dạy cũng nh− thực nghiệm sản xuất trong nhà tr−ờng ngày càng hiệu quả. - Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 14Ch−ơng 2. - Dựa trên quan đểm này có thể phân chia các ph−ơng pháp biến dạng thành 5 nhóm lớn sau đây. - Bản chất của công nghệ tạo hình kim loại tấm là biến dạng tr−ợt. - Tất cả mọi ph−ơng pháp trong Gia công áp lực đều dựa trên một tiền đề chung là thực hiện một quá trình biến dạng dẻo. - Dập tấm là một phần của quá trình công nghệ bao gồm nhiều nguyên công công nghệ khác nhau nhằm làm biến dạng kim loại tấm để nhận đ−ợc các chi tiết có hình dạng và kích th−ớc cần thiết với sự thay đổi không đáng kể Trừơng ĐHBK Hà Nội Luận văn cao học " 15chiều dày của vật liệu và không có phế liệu ở dạng phoi. - Vị trí: Gia công kim loại bằng áp lực là môn khoa học ứng dụng các nghiên cứu lý thuyết, các quy luật vận động, các ph−ơng pháp và ph−ơng tiện tạo hình bán thành phẩm và các chi tiết kim loại, hợp kim nhờ biện pháp biến dạng dẻo (gia công không phoi). - Vị trí của quá trình biến dạng dẻo trong bảng phân loại các ph−ơng pháp công nghệ ban đầu đ−ợc trình bày trong hình 2.1. - Nhóm 1: Quá trình tạo hình chi tiết bằng cách loại bỏ vật liệu thừa từ khối nhất định để tạo cho phôi có hình dạng và đặc điểm cần thiết theo yêu cầu (bằng gia công cơ, hoặc xử lý bằng điện hoá, các ph−ơng pháp gia công bằng điện vật lý, bằng nấu chảy, bằng cách cho bay hơi v.v. - Nhóm 2: Tạo hình chi tiết từ các phần tử rời rạc ( ép chảy vật liệu dạng hạt, ép bột). - Nhóm 3: Tạo hình chi tiết từ kim loại nóng chảy. - Cơ tính của chi tiết khi đó bằng hoặc thấp hơn cơ tính của bán thành phẩm ban đầu ( σct /σph→1) Nhóm 4: Quá trình tạo hình chi tiết trên cơ sở ứng dụng khả năng của kim loại và hợp kim trong điều kiện xác định không thuận nghịch. - Cơ tính của vật liệu sau gia công đ−ợc tăng lên ( σct /σph≥1)
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt