- MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các hình vẽ, đồ thị, bảng biểu Tóm tắt luận văn Lời mở đầu CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ÁP LỰC VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT DẬP TẠO HÌNH 1.1 Tổng quan về công nghệ gia công áp lực 1 1.1.1 Khái niệm về gia công áp lực 1 1.1.2 Vai trò và sự phát triển của công nghệ gia công áp lực 4 1.1.3 Ưu nhược điểm của công nghệ gia công áp lực 5 1.1.4 Một số phương pháp gia công áp lực điển hình 5 1.2 Lý thuyết công nghệ dập tạo hình khối 9 1.2.1 Khái niệm 9 1.2.2 Ưu nhược điểm của công nghệ dập khối 10 1.2.3 Phân loại công nghệ dập khối 11 1.3 Sơ đồ công nghệ dập khối chính xác 13 1.4 Kết luận 15 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ DẬP NỬA NÓNG 2.1 Giới thiệu công nghệ 16 2.2 Ý nghĩa của công nghệ dập nửa nóng 16 2.3 Khả năng công nghệ của công nghệ dập nửa nóng 19 2.4 Thành phần cấu tạo vật liệu được áp dụng 20 2.5 Cấp chính xác đạt được 21 2.6 Tính kinh tế của dập nửa nóng 21 2.7 Thiết bị dành cho công nghệ dập nửa nóng 22 2.8 Làm mát, bôi trơn của thiết bị dập nửa nóng 23 2.9 Chế tạo và chọn phôi 24 2.10 Quá trình gia công 24 2.11 Kết luận 24 CHƯƠNG 3 : LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA SẢN PHẨM 3.1 Tổng quan về chi tiết 26 3.2 Phân tích các phương án công nghệ và lựa chọn phương án gia công 27 3.2.1 Phương án 1 : Dập trong khuôn kín từ phôi rỗng 27 3.2.2 Phương án 2 : Dập trng khuôn kín từ phôi đặc 28 3.3 Tính toán lượng dư và dung sai vật dập 29 3.3.1 Cấp chính xác của vật dập 29 3.3.2 Xác định lượng dư gia công 30 3.3.3 Xác định dung sai vật rèn 30 3.4 Tính toán phôi 30 3.4.1 Khối lượng và thể tích vật rèn 30 3.4.2 Khôi lượng và thể tích phôi 30 34.3 Chọn phôi 31 3.5 Chế độ nung, bôi trơn, làm nguội 31 3.5.1 Nhiệt độ nung và chế độ nung 31 3.5.2 Chế độ bôi trơn, làm mát 32 3.6 Thiết bị dập khối chính xác 33 3.6.1 Dập khối khuôn kín trên máy búa 33 3.6.2 Dập khối khuôn kín trên máy ép trục khuỷu 33 3.7 Kết luận 37 CHƯƠNG 4 : MÔ PHỎNG SỐ VÀ TỐI ƯU THÔNG SỐ TRONG TẠO HÌNH CHI TIẾT BÁNH RĂNG 4.1 Giới thiệu phần mềm Deform 3D 38 4.1.1 Phương pháp phần tử hữu hạn 38 4.1.2 Phần mềm Deform 3D 38 4.1.3 Các sản phẩm của hệ thống Deform 39 4.1.4 Một số sản phẩm kết quả mô phỏng của phần mềm Deform 39 4.1.5 Các tính năng 41 4.2 Thiết lập bài toán mô phỏng quá trình tạo hình chi tiết bánh răng 42 4.2.1 Mô hình hình học 43 4.2.2 Mô hình vật liệu 46 4.2.3 Thiết lập các mô hình điều kiện biên 49 4.2.4 Phân tích kết quả mô phỏng dập chính xác chi tiết bánh răng 52 4.2.5 So sánh các phương pháp dập tạo hình chi tiết bánh răng 55 4.3 Kết quả so sánh phương pháp gia công 62 KẾT LUẬN 63 Tài liệu tham khảo 65 Phụ lục 66 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. - Hà Nội, tháng 01 năm 2016 Tác giả luận văn: Nguyễn Minh Trúc LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Phó giáo sư – Tiến sỹ Nguyễn Đắc Trung người trực tiếp hướng dẫn, cùng các thầy, các cô giáo trong bộ môn Gia công áp lực– Viện Cơ khí – Trường Đại học Bách Khoa - Hà Nội. - Đã chỉ bảo và tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. - DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình Ý nghĩa Trang 1.1 Sản phẩm của gia công áp lực 2 1.2 Công nghệ cán kim loại 6 1.3 Công nghệ kéo kim loại 6 1.4 Công nghệ ép kim loại 7 1.4a Công nghệ ép sợi kim loại 7 1.4b Công nghệ ép thanh kim loại 7 1.4c Công nghệ ép ống kim loại 7 1.5 Công nghệ rèn tự do 7 1.6 Công nghệ dập thể tích trong khuôn hở 7 1.7 Công nghệ dập trong khuôn kín 8 1.8 Cộng nghệ dập tấm 8 1.9 Công nghệ dập thủy tĩnh 9 1.10 Sơ đồ trình tự các nguyên cong trong dập thể tích 9 1.11 Sơ đồ giải thích quá trình dập thể tích 9 1.12 Sản phẩm công nghệ dập nóng 11 1.13 Sản phẩm công nghệ dập nguội 12 1.14 Sơ đồ dập trong khuôn hở 12 1.15 Sơ đồ dập thể tích trong khuôn kín 13 1.16 Sơ đồ công nghệ dập khối chính xcas trong khuôn kín 15 1.17 Sơ đồ công nghệ chế tạo chi tiết khớp nối chữ nhật 15 2.1 Chi tiết bánh răng 16 2.2 Mối quan hệ giữa nhiệt độ và các đặc tính công nghệ thép C15 17 2.3 Sản phẩm công nghệ dập nửa nóng 20 3.1 Chi tiết thật 26 3.2 Mô hình 3D chi tiết 26 3.3 Dập trong khuôn kín từ phôi rỗng 27 3.4 Dập trong khuôn kín từ phôi đặc 28 3.5 Sơ đồ khuôn kín dập trên máy ép trục khuỷu 34 3.6 Sơ đồ khuôn kín có cơ cấu đối áp 36 3.7 Sơ đồ khuôn kín cơ cấu đẩy theo nguyên tắc đòn bẩy và cơ cấu đối áp lò xo 36 4.1 Mô phỏng dập khối bằng phần mềm Deform-3D 40 4.2 Mô phỏng quá trình cán 41 4.3 Sơ đồ bài toán mô phỏng 43 4.4 Mô hình phôi 44 4.5 Mô hình chày ép 44 4.6 Mô hình khuôn trên 45 4.7 Mô hình khuôn dưới 45 4.8 Thư viện vật liệu 46 4.9 Thông tin vật liệu 47 4.10 Lựa chọn vật liệu phôi 48 4.11 Các đường con chảy của vật liệu 49 4.12 Mô hình chia lưới 50 4.13 Modul Inter Object 51 4.14 Modul Database Generation 52 4.15 Quá trình tạo hình 57 4.16 Mức độ biến dạng 57 4.17 Lực dập khi dập nguội 58 4.18 Lực dập khi dập nửa nóng 59 4.19 Lực dập khi dập nóng 59 4.20 Trạng thái ứng suất khi dập nguội ở Trạng thái ứng suất dập nửa nóng 61 4.22 Trạng thái ứng suất khi dập nóng 61 4.23 Sản phẩm sau khi dập 62 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Ý nghĩa Trang 4.1 Bảng thông số dập nguội 53 4.2 Bảng thông số dập nửa nóng 54 4.3 Bảng thông số dập nóng 55 DANH MỤC PHỤ LỤC Phụ lục Ý nghĩa Trang Phục lục 1 Bản vẽ chế tạo chi tiết 66 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Nghiên cứu công nghệ tạo hình nửa nóng để chế tạo chi tiết bánh răng truyền động. - NGUYỄN ĐẮC TRUNG Từ khóa (Keyword): Công nghệ dập nửa nóng, semi-hot forming, warm forming. - Nội dung tóm tắt: a) Lý do chọn đề tài Tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu công nghệ tạo hình nửa nóng để chế tạo chi tiết bánh răng truyền động” với hai lý do sau. - Ngày nay, chi tiết bánh răng được sử dụng rất rộng rãi trong nhà máy công nghiệp, xây dựng, giao thông… Với tính chất làm việc trong điều kiện khắc nhiệt nên tìm ra công nghệ phù hợp trong việc chế tạo chi tiết bánh răng nhằm giảm được thời gian, giá thành cũng như tăng chất lượng sản phẩm đóng vai trò quan trọng. - Các phần mềm hiện nay cung cấp cho người dùng các chức năng mô phỏng nhằm đưa ra chính xác các thông số công nghệ cũng như lường trước những khó khăn trong quá trình chế tạo. - Nghiên cứu, thiết kế công nghệ phù hợp để chế tạo chi tiết bánh răng. - Mô phỏng quả trình tạo hình ở trạng thái nửa nóng, so sánh với tạo hình ở trạng thái nóng. - Xây dựng mô hình chi tiết. - Thiết lập mô hình mô phỏng để khảo sát quá trình công nghệ tạo hình chi tiết dạng rỗng qua các nguyên công chồn cục bộ, dập tạo hình. - Mô phỏng số để xác định các thông số công nghệ cơ bản. - Xác định ứng suất và biến dạng của khuôn, ảnh hưởng đến độ chính xác chi tiết. - Phần nội dung được thực hiện trong 4 chương - Chương 1 : Tổng quan về công nghệ gia công áp lực và cơ sở lý thuyết dập tạo hình. - Chương 2 : Giới thiệu công nghệ dập nữa nóng - Chương 3 : Lựa chọn công nghệ và tính toán các thông số sản phẩm - Chương 4 : Mô phỏng số và tối ưu thông số trong tạo hình chi tiết bánh răng. - d) Phương pháp nghiên cứu. - Xây dựng mô hình chi tiết bằng phần mềm Catia. - Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) thông qua phầm mềm Deform tính toán mô phỏng nhằm phân tích các quá trình tạo hình. - e) Kết luận - Đề tài đã trình bày những ưu điểm của công nghệ dập nửa nóng, mô phỏng quá trình tạo hình thông quá phần mềm Deform 3D. - Ứng dụng tối ưu hóa thông số công nghệ. - So sánh công nghệ dập nửa nóng với công nghệ dập nóng và dập nguội thông thông qua nghiên cứu chế tạo chi tiết bánh răng truyền động. - Các sản phẩm cơ khí của chúng ta ngày càng phải cạnh tranh với các sản phẩm từ nước ngoài. - Vì vậy chất lượng sản phẩm yêu cầu ngày càng cao, đa dạng cả về mẫu mã, chủng loại và đồng thời đáp ứng nhanh chóng về mặt thời gian. - Do đó, tối ưu hóa công nghệ được cho là yêu tố quan trọng để nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm chi phí thiết kế, sản xuất và giảm giá thành sản phẩm. - Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ thông tin, điện tử, tự động hóa đã trợ giúp quá trình tối ưu hóa công nghệ một cách nhanh chóng và chính xác bằng các phương pháp mô phỏng số. - Đó là sự kết hợp giữa mô hình quá trình và các phương pháp số để giải mô hình quá trình đó. - Mô phỏng số cho thấy được nhiều kết quả rõ ràng qua đó có thêm những hiểu biết, nhận xét đúng đắn để góp phần tìm ra những giải pháp công nghệ phù hợp trong quá trình sản xuất. - Ngoài ra luận văn này cũng bước đầu nghiên cứu và sử dụng đến công nghệ dập khối chính xác ở trạng thái nửa nóng nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình gia công và chất lượng sản phẩm. - Luận văn bao gồm 4 chương Chương 1 : Tổng quan về công nghệ gia công áp lực và cơ sở lý thuyết dập tạo hình. - Chương 2 : Giới thiệu công nghệ dập nửa nóng. - Chương 3 : Thiết kế công nghệ và tính toán các thông số của sản phẩm. - Chương 4 : Mô phỏng số và tối ưu các thông số trong tạo hình chi tiết bánh răng. - Hà Nôi, tháng 1 năm 2016 Học viên Nguyễn Minh Trúc 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ÁP LỰC VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT DẬP TẠO HÌNH 1.1. - Tổng quan về công nghệ gia công áp lực Công nghệ gia công áp lực ( dập tạo hình kim loại) là một phương pháp chế tạo chính trong lĩnh vực cơ khí. - Tại các nước công nghiệp phát triển, tỷ trọng các sản phẩm gia công áp lực chiểm 30-35% tổng sản phẩm cơ khí và xu hướng phát triển ngày càng tăng. - Ở Việt Nam những năm gần đây,công nghệ gia công áp lực hiện đại đang được chuyển giao vào một cách mạnh mẽ như trong công nghiệp sản suất oto, xe máy, công nghệ sản suất phụ tùng phục vụ nội địa hóa sản phẩm cơ khí. - Trong lĩnh vực gia công áp lực, hai công nghệ chính là dập tấm và dập khối đang ngày càng chiếm một vị trí quan trọng trong sản xuất công nghiệp thuộc các ngành cơ khí, luyện kim, xây dựng. - Để tính toán thiết kế công nghệ này một cách chính xác, người kĩ sư phải có được các kiến thức để phân tích quá trình tạo hình, xác định được các thông số công nghệ hợp lý, hình dáng hình học của dụng cụ gia công ảnh hưởng tới biến dạng của vật liệu cũng như tới chất lượng của sản phẩm để từ đó thiết kế được khuôn cũng như các thiết bị phù hợp.[5] 1.1.1. - Khái niệm về gia công áp lực Gia công áp lực là phương pháp gia công vật liệu dựa trên sự biến dạng dẻo của kim loại trong suốt quá trình gia công để đạt được hình dạng và kích thước cuối cùng như mong muốn. - Gia công áp lực chiếm một vị trí quan trọng với một tỉ trọng ngày càng tăng trong sản xuất cơ khí. - Một số sản phẩm của công nghệ gia công áp lực 2
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt