Trang v

TÓM TT LUN VĂN
Ni dung chính ca lun văn thc sĩ đ tài: Nghiên cứu, phân tích, thay thế
phơng pháp gia công dập nóng bằng đúc áp lực trong chế tạo chi tiết cổ xe
nữ hợp kim nhôm.
Nghiên cu này gii quyt vn đ thay th phng pháp gia công dp nóng
bng đúc áp lc trong ch to chi tit c xe n hp kim nhôm. Đ thc hin đ
tài nghiên cu tác gi tin hành kho sát, phân tích và thc nghim ti công ty
TNHH Song Tain Industrial. Sn phm đc ch to và kim tra k thut thông
qua các phng pháp: Kim tra khi lng bng cơn đin t, kim tra đ cng
bng kìm Webster Instrument (Model B), kim tra khuyt tt bng máy siêu âm,
kim tra quá trình oxy hóa và kim tra đ bn mõi. Kt qu nghiên cu cho thy
sn phm đt cht lng theo yêu cu k thut. Mặt khác khi sn xut s lng
sn phm đt cao hn mc ~25000 mu thì phng pháp đúc áp lc tit kim chi
phí hn nhiu so vi khi s dng phng pháp dp nóng .

SUMMARY

The main contents of the master thesis topics: Research, analysis, alternative
methods of forging processing by pressure casting in the manufacturing of
aluminum alloy female stem part.
This study solve the problem alternative method of forging processing by
pressure casting in the manufacturing of aluminum alloy female stem part. To
research the author conducted a survey, analysis and experimental in Song Tain
Trang vi

Industrial Co., Ltd. Our products are manufactured and tested by the following


PHN III. NI DUNG
CHNG I: KHO SỄT, PHỂN TệCH CHI TIT ĐC CH TO
BNG PHNG PHỄP DP NịNG
3.1.1. TNG QUAN V PHNG PHÁP GIA CỌNG DP NÓNG 8
3.1.1.1. Khái nim chung 8
3.1.1.2. Thit b dp nóng 9
a) Máy dp nóng 10
b) Thit b nung kim loi 12
3.1.2. KHO SÁT CHI TIT C XE N CH TO BNG PHNG
PHÁP DP NÓNG 14
3.1.2.1. Vt liu chi tit 14
3.1.2.2. Quy trình dp nóng chi tit c xe n hp kim nhôm A6061 14
3.1.2.3. Thit b sn xut 15
3.1.2.4. Ch đ nhit luyn 18
3.1.2.5. Kt qu thu đc 18
3.1.2.6. u nhc đim ca phng pháp 18
CHNG II: KHO SỄT, PHỂN TệCH CHI TIT ĐC CH TO
BNG PHNG PHỄP ĐÚC ỄP LC
3.2.1. S LC V S HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIN CA
NGẨNH ĐÚC ÁP LC 20
3.2.2. CÔNG NGH ĐÚC ÁP LC CAO 22
3.2.2.1. Th nƠo lƠ đúc áp lc cao 22
3.2.2.2. u, nhc đim ca đúc áp lc cao 22
3.2.2.3. Khuôn đúc áp lc cao 23
Trang viii

3.2.2.4. Quy trình đúc áp lc cao 24
3.2.2.5. Thit b đúc áp lc cao 26
3.2.2.6. C s công ngh tính toán c cu ép vƠ c cu khóa khuôn 32

f. Đúc th vƠ điu chỉnh 73
g. Ct bavia và nhit luyn x lý b mặt 75
h. Hoàn thin sn phm 75
3.3.2. THÍ NGHIM KIM TRA 76
3.3.2.1. Kim tra khi lng bng cơn đin t 76
3.3.2.2. Kim tra đ cng bng kìm Webster Instrument (Model B) 77
3.3.2.3. Kim tra đ bn mi 78
3.3.2.4. Kim tra khuyt tt trên máy siêu âm 79
3.3.2.5. Kim tra quá trình oxy hóa 79
3.3.2.6. Kt qu các thí nghim kim tra 80 CHNG IV: SO SỄNH PHNG PHỄP DP NịNG VẨ ĐÚC ỄP LC
TRONG CH TO CHI TIT C XE N HP KIM NHỌM
3.4.1. SO SÁNH QUY TRÌNH SN XUT 81
3.4.2. SO SÁNH THÔNG S K THUT 83
3.4.3. SO SÁNH HIU QU KINH T 83
3.4.4. KT LUN 83

PHN IV. KT LUN VẨ KHUYN NGH
4.1 KT LUN 85
4.2 HNG PHÁT TRIN Đ TÀI 85 TÀI LIU THAM KHO 86
Trang x


HB
N
daN
0
C
at
pa
Mpa
S
J
K
KVA
AMD
HRC
ml : met
:ăđộ cứng Brinell
: Newton
: deca Newton
: Degrees Celsius/ăđộ C
: atmotphe kỹ thut
: Pascal
: Mêga pascal
: second / giây
: Joule / Jun
: Kelvin
: Kilo Volt-Ampere
: Electric Discharge Machining

Hình 3.1.2.9. Máy dp trc khuỷu 20 tấn 17
Hình 3.1.2.10. Lò nhit luyn 18
Hình 3.2.1.1. Ắăđồ nguyên lý củaămáyăđúẾăáịăệựẾăẮtuọgissăỉĕmă1849 20
Hình 3.2.1.2. MáyăđúẾăáịăệực DusỀỉẽỀọyăỉĕmă1877 21
Hình 3.2.1.3. Ắăđồ máyăđúẾăáịăệực của công ty H.H Franking ch tỊăỉĕmă
1904 21
Hình 3.2.2.1. Nguyên lý to vtăđúẾ 22
Hình 3.2.2.2. Kt cấu bộ ỆhuôỉăđúẾăáịăệực cao 23
Hình 3.2.2.3. MôăhửỉhăỆhuôỉăđúẾăáịăệực nằm ngang 24
Hình 3.2.2.4. CáẾăgiaiăđỊỉăđúẾăáịăệực 25
Hình 3.2.2.5. ắhayăđổi của tốẾăđộ và áp suất trong buồng ép 25
Hình 3.2.2.6. Ắăđồ nguyên lý chung củaămáyăđúẾăáịăệực 26
Hình 3.2.2.7. Một số kiểu ép buồn nguội 27
Hình 3.2.2.8. MáyăđúẾăáịăệực buồng ép nguội của hãng SINATEK 28
Trang xiii

Hình 3.2.2.9. NguyêỉăệýămáyăđúẾăáịăệực có buồng ép nguội nằm ngang 29
Hình 3.2.2.10. Ắăđồ nguyên lý làm vic củaămáyăđúẾăáịăệực buồng nguội - 29
Hình 3.2.2.11. Nguyên lý máyăđúẾăáịăệực buồng ép nóng 30
Hình 3.2.2.12. Ắăđồ ỉguyêỉăệýămáyăđúẾăáịăệực buồng ép nóng 31
Hình 3.2.2.13. MáyăđúẾăáịăệực buồng ép nóng của hãng SIMHOPE chuyên
đúẾăỆm 31
Hình 3.2.2.14. CăẾấu ép buồng nằm ngang một xilanh 32
Hình 3.2.2.15. Ắăđồ ẾăẾấu ép và áp lực ép 34
Hình 3.2.2.16. CăẾấu khóa khuôn kiểuăẾáỉhătayăđòỉăẾủa máyăđúẾăẽuồng ép
ngang 35
Hình 3.2.2.17. Giỉăđồ xáẾăđnh giá tr ∑ạăịh thuộc vào áp suất P
n
và
đng kính xilanh ép D

Hình 3.3.1.2.9. Vỏ khuôn cố đnh 71
Hình 3.3.1.2.10. Vỏ Ệhuôỉăếiăđộng 71
Hình 3.3.1.2.11. Tấm gi 71
Hình 3.3.1.2.12. Tấmăđẩy 71
Hình 3.3.1.2.13. Gối kẹp 71
Hình 3.3.1.2.14. ậayătọtăẾỊỉătọt 71
Hình 3.3.1.2.15. Gù 72
Hình 3.3.1.2.16. Pét 72
Hình 3.3.1.2.17. Các loi cốt dn 72
Hình 3.3.1.2.18. Các loiătyăệóiă(đẩy) 72
Hình 3.3.1.2.19. Thit k mô hình 3D bộ ỆhuôỉăđúẾăáịăệực 72
Hình 3.3.1.2.20. Phần khuôn cố đnh 73
Hình 3.3.1.2.21. PhầỉăỆhuôỉăếiăđộng 73
Hình 3.3.1.2.22. Ảiụỉăđồ thể hin vn tốẾăđầu tống (pittong) theo quãng
đỉgăđi ỆhiăđóỉgăỆhuôỉ 74
Hình 3.3.1.2.23. MuăđúẾăsn phẩm 75
Hình 3.3.1.2.24. Sn phẩm qua các khâu x lý huăđúẾ 75
Hình 3.3.2.1.1. Cân muătọêỉăẾợỉăđin t 76
Hình 3.3.2.2.1. Kim Webster Instrument (Model B) 77
Hình 3.3.2.3.1. Máy kiểmătọaăđộ bn mỏi 78
Trang xv

Hình 3.3.2.4.1. Kiểm tra bằỉgăịhỉg pháp siêu âm 79
Hình 3.3.2.5.1. Buồỉgăịhuỉăsỉgămuối 80
Hình 3.3.4.1. Biểuăđồ biểu din mối quan h gia chi phí sn xuất và số
ệng sn phẩm 84


Bỉgă3.2.4. TốẾăđộ nịăđối vi các vtăđúẾăẽằng hp kim khác nhau, hình
dng khác nhau 50
Bỉgă3.2.5. Giá tr các h số của công thức 3.38 và 3.39 53
Bỉgă3.2.6. H số Kăđối vi các hp kim khác nhau theo công thức 3.41 56
Bỉgă3.2.7. Các giá tr h số K của công thức 3.42 57
Bỉgă3.2.8. Chiuăếàyăọụỉhăhiătọêỉăhốc khuôn 58
Bỉgă3.2.9. Khốiăệng riêng của không khí ph thuộc nhităđộ 59
Bỉgă3.2.10. Tính chất vt lý của hp kim nhôm 62

Trang 1

PHN I. ĐT VN Đ
1.1. Đt vn đ
Th kỉ 21, Vit Nam đƣ vƠ đang hi nhp mnh m vi nn kinh t th gii
kéo theo s thay đi, phát trin ca nhiu ngành, nhiu lĩnh vc trong đó có ngƠnh
C khí ch to. Vi nhu cu ngày càng cao ca con ngi, thì vic tìm ra các quy
trình sn xut mi có kh năng rút ngn thi gian, gim chi phí sn xut nhng
vn đm bo yêu cu k thut luôn là vn đ đặt ra cho các nhà sn xut.
Có nhiu phng pháp gia công vƠ quy trình sn xut khác nhau đ to ra mt
sn phm c khí. Tuy nhiên lƠm sao đ đa phng pháp gia công đó vƠo trong
sn xut hàng lot, hàng khi, mang li hiu qu kinh t và tính cnh tranh cao
chính là vn đ cn quan tâm nghiên cu hin nay.
Đúc áp lc và dp nóng lƠ hai phng pháp gia công đc s dng trong sn
xut hàng lot, hàng khi. Hai phng pháp nƠy to hình sn phm thông qua
khuôn đúc (khuôn ép) vƠ lc nén ca máy ép thy lc, máy ép trc khuu, máy
búaầ. Vi mi phng pháp ta có quy trình x lý, thit b sn xut, vt
liuầriêng bit. Tuy nhiên vn có th thay th gia hai phng pháp nƠy trong

cao trng ĐH S Phm K Thut và Trung tâm Kim đnh và Hun luyn An
toƠn Lao đng Tp. H Chí Minh.
1.4. Khái quát công vic thc hin
 Kho sát, phân tích chi tit đc ch to bng phng pháp dp nóng.
 Kho sát, phân tích chi tit đc ch to bng phng pháp đúc áp lc.
 Ch to thc nghim và làm các thí nghim kim đnh cht lng.
 Phân tích, so sánh, kt lun đ tài nghiên cu.
1.5. Phng pháp nghiên cu
Đ thc hin đ tƠi, có hai phng pháp nghiên cu đc đa ra:
+ Phân tích, tính toán da trên c s lý thuyt.
+ Thc nghim, x lý s liu ti công ty Song Tain Industrial vƠ c s
kim đnh.

Trang 3

PHN II. HIN TRNG K THUT
2.1. Hin trang nghiên cu và công ngh trong nc
Tình hình nghiên cu v đúc áp lc  Vit Nam my năm gn đơy có nhiu
bc phát trin. Vin Công Ngh - B Công Thng đƣ ch to đc máy đúc áp
lc và ci tin, phát trin các b phn ca máy. Bên cnh đó Vin cũng có nhiu
đ tài nghiên cu các vn đ liên quan nh vt liu đúc, vt liu làm khuôn, ng
cng CAE đ ti u hóaầ Hình 2.1.1. MáyăđúẾăáịăệực ZDC-
420ẫắẮ,ZắAăđc ch to bởi Vin
Công Ngh - Bộ Côỉgăắhỉg.

cm
3

427
580
760
Trng lng tng
kg
2,83
3,86
5,05
Các trng đi hc cũng đƣ đu t máy móc nghiên cu nh trng ĐH Bách
Khoa Thành ph H Chí Minh, trng ĐH Bách Khoa ĐƠ Nẵng, trng ĐH Bách
Khoa Hà Ni đƣ có mt s nghiên cu đc đăng trên các tp chí Khoa hc và
Công ngh . Tuy nhiên vi năng lc vƠ điu kin còn hn ch nên đúc áp lc 
Trang 4

nc ta vn còn kém xa các nc công nghip phát trin nh Đc, M, Nht, Hàn
Qucầ Hin ti có nhiu tp đoƠn, công ty nc ngoƠi đu t vƠo lĩnh vc này 
Vit Nam vi quy mô tm trung. Ti các khu công nghip Đng An, Sóng Thn,
VSIPầca Bình Dng có rt nhiu công ty ca ĐƠi Loan, HƠn Quc, Nht Bn
đu t sn xut sn phm c khí, gia dng bng đúc áp lc.
Công ngh đúc áp lc cao ti Vit Nam đang dn đc ci thin, các sn
phm ca đúc áp lc ngày càng đa dng hn. Nhng nhìn chung công ngh đúc
áp lc  các c s sn xut đu có hiu qu làm vic không cao th hin lƠ lng
ph phm và nguyên công x lỦ sau đúc còn nhiu. Nguyên nhân chính ca thc
trng này là: s dng thit b đƣ qua s dng  nc ngoài, cht lng khuôn đúc
và vt liu kim loi đúc cha đ tt, s dng hn ch CAE trong thit k, ch to.
thp, đng thi đt cht lng cao trong nhiu ng dng ch to sn phm, t các
chi tit ca ôtô, đn v đin thoi di đng, máy tính xách tay và camera.
Công ngh ATM ca CSIRO có các u đim sau:
+ Gim din tích thit k, dn đn kh năng s dng thit b nh hn thit b
đúc áp lc thông thng hoặc có th to nhiu hc khuôn ép hn trên mt
khuôn;
+ Chu trình thi gian ch to ngn hn, dn đn ci thin năng sut thit b;
+ Vi cu trúc tinh hn (dn đn đ bn gia tăng);
+ Có kh năng thit k li các chi tit có mặt ct mng hn, dn đn gim
trng lng/chi phí;
+ M rng gii hn thit k các chi tit vt ngoài tm ca thit b đúc áp lc
thông thng;
+ Nâng cao hiu sut s dng năng lng.
Trang 7

PHN III. NI DUNG

Chi tit c xe n hp kim nhôm (mã s: ST-150211) là mt b phn thành

Dp nóng thuc nhóm gia công bin dng - mt trong nhng phng pháp c
bn đ ch to các chi tit máy và các sn phm kim loi thay th cho phng
pháp đúc hoặc gia công ct gt. Gia công bin dng thc hin bng cách dùng
ngoi lc tác dng lên kim loi  thái nóng hoặc ngui làm cho kim loi đt đn
quá gii hn đƠn hi, kt qu s lƠm thay đi hình dng ca vt th kim loi mà
không phá hu tính liên tc vƠ đ bn ca chúng.
Đặc đim ca gia công bin dng là kim loi gia công  th rn, sau khi gia
công không nhng thay đi hình dáng, kích thc mƠ còn thay đi c c, lỦ, hoá
tính ca kim loi nh kim loi mn chặt hn, ht đng đu, kh các khuyt tt (r
khí, r co v.v ) do đúc gơy nên, nơng cao c tính vƠ tui bn ca chi tit v.v
Gia công bin dng cho năng sut cao vì có kh năng c khí hoá vƠ t đng hoá
cao.

Hình 3.1.1.1. Ắăđồ kt cấu của
một bộ khuôn dp nóng (rèn):
Khuôn trên (1); rãnh chứa ba-via
(2);ă Ệhuôỉăếiă(3);ă Ếhuôiă đuôiă éỉă (4);ă
lòng khuôn (5); ca ba-via (6)

Dp nóng lƠ phng pháp gia công áp lc trong đó kim loi bin dng trong
mt không gian hn ch bi b mặt lòng khuôn. Quá trình bin dng ca phôi
trong lòng khuôn phơn thƠnh 3 giai đon:
Trang 9

+ Giai đon đu chiu cao ca phôi gim, kim loi bin dng và chy ra
xung quanh, theo phng thẳng đng phôi chu ng sut nén, còn
phng ngang chu ng sut kéo.
+ Giai đon 2 kim loi bt đu lèn kín ca ba-via, kim loi chu ng sut
nén khi, mặt tip giáp gia khuôn trên vƠ di cha áp sát vƠo nhau.
+ Giai đon cui: kim loi chu ng sut nén khi trit đ, đin đy

nc) có áp sut cao. Máy đc ch to vi lc ép t: 200-10000 tn. Máy ép
thy lc có u đim là lc ép ln, chuyn đng ca đu ép êm vƠ chính xác, điu
khin hành trình ép và lc ép d dàng. Nhc
đim ca máy ép thy lc là ch to phc
tp, bo dng khó khăn.
Đ to lc ép ln, trong máy ép thy lc
thng dùng b khuch đi áp sut vi hai xi
lanh: xi lanh hi (1) vƠ xi lanh du (3).
Pittong (2) có hai phn đng kính khác
nhau, phn nm trong xi lanh hi có đng
kính ln (D) và phn nm trong xi lanh du
có đng kính bé (d). Vi áp sut hi p
1
, áp
sut du p
2
đc tính theo công thc sau:

2=

1
.

2

2
Hình 3.1.1.2. Bộ khuẾhăđi áp suất

43 tn.
Nguyên lý làm vic ca máy nh
sau: Khi máy cha lƠm vic, lò xo (7)
thông qua h thng đòn by gi cho
van phân phi (2)  v trí trung
gian, khi nhn bƠn đp (8), h thng
đòn by chung thông qua các đòn by
(6 và 4) m van cp (3) hi nc
theo đng dn trên vƠo ngăn trên ca
xi lanh vƠ đy pistông búa (10) đi
xung, hi  ngăn di qua l  trc
van trt (2) đi ra ng thoát (b).

Hình 3.1.1.4. Ắăđồ nguyên lý
máyăẽúaăhiăỉc
1)ăĐòỉăẽẩy 2) Van phân phối
3) Van cấịă4)ăĐòỉăẽẩy
5) ắhaỉhătửăă6)ăĐòỉăẽẩy 7) Lò xo
8)ăBàỉăđịă9)ăĐầu búa
10)ăẫistôỉgăđầu búa
Khi đu búa đi xung, thanh tì (5) trt theo mặt vát đn mt mc đ nƠo đó
rãnh khuyt ca van trt s hng đng khí đa t ng (a) vào mặt
di ca pittông (10) đa đu búa đi lên. Đu búa đi lên đn mt hành trình
xác đnh thì mặt vát ca nó ép vào thanh tỳ (5) thông qua h thng đòn by (1)
nơng van trt (2) lên chun b cho hƠnh trình đi xung.
Trang 12

Máy có tc đ chuyn đng ca đu trt ln và không êm, bin dng ca kim
loi không trit đ, va đp hai na khuôn ln nên gia công kém chính xác.



Trang 13

 Lò bung (lò phn x)

Hình 3.1.1.6. Lò buồng dùng
nhiên liu rn
1- ca lấyăxĩ;ă2- ghi lò; 3- ca vào
than; 4- than; 5- tỉgăỉgĕỉ;
6- sàn lò; 7- ca công tác;
8- phôi nung; 9- bộ thu hồi nhit;
10- cng khói.
 Lò nung liên tc

Hình 3.1.1.7. Lò buồng liên tc
1-CăẾấuăđẩy phôi, 2-Ca np phôi, 3-Vùng đồng nhit, 4- Vùng nung
5-Vt nung, 6-Vùng nung,7- Mỏ phun, 8-Ca ra, 9-ắhaỉhăđỡ,10-ống khói  Lò đin tr

Hình 3.1.1.8. Lòăđin trở

1- Đầu nốiăđin
2- ếợyăđin trở
3- nhit k
4- nịăđy
5- phôi nung
6- ghi lò
7- ca lò