BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------

ĐINH VĂN DUY

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ KHUÔN
DẬP LIÊN TỤC CHẾ TẠO TẤM TẢN NHIỆT ĐIỀU
HÒA KHÔNG KHÍ

LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

HÀ NỘI – 2008


2

Mục lục

Trang
Lời cam đoan
Lời cám ơn

1

Mục lục

2

Lời mở đầu



1.2.2. Máy ép trục khuỷu

17

1.2.3 Máy búa

19

Chơng 2. Công nghệ dập trên khuôn liên tục

23

2.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nớc.

23

2.2. Công nghệ dập liên tục

29

2.2.1. Dập tấm trên khuôn liên tục

29

2.2.2. Cơ sở các quá trình công nghệ trên khuôn liên tục

29

2.2.3. Thiết kế khuôn liên tục


3.3.3 Tính toán công nghệ

69

3.3. Hệ thống cấp phôi tự động

83

CHƯƠNG 4. ứng dụng phần mềm Unigraphics NX5

91

thiết kế khuôn liên tục
4.1. Giới thiệu về unigraphics NX5

91

4.2. Các module và ứng dụng

92

4.3. ứng dụng Unigraphics thiết kế khuôn liên tục

95

Kết luận Và hớng NGHIên CU Tiếp THEO của

97


4

Lời mở đầu
Thiết kế công nghệ và khuôn dập liên tục cho các sản phẩm tấm trong
các lĩnh vực: Điện, điện tử, ôtô... là một vấn đề khá mới mẻ trong lĩnh vực cơ
khí nói chung và gia công áp lực nói riêng ở nớc ta. Việc sử dụng khuôn liên
tục giúp tăng năng suất, chất lợng, độ đồng đều giữa các sản phẩm từ đó giúp
giảm giá thành nâng cao sức cạnh tranh của hàng hoá trong nớc, với mục tiêu
của đề tài là: Nghiờn cu cụng ngh v thit k khuụn dp liờn tc ch to
tm tn nhit iu hũa khụng khớ.. Bởi vậy nội dung chính của đề tài đều
xoay quanh các vấn đề nghiên cứu về công nghệ dập trên khuôn liên tục, xây
dựng quy trình công nghệ, tính toán thiết kế các bộ khuôn dập, thiết kế hệ
thống cấp phôi tự động ...Nhằm tiếp cận với một phơng pháp thiết kế hiện đại
mà hiện nay rất phổ biến ở các nớc công nghiệp phát triển là phơng pháp
thiết kế ảo, đề tài đã tự đặt ra một nhiệm vụ là bớc đầu nghiên cứu ứng
dụng phần mềm sử dụng vào việc thiết kế khuôn liên tục (Phần mềm
Unigraphics NX). Phơng pháp này cho phép rút ngắn quá trình chế tạo thử
sản phẩm và tránh đợc những chi phí tốn kém do phải chỉnh sửa thiết kế và
gia công so với các phơng pháp truyền thống.
Trong khuôn khổ của luận văn này tôi xin trình bày về công nghệ dập
liên tục (Progressive die) và thiết kế khuôn liên tục, bộ cấp phôi tự động chế
tạo tấm tản nhiệt điều hòa không khí kỹ thuật số.
Nội dung luận văn gồm có 5 chơng:
Chơng 1: Tổng quan về Gia công áp lực.
Chơng 2: Công nghệ dập trên khuôn liên tục.
Chơng 3: Nghiên cứu chế tạo tấm tản nhiệt bằng công nghệ dập trên
khuôn liên tục.
Chơng 4: ứng dụng phần mềm unigraphics NX5 thiết kế khuôn liên
tục.


(chiếm 60 70%).


6

Ph©n lo¹i
* Ph©n theo tÝnh chÊt vµ lo¹i biÕn d¹ng.
- BiÕn d¹ng c¾t t¸ch nguyªn vËt liÖu.
- BiÕn d¹ng dÎo
* Ph©n theo tõng nguyªn c«ng riªng biÖt

H×nh 1.1. S¬ ®å ph©n lo¹i theo tõng nguyªn c«ng riªng biÖt


7

Hình 1.2. Một số sản phẩm đợc sản xuất bằng phơng pháp dập tấm

1.1.2. Công nghệ dập khối
Dập khối là một trong những phơng pháp gia công kim loại bằng áp
lực nhờ lợi dụng tính dẻo của kim loại tạo ra một thành phẩm hoặc bán thành
phẩm có hình dạng và kích thớc theo mong muốn bằng cách làm cho kim
loại chảy dẻo và điền đầy vào lòng khuôn hay chảy qua lỗ thoát hoặc bị biến
dạng toàn phần thể tích phôi.


8

Hình 1.3. Một số sản phẩm sản xuất bằng phơng pháp dập khối


liệu sẽ không biến dạng hết, nếu áp lực lớn thì sẽ làm tăng chi phí lên.
FP
Chày
vuốt
FBH
Chặn
Phôi
Chất lỏng
Cối

FP + FBH

P

Hình 1.4. Dập vuốt bằng cối chất lỏng, chày cứng có chặn


10

Hình 1.5. Một số sản phẩm đợc chế tạo bằng phơng pháp dập thuỷ tĩnh


11

Hình 1.6. Các bộ phận của ôtô

1.1.3.2 Phơngpháp dập nổ
Với các vật liệu của chi tiết có độ bền cao mà trong các phơng pháp
gia công truyền thống rất khó thực hiện thì đột lỗ bằng dập nổ lại là một
phơng pháp tối u.

thiết bị và khuôn hiện đại, to lớn, nặng nề và đắt tiền; có thể thực hiện biến
dạng cục bộ các phôi rỗng bằng các xung hớng từ tâm phôi ra đờng bao
ngoài


13

H×nh 1.8. S¬ ®å dËp xung ®iÖn thñy lùc

C¸c lo¹i s¶n phÈm:

H×nh 1.9. C¸c s¶n phÈm tõ dËp xung ®iÖn thñy lùc


14

1.2. Giới thiệu các thiết bị trong gia công áp lực
1.2.1. Máy ép thuỷ lực
Là loại máy tác dụng hầu nh theo tác dụng tĩnh và có các u điểm là:
- Làm việc êm, không ồn nh máy ép cơ khí
- Có thể dễ dàng điều chỉnh đợc tốc độ khi làm việc.
- Rất thích hợp trong công nghệ dập vuốt với kích thớc sản phẩm
lớn. Máy ép thuỷ lực không thể thiếu đợc trong các nhà máy sản
xuất ô tô và đóng tàu.
Sơ đồ kết cấu đợc thể hiện trên hình 1.10

Hình 1.10. Sơ đồ kết cấu máy ép thuỷ lực

1. Xi lanh công tác; 2. Xà ngang ; 3. Xà di động ;
4. Xà dới; 5. Xi lanh khứ hồi

- Có thể chế tạo đợc các chi tiết phức tạp.
- Năng suất của máy cao, xởng không ồn, không bẩn, nền móng ít bị
rung động hơn nh đỗi với máy búa.
* Các bộ phận chính của máy ép trục khuỷu (hình 1.19).

Hình 1.14. Các bộ phận chính của máy ép trục khuỷu

1) Động cơ.

7) Dẫn hớng

2) Bộ truyền

8) Đầu trợt

3) Bánh đà

9) Bàn máy

4) Li hợp

10) Bảng điều khiển

5) Trục khuỷu

11) Phanh

6) Biên




Hình 1.16. Máy búa hơi không khí nén

1.2.3.2 Máy búa không khí nén
Chất công tác của máy là không khí và không khí này tác dụng nh một
khâu đàn hồi. Nguyên lý cấu tạo của máy gồm có 2 xi lanh, xi lanh nén và xi
lanh công tác. Xi lanh nén dùng để nén không khí và đa trực tiếp sang xi
lanh công tác, không cần sử dụng hệ thống nén khí riêng (hình 1.21b).
Máy búa không kí nén thờng đợc sử dụng để rèn tự do và trong một
số ít trờng hợp cũng đợc sử dụng để rèn khuôn.

Hình 1.17. Máy búa không khí nén


21

1.2.3.3 M¸y bóa c¬ khÝ
Nguyªn t¾c lµm viÖc lµ do c¬ cÊu truyÒn chuyÓn ®éng c¬ khÝ. C¬ cÊu
truyÒn chuyÓn ®éng lµ nh÷ng liªn kÕt ®µn håi, liªn kÕt cøng vµ liªn kÕt deo
(h×nh 1.18).

a)

b)

c)

H×nh 1.18 M¸y bóa c¬ khÝ
a) M¸y bóa v¸n b) M¸y bóa nhÝp c) M¸y bóa d©y c¸p


liên kết tổ hợp để sản xuất khuôn mẫu chất lợng cao, cho từng lĩnh vực công
nghệ khác nhau:
- Chuyên thiết kế chế tạo các cụm chi tiết tiêu chuẩn, phục vụ chế tạo khuôn
mẫu nh: các bộ đế khuôn tiêu chuẩn, các khối khuôn tiêu chuẩn, trụ dẫn
hớng, lò xo, cao su ép nhăn, các loại cơ cấu cấp phôi tự động
- Chuyên thực hiện các dịch vụ nhiệt luyện cho các công ty chế tạo khuôn;
- Chuyên cung cấp các loại dụng cụ cắt gọt để gia công khuôn mẫu;
- Chuyên cung cấp các phần mềm chuyên dụng CAD /CAM/CAE
- Chuyên thực hiện các dịch vụ đo lờng, kiểm tra chất lợng khuôn
ở những nớc này khuôn liên tục đợc sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực nh: Điện, Điện tử, Công nghiệp sản xuất máy tính... vì những u điểm nh
năng suất rất cao, chất lợng và độ đồng đều giữa các sản phẩm, độ tin cậy vận
hành cao, và hiện nay trên thế giới có rất nhiều các Công ty chuyên sản xuất các


24

loại khuôn liên tục để cung cấp cho thị trờng trong nớc cũng nh xuất khẩu
sang các nớc khác nh: Công ty LAYANA (Đài loan), Công ty Oak Japan
(Nhật), tuy nhiên giá thành còn rất cao.
Tại Việt Nam, do hạn chế về năng lực thiết kế và trang thiết bị chế tạo, các
doanh nghiệp hiện mới chỉ đáp ứng đợc một phần sản xuất khuôn mẫu phục vụ
cho chế tạo các sản phẩm cơ khí tiêu dùng và một phần cho các công ty liên
doanh nớc ngoài. Với những sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật cao (điện, điện tử,
điều hoà, ô tô, xe máy) hầu hết phải nhập bán thành phẩm hoặc nhập khuôn từ
nớc ngoài vào sản xuất.
ở Việt Nam hiện nay một số đơn vị đã sử dụng khuôn dập liên tục trên các
máy dập cao tốc nh: Công ty Điện Cơ Thống Nhất, Công ty Hà Nội Chinghai,
Công ty ánh Dơng... cho đến nay ở trong nớc cha tự chế tạo đợc các bộ
khuôn dập liên tục chính xác cao vì độ phức tạp của khuôn cũng nh độ chính