Hcmute nghiên cứu xây dựng quy trình phát triển sản phẩm đồng hồ đeo tay

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN
SẢN PHẨM ĐỒNG HỒ ĐEO TAY

MÃ SỐ: SV2021-182
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TRẦN MINH HIẾU

SKC 0 0 7 6 6 4

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2021

Luan van


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM
ĐỒNG HỒ ĐEO TAY
SV2021-182
Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học- kỹ thuật
SV thực hiện:
Dân tộc:

Lớp:
Năm thứ:
Ngành học:

Trần Minh Hiếu
Kinh
17143CL3
4
Công nghệ chế tạo máy

Nam, Nữ: Nam
Khoa: khoa Đào tạo Chất lượng Cao
Số năm đào tạo: 2017-2021

Người hướng dẫn: Kỹ sư Nguyễn Đăng Nam

TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2021

Luan van


Mục lục
Chương 1: TỔNG QUAN .................................................................................................. 1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài: ........................................................................................ 1
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: .............................................................. 2
1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài: .................................................................................... 2
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ......................................................................... 2
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu: ................................................................................ 2
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu: ................................................................................... 2
1.5 Phương pháp nghiên cứu: ....................................................................................... 2

1.6 Kết cấu đề tài: ......................................................................................................... 3
Chương 2: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO .......................................................... 4
2.1 Tìm hiểu lịch sử và sự phát triển của ngành đồng hồ: ........................................... 4
2.1.1 Lịch sử ngành đồng hồ:............................................................................... 4
2.1.2 Sự phát triển của ngành đồng hồ: ............................................................... 4
2.1.3 Xác định thị trường phát triển: .................................................................... 6
2.2 Thiết kế phương án chế tạo: ................................................................................... 7
2.2.1 Tiếp nhận ý tưởng: ...................................................................................... 7
2.2.2 Tiến hành phân tích và lựa chọn phương án chế tạo: ............................... 11
Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................................... 14
3.1 Chọn vật liệu cho sản phẩm: ................................................................................ 14
3.1.1 Điều kiện làm việc: ................................................................................... 14
3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật: ...................................................................................... 14
3.1.3 Lựa chọn vật liệu: ..................................................................................... 14
3.2 Khái niệm về công nghệ tạo phôi: ........................................................................ 14
3.2.1 Đúc: ........................................................................................................... 14
3.2.2 Dập nguội: ................................................................................................. 15
3.2.3 Dập nóng: .................................................................................................. 16
3.2.4 Lựa chọn phương pháp tạo phơi: .............................................................. 17
3.3 Các phương pháp điền đầy lịng khn: ............................................................... 17
3.3.1 Dập trên khn hở (có vành biên): ........................................................... 18
3.3.2 Dập trên khn kín: .................................................................................. 20
3.3.3 Dập theo phương pháp ép chảy: ............................................................... 21
3.3.4 Lựa chọn phương pháp điền đầy lịng khn: .......................................... 21
3.4 Khn dập nóng: .................................................................................................. 22
3.4.1 Khái niệm: ................................................................................................. 22
3.4.2 Cấu tạo của khuôn dập: ............................................................................. 24
3.5 Vật liệu làm khn dập nóng: .............................................................................. 24
3.6 Nhiệt luyện thép làm khuôn: ................................................................................ 25
3.6.1 Nhiệt luyện thép: ....................................................................................... 25

3.6.2 Thép làm khn dập nóng SKD61: .......................................................... 25
3.6.3 Xử lý nhiệt thép SKD61: .......................................................................... 26
Chương 4: THIẾT KẾ KHUÔN DẬP VÀ MƠ PHỎNG DỰ ĐỐN KẾT QUẢ ...... 28
4.1 Phân tích kết cấu cơng nghệ: ................................................................................ 28
4.2 Loại và cỡ thiết bị:................................................................................................ 29
4.2.1 Thiết bị dập: .............................................................................................. 29
4.2.2 Lựa chọn thiết bị dập: ............................................................................... 31
4.3 Thiết lập bản vẽ vật dập: ...................................................................................... 33
4.3.1 Xác định vị trí mặt phân khn: ............................................................... 33
4.3.2 Xác định lượng dư gia công và dung sai: ................................................. 33
4.3.3 Độ nghiêng thành khuôn: .......................................................................... 34

Luan van


4.3.4 Bán kính góc lượn: .................................................................................... 35
4.3.5 Chọn màng ngăng lỗ: ................................................................................ 35
4.3.6 Rãnh thốt biên trên khn: ...................................................................... 37
4.4 Xác định khối lượng của vật dập và phôi:............................................................ 38
4.5 Xác định kích thước và hình dạng của phơi: ........................................................ 39
4.6 Xác định loại, số lượng và thứ tự các ngun cơng: ............................................ 41
4.6.1 Tính tốn ngun cơng chồn cho phơi đầu vào: ....................................... 41
4.6.2 Tính tốn cho lịng khn thơ: .................................................................. 42
4.6.3. Thiết kế lịng khn cho ngun cơng cắt biên: ...................................... 43
4.7 Trình tự thay đổi hình dạng của vật dập: ............................................................. 44
4.8 Thiết kế lịng khn trên phần mềm PTC Creo Paramatric 7.0: ......................... 44
4.8.1 Giới thiệu phần mềm PTC Creo Paramatric 7.0: ...................................... 44
4.8.2 Thiết kế lịng khn thơ: ........................................................................... 45
4.8.3 Thiết kế lịng khn tinh: .......................................................................... 47
4.8.4 Thiết kế chày- cối cắt biên: ....................................................................... 50

4.9 Xác định chế độ nhiệt cho phôi: ........................................................................... 50
4.9.1 Chế độ nung: ............................................................................................. 50
4.9.2 Chế độ làm nguội: ..................................................................................... 51
4.10 Thiết kế bộ khn dập hồn chỉnh: .................................................................... 52
4.10.1 Mơ phỏng- kiểm nghiệm độ bền khuôn: ................................................. 52
4.10.2 Kết cấu khuôn dập trên máy ép trục khuỷu: ........................................... 56
4.11 Mô phỏng dự đốn kết quả q trình dập: ......................................................... 58
4.11.1 Giới thiệu phần mềm Deform 2D/3D: .................................................... 58
4.11.3 Mô phỏng quá trình dập trên Deform 2D/3D: ........................................ 58
4.11.4 Kết quả mô phỏng: .................................................................................. 67
4.11.5 So sánh mô phỏng- mẫu:......................................................................... 72
Chương 5: THIẾT KẾ QUY TRÌNH GIA CƠNG CNC VÀ ĐÁNH BÓNG BỀ MẶT
............................................................................................................................................ 73
5.1. Tổng quan về mức độ ứng dụng máy gia công CNC trong các quy trinh sản xuất
: ................................................................................................................................... 73
5.1.1 Sự thích hợp của các hệ thống CNC đối với các nước đang phát triển: ... 73
5.1.2 Đặc trưng cơ bản và vai trò của máy CNC đối với tự động hoá: ............. 73
5.1.3 Các phương pháp điều khiển trong máy CNC: ......................................... 74
5.2 Lập trình và mô phỏng chi tiết: ............................................................................ 75
5.2.1 Chọn máy và thiết lập phơi đầu vào: ........................................................ 75
5.2.2 Lập trình và mơ phỏng chi tiết: ................................................................. 76
5.3 Đánh bóng các bề mặt chi tiết: ............................................................................. 91
5.3.1 Xác định các bề mặt cần đánh bóng: ........................................................ 91
5.3.2 Cơng nghệ đánh bóng: .............................................................................. 92
5.4 Thiết kế đồ gá: ...................................................................................................... 93
5.4.1 Tính tốn chế độ cắt nguyên công 1: ........................................................ 94
5.4.2 Thiết kế đồ gá............................................................................................ 96
5.4.4 Đồ gá kết hợp bàn xoay nghiêng dùng cho các nguyên công sau: ........... 99
Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................. 103
6.1 Kết luận: ............................................................................................................. 103

6.2 Nội dung đã hoàn thành: .................................................................................... 103
6.3 Hướng phát triển của đề tài: ............................................................................... 104
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 105

Luan van


Luan van


DANH SÁCH BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH
Chương 2
Hình 2.1 Chiếc đồng hồ nạm kim cương của nữ hoàng Elizabeth .......................... 4
Hình 2.2 Kích thước vỏ đồng hồ ............................................................................. 5
Hình 2.3 Đồng hồ Citizen làm bằng thép khơng gỉ ................................................. 5
Hình 2.4 Đồng hồ Citizen làm bằng Titanium ........................................................ 6
Hình 2.5 Đồng hồ Hublot làm bằng sợi cacbon ...................................................... 6
Hình 2.6 Quy trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm .................................................... 8
Hình 2.7 Hình vẽ phác ý tưởng cho case đồng hồ................................................... 8
Hình 2.8 Bản vẽ kích thước đơng cơ Cal.6S50 (http:/miyotamovement.com/) ...... 9
Hình 2.9 Kết cấu tổng thể đồng hồ ........................................................................ 10
Hình 2.10 Bản vẽ thân đồng hồ ............................................................................. 11
Chương 3
Hình 3.1 Phân loại các phương pháp đúc .............................................................. 15
Hình 3.2 Một số sản phẩm của phương pháp dập nóng ........................................ 17
Hình 3.3 Sơ đồ giải thích q trình dập thể tích .................................................... 18
Hình 3.4 Sơ đồ dập thể tích trên khn hở ............................................................ 19
Hình 3.5 Sơ đồ ngun lý dập trong khn kín .................................................... 20
Hình 3.6 Sơ đồ ngun lý ép chảy......................................................................... 21
Hình 3.7 Kết cấu khn dập nóng đơn giản .......................................................... 23

Hình 3.8 Kết cấu khn dập nóng nhiều lịng khn ............................................ 24
Hình 3.9 Q trình dập nóng trên khn đơn giản ................................................ 24
Hình 3.10 Biểu đồ nhiệt khi ram ........................................................................... 27
Chương 4
Hình 4.1 Các đường kính trong thân đồng hồ ....................................................... 28
Hình 4.2 Các hốc xung quanh vỏ đồng hồ ............................................................ 28
Hình 4.3 Phân loại thiết bị dập .............................................................................. 29
Hình 4.4 Một số máy dập trên thị trường .............................................................. 29
Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý máy búa ....................................................................... 30
Hình 4.6 Quan hệ giữa vận tốc và thời gian cơng tác của nhóm máy búa ............ 30
Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý máy ép trục khuỷu ....................................................... 31
Hình 4.8 Quan hệ giữa vận tốc và thời gian công tác của nhóm máy ép .............. 31
Hình 4.9 Máy ép trục khuỷu JCS-60 ..................................................................... 32
Hình 4.10 Vị trí mặt phân khn ........................................................................... 33
Hình 4.11 Giản đồ hợp kim Fe-C .......................................................................... 36
Hình 4.12 Các kiểu rãnh thốt biên trên khn dập .............................................. 37
Hình 4.13 Khối lượng vật dập ............................................................................... 38
Hình 4.14 Khối lượng rãnh bavia .......................................................................... 38
Hình 4.15 Khối lượng màn chưa thấu ................................................................... 39
Hình 4.16 Quy trình tạo hình cho vật dập ............................................................. 44
Hình 4.17 Giao diện tạo mơ hình tham chiếu........................................................ 45
Hình 4.18 Giao diện thay đổi hướng mở khn .................................................... 45
Hình 4.19 Mơ hình tham chiếu cuối cùng ............................................................. 45
Hình 4.20 Tạo phơi cho khn .............................................................................. 46
Hình 4.21 Mặt phân khn .................................................................................... 46
Hình 4.22 Tạo khối Refpart ................................................................................... 47
Hình 4.23 Hai khối khn ..................................................................................... 47
Hình 4.24 Hệ số phụ thuộc vào cách xếp phôi ...................................................... 51

Luan van

Hình 4.25 Mơ hình bộ khn dập 3D .................................................................... 57
Hình 4.26 Kết cấu bộ khn dập ........................................................................... 57
Hình 4.27 Quy trình mơ phỏng trên Deform ......................................................... 58
Hình 4.28 Lựa chọn vật liệu cho chi tiết ............................................................... 59
Hình 4.29 Thơng số vật liệu .................................................................................. 59
Hình 4.30 Lựa chọn vật liệu cho khn ................................................................ 59
Hình 4.31 Tính bền nhiệt của vật liệu SKD61 ...................................................... 60
Hình 4.32 Cài đặt số lượng phần tử....................................................................... 60
Hình 4.33 Biểu đồ phân bố lực- thời gian của ngun cơng chồn ........................ 67
Hình 4.34 Biểu đồ phân bố lực- thời gian của ngun cơng dập thơ .................... 68
Hình 4.35 Biểu đồ phân bố lực- thời gian của nguyên cơng dập tinh ................... 68
Hình 4.36 Biểu đồ phân bố nhiệt độ của ngun cơng chồn ................................. 69
Hình 4.37 Biểu đồ phân bố nhiệt độ của nguyên công dập thô ............................. 70
Hình 4.38 Biểu đồ phân bố nhiệt độ của ngun cơng dập tinh ........................... 70
Hình 4.39 Biểu đồ hướng dịng chảy của ngun cơng chồn ................................ 71
Hình 4.40 Biểu đồ hướng dịng chảy của ngun cơng dập thơ............................ 71
Hình 4.41 Biểu đồ hướng dịng chảy của ngun cơng dập tinh .......................... 71
Chương 5
Hình 5.1 Điều khiển theo điểm.............................................................................. 74
Hình 5.2 Điều khiển theo đường thẳng ................................................................. 75
Hình 5.3 Điều khiển theo Contour ........................................................................ 75
Hình 5.4 Lựa chọn kiểu máy CNC ........................................................................ 75
Hình 5.5 Phơi đầu vào ........................................................................................... 76
Hình 5.6 Các bề mặt cần gia cơng ......................................................................... 76
Hình 5.7 Sơ đổ gá đặt ngun cơng 1 ................................................................... 78
Hình 5.8 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 2 ................................................................... 79
Hình 5.9 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 3 ................................................................... 80
Hình 5.10 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 4 ................................................................. 82

Hình 5.11 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 5 ................................................................. 83
Hình 5.12 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 6 ................................................................. 85
Hình 5.13 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 7 ................................................................. 86
Hình 5.14 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 8 ................................................................. 87
Hình 5.15 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 9 ................................................................. 89
Hình 5.16 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 10 ............................................................... 90
Hình 5.17 Kết quả sau khi gia cơng CNC ............................................................. 91
Hình 5.18 Các bề mặt cần đánh bóng .................................................................... 91
Hình 5.19 Chất đánh bóng ..................................................................................... 93
Hình 5.20 Máy đánh bóng 2 đầu KT-5480 ........................................................... 93
Hình 5.21 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 1 ................................................................. 94
Hình 5.22 Kết cấu đồ gá ngun cơng 1 ............................................................... 96
Hình 5.23 Sơ đồ phân bố lực trên đồ gá ................................................................ 97
Hình 5.24 Đồ gá và kích thước gia cơng ............................................................... 98
Hình 5.25 Bàn xoay độ Vertex VUT-10 ............................................................... 99
Hình 5.26 Cơ cấu bàn xoay độ Vertex VUT-10 .................................................... 99
Hình 5.27 Trục gá Mando T212 size 1 (Hainbuch) ............................................ 100
Hình 5.28 Thơng số kích thước trục gá ............................................................... 100
Hình 5.29 Thơng số kích thước mặt bích ............................................................ 101
Hình 5.30 Ống lót đàn hồi ................................................................................... 101

Luan van


Hình 5.31 Thơng số kỹ thuật của ống lót dùng cho trục gá T212 ....................... 101
Hình 5.32 Thơng số kỹ thuật của end-stop .......................................................... 102
Hình 5.33 Bệ đỡ tháo lắp bằng tay ...................................................................... 102
Hình 5.34 Thơng số kích thước bệ đỡ ................................................................. 102

Luan van

DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Chương 3
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của thép SKD61.................................................... 25
Bảng 3.2 Thông số nhiệt độ ................................................................................... 26
Chương 4
Bảng 4.1 Lượng dư gia công ................................................................................. 34
Bảng 4.2 Độ nghiêng thành khuôn ........................................................................ 34
Bảng 4.3 Ứng suất của các loại thép ..................................................................... 36
Bảng 4.4 Kích thước rãnh thốt biên ..................................................................... 37
Bảng 4.5 Kích thước lịng khn thơ .................................................................... 43
Bảng 4.6 Tốc độ làm nguội vật rèn ngồi khơng khí ............................................ 51
Chương 5
Bảng 5.1 (a) Các bước gia cơng nguyên công 1 .................................................... 78
Bảng 5.1 (b) Phiếu công nghệ nguyên công1 ........................................................ 79
Bảng 5.2 (a) Các bước gia công nguyên công 2 .................................................... 80
Bảng 5.2 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 2 ....................................................... 80
Bảng 5.3 (a) Các bước gia công nguyên công 3 .................................................... 81
Bảng 5.3 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 3 ....................................................... 81
Bảng 5.4 (a) Các bước gia công nguyên công 4 .................................................... 82
Bảng 5.4 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 4 ....................................................... 83
Bảng 5.5 (a) Các bước gia công nguyên công 5 .................................................... 84
Bảng 5.5 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 5 ....................................................... 84
Bảng 5.6 (a) Các bước gia công nguyên công 6 .................................................... 85
Bảng 5.6 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 6 ....................................................... 86
Bảng 5.7 (a) Các bước gia công nguyên công 7 .................................................... 87
Bảng 5.7 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 7 ....................................................... 87
Bảng 5.8 (a) Các bước gia công nguyên công 8 .................................................... 88
Bảng 5.8 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 8 ....................................................... 88

Bảng 5.9 (a) Các bước gia công nguyên công 9 .................................................... 89
Bảng 5.9 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 9 ....................................................... 89
Bảng 5.10 (a) Các bước gia công nguyên công 10 ................................................ 90
Bảng 5.10 (b) Phiếu công nghệ nguyên công 10 ................................................... 90
Bảng 5.11 Phân tích 2 phương pháp đánh bóng .................................................... 92
Bảng 5.12 Phiếu cơng nghệ ngun cơng 1 .......................................................... 94
Bảng 5.13 Hệ số Cv và các số mũ trong công thức 5.1......................................... 95
Bảng 5.14 Hệ số và số mũ trong công thức 5.2..................................................... 95

Luan van


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: Nghiên cứu xây dựng quy trình phát triển sản phẩm đồng hồ đeo tay
- Chủ nhiệm đề tài: Trần Minh Hiếu
Mã số SV: 17143083
- Lớp:
17143CL3
Khoa: Đào tạo Chất lượng cao
- Thành viên đề tài:
Stt

Họ và tên

MSSV

Lớp

Khoa

1

Phan Thanh Hậu

17143078

17143CL3

CLC

2

Võ Đăng Khoa

17143102

17143CL3

CLC

- Người hướng dẫn: Kỹ sư Nguyễn Đăng Nam
2. Mục tiêu đề tài:
- Thiết kế khn dập nóng- Chế tạo vỏ đồng hồ
- Xây dựng quy trình cơng nghệ chế tạo vỏ đồng hồ.
3. Tính mới và sáng tạo:
- Ứng dụng cơng nghệ dập nóng trong sản xuất vỏ đồng hồ.
- Sử dụng các phần mềm hỗ trợ trong kiểm nghiệm tính tốn.

4. Kết quả nghiên cứu:
- Thiết kế được mơ hình sản phẩm.
- Thiết kế bộ khn dập.
- Lập trình gia cơng vỏ đồng hồ.
- Thiết kế các dạng đồ gá gia cơng.
5. Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng và
khả năng áp dụng của đề tài:
- Về mặt khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là dữ liệu tham khảo của các cơ
sở lý thuyết về khn dập nóng, CAD/ CAM/ CNC khi được đưa vào tính tốn và thiết
kế.
- Về mặt thực tiễn: Đề tài giúp cho sinh viên nói riêng cũng như các doanh nghiệp
có nhu cầu tìm hiểu về lĩnh vực khn mẫu nói chung có cái nhìn khái quát về một
quy trình sản xuất từ khâu lên ý tưởng đến khi hoàn thiện sản phẩm.

Luan van


6. Công bố khoa học của SV từ kết quả nghiên cứu của đề tài
Ngày 1 tháng 10 năm 2021
SV chịu trách nhiệm chính
thực hiện đề tài
(kí, họ và tên)

Trần Minh Hiếu
Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề
tài (phần này do người hướng dẫn ghi):
- Việc ứng dụng các công cụ tính tốn nhờ máy tính (CAE) vào các quy trình phát
triển sản phẩm đang ngày càng được triển khai rộng rãi, giúp doanh nghiệp rút ngắn
thời gian phát triển sản phẩm, giảm chi phí cho q trình sản xuất.
- Đề tài này mang nhiều giá trị kinh tế và khoa học cho các doanh nghiệp trong linh

vực gia công, sản xuất các sản phẩm cơ khí tham khảo và ứng dụng.
Ngày 02 tháng 10 năm 2021
Người hướng dẫn
(kí, họ và tên)

Nguyễn Đăng Nam

Luan van


Chương 1: TỔNG QUAN
1.1 Tính cấp thiết của đề tài:
- Ngành thương hiệu thời trang ở nước ta đang phát triển dồi dào, là “mảnh đất
màu mỡ” cho các doanh nghiệp thử sức và phát triển. Kể từ khi chiếc đồng hồ đeo tay
đầu tiên ra đời, ngành đồng hồ đã trải qua rất nhiều sự thay đổi. Với sự xuất hiện của
các thiết bị smartphone hay smartwatch, chức năng xem thời gian của đồng hồ đeo tay
truyền thống đã bị giảm sút rất nhiều. Song nhìn chung những chiếc đồng hồ vẫn đã và
đang là phụ kiện không thể thiếu của các tín đồ thời trang. Các hãng đồng hồ đeo tay
cao cấp đã tạo ra một thị trường dành riêng cho đồng hồ đeo tay cơ với thiết kế nổi trội
và tinh tế khiến đồng hồ đeo tay trở thành phụ kiện thời trang sang trọng, khơng gì
thay thế được.
- Trên thực tế ở Việt Nam, theo nhận định của các chuyên gia kinh tế, thị trường
đồng hồ đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Đó là lý do vì sao rất nhiều tập đồn bán lẻ
lớn tham gia vào thị trường này ở hầu hết tất cả mọi phân khúc.
- Trong đó phải kể đến quy trình phát triển sản phẩm vỏ đồng hồ đeo tay bởi nó
đang là đối tượng thu hút nhiều doanh nghiệp nghiên cứu sản xuất. Kể từ khi chiếc vỏ
đồng hồ Oyster ra đời năm 1926, đánh dấu cột mốc quan trọng trong lịch sử phát triển
đồng hồ hiện đại. Có thể thấy, vỏ đồng hồ chính là “tác phẩm nghệ thuật” trước nhất
thu hút thị hiếu của người tiêu dùng sản phẩm. Vỏ đồng hồ với thiết kế cân xứng,
thanh lịch vừa cho thấy sự hồn hảo trong quy trình sản xuất của hãng sản phẩm vừa là

tiêu chí quyết định khả năng “bán chạy” của sản phẩm tương ứng.
- Tại Việt Nam, việc sản xuất vỏ đồng hồ hầu như rất ít được các doanh nghiệp
quan tâm đúng mức. Ở Việt Nam, các hãng thương hiệu thường được nhắc đến như
Curnon, Dyoss, Viwat, Yors, Klasern chưa đủ sức để cạnh tranh với các mặt hàng
mang thương hiệu quốc tế như Rolex (Thụy Sĩ), Cartier (Pháp), Omega (Thụy Sĩ),
Patek Philippe (Thụy Sĩ), Longines (Thụy Sĩ), Breitling (Thụy Sĩ), TAG Heuer,… một
phần do các hãng chưa có được quy trình sản xuất vỏ đồng hồ thật sự tối ưu. Ngay cả
trong nước, quy trình sản xuất vỏ đồng hồ cịn phải nhập bộ phận từ các nước lân cận
cũng như vỏ đồng hồ chưa tìm được sự khác biệt trên thị trường. Từ việc tiếp nhận ý
tưởng đến việc lên ý tưởng cho sản phẩm hoàn thiện, đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy
trình phát triển sản phẩm đồng hồ đeo tay” là một hướng đi lý thú và đầy tính thực tiễn
nhằm nghiên cứu xây dựng quy trình phát triển sản phẩm vỏ đồng hồ đeo tay theo
1

Luan van


hướng tự thiết kế, tự phát triển mẫu và tự sản xuất bộ phận quan trọng của chiếc đồng
hồ đeo tay.

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
- Về mặt khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là dữ liệu tham khảo của
các cơ sở lý thuyết về khn dập nóng, CAD/ CAM/ CNC khi được đưa vào tính tốn
và thiết kế.
- Về mặt thực tiễn: Đề tài giúp cho sinh viên nói riêng cũng như các doanh
nghiệp có nhu cầu tìm hiểu về lĩnh vực khn mẫu nói chung có cái nhìn khái quát về
một quy trình sản xuất từ khâu lên ý tưởng đến khi hoàn thiện sản phẩm.

1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài:
- Đề tài nhằm mục tiêu xây dựng quy trình phát triển sản phẩm đồng hồ đeo tay

thơng qua việc nghiên cứu khuôn dập, ứng dụng CAD/ CAM/ CNC trong nghiên cứu.
→ Kết quả của đề tài: Xây dựng được quy trình phát triển và sản xuất vỏ đồng hồ.

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu:
- Quy trình gia cơng chế tạo vỏ đồng hồ đeo tay.
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu:
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Đề tài tập trung chủ yếu về việc xây dựng được
quy trình sản xuất vỏ đồng hồ thông qua việc:
+ Nghiên cứu về thị trường ngành đồng hồ.
+ Nghiên cứu, thiết kế khuôn dập, mô phỏng khả năng điền đầy khn.
+ Nghiên cứu lập trình CAD/CAM/CNC.

1.5 Phương pháp nghiên cứu:
- Đề tài kết hợp nghiên cứu giữa phương pháp lý thuyết và thực nghiệm trên phần
mềm mô phỏng. Cụ thể:
+ Nghiên cứu lý thuyết về khn mẫu.
+ Tìm kiếm, tổng hợp các tài liệu liên quan đến đề tài.
+ Nghiên cứu lý thuyết về quá trình dập.
+ Tìm hiểu về phần mềm Creo Parametric 7.0 và thiết kế chi tiết.
+ Tìm hiểu về phần mềm Deform 2D/3D và lập tình mơ phỏng.
+ Tìm hiểu về phần mềm Mastercam và lập trình gia cơng CNC.
2

Luan van


+ Thiết kế kết cấu đồ gá phù hợp.

1.6 Kết cấu đề tài:

Chương 1: Tổng quan.
Chương 2: Thiết kế phương án chế tạo.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết.
Chương 4: Thiết kế khn dập và mơ phỏng dự đốn kết quả.
Chương 5: Thiết kế quy trình CNC và đánh bóng bề mặt.
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển.

3

Luan van


Chương 2: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO
2.1 Tìm hiểu lịch sử và sự phát triển của ngành đồng hồ:
2.1.1 Lịch sử ngành đồng hồ:
a. Sự ra đời của đồng hồ đeo tay:
- Theo các chuyên gia trong ngành đồng hồ thì chiếc đồng hồ đeo tay đầu tiên
được sở hữu bởi nữ hồng Anh Elizabeth I. Đó là chiếc đồng hồ có hình chiếc lắc đeo
tay được nạm đầy kim cương, gắn chặt vào một đồng hồ nhỏ do bá tước Leicester tặng
vào năm 1571.

Hình 2.1 Chiếc đồng hồ nạm kim cương của nữ hoàng Elizabeth
- Mãi cho đến năm 1880 chiếc đồng hồ đeo tay thực sự lần đầu ra mắt công chúng,
mang thương hiệu Girard-Perregaux của đất nước Thụy Sỹ được sản xuất với quy mô
lớn và chất lượng, nhưng đều được dùng cho các lực lượng hải quân, quân đội Đức sử
dụng.
- Trong nửa sau của thế kỷ 18, các phát triển khác cho phép đồng hồ mỏng hơn,
chính xác hơn và phức tạp hơn trong thiết kế bên trong của chúng. Năm 1912, chiếc
đồng hồ đeo tay đầu tiên thể hiện được ngày tháng ra đời.
2.1.2 Sự phát triển của ngành đồng hồ:

a. Sự thay đổi trong thiết kế của đồng hồ đeo tay:
- Kích thước đồng hồ:
+ Kể từ khi ra đời, kích thước mặt kính đồng hồ đeo tay đã khơng ngừng thay đổi
theo thời gian khi được thu gọn dần sau đó lại tăng dần kể từ thập niên 70 của thế kỉ 20

4

Luan van


đến nay. Nếu như trước năm 60, trung bình kích thước mặt kính đồng hồ đeo tay nam
chỉ từ 28 - 32 mm thì ngày nay con số đó là 38 - 42mm thậm chí lên đến 50 mm.

Hình 2.2 Kích thước vỏ đồng hồ
b. Vật liệu làm vỏ đồng hồ:
- Theo truyền thống, vàng là vật liệu tiêu chuẩn được sử dụng cho đồng hồ, nhưng
qua nhiều năm kiểu dáng và thiết kế đã thay đổi. Các vật liệu mới được ứng dụng rộng
rãi từ các ngành công nghiệp ô tô, y tế đến hàng không vũ trụ đã thấm nhuần tư tưởng
và truyền cảm hứng cho các nhà sản xuất đồng hồ thử nghiệm thông qua các yếu tố
nhẹ, bền và mang tính kinh tế hơn như:
+ Thép không gỉ: Được làm bằng hợp kim sắt – cacbon trộn với crom và niken.
Thép không gỉ dùng trong sản xuất đồng hồ thường là loại 361L. Ưu điểm của loại vật
liệu này đó là: giá thành rẻ, dễ kiếm, bền bỉ, ít trầy xước và khơng gỉ. Về ưu điểm ít
trầy xước của thép khơng gỉ khơng phải là tuyệt đối, tuy nhiên, khi bị trầy xước có thể
đánh bóng lại mới như ban đầu.

Hình 2.3 Đồng hồ Citizen làm bằng thép không gỉ
+ Titan: Đây là loại hợp kim nhẹ, màu sáng, có độ bền cực cao và thường được sử
dụng trong ngành hàng không vũ trụ. Khả năng chống trầy xước của Titan khơng phải
q hồn hảo mà chỉ dừng ở mức độ trung bình.

5

Luan van


+ Sợi cacbon: Sợi cacbon là loại cacbon phân huỷ bởi nhiệt tạo thành sợi và được
bao bọc bởi nhựa. Đây là một loại vật liệu được sử dụng nhiều trong việc chế tạo đồng
hồ thể thao. Nó giúp tạo ra những chiếc đồng hồ cứng cáp, bền, nhẹ và cực kì thoải
mái cho người đeo. Tuy nhiên sợi cacbon rất khó kiếm, nên đồng hồ làm từ vật liệu
này thường khá đắt tiền.

Hình 2.4 Đồng hồ Citizen làm bằng Titanium

Hình 2.5 Đồng hồ Hublot làm bằng sợi cacbon
+ Silicon: Slicon được sử dụng làm vật liệu đồng hồ để khắc phục tất cả những
nhược điểm của vật liệu kim loại. Nó chịu được nhiệt độ cao cũng như nhiệt độ thấp
tốt, không bị ảnh hưởng bởi từ trường, chống thấm nước và độ bền rất cao.
2.1.3 Xác định thị trường phát triển:
a. Tổng quan thị trường:
- Năm 2018 theo nghiên cứu của Công ty CP vàng bạc đá quý Phú Nhuận (PNJ)
công bố nghiên cứu thị trường đồng hồ ở Việt Nam. Theo đó ước tính giá trị thị trường
lên đến 750 triệu USD, tương đương gần 17.000 tỷ đồng tuy nhiên vẫn chưa có nhà
6

Luan van


phân phối nào chiếm hơn 20% thị phần trở lên. Giải thích cho vấn đề trên là do tình
trạng hàng giả hàng nhái với thiết kế tinh vi giống đến 99% hàng thật, theo ơng Hồ

Quang Thái (Phó Chánh Văn Phòng thường trực BCĐ 389 quốc gia) cho biết sau khi
thẩm định trong 20.000 chiếc đồng hồ thì đến 8.600 chiếc là hàng giả tương đương
43%.
- Theo bản đánh giá thị trường của Curnon (Thương hiệu đồng hồ chính hãng tại
Việt Nam) tỷ suất lợi nhuận ở thị trường này đạt từ 60-70% cũng là nguyên nhân hấp
dẫn các nhà bán lẽ tham gia vào thị trường.
- Hiện nay thị trường hiện nay phân mãnh và nhiều phức tạp có thể chia thành 2
phân khúc gồm: đồng hồ thời trang và đồng hồ thơng thường.
b. Nhóm khách hàng hướng đến:
- Để tránh sử cạnh tranh với các ông lớn ở Việt Nam hiện nay, nhóm hướng tới
thị trường đồng hồ thể thao với đối tượng khách chính là những vận động viên,
gymer,… những người có size cổ tay to (50mm). Tuy nhiên với lựa chọn size cổ tay
như vậy mà chỉ để cung cấp cho mỗi khách hàng trong nước thì cũng cịn hạn chế vì
thường tay của khách hàng trong nước vốn nhỏ và mỏng do đó có thể mở rộng nhóm
khách hàng đến những người nước ngồi sang học tập và làm việc ở nước ta.
- Theo thống kế của Bộ Lao động - Thương binh và xã hội, số lượng lao động
nước ngoài ở Việt Nam năm 2017 là 81.359 người chủ yếu là các nước: Trung Quốc,
Hàn Quốc, Mỹ, Nga,…mở ra một thị trường tiềm năng để phát triển.

2.2 Thiết kế phương án chế tạo:
2.2.1 Tiếp nhận ý tưởng:
- Mặc dù đối tượng hướng tới của đề tài là tương đối mới mẻ song không phải
không một nhà đầu tư nào chú ý tới nó ngược lại một số hãng đồng hồ đã tiến hành
khai thác thị trường này cũng như trở thành ông lớn trong mặc hàng đồng hồ dành cho
các đối tượng khách hàng đặc biệt này. Vì thế sau khi đã xác định thị trường sẽ tiến
hành tìm hiểu một số nhà sản xuất đồng hồ hiện đang có mặt trên thị trường và lên ý
tưởng thiết kế cho sản phẩm.
a. Lên ý tưởng thiết kế sản phẩm:
- Đề tài “ Nghiên cứu xây dựng quy trình phát triển sản phẩm đồng hồ đeo tay”
tuy nhiên nội dung chính của đề tài là tập trung chủ yếu vào case đồng hồ (vỏ đồng

hồ). Case đồng hồ theo đúng nghĩa đen là bộ phận dùng để bảo vệ đồng hồ, với chức
7

Luan van


năng chính là bảo vệ động cơ máy khỏi các tác nhân bên ngoài (nước, độ ẩm, bụi
bẩn,...) ngoài ra cịn là điểm nhấn tạo nên tính thẩm mỹ cho cỗ máy thời gian. Tùy vào
thiết kế mà case đồng hồ có hình dạng, kích thước khác nhau như hình trịn, lục giác,
oval, hình chữ nhật, hình vng,... Một số cịn có hình dáng phá cách, độc đáo.
- Sau khi đã xác định, định hướng được thị trường và nhóm khách hàng hướng
tới, tiến hành thiết kế sản phẩm từ đó đưa sản phẩm ra thực tế. Song việc đi từ thiết kế
đến đưa ý tưởng trở thành thực tế khơng hề đơn giản, để cụ thể hóa và có cái nhìn khái
qt hơn cần có quy trình cụ thể từ việc tiếp nhận ý tưởng đến khi hoàn thiện được sản
phẩm, quy trình đó gọi là quy trình cơng nghệ chế tạo:

Hình 2.6 Quy trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm
- Từ việc tiếp nhận ý tưởng thiết kế sẽ tiến hành vẽ phác cho ý tưởng nhằm có cái
nhìn khái qt sơ bộ được hình dáng, vị trí làm việc của case đồng hồ trong kết cấu
chung:

Hình 2.7 Hình vẽ phác ý tưởng cho case đồng hồ

8

Luan van


- Khi đã có hình vẽ phác cho chi tiết kết hợp với một số yêu cầu về kích thước,
điều kiện lắp ráp các bộ phận cố định ở đây là movement theo dạng chronograph 3 nút

điều chỉnh model Cal.6S50 được cung cấp bởi công ty sản xuất động cơ đồng hồ
Miyota (hình 2.12). Với các u cầu về kích thước của động cơ ở đây là đường kính
bao ∅34600 ± 30( μm) cùng với yêu cầu về thiết kế cho khách hàng có vịng tay size
50mm kết hợp một số yếu tố về bề dầy sản phẩm:
+ Độ chống nước nếu từ 10ATM phải dầy trên 12mm.
+ Đồng hồ sử dụng động cơ Chornograph sẽ dầy từ 10mm.
+ Đồng hồ được coi là dầy khi độ dầy sẽ từ 11-14mm đối với đồng hồ sử dụng pin.
→Từ các yếu tố đó sẽ xác định được các kích thước quan trọng nhất của vỏ đồng hồ,
từ đó tính tốn thiết kế sao cho thích hợp vừa đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật vừa có tính
thẩm mỹ

Hình 2.8 Bản vẽ kích thước đơng cơ Cal.6S50 (http:/miyotamovement.com/)
9

Luan van


- Cuối cùng dựa vào yêu cầu về kích thước của động cơ cal.6S50 và hình dáng khi
vẽ phác tiến hành thiết kế sản phẩm trên phầm mềm thiết kế 3D như ở Hình 2.13. Kết
cấu tổng thể của tồn bộ sản phẩm có thể chia thành 5 cụm chi tiết chính, bao gồm:
(1) Cụm chi tiết phía dưới;
(2) Động cơ (movement);
(3) Mặt đồng hồ;
(4) Case đồng hồ;
(5) Cụm chi tiết phía trên;
(6) Cụm nút điều chỉnh.

Hình 2.9 Kết cấu tổng thể đồng hồ
- Với thời gian hạn chế của đề tài nghiên cứu khoa học này, nhóm tác giả chỉ tập
trung vào thiết kế quy trình gia cơng Case đồng hồ (2). Một số kích thước chính của

chi tiết này được thể hiện (Hình 2.9). Trong quy trình sản xuất thực tế, ngoại trừ
movement được chọn mua từ những nhà cung cấp uy tín và có thương hiệu lâu đời
trong lĩnh vực đồng hồ cơ, các chi tiết khác đều có thể chọn mua từ các nhà cung cấp
khác chuyên về từng lĩnh vực chứ không nhất thiết phải gia công mọi thứ.

10

Luan van


Hình 2.10 Bản vẽ thân đồng hồ
2.2.2 Tiến hành phân tích và lựa chọn phương án chế tạo:
Cùng với sự phát triển của ngành đồng hồ thì cơng nghệ chế tác đồng hồ cũng ngày
càng đa dạng và phong phú hơn, tùy theo yêu cầu, vật liệu, khả năng công nghệ, kinh
tế mà nhà sản xuất sẽ lựa chọn công nghệ phù hợp nhất vừa đảm bảo yêu cầu vừa
mang lại hiệu quả kinh tế.
a. Phương án 1:
- Sản xuất vỏ đồng hồ thông qua ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC:
+ CAD (Computer Aided Design): Thông qua bản vẽ phác, các kích thước, yêu
cầu kỹ thuật cần thiết vỏ đồng hồ sẽ được mơ hình hóa trên các phần mềm 3D.
+ CAM (Computer Aided Manufacuring): Sau khi được mơ hình hóa 3D, vỏ
đồng hồ sẽ được tiến hành lập trình trên các phần mềm CAM để tính tốn đường chạy
dao, giảm thiểu sai sót trong gia cơng, tăng năng suất.
+ CNC (Computer Numberical Control): Thơng qua việc lập trình trên các phần
mềm CAM sẽ xuất ra chương trình mang mã code để vận hành trên máy CNC tiến
hành gia công chi tiết vỏ đồng hồ.
- Ưu điểm:
+ Có thể gia cơng trên cả máy tiện, phay CNC với độ chính xác cao.
+ Đáp ứng nhanh nhu cầu thị trường, gia công được nhiều bề mặt phức tạp.
+ Nâng cao năng suất đặc biệt là trong sản xuất đơn chiếc các chi tiết phức tạp.

+ Thời gian gia công ngắn, đáp ứng nhanh.
- Nhược điểm:
11

Luan van


+ u cầu nhân cơng đứng máy có trình độ.
+ Mỗi khi người vận hành máy nghỉ, khó kiếm người khác thay thế ngay lập
tức.
+ Quá trình cắt gọt xuất hiện nhiều phoi dư thừa.
b. Phương án 2:
- Sản xuất vỏ đồng hồ thông qua việc ứng dụng công nghệ khuôn mẫu để tạo phôi
ban đầu và ứng dụng CAD/CAM/CNC để hồn thiện chi tiết:
+ Ứng dụng cơng nghệ khn mẫu để tạo phôi ban đầu: Việc sử dụng máy CNC
để tiến hành gia công chi tiết từ đầu đến cuối mất rất nhiều thời gian cũng như việc
xuất hiện phoi trong q trình gia cơng q nhiều sẽ dẫn đến việc hao phí vật liệu. Vì
vậy ứng dụng cơng nghệ khuôn mẫu để tạo phôi ban đầu sẽ giúp phơi đầu vào được
tiêu chuẩn hóa, giảm thời gian gia cơng và tránh lãng phí phoi dư thừa.
+ Ứng dụng CAD/CAM/CNC để hồn thiện chi tiết: Tiến hành lập trình và gia
cơng để hồn thiện chi tiết
- Ưu điểm:
+ Phơi được tiêu chuẩn hóa khi chuyển sang cơng đoạn khác.
+ Giảm thời gian gia cơng.
+ Tránh lãng phí vật liệu.
+ Phù hợp cho việc sản xuất với khối lượng lớn.
+ Thuận lợi cho việc tự động hóa trong sản xuất.
- Nhược điểm:
+ Cơng nghệ gia cơng khn cịn hạn chế.
+ Chi phí bảo trì khn lớn.

+ Giá thành chế tạo máy và nhập khẩu cao.
c. Tiến hành đánh giá lựa chọn phương án phù hợp:
Để đa dạng phong cách nhằm mang tính cạnh tranh cao hơn có thể thiết kế đồng
hồ kết hợp với các movement khác nhau, ứng dụng các công nghệ phủ nhằm làm sản
phẩm đẹp mắt hơn song vỏ đồng hồ lại là chi tiết không thay đổi. Mặc dù đối tượng
khách hàng hướng tới là không phổ biến tuy nhiên vỏ đồng hồ lại là sản phẩm đặc
trưng và tiêu biểu mang lại tính khác biệt cho mỗi hãng đồng hồ vì vậy số lượng sản
xuất vỏ đồng hồ sẽ rất lớn. Cho nên việc triển khai phương án 2 về lâu dài sẽ mang lại
hiệu quả về mặt thời gian và cả chi phí sản xuất.
12

Luan van


13

Luan van


Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1 Chọn vật liệu cho sản phẩm:
3.1.1 Điều kiện làm việc:
Đối tượng khách hàng mà sản phẩm hướng tới là các vận động viên, gymmer,
cũng như những người chơi thể thao cho nên việc xem xét điều kiện làm việc là yếu tố
quyết định tới việc lựa chọn vật liệu thích hợp:
- Sử dụng trong điều kiện vận động cường độ cao.
- Sử dụng ngay cả khi vận động, cơ thể tiết ra mồ hôi, các hoạt động ngoài trời,
ảnh hưởng của ánh sáng và tia UV.
- Sử dụng trong điều kiện làm việc dưới nước biển vì đối tượng khách hàng
hướng tới là các vận động viên bao gồm cả các vận động viên lặn chuyên nghiệp, độ

sâu có thể lặn lên đến 200m nên môi trường làm việc tương đối đặc biệt.
3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật:
Từ việc xét đến điều kiện làm việc sẽ rút ra các yêu cầu kỹ thuật cần thiết cho vật
liệu, việc lựa chọn vật liệu phù hợp đóng vai trò hết sức quan trọng cho sự thành bại
của sản phẩm, vật liệu phải đảm bảo các yêu cầu về:
- Độ bền cao, chống trầy xước.
- Khả năng chống ăn mịn, oxi hóa cao.
3.1.3 Lựa chọn vật liệu:
Từ những yêu cầu kỹ thuật trên cùng với việc xét về tính hiệu quả kinh tế và thẩm
mỹ lựa chọn tối ưu nhất chính là vật liệu thép khơng gỉ.

3.2 Khái niệm về công nghệ tạo phôi:
3.2.1 Đúc:
a. Khái quát:
- Đúc (Casting) là công nghệ chế tạo phôi ứng dụng sự chảy của vật liệu ở trạng
thái lỏng thông qua phương pháp rót vật liệu vào khn để tạo ra sản phẩm có hình
dạng theo khn mẫu. Đa phần cơng nghệ đúc được thực hiện với vật liệu là kim loại.
- Đúc có những phương pháp sau: đúc trong khn cát, đúc trong khuôn kim
loại, đúc trong khuôn mẫu chảy, đúc áp lực, đúc li tâm, đúc trong khuôn vỏ mỏng, đúc
liên tục,… nhưng phổ biến nhất là đúc trong khuôn cát.

14

Luan van