đồ án kỹ thuật cơ khí Nghiên cứu ứng dụng gân vuốt trong công nghệ chặn để sản xuất chi tiết capô ô tô

Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
Lời nói đầu

Năm nay là năm đất nước ta tổng kết các thành tựu phát triển sau 20
năm đất nước đổi mới, tuy đó chỉ là một thời gian ngắn so với lịch sử
phát triển của đất nước, nhưng nó lại là một dấu mốc hết sức quan trọng.
Những thành tựu đã đạt được đú giỳp cho chóng ta tin tưởng vào sự lãnh
đạo của Đảng, vào tương lai sáng lạng của sự phát triển kinh tế nước
nhà.
Mặc dù vậy chúng ta vẫn phải nhìn nhận một thực tế rằng đất nước ta
là một nước có nền kinh tế nông nghiệp lạc hậu, một trong những nước
nghèo nhất thế giới. Do đó, để hướng tới hiện thực hóa mục tiêu đến
năm 2020 đưa nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp, trong
thời gian tới chúng ta phải có được những bước nhảy vọt trong lĩnh vực
công nghiệp mà đặc biệt là cơ khí tự động hóa. Chính vì vậy, khi được
thầy giáo hướng dẫn cho chọn đề tài tốt nghiệp tôi đã nhận thấy đề tài
“ Nghiên cứu ứng dụng gân vuốt trong công nghệ chặn để sản xuất
chi tiết capụ ô tô ” là một đề tài hay, có tớnh thực tế ứng dụng rất cao và
có thể đem lại cho tôi nhiều kiến thức bổ Ých để chuẩn bị cho nghề
nghiệp tương lai sau này nờn tụi đó mạnh dạn nhận thực hiện. Tôi hoàn
toàn tin tưởng vào khả năng thành công của đồ án vì công nghệ gia công
áp lực chiếm một vị trí rất lớn trong ngành chế tạo ô tô, hầu hết các chi
tiết bên ngoài của vỏ ô tô đều được chế tạo bằng phương pháp gia công
áp lực do tính ưu việt của phương pháp này là tạo ra được các sản phẩm
chính xác có chất lượng bề mặt tốt, năng suất cao lại có thể thay đổi kiểu
dáng một cách dễ dàng và chi tiết capụ cũng cần có các yếu tố như vậy.
Như chúng ta đã biết, thiết kế công nghệ và khuôn mẫu đối với các
chi tiết dạng vỏ có kích thước lớn, hình dạng phức tạp, yêu cầu kỹ thuật
1
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ

án tốt nghiệp
cao trong chế tạo ô tô là vấn đề còn hết sức mới mẻ trong lĩnh vực cơ khí
nói chung và gia công áp lực nói riêng ở nước ta. Thực tế vỏ ô tô được
lắp ráp từ rất nhiều các chi tiết dạng vỏ mỏng có nhiều mặt cong phức
tạp đối xứng hoặc không đối xứng trong không gian với độ chính xác
cao. Vì vậy việc thiết kế công nghệ dập, thiết kế chế tạo khuôn mẫu cũng
có những nét đặc thù khác biệt hẳn so với những chi tiết thông thường
khác. Nếu chúng ta không nắm được những nét đặc thù và có phương án
thích hợp trong thiết kế chế tạo thỡ khú mà tránh khỏi những tổn thất lớn
về kinh tế bởi giá trị của một bộ khuôn dập vỏ ô tô là rất lớn có thể lên
tới hàng trăm triệu đồng, thậm chí hàng tỷ đồng.
Chính vì vậy mục tiêu đầu tiên của đề tốt nghiệp này là xây dựng một
quy trình công nghệ hoàn thiện cho việc chế tạo chi tiết capụ ô tô sau đó
sẽ đi sâu vào nghiên cứu ứng dụng gân vuốt trong công nghệ chặn. Hy
vọng rằng với những việc làm được trong đồ án tốt nghiệp em sẽ có cơ
hội được áp dụng thực tế sau này để góp một phần sức lực của mình
trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa của đất nước.
Trong quá trình thực hiện đồ án này bằng sự cố gắng nỗ lực của bản
thân, sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo trong bộ môn gia công áp
lực đặc biệt là sự quan tâm chỉ bảo tận tình của thầy giỏo TS. Nguyễn
Đắc Trung đã hướng dẫn cho tôi cách làm việc có khoa học nờn tụi đó
hoàn thành đồ án này đúng với hạn định. Qua đõy tụi xin gửi lời cảm ơn
chân thành của mình tới gia đình, các thầy giáo và bạn bè đã động viên
giúp đỡ ủng hộ trong quá trình em thực hiện đồ án tốt nghiệp này.

2
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
DẬP VỎ Ô TÔ

1. Tình hình nghiên cứu, chế tạo, sản xuất trong và ngoài nước.
1.1. Ngoài nước.
Ở những nước có ngành công nghiệp ô tô phát triển như Mỹ, Nhật,
Đức, Anh, Phỏp thỡ việc thiết kế quy trình công nghệ trong sản xuất
ô tô nói chung và vỏ ô tô nói riêng được thực hiện rất bài bản với tính
khoa học và độ chuyên môn hóa rất cao. Sơ đồ thiết kế chế tạo vỏ ô tô
nói chung có thể được tổng kết là gồm có 6 bước cơ bản theo sơ đồ sau:


MÔ PHỎNG SỐ
CHẾ TẠO KHUễN SẢN XUẤT ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM
3
ThiÕt kÕ s¶n phÈm
ThiÕt kÕ quy
tr×nh c«ng nghÖ
Tèi u hãa c«ng nghÖ
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
Hình 1.1 : Sơ đồ quy trình thiết kế chế tạo các chi tiết vỏ ô tô
ở những nước công nghiệp phát triển.
Hình 1.2: Một hệ thống máy sản xuất ô tô ở nước ngoài.
Thực tế, trong ngành công nghiệp chế tạo ô tô thì vấn đề thẩm mỹ của
sản phẩm là một vấn đề chiếm vị trí rất quan trọng. Do đó đầu tiên đội
ngò những người thiết kế phải đưa ra được mô hình của sản phẩm cần
chế tạo để cho những người có chuyên môn xem xét tính hợp lý giữa
thẩm mỹ và thực tế sản xuất có đảm bảo được không. Sau đó, người ta sẽ
sử dụng các phần mềm đồ họa để thiết kế ra một sản phẩm ảo là sản
phẩm có hình dáng và kích thước gần giống với sản phẩm sẽ được sản
xuất ra. Nói là gần giống bởi vì trong thực tế để dựng được một sản
phẩm ảo chính xác 100% so với thiết kế trong công nghệ chế tạo vỏ ô tô

4
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
với những mặt phẳng không đối xứng lại cú biờn dạng thay đổi liên tục
trong không gian là một vấn đề rất khó và thực sự không cần thiết. Sản
phẩm ảo này sau đó sẽ được sử dụng để phân tích và lùa chọn phương án
chế tạo hợp lý nhất. Tiếp đó là việc tối ưu hóa công nghệ bằng cách sử
dụng các phầm mềm như : ANSYS, MACR, ABAQUS,
LARSTRAN/SHAPE, I-DEAS PAM-STAM mô phỏng số quá trình
biến dạng của vật liệu từ phôi ban đầu đến sản phẩm cần chế tạo. Qua
quá trình mô phỏng đó ta có thể có được trực quan hình ảnh về sự phân
bố ứng suất, biến dạng, tốc độ biến dạng của vật thể b và công cụ biến
dạng ( khuôn mẫu ). Ngoài ra, một ưu điểm khác nữa của quá trình mô
phỏng số là ta có thể thay đổi được điều kiện biên, nghĩa là các điều kiện
trực tiếp ảnh hưởng đến quá trình biến dạng của phôi như vật liệu của
phôi và chày cối, lực Ðp, lực chặn, điều kiện tiếp xúc, điều kiện nhiệt
độ Qua đó ta có thể chọn ra được điều kiện tốt nhất cho thực tế sản
xuất từ đó cố gắng tạo ra các điều kiện biên giống như trong môi trường
mô phỏng. Do vậy, mô phỏng số sẽ giúp hạn chế đến mức thấp nhất các
khuyết tật thường gặp trong gia công vật liệu tấm như nhăn, rách, nứt rút
ngắn được thời gian nghiên cứu thiết kế, chế thử, giảm một cách tối đa
thời gian và chi phí sửa chữa, hiệu chỉnh khuôn.
Sau khi chọn được phương án công nghệ phù hợp thì bước tiếp theo
là chế tạo sản phẩm mẫu từ các vật liệu mềm như gỗ hay nhựa và đưa
lên máy bằng thiết bị đo 3 chiều để có được mô hình chính xác của sản
phẩm trong thực tế. Từ mô hình này ta sẽ tiến hành chế tạo khuôn và sản
xuất. Quá trình cuối cùng không thể thiếu được là đánh giá kiểm tra sản
phẩm, nó được thực hiện liên tục trong toàn bộ thời gian sản xuất.
Ngày nay, trong công nghệ chế tạo khuôn ở những nước công nghiệp
phát triển cũng có nhiều tiến bộ mới. Bên cạnh những phương pháp gia

5
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
công truyền thống như phay chộp hỡnh điều khiển CNC, gia công tia lửa
điện, ăn mòn điện húa cũn cú những công nghệ mới như : gia công
khuôn bằng tia laze, máy phay 6 bậc tự do HEXAPOD có thể gia công
những lũng khuụn hết sức phức tạp với chất lượng và năng suất đều cao
hơn các phương pháp truyền thống. Ngoài ra công nghệ sử lý bề mặt
cũng cú cỏc bước tiến về kỹ thuật. Trước đây bề mặt khuôn thường được
nhiệt luyện thông thường sau đó có thể thấm cacbon hay nitơ để tăng
độ bền , nhưng với công nghệ ngày nay người có thể phun phủ để tạo ra
bề mặt có chất lượng làm việc cao hơn hẳn đồng thời độ bền cũng tăng
lên hàng chục lần so với cách làm thông thường.
Ngoài các ứng dụng mạnh mẽ của công nghệ thông tin và công nghệ
gia công cơ khí chúng ta cũn phải kể đến các ứng dụng của lĩnh vực hóa
học vật liệu mới trong quá trình chế tạo vỏ ô tô. Các sản phẩm như chất
bôi trơn với độ nhít, khả năng bỏm dớnh bề mặt, khả năng chống nén tốt
và nhiều tính chất ưu việt khác tạo điều kiện cho chóng ta có được
những phương án mới thích hợp hơn cho sản xuất. Trong thực tế sản
xuất cho thấy chỉ cần có được chất bôi trơn thích hợp chúng ta sẽ tránh
được các khuyết tật, nâng cao được năng suất đồng thời tăng tuổi thọ cho
khuụn lờn rất nhiều.
Một tiến bộ nữa trong công nghệ chế tạo vỏ ô tô là công nghệ chặn
với rất nhiều các phương pháp chặn đem lại hiệu quả thiết thực giúp hạn
chế tới mức thấp nhất các khuyết tật hay gặp là nhăn và rỏch. Cỏc
phương pháp chặn được sử dụng chính là chặn bằng gân vuốt, chặn tọa
độ, bề mặt chặn có lực ma sát thay đổi theo vị trí. Trong đó phương pháp
chặn bằng gân được sử dụng rộng rãi nhất do tính chất đơn giản mà hiệu
quả lại cao. Chính vì lý do đó trong nội dung chính của đồ án tốt nghiệp
6

Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
này em sẽ đi sâu vào việc nghiên cứu sử dụng gân vuốt trong công nghệ
chặn.
1.2. Trong nước.
Hiện nay ở nước ta lĩnh vực gia công áp lực nói chung và dập tấm nói
riêng chưa phát triển mà chỉ dừng lại ở quy mô nhỏ và manh mún, các
sản phẩm nhỏ có độ phức chưa cao. Công nghệ chế tạo khuôn cũng còn
rất non kém hầu hết chỉ chế tạo được cỏc khuụn nhỏ và đơn giản với
chất lượng không cao. Trang thiết bị thỡ đó rất lạc hậu so với thế giới vì
hầu hết là được tài trợ hoặc mua của nước ngoài từ những thập kỷ 70
hoặc 80 của thế kỷ trước do vậy chúng ta chưa có cơ hội để tích lũy
những kinh nghiệm cho việc sản xuất các chi tiết có kích thước lớn hình
dạng phức tạp và đòi hỏi các yêu cầu kỹ thuật rất cao như các chi tiết vỏ
ô tô. Ngay cả trong việc thiết kế các chi tiết vỏ ô tô thì cũng chưa có một
cơ sở hay công ty nào được trang bị đầy đủ các phần mềm cần thiết có
khả năng đáp ứng được yêu cầu thực tiễn. Mặt khác, chúng ta còn thiếu
cả nhân lực trong việc thiết kế cũng như sử dụng các phần mềm mô
phỏng số để phục vụ cho quá trình thiết kế chế tạo các chi tiết vỏ ô tô.
Trước đây tuy chóng ta có một số công ty liên doanh với nước ngoài
trong việc sản xuất mô tô và ô tô nhưng hầu hết chỉ dừng lại ở việc lắp
ráp các chi tiết có sẵn nhập từ nước ngoài, còn rất Ýt cơ sở có thể sản
xuất được trong nước mà nếu có chế tạo được thì chỉ là chi tiết nhỏ và
đơn giản. Hiện nay với chính sách nội địa húa cỏc sản phẩm cơ khí của
Đảng và Nhà nước ta thỡ đó có nhiều cơ sở mạnh dạn đầu tư để thiết kế
và chế tạo các chi tiết trong công nghiệp mô tô, ô tô trong đó cú cỏc chi
tiết vỏ ô tô. Đây là một điều kiện hết sức thuận lợi và chắc chắn sẽ tạo ra
những đột phá quan trọng tạo tiền đề cho việc chế tạo ô tô trong nước,
tất nhiên chúng ta sẽ gặp không Ýt khó khăn bởi vì nó là vấn đề hoàn
7

Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
toàn mới mẻ kể cả với những người đầu ngành. Chính vì vậy nó sẽ tạo
điều kiện cho những người trẻ tuổi nhưng có quyết tâm, sự táo bạo và
năng động trong lĩnh vực mới phát huy tốt nhất năng lực sáng tạo và sức
trẻ của mình. Chắc chắn sau này trong một khoảng thời gian không xa
chóng ta sẽ xây dựng được một đội ngò những nhà khoa học trẻ đủ sức
đảm đương những trọng trách trong công cuộc công nghiệp hóa đất nước
nói chung và công nghệ sản xuất vỏ ô tô nói riêng đủ sức cạnh tranh với
các sản phẩm nhập từ nước ngoài mang lại những lợi Ých to lớn cả về
kinh tế lẫn kỹ thuật cho nước nhà.
Quy trình thiết kế chế tạo các sản phẩm vỏ ô tô ở nước ta thường được
tiến hành theo sơ đồ cơ bản sau:
KHễNG
ĐẠT
YấU
CẦU
ĐẠT YÊU CẦU
Hình 1.3 : Sơ đồ thiết kế công nghệ chế tạo các chi tiết
8
B¶n vÏ s¶n phÈm
S¶n xuÊt thö
ThiÕt kÕ c«ng nghÖ
S¶n xuÊt hµng lo¹t
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
vá ô tô tại Việt Nam.
Hình 1.4 : Khuôn dập chi tiết trán xe ô tô sản xuất tại Việt Nam.
2. Đặc điểm và yêu cầu đối với các chi tiết vỏ ô tô.
2.1. Đặc điểm.

Chi tiết vỏ ô tô là những chi tiết dị hình, dạng tấm mỏng có hình dạng
đối xứng hoặc không đối xứng trong không gian tạo nên hầu hết tất cả
diện tích bề mặt nhìn thấy được của một chiếc xe ô tô kể cả bên trong và
bên ngoài của ô tô. Do đó các chi tiờt vỏ ô tô chính là phần quan trọng
nhất để tạo nên tính thẩm mỹ cho một chiếc xe ô tô, đây là một trong
những tính chất quyết định nhất đối với việc kinh doanh trong công
nghiệp chế tạo ô tô. So với những chi tiết dập tấm thông thường thỡ cỏc
chi tiết vỏ ô tô được thiết kế và chế tạo với những đặc điểm riêng biệt vì
tất cả các chi tiết lại được lỏp rỏp tạo thành một thể thống nhất gọi là vỏ
ô tô.
9
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
Căn cứ vào tác dụng và yêu cầu thì ta có thể chia vỏ ô tô ra làm 3 loại
là vỏ ngoài, vỏ trong và các chi tiết gia cố. Vỏ trong và vỏ ngoài thường
được dập được từ các loại thép tấm 08 hoặc 09 Al có chiều dầy từ 0,7
đến 1 mm, cũn cỏc chi tiết gia cố thì cũng sử dụng thép như vậy nhưng
có chiều dầy từ 1 đến 2 mm.
2.2. Yêu cầu đối với các chi tiết vỏ ô tô.
2.2.1.Chất lượng bề mặt phải tốt.
Bề mặt của các chi tiết vỏ ô tô chính là phần chính yếu nhất tạo nên
tính thẩm mỹ cho những chiếc xe ô tô do vậy đòi hỏi bề mặt của nó phải
không được có vết nhăn, xước, có vân, mấp mô hay những chỗ phồng
rộp hay những khuyết tật khác ảnh hưởng tới thẩm mỹ. Những đường
nét trang trí trên vỏ, gân trang trí hay gân công nghệ đều phải nhẵn bóng
chuyển tiếp đều đặn. Sau khi lắp rỏp cỏc chi tiết đều được sơn phủ cả hai
mặt do đó bề mặt cũng phải sạch hoàn toàn để đảm bảo chất lượng sơn.
Trong các loại xe thể thao hay xe du lịch lại càng phải chú ý tới chất
lượng bề mặt nhiều hơn, các khuyết tật dù nhỏ vẫn có thể làm mất mỹ
quan hoặc gây ra hiện tượng tán xạ ánh sáng.

2.2.2. Tính công nghệ cao.
Tính công nghệ thể hiện chủ yếu ở khả năng chế tạo, tính lắp ráp
bằng phương pháp hàn, an toàn khi thao tác, hệ số sử dụng vật liệu và
những yêu cầu đối với vật liệu. Khả năng chế tạo của chi tiết được thể
hiện ở chính hình dạng chi tiết đó. Nếu chi tiết vỏ ô tô có thể dập vuốt
thì đối với cỏc nguyờn cụng sau dập vuốt chỉ còn là vấn đề xác định số
lượng và thứ tự sắp xếp cỏc nguyờn cụng đú. Trong thực tế các chi tiết
vỏ ô tô đều có thể dập vuốt một nguyờn cụng, để thực hiện tạo hình bằng
một lần dập vuốt thì cần phải triển khai những chỗ lên vành, điền đầy
10
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
các lỗ cộng thêm phần bổ xung do công nghệ yêu cầu. Sau khi dập vuốt
óe cắt bỏ phần bổ xung công nghệ ở cỏc nguyờn cụng sau, vì thế bổ
xung công nghệ là phần vật liệu tiêu hao nhất thiết phải có do công nghệ
yêu cầu. Phần bổ xung công nghệ nhiều hay Ýt trước hết được quyết
định bởi độ phức tạp của chi tiết vỏ. Độ phức tạp còn đặt ra nhưng yêu
cầu nhất định đối với vật liệu, ví dụ đối với các chi tiết đòi hỏi phải dập
vuốt sõu thỡ vật liệu phải có được tính năng dập vuốt tương ứng.
2.2.3. Phải có đủ độ cứng vững.
Các chi tiết vỏ trong thực tế cũng phải chịu rất nhiều lực tác động
nhất là khi xe đang hoạt động như : áp lực của không khí, sức nặng của
các bộ phận khác đè lên, khi va chạm với các hạt mưa ở tốc độ cao nếu
trong quá trình dập vuốt có những chỗ mức độ biến dạng của vật liệu
quá nhỏ làm cho độ cứng vững không đảm bảo thì có thể gây ra tiếng ồn
khi bị chấn động. Ngoài ra ở nhiều chi tết khi sử dụng phải mở ra nhiều
lần có tác dụng lực khi đóng lại như : cánh cửa, capụ trước và sau thì lại
càng đòi hỏi có tính chắc chắn cao. Một điểm chú ý nữa là nếu chi tiết có
biến dạng quá nhỏ không có đủ độ cứng vững cần thiết thì khi cắt biên
do hiện tượng đàn hồi lại sẽ làm cho chi tiết có sai lệch về hình dáng khi

đó sẽ rất khó mà khắc phục.
3.1.Kết luận:
Vá ô tô là các chi tiết có hình dạng và kích thước hết sức phức tạp,
ngoài những đặc điểm của các chi tiết dạng tấm nói chung cũn cú những
yêu cầu đặc biệt khi thiết kế công nghệ cũng như khuôn mẫu nên đòi hỏi
người làm công nghệ không những phải nắm được những yêu cầu cơ bản
mang tính truyền thống mà còn phải thiết kế các bộ khuôn mang nét đặc
thù của khuôn dập vỏ ô tô, có như vậy mới đem lại hiệu quả cao trong
11
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
kinh tế cũng như kỹ thuật được. Hơn thế nữa ta phải tiếp cận với các
phần mềm mô phỏng số quá trình biến dạng cũng như công nghệ chế tạo
ảo nhằm tối ưu hóa công nghệ, giảm thiểu chi phí, tăng năng suất lao
động, nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Sản phẩm khi được
chế tạo phải phù hợp với các điều kiện của Việt Nam.
CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ LÙA CHỌN PHƯƠNG
ÁN
CÔNG
NGHỆ DẬP NẮP CAPễ Ô TÔ
1.Phân tích sản phẩm.

12
R3
R400
1°
R5
R3
R850
1300

R45
R40 R15
R40
R80
R600
R700
600
1290
350
70
1
1400
130
140
10
30
R100
R3500
10°
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
Hình 2.1 : Bản vẽ sản phẩm.
Theo như hình vẽ ta thấy đây là một sản phẩm đặc trưng của công
nghệ sản xuất vỏ ô tô. Sản phẩm là một chi tiết lớn có dạng tấm mỏng,
chỉ có một mặt đối xứng trong không gian, biên dạng thay đổi liên tục
một cách đều đặn, các mặt cong hết sức phức tạp. Để dễ dàng cho việc
thiết kế và chế tạo cũng như tính toán công nghệ cho nguyờn cụng dập
vuốt ta có thể chia sản phẩm ra làm hai phần được phân biệt bởi gân tăng
cứng. Phần thấp hơn nằm phía ngoài gân tăng cứng sẽ được tạo hình
trước kể từ khi chày bắt đầu đi vào cối. Phần cao hơn nằm phía trong

gân tăng cứng là phần được tạo hình sau cùng. Sản phẩm chỉ có 3 mặt
bên là được dập vuốt cong còn mặt thứ tư thì để thông. Chi tiết cũn cú 4
lỗ được đột để lắp đèn và phần đầu được đột để lắp cửa thông gió làm
mát cho hệ thống động cơ phía trước. Toàn bộ chu vi vành ngoài đều
được gấp mép với mép gấp có độ lớn 5 mm ở những chỗ cạnh phẳng và
khi đi đến những chỗ cạnh giao nhau có góc nhọn thì độ lớn của mép
gấp được giảm dần về 0. Việc lên vành cho toàn bộ chu vi của chi tiết là
nhằm ba mục đích, thứ nhất là để cho chi tiết có được tính thẩm mỹ cao,
thứ hai là giúp cho mọi người khi thao tác an toàn không bị ba via làm
trầy xước, thứ ba cũng là mục đích quan trọng nhất là tăng độ cứng vững
13
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
cho chi tiết. Cả 4 lỗ đột để lắp đèn đều được lên vành vào trong với góc
90
0
giúp định vị khi lắp đèn. Bề mặt sản phẩm có yêu cầu rất cao, nó
phải hoàn toàn nhẵn bóng, không được có bất kỳ khuyết tật nào như
xước, phồng rộp, nếp nhăn và phải hoàn toàn sạch sẽ không được có
bụi bẩn, rỉ sét, dầu mỡ. Độ chính xác về hình dạng và kích thước phải
được đảm bảo một cách triệt để nhất vỡ đõy tuy là một chi tiết chính của
vá xe ô tô nhưng vẫn nằm trong một hệ thống rất nhiều chi tiết được lắp
ghép với nhau để tạo nên vá xe ô tô, nếu có sai số lớn thỡ nú sẽ tạo ra sai
số hệ thống rất khó khắc phục. Chi tiết có tỷ lệ:
12,0
1300
150
≈=
B
H

do vậy
chi tiết hoàn toàn thỏa mãn điều kiện dập vuốt 1 lần. Một điều kiện hết
sức chú ý đối với chi tiết lớn mà lại có mặt cong với bán kính lớn là khả
năng bị đàn hồi lại của chi tiết sau khi dập vuốt làm cho chi tiết bị sai
lệch kích thước so với lũng khuụn dập vuốt. Do đó khi thiết kế lũng
khuôn ta phải tính đến sai sè do đàn hồi lại.
2. Phân tích phương án công nghệ.
2.1. Xác định phương dập vuốt.
Để xác định được phương dập vuốt trước hết ta cần phải chú ý tới các
yêu cầu kỹ thuật cần được đảm bảo khi thực hiện nguyờn cụng dập vuốt:
1- Chày nhất thiết phải đi được vào cối: Để tạo hình được chi thiết
theo đúng yêu cầu thì khi ở vị trí kết thúc hành trình đi xuống của
chày chi tiết phải được tạo hình xong. Muốn đảm bảo được điều
đó thì chày phải đi vào được mọi chỗ cần thiết để tạo hỡnh sản
phẩm, không được có những góc chết hay vùng chết do chày
không tiếp xúc đến. Trong chi tiết ta cần chế tạo những vùng chết
có thể xuất hiện chính là ở những vị trí gân tăng cứng ở phía đầu
14
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
chi tiết, do vậy khi chế tạo khuôn phải hết sức chú ý tới độ ăn
khớp ở vị trí này.
2- Diện tích tiếp xúc giữa phôi với chày khi bắt đầu quá trình dập
vuốt càng lớn càng tốt. Đây là một điều kiện được đúc kết từ lâu
trong kỹ thuật dập vuốt, chi tiết sẽ được tạo hình tốt nhất khi mà
toàn bộ bề mặt tạo hình của chày tiếp xúc với phôi khi đi vào cối.
Tuy nhiên điều đó chỉ áp dụng được khi chi tiết cú đỏy phẳng và
phương dập vuốt vuông góc với bề mặt của đỏy. Cũn với trường
hợp chi tiết có những mặt cong phức tạp như chi tiết ta cần chế tạo
thì rất khó có thể áp dụng được. Vì khi chày đi xuống thỡ phụi

nằm tạo thành một mặt phẳng do đó chúng ta sẽ xác định phương
sao cho khi đó mặt cong của chày tiếp xúc với phôi một đường
thẳng có chiều dài là lớn nhất.
3- Trở lực kộo phụi trờn mặt chặn phôi tại các vị trí mà vật liệu có xu
hướng kéo vào nhanh nhưng mức độ biến dạng thực tế lại không
cần thiết thì phải lớn hơn tại các vị trí mà phôi kéo vào chậm hơn.
Điều này đảm bảo là phôi được biến dạng một cách đồng đều
không gây ra sù co kéo vật liệu làm cho sản phẩm cú cỏc vết nhăn.
Để đảm bảo điều này ta có thể bố trí gân chặn một cách hợp lý
trên mặt phẳng của cối và vành chặn hoặc sử dụng các phương
pháp chặn đặc biệt khác như chặn tọa độ hay chặn bằng cao su để
sao cho lực được tạo ra chỉ cho vị trí chặn.
Chặn không Chặn hợp lý
hợp lý
15
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp

Hình 2.2: Ví dụ về lực chặn với vị trí không hợp lý
Để đảm bảo những yêu cầu trên ta chọn phương dập vuốt như hình vẽ
sau:
Hình
2.3: Lùa chọn phương dập.
2.2. Xác định phương cắt biên.
Chi tiết sau khi dập vuốt sẽ được cắt bỏ những phần bù công nghệ đi,
tuy nhiên do vị trí cắt biên và đột lỗ khác nhau nên phương dập cũng
khác nhau. Phương cắt biên lý tưởng là phương sao cho phương chuyển
động của lưỡi cắt vuông góc với bề mặt cắt, điều đó có nghĩa là điều
kiện dập tối ưu là pháp tuyến của bề mặt cắt trùng với phương cắt biên.
Đối với chi tiết có sau khi dập mà biờn cú bề mặt cong thì phương dập

lý tưởng là vô số, điều này làm cho việc cắt biên không thể thực hiện
được trong một nguyên công vì thế cho phép giữa phương dập và bề mặt
cắt biờn cú một góc độ nào đó. Độ lớn của gúc đú nói chung là không
nên nhỏ hơn 10
0
, nếu gúc quỏ nhỏ thì vật liệu sẽ không phải bị cắt mà bị
rứt ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng cắt biờn. Dựa vào hình dạng
của sản phẩm thì ta có thể thấy rằng có hai phương án để chọn phương
cắt biên phù hợp tùy thuộc vào hình dạng của sản phẩm sau nguyờn
cụng dập vuốt. Có hai trường hợp là:
16
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
- Trường hợp 1: Phương cắt biên vuông góc với thành bên của chi
tiết dập vuốt, như vậy chi tiết sẽ được dập vuốt sâu hơn so với
chiều sâu thực một khoảng bằng độ lớn của mép gấp. Thực tế đây
là một phương án rất khó có thể thực hiện được do chi tiết là rất
lớn và khả năng định vị khi cắt là rất khó khăn. Ngoài ra khi đú
cũn cú một khó khăn là kết cấu của khuôn sẽ hết sức phức tạp để
có thể đồng thời cắt toàn bộ tiết diện chỉ sau một hành trình đi
xuống của chày cắt vì muốn vậy chày phải bao toàn bộ sản phẩm.
Do vậy phương án này không khả thi.
- Truờng hợp 2: Phương cắt biên vuông góc với mặt phẳng của
vành biên và vật dập vẫn có chiều sâu lớn hơn so với chiều sâu
thực một khoảng đúng bằng độ lớn của mép gấp. Phương án này
hoàn toàn có thể thực hiện được do tính đơn giản của kết cấu
khuôn nhưng cũng phải hết sức chú ý tới độ lớn của thành mép để
cho việc gấp mép được dễ dàng. Như vậy ta sẽ chọn phương cắt
biên trùng với phương dập vuốt.
2.3. Phần bù công nghệ.

Trong công nghệ dập tấm thì phần bù công nghệ là phần không thể
thiếu được, đó là những phần sẽ được cắt bỏ đi sau dập ở cỏc nguyờn
công sau. Phần bù công nghệ giúp cho chóng ta có thể tạo được chi tiết
như mong muốn, tránh được các vết nhăn nhúm. Tuy nhiên phần bù đó
vẫn là phế liệu sau khi sản xuất hoàn chỉnh chi tiết nên sẽ làm giảm hệ số
sử dụng vật liệu, do đó ta cần giảm đến mức nhỏ nhất phần bù công
nghệ. Đối với chi tiết cần chế tạo thì ta sẽ có 2 phương án để chọn cách
thêm phần bù công nghệ.
17
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
• Phương án bù công nghệ 1: Sản phẩm sau nguyờn cụng dập vuốt
sẽ có hình dạng như mô hình:


Hình 2.4: Phương án bù công nghệ 1.
Ta dễ nhận thấy phần bù công nghệ sau nguyờn cụng dập chính là
vành biên của chi tiết. Trong trường hợp này ta sẽ tiết kiệm được vật
liệu phôi nhưng việc chặn ở đuôi capụ sẽ gặp rất nhiều khó khăn vỡ
phụi sẽ không có mặt tỳ phía dưới, nếu có thì ta phải chế tạo dạng
mặt tỳ động rất phức tạp và khó tính toán chính xác được. Nếu ta để
phớa đuụi tự do trong quá trình dập thỡ nú sẽ là vựng cú biến dạng
nhanh nhất sẽ lôi kéo vật liệu của cỏc vựng khỏc gây ra các hiện
tượng nhăn, rách sản phẩm sinh ra phế phẩm. Do đó phương án bù
công nghệ này là không hợp lý.
• Phương án bù công nghệ 2: Sản phẩm sau nguyờn cụng dập vuốt
sẽ có hình dạng như mụ hỡnh:(trang bờn).
18
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp

Hình 2.5: Phương án bù công nghệ 2.
Trong phương án này ta sẽ dập chi tiết cú thờm một thành ở đuôi
capụ để tạo ra một vành biờn kớn phẳng, chi tiết sẽ trở về dạng một hình
hộp thấp nên khả năng chế tạo thành công đã đuợc thực tế khẳng định.
Như vậy khi cắt biên chúng ta sẽ phải cắt luôn cả phần thành bù công
nghệ này và hệ số sử dụng vật liệu sẽ giảm nhưng để đảm bảo chế tạo
thành công chi tiết và khuôn có kết cấu đơn giản thì ta phải chọn phương
án bù công nghệ này. So với sản phẩm thực ta sẽ lấy kích thước của phôi
lớn hơn ở hai bên thành bờn capụ là 100 mm còn ở phần đầu là 75 mm
còn phần đuôi là 30 mm.
2.4. Tính toán phôi dập.
Sản phẩm ta cần chế tạo là một chi tiết lớn với các mặt cong hết sức
phức tạp và thay đổi biên dạng liên tục trên toàn bộ vật thể do đó để tính
diện tích thực của sản phẩm khi trải phẳng ra gặp rất nhiều khó khăn và
thực sự không cần thiết. Thực tế chúng ta chỉ cần biết được chiều dài và
chiều rộng khi trải phẳng ở những vị trí có giá trị lớn nhất để tính toán
phôi. Do đó ta sẽ chọn ra 3 mặt cắt mà ta thấy là ở đó có giá trị dài rộng
lớn nhất để từ đó tính toán xác định kích thước của phôi bằng cách sử
19
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
dụng lệnh MASSPROP của phần mềm AutoCad sau khi đã tạo cho toàn
bộ chu vi thành một hình bao kín bằng lệnh REGION.
• Đối với chiều dài thì ta sẽ chọn mặt cắt tại mặt phẳng đối xứng
của sản phẩm và lấy độ lớn theo biên dạng ngoài của mặt cắt như
hình sau:

Mặt phẳng cắt
Tiết diện

Hình 2.6: Mặt cắt chi tiết tại mặt phẳng đối xứng và tiết diện của nó.
Sau khi sử dụng lệnh MASSPROP ta được các thông số sau:
REGIONS
Area: 175134.08
Perimeter: 3052.43
Bounding box: X: 4291.24 5739.81
Y: -1546.45 -1409.32
Centroid: X: 5046.82
20
130
1400
1449
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
Y: -1480.37
Moments of inertia: X: 384039258993.22
Y: 4488363058088.46
Product of inertia: XY: -1.31E+12
Radii of gyration: X: 1480.82
Y: 5062.43
Principal moments and X-Y directions about centroid:
I: 233087671.83 along [1.00 0.00]
J: 27623540616.97 along [0.00
1.00]
Theo số liệu trên ta thấy chu vi của toàn bộ tiết diện xấp xỉ 3052 mm,
trong đó chiều phần thêm vào tiết diện để tạo nã thành mét chu vi kín
là 1449. Như vậy chiều dài của sản phẩm khi trải phẳng ra là :
3052 – 1449 = 1603( mm ). Lấy độ lớn của mép gấp mỗi đầu là 10 mm,
như tổng độ lớn 2 đầu sẽ là 20 mm, phần bù công nghệ là 75 mm cho

phần đầu và 30 mm cho phần đuôi .
Vậy chiều dài phôi sẽ là: 1603 + 20 + 75 + 30 = 1728 ( mm ).
• Đối với chiều rộng do cú cỏc biờn dạng cong hết sức phức tạp và
thay đổi liên tục trên toàn bộ chiều dài của chi tiết do đó khó có
thể xác định được tại biên dạng nào phôi sẽ có bề rộng nhỏ nhất.
Ngoài ra ta phải xét xem sù thay đổi độ lớn của biên dạng sẽ làm
cho kích thước phôi có hình dạng như thế nào và việc cắt phôi
theo phương án nào là hợp ly nhất. Ta sẽ chọn ra 2 mặt cắt để so
sánh:
- Mặt cắt 1 cắt ở vị trí như hình sau:( hình vẽ trang bên )
21
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
Mặt phẳng cắt
Tiết diện
Hình 2.7: Mặt cắt và tiết diện cắt theo chiều rộng tại vị trí 1.
Sau khi sử dụng lệnh MASSPROP ta được các thông số sau:
REGIONS
Area: 148497.69
Perimeter: 2666.54
Bounding box: X: -1304.06 -14.42
Y: -1261.88 -1122.47
Centroid: X: -659.24
Y: -1201.65
Moments of inertia: X: 214624349521.93
22
1280
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
Y: 81288050909.57

Product of inertia: XY: 117636658675.65
Radii of gyration: X: 1202.21
Y: 739.87
Principal moments and X-Y directions about centroid:
I: 200046030.72 along[1.00 0.00]
J: 16750667604.33 along[0.00 1.00]
Theo số liệu trên ta thấy chu vi của toàn bộ tiết diện xấp xỉ 2676 mm,
chiều dài thêm vào để cho tiết diện thành một chu vi kín là 1280 mm.
Như vậy chiều dài khi trải phẳng ra của tiết diện tại đây là:
2666 – 1280 = 1384 ( mm ).
Lấy độ lớn của mép gấp mỗi đầu là 10 mm, như tổng độ lớn 2 đầu sẽ là
20 mm, phần bù công nghệ là 200 mm . Vậy chiều rộng phôi sẽ là:
1384 + 20 + 200 = 1604 ( mm ).
- Mặt cắt 2 cắt ở vị trí như hình sau:

Mặt phẳng cắt
Tiết diện

Hình 2.8 : Mặt cắt và tiết diện cắt theo chiều rộng tại vị trí 2.
23
1214
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
Sở dĩ ta cắt tại tiết diện này là vì đây là điểm chuyển tiếp giữa thành
cong và thành thẳng của vành chi tiết, bởi vậy đây là vị trí có tiết diện
ngang nằm giữa hai miền, một là miền tiến dần về phía đầu capụ giảm
nhanh còn miền kia có sự biến thiên chậm hơn và không đều. ở miền
tiến về phía đầu ta sẽ lấy độ rộng của phôi đúng bằng độ rộng tại vị trí có
mặt phăng cắt đi qua.
Sau khi sử dụng lệnh MASSPROP ta cú cỏc thông số sau:

REGIONS
Area: 132697.76
Perimeter: 2543.72
Bounding box: X: 410.88 1624.42
Y: -2104.05 -1979.32
Centroid: X: 1017.65
Y: -2047.24
Moments of inertia: X: 556316814200.57
Y: 151135246066.80
Product of inertia: XY: -276459136548.89
Radii of gyration: X: 2047.53
Y: 1067.21
Principal moments and X-Y directions about centroid:
I: 153345029.49 along[1.00 0.00]
J: 13712242906.82 along[0.00 1.00]
Theo số liệu trên ta thấy chu vi của toàn bộ tiết diện xấp xỉ 2544 mm,
chiều dài thêm vào để cho tiết diện thành một chu vi kín là 1214 mm.
Như vậy chiều dài khi trải phẳng ra của tiết diện tại đây là:
2544 – 1214 = 1330 ( mm )
Tương tự như trờn ta có chiều rộng phôi tính toán tại đây là:
24
Lê Chí Nguyện - GCAL - K46 Đồ
án tốt nghiệp
1330 + 20 + 200 = 1540 ( mm )
Ta dễ dàng nhận ra là sự thay đổi chiều rộng của phôi là không đáng kể
chỉ khoảng 30 mm ở vị trí lớn nhất so với vị trí nhỏ nhất do đó ta sẽ chọn
phụi hỡnh chữ nhật để thuận tiện cho quá trình cắt phôi. Trong quá trình
tính toán các phần bù công nghệ đều dựa trờn kinh nghiệm và có hệ số
an toàn cao do vậy khi phôi tính toán là b
tt

x l
tt
= 1604x1728 ( mm x
mm) ta sẽ lấy phôi thực có kích thước là b
th
x l
th
= 1600x1728 ( mm x
mm ). Như vậy phôi sẽ được cắt từ phôi cuộn có chiều rộng là 1600 mm
còn chiều dài là vô hạn. Phôi sẽ được cắt trên dao song song và chỉ cần
có một cữ định vị để cắt.
Khi quá trình dập vuốt diễn ra tại cỏc vựng góc lượn sẽ xảy ra hiện
tượng đẩy kim loại sang hai thành bên do đó ứng suất do sự chèn Ðp
kim loại gây ra là rất lớn vì vậy để đảm bảo phôi không bị nhăn hay rỏch
phụi gây ra phế phẩm ta sẽ vỏt cỏc cạnh của phôi đi một lượng. Đối với
phần đầu capụ sẽ vát 350x350(mmxmm) còn phần đuụi sẽ vát
100x100(mmxmm).
3. Lùa chọn phương án công nghệ.
Để chế tạo một chi tiết phức tạp như nắp capụ ô tô trên thực tế cần
nhiều nguyờn cụng do đó việc sắp xếp thứ tự cỏc nguyờn cụng một cách
hợp lý, khoa học quyết định rất lớn đến khả năng chế tạo thành công chi
tiết. Dùa vào hình dạng sản phẩm ta có thể đưa ra các phương án công
nghệ sau:
3.1. Phương án 1:
- Cắt phôi.
- Dập tạo hình.
- Cắt vành biên.
- Đột 4 lỗ lắp đèn và cửa lắp thông gió.
25