Nghiên cứu, phân tích, thay thế phương pháp gia công dập nóng bằng đúc áp lực trong chế tạo chi tiết cổ xe nữ hợp kim nhôm

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

methods: check the weight with electronic weight scale, hardness testing by
Webster Instrument (Model B) alkaline, flaw test by ultrasound machine, Check
oxidation and test the durability of all. Research results show that the product
achieved the quality requirements. On the other hand when the production
number of the product is higher than ~ 25000 samples, the method of pressure
casting cost saving than when using hot forging method.
MC LC
Đ mc
Trang
QUYắăĐNảăẢIAOăĐ TÀI i
LÝ LCH KHOA HC ii
LIăCAMăĐOAN iii
LI CMăN iv
TÓM TT LUNăVĔN v
MC LC vi
DANH SÁCH CÁC CH VIT TT x
DANH SÁCH CÁC HÌNH xi
DANH SÁCH CÁC BNG xv
PHN I. ĐT VN Đ
1.1. Đặt vn đ 1
1.2. Mc tiêu đ tài 2
1.3. Phm vi nghiên cu 2
1.4. Khái quát công vic thc hin 2
1.5. Phng pháp nghiên cu 2

Trang vii

PHN II. HIN TRNG K THUT
2.1. Hin trang nghiên cu và công ngh trong nc 3
2.2. Hin trang nghiên cu và công ngh  nc ngoài 4

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

3.2.3. NH HNG CA ÁP LC TI QUÁ TRÌNH KT TINH CA
KIM LOI 38
3.2.4. THY ĐNG HC QUÁ TRÌNH ĐIN ĐY KHUÔN 39
3.2.4.1. Nguyên tc 39
3.2.4.2. Va đp ca dòng np lên thành khuôn 40
3.2.4.3. Đin đy hc khuôn 43
3.2.4.4. Điu kin thy đng hc ca quá trình thoát khí 48
3.2.4.5. Tính toán h thng rót 50
3.2.4.6. Tính h thng thoát hi 58
3.2.5. KHUYT TT ĐÚC VẨ CÁC BIN PHÁP PHÒNG NGA 59
3.2.6. KHO SÁT CHI TIT C XE N CH TO BNG PHNG
PHÁP ĐÚC ÁP LC 61
3.2.3.1. Vt liu chi tit 61
3.2.3.2. Xây dng quy trình đúc áp lc chi tit c xe n hp kim nhôm
A356 63
3.2.3.3. Thit b sn xut cn thit đ đúc áp lc 64
3.2.3.4. Ch đ nhit luyn 65
3.2.3.5. u nhc đim ca phng pháp 65
CHNG III CH TO THC NGHIM SN PHM VẨ THệ NGHIM
KIM TRA
3.3.1. CH TO THC NGHIM SN PHM 66
3.3.1.1. K hoch thc hin vƠ điu kin c s vt cht thc nghim 66
3.3.1.2. Quá trình thc nghim 68
a. Dng mu sn phm 3D t bn v 2D 68
b. Tính toán la chn phng án tách khuôn 68
c. Tách khuôn cho sn phm 69
Trang ix

d. Thit k v và các thành phn khác trong khuôn 71
e. Gia công khuôn 73

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

DANH SÁCH CÁC CH VIT TT

ĐH
CAE
CSIRO

ATM
TNHH
kg
mm
cm
: Đi hc
: Computer Aided Engineering
:Commonwealth Scientific & Industrial Research
Organisation
: Advanced Thixotropic Metallurgy
: Trách nhim hu hn
: kilôgam
: milimet
: centimet
Trang xi

m

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

:ăđộ cứng Rockwell C
: mili-lit


DANH MC CÁC HÌNH
HÌNH
TRANG
Hình 2.1.1. MáyăđúẾăáịăệực ZDC-420ẫắẮ,ZắAăđc ch to bởi Vin
Công Ngh - Bộ Côỉgăắhỉg 3
Hình 2.1.2. Một số sn phẩmăđúẾăáịăệực ti công ty Song Tain 4
Hình 2.2.1. Một số sn phẩm từ đúẾăáịăệực tiăĐàiăLỊaỉă&ăNht Bn 5
Hình 3.0.1. Chi tit cổ xe n hp kim nhôm 7
Hình 3.1.1.1. Ắăđồ kt cấu của một bộ khuôn dp nóng (rèn): 8
Trang xii

Hình 3.1.1.2. Bộ khuẾhăđi áp suất 10
Hình 3.1.1.3. Máy ép trc khuỷu 10
Hình 3.1.1.4. Ắăđồ ỉguyêỉăệýămáyăẽúaăhiăỉc 11
Hình 3.1.1.5. Ắăđồ nguyên lý máy ép ma sát kiểu trc vít 12
Hình 3.1.1.6. Lò buồng dùng nhiên liu rn 13
Hình 3.1.1.7. Lò buồng liên tc 13
Hình 3.1.1.8. Lòăđin trở 13
Hình 3.1.2.1. Khuôn dp ct phôi 15
Hình 3.1.2.2. Khuôn dp nóng 15
Hình 3.1.2.3. Khuôn dịăẾỊỉgăẽc 1 15
Hình 3.1.2.4. Khuôn gấịăẾỊỉgăẽc 2 16
Hình 3.1.2.5. Khuôn dp ct baz (ba via) 16
Hình 3.1.2.6. Khuôn dp phẳng 16
Hình 3.1.2.7. H thống sấy cho dp nóng 17
Hình 3.1.2.8. Máy ép thủy lực 500 tấn 17

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

n
36
Hình 3.2.3.1. Quan h ph thuộc của h số thấm vào nhităđộ vùng 2 pha
hp kim nhôm. 37
Hình 3.2.4.3.1. Ắăđồ dòng phân tán trong hốc khuôn 43
Hình 3.2.4.3.2. Ắăđồ điỉăđầy khuôn có ch độ dòng phân tán và chy rối 44
Hình 3.2.4.3.3. ắhayăđổi kt cấu vtăđúẾăđể to dòng ép thun li 47
Hình 3.2.4.3.4. Khuôn có rãnh dn chiuăếàyăthayăđổiăđc 47
Hình 3.2.4.3.5. Ép thêm ở thành dày a), thành mỏng b) và vấu lồi c) 48
Hình 3.2.4.4.1. H thốỉgăọótătọỊỉgămáyăđúẾăẽuồng ép thẳỉgăđứng a) và
buồng ép nằm ngang b) 54
Hình 3.2.4.4.2. H thống rót trực tip không có rãnh dn a) và b); có rãnh
dn c) 54
Hình 3.2.4.4.3. H thống rót kiểu ngoài 55
Hình 3.2.4.4.4. H thống rót cho vtăđúẾăẾóăẾấu to hình dáng khác nhau 55
Hình 3.2.6.1.1. Biểuăđồ biểu din các hp kim s dỉgătọỊỉgăđúẾăáịăệực 61
Hình 3.2.6.1.2. Phôi nhôm thỏi 62
Hình 3.2.6.3.1. Lò nấu nhôm s dng ỉĕỉgăệỉgăđin 64
Hình 3.2.6.3.2. MáyăđúẾăáịăệực 64
Trang xiv

Hình 3.2.6.3.3. Lò nhit luyn nhôm 64
Hình 3.3.1.2.1. Hình 3D mu sn phẩm cổ xe n 68
Hình 3.3.1.2.2. Mu bố tọíăđng liu và rãnh thoát khí 69
Hình 3.3.1.2.3. Mu bố trí các mặt phân khuôn 69
Hình 3.3.1.2.4. Lõi khuôn cố đnh 70
Hình 3.3.1.2.5. LõiăỆhuôỉăếiăđộng 70
Hình 3.3.1.2.6. CỊỉătọt 01 70
Hình 3.3.1.2.7. 2ăẾỊỉătọt bên 70
Hình 3.3.1.2.8. Hình ghép naăỆhuôỉăếi 70

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

DANH SÁCH CÁC BNG
Trang xvi

BNG
TRANG
Bỉgă2.1.1. ĐặtătọỉgăỆỹ thut củaămáyăđúẾăáịăệực ZDC-420PTS,ZTA 3
Bỉgă3.1.1. Giá tr f và p của một số kim loi trong công thức (3.11) 37
Bỉgă3.2.1. TốẾăđộ ti hn của một số hp kim theo công thức 3.2.1 41
Bỉgă3.2.2. Các hằng số thực nghim của công thức (3.8) 42
Bỉgă3.2.3. Giá tr thi gian ép vi nhng hp kim khác nhau 46

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

nhng điu kin thích hp.
Công ty TNHH Song Tain Industrial có tr s ti Khu Công Nghip SÓNG
THN II là công ty chuyên sn xut linh kin làm bng vt liu hp kim nhôm,
km cho xe đp và xe máy. Các sn phm  đơy đc ch to ch yu bng hai
phng pháp lƠ đúc áp lc và dp (dp nóng , dp ngui). Chi tit ắ C xe n Ằ
vt liu hp kim nhôm A6061 cho xe đp đƣ đc sn xut bng phng pháp dp
nóng ti công ty t năm 2008. Hin nay do nhu cu khách hƠng tăng cao vi các
đn đặt hàng t các c s trong nc, vi phng pháp dp nóng nh hin ti thì
năng sut rt thp, cng vi khi tăng s lng thì chi phí cho sn xut nâng cao
làm gim hiu qu kinh t. Công ty có nhu cu xây dng quy trình công ngh gia
công mi cho chi tit này da trên phng pháp đúc áp lc và vt liu là hp kim
nhôm A356 vi mc đích tăng năng sut, gim chi phí khi sn xut s lng ln
đem li hiu qu kinh t cao mà vn đáp ng yêu cu k thut ca sn phm.
Trang 2

T nhu cu thc tin sn xut ti công ty Song Tain và nhu cu ca bn thân
tôi đƣ chn đ tƠi ắNghiên 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 nhômẰ đ làm
lun văn tt nghip cao hc ca mình.
Đ ti đc thc hin di s hng dn ca thy TS. Huỳnh Nguyn Hoàng
và s h tr v mặt thit b k thut ca công ty TNHH Song Tain Industrial.
1.2. Mc tiêu đ tài
+ Xây dng thành công quy trình sn xut hàng lot cho chi tit ắC xe
nẰ hp kim nhôm (A356) bng phng pháp đúc áp lc nhm nâng
cao năng sut sn xut, tăng hiu qu kinh t.
+ Áp dng vào sn xut, ch to ra sn phm đt tiêu chun cht lng.
1.3. Phm vi nghiên cu
Đ tƠi đc thc nghim ti công ty TNHH Song Tain Industrial, nên các
thông s, d liu thc nghim da trên máy móc thit b ca công ty hin có. Các
thí nghim kim tra đc thc hin ti công ty Song Tain, trung tâm công ngh

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.

Bảng 2.1.1: ĐặtătọỉgăỆỹ thut củaămáyăđúẾăáịăệực ZDC-420PTS,ZTA
TT
Đặc trng k thut
1
Lc khóa khuôn
420 Tn
2
Kích thc bao ca
khuôn
1000 x 1000 mm
3
Chiu cao khuôn
300 ÷ 750 mm
4
Kích thc Piston bn
Đn v
Φ 60
Φ70
Φ 80
5
Áp sut bn
kg/cm
3

983
722
553
Din tích đúc

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.

Hình 2.1.2. Một số sn phẩmăđúẾăáịăệực ti công ty Song Tain
2.2. Hin trang nghiên cu và công ngh  nc ngoài
Trên th gii vic nghiên cu, thit k ch to trong lĩnh vc đúc áp lc đƣ
đc quan tâm nghiên cu ng dng t rt lâu. Hin nay vi s phát trin chung
ca khoa hc k thut thì đúc áp lc đc nâng lên mt tm cao mi. Các nghiên
cu v quy trình công ngh, nghiên cu v vt liu vƠ đặc bit là nghiên cu d
đoán, mô t quá trình thc hin mt cách chính xác (CAE) luôn đc ci tin.
Ngành công nghip ô tô, xe máy, đóng tƠu, ch to máy bay là nhng ngành
đu t rt mnh cho nghiên cu đúc vƠ dp. Vi nhu cu ngày càng cao v cht
Trang 5

lng, s lng và tính thm m cao, sn phm t đúc vƠ dp ca các ngành này
luôn đc ci tin.





Hình 2.2.1. Một số sn phẩm từ đúẾăáịăệực tiăĐàiăLỊaỉă&ăNht Bn
Năm 2004 c quan Nghiên cu Khoa hc và Công nghip Thnh vng chung
(Commonwealth Scientific & Industrial Research Organisation, vit tt là CSIRO)
ra thông cáo báo chí: Các nhà nghiên cu Australia nghiên cu nhiu năm trong
lĩnh vc luyn kim đƣ to ra mt phát minh đáng ngc nhiên, có th lƠm thay đi
Trang 6

phng thc to hình kim loi trên th gii. Công ngh đúc luyn kim Sol-Gel
Thun nghch Tiên tin (tính cht ca mt s gel hóa lng, khi chu các lc dao
đng nh sóng siêu ơm hoặc thm chí chỉ lc vƠ sau đó rn tr li khi đng yên),
tên ting Anh là Advanced Thixotropic Metallurgy - ATM
Công ngh ATM đặc bit phù hp vi hp kim nhôm hoặc magiê, có chi phí

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

phn trong chic xe đp dáng n. Chi tit này ni hai thành phn là tay lái và cc
lái giúp ngi s dng điu khin hng đi ca xe.


Hình 3.0.1. Chi tit cổ xe n hp kim nhôm
 Phm vi áp dng:
Sn phm c xe n dùng cho các mu xe đp dáng n thông thng vƠ xe đp
xp Leisure do công ty TNHH SONG TAIN INDUSTRIAL VIT NAM sn xut,
đ s dng/ phc v cho dân dng.
 Yêu cu k thut
+ Vt liu: hp kim nhôm.
+ Khi lng: 0,1 ~ 0,15 kg.
+ Đ cng : 15 ~ 18 HB.
+ Chu đc lc git (kéo) 300N trong khong 10000 ÷ 25000 ln.
+ Sn phm phi đm bo an toàn, không b bin dng, phù hp thit k.
+ Sn phm không b r, không có bt khí, không ten rĩ.
+ Phi làm sch bavia, làm cùn cnh st, rìa tha.
+ C xe phi đm bo va khít cc lái, các l bt đai c phi phù hp vi
loi đai c.
+ Sn phm xut xng đc ly mu kim bng 2% lô hàng. Nu có mt
mu không đt thì ly mu khác kim tra li, kt qu ln 2 là kt qu
cui cùng.
Trang 8

Chng I
KHO SÁT, PHÂN TÍCH CHI TIT ĐC CH
TO BNG PHNG PHỄP DP NÓNG

3.1.1. TNG QUAN V PHNG PHỄP GIA CỌNG DP NÓNG
3.1.1.1. Khái nim chung

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

nhng phn sâu và mng ca lòng khuôn, phn kim loi tha s tràn
qua ca ba-via cho đn lúc 2 b mặt ca khuôn áp sát vào nhau.

 Đc đim:
+ Đ chính xác vƠ đ bóng b mặt phôi cao (cp 6-7; Rz=80÷20)
+ Cht lng sn phm đng đu và cao, ít ph thuc tay ngh công nhân.
+ Có th to phôi có hình dng phc tp hn rèn t do.
+ Năng sut cao, d c khí hóa vƠ t đng hóa.
+ Thit b cn có công sut ln, đ cng vng vƠ đ chính xác cao.
+ Chi phí ch to khuôn cao, khuôn làm vic trong điu kin nhit đ và
áp lc cao. Bi vy dp nóng ch yu dùng trong sn xut hàng lot và
hàng khi.
3.1.1.2. Thit b dp nóng
Thit b dùng trong dp nóng bao gm nhiu loi khác nhau nh thit b nung,
thit b vn chuyn, máy ct phôi, thit b làm ngui, thit b kim tra vvầ
Dp nóng đòi hi phi có lc dp ln, bi vy các máy dp phi có công sut
ln, đ cng vng ca máy cao. Mặt khác, do yêu cu khi dp khuôn trên và
khuôn di phi đnh v chính xác vi nhau, chuyn đng ca đu trt máy dp
phi chính xác, ít gây chn đng. Trong dp nóng thông dng nht là s dng các
loi máy sau: máy búa hi nc-không khí nén, máy ép trc khuu, máy ép thy
lc, máy ép ma sát trc vít.




Trang 10

a) Máy dập nóng
 Máy ép thy lc
Các máy ép thy lc là các loi máy rèn truyn dn dòng cht lng (du hoặc

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

 Máy ép trc khuu.
Máy ép trc khuu có lc ép t 16-10.000
tn. Máy này có loi hƠnh trình đu con trt
c đnh gi là máy có hành trình cng; có loi
đu con trt có th điu chỉnh đc gi là
hành trình mm. Nhìn chung các máy ln đu
có hành trình mm. Trên máy ép c khí có th
lƠm đc các công vic khác nhau: rèn trong
khuôn h. ép phôi, đt l, ct bavia v.vầ
Nguyên lý làm vic ca máy nh sau:
Đng c (1) qua b truyn đai (2) truyn
chuyn đng cho trc (3), bánh răng (4) ăn

Hình 3.1.1.3. Máy ép trc khuỷu
Trang 11

khp vi bánh răng (7) lp lng không trên trc khuu (5). Khi dóng ly hp (6),
trc khuu (8) quay, thông qua tay biên (8) lƠm cho đu trt (9) chuyn đng
tnh tin lên xung, thc hin chu trình dp. Đe di (10) lp trên b nghiêng có
th điu chỉnh đc v trí ăn khp ca khuôn trên vƠ khuôn di.
Đặc đim ca máy ép trc khuu: chuyn đng ca đu trt êm hn máy búa,
năng sut cao, tn hao năng lng ít, nhng có nhc đim là phm vi điu chỉnh
hƠnh trình bé, đòi hi tính toán phôi chính xác và phi làm sch phôi l trc khi
dp.
 Máy búa hi nc-không khí nén
Máy búa hi nc-không khí nén
làm vic vi hi nc áp sut 7 -9 at
hoặc không khí nén có áp sut t 6 - 8
at, trng lng phn ri t 500 kg đn

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.

 Máy ép ma sát trc vít
Các máy ép ma sát trc vít có lc ép
t 40¸630 tn. Nguyên lý làm vic ca
máy nh sau: Đng c (1) truyn chuyn
đng qua b truyn đai (2) lƠm quay
trc (4) trên đó có lp các đĩa ma sát (3)
và (5). Khi nhn bàn đp (11), cn điu
khin (10) đi lên, đy trc (4) dch sang
phi vƠ đĩa ma sát (3) tip xúc vi bánh
ma sát (6) làm trc vít quay theo chiu
đa đu búa đi xung. Khi đn v trí
cui ca hành trình ép vu (8) tì vào

Hình 3.1.1.5. Ắăđồ nguyên lý máy
ép ma sát kiểu trc vít
c (9) làm cho cn điu khin (10) đi xung, đy trc (4) qua trái vƠ đĩa ma
sát (5) tì vào bánh ma sát (6) làm trc vít quay theo chiu ngc li, đa đu
trt đi lên, đn c hành trình (7), cn (10) li đc nhc lên, trc (4) đc đy
sang phi, lặp li quá trình trên. Máy ép ma sát có chuyn đng đu trt êm,
tc đ ép không ln nên kim loi bin dng trit đ hn so vi máy búa

b) Thiết bị nung kim loại
Đ nung kim loi khi gia công áp lc ngi ta s dng nhiu loi lò nung khác
nhau. Chúng đc phân loi theo ngun cp nhit (nhiên liu hoặc đin năng),
tính cht hot đng (chu kỳ hoặc liên tc) và kt cu lò (lò bung, lò ging ).
Mt s lò thng đc s dng:

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