Tài liệu Nghiên cứu thiết kế công nghệ và khuôn dập khối chính xác chi tiết bánh răng côn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ B/M GIA CÔNG ÁP LỰC Báo cáo nghiệm thu đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ VÀ KHUÔN DẬP KHỐI CHÍNH XÁC CHI TIẾT BÁNH RĂNG CÔN Mã số: B2010-01-342 CNĐT: ThS. Nguyễn Trung Kiên Viện Cơ khí - Trường Đại học Bách khoa Hà nội www.giacongapluc.com Hà Nội 3/2012 Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ VÀ KHUÔN DẬP KHỐI CHÍNH XÁC CHI TiẾT BÁNH RĂNG CÔN Nội dung báo cáo: 1- Đặt vấn đề. 2- Phương pháp dập khối trong khuôn kín 3- Mô phỏng số QTBD 4- Xây dựng mô hình thực nghiệm. 5-Kết luận Hà Nội 2 3/2012 1. Đặt vấn đề 2. CN dập khối 3. Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận  Bánh răng côn răng thẳng (BRC) được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các loại máy móc, nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, an toàn và tuổi thọ của máy vì vậy cần phải có phương pháp chế tạo cho phù hợp.  Các phương án gia công cơ khí như: cắt, phay, bào… vừa tốn vật liệu, thời gian và khó đạt được cơ tính cần thiết. Nghiên cứu công nghệ dập khối chính xác chế tạo chi tiết bánh răng côn răng thẳng Hà Nội 3 3/2012 2. CÁC PHÁP CHIphỏng TiẾT số BÁNH RĂNGnghiệm CÔN RĂNG 1. Đặt vấnPHƯƠNG đề 2. CN dập CHẾ khối TẠO 3. Mô 4. Thực 5. THẲNG Kết luận So sánh tiêu hao kim loại khi chế tạo bánh răng côn trong bộ visai ô tô (Z = 10, m = 8) bằng phương pháp cắt gọt và phương pháp dập theo [2]: Các thông số so sánh PP cắt gọt PPdập Trọng lượng phôi ban đầu (kg) 3,26 1,29 Trọng lượng chi tiết (kg) 0,92 0,92 2,34 (71,77%) 0,47 (33,8%) Tổng số lượng kim loại mất mát (kg) Hà Nội 4 Visai Ôtô 3/2012 CÁC PHÁP CHIphỏng TiẾT số BÁNH RĂNGnghiệm CÔN RĂNG 1. 2. Đặt vấn PHƯƠNG đề 2. CN dập CHẾ khối TẠO 3. Mô 4. Thực 5. THẲNG Kết luận 2.1 BẢN VẼ CHI TIẾT BRC - Mô đun m = 2 - Số răng Z = 18. - Góc côn vòng chia φ = 45 . - Đường kính vòng chia d = 36mm. - Đường kính đỉnh D0 = 38,83 mm. - Chiều dài răng b = 10 mm. Hà Nội 5 3/2012 1. Đặt vấn đề 2. CN dập khối 3. Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 2.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BRC Phôi trụ được cắt đoạn, đưa vào nung đến nhiệt độ dập nóng (~1200 độ C). Sau đó phôi được chuyển sang lòng khuôn dập gắn sẵn trên máy dập ( như máy búa, METK). Ở đây quá trình dập xảy ra và ta nhận được vật dập. Vật dập sẽ được xử lý nhiệt và gia công cơ ở các nguyên công tiếp theo. Hà Nội 6 3/2012 1. Đặt vấn đề 2. CN dập khối 3. Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 2.3 CÁC THÔNG SỐ CHÍNH P/P - Kích thước hình học của chày, cối. - Lực ép của chày P, Lực chặn Q - Thông số vật liệu - Chế độ nhiệt - Bôi trơn - Tốc độ ép Hà Nội 7 3/2012 1. Đặt vấn đề 2. CN dập khối 3. Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 2.4. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP: ƯU ĐIỂM: Độ chính xác của bánh răng cao. Thời gian tạo bánh răng ngắn. Cơ tính của bánh răng tăng. Thay đổi đường kính bên trong, lắp với trục. Thao tác đơn giản Thiết bị đơn giản, thông dụng. - NHƯỢC ĐIỂM: - Hà Nội Kết cấu khuôn phức tạp. Chế độ dập nóng khó khăn Thiết bị tạo lực lớn. Hiện tại chỉ phù hợp với chi tiết nhỏ 8 3/2012 1. Đặt vấn đề 2. CN dập khối 3. Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 3.1 THUẬT TOÁN MÔ PHỎNG và TỐI ƯU Chày Phôi Áo Cối Chày dưới ¼ Mô hình hình học 3D Hà Nội 9 3/2012 1. Đặt vấn đề 4.2. MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU KHUÔN CN dập khối 3. SỐ Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 3.2 HÌNH HỌC CHI TIẾT KHUÔN CỐI CHÀY CHÀY DƯỚI ÁO CỐI Hà Nội 10 3/2012 1. Đặt vấn đề 4.2. MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU KHUÔN CN dập khối 3. SỐ Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 3.3. VẬT LIỆU MÔ PHỎNG  AISI 1045, Thép C45 (ISO: 1.0530) là loại thép thông dụng, có rất ít hợp kim với 0.45 %C.  Cài đặt thông số bài toán: - Số lượng phần tử: 22.000 - Hệ số ma sát tiếp xúc (shear): 0,3 - Tốc độ chày ép: V=50mm/s - Hành trình ép: H= 24 mm - Nhiệt độ phôi ép ban đầu: 1200oC Hà Nội 11 3/2012 1. Đặt vấn đề 4.2. MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU KHUÔN CN dập khối 3. SỐ Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG – Kết cấu khuôn Hà Nội 12 3/2012 1. Đặt vấn đề 4.2. MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU KHUÔN CN dập khối 3. SỐ Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG – Kết cấu khuôn Hà Nội 13 3/2012 1. Đặt vấn đề 4.2. MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU KHUÔN CN dập khối 3. SỐ Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG – Kết cấu khuôn Hà Nội 14 3/2012 1. Đặt vấn đề 4.2. MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU KHUÔN CN dập khối 3. SỐ Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG – Kết cấu khuôn Hà Nội 15 3/2012 1. Đặt vấn đề 4.2. MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU KHUÔN CN dập khối 3. SỐ Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG – Kết cấu khuôn Hà Nội 16 3/2012 1. Đặt vấn đề 4.2. MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU KHUÔN CN dập khối 3. SỐ Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG – Kết cấu khuôn Phương án 6 Hà Nội 17 3/2012 1. Đặt vấn đề 4.2. MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU KHUÔN CN dập khối 3. SỐ Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG – LỰC DẬP Hà Nội 18 3/2012 1. Đặt vấn đề 4.2. MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU KHUÔN CN dập khối 3. SỐ Mô phỏng số 4. Thực nghiệm 5. Kết luận 3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG – TRUYỀN NHIỆT Hà Nội 19 3/2012 3. NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁPSỐ DẬP KHỐI TRONG KHUÔN KÍN CHI TiẾT 4. MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU KHUÔN 1. Đặt vấn đề 2. CN dập khối RĂNG 3. MôCÔN phỏng số THẲNG 4. Thực nghiệm 5. Kết luận BÁNH RĂNG 3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG – SO SÁNH MẪU Mẫu thiết kế Mô phỏng Hà Nội 20 3/2012