Thứ Ba, 21 tháng 3, 2023

Khuôn dập tấm: Sheet Metal Forming

 

I. CÁC NGUYÊN CÔNG CƠ BẢN TRONG DẬP TẤM

1. Cutting dies (các nguyên công cắt/đột)

·         Blanking

·         Shearing

·         Trimming

·         Piercing

·         Lancing

·         Notching

- Blanking: Cắt hình (các biên dạng khép kín)

- Shearing: Cắt chia (Kim loại tấm được cắt tách theo các đường biên dạng thẳng hoặc cong)


- Trimming: Cắt xén ( cắt bỏ đi các mép ngoài của sản phẩm)

- Piercing: Đột (Đột các lỗ với các biên dạng khác nhau)


- Lancing: Cắt xé (tạo các lỗ thông gió)

- Notching: Tạo lằn hay khía (Tạo vết trước khi uốn)

2. Forming dies (các nguyên công biến dạng tạo hình)

·         Bending

·         Flanging

·         Drawing

·         Stretching

·         Coining

·          Ironing

- Bending: Dập uốn

- Flanging: Lận vành hay lận mép

- Drawing: Dập vuốt, dập sâu

- Stretching: Dập kéo căng

- Coining: Dập đồng xu

- Embossing và DebossingDập chữ nổi, lo go, hoa văn



- Ironing: Dập biếng mỏng thành



- Spinning: Miết

II. CÁC LOẠI KHUÔN DẬP TẤM

1. Simple Dies (Khuôn đơn)

2. Compound Dies 

3. Combination Dies 
4. Transfer Dies 

5. Progressive Dies (Khuôn liên hoàn)

III. THIẾT LẬP QUY TRÌNH SẢN XUẤT DẬP TẤM

1. Line Production

Khuôn dập theo Line (dây chuyền) được sử dụng để sản xuất các sản phẩm cần sản lượng thấp hoặc cho các các sản phẩm cần sản lượng rất lớn nhưng phải qua nhiều lần dập. Phôi được di chuyển từ máy này (trạm này) sang máy khác (trạm khác), trong đó một nguyên công duy nhất được thực hiện tại mỗi trạm. Đối với các khuôn kết hợp (combination dies), một lần nhấn (dập) duy nhất thực hiện kết hợp nhiều nguyên công khác nhau trong một lần dập.


2. Transfer Production 

Khuôn dập theo Transfer tương tự như dập theo Line nhưng trong bộ khuôn có nhiều trạm được dập cùng một lúc (mỗi trạm giống như 1 khuôn đơn thực hiện 1 nguyên công). Các trạm có khoảng cách (Bước dịch chuyển: Pitch) cách đều nhau trên một lần nhấn (dập). Các chi tiết tự động di chuyển giữa các trạm trên các thanh ray được gắn hai bên khuôn hoặc được di chuyển thủ công bằng tay hay di chuyển bắng tay gắp của robot. Khi một lần hoàn thành, phôi (chi tiết) được gắp và chuyển sang trạm tiếp theo.

3. Progressive Production 

Khuôn dập liên hoàn (khuôn dập liên hợp) có nhiều khuôn con cùng nhau thực hiện các nguyên công để tạo ra sản phẩm. Dải kim loại (Layout hay Strip metal) được đưa qua khuôn tạo ra một dòng các chi tiết liên tục có khoảng cách bằng nhau được gọi là liên tục (hay liên hoàn). 






Thứ Hai, 13 tháng 3, 2023

Tối ưu thông số khuôn dập vuốt

Tối ưu thông số lòng khuôn để nâng cao khả năng dập vuốt chi tiết vỏ máy ảnh     

Chi tiết vỏ máy ảnh kỹ thuật số thường có hình dạng 3D phức tạp và nhiều góc cạnh nên rất khó biến dạng tạo hình trong công đoạn dập vuốt. Các khuyết tật thường gặp của những chi tiết này là bị biến mỏng cục bộ quá mức tại các góc có ứng suất tập trung lớn gây rách chi tiết. Việc xác định các thông số hình học của khuôn hợp lí sẽ hạn chế các khuyết tật và nâng cao chất lượng của chi tiết dập vuốt. Bài báo nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thông số hình học lòng khuôn như: bán kính lượn của mép cối, bán kính lượn của hốc ở đáy cối, bán kính đỉnh của chày đến khả năng biến dạng tạo hình chi tiết vỏ máy ảnh. Bằng phương pháp qui hoạch thực nghiệmmô phỏng số trên phần mềm AutoForm nhóm tác giả đã xây dựng được phương trình hồi qui mô tả sự ảnh hưởng của các yếu tố hình học lòng khuôn đến độ dày chổ nguy hiểm trên chi tiết dập vuốt từ đó tối ưu hóa các thông số hình học của lòng khuôn để nâng cao khả năng biến dạng tạo hình trong dập vuốt nhằm khắc phục lỗi bị rách ở các góc của chi tiết.

Mô hình nghiên cứu để tìm thông số tối ưu cho lòng khuôn


Bản vẽ chi tiết vỏ máy ảnh

Vật liệu: nhôm A1050, độ dày 0.8 mm
Bảng cơ tính của nhôm tấm A1050



Mô hình khuôn dập vuốt 


Thông số hình học lòng khuôn của khuôn dập vuốt




Mô phỏng biến dạng và kiểm tra vị trí bị rách

Kiểm tra phân bố độ dày phân bố trên chi tiết

Kiểm tra phân bố ứng suất phân bố trên chi tiết



Thực tế lỗi bị rách góc ở đáy sản phẩm khi dập vuốt bước 1 

Thực tế lỗi bị rách góc ở đáy sản phẩm khi dập vuốt bước 2 

TỐI ƯU HÓA THÔNG SỐ LÒNG KHUÔN
Thông số thiết kế cho lòng 


Phương trình ảnh hưởng của thông số lòng khuôn đến độ dày chổ nguy hiểm trên chi tiết:
Phương ảnh trình hưởng của thông số lòng khuôn đến ứng suất chổ nguy hiểm trên chi tiết:
Dùng Matlab giải 1 trong 2 phương trình trên để tìm thông số tối ưu (R cối; R đáy; R chày) sao cho tại chổ nguy hiểm ở các góc có độ dày lớn nhất hoặc ứng suất nhỏ nhất. 
Sau khi tìm được giá trị tối ưu thì chúng ta đi thiết kế khuôn để mô phỏng lại và so sánh với kết quả dập vuốt khi chưa tối ưu để thấy được hiệu quả của khuôn sau khi đã được tối ưu các thông số.
Hình a: Mô phỏng với khuôn dập bước 1 chưa tối ưu
Hình b: Mô phỏng với khuôn dập bước 1 đã tối ưu

Hình a: Thí nghiệm với khuôn dập bước 1 chưa tối ưu
Hình b: Thí nghiệm với khuôn dập bước 1 đã tối ưu



Hình a: Thí nghiệm với khuôn dập bước 2 chưa tối ưu
Hình b: Thí nghiệm với khuôn dập bước 2 đã tối ưu

Sản phẩm đã được dập thành công mà không bị rách:
Công trình nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí quốc tế Materials, năm 2021.






















 











Share

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites