- Luận văn được trình bày trong 4 chương: Chương 1: Tổng quan về công nghệ dập khối phôi ống Chương 2: Cơ sở lý thuyết quá trình tạo hình từ phôi ống Chương 3: Nghiên cứu, tính toán và mô phỏng quá trình dập tạo hình chi tiết phức tạp từ phôi ống Chương 4: Thực nghiệm dập tạo hình chi tiết và đánh giá tổ chức kim loại sau tạo hình 4 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. - Công nghệ dập các chi tiết dạng khối từ phôi ống. - Sơ lược về công nghệ dập các chi tiết dạng khối từ phôi ống. - Sự mất ổn định và các dạng khuyết tật xảy ra trong quá trình dập khối chi tiết từ phôi ống. - NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH DẬP TẠO HÌNH CHI TIẾT PHỨC TẠP TỪ PHÔI ỐNG. - Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo chi tiết ty giảm xóc xe máy. - Gia công cơ khí và tạo hình chi tiết. - Tiện rãnh trên chi tiết. - Khoan lỗ và taro trên chi tiết. - Mô phỏng số quá trình biến dạng chi tiết ty giảm xóc. - Mô phỏng số quá trình biến dạng chi tiết dạng ống trong khuôn kín. - THỰC NGHIỆM DẬP TẠO HÌNH CHI TIẾT VÀ ĐÁNH GIÁ TỔ CHỨC SAU TẠO HÌNH. - Thực nghiệm chế tạo chi tiết ty giảm xóc xe máy. - Xem xét tổ chức thớ kim loại tại các vùng của chi tiết sau biến dạng. - Chi tiết khớp nối được dập từ phôi đặc. - Chi tiết khớp nối sẽ được dập từ phôi rỗng. - 17 Hình 1.10. - 18 Hình 1.11. - 18 Hình 1.12. - 19 Hình 1.13. - Mô phỏng hình dạng chi tiết tạo hình bằng phôi ống trong khuôn kín. - 19 Hình 1.14. - Sơ đồ nguyên lý tạo hình chi tiết đầu nhỏ hơn đường kính ống cơ sở. - 21 Hình 1.15. - Sơ đồ nguyên lý tạo hình chi tiết đầu lớn hơn đường kính ống cơ sở. - 21 Hình 1.16. - Sơ đồ nguyên lý tạo hình hai đầu chi tiết. - 22 Hình 1.17. - 23 Hình 1.18. - 24 Hình 1.19. - 25 Hình 1.20. - 25 Hình 1.21. - 26 Hình 1.22. - 27 Hình 1.23. - 27 Hình 1.24. - 28 Hình 1.25. - 29 Hình 1.26. - 30 Hình 1.27. - 30 Hình 1.28. - 45 Hình 2.10. - Mô hình hình học 3D của bài toán tạo hình đầu chi tiết trong khuôn kín 59 Hình 3.6. - Kết quả mô phỏng tạo hình đầu chi tiết với 1 nguyên công. - Quy trình công nghệ dập chi tiết ty giảm xóc qua 4 bước. - Thực nghiệm tạo hình đầu chi tiết với 1 bước công nghệ. - Tổ chức kim loại bị phá hủy khi dập đầu chi tiết qua một bước. - Chi tiết thực nghiệm. - Mẫu chi tiết khảo sát tổ chức thớ. - Tổ chức tế vi mẫu tại các vị trí thân chi tiết sau khi vuốt trên trục nòng. - Tổ chức tế vi mẫu sau biến dạng đầu chi tiết qua 2 nguyên công. - Kết quả mô phỏng tạo hình đầu chi tiết. - Ưu nhược điểm của dập khối Ưu điểm Trong quá trình dập tạo hình khối, cấu trúc tinh thể kim loại bị thay đổi (thường làm giảm độ hạt) và có thể tạo ra hướng thớ kim loại phù hợp, do đó làm cho độ bền và độ cứng của chi tiết tăng lên. - Công nghệ dập các chi tiết dạng khối từ phôi ống 1.2.1. - Sơ lược về công nghệ dập các chi tiết dạng khối từ phôi ống Định nghĩa đơn giản nhất của tạo hình phôi ống là sự sử dụng ống như một phôi ban đầu trong quá trình tạo hình. - a) Ngoài b) Trong c) Ngoài và trong d) Giãn nở ống Hình 1.6: Các cáchtạo hình phôi ống Hiện nay, các chi tiết truyền động có dạng rỗng như ty đẩy, bánh răng hay khớp nối thường được chế tạo bằng phương pháp dập khối từ phôi đặc. - Điều này gây lãng phí vật liệu đáng kể do phải sử dụng nguyên công gia công cắt gọt để tạo 16 lỗ rỗng cho chi tiết sau khi dập. - Với các chi tiết phức tạp như bánh răng hoặc các chi tiết có tỷ lệ Đường kính/Chiều cao lớn, sự mất ổn định trong quá trình tạo hình là vấn đề khó giải. - Các lỗ của chi tiết phải tạo hình bằng con đột trong khuôn sau đó phải cắt bỏ màng ngăn lỗ, điều này làm tăng số nguyên công trong quá trình tạo hình. - Do vậy, xu thế hiện nay người ta sử dụng phôi ống có sẵn lỗ để tạo hình các chi tiết dạng bánh răng (hình 1.9) 17 Hình 1.9. - Kết cấu khuôn khi dập bánh răng côn răng thẳng và sản phẩm dập từ phôi ống Có nhiều nhà nghiên cứu về tạo hình chi tiết từ phôi ống trong đó chủ yếu nghiên cứu chồn và tạo hình trong khuôn kín nhưng vấn đề mấu chốt vẫn là kiểm soát sự mất ổn định của phôi. - Hình 1.10.Mô hình bài toán chồn Tỷ số H/D=0.2,S/D=0.2 Tỷ số H/D=0.1,S/D=0.05 Tỷ số Hình 1.11.Mô phỏng số quá trình chồn ống 19 Một số nghiên cứu về tạo hình chi tiết trong khuôn kín cũng được nghiên cứu. - Hình 1.12. - Bài toán tạo hình phôi ống trong khuôn kín Hình 1.13. - Heinz Tschätsch đãđưa ra các nguyên lý, kết cấu và các công thức tính toán của các nguyên công công nghệđiển hình trong gia công áp lực như không hề có lĩnh vực dập tạo hình các chi tiết phức tạp từ phôi ống. - 21 Hình 1.14. - Sơđồ nguyên lý tạo hình chi tiết đầu nhỏ hơn đường kính ống cơ sở А. - Банкетов và các đồng nghiệp đưa ra các sơđồ nguyên lý dập tạo hình chi tiết phức tạp từ phôi ống với kết cấu phần tạo hình nhỏ hơn so với đường kính ống cơ sở (hình 1.14 sử dụng trục nòng xoay) Hình 1.15. - Sơđồ nguyên lý tạo hình chi tiết đầu lớn hơn đường kính ống cơ sở 22 Hình 1.16. - Sơđồ nguyên lý tạo hình hai đầu chi tiết Hình 1.15 sử dụng nguyên lý trục nòng chuyển động tịnh tiến kết hợp với cối tạo hìnhđể tạo hình chi tiết có kết cấu phần biến dạng lớn hơn đường kính cơ sở. - Sự mất ổn định và các dạng khuyết tật xảy ra trong quá trình dập khối chi tiết từ phôi ống Các sản phẩm được chế tạo từ công nghệ dập khối nói chung và dập từ phôi ống nói riêng có thể tồn tại nhiều khuyết tật xuất hiện trong quá trình gia công như. - Khi chồn chi tiết xuống độ cao còn 118mm. - Hình 1.19. - Hình 1.20. - Kết quả chi tiết không bị khuyết tật. - Hình 1.21. - Với trường hợp hai khi chồn chi tiết là đinh tán để tạo ra sản phẩm không khuyết tật ta phải tiến hành chồn qua 5 bước Hình 1.23. - Hình 1.24. - Hình 1.25. - Hình 1.28: Khuôn mẫu tối ưu và sản phẩm cuối cùng xem xét hình dạng khuôn dập trên trong giai đoạn đầu tiên của quá trình chồn được xác định bởi đường cong b-spline và sự thay đổi hệ số ma sát Giai đoạn thứ nhất Giai đoạn thứ hai Hình dạng cuối cùng Khuôn dập dưới 32 Kết luận chương 1 Quá trình nghiên cứu tổng quan về tạo hình chi tiết từ phôi ống cho thấy công nghệ này có tính khả thi rất cao. - Các chi tiết ngoài đảm bảo tính thớ kim loại còn có thể tiết kiệm vật liệu, giảm trở lực biến dạng của nguyên công, giảm số nguyên công tạo hình. - Do đó chi tiết được chế tạo bằng phương pháp dập từ phôi ống có cơ tính ưu việt hơn phương pháp gia công khác. - Luận văn tập trung nghiên cứu khả năng tạo hình của chi tiết với thiết kế công nghệ và khuôn giảm mất ổn định để chi tiết không xảy ra khuyết tật. - Chi tiết sau khi chế tạo sẽ được kiểm tra tổ chức tế vi đẻ tìm hiểu hướng thớ kim loại nhằm khẳng định công nghệ ưu việt của phương pháp này. - Đối với chồn khuôn hở (hình 2.10). - Kích thước và các phương pháp chồn ảnh hưởng đến tính chất, quá trình biến dạng của chi tiết từ đó suy đoán đến các dạng sai hỏng và khuyết tật của sản phẩm để có quy công nghệ hợp lý. - 48 CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH DẬP TẠO HÌNH CHI TIẾT PHỨC TẠP TỪ PHÔI ỐNG 3.1.Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo chi tiết ty giảm xóc xe máy Sản phẩm được giao là chi tiết ty giảm xóc trong hệ thống lái xe Honda. - Với các chi tiết như ty giảm xóc sử dụng công nghệ gia công cắt gọt hoặc gia công áp lực. - Tuy nhiên, hiện nay các nhà kỹ thuật chủ yếu nghiên cứu công nghệ mới đó là dập đầu chi tiết trong khuôn kín để tiết kiệm vật liệu. - Với công nghệ dập tạo hình chi tiết phức tạp từ phôi ống được áp dụng với các chi tiết công nghiệp hỗ trợ như trên có thể đạt hệ số sử dụng vật liệu lên đến (95 100. - Đồng thời khả năng giảm thời gian gia công do không cần gia công cắt gọt sau khi biến dạng trong khuôn tạo hình dẫn đến giá thành các chi tiết sẽ giảm từ (11 13. - Công nghệ cắt gọt Công nghệ sử dụng dập tạo hình 52 Tóp đầu - Tóp đầu một nguyên công nhằm làm giảm tiết diện ngang của một đoạn phôi ống để tạo thành chi tiết có tiết diện ngang thay đổi. - Gia công cơ khí và tạo hình chi tiết Công nghệ cắt gọt Công nghệ sử dụng dập tạo hình Phốt phát hóa - Để xử lý bề mặt ống kim loại trước khi gia công cơ khí như là dập tạo hình, cán nguội, kéo dây. - 53 Gia công cắt gọt lỗ và thân chi tiết - Sử dụng trung tâm gia công tiện và phay để gia công các bề mặt bên trong và bên ngoài chi tiết. - Dập định hình bằng khuôn trên máy ép thủy lực - Với chi tiết ty giảm xóc sử dụng nguyên công vuốt trên trục nòng giảm tiết diện chi tiết, phần còn lại dập định hình tạo hình chi tiết. - Bước 3: Gia công các bề mặt ngoài chi tiết. - Các bán thành phẩm sau khi được gia công cắt gọt xong chuyển qua bộ phận tiện rãnh trên thân chi tiết. - Tiện rãnh trên chi tiết Công nghệ cắt gọt Công nghệ sử dụng dập tạo hình Máy tiện rãnh - Sử dụng máy tiện rãnh gia công các rãnh trên chi tiết ty giảm xóc. - Các chi tiết sau khi được gia công lỗ và taro ren xong chuyển qua bộ phận kiểm tra. - Mô phỏng số quá trình biến dạng chi tiết ty giảm xóc Trong phần 3.1 đã xây dựng được quy trình công nghệ chế tạo chi tiết ty giảm xóc sử dụng dập tạo hình. - Tuy nhiên vấn đề mấu chốt là các bước dập bằng bao nhiêu để chi tiết không bị biến dạng quá mức, mất ổn định. - Để giải quyết xác định các bước công nghệ, tác giả sử dụng mô phỏng số để tính toán số bước cần thiết để dập tạo hình chi tiết ty giảm xóc 3.2.1
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt