TIỂU LUẬN môn học CÔNG NGHỆ GIA CÔNG áp lực thế nào là biến dạng dẻo kim loại so sánh công nghệ này với công nghệ đúc, cắt gọt và hàn

I, Đặt vấn đềCông nghệ gia công áp lực là một môn học rất cần thiết đối với sinh viên ngành cơ khí, nhằm giải quyết vấn đề một cách tổng hợp của cơ khí, vật liệu.Môn học bổ sung cho sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ÁP LỰC

Họ và tên: Trương Sỹ Hùng

MSSV: 20184896

Mã lớp học: 124397

GV hướng dẫn: Nguyễn Thị Thu

HÀ NỘI, 28/8/2021

1

Mục lục:

I Đặt vấn đề ……… 3

II Giải quyết vấn đề ……… 4 Câu 1 ………4

Câu 2 ………6

Câu 3 ………8

Câu 4 ………11

III Kết luận………13

IV Tài liệu tham khảo ……… 13

2

I, Đặt vấn đề

Công nghệ gia công áp lực là một môn học rất cần thiết đối với sinh viên ngành cơ khí, nhằm giải quyết vấn đề một cách tổng hợp của cơ khí, vật liệu.Môn học bổ sung cho sinh viên những kiến thức đại cương về máy và công nghệ gia công áp lực trong việc chế tạo các chi tiết máy, sản phẩm cơ khí, giúp người đọc nắm bắt được các loại hình công nghệ dập tấm, dập khối, dập đặc biệt, hiểu được trình tự xây dựng quy trình công nghệ và thiết kế khuôn.Đây là cơ sở rất quan trọng của các môn học chuyên ngành sau này

Đề tài tiểu luận này là bài thi cuối kỳ tổng hợp đầy đủ kiến thức đã học được nhằm giúp sinh viên nắm lại chắc chắn hơn kiến thức của môn Công nghệ gia công áp lực

Dù đã cố gắng tìm hiểu lắng nghe trong quá trình học tập, song vẫn còn hạn chế nên bài làm của em không tránh khỏi những sai sót nhầm lẫn Em mong sẽ nhận được những ý kiến hướng dẫn của các thầy cô bộ môn để hoàn thiện bài tiểu luận của mình ạ

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Thu đã trực tiếp giảng dạy

và hướng dẫn, để em hoàn thành tốt bài tiểu luận được giao

3

II, Giải quyết vấn đề

STT: 25

Câu 1 a, Thế nào là biến dạng dẻo kim loại? So sánh công nghệ này với công nghệ đúc, cắt gọt và hàn

* Biến dạng dẻo kim loại : là hình thức gia công kim loại không phoi phổ biến như cán , dập, kéo, ép… Đây là sự dịch chuyển tương đối giữa các chất điểm, các phần tử của vật thể rắn bằng kim loại dưới tác dụng của ngoại lực, nhiệt độ hoặc của một nguyên nhân nào đó dẫn đến sự thay đổi về hình dạng, kích thước vật thể được gọi là biến dạng Trong quá trình biến dạng, liên kết vật liệu luôn được bảo toàn Sau khi không còn tác dụng của ngoại lực nữa, vật thể giữ nguyên hình dạng, kích thước như ngay tại thời điểm vẫn còn tải trọng thì biến dạng này được gọi là biến dạng dẻo

*So sánh công nghệ này với CN đúc, cắt gọt và hàn:

-Giống nhau: Đều là những cách để làm biến dạng kim loại theo hình dạng và kích thước Theo mong muốn

4

- Khác nhau:

Biến dạng dẻo KL Đúc Cắt gọt Hàn

+ Dùng lực + Nung chảy kim loại + Dùng dụng cụ cắt, + Nung chảy kim loại

lấy đi 1 phần kim loại chỗ mối hàn + cơ tính cao, bề mặt +cơ tính cao, bề mặt rỗ, + độ cứng thấp, độ +độ chính xác cao, bề

mịn, độ chính xác cao độ chính xác thấp chính xác cao mặt mịn

+dễ tự động hóa, cơ +ngày càng được áp +tự động hóa cao +cơ khí hóa và tư động

hóa ngày càng nhiều khí hóa dụng tự động hóa,…

+kết cấu đơn giản +đúc được những sản +đa dạng +hàn những vị trí thuận

lợi phẩm kết cấu phức tạp

+không áp dụng cho +cho hầu hết kim loại +áp dụng cho hầu hết

+áp dụng cho các kim

loại thích hợp

và phi kim kim loại giòn kim loại

+được bù đắp kim loại +tiết kiệm nguyên vật +tổn thất kim loại +phoi nhiều dẫn tới

nhiều

Type equation here

b, Cho chất điểm có tenxo ứng suất:

σij=

Xác định x để chất điểm nằm trong vùng biến dạng dẻo Biết ứng suất chảy kf =

400 N/mm2

*Bài giải: Áp dụng điều kiện dẻo của Tresca-Saint Venant, ta có:

k f 2k

5

396 x

400

Vậy nghiệm của x là : X = -4

Câu 2 Cho chi tiết hình trụ:

1 Xác định đường kính phôi

2 Xác định số bước cần thiết để dập chi tiết đường kính

3 Tính lực cho nguyên công lớn nhất

Biết:

Chiều dày phôi là 1.0 mm, vật liệu 08kП có ứng suất bền σb = 250 N/mm2 Biết hệ số dập vuốt giới hạn lớn nhất cho tất cả các nguyên công là [m]= 0.5 Bỏ qua ảnh hưởng của bán kính góc lượn và chiều dày

*Bài giải:

Với d = 96 suy ra đường kính chi tiết dchi tiết = d1 = 246mm, D là đường kính phôi Chiều dày

vật liệu s = 1 mm

1 Ta có: Vphôi = Vchi tiết = Vđáy + Vtrụ

Coi chiều dày phôi không đổi, không biến dạng nên:

6

Fphôi = Fchi tiết

Suy ra Dd

2

mm, lấy D = 555 mm

555 < = 0,5 nên dập vuốt qua nhiều bước

2 Hệ số dập vuốt: D

m 0,44

Mức độ dập vuốt:

Mà: (D - d1) = 309 > (18 22).S với S=1 là chiều dày phôi, do đó cần chặn phôi

m 0, 5 1

Với

n 1

Số nguyên công là:

log dn log

D

log 246 log

555

k1

1

Nên ta lấy n = 2 Vậy số bước để dập chi tiết đường kính là 2

3 Tính lực cho nguyên công lớn nhất

Nguyên công 1: dập từ phôi phẳng ra sản phẩm trung gian : hlần1, dlần1

Nguyên công 2: dập từ phôi trung gian 1 ra sản phẩm trung gian 2: hlần2,

dlần2 = d1 = 246 mm

Lực dập vuông: P = .b d1 s = 1.250.3,14.246.1 =193110 (N)

Vậy lực cho nguyên công lớn nhất trong quá trình là P = 193110 (N)

7

Câu 3 Trình bày đặc điểm, ứng dụng của máy ép thủy lực Nêu các nguyên công có

thể thực hiện trên máy ép thủy lực (đối với các bạn có số thứ tự lẻ).

Bài giải:

1, Đặc điểm của máy nén thủy lực:

-Máy ép thủy lực là thiết bị hoạt động sử dụng dầu thủy lực trong xi lanh thủy lực với

áp suất cao tạo nên lực đẩy lớn, theo đó chỉ cần tác động một lực rất nhỏ ở đầu vào, kết quả là tạo ra sức nâng rất lớn ở đầu ra

Máy ép thuỷ lực dùng để rèn, dập khối, ép chảy, dập tấm v.v Hệ thống dẫn động thủy lực của máy, tùy vào yêu cầu công nghệ mà có các dạng khác nhau

-Phân loại: Có nhiều cách để phân loại máy ép thủy lực hay máy ép thủy lực Ta có thể

chia thành 2 loại:

+Phân loại theo hình dáng khung máy gôm có

Khung máy dạng chữ C (thân hở ) Khung

máy 2,4 trụ (thân kín) Khung máy dạng 2,4

cột (thân kín)

8

+Phân loại theo chức năng công nghệ gồm có: máy ép dập tấm, máy ép rèn, máy ép chảy, máy xắt đột liên hợp, máy ép chuyên dụng…

-Cấu tạo: Máy ép thủy lực cấu tạo bởi một số bộ phận chính là: Xi lanh thủy lực, bộ

nguồn bơm thủy lực, khung máy, hệ thống ống dẫn dầu, khớp cút nối và hệ thống điều khiển

- Nguyên lý hoạt động: dựa theo nguyên tắc của định luật Pascal, nghĩa là áp suất của

dầu trong xy lanh tác dụng lên tất cả các bề mặt tiếp xúc của đế piston theo phương vuông góc với nó đồng thời chuyển hóa năng lượng thành lực nén, hay còn gọi là tải trọng được tính theo công thức:

D

2

1

d 2

Trong đó: P : Lực công tác

P1 : Lực ép từ trạm nguồn

D : Đường kính piston công tác

d : Đường kính Piston ép

Do đó, Nếu diện tích mặt tiếp xúc càng lớn thì lực ép càng cao và tương tự, áp suất dầu càng lớn thì tải trọng ép càng cao

9

-Các thông số chính của máy ép thủy lực

- Lực ép danh nghĩa : PH – tấn; PH = áp suất chất lỏng x diện tích có ích của các piston

- Chiều cao hở khoảng không gian dập : Z

- Hành trình xà di động : H

- Kích thước bàn máy : A x B

- Tốc độ ép, không tải

Trong các máy ép thuỷ lực, chất lỏng công tác thường dùng là nhũ

tương hoặc dầu khoáng Để tránh gỉ cho các chi tiết như xilanh, pittông, các

chi tiết điều khiển và đường ống, nước được cho thêm 2 3 % chất nhũ tương

Thành phần của chất nhũ tương bao gồm: 83 87% dầu khoáng, 12 14% axit

oleic và 2,5% xút nồng độ 40% Dầu khoáng thường dùng là dầu máy,dầu

công nghiệp,dầu tuabin

-Những ứng dụng nổi bật của máy nén thủy lực

- Ứng dụng trong ngành chế tạo, lắp ráp máy, thiết bị: Nhờ khả năng tạo ra lực lớn, máy nén thủy lực là thiết bị quan trọng không thể thiếu để lắp ráp các chi tiết máy có độ khó cao, vượt quá khả năng của con người như lắp ráp các bộ phận của tủ lạnh, làm tấm định hình lò vi sóng, máy rửa chén, máy giặt

- Ứng dụng trong ngành đóng gói thực phẩm, vật tư tiêu hao: Hầu hết các sản phẩm thực phẩm thịt, phô mai, các loại hạt như đậu phộng, vừng, óc chó đều cần đến các loại máy

ép dầu thủy lực, máy nén thủy lực để đóng gói, chế biến

- Ứng dụng để phá hủy phế liệu, phế phẩm: Các loại máy ép nén thủy lực có thể ép hoặc

là phẳng các loại vật liệu, chất liệu từ nhỏ đến lớn một cách dễ dàng Chính vì vậy, khi nhắc đến ứng dụng của loại máy móc công nghiệp này không thể bỏ qua công dụng dùng

để phá hủy phế liệu, phế phẩm của nó

10

- Ứng dụng trong sản xuất phụ tùng ô tô: dùng để gấp, tạo hình ô tô Ngoài ra, các loại máy thủy lực này còn dùng để sản xuất các bộ phận cung cấp nhiên liệu, đầu nối điện, cách điện, lót giường xe tải, đúc chèn, má phanh, các bộ phận niêm phong, kiểm soát rung

- Ứng dụng trong sản xuất gốm sứ: Hoạt động sản xuất gốm sứ truyền thống thường sử dụng

lò nung nhiệt hoạt động ở nhiệt độ hơn 1800 độ F Tuy nhiên, phương pháp này đang dần được thay thế bằng các loại máy ép nén thủy lực làm việc ở nhiệt độ phòng Nhờ ứng dụng t gốm sứ đòi hỏi áp suất thấp và ít thời gian hơn trong quá trình nén gốm

- Ứng dụng trong quân sự: Có thể nhiều người ngạc nhiên khi nhắc đến ứng dụng này Tuy nhiên, các loại máy nén cửa hàng thủy lực được sử dụng phổ biến trong các căn cứ không quân, dùng để tải đạn

- Ứng dụng trong ngành hàng không: Thể hiện ở việc nó dùng để chế tạo kim loại, máy móc máy bay xây dựng như lưỡi gạt nước kính chắn gió, cụm bánh răng, tấm thân máy bay

-Các nguyên công có thể thực hiện trên máy ép thủy lực: chồn, dập, ép, đột,

Câu 4 Nêu các nguyên công chuẩn bị trong công nghệ dập khối Tại sao nên có các nguyên công chuẩn bị? Phân tích quá trình biến dạng của phôi khi dập trong khuôn hở ? -Nguyên công chuẩn bị trong công nghệ dập khối :

+ cắt phôi, xếp phôi, gia nhiệt, cắt ba via, tạo hình sơ bộ

Nên có các nguyên công chuẩn bị vì để chuẩn bị tốt phôi cho các nguyên công sau đó Chúng ta có thể tạo hình sơ bộ cho phôi, thực hiện một số nguyên công phụ giúp cho việc tạo ra các sản phẩm bằng công nghệ dập khối nhanh hơn, tốt hơn, tiết kiệm chi phí

- Dập khối trên khuôn hở:

11

-Dập thể tích trên khuôn hở có đặc điểm cơ bản là vật dập có vành biên, vành

biên là vành kim loại thừa bao quanh chu vi vật dập trên mặt phẳng phân

khuôn,

-Vào cuối quá trình dập vành biên tạo ra chung quanh vật dập, ngăn cản kim

loại chảy ra mặt phân khuôn, cưỡng bức kim loại chảy vào lòng khuôn để điền

đầy các ngóc ngách của khuôn (tuân theo định luật trở lực biến dạng nhỏ nhất)

-Quá trình biến dạng của phôi khi dập trong khuôn hở

+Giai đoạn 1: Chồn tự do, từ chiều cao ban đầu đến khi phôi tiếp xúc vào các thành bên làm cho phôi giảm đi chiều cao 1 lượng là H

1

+ Giai đoạn 2: Chồn và ép chảy, từ khi kim loại tiếp xúc thành bên đến khi cầu vành biên bắt đầu bị đóng kín Chiều cao phôi giảm đi 1 lượng là H

2

+Giai đoạn 3: Chồn +ép chảy, kim loại điền đầy các góc lượn và chảy qua cầu vành

biên +Giai đoạn 4: đẩy nốt thành phần kim loại thừa ra vành biên III, Kết luận:

Qua bài tiểu luận ta rút ra được kết quả thực nghiệm phù hợp với lý thuyết

12

Ta biết được những kiến thức cơ bản nhất, truyền thống và hiện đại về lĩnh vực tạo hình vật liệu kim loại dựa trên biến dạng dẻo; nắm vững các kiến thức cơ bản của từng

phương pháp dập để tính toán, xây dựng được qui trình công nghệ tạo hình cho một chi tiết bất kỳ Phân tích và lựa chọn được phương án công nghệ và thiết bị phù hợp, tối ưu quy trình công nghệ để tạo hình sản phẩm

IV,

Tài liệu tham khảo

1, Nguyễn Tất Tiến, Lý thuyết biến dạng dẻo kim loại, NXB Giáo dục, 2004

2, Phạm Văn Nghệ, Đinh Văn Phong, Nguyễn Mậu Đằng, Trần Đức Cứu, Nguyễn

Trung Kiên Công nghệ dập tạo hình khối Nhà xuất bản Bách Khoa – Hà nội, 2008.

3, Phạm Văn Nghệ, Đỗ Văn Phúc, Lê Trung Kiên (2011), Thiết bị dập tạo hình máy

ép cơ khí, NXB Khoa học kỹ thuật.

4, Phạm Văn Nghệ, Nguyễn Đắc Trung, Lê Trung Kiên, Nguyễn Trường An, Nguyễn

Trung Kiên, Nguyễn Mậu Đằng, Nguyễn Thị Thu, Công nghệ Gia công áp lực, Nhà xuất

bản Bách Khoa Hà nội, 2020

13