CÔNG NGHẸ NONG ĐẦU ỐNG ppsx

CÔNG NGHẸ NONG ĐẦU ỐNG
Hiện nay ở Việt Nam,vấn đề dãn rộng đầu ống nối phục vụ cho
các ngành công nghiệp như đóng tàu,dầu khí,các ngành dân
dụng…rất cấp thiết vì đa số các sản phẩm cỡ lớn đều phải nhập
từ nước ngoài với chi phí rất cao.Giải quyết được vấn đề này,ta
có thể đạt được hiệu quả kinh tế cao.
Trong bài viết này, chúng tôi tập trung tính toán, thiết kế quy trình công nghệ và khuôn
để tạo hình đầu chi tiết ống dày (dãn rộng và chồn đầu ống). Với yêu cầu là sản xuất hàng
loạt lớn và hàng khối, ngoài ra là chi tiết làm việc với cường độ cao, chịu tải trọng thay
đổi, đòi hỏi cơ tính phải cao nên chỉ có thể gia công bằng phương pháp tạo hình biến
dạng.
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Việc lựa chọn phương án công nghệ là khâu quan trọng nhất của quá trình sản
xuất chi tiết, nó quyết định khả năng thành công của sản xuất và tính kinh tế của sản
phẩm, đồng thời quyết định đến phương án tính toán và thiết kế của người kĩ sư.
1. Xây dựng bản vẽ sản phẩm:
Một số hình ảnh sản phẩm nong (giãn rộng) đầu ống:

TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ

1.Lực biến dạng khi giãn ống .

Lực biến dạng khi nong ống được xác định bằng tích của ứng suất lớn nhất tại ổ
biến dạng dẻo tác dụng theo hướng trục với diện tích tiết diện ngang và hệ số K=1,1-1,2.
Ta có :
-Lực giãn ống khi thực hiện nguyên công ở trạng thái nguội
-Do lực giãn ống ở trạng thái nguội rất lớn,không đảm bảo độ bền và rách thành ống nên
ta lựa chọn phương án giãn ống khi thực hiện ở trạng thái nóng.
Ở nhiệt độ 1000-1200
0
C, lực giãn rộng là:

2 Công biến dạng khi giãn ống .
Trong quá trình giãn ống,lực luôn thay đổi.Ở giai đoạn đầu lực tăng nhanh cho đến
khi phần mép của phôi chui vào phần hình trụ của cối có đường kính D
gr
,sau đó ở giai
đoạn ổn định,lực giãn hầu như không thay đổi cho đến khi kết thúc quá trình
Do đó công biến dạng có thể coi như bằng tổng của 2 số hạng : công A
1
tiêu hao ở giai
đoạn đầu biến dạng phần hình côn cùa chi tiết và công A
2
tiêu hao ở giai đoạn sau của
quá trình :
A=A
1
+A
2
Công biến dạng dưới dạng tổng quát :
Trong đó : P
x
-Lực biến dạng tại thời điểm đang xét
dh-hành trình phân tố
H-hành trình phần hình côn
K-hệ số
Theo (5-45) sách “Công nghệ tạo hình kim loại tấm” ta có :
Trong đó : K=1,1÷1,2 :Hệ số
D
0
-Đường kính phôi ống (theo đường trung bình)
S-Chiều dày thành phôi

α-góc nghiêng chày
H-hành trình làm việc
Ta có:
A=5,29.10
3
J=5,29KJ.

3 Hệ số giãn rộng giới hạn – Xác định số bước giãn
Mức độ biến dạng giới hạn giãn rộng được quyết định bởi một trong 2 dạng mất
ổn định của phôi : một là sự tạo nếp nhăn ở phần phôi phía dưới,hai là sự tạo thành “cổ
ngỗng” ở một hoặc đồng thời một vài chỗ trên mép của phần phôi đã bị biến dạng dẫn
đến hiện tượng nứt hoặc rách.Sự xuất hiện dạng khuyết tật nào là tùy thuộc vào tính chất
cơ học của vật liệu phôi;vào chiều dày tương đối S/D
0
;vào góc nghiêng đường sinh của
chày α;vào điều kiện ma sát tiếp xúc và điều kiện kẹp phôi trong khuôn.
Tỷ số giữa đường kính lớn nhất của phần phôi bị biến dạng D
g
và đường kính của
phần phôi ban đầu D
0
mà với tỷ số đó có thể gây một sự mất ổn định cục bộ phôi được
gọi là hệ số giãn rộng giới hạn :
K
g/r g/h
=D
g
/D
0
Hệ số giãn rộng giới hạn có thể xác định một cách gần đúng từ điều kiện: ứng suất

nén hướng kính lớn nhất tại ổ biến dạng không vượt quá ứng suất tới hạn là ứng suất gây
ra hiện tượng mất ổn định của phôi:
Từ đó ta xác định được :
Theo sách “Sổ tay thiết kế khuôn dập tấm” trang 365 ta có:
-s/d
0
=10/110=0,09. Tra bảng ta được K
g/r g/h
=1,56.
-Độ dày cực tiểu ở chỗ kéo cực đại :

Ta có: K
g/r
=140/110=1,27< K
g/r g/h
Như vậy ta chỉ cần một lần giãn ống là đạt kích thước.Hơn nữa quá trình thực hiện
ở nhiệt độ cao nên càng tăng khả năng giãn.
4 Tính toán lực kẹp phôi
Do chi tiết dạng ống có chiều dài tùy ý nên ta cần thiết kế hệ thống kẹp và giãn tại
1 đầu ống.
Để có thể giữ ống trong suốt quá trình giãn thì lực kẹp ống phải đảm bảo sao cho
lực ma sát giữ ống luôn lớn hơn giá trị cực đại của lực giãn ống :
Chọn góc nghiêng của cơ cấu kẹp là α=30
0
như hình dưới đây.
Xét với tấm kẹp,lực tác dụng như hình vẽ.
THIẾT KẾ KHUÔN
1 Thiết kế tổng thể khuôn nong ống:
2 Thiết kế 3D khuôn nong ống :
MÔ PHỎNG SỐ VÀ ŒNG D•NG BÀI TOÁN NONG ỐNG

ü Sản phẩm.
Hình 4.5. Sản phẩm mô phỏng
Như vậy với các thông số trên sản phẩm đạt chất lượng tương đối tốt,không
xuất hiện hiện tượng phá hủy ở phần đầu ống .

ü Ứng suất trên phôi:
Hình 4.5. Ứng suất trên phôi
-Œng suất trên phôi đạt giá trị lớn nhất tại phần góc ống đạt 251 Mpa
ü Sự thay đổi nhiệt độ và quá trình truyền nhiệt ra khuôn.

Hình 4.6. Quá trình truyền nhiệt
-Quá trình truyền nhiệt ra khuôn là tương đối đồng đều trên toàn ống
-Nhiệt độ thay đổi từ 800C-1130C
ü Lực cần thiết tác dụng lên chày :
Hình 4.6. Biểu đồ lực tác dụng lên chày
-Lực cần thiết để tác dụng lên chày lớn nhất tại cuối quá trình đạt 50 tấn.
.Kết luận
Với chi tiết dạng ống dày như trên thì việc tối ưu các thông số rất khó khăn để sản
phẩm không bị phá hủy phần đầu ống.
Tuy nhiên nhờ mô phỏng số quá trình biến dạng,chúng ta đã xác định được các
thông số công nghệ thích hợp nhất cho quá trình dập.
Với chi tiết không đòi hỏi sự chính xác cao thì kết quả trên là rất tốt cho chi tiết
dạng ống dày.