Nghiên cứu công nghệ dập tạo hình đồng thời cặp chi tiết dạng tấm mỏng bằng nguồn chất lỏng áp suất cao

B GIÁO D C VÀ Àτ T O

B CÔσG TH

VI N NGHIÊN C U C

σG

KHÍ

----------------

INH V N DUY

NGHIÊN C U CÔNG NGH D P T O HỊNH
NG TH I
C P CHI TI T D NG T M M NG B NG NGU N CH T
L NG ÁP SU T CAO.

LU N ÁN TI N S K THU T

HÀ N I 2016


B GIÁO D C VÀ Àτ T O

VI N NGHIÊN C U C

B CÔσG TH

σG

KHÍ

----------------

NCS. INH V N DUY

NGHIÊN C U CÔNG NGH D P T O HỊNH
NG TH I
C P CHI TI T D NG T M M NG B NG NGU N CH T
L NG ÁP SU T CAO
CHUYÊN NGÀNH: K THU T C KHÍ
MÃ S : 62.52.01.03

LU N ÁN TI N S K THU T

σg

ih

ng d n khoa h c:
1. PGS. TS. PH M V N NGH
2. TS. TR N ANH QUÂN

HÀ N I 2016


L I CAM OAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a riêng tôi, các s li u, k t qu
nghiên c u trong Lu n án là trung th c và ch a t ng đ c ai công b trong b t k

công trình nào khác.
Tác gi

inh V n Duy

i


L IC M

N

Tôi xin chân thành c m n Vi n Nghiên c u C khí đư t o nh ng đi u ki n thu n
l i nhât, cho phép tôi đ c hoàn thi n và đánh giá lu n án này t i Vi n Nghiên c u
C khí. Tôi xin chân thành c m n Trung tâm ào t o – Vi n Nghiên c u C khí đư
t n tình h ng d n và tr c tiêp h tr moi m t vê công tac tô ch c trong quá trình
hoan thiên va đanh gia Lu n án.
Tôi xin chân thành c m n Vi n Máy và D ng c Công nghi p đư t o đi u ki n
toan diên, h tr tôi trong nghiên c u khoa h c noi riêng và trong su t quá trình hoc
tâp va th c hiên luân an noi chung đ tôi có th hoàn thành các n i dung c a lu n án.
Tôi xin chân thành c m n Trung tâm ào t o – Vi n Máy và D ng c Công nghi p
đư luôn t o đi u ki n thu n l i nh t trong su t quá trình tôi th c hi n Lu n án.
Tôi xin chân thành c m n tâp thê h ng dân khoa hoc - th y giao PGS. TS. Ph m
V n σgh , TS. Tr n Anh Quân đư t n tình h ng d n tôi v chuyên môn và luôn
đ ng viên, khích l đ tôi có th hoàn thành Lu n án.
Tôi xin chân thành c m n B môn Gia công Áp l c – Vi n C Khí – H Bách
Khoa Hà n i, PTσ o l ng ng h c bay – Vi n Tên L a đư t o đi u ki n giúp đ ,
cho phép tôi s d ng các d ng c , thi t b ph c v cho quá trình th c nghi m.
Tôi xin chân thành c m n TS. Klaus Illgen đư t v n, h ng d n tôi v công ngh
c ng nh thi t b t ng áp s d ng trong quá trình th c nghi m.

Tôi xin c m n Công ty TσHH FC Hòa L c đư t o đi u ki n giúp đ tôi th c hi n
đo các thông s hình h c c a s n ph m sau khi th c nghi m.
Tôi xin chân thành c m n Công ty TσHH Ch t o i n C AXUZU đư giúp đ
tôi ch t o khuôn c ng nh h tr chu n b phôi cho quá trình th c nghi m.
Tôi xin bày t lòng bi t n đ n các th y ph n bi n, các th y trong h i đ ng ch m
lu n án đư dành th i gian đ c và cho ý ki n quý báu đ tôi có th hoàn ch nh lu n án
và đ nh h ng các nghiên c u ti p theo trong t ng lai.
Cu i cùng tôi xin g i l i c m n chân thành nh t đ n gia đình tôi, các b n bè, đ ng
nghi p, các em sinh viên nh ng ng i đư đ ng viên, sat canh bên tôi trong su t th i
gian tôi th c hi n công trình này!
Nghiên c u sinh

inh V n Duy

ii


M CL C
DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ CH

TT T

VII

DANH M C CÁC B

VIII

DANH M C CÁC HÌNH V VÀ Đ

.

M Đ U

1

1.

Lý do l a ch n đ tài ............................................................................... 1

2.

M c đích, đ i t

3.

Ph

4.

Ý ngh a khoa h c vƠ Ủ ngh a th c ti n .................................................. 2

5.

Các đóng góp m i c a lu n án ............................................................... 3

6.

B c c c a lu n án ................................................................................... 3

CH

NG

ng và ph m vi nghiên c u c a lu n án .................... 1

ng pháp nghiên c u ........................................................................ 2

T NG QUAN V CÔNG NGH D P T O HÌNH TH Y L C

4

1.1. Nh ng nét chung v công ngh d p t o hình th y l c .......................... 4
1.1.1. L ch s phát tri n .................................................................................. 4
1.1.2. u nh c đi m chung c a công ngh DTHTL .................................... 5
1.1.3. Kh n ng ng d ng c a công ngh ...................................................... 5
1.2. Các công ngh trong d p t o hình th y l c ........................................... 6
1.2.1. D p t o hình th y c ............................................................................ 6
1.2.2. Công ngh d p t o hình th y t nh ........................................................ 8
1.2.2.1 D p th y t nh phôi t m đ n. ........................................................... 8
1.2.2.2. D p t o hình th y t nh phôi ng .................................................. 10
1.3. Công ngh d p t o hình th y t nh c p phôi t m ................................. 12
1.3.1. c đi m công ngh ........................................................................... 13
1.3.2. Nh ng k t qu nghiên c u v d p th y t nh c p phôi t m ................. 16
1.4. Xác đ nh v n đ c n nghiên c u ............................................................ 30
K T LU N CH

NG 1 .............................................................................. 32

iii

CH NG
Y TĨNH

C S LÝ THUY T VÀ H

NG THI T B TRONG D P T O HÌNH

2.1. C s lý thuy t v d p t o hình th y t nh ............................................ 33
2.1.1 Tr ng thái ng su t bi n d ng ............................................................. 33
2.1.2. Áp su t th y t nh t o hình .................................................................. 35
2.1.3. L c ch n phôi ..................................................................................... 42
2.1.4. Bán kính l

n mép c i ....................................................................... 42

2.2. Các thi t b trong h th ng d p t o hình th y l c áp su t cao........... 43
2.2.1. Máy ép th y l c .................................................................................. 43
2.2.2. Thi t b th y l c ................................................................................. 44
2.2.2.1. H th ng t ng áp .......................................................................... 44
2.2.2.2. H th ng đi n đ y ........................................................................ 45
2.2.2.3. H th ng x lý ch t l ng .............................................................. 46
2.2.2.4. Xilanh đ i áp ................................................................................ 47
2.2.3. H th ng đi u khi n, đo l
K T LU N CH
CH

NG

ng ........................................................... 47

NG 2 .............................................................................. 47

MÔ PH NG S QUÁ TRÌNH D P T O HÌNH TH Y TĨNH

3.1. Mô ph ng s trong gia công áp l c ....................................................... 49
3.1.1. Mô ph ng s ....................................................................................... 49
3.1.2. u đi m c a mô ph ng s trong gia công áp l c............................... 50
3.1.3. Xác đ nh, l a ch n ph n m m MPS s d ng trong DTT ................... 50
3.2. Nghiên c u quá trình DTT b ng ph n m m mô ph ng s DYNAFORM
.................................................................................................................................. 51
3.2.1. V t li u chi ti t mô ph ng .................................................................. 51
3.2.2. Thi t l p quá trình và mô ph ng DTT................................................ 52
3.3. K t qu nghiên c u b ng mô ph ng s ................................................. 54
3.3.1. Chi ti t c u.......................................................................................... 54
3.3.1.1. nh h

ng c a l c ch n Qch đ n quá trình DTT ......................... 54

3.3.1.2. nh h

ng áp su t t o hình pth và l c ch n Qch đ n HC .............. 57

3.3.1.3. nh h ng c a l c ch n Qch đ n m c đ bi n m ng c a s n ph m
d p ...................................................................................................................... 58
3.3.2. Chi ti t thanh B................................................................................... 60

iv

3.3.2.1. Xác đ nh mi n giá tr Qch và áp su t lòng c i phù h p DTT thanh B
........................................................................................................................... 60
3.3.2.2. Bi u đ phân b chi u dày phôi sau khi d p ............................... 63
K T LU N CH
CH

NG

NG 3 .............................................................................. 63

XÂY D NG H

NG TH C NGHI M

4.1. M c đích vƠ yêu c u c a h th ng th c nghi m .................................. 65
4.2. Các thành ph n c a h th ng th c nghi m. ......................................... 65
4.3. Tính toán, thi t k h th ng th c nghi m............................................. 66
4.3.1. Khuôn th c nghi m ............................................................................ 66
4.3.1.1. Tính toán s b thông s công ngh c b n ................................ 67
4.3.1.2. Thi t k khuôn ............................................................................. 67
4.3.1.3. Ch t o khuôn .............................................................................. 69
4.3.2. B c p ch t l ng cao áp ...................................................................... 70
4.3.3. Máy ép th y l c .................................................................................. 70
4.3.4. H th ng đo thông s công ngh . ....................................................... 71
4.3.4.1. C m bi n áp su t .......................................................................... 72
4.3.4.2. C m bi n hành trình ..................................................................... 72
4.3.4.3. Thi t b gia công tín hi u đo ........................................................ 73
4.3.4.4. Card thu th p s li u đo ............................................................... 73
4.3.4.5. Ph n m m hi n th và ghi nh n k t qu đo .................................. 74

4.4. L p ráp k t n i h th ng th c nghi m.................................................. 75
K T LU N CH
CH

NG

NG 4 .............................................................................. 75

TH C NGHI M VÀ ĐÁNH GIÁ K T QU

5.1. i u ki n th c nghi m............................................................................ 76
5.2. Các tham s th c nghi m ....................................................................... 76
5.3. Ph

ng pháp đánh giá ch t l

ng s n ph m DTT c p phôi t m ...... 76

5.4. Chu n b phôi và ti n trình th c nghi m ............................................ 77
5.4.1. Ch t o phôi th c nghi m .................................................................. 77
5.4.2. Ti n trình th c nghi m ....................................................................... 78

v


5.5. Nghiên c u nh h ng c a các thông s (công ngh và hình h c) trong
quá trình DTT ......................................................................................................... 79
5.5.1. Quá trình d p th y t nh chi ti t c u t c p phôi t m hàn ................... 79
5.5.1.1. nh h
5.5.1.2. nh h

ng c a l c ch n Qch đ n quá trình DTT ......................... 79
ng c a Qch và pth đ n chi u sâu t ng đ i HC................ 83

5.5.1.3. nh h ng c a Qch và phc đ n m c đ bi n m ng c a s n ph m
d p ...................................................................................................................... 87
5.5.2. Quá trình d p t o hình th y t nh thanh B t phôi t m........................ 89
5.5.2.1. nh h
5.5.2.2. nh h

ng c a l c ch n Qch đ n quá trình DTT ......................... 89
ng c a Qch và pth đ n chi u sâu t ng đ i HB................ 92

5.5.2.3. nh h ng c a Qch và phc đ n bán kính trong Ri c a s n ph m .. 94
5.5.2.4. nh h ng c a Qch và phc đ n m c đ bi n m ng c a s n ph m
d p ...................................................................................................................... 97
5.5.2.5. nh h ng c a bán kính l n mép c i rcBi đ n quá trình t o hình
(pth, phc, ) .......................................................................................................... 99
5.5.3. So sánh quá trình d p th y t nh chi ti t c u và thanh B ................... 102
K T LU N CH

NG 5 ............................................................................ 105

K T LU N CHUNG VÀ H

NG PHÁT TRI N C A Đ TÀI

.

TÀI LI U THAM KH O

DANH M C CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG B
L C

vi


DANH M C CÁC Kụ HI U VĨ CH
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33

Ký hi u
DC
dC
hiC
HC=
hiB
b
HB =
pxlch
pi
pth
phc
phcmax
Qch
Ri
rcC
rcB
S0C

S0B
Si
µ
Rm

z

GCAL
DTHTL
DTT
DTC
METL
MPS
TN
PTN

VI T T T

Di n gi i
ng kính phôi d p chi ti t c u
ng kính chi ti t c u
Chi u sâu hi n th i c a chi ti t c u
Chi u sâu t ng đ i c a chi ti t c u

nv
mm
mm
mm

Chi u sâu hi n th i t i tâm chi ti t thanh B

Chi u r ng t i tâm chi ti t thanh B
Chi u sâu t ng đ i t i tâm chi ti t thanh B

mm
mm

Áp su t trong xilanh ch n
Áp su t trong lòng c i
Áp su t t o hình
Áp su t hi u ch nh
Áp su t hi u ch nh l n nh t
L c ch n trong quá trình d p th y t nh
Bán kính lòng trong chi ti t thanh B
Bán kính l n mép c i d p chi ti t c u
Bán kính l n mép c i d p chi ti t thanh B
Chi u dày phôi ban đ u chi ti t c u
Chi u dày phôi ban đ u chi ti t thanh B
Chi u dày s n ph m t i v trí đo i
M c đ bi n m ng
H s ma sát
ng su t b n
ng su t kéo theo h ng kính
ng su t nén theo ph ng ti p tuy n
ng su t h ng tr c
Gia công áp l c
D p t o hình th y l c
D p th y t nh
D p th y c
Máy ép th y l c
Mô ph ng s

Th c nghi m
Phòng thí nghi m

bar
bar
bar
bar
bar
kN
mm
mm
mm
mm
mm
mm
%
MPa
MPa
MPa
MPa

vii


DANH M C CÁC B NG

Bang 3.1. Danh muc cac phân mêm mô phong sô tiêu bi u [11] .................... 50
B ng 3.2. Thành ph n hóa h c c a thép DC04 ............................................... 51
B ng 3.3.

c tính k thu t c a thép DC04 .................................................... 51

B ng 3.4. Giá tr áp su t hi u ch nh t
B ng 3.5. Giá tr pth t

ng ng v i các giá tr l c ch n ......... 56

ng ng v i HC trong mi n Qch DTT thành công ....... 58

B ng 3.6. M c đ bi n m ng t i các v trí đo đ
B ng 3.7. Giá tr l c ch n Qch t

c xác đ nh b ng MPS ........ 59

ng ng v i áp su t hi u ch nh t i đa phcmax 62

B ng 4.1. Thông s b t ng áp CP-70 ............................................................. 70
B ng 5.1. So sánh quá trình d p th y t nh chi ti t c u và thanh B ................ 102

viii


DANH M C CÁC HỊNH V VĨ
Hình 1.1.

TH

ng d ng c a công ngh DTHTL trong công nghi p ôtô [30] .................. 5

Hình 1.2. D p t o hình th y l c ................................................................................. 6

Hình 1.3. Sô đ d p truy n th ng và d p th y c ..................................................... 6
Hình 1.4. D p th y c có đi u khi n áp su t c i [15] ................................................ 6
Hình 1.5. H s d p vu t trong DTC c a m t s d ng chi ti t khác nhau [16] ......... 7
Hình 1.6. So sánh s l n d p gi a d p th y c và d p vu t truy n th ng [27].......... 7
Hình 1.7.

th m i quan h L c và Chi u sâu d p trong DTC [33] ....................... 7

Hình 1.8. D p th y c trên máy ép th y l c tác đ ng kép [18, 30] ........................... 8
Hình 1.9. S đ phân lo i công ngh d p t o hình th y t nh ..................................... 8
Hình 1.10. S đ quá trình t o hình th y t nh phôi t m [21] ..................................... 8
Hình 1.11. D p truy n th ng k t h p v i d p th y t nh [12] ..................................... 9
Hình 1.12. Các chi ti t c a xe ô tô. ............................................................................ 9
Hình 1.13. D p th y t nh thanh B c a xe ôtô trên máy ép th y l c [30] ................. 10
Hình 1.14.

th quá trình t o hình d p th y t nh [22] ........................................... 10

Hình 1.15. Các thông s

nh h

ng đ n áp su t lòng c i khi DTT phôi ng [33] .. 10

Hình 1.16. Các d ng t o hình th y t nh phôi ng [15] ............................................. 11
Hình 1.17. Nguyên lý d p t o hình th y t nh phôi ng có đ

ng tr c cong [15] .... 11

Hình 1.18. S đ k t h p đ t l - u n trong quá trình t o hình DTT phôi ng [33] 11

Hình 1.19.

ng d ng trong công nghi p ô tô ........................................................... 12

Hình 1.20. S đ nguyên lý quá trình d p th y t nh c p phôi .................................. 13
Hình 1.21. Các ph
Hình 1.22. Ph

ng pháp làm kín ....................................................................... 14

ng pháp b m ch t l ng cao áp vào lòng phôi [30] ......................... 14

Hình 1.23. M t c t chi ti t trong h th ng treo tam giác c a xe Ôtô [46]................ 14
Hình 1.24.

ng d ng c a công ngh DTT c p phôi trong công nghi p ôtô [61] .... 15

Hình 1.25. D p t o hình th y t nh chi ti t c a xe ô tô t c p phôi t m hàn ............. 15
Hình 1.26. S n ph m đ

c d p th y t nh c p phôi .................................................. 16

Hình 1.27. nh h

ng c a l c ch n đ n dòng ch y kim lo i vào lòng c i [46]...... 17

Hình 1.28. nh h

ng c a h s ma sát đ n quá trình t o hình [46] ....................... 17

Hình 1.29. nh h

ng c a h s ma sát

Hình 1.30. nh h

ng c a ma sát sau khi phôi ti p xúc v i đáy c i [46] ............... 17

giai đo n t o hình t do [46] ................. 17

Hình 1.31. So sánh quá trình t o hình c a h p kim nhôm và thép DC04 [55] ........ 18
Hình 1.32. So sánh ng su t khi vu t có kéo và vu t [55] ...................................... 18
Hình 1.33. Biên d ng phôi và lòng c i [37] ............................................................. 19

ix


Hình 1.34.

ng cong l c ch n theo áp su t t o hình [37] .................................... 19

Hình 1.35. K t qu mô ph ng [37] ........................................................................... 19
Hình 1.36. K t qu th c nghi m [37] ....................................................................... 20
Hình 1.37.

ng l c ch n t i u đ i v i chi ti t c u [53] ..................................... 20

Hình 1.38.

ng l c ch n và m u th c nghi m [52] ............................................ 20

Hình 1.39. Biên d ng m t c t chi ti t có đáy lõm và đáy l i [57] ............................ 21
Hình 1.40. M c đ bi n m ng ph thu c t s h/w [57] ......................................... 21
Hình 1.41. M c đ kéo ph n vành phôi [57] ........................................................... 21
Hình 1.42. M c đ kéo ph n vành DTT c p phôi so v i d p truy n th ng [57] ..... 22
Hình 1.43. So sánh m c đ bi n d ng ph n vành [57] ............................................ 22
Hình 1.44. nh h

ng c a biên d ng phôi đ n quá trình t o hình [52] ................... 22

Hình 1.45. So sánh ng su t d khi t o hình v i các áp su t khác nhau ................. 23
Hình 1.46. H th ng ch n đa đi m [16] ................................................................... 23
Hình 1.47. H th ng đi u khi n áp l c gio ng làm kín [16] .................................... 23
Hình 1.48. H th ng ch n đàn h i ch đ ng [43] .................................................... 24
Hình 1.49. So sánh chi u dày thành [43].................................................................. 24
Hình 1.50. So sánh phân b chi u dày theo ph

ng X [43] .................................... 24

Hình 1.51. So sánh phân b chi u dày t i vùng góc c a hình h p [43] ................... 25
Hình 1.52. D ng h ng khi t o hình chi ti t có chi u dày hai phôi khác nhau [42] .. 25
Hình 1.53. S đ h th ng khuôn DTT c p phôi có đ i áp [42] .............................. 25
Hình 1.54. N i suy đ ng cong m c đ kéo ph n vành xác đ nh đ ng đ i áp [42]
.................................................................................................................................. 26
Hình 1.55. Th c nghi m DTT c p phôi v i áp su t đ i áp [42] .............................. 26
Hình 1.56.C u t o c i và tr ng thái ng su t bi n d ng t i các vùng trên phôi [64] 26
Hình 1.57. Bi n m ng th c nghi m DTT c i di chuy n và không di chuy n [64] .. 26
Hình 1.58. S đ quá trình công ngh [50] .............................................................. 27
Hình 1.59. H th ng d p tích h p các nguyên công [50] ......................................... 27
Hình 1.60. S đ nguyên lý h th ng khuôn d p [54] ............................................. 27

Hình 1.61. Chi ti t th c nghi m [54] ....................................................................... 28
Hình 1.62. Th kéo có gia nhi t v t li u AlMg3Mn [44] ........................................ 28
Hình 1.63. nh h

ng c a nhi t đ đ n quá trình t o hình [23] ............................. 28

Hình 1.64. H th ng gia nhi t trong quá trình DTT [41] ......................................... 29
Hình 1.65. Chi ti t nghiên c u ................................................................................. 31
Hình 2.1. Các vùng bi n d ng trên phôi [46] ........................................................... 33

x


Hình 2.2. S đ DTT phôi d ch chuy n t do .......................................................... 33
Hình 2.3. D ng hình h c c a vành phôi ................................................................... 34
Hình 2.4. S đ l c (a) tác d ng và các thông s xác đ nh tính n đ nh (b) khi DTT
.................................................................................................................................. 35
Hình 2.5. Hai ph

ng pháp th c hi n quá trình DTT .............................................. 35

Hình 2.6. S đ l c tác d ng lên phôi c ng khi d p vu t phôi ph ng trên c i c ng
[2].............................................................................................................................. 36
Hình 2.7. Minh h a s đ l c tác d ng khi t o hình n i có đ cong kép................. 37
Hình 2.8. S đ xác đ nh đ bi n d ng ti p tuy n trung bình (a) và các thông s vùng
lõm ch m c u (b) ...................................................................................................... 38
Hình 2.9. Các thành ph n chung c a m t h th ng DTHTL [30] ............................ 43
Hình 2.10. S đ máy ép th y l c [18] .................................................................... 44
Hình 2.11. METL thân ngang 100 MN t i University of Dortmund (IUL) [30] ..... 44
Hình 2.12. S đ nguyên lý t ng áp l c ................................................................... 45

Hình 2.13. S đ h th ng t ng áp su t ch t l ng [30] ............................................ 45
Hình 2.14. S đ h th ng đi n đ y c p ch t l ng tr

c vào lòng phôi [30] .......... 46

Hình 2.15. S đ h th ng đi n đ y cung c p ch t l ng cho b t ng áp [30] .......... 46
Hình 2.16. S đ h th ng x lý ch t l ng [30] ....................................................... 46
Hình 2.17. S đ b trí xilanh d c tr c và xilanh đ i áp [30] .................................. 47
Hình 2.18. S đ h th ng đi u khi n – đo l

ng [30] ............................................ 47

Hốnh 3.1. Mô phong sô va công nghê ao .................................................................. 49
Hình 3.2. Quá trình mô ph ng sô [5]........................................................................ 49
Hình 3.3. Nh ng u đi m c a mô ph ng ................................................................. 50
Hình 3.4. Mô hình b m t phôi và c i DTT ½ chi ti t c u ...................................... 52
Hình 3.5. Mô hình b m t phôi và c i thanh B ........................................................ 52
Hình 3.6. B m t phôi và c i .................................................................................... 52
Hốnh 3.7. Hôp thoai Sheet forming .......................................................................... 53
Hốnh 3.8. inh nghốa tốnh chât vât liêu (phôi).......................................................... 53
Hình 3.9. Thi t l p quá trình đóng khuôn và d p th y t nh ..................................... 53
Hình 3.10. Mô hình khuôn sau khi thi t l p ............................................................. 54
Hình 3.11. S n ph m sau quá trình mô ph ng ........................................................ 54
Hình 3.12.S n ph m DTT t i l c ch n Qch= 72kN .................................................. 54
Hình 3.13. S n ph m DTT t i l c ch n Qch= 156kN ............................................... 55
Hình 3.14. S n ph m DTT t i Qch= 79.5 kN v i pth=290 bar .................................. 55

xi

Hình 3.15. S n ph m DTT t i Qch=79.5 kN v i phc= 350 bar .................................. 55
Hình 3.16. S n ph m DTT t i Qch= 110.24kN v i phc= 380 bar .............................. 56
Hình 3.17. S n ph m DTT t i Qch=148 kN v i phc= 371 bar ................................... 56
Hình 3.18. Bi u đ m c đ kéo phôi vào lòng c i t i Qch= 79.5kN ........................ 56
Hình 3.19.

th quan h l c ch n và áp su t hi u ch nh ....................................... 57

Hình 3.20. K t qu mô ph ng pth – HC thay đ i t i Qch=79.5 kN ............................ 57
Hình 3.21.

th m i quan h gi a áp su t t o hình pth và HC .............................. 58

Hình 3.22. Bi n m ng bi n dày t i Qch=79.5 kN v i phc=350 bar ........................... 58
Hình 3.23. Bi n m ng bi n dày t i Qch=110.24 kN v i phc=380 bar ....................... 59
Hình 3.24. Bi n m ng bi n dày t i Qch=148kN v i phc=371 bar ............................. 59
Hình 3.25. V trí kh o sát m c đ bi n m ng .......................................................... 59
Hình 3.26.

th m i quan h gi a l c ch n và m c đ bi n m ng....................... 60

Hình 3.27. S n ph m t i Qch= 152 kN v i pth= 104 bar ........................................... 61
Hình 3.28. S n ph m

Qch=190 kN áp su t hi u ch nh phc=133 bar....................... 61

Hình 3.29. Mô ph ng chi ti t v i Qch=570 kN áp su t hi u ch nh phc=354 bar ....... 61
Hình 3.30. Mô ph ng chi ti t v i Qch=1140 kN áp su t hi u ch nh phc=500 bar ..... 62
Hình 3.31. Mô ph ng chi ti t v i Qch=1400 kN áp su t hi u ch nh phc=650 bar ..... 62
Hình 3.32.

th m i quan h gi a l c ch n và áp su t hi u ch nh........................ 62

Hình 3.33. Biêu đô m c đ bi n m ng s n ph m v i Qch=570 kN và phc=354 bar . 63
Hình 3.34. Biêu đô m c đ bi n m ng s n ph m v i Qch=950kN và phc=476 bar .. 63
Hình 4.1. Các thành ph n c a h th ng th c nghi m............................................... 65
Hình 4.2. S đ nguyên lý h th ng th c nghi m .................................................... 66
Hình 4.3. K t c u c m đ khuôn .............................................................................. 68
Hình 4.4. Thi t k 3D lòng khuôn d p chi ti t hình c u .......................................... 68
Hình 4.5. Thi t k 3D lòng khuôn d p chi ti t thanh B ........................................... 69
Hình 4.6. Ch t o hai n a c i DTT chi ti t c u ........................................................ 69
Hình 4.7. Ch t o n a c i d

i DTT chi ti t thanh B .............................................. 69

Hình 4.8. Ch t o các lòng khuôn v i bán kính l

n mép c i khác nhau................ 70

Hình 4.9. B t ng áp ................................................................................................. 70
Hình 4.10. C m đi u khi n áp su t ch n. ................................................................. 71
Hốnh 4.11. S đô nguyên ly h th ng đo .................................................................. 71
Hình 4.12. σguyên lý đo áp su t b ng c m bi n ...................................................... 72
Hốnh 4.13. Câu đo Wheatstone ................................................................................. 72

xii


Hốnh 4.14. Cam biên đo ap suât chât long ................................................................ 72
Hình 4.15. S đ nguyên lý c m bi n đi n tr ti p xúc ........................................... 72

Hình 4.16. S đ m ch gia công tín hi u đo áp su t ................................................ 73
Hình 4.17. S đ k t n i Card thu th p s li u v i h th ng ................................... 73
Hình 4.18. H th ng đo áp su t – hành trình. ........................................................... 74
Hình 4.19. Ch

ng trình đo đ

Hình 4.20. Ch

ng trình đ c k t qu đo .................................................................. 74

c xây d ng trên ph n m m DASYLab ................. 74

Hình 4.21. K t n i các thành ph n c a h th ng đo. ................................................ 74
Hình 4.22. H th ng th c nghi m đ

c l p ráp hoàn ch nh .................................... 75

Hình 5.1. σh n t i v trí giao c a hai m t ph ng...................................................... 76
Hình 5.2. D ng h ng do ch t l

ng m i hàn kém ................................................... 76

Hình 5.3. Rách t i đáy; hình 5.4. σh n t i vành ...................................................... 77
Hình 5.5. σh n

n ad

i có chi u sâu th p h n ................................................... 77

Hình 5.6. S n ph m b l ch vành .............................................................................. 77
Hình 5.7. Hình nh 3D phôi th c nghi m ................................................................ 77
Hình 5.8. Phôi th c nghi m sau khi đ

c ch t o .................................................... 78

Hình 5.9. D p c t hình phôi trên máy ép tr c khu u ............................................... 78
Hình 5.10.

t phôi vào lòng c i ............................................................................. 78

Hình 5.11. N a khuôn trên ti p xúc m t phôi .......................................................... 78
Hình 5.12.

th quá trình t o hình và giá tr đo thông s trên DASYLab ............ 79

Hình 5.13. S n ph m sau khi DTT ........................................................................... 79
Hình 5.14.

th quá trình t o hình v i l c ch n Qch=49.42 kN (M u 02) ............ 80

Hình 5.15. M u th c nghi m .................................................................................... 80
Hình 5.16.

th quá trình t o hình t i Qch=64.62 kN (M u 11) ............................ 80

Hình 5.17. M u th c nghi m (l ch ph n vành) ....................................................... 80
Hình 5.18.

th quá trình t o hình t i Qch=155.85 kN (M u 110) ........................ 81

Hình 5.19. M u th c nghi m M110 và M111 .......................................................... 81
Hình 5.20.

th quá trình t o hình v i l c ch n Qch=110.24 kN (M u 65) .......... 81

Hình 5.21. M u th c nghi m t i giá tr l c ch n Qch=110.24 kN ............................ 81
Hình 5.22. Mi n làm vi c c a l c ch n - áp su t t o hình ....................................... 82
Hình 5.23. So sánh v i k t qu th c nghi m và mô ph ng s ................................. 83
Hình 5.24.

th quá trình t o hình t i Qch=79.83 kN ............................................ 84

Hình 5.25.

th quá trình t o hình t i l c ch n Qch=110.24 kN ........................... 84

xiii


Hình 5.26.

th quá trình t o hình t i l c ch n Qch=133.5 kN ............................. 84

Hình 5.27.

th áp su t lòng c i theo l c ch n và chi u sâu t

ng đ i ................ 84

Hình 5.28. Qch= 79.83÷148.25 kN ........................................................................... 85
Hình 5.29. So sánh k t qu th c nghi m và MPS nh h ng c a pth đ n HC t ng ng
v i m i Qch ............................................................................................................... 85
Hình 5.30. V trí đo m u ........................................................................................... 87
Hình 5.31. M u đo 45 t i Qch=95.03 kN và m u 101 t i l c ch n Qch=148.25 kN . 87
Hình 5.32. C t m u đ đo m c đ bi n m ng .......................................................... 87
Hình 5.33. Phân b m c đ bi n m ng theo các đi m đo khi Qch thay đ i ............. 88
Hình 5.34.

th m c đ bi n m ng t i các đi m đo khi l c ch n thay đ i ........... 88

Hình 5.35. So sánh m c đ bi n m ng gi a th c nghi m và mô ph ng s ............. 89
Hình 5.36.

th quá trình t o hình t i l c ch n Qch=152.1 kN (m u B14.r2) ....... 90

Hình 5.37.

th quá trình t o hình Qch=570.2 kN (M u B26.r2) .......................... 90

Hình 5.38.

th quá trình t o hình Qch=950.3 kN (M u B37.r2) .......................... 90

Hình 5.39. Mi n giá tr l c ch n và áp su t t o hình DTT chi ti t c u ................... 91
Hình 5.40.

th so sánh quan h Qch và phc gi a MPS và th c nghi m ................ 91

Hình 5.41. Chi u sâu h (hB) và chi u r ng b t i tâm chi ti t thanh B ...................... 92

Hình 5.42.

th m i quan h gi a áp su t t o hình pth và chi u sâu t

Hình 5.43. nh h
Hình 5.44.

ng c a pth và Qch đ n chi u sâu t

ng đ i HB93

ng đ i HB .......................... 93

th quá trình t o hình thanh B ........................................................... 94

Hình 5.45. V trí đo bán kính trong và thi t b đo CRYSTA-APEX S574 .............. 94
Hình 5.46.

th m i quan h gi a phc và bán kính lòng trong s n ph m d p ...... 95

Hình 5.47.
th quá trình t o hình t i Qch=1140.4kN v i phc= 500bar (m u B64.r2)
.................................................................................................................................. 95
Hình 5.48. M u th c nghi m v i áp su t hi u ch nh thay đ i t i Qch =115 t n ....... 95
Hình 5.49.

th m i quan h gi a phc và Ri khi Qch không đ i ............................. 96

Hình 5.50. M t c t m u t i đi m đo R7 – R8 v i các giá tr áp su t khác nhau ...... 96
Hình 5.51.

th quá trình t o hình t i Qch=380.1 kN v i phc=250 (M u B66.r2) . 96

Hình 5.52.

th quá trình t o hình t i Qch=1140.4 kN v i phc=250 (M u B70.r2) 97

Hình 5.53.

th m i quan h Qch và Ri v i giá tr phc=250 bar ............................ 97

Hình 5.54. V trí c t m u và đi m đo ....................................................................... 97
Hình 5.55.
th quan h Qch và chi u dày s n ph m t i các v trí đo Si v i rcB=2 mm
.................................................................................................................................. 98
Hình 5.56.

th quá trình t o hình v i rcB thay đ i ............................................... 99

xiv


Hình 5.57.

th quan h l c ch n áp su t t o hình t i hB=7.2 mm ..................... 100

Hình 5.58.

th quan h l c ch n áp su t hi u ch nh t i đa ................................ 100

Hình 5.59.

th quan h l c ch n và chi u dày đo t i S4 v i rcB=1;2;3 mm ...... 101

Hình 5.60.

th quan h l c ch n và chi u dày đo t i S5 v i rcB=1;2;3 mm ...... 101

Hình 5.61.

th quan h l c ch n và chi u dày đo t i S6 v i rcB=1;2;3 mm ...... 101

xv


M

U

1. LỦ do l a ch n đ tƠi
Công nghi p hoá, hi n đ i hoá đ c xem là tr ng tâm phát tri n kinh t - xã h i.
V i t duy m , ngành c khí ch t o v a là đ ng l c v a là công c đ thúc đ y phát
tri n m i m t c a n n kinh t (công nghi p, nông nghi p, thông tin, tri th c,…) góp
ph n nâng cao đ i s ng xã h i. Tuy nhiên th c t đ t n c ta v n đang ph i nh p
kh u r t nhi u chi ti t, b ph n, th m chí toàn b s n ph m ph c v công nghi p ô
tô, xe máy, qu c phòng, hàng tiêu dùng, s n xu t máy nông nghi p, thu đi n, …
u t nghiên c u khoa h c và phát tri n công ngh , n m b t và làm ch nh ng công
ngh tiên ti n trên th gi i là nhi m v c p thi t và lâu dài đ ngày càng ch đ ng
trong phát tri n ngành c khí – x ng s ng c a công nghi p.
Gia công áp l c (GCAL) là m t l nh v c quan tr ng trong ngành c khí. các

qu c gia phát tri n, GCAL chi m t tr ng r t l n trong ch t o thi t b , cho phép t o
ra các chi ti t t phôi d ng t m, ng, hay nguyên kh i có hình d ng đ n gi n ho c
ph c t p v i n ng su t cao, ch t l ng t t, ti t ki m v t li u. Các yêu c u hi n đ i
đ i v i s n ph m nh ti t gi m kh i l ng, nâng cao đ b n, sáng t o m u mã, tinh
ch nh đ c tính v i các biên d ng b m t ph c t p,… khi n cho các ph ng pháp
GCAL truy n th ng g p nhi u khó kh n. Chúng b h n ch ho c th m chí không kh
thi trong vi c ch t o các chi ti t t v t li u khó bi n d ng h n, có đ ph c t p, chính
xác, c tính ngày càng cao h n,… Công ngh d p t o hình th y l c (D p th y c –
D p th y t nh) đư và đang đ c nghiên c u phát tri n m nh các qu c gia hàng đ u
v công nghi p, là m t trong s nh ng ph ng pháp và ph ng ti n m i cho phép
v t qua nh ng gi i h n c a công ngh GCAL truy n th ng. Công ngh này đư và
đang đ c ng d ng r ng rãi t i các n c phát tri n trên th gi i, trong nhi u ngành
công nghi p, đ c bi t trong công nghi p ôtô, hàng không và qu c phòng.
Công ngh d p th y t nh c p phôi là m t h ng nghiên c u m i trong công
ngh d p t o hình th y l c, công ngh này cho phép d p các chi ti t r ng có hình
d ng ph c t p ch sau m t chu trình t o hình, nâng cao n ng su t so v i d p t m đ n
(đ c 02 chi ti t sau m t l n d p v i c p phôi không hàn), t o hình đ c các chi ti t
r ng đa h ng trong không gian, t các v t li u khó bi n d ng… Hi n nay, t i Vi t
nam ch a có m t công trình nào t p trung nghiên c u v h ng công ngh này, c
th là nh ng nghiên c u v c s lý thuy t, h th ng thi t b , các thông s công ngh
và thông s d ng c nh h ng đ n quá trình t o hình. Do đó, “Nghiên c u công
ngh d p t o hình đ ng th i c p chi ti t d ng t m m ng b ng ngu n ch t l ng áp
su t cao” chính là n i dung tr ng tâm và tên c a lu n án này.
2. M c đích, đ i t ng vƠ ph m vi nghiên c u c a lu n án
 M c đích c a lu n án
N m b t và t ng b c làm ch công ngh d p t o hình đ ng th i c p chi ti t
d ng t m m ng b ng ngu n ch t l ng áp su t cao, t o đi u ki n s m áp d ng vào
th c ti n công nghi p trong n c, thông qua:
- Xác đ nh nh h ng c ng nh tìm ra quy lu t tác đ ng c a các thông s công
ngh trong quá trình d p t o hình th y t nh;

- Xây d ng mi n làm vi c và ph ng trình quan h c a các thông s chính: áp
su t lòng c i, l c ch n đ n chi u sâu t ng đ i, bi n m ng s n ph m và bán kính
lòng trong c a s n ph m;

1


- Xác đ nh nh h ng c a hình d ng c i (c th là bán kính góc l n c a c i)
đ n quá trình t o hình.

i t ng và ph m vi nghiên c u c a lu n án:
Lu n án t p trung nghiên c u công ngh d p t o hình th y t nh c p chi ti t áp
d ng trên đ i t ng c th : Chi ti t hình c u đ ng kính 50mm chi u dày 1 mm và
mô hình chi ti t thanh ch B c a xe ô tô (B-pillar) chi u dày 0,8 mm, v i v t li u
phôi là thép t m DC04.
Ph m vi nghiên c u đ c gi i h n trong mi n:
- Áp su t t o hình (áp su t lòng c i) pth= 0÷500 Bar
- L c ch n (l c đóng khuôn) Qch= 0÷1150kN
- Bán kính góc l n mi ng c i (DTT thanh B) rcB=1; 2; 3 mm
- Chi u dày phôi DTT chi ti t c u S0C=1 mm, DTT thanh B S0B=0.8 mm
Các n i dung nghiên c u c a đ tài đ c th c hi n t i phòng thí nghi m (PTN)
các Công ngh
c bi t – Vi n IMI, PTN B môn Gia công áp l c – Vi n C khí –
H Bách khoa Hσ và các doanh nghi p s n xu t.
3. Ph ng pháp nghiên c u
Ph ng pháp nghiên c u đ c s d ng là k t h p gi a nghiên c u lý thuy t v i
nghiên c u th c nghi m, c th :
- Nghiên c u c s lý thuy t công ngh DTT d a trên t ng h p và phân tích t
các tài li u, các công trình đư công b trong và ngoài n c.
- S d ng công c mô ph ng s đ đánh giá s b nh h ng các thông s công

ngh , sàng l c đ xác đ nh mi n làm vi c hi u qu là c s ban đ u cho quá trình
th c nghi m.
- Phát tri n h th ng th c nghi m phù h p v i m c tiêu và n i dung nghiên c u.
Xây d ng ph ng án khai thác các thi t b đo, ph n m m s n có Vi t nam đ đo
và x lý s li u đ m b o chính xác và tin c y, s n sàng áp d ng đ c trong đi u
ki n th c t t i Vi t Nam.
- Ti n hành nghiên c u th c nghi m đ đánh giá nh h ng c a các thông s
công ngh và hình h c trong quá trình t o hình b ng ph ng pháp s d ng ngu n
ch t l ng cao áp.
- Phân tích, t ng h p, đánh giá k t qu th c nghi m, đ i ch ng v i c s lý
thuy t và bi n lu n.
4. ụ ngh a khoa h c vƠ Ủ ngh a th c ti n
 Ý ngh a khoa h c
- H th ng hoá (trên c s t ng h p và phân tích) các c s lý thuy t, nguyên
lý h th ng thi t b , nghiên c u ph ng pháp và qui trình mô ph ng s , ph ng pháp
thi t k , xây d ng h th ng th c nghi m làm c s cho vi c phát tri n công ngh .
- Xác đ nh đ c các quy lu t tác đ ng c a các thông s công ngh (l c ch n, áp
su t lòng c i) và thông s hình h c c a d ng c (bán kính l n mi ng c i) đ n quá
trình t o hình th y t nh c p phôi t m hàn và không hàn góp ph n xây d ng các c s
khoa h c, t đó cho phép n m b t và t ng b c làm ch công ngh này, c ng nh
làm ti n đ đ ti n t i t i u hoá các thông s công ngh các nghiên c u ti p sau.
- Các k t qu nghiên c u đóng góp c s khoa h c cho các h ng nghiên c u
chuyên sâu ti p theo và có th dùng làm tài li u tham kh o trong đào t o chuyên
ngành t o hình bi n d ng.

2


 Ý ngh a th c ti n
- Xây d ng thành công h th ng th c nghi m phù h p v i đi u ki n trang thi t

b , c s v t ch t trong n c. i u đó có ý ngh a quan tr ng trong vi c phát tri n h
th ng thi t b ph c v nghiên c u và s n xu t Vi t Nam.
- K t qu nghiên c u có th tri n khai trong công nghi p ôtô, s n xu t hàng tiêu
dùng, d ng c y t , qu c phòng, … ph c v ch đ ng s n xu t trong n c m t cách
hi u qu v i n ng su t và ch t l ng nâng cao.
- Các k t qu nghiên c u v công ngh t o hình chi ti t t c p phôi t m hàn,
phôi t m không hàn b ng công ngh s d ng ch t l ng cao áp, giúp các nhà k thu t
có c s trong vi c phát tri n h th ng thi t b , l a ch n nhanh b thông s công ngh
h p lý áp d ng vào vi c thi t k s n ph m và khuôn m u đáp ng đ c các yêu c u
k thu t và đ m b o tính công ngh .
5. Các đóng góp m i c a lu n án
- Mô hình hoá đ c m i quan h gi a chi u sâu t ng đ i HB, HC và m c đ
bi n m ng c a s n ph m t o hình v i các thông s công ngh trong hai tr ng h p
DTT c p phôi t m hàn và phôi t m không hàn. T đó có th l a ch n đ c thông s
công ngh đ u vào phù h p trong quá trình DTT chi ti t, c ng nh làm ti n đ đ t i
u hoá các thông s công ngh v sau.
- Phân tích, xác đ nh và n m đ c b n ch t nh h ng c a các thông s công
ngh chính (áp su t, l c ch n) đ n chi u sâu t ng đ i, m c đ bi n m ng s n ph m,
bán kính lòng trong chi ti t Ri.
- Phân tích, xác đ nh và n m đ c b n ch t nh h ng thông s hình h c c a
d ng c - khuôn (c th là c a bán kính góc l n mi ng c i rcBi) đ n quá trình t o
hình s n ph m ( nh h ng rcBi đ n áp su t t o hình pth, áp su t hi u ch nh phc, m c
đ bi n m ng )
- Phát tri n đ c h th ng th c nghi m phù h p v i đi u kiên nghiên c u trong
n c, làm c s áp d ng cho s n xu t công nghi p Vi t Nam.
6. B c c c a lu n án
Lu n án th hi n đ y đ các m c theo quy đ nh chung. Sau m đ u, lu n án
g m có các ph n chính sau đây:
Ch ng 1. T ng quan v công ngh d p t o hình th y l c
Ch ng 2. C s lý thuy t và h th ng thi t b trong d p t o hình th y t nh

Ch ng 3. Mô ph ng s quá trình d p t o hình th y t nh
Ch ng 4. Xây d ng h th ng th c nghi m
Ch ng 5. Th c nghi m và đánh giá k t qu
K t lu n chung c a lu n án và ki n ngh v nh ng nghiên c u ti p theo
Danh m c tài li u tham kh o.
Danh m c các công trình đư công b c a lu n án.
Ph l c lu n án.

3


CH

NG 1. T NG QUAN V CÔNG NGH D P T O HÌNH
TH Y L C

1.1. Nh ng nét chung v công ngh d p t o hình th y l c
1.1.1. L ch s phát tri n
D p t o hình th y l c (DTHTL) là m t quá trình t o hình v t li u mà s d ng
ch t l ng áp su t cao (d u, n c) tác d ng tr c ti p vào b m t phôi, làm bi n d ng
d o phôi đ t o hình chi ti t.
L ch s c a vi c s d ng ch t l ng đ t o hình v t li u đư có t h n 100 n m
tr c đây. σh ng ng d ng ban đ u c a công ngh này là đ t o hình các chi ti t c a
n i h i và m t s chi ti t trong các nh c c , d ng c leo núi [24, 30, 35]. Tuy v y,
nh ng v n đ c b n c a d p t o hình th y l c ch đ c công b sau nh ng n m
1940. Trong nh ng n m 1950, m t s công ngh s n xu t thay th DTHTL đư đ c
nghiên c u ng d ng nh : d p n , d p t o hình b ng cao su đ làm t ng kh n ng
bi n d ng c a nhôm và các v t li u nh khác [24, 32]. Sáng ch đ u tiên v ng d ng
c a công ngh DTHTL là c a Milton Garvin thu c Công ty Schaible – Cincinati –
Ohio đ s n xu t vòi nhà b p vào nh ng n m 1950. n nh ng n m 1990, vi c s n

xu t các chi ti t ng d n ch T (T-fittings) s d ng công ngh DTHTL đư đ c ng
d ng r t ph bi n. T sau n m 1990, tr c nh ng yêu c u đ t ra trong các ngành
công nghi p, đ c bi t là công nghi p s n xu t các ph ng ti n v n chuy n v vi c
gi m kh i l ng s n ph m, nâng cao c tính, d p t o hình nh ng v t li t khó bi n
d ng và cùng v i đó là s phát tri n c a h th ng đi u khi n, đo l ng, các công c
mô ph ng s , h th ng các thi t b th y l c.... công ngh DTHTL đư b t đ u phát
tri n m nh tr l i [17, 19, 23, 24, 29, 31]. C th trong công nghi p ôtô, m t s chi
ti t đ c d p b ng công ngh truy n th ng đư đ c s n xu t thay th b ng công ngh
DTHTL trong các nhà máy B c M (Vari-Form, General Motors, Hydrodynamic
Technologies...) [24]. Cùng th i gian này t i c, vi c nghiên c u v công ngh , thi t
b và ng d ng công ngh DTHTL c ng đ c th c hi n t i các công ty nh Schuler,
SPS (Siempelkamp Pressen Systeme), Anton Bauer, Hydrap.. và trong m t s tr ng
đ i h c: i h c Stuttgart, đ i h c Dortmund...[30, 41, 42, 46, 47, 50, 55, 59, 61].
σgoài ra, σga c ng là m t trong nh ng n c đi đ u trong vi c nghiên c u và ng
d ng công ngh DTHTL, trong đó nghiên c u ch y u đ c th c hi n t i tr ng i
h c T ng h p Qu c gia Tula, i h c Bách khoa Leningrat và t i các nhà máy s n
xu t. Các k t qu nghiên c u đ c trình bày trong các giáo trình c a Nga: D p b ng
cao su và ch t l ng tác gi E.I Isachenkop – NXB Ch t o máy Moscow n m 1967,
Gia công bi n d ng d o kim lo i b ng th y l c K. N. Bogayavlenxki, A. G. Ryabinhin
– NXB Ch t o máy Leningrat n m 1988 [2, 9, 11, 13]. Các giáo trình này đ c p đ n
nguyên lý, c s tính toán trong công ngh DTHTL.
σgày nay, c và M là m t trong nh ng qu c gia đi đ u trong vi c nghiên c u
ng d ng công ngh này trong công nghi p, các k t qu nghiên c u và ng d ng t
nh ng qu c gia này đư đ c công b trên các t p chí, h i ngh qu c t trên th gi i.
T i châu Á, các n c nh σh t B n, Hàn Qu c, Trung Qu c c ng d n đ u trong vi c
đ u t nghiên c u, tri n khai ng d ng DTHTL vào quá trình s n xu t [24, 30, 35,
44, 49, 51, 57, 59, 60, 62, 63]. i u này đư cho th y, đây là m t công ngh s n xu t
đang r t đ c quan tâm và có xu h ng phát tri n m nh m h n n a trong t ng lai.

4

1.1.2. u nh c đi m chung c a công ngh DTHTL
So v i công ngh d p t o hình truy n th ng (gia công áp l c), d p t o hình th y
l c có nh ng u đi m sau [1, 2, 6-9, 11-16, 24, 27, 28, 30, 35]:
- T ng c ng kh n ng bi n d ng c a v t li u
- C tính t t h n do áp l c th y t nh tác d ng đ u lên toàn b b m t phôi t o
ra ng su t d đ ng đ u, và quá trình bi n d ng d o t do trong quá trình t o hình
th y t nh c ng làm t ng c tính cho s n ph m.
- Gi m chi phí ch t o khuôn: Vi c ch s d ng chày (D p th y c - DTC) ho c
c i (D p th y t nh - DTT) s làm gi m chi phí và th i gian ch t o khuôn.
- Ch t l ng b m t t t h n: Do ch chày (DTC) ho c c i (DTT) tác d ng vào
m t b m t phôi, b m t còn l i ti p xúc v i ch t l ng nên ch t l ng b m t s t t
h n so v i ph ng pháp truy n th ng, ngoài ra vi c ch ch t o chày ho c c i s cho
phép các k s t do h n trong thi t k b m t c a s n ph m (nh panel c a ôtô).
- Ít nguyên công t o hình h n: Kh n ng t o hình các chi ti t có hình d ng ph c
t p s làm gi m các nguyên công t o hình so v i ph ng pháp truy n th ng, do đó s
gi m chi phí ch t o khuôn và giá thành s n ph m.
- Có th t o hình đ c các lo i v t li u khó bi n d ng: Các v t li u nh h p kim
nhôm, magiê, thép c ng đ cao... s d ng các chi ti t đ c ch t o t công ngh này
s gi m đ c kh i l ng s n ph m, đi u này có ý ngh a đ c bi t trong công nghi p
ch t o các ph ng ti n v n chuy n (ô tô, hàng không, tàu cao t c...) vì gi m kh i
l ng s gi m đ c m c tiêu th nhiên li u và chi phí s n xu t.
- Kinh t h n khi s n xu t v i n ng su t v a, phù h p v i xu h ng s n xu t
các s n ph m có chu k thay đ i ng n, s thay đ i m u mã nhanh (ôtô, thi t b nhà
t m...)
- σâng cao đ chính xác: S d ng công ngh này có th gi m đ c bi n d ng
đàn h i và vi c ch s d ng chày ho c c i s gi m đ c sai s do gia công d ng c ,
đ t đ c đ chính xác kích th c và hình h c cao h n.
σh c đi m:

- Chu trình d p s n ph m s t n th i gian h n.
- òi hòi l c d p l n (D p th y c ) và l c ch n l n (D p th y t nh) do ph i
ch ng l i áp su t th y t nh c a ch t l ng tác d ng vào phôi.
- Chi phí đ u t l n cho các thi t b trong h th ng: Thi t b t ng áp, thi t b
đi u khi n đo l ng, máy ép th y l c...
1.1.3. Kh n ng ng d ng c a công ngh
Ngày nay, công ngh d p t o hình th y l c đư và đang đ c ng d ng nhi u
trong công nghi p ôtô, hình 1.1 là t ng h p nh ng ng d ng c a công ngh này đ
s n xu t các chi ti t trong xe ôtô:

Hình 1.1.

ng d ng c a công ngh DTảTL trong công nghi p ôtô [30]

5


Ngoài ra, công ngh d p t o hình s d ng ch t l ng áp su t cao còn đ c ng
d ng trong công nghi p qu c phòng, hàng không v tr , nh ch t o các panels, m t
s chi ti t thân trên c a máy bay...; trong công nghi p s n xu t đ gia d ng: v , đ ng
ng, tay n m c a...; trong công nghi p s n xu t các lo i đ ng ng ch u áp l c... [15,
24, 30, 31, 35]
1.2. Các công ngh trong d p t o hình th y l c
Trong công ngh d p t o hình th y l c, tùy theo tính ch t, tác d ng c a d ng c
gây bi n d ng (chày-c i) mà ng i ta phân lo i ra thành: D p t o hình th y c - DTC,
d p t o hình th y t nh - DTT (Chày là ch t l ng cao áp):

ảình 1.2. D p t o hình th y l c

1.2.1. D p t o hình th y c

S d ng chuy n đ ng c a chày kim lo i tác d ng vào b m t phôi, nén ch t l ng
trong c i đ t o hình chi ti t (chày c ng – c i ch t l ng). Hình 1.3 là s đ nguyên lý
d p th y c và d p truy n th ng:

Hình 1.3. Sô đ d p truy n th ng và d p th y c

c đi m c a d p t o hình th y c :
V c b n, ph ng pháp này hoàn toàn gi ng v i ph ng pháp d p vu t thông
th ng, ch khác là có thêm đ i áp pi trong lòng khuôn.
có đ i áp, ch t l ng đ c
b m đ y vào lòng khuôn tr c khi đ u tr t mang theo chày đi xu ng, khi chày đi
xu ng ch t l ng s b nén l i và t o ra đ i áp; ho c tùy theo d ng chi ti t mà đ i áp
có th đ c t o ra tr c khi chày đi xu ng b ng cách s d ng b m t ng áp, b m tr c
ti p ch t l ng có áp su t vào lòng c i, giá tr áp su t s đ c đi u khi n b i van gi m
áp sao cho phù h p (hình 1.4).

ảình 1.́. D p th y c có đi u khi n áp su t c i [15]

6


i áp s làm t ng ma sát gi a phôi và chày (tránh đ c hi n t ng m t n
đ nh), gi m ma sát gi a phôi và c i (ch t l ng đây có tác d ng bôi tr n), làm thay
đ i tr ng thái ng su t-bi n d ng, thay đ i l c t o hình [15, 16, 25, 26, 30, 35].
So sánh d p th y c v i ph ng pháp d p t o hình truy n th ng (hình 1.3) [6,
11, 12, 15, 25, 35]:
+ u đi m:
- Nâng cao kh n ng bi n d ng c a v t li u nên gi m đ c s l n d p, h s d p
vu t c a DTC có th lên đ n =3.2 [15, 16, 25], do đó có th gi m đ c s l ng
nguyên công t o hình (hình 1.5). Ví d d p chi ti t d ng côn trong hình 1.6, b ng

ph ng pháp d p th y c s nguyên công t o hình đư gi m t 6 xu ng ch 1 l n d p
so v i công ngh d p truy n th ng.

Hình 1.5. ả s d p vu t trong DTC c a m t s d ng chi ti t khác nhau [16]

Hình 1.6. So sánh s l n d p gi a d p th y c và d p vu t truy n th ng [27]

- Ch c n ch t o chính xác chày b i c i s d ng ch t l ng.
- T o ra bi n d ng đ ng đ u trên toàn b chi ti t, gi m hi n t ng bi n m ng
c c b do đó nâng cao đ c đ chính xác c a chi ti t d p.
- Gi m mòn chày c i, ti t ki m chi phí ph c h i khuôn.
- Thu n l i trong vi c d p t o hình các chi ti t l n, hình d ng ph c t p.
+ Nh c đi m:
- Chi phí l n cho ch t l ng công tác.
- L c d p đòi h i cao h n ph ng pháp truy n th ng b i vì có l c đ i áp trong
lòng c i. Trong hình 1.7 l c đ u tr t FSt là t ng c a l c t o hình FU và l c đ i áp
FRe.

Hình 1.7.

th m i quan h L c và Chi u sâu d p trong DTC [33]

7


- Chi phí đ u t trang thi t b th y l c t n kém h n so v i ph ng pháp truy n
th ng.
Hình 1.8 là h th ng thi t b (bao g m khuôn d p) đ d p th y c chi ti t mui
xe ôtô:

Hình 1.8. D p th y c trên máy Ứp th y l c tác đ ng kỨp [18, 30]

1.2.2. Công ngh d p t o hình th y t nh
Công ngh d p t o hình th y t nh: Là công ngh s d ng ngu n ch t l ng công
tác có áp su t cao (d u, n c) có ch c n ng nh chày d p t o hình, tác d ng tr c ti p
vào b m t phôi t m ho c phôi ng làm bi n d ng d o phôi theo biên d ng c a lòng
c i đ t o hình chi ti t (chày ch t l ng – c i c ng).
C n c vào d ng phôi d p ban đ u đ phân lo i các ph ng pháp d p trong công
ngh d p t o hình th y t nh, d p b ng ch t l ng cao áp s d ng v i 2 d ng phôi: phôi
ng, phôi t m.

Hình 1.9. S đ phân lo i công ngh d p t o hình th y t nh

1.2.2.1 D p th y t nh phôi t m đ n.
D p t o hình th y t nh phôi t m đ n so v i d p vu t thông th ng (chày c ng
– c i c ng) ch c n biên d ng c a c i còn ch t l ng đóng vai trò là chày, ch t l ng
cao áp s tác d ng vào b m t phôi, t o hình các biên d ng ngóc ngách ph c t p mà
công ngh d p t o hình truy n th ng khó có th th c hi n đ c.
Nguyên lý quá trình DTT phôi t m đ n đ c th hi n trên hình 1.10:

a) S đ nguyên lý;
b) S đ quá trình d p
Hình 1.10. S đ quá trình t o hình th y t nh phôi t m [21]

8