Nghiên cứu tối ưu thông số công nghệ dập thủy cơ chi tiết dạng côn – Luận án TS. Lê Trọng Tấn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ LÊ TRỌNG TẤN NGHIÊN CỨU TỐI ƢU CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ KHI TẠO HÌNH CHI TIẾT DẠNG CÔN BẰNG PHƢƠNG PHÁP DẬP THỦY CƠ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – NĂM 2019 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ LÊ TRỌNG TẤN NGHIÊN CỨU TỐI ƢU CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ KHI TẠO HÌNH CHI TIẾT DẠNG CÔN BẰNG PHƢƠNG PHÁP DẬP THỦY CƠ Ngành: Kỹ thuật cơ khí Mã số : 9 52 01 03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS Phạm Văn Nghệ 2. TS Đào Văn Lƣu HÀ NỘI – NĂM 2019 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả LÊ TRỌNG TẤN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Học viện Kỹ thuật quân sự đã cho phép tôi có thể thực hiện Luận án tại Học viện Kỹ thuật quân sự.

Tôi xin cảm ơn Phòng Chính trị, Phòng Sau đại học, Khoa Cơ khí và Bộ môn Gia công áp lực, Học viện Kỹ thuật quân sự đã luôn tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình làm Luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ hƣớng dẫn – PGS.TS Phạm Văn Nghệ, Đại học Bách khoa Hà Nội và TS Đào Văn Lƣu, Học viện Kỹ thuật quân sự, đã tận tình hƣớng dẫn tôi về chuyên môn để tôi có thể thực hiện và hoàn thành Luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, các đồng nghiệp thuộc Bộ môn Gia công áp lực, Học viện Kỹ thuật quân sự và Bộ môn Gia công áp lực, Đại học Bách khoa Hà Nội, đặc biệt là các thầy giáo PGS. TS Đinh Văn Phong, PGS.

TS Nguyễn Trƣờng An, TS Lại Đăng Giang, TS Trần Đức Hoàn đã luôn động viên và góp ý chuyên môn sâu sắc cho tôi trong suốt quá trình làm Luận án. Tôi xin cảm ơn Trung tâm Đo lƣờng, Viện Công nghệ, Tổng cục Công nghiệp quốc phòng đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình thử nghiệm Luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy phản biện, các thầy trong hội đồng chấm luận án đã đọc và cho những ý kiến quý báu để tôi có thể hoàn chỉnh Luận án và định hƣớng nghiên cứu trong tƣơng lai. Tôi xin đƣợc trân trọng cảm ơn ngƣời vợ yêu quý Bùi Thị Diễm Hƣơng đã ủng hộ, động viên và quán xuyến gia đình và cảm ơn hai con trai Lê Chí Bình, Lê Chí Đức đã luôn chăm ngoan để tôi yên tâm học tập; cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên khuyến khích tôi trong suốt thời gian tôi tham gia nghiên cứu và thực hiện công trình này.

Xin trân trọng cảm ơn! Nghiên cứu sinh LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU. vi DANH MỤC BẢNG BIỂU. vii DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ.

viii MỞ ĐẦU. Mục tiêu nghiên cứu của luận án. Đối tƣợng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu.

Phƣơng pháp nghiên cứu. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn. Các đóng góp mới của luận án. Bố cục của luận án.

TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ DẬP THỦY CƠ. Những vấn đề chung về dập thủy cơ. Ƣu, nhƣợc điểm và ứng dụng. Quá trình phát triển của công nghệ dập thủy cơ.

Tình hình nghiên cứu công nghệ dập thủy cơ. Nghiên cứu trên thế giới. Nghiên cứu trong nƣớc. Xác định vấn đề nghiên cứu.

Kết luận chƣơng 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT DẬP THỦY CƠ CHI TIẾT DẠNG CÔN. Đặc điểm chi tiết dạng côn. 32 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Trạng thái ứng suất – biến dạng khi dập thủy cơ chi tiết dạng côn. Đặc điểm biến dạng khi dập thủy cơ chi tiết dạng côn. Trạng thái ứng suất – biến dạng khi dập thủy cơ. Xác định các thông số lực và năng lƣợng trong dập thủy cơ.

Áp suất chất lỏng. Áp suất chất lỏng tạo hình. Kết luận chƣơng 2. MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH DẬP THỦY CƠ.

Nghiên cứu quá trình dập thủy cơ bằng phần mềm eta/DynaForm. Chi tiết và vật liệu mô phỏng. Xây dựng mô hình bài toán mô phỏng. Các kết quả nghiên cứu bằng mô phỏng số.

Xác định khoảng làm việc của áp lực chặn và áp suất chất lỏng. Nghiên cứu ảnh hƣởng của áp lực chặn qc và chiều dày tƣơng đối của phôi s* đến sự phân bố chiều dày thành sản phẩm. Nghiên cứu ảnh hƣởng của tỷ số áp suất lỏng Kq đến khả năng biến dạng của vật liệu. Kết luận chƣơng 3.

THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu. Mục tiêu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.

Thực nghiệm tạo hình. Mô hình thực nghiệm. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm. Vật liệu thực nghiệm .72 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Xây dựng bài toán thực nghiệm. Kết quả thực nghiệm. Phân tích kết quả và bàn luận. Ảnh hƣởng của các yếu tố đến mức độ biến mỏng.

Ảnh hƣởng của các yếu tố đến chiều cao tƣơng đối của sản phẩm. Tối ƣu hóa các thông số khảo sát với mục tiêu khảo sát. Kết luận chƣơng 4. 100 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI.

102 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ. 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 117 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TT Ký hiệu Diễn giải Đơn vị 1 Ứng suất hƣớng kính MPa 2 Ứng suất theo hƣớng tiếp tuyến MPa 3 Ứng suất hƣớng trục MPa 4 Giới hạn chảy MPa 5 Giới hạn bền MPa 6 qc Áp lực chặn MPa 7 pbđ Áp suất chất lỏng ban đầu MPa 8 pth Áp suất chất lỏng tạo hình MPa 9 Kq Tỷ số áp suất chất lỏng 10 s* Chiều dày tƣơng đối % 11 h* Chiều cao tƣơng đối 12 ε Mức độ biến mỏng % 13 so Chiều dày ban đầu của phôi mm 14 D Đƣờng kính ban đầu của phôi mm 15 d Đƣờng kính đáy nhỏ của côn mm 16 h Chiều cao côn mm 17 α Góc côn Độ 18 x1 Biến mã hóa của tỷ số áp suất chất lỏng Kq 19 x2 Biến mã hóa của áp lực chặn qc 20 x3 Biến mã hóa của chiều dày tƣơng đối s* 21 Yi Hàm mã hóa của mức độ biến mỏng ε % 22 Zi Hàm mã hóa của chiều cao tƣơng đối h* LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2. 1 Áp suất chất lỏng ban đầu khi dập thủy cơ.

Áp lực chặn khi dập thủy cơ chi tiết dạng côn. Mức độ biến mỏng chiều dày thành (%) khi s* = 0,6%. Mức độ biến mỏng chiều dày thành (%) khi s* = 0,8%. Mức độ biến mỏng chiều dày thành (%) khi s* = 1,0%.

Mức độ biến mỏng lớn nhất (%) khi dập đồng Cu99. Mức độ biến mỏng lớn nhất (%) khi dập thép C08s. Mức độ biến mỏng lớn nhất (%) khi dập 08Cr18Ni10. Các thông số kỹ thuật cơ bản của máy ép thuỷ lực YH – 32.

Thành phần hóa học và cơ tính của Cu99. Thành phần hóa học và cơ tính của thép C08s. Thành phần hóa học và cơ tính của 08Cr18Ni10. Các mức trong thí nghiệm cơ bản và khoảng biến thiên.

Bảng ma trận thực nghiệm. Kết quả thực nghiệm. 80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com viii DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1. Sơ đồ nguyên lý của quá trình dập vuốt thủy cơ.

Dập thủy cơ từ phôi phẳng (a) và phôi rỗng (b). Dập thủy cơ từ phôi phẳng (a) và phôi rỗng (b). Phân loại dập thủy cơ theo đặc điểm nguyên công. Phân loại dập thủy cơ theo đặc điểm điều chỉnh áp lực.

Hệ số dập thủy cơ của một số dạng chi tiết khác nhau. Dập thủy lực. Dập thủy cơ có bôi trơn thủy động. Dập vuốt có đẩy vành.

Dập vuốt có vành chặn nhám. Dập vuốt có gờ chặn và zoăng bịt kín. Trạng thái ứng suất – biến dạng. Các giai đoạn biến dạng của phôi.

Đƣờng cong áp lực tối ƣu khi dập vuốt thủy cơ chi tiết côn. Sự thay đổi chiều dày vật liệu khi thay đổi chiều cao phồng. Mô hình sử dụng áp suất ban đầu khi dập thủy cơ. Ảnh hƣởng của lực chặn khi dập thủy cơ.

Ảnh hƣởng của chiều dày phôi đến sự thay đổi chiều dày thành. Dập có gân vuốt nông. Ảnh hƣởng của gân vuốt nông đến mức độ biến dạng. Dập thủy cơ có nung nóng cục bộ.

Nghiên cứu tạo hình chi tiết trụ bậc, chi tiết có đáy lõm. Mô phỏng tối ƣu dập thủy cơ chi tiết dạng chỏm cầu. Ảnh hƣởng của chiều dày phôi đến mức độ biến mỏng. 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ix Hình 2.

Sơ đồ dập vuốt chi tiết côn theo phƣơng pháp truyền thống. Các phƣơng pháp dập chi tiết côn cao. Đặc điểm biến dạng phôi khi dập thủy cơ. Sơ đồ trạng thái ứng suất biến dạng của phôi khi dập thủy cơ.

Ba vùng phân tích chi tiết dạng côn. Sơ đồ trạng thái ứng suất tại ổ biến dạng trên vành. Sơ đồ trạng thái ứng suất phôi ở ổ biến dạng đối với chi tiết hình côn trong dập vuốt thủy cơ. Chi tiết nghiên cứu.

Mô hình mô phỏng. Đƣờng cong thử kéo Cu99. Đƣờng cong thử kéo C08s. Đƣờng cong thử kéo 08Cr18Ni10.

Ảnh hƣởng của áp lực chặn đến quá trình biến dạng khi s* = 0,6%. Sơ đồ điều khiển áp lực trong quá trình tạo hình. Sự phân bố chiều dày sản phẩm khi dập đồng với s* = 0,6%. Vị trí đo mức độ biến mỏng chiều dày thành sản phẩm.

Đồ thị sự phân bố chiều dày thành sản phẩm theo đƣờng sinh khi s * = 0,6%. Đồ thị sự phân bố chiều dày thành sản phẩm theo đƣờng sinh khi s * = 0,8%. Đồ thị sự phân bố chiều dày thành sản phẩm theo đƣờng sinh khi s * = 1,0%. Ảnh hƣởng của áp lực chặn đến mức độ biến mỏng khi dập Cu99.