CHƯƠNG I PAGE 1 LỜI NÓI ĐẦU Gia công áp lực là một phương pháp cơ bản của gia công kim loại bằng áp lực,trong đó sự tạo hình được thực hiện nhờ sự tác động của các kết cấu khuôn gây nên biến dạng dẻo[.]
1 LỜI NĨI ĐẦU Gia cơng áp lực phương pháp gia công kim loại áp lực,trong tạo hình thực nhờ tác động kết cấu khuôn gây nên biến dạng dẻo kim loại.Gia công áp lực cho phép tạo chi tiết có chất lượng suất cao,nú thiếu ngành kinh tế quốc dân Được giảng dạy hướng dẫn tận tình thầy môn “Gia công áp lực” chúng em nắm phần kiến thức “Công nghệ dập tấm” “Công nghệ rốn-dập khối”.Đú hành trang giúp chúng em lập nghiệp sau trường Đồ án tốt nghiệp phần thực hành bắt buộc học viên chuyên ngành “Gia công áp lực” với mục đích nhằm giúp học viên củng cố, hệ thống hóa vận dụng kiến thức học lớp, từ nghiên cứu sâu thiết bị công nghệ gia công áp lực.Sau em xin trình bày đồ án “Đồ án tốt nghiệp” với đề tài: “Nghiên cứu công nghệ thiết bị rèn hướng kính để tạo phơi ống” thầy Nguyễn Trường An trực tiếp hướng dẫn Trong trình thực đồ ỏn,em nhận bảo hướng dẫn tận tình thầy giáo hương dẫn thầy môn “Gia công áp lực” Em xin chân thành cảm ơn.! Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Thắng CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GIA CƠNG ÁP LỰC 1.Cơng nghệ Gia Cơng Áp Lực Việt Nam 1.1.1.Vai trò phát triển GCAL Cơng nghệ gia cơng áp lực có từ lâu đời đến vài kỷ phát triển nhờ phát triển lý thuyết biến dạng dẻo lý thuyết gia công áp lực Lý thuyết biến dạng dẻo gia công áp lực kim loại dựa sở học vật lý, đại số tuyến tính ngày có cách mạng biến dạng tạo hình Các thành tựu lớn học vật rắn biến dạng, toán học mô tạo cho công nghệ gia công áp lực sức mạnh Phương pháp công nghệ gia công kim loại áp lực, hay công nghệ biến dạng tạo hình phương pháp cơng nghệ vừa công nghệ chuẩn bị - tạo phôi cho công nghệ khí, vừa cơng nghệ tạo hình sản phẩm cuối Khơng cho phép tạo hình dáng, kích thước sản phẩm mà cịn cho sản phẩm kim loại chất lượng cao tính chất – lý – hóa, tiết kiệm nguyên vật liệu cho suất lao động cao từ hạ giá thành sản phẩm Gia công áp lực dạng công nghệ lúc biến đổi hình dáng kích thước tổ chức kim lọa, nờn chỳng ứng dụng yêu cầu chất lượng sản phẩm cao Trong điều kiện biến dạng xà xử lý nhiệt định, tổ chức kim loại không thay đổi: phá bỏ tổ chức đúc, tạo tổ chức thớ, làm nhỏ hạt tinh thể, tạo tờctua, phá vỡ làm phân tán hạt tạp chất…nhờ làm tăng tính bền, độ dai va đập, khả chụi mỏi, chụi va đập, tăng tuổi thọ sản phẩm Sản phẩm công nghệ gia công áp lực đa dạng, gia công nhiều loại vật liệu, tạo trạng thái siêu dẻo, gia công với biến dạng lớn gia công vật liệu khó biến dạng Cơng nghệ gia cơng kim loại áp lực thước đo trình độ phát triển công nghiệp quốc gia Các công nghệ gia công áp lực kinh điển cán – kéo – ép – rèn – dập chiếm 80% tổng sản lượng dản phẩm kim loại hợp kim, tiếp tục hồn thiện cơng nghệ, bảo đảm suất chất lượng sản phẩm Ngành gia cơng áp lực cịn mở số hướng nghiên cứu công nghệ để phục vụ nhu cầu sử dụng ngày lớn người [1] 1.1.2 Hiện trạng công nghệ gia công áp lực Việt Nam Công nghệ gia công áp lực ngành chế tạo khí loại cơng nghệ quan trọng, cho phép ta tạo phụi cỏc chi tiết với lượng dư gia cơng ít, tiết kiệm kim loại, lượng chi phí lao động đồng thời cải thiện thớ cấu trúc kim loại từ nâng cao độ bền chi tiết so với phụi đỳc Công nghệ gia công áp lực bao gồm: Rèn, dập thể tích, dập tấm, ép chẩy, ép thủy tĩnh trạng thái nguội trạng thái núng, ộp chẩy thủy động, cán chu kỳ ( cỏn kộo bình thường công nghệ thuộc ngành luyện kim) Qua khảo sát nhiều doanh nghiệp khí chế tạo, thấy nước sử dụng công nghệ rèn tự máy búa để tạo phụi cỏc chi tiết có khối lượng nhỏ( 100kg) Một số doanh nghiệp khí có số lượng sản phẩm loại tương đối lớn bắt đầu dùng công nghệ dập khuôn ( Nhà máy Disoco có dây chuyền rốn phụi trục khuỷu cho xe Honda) Một số doanh nghiệp thuộc quân đội doanh nghiệp sản xuất ngành kim khí có sử dụng cơng nghệ dập dập sâu Một số doanh nghiệp chuyờn ộp cỏc sản phẩm từ hợp kim nhôm đồng cú dựng cơng nghệ ép chẩy trạng thái nóng Chưa có sở áp dụng công nghệ ép chảy thủy tĩnh thủy động để tạo phơi chi tiết, chưa có doanh nghiệp sử dụng cơng nghệ cán chu kì để tạo phôi sơ cho khõu rốn dập Các thiết bị cho rèn tự sử dụng Việt Nam đa số tuyệt đối cỏc bỳa có sức đập từ 50 -750kg Một số ớt cỏc cơng ty khí lớn có trang bị mỏy bỳa từ đến Đặc biệt Công ty Disoco có trang bị mỏy bỳa 10 Bên cạnh cỏc bỳa xưởng rèn nhiều doanh nghiệp trang bị cỏc mỏy dập ma sát máy dập trục khuỷu có lực dập từ 100 – 600 Cá biệt số Công ty khí có trang bị máy dập trục khuỷu có lực dập đến 1600 Với thiết bị rèn dập nhỏ bé , xưởng rèn lại không trang bị tay máy thiết bị nâng vận chuyển thích hợp khơng thể rèn chi tiết có khối lượng đến 200kg ( với mỏy bỳa 10 rèn chi tiết có khối lượng lớn song khơng có tay mỏy nờn khơng thể thao tác được). Ở số doanh nghiệp nhập máy ép thủy lực nằm ngang với lực ép tối đa đến 1650 ( ép chi tiết khung nhôm, ống hợp kim nhôm v.v…Số lượng máy ép ngang có lực ép lớn có khoảng 10 thiết bị nước Bên cạnh máy ép thủy lực nằm ngang, số doanh nghiệp nhập máy ép thủy lực đứng với lực ép từ 20 tấn, 40 tấn, 100 tấn, 1000 Các thiết bị ép đứng sử dụng đa dạng: để nắn thẳng, để tạo hình biến dạng trạng thái nguội , để ép vật liệu bột nhằm tạo hình chi tiết lĩnh vực luyện kim bột v.v… Đội ngũ cán khoa học công nghệ ngành gia công áp lực kỹ sư kỹ sư đào tạo ngồi nước Số lớn họ có kiến thức kinh nghiệm song nhiều tuổi, kỹ sư trẻ chuyên ngành gia công áp lực Tóm lại, cơng nghệ gia cơng áp lực doanh nghiệp khí nước ta cũn quỏ yếu công nghệ , thiết bị đội ngũ cán Các doanh nghiệp trang bị cỏc bỳa nhỏ, đa số thường 450 kg, doanh nghiệp khí trang bị búa đến 750 kg Số lượng doanh nghiệp trang bị búa lớn từ – 10 vào khoảng 10 doanh nghiệp ( tiêu biểu Công ty Disoco, khí chế tạo máy mỏ TKV, Cơng ty xe lửa Hà Nội, Z111 Quân đội v.v…) Những doanh nghiệp trang bị cỏc bỳa lớn lại khơng có thiết bị nâng vận chuyển , tay máy nên khơng thể rèn chi tiết có khối lượng lớn Rất doanh nghiệp áp dụng cơng nghệ rốn khuụn, dập thể tích Một số doanh nghiệp trang bị số máy thủy lực có lực ép lớn từ 1000 - 1650 song dùng vào mục đích hẹp, khơng khai thác hết lực thiết bị ( nhiều máy hoạt động 30% công suất thời gian) Các công nghệ tiên tiến gia công áp lực chưa áp dụng Hàng chục năm công nghệ thiết bị gia công áp lực chưa đổi tăng 1.1.3.Xu hướng phát triển công nghệ gia công áp lực - Khác với công nghệ đúc công nghệ hàn, đổi công nghệ gia công áp lực đòi hỏi phải đầu tư thiết bị tương ứng Các thiết bị gia công áp lực thường đắt, đổi cơng nghệ gia công áp lực phải đầu tư lớn - Cụng nghệ rèn tự cho suất thấp, chát lượng sản phẩm hình dáng hình học khơng cao, song phù hợp với sản xuất đơn loại nhỏ, phù hợp với đặc thù doanh nghiệp khí chế tạo nước ta, mặt khác đầu tư khơng lớn Vì nên trang bị đầy đủ đồng cho công nghệ rèn tự để rèn chi tiết lớn - Nên đầu tư xưởng rèn lớn với mỏy bỳa đến 30 tấn, 20 tấn, 10 tấn, tấn, 1,5 tấn, tấn, 750kg, 450kg với số lượng phù hợp để đảm bảo rốn cỏc chi tiết lớn cho nước Nên đầu tư số mỏy rốn ộp thủy lực lớn đến 5000 trang bị đồng cỏc lũ buồng cần thiết để nung phôi với khối lượng đến 10 Cỏc lũ dùng nhiên liệu lỏng rắn Việc đưa phôi vào lị lấy phơi phải khí hóa Trong xưởng rèn việc cặp phôi điều khiển rèn phải trang bị cần cẩu quay tay máy - Các phân xưởng rèn doanh nghiệp khí lớn Disoco, Cơ khí Trung tâm Cẩm Phả, Xe lúa Gia Lâm, Cơng ty khí Hà Nội HAMECO cần đầu tư cải tạo lò nung, thiết bị nâng, tay máy để phát huy khả rèn có Đặc biệt ý khâu giới hóa rèn tự - Đẩy mạnh việc áp dụng cơng nghệ dập thể tích khuụn kớn để chế tạo chi tiết có sản lượng lớn phôi bánh ô tô, phôi van hút xả xe máy ô tô, phôi trục chữ thập v.v… Cơng nghệ dập thể tích khuụn kớn loại công nghệ cho suất cao, phù hợp với loại hình sản xuỏt lớn Tuy phải đầu tư lớn song số lượng sản phẩm lớn khả thu hồi vốn nhanh ( kinh nghiệm DISOCO) - Hiện Việt Nam có nhiều liên doanh chế tạo tô, xe máy, ta quan hệ tốt với đối tác liên doanh đề nghị họ cho phép ta chế tạo vài loại chi tiết nêu trên, tự thiết kế nhờ họ tư vấn để nhập thiết bị dập phù hợp Sản lượng chi tiết đáp ứng cho thị trường rộng lớn họ không giới hạn thị trường Việt Nam.( lúc đầu họ giám sát quỏ trớnh sản xuất) - Bước đầu áp dụng công nghệ ép chẩy thủy động trạng thái nóng ấm để chế tạo bánh ô tô, xe máy với m≤ đường kính De≤100mm( phụi cú độ bóng bề mặt ∆ 5, sau cần phay tinh mài Tiếp sau áp dụng rộng rãi cơng nghệ cho sản phẩm thích hợp Sản lượng lớn hiệu cao ( từ 100.000 sản phẩm trở lên) hình thành số dây chuyền đồng từ chuẩn bị phơi, lị nung phụi, mỏy dập khoảng 400 – 600 tấn( trục khuỷu) Cỏc khõu chuẩn bị môi trường truyền lực ( ộp bỏnh graphit) v.v… - Áp dụng công nghệ ép thủy tĩnh trạng thái nóng nguội để tạo ống kim loại lớp hai lớp phục vụ cho nhiều mục tiêu khác kinh tế sở mở rộng việc sử dụng máy ép ngang 1000 -1600 có Việt Nam ( sử dụng hết 30%) - Áp dụng công nghệ cỏn dỏt mỏng để tạo phôi vành lớn chất lượng cao - Để thực mục tiêu cần phải đẩy mạnh khâu đào tạo cán khoa học công nghệ cho ngành công nghệ gia công áp lực 1.2 Thiết bị công nghệ gia công áp lực 1.2.1 Thiết bị gia công áp lực Trong công nghệ gia công áp lực máy móc thiết bị ngày phát triển đại để tạo sản phẩm chất lượng tốt, đa dạng sản phẩm phục vụ tốt yêu cầu ngày lớn người tiêu dùng cho phát triển đất nước Đặc biệt thiết bị chủ yếu công nghệ gia công áp lực như: - Máy cán - Mỏy búa - Mỏy búa nước khơng khí nén - Máy ép trục khuỷu - Máy ép thủy lực ……………… Hình 1.1: Một số thiết bị gia công áp lực 1.2.2 Công nghệ gia công áp lực Trong lĩnh vực Gia cơng áp lực, hai cơng nghệ dập khối dập ngày chiếm vai trò quan trọng sản xuất công nghiệp thuộc ngành khí, luyện kim, xây dựng, điện dân dụng, hóa chất, nhiệt lạnh hay đồ gia cụng, chỳng cú ưu điểm bật mà phương pháp gia công kim loại khác khơng có tiết kiệm nguyên vật liệu, suất cao, cải thiện tính vật liệu tạo chi tiết có hình dạng, kích thước xác theo mong muốn - Cơng nghệ dập khối: Là loại hình cơng nghệ gia cơng kim loại áp lực, nhờ tính dẻo kim loại làm biến dạng phôi điền đầy kim loại vào lịng khn làm cho kim loại chảy qua lỗ thoát chày(hoặc cối) để tạo chi tiết có hình dáng kích thước theo u cầu - Cơng nghệ dập tấm: Là loại hình cơng nghệ gia công kim loại áp lực, tác dụng ngoại lực làm biến dạng dẻo kim loại khn để tạo chi tiết có kích thước hình dáng u cầu Trong Cơng nghệ gia cơng áp lực cũn cú phương pháp dập tạo hình đặc biệt như: dập thủy lực, dập cao tốc, dập đẳng nhiệt…để tạo sản phẩm có hình dáng phức tạp, phù hợp với yêu cầu người sử dụng Ngồi phương pháp tạo hình đặc biệt cơng nghệ gia cơng áp lực phương pháp rèn áp lực làm biến dạng, cải tạo thớ kim loại mà cơng nghệ khác khó làm 1.2.3 Các dạng sản phẩm gia công áp lực Các dạng sản phẩm gia công áp lực thường sử dụng rộng rãi đời sống sinh hoạt hàng ngày dạng công nghệ dập nồi, chảo, bồn rửa bát, nồi cơm điện… Hình 1.2: Các sản phẩm cơng nghệ dập Và dạng sản phẩm công nghệ dập khối thường sử dụng ngành khí, thủy điện, xây dựng… như: bánh răng, trục khuỷu, thộp xõy dựng… Hình 1.3: Các dạng sản phẩm công nghệ dập khối Trong sản phẩm sử dụng từ công nghệ dập dập khối cịn có nhiều dạng sản phẩm khác sản phẩm ống sử dụng nhiều nước, đặc biệt Việt Nam sản phẩm ống trọng đầu tư phát triển nhiều 1.3 Công nghệ sản xuất ống Các chi tiết dạng phôi ống dùng phổ biến ngành khí, dầu khí, thủy lợi, xây dựng …, bề mặt cần gia cơng bề mặt trịn xoay Cú cỏc loại thép ống khác : + Ống không hàn: - Trong gia công áp lực ống không hàn chế tạo từ phương pháp cỏn, đỳc rèn từ thỏi phơi ban đầu có đường kính chiều dài tùy theo chi tiết cần chế tạo - Ống không hàn thường có chiều dày lớn tùy thuộc vào yêu cầu sản phẩm Nó thường sử dụng ngành khí, thủy điện, xây dựng …như: ống chụi áp lực, ống dùng kết cấu cơng trình, đường ống dẫn dầu khớ, … 10 Hình 1.1: Thép ống không hàn + Ống hàn: - Phôi nguyên liệu chủ yếu sử dụng thép thộp lỏ Căn vào công nghệ hàn mà chia thành ống hàn lò, ống hàn điện hàn tự động Căn vào hình thức hàn chia làm loại ống hàn ống hàn thẳng ống hàn xoắn, vào hình dáng đầu hàn chia làm hàn trịn hàn dị hình( vuụng , vỏt…) - Được chế tạo phương pháp dập, cuốn, uốn,… sau hàn giáp nối với Loại làm từ phơi có chiều dày chiều dài tùy theo kích thước u cầu Hình 1.2: Thép ống hàn 1.3.1 Điều kiện chế tạo chi tiết dạng ống - Kớch thước đường kính lỗ yêu cầu cấp độ xác cao - Độ xác hình học độ đồng tâm, van sản phẩm - Độ nhỏm cỏc bề mặt nằm giới hạn yêu cầu - Đảm bảo dung sai trờn cỏc bề mặt chi tiết không vượt giới hạn cho phép ... - Để thực mục tiêu cần phải đẩy mạnh khâu đào tạo cán khoa học công nghệ cho ngành công nghệ gia công áp lực 1.2 Thiết bị công nghệ gia công áp lực 1.2.1 Thiết bị gia công áp lực Trong cơng nghệ. .. Các công nghệ tiên tiến gia công áp lực chưa áp dụng Hàng chục năm công nghệ thiết bị gia công áp lực chưa đổi tăng 1.1.3.Xu hướng phát triển công nghệ gia công áp lực - Khác với công nghệ đúc công. .. tạo cho công nghệ gia công áp lực sức mạnh Phương pháp công nghệ gia công kim loại áp lực, hay cơng nghệ biến dạng tạo hình phương pháp công nghệ vừa công nghệ chuẩn bị - tạo phơi cho cơng nghệ