Nghiên cứu cải tiến quy trình sản xuất chi tiết vỏ liều

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu cải tiến quy trình sản xuất chi tiết vỏ liều NGUYỄN QUANG HUY Huy.NQ211065M@sis.hust.edu.vn Ngành: Kỹ thuật khí Giảng viên hướng dẫn: TS Trương Đức Phức Trường: Cơ Khí HÀ NỘI, 4/2023 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Quang Huy Đề tài luận văn: Nghiên cứu cải tiến quy trình sản xuất chi tiết vỏ liều Chuyên ngành: Kỹ thuật khí - Chế tạo máy Mã số SV: 20211065M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 28/4/2023 với nội dung sau: - Chỉnh sửa số lỗi tả, lỗi chế hình, bảng, tài liệu tham khảo, độ dài chương Gộp chương tổng quan thành chương Bổ sung trích dẫn tài liệu tham khảo Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2023 Tác giả luận văn TS Trương Đức Phức Nguyễn Quang Huy CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Trương Hoành Sơn LỜI CAM ĐOAN Tôi là: Nguyễn Quang Huy Sinh ngày: 12 tháng 02 năm 1989 Lớp: Kỹ thuật Cơ khí Khóa: 2021A Mã học viên: 20211065M Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin cam đoan luận văn với đề tài “Nghiên cứu cải tiến Quy trình sản xuất chi tiết vỏ liều” tự thực hướng dẫn khoa học TS Trương Đức Phức Các số liệu kết hồn tồn trung thực Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm điều khơng thật TÁC GIẢ LUẬN VĂN (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Quang Huy ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Giảng viên hướng dẫn: TS Trương Đức Phức Nhóm chun mơn: Cơng nghệ chế tạo máy, Khoa Cơ khí chế tạo máy, Trường Cơ khí, Đại Học Bách Khoa Hà Nội Nội dung Chuyên ngành: Kỹ thuật khí - Chế tạo máy Đề tài luận văn: Nghiên cứu cải tiến quy trình sản xuất chi tiết vỏ liều GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS Trương Đức Phức LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường khí/Đại học bách khoa Hà Nội cho phép thực Luận văn Trường Tôi xin cảm ơn Nhóm chun mơn Cơng nghệ chế tạo máy/Khoa khí chế tạo máy ln tạo điều kiện thuận lợi suốt q trình tơi làm Luận văn Tôi xin cảm ơn sâu sắc tới Giáo viên hướng dẫn - TS Trương Đức Phức người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn từ hình thành ý tưởng lúc hồn thành Tơi xin cảm ơn tới Nhà máy Z113/Tổng cục Cơng nghiệp quốc phịng tạo điều kiện giúp đỡ cho phép sử dụng máy móc, thiết bị phục vụ sản xuất để đánh giá kết thực nghiệm Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy cô phản biện, Thầy cô hội đồng chấm Luận văn bớt chút thời gian đọc góp ý kiến quý báu để tơi hồn chỉnh Luận văn Cuối tơi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè, lãnh đạo quan, đồng nghiệp người động viên khuyến khích tơi suốt thời gian thực Luận văn TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Xuất phát từ nhu cầu sản xuất vỏ liều 7,62u39mm (K56) cầu nghiên cứu cải tiến quy trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm rút ngắn nguyên công, sử dụng nguyên vật liệu giá rẻ sẵn có thị trường nước, đảm bảo tăng suất giảm giá thành nội dung luận văn tập trung: Nghiên cứu tổng quan vỏ liều công nghệ dập vuốt để chế tạo chi tiết vỏ liều công nghệ Gia công áp lực sở lý thuyết công nghệ dập Nghiên cứu thay đổi rút ngắn nguyên công đáp ứng sản xuất hàng loạt dây chuyền có Nhà máy giảm tỷ lệ hỏng chặng, tăng suất sản phẩm Đã nghiên cứu thay đổi chày dập chặng công nghệ dập vuốt phù hợp tính tốn cơng nghệ cho nguyên công dập Giảm tỷ lệ hỏng sản phẩm nguyên công dập giảm tiêu hao dụng cụ, thời gian gia công, chế tạo dụng cụ bớt nguyên công dập lõm Cụ thể qua q trình thay đổi cơng nghệ chặng dập giảm tỷ lệ hỏng 6% sản phẩm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật HỌC VIÊN Nguyễn Quang Huy Mục lục Trang PHẦN MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết đề tài Lịch sử nghiên cứu Mục tiêu nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Phương pháp nghiên cứu Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VỎ LIỀU VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO VỎ LIỀU 1.1 Giới thiệu tổng quan vỏ liều 1.1.1 Kết cấu yêu cầu viên đạn 1.1.2 Giới thiệu số loại vỏ liều 1.1.3 Cấu tạo vỏ liều 1.1.4 Phân loại vỏ liều 1.1.5 Vật liệu chế tạo vỏ liều 11 1.2 Một số phương pháp công nghệ ứng dụng chế tạo vỏ liều 14 1.2.1 Công nghệ dập vuốt 14 1.2.2 Cơng nghệ tóp 29 1.2.3 Công nghệ dập cắt 30 1.2.4 Phương pháp gia công tiện 31 1.2.5 Các phương pháp nhiệt luyện 32 1.2.6 Phương pháp xử lý bề mặt 35 1.2.7 Công nghệ mạ 38 1.2.8 Công nghệ thấm 40 1.2.9 Lắp giáp bảo quản 41 1.3 Kết luận chương 42 Chương 2: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO VỎ LIỀU 43 2.1 Cơ sở tính toán thiết kế vỏ liều 7,62x39mm (K56) 43 2.1.1 Phân tích kết cấu vỏ liều 43 2.1.2 Tính tốn phơi vỏ liều 45 2.1.3 Tính tốn bước cơng nghệ gia cơng vỏ liều 46 2.1.4 Tính tốn cơng nghệ xử lý nhiệt, bề mặt 48 2.2 Quy trình cơng nghệ chế tạo vỏ liều 51 2.2.1 Nguyên công Cắt- Dập bát 51 2.2.2 Nguyên công ủ phôi bát 52 2.2.3 Nguyên công dập vuốt lần 52 2.2.4 Nguyên công ủ phôi vuốt 53 2.2.5 Nguyên công Dập vuốt 54 2.2.6 Nguyên công ủ sau dập vuốt 54 2.2.7 Nguyên công xén chiều dài lần 55 2.2.8 Nguyên công Dập vuốt 55 2.2.9 Nguyên công xén chiều dài lần 56 2.2.10 Nguyên công dập lõm đáy 57 2.2.11 Nguyên công dập đáy 57 2.2.12 Nguyên công đột lỗ 58 2.2.13 Nguyên công nướng miệng 59 2.2.14 Ngun cơng tóp miệng 59 2.2.15 Nguyên công tiện rãnh-xén miệng 60 2.2.16 Nguyên công chuốt đường kính 61 2.2.17 Nguyên công kiểm tra 61 2.3 Đánh giá ưu nhược điểm số ngun cơng 62 2.4 Kết luận chương 63 Chương 3: ĐỀ XUẤT CẢI TIẾN VÀ ĐÁNH GIÁ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO VỎ LIỀU 7,62u u39mm (K56) SAU CẢI TIẾN .64 3.1 Đề xuất cải tiến quy trình cơng nghệ chế tạo vỏ liều 66 3.1.1 Nguyên công dập vuốt 68 3.1.2 Nguyên công dập 69 3.2 Mơ q trình biến dạng vỏ liều sau cải tiến 72 3.2.1 Giới thiệu phần mềm mô deform 72 3.2.2 Bài tốn mơ q trình dập (dập ổ hạt lửa) từ vật liệu Bimetal73 3.2.3 Thiết lập tốn mơ 73 3.2.4 Thiết lập mơ hình hình học 74 3.2.5 Chia lưới 75 3.2.6 Thiết lập điều kiện chuyển động, tiếp xúc điều kiện biên 77 3.2.7 Xây dựng liệu sở chạy mô số 78 3.3 Khai thác kết mô chặng dập vỏ liều 78 3.3.1 Đối với nguyên công dập vuốt 78 3.3.2 Đối với nguyên công dập dập 80 3.4 Kết luận chương 86 KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN VĂN 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu tạo viên đạn cỡ 7,62 mm sử dụng súng trường M14 Hình 1.2 Thuốc phóng cháy viên đạn Hình 1.3 Sản phẩm viên đạn cắt bổ thực tế Hình 1.4 Vỏ liều dùng cho súng ngắn Hình 1.5 Vỏ liều dùng cho súng trường Hình 1.6 Viên đạn có kiểu vỏ liều hình chai gờ Hình 1.7 Viên đạn có kiểu vỏ liều có dạng hình trai gờ lồi Hình 1.8 Viên đạn có vỏ liều dạng trụ gờ Hình 1.9 Các phần vỏ liều Hình 1.10 Kết cấu phần đáy vỏ liều Hình 1.11 Kết cấu vỏ liều thường dùng Hình 1.12 Vị trí vỏ liều định vị nịng súng 10 Hình 1.13 Các phương pháp định vị buồng đạn 11 Hình 1.14 Một số sản phẩm (a - c) cấu trúc tế vi (d) 12 vật liệu Bimetal Đồng - Thép 12 Hình 1.15 Băng vật liệu thép Bimetal F18 nhà máy sử dụng 13 Hình 1.16 Một số sản phẩm gia công phương pháp dập vuốt 14 Hình 1.17 Sản phẩm qua nhiều chặng dập vuốt 15 Hình 1.18 Hình ảnh phơi ống vỏ liều qua lần dập vuốt 15 Hình 1.19 Quá trình chịu kéo nén vật liệu trình dập vuốt 16 Hình 1.20 Mức độ biến dạng vật liệu dập vuốt có biến mỏng thành 16 Hình 1.21 Biến dạng vật liệu di chuyển theo hướng kính 17 Hình 1.22 Trạng thái ứng suất vùng khác sản phẩm dập vuốt 17 Hình 1.23 Trạng thái kéo nén phân tố vật liệu sản phẩm dập vuốt 17 Hình 1.24 Cách tính hệ số dập vuốt 18 Hình 1.25 Các bước dập vuốt liên tục có biến mỏng thành 20 Hình 1.26 Sản phẩm qua cơng nghệ tóp miệng 29 Hình 1.27 Sơ đồ tóp miệng hình trụ 30 Hình 1.28 Một số biên dạng sản phẩm tóp miệng 30 Hình 1.29 Các phương pháp cắt phôi dập 31 Hình 1.30 Sơ đồ nguyên lý sơn tĩnh điện 35 Hình 1.31 Sơ đồ kỹ thuật mạ điện kim loại 38 Hình 1.32 Viên đạn trước sau lắp giáp 41 Hình 1.33 Bao gói chống ẩm (a) sơ đồ xếp vào hòm (b) 42 Hình 2.1 Hình vẽ kết cấu vỏ liều 7,62x39mm (K56) 44 Hình 2.2 Hình vẽ băng vật liệu kích thước cắt phôi ban đầu 45 Hình 2.3 Hình ảnh lị ủ Pastong sản phẩm chuẩn bị ủ 48 Hình 2.4 Giản đồ nhiệt độ ủ sau cắt dập bát 49 Hình 2.5 Giản đồ nhiệt độ ủ sau Dập vuốt 49 Hình 2.6 Giản đồ nhiệt độ ủ sau dập Vuốt 50 Hình 2.7 Hình vẽ kết câu khn dập hình ảnh sản phẩm 51 nguyên công cắt dập bát 51 Hình 2.8 Hình vẽ lị ủ sơ đồ ủ phôi dập bát 52 Hình 2.9 Hình ảnh máy dập đứng vuốt sản phẩm 53 Hình 2.10 Hình vẽ lị ủ sơ đồ ủ phôi dập vuốt 53 Hình 2.11 Hình vẽ nguyên lý trình dập sản phẩm dập vuốt 54 Hình 2.12 Sơ đồ ủ phôi dập vuốt 55 Hình 2.13 Hình máy xén tự động có cấu cấp phơi sản phẩm 55 Hình 2.14 Hình vẽ nguyên lý trình dập sản phẩm Dập vuốt 56 Hình 2.15 Hình ảnh sản phẩm ngun cơng xén chiều dài 56 Hình 2.16 Hình vẽ sơ đồ nguyên lý dập thiết bị 57 Hình 2.17 Kết cấu dụng cụ nguyên công dập 57 Hình 2.18 Hình vẽ nguyên công dập đáy máy dập 58 Hình 2.19 Hình vẽ sản phẩm máy đột lỗ bón phơi tự động 59 Hình 2.20 Hình vẽ sản phẩm máy nướng miệng 59 Hình 2.21 Hình vẽ ngun lý tóp miệng sản phẩm 60 Hình 2.22 Hình vẽ hình ảnh máy Tiện rãnh- Xén miệng 60 Hình 2.23 Hình vẽ nguyên lý chuốt sản phẩm chuốt đường kính 61 Hình 2.24 Hình vẽ ngun cơng kiểm tra 62 Hình 2.25 Hình vẽ sản phẩm dập lõm (a) sản phẩm dập (b) 62 Hình 3.1 Hình ảnh mơt số dạng hỏng sản phẩm 64 Hình 3.2 Hình ảnh dụng cụ bị mịn, phình gẫy dập 65 Hình 3.3 Sơ đồ tóm tắt trước (a) sau (b) thay đổi ngun cơng 66 Hình 3.4 Hình vẽ phần đáy vỏ liều 66 Hình 3.5 Dựng hình so sánh hình dáng đầu chày qua lần dập 67 Hình 3.6 Thay đổi biên dạng hình dáng đầu chày cải tiến 67 Hình 3.7 Hình vẽ chày dập vuốt trước (a) sau thay đổi (b) 68 Hình 3.8 Sản phẩm nguyên công dập vuốt trước (a) sau thay đổi (b) 69 Hình 3.9 Hình vẽ sản phẩm dập vuốt thực tế 69 Hình 3.10 Hình vẽ cối dập trước sau thay đổi vật liệu 70 Hình 3.11 Hình vẽ chày dập thay vật liệu SKD11 71 Bảng 3.3 Bảng thành phần hóa học thép SKD11 Y10 Thành phần hóa học % TT Nguyên tố Thép SKD 11 Thép Y10 Cacbon (C) 1,45y1,65 0,95y1,09 Silic (Si) 0,15y0,35 0,17y0,33 Mangan (Mn) 0,15y0,40 0,17y0,33 Phophot (P) d 0,03 d 0,03 Lưu huỳnh (S) d 0,03 d 0,028 Crom (Cr) 111y2,5 d0,20 Molipden (Mo) 0,4y0,6 - Vanadi (V) 0,15y0,30 - Đồng (Cu) - d 0,025 10 Niken (Ni) - d 0,025 Đặc tính vật liệu SKD11 có ưu điểm: + Độ bền, độ cứng cao, chống va đập tốt, chống ăn mòn tốt + Có khả chịu nhiệt độ cao, độ dẻo dai tốt + Độ cứng sau nhiệt luyện cao gần 60HRC + Độ thấm tuyệt vời, ứng xuất thấp + Độ dẻo tốt, khả chống biến dạng hoàn hảo + Hiệu suất tuổi thọ sản phẩm chế tạo cao Hình 3.10 Hình vẽ cối dập trước sau thay đổi vật liệu 70 Hình 3.11 Hình vẽ chày dập thay vật liệu SKD11 - Đối với sản phẩm dập sau thay dụng cụ: Sản phẩm sau dập đạt yêu cầu kỹ thuật, không bị nứt vỡ, đứt, rách, phần ổ sau biến dạng đạt kích thước bề mặt sản phẩm khơng bị bong tróc Phần ổ biến dạng Chiều cao đe Hình 3.12 Hình vẽ sản phẩm dập thực tế 71 Chiều dày vách ngăn 3.2 Mơ q trình biến dạng vỏ liều sau cải tiến 3.2.1 Giới thiệu phần mềm mô deform Deform phần mềm mô q trình gia cơng Vật liệu dựa phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) tiếng hãng Scientific Forming, Mỹ Deform có gói phổ biến Deform 3D, Deform 2D Deform HT (ngoài cịn có F2 F3) Hai phiên đầu dùng mơ q trình gia cơng vật liệu, chủ yếu gia công áp lực (cán, kéo, dập, ép,…) có khả mơ q trình gia cơng cắt,… Gói HT chun dùng để mơ q trình nhiệt luyện hồn thiện thêm Deform cho phép nhập dạng thức hình học vật thể dạng file *.STL, loại đuôi tạo chương trình Solidworks Mơ hình hình học Deform tạo Solidworks, Inventor hay chuyển đổi từ AutoCad sang Định vị phần tử mơ hình Deform thực trực tiếp cửa sổ thao tác chương trình thông qua phần mềm trung gian tên Hypermesh hãng Altair Giao diện Deform dễ sử dụng, chức phong phú (quan sát mặt cắt bất kỳ, ứng suất, biến dạng, phá hủy, quan sát q trình biến dạng qua bước,…), có khả mơ sát với thực tế Chính Deform trở thành phần mềm mô dùng rộng rãi ngành kỹ thuật tạo hình vật liệu Bằng việc sử dụng Deform mơ q trình sản xuất máy tính, công cụ tiên tiến cho phép người thiết kế kĩ sư: - Không cần mặt nhà xưởng để kiểm nghiệm, dễ dàng thiết kế lại khuôn chế tạo - Cải thiện việc thiết kế dụng cụ khuôn mẫu nhằm hạ giá thành sản phẩm, tiết kiệm vật liệu - Dự đốn giải thích nguyên nhân sai hỏng sản phẩm - Rút ngắn thời gian tung sản phẩm trường Không giống công dụng mã FEM, Deform biến đổi cho mơ hình biến dạng Giao diện với đồ hoạ quen thuộc, thân thiện với người sử dụng để dễ dàng chuẩn bị liệu phân tích người kĩ sư tập trung cho việc tạo hình khơng q sâu vào hệ thống tính tốn Một yếu tố quan trọng hệ thống hoàn toàn tự động, tự biến đổi tối ưu việc chia lại lưới cho toán biến dạng lớn Deform 2D phần nhỏ Deform cho phép người dùng mơ tốn đối xứng trục, biến dạng phẳng, ứng suất phẳng xoắn cách nhanh chóng với kết đảm bảo đủ xác mà khơng tốn nhiều tài ngun máy tính 72 3.2.2 Bài tốn mơ q trình dập (dập ổ hạt lửa) từ vật liệu Bimetal Hình 3.13 Các bước giải tốn mơ số Deform Các bước để giải tốn mơ số phần mềm Deform 2D thể hình 3.13 Tiến hành thực bước sau: 3.2.3 Thiết lập tốn mơ Để thiết lập tốn mơ phỏng, cửa sổ giao diện DEFORM 2D, ngang bấm vào biểu tượng Simulation controls, hình xuất cửa sổ Hình 3.14 - Ở Tab Main, phần Units ta chọn SI dùng để thiết lập đơn vị đo lường sử dụng tốn mơ theo hệ SI Phần Geometry chọn Axisymmetric toán đối xứng trục Ở phần Mode bỏ chọn mục Heat Transfer toán dập nguội, khơng có trao đổi nhiệt Các phần khác giữ nguyên theo mặc định phần mềm 73 Hình 3.14 Cửa sổ Simulation Controls Ở tab Step, phần Number of Simulation Steps, điền giá trị 100 để đặt số bước mơ tính tốn 100 Phần Step Increment to Save đặt 10, nghĩa sau 10 bước tính tốn phần mềm tự động lưu lại kết để theo dõi, nghiên cứu bước trung gian Ở phần Solution Step Definition, chọn vào mục With Die Displacement, chọn Constant điền giá trị 0,0239 Như vậy, bước Chày dập dịch chuyển khoảng cách không đổi 0,0239 mm, tương ứng với hành trình chày dập sau 100 bước 2,39 mm Sau thực nội dung trên, bấm vào OK để xác nhận thiết lập đóng cửa sổ Simulation Controls 3.2.4 Thiết lập mơ hình hình học Mơ số tốn dập thể tích với sơ đồ bố trí khn trình bày hình 3.15 với thông số công nghệ đầu vào sau: - Sử dụng chất bôi trơn để hệ số ma sát μ chày lớn phôi 0,12 hệ số ma sát phôi vuốt cối 0,12; - Hành trình làm việc có ích chày lớn dập 3,07 mm Bản vẽ chi tiết vị trí thiết lập ban đầu tốn mơ số trình bày hình 3.15 Hình 3.15 Các chi tiết khn dập 74 Để thiết lập mơ hình hình học, trước hết cửa sổ DEFORM SIMULATION, bấm vào biểu tượng Insert object lần để xuất thêm Top Die Bottom Die Sau đó, bấm vào biểu tượng Geometry, chọn Import Geometry để đưa mơ hình hình học phơi, chày lớn cối dập vào tốn Sau nhập mơ hình hình học, bấm vào biểu tượng Object positioning ngang để dịch chuyển vị trí mơ hình vị trí ban đầu trước tiến hành mơ (hình 3.16 ) Hình 3.16 Vị trí phơi ban đầu trước tiến hành mô 3.2.5 Chia lưới Chia lưới bước quan trọng, ảnh hưởng lớn đến độ xác tốc độ giải tốn mơ số máy tính Nếu số lượng lưới lớn, nhiều loại độ xác cao thời gian giải tốn mơ số lại lâu ngược lại Trong trường hợp tốn này, khơng đánh giá đến độ bền, độ mịn chày cối nên xem cối, bạc ôm chi tiết cứng tuyệt đối, không bị biến dạng q trình mơ khơng cần phải chia lưới Hình 3.17 Chia lưới phần tử 75 Để chia lưới cho phôi, bấm chọn vào Workpiece cửa sổ DEFORM SIMULATION, sau bấm vào biểu tượng Mesh Đối với package DEFORM 2D, mặc định kiểu lưới chia dạng hình vng nút Điền số 2500 vào ô trống để thiết lập số lượng phần tử 2500, sau bấm vào Generate Mesh để tạo lưới Phần mềm báo lại tổng số lượng Node (2898) phần tử lưới (2537) tạo thành (Hình 3.17) Thiết lập vật liệu phôi Một ưu điểm bật Deform so với phần mềm mơ số khác Deform có thư viện vật liệu tương đối đầy đủ đa dạng, từ nhôm, đồng, thép, đến ti tan, siêu hợp kim…, từ vật liệu biến dạng nguội đến vật liệu biến dạng nóng, với tiêu chuẩn khác AISI, JIS, ISO, DIN, GOST… thuận tiện cho việc mơ Ngồi ra, phần mềm cho phép can thiệp để xây dựng mơ hình vật liệu khơng có sẵn thư viện Trong trường hợp mơ hình tốn nghiên cứu, vật liệu Bimetal khơng có sẵn thư viện vật liệu Deform nên ta phải xây dựng mơ hình vật liệu Để có mơ hình vật liệu mới, thực bước sau: - Do phần lõi vật liệu Bimetal F18 Thép C10 nên ta xây dựng thuộc tính vật liệu Bimetal F18 từ thép AISI 1010 (tương đương thép C10) Đầu tiên, bấm vào biểu tượng Material ngang, chọn Load from Lib., cột Category chọn Steel, cột Application chọn Cold forming, bỏ chọn mục lại Lúc này, khung Material label xuất mác vật liệu AISI-1010.COLD[70F(20C)], chọn mác vật liệu bấm Load để load vật liệu vào danh sách vật liệu - Ở cửa sổ Material, bấm New để thêm loại vật liệu Chọn Copy prop để copy thuộc tính vật liệu 1010 sang vật liệu Trong cửa sổ Copy material properties, phần Soure chọn thép 1010, phần Destination chọn New material, sau tích vào tất mục bên bấm OK để đóng cửa sổ - Lúc hình quay cửa sổ Material, bấm chọn vào New Material, tab Elastic, dòng Young’s modulus điền giá trị 51000 Ở tab Plastic, dòng Flow stress chọn , bấm vào biểu tượng hình bút để thay đổi giá trị c = 511, n = 0.256, m = 0, y = 0, bấm OK để xác nhận thiết lập thay đổi 76 Hình 3.18 Thư viện vật liệu Deform - Như vậy, thiết lập xong thuộc tính vật liệu mới, bấm vào Save in lib để lưu vật liệu vào thư viện, dòng Material Label điền “Bimetal F18” để đặt tên vật liệu, bấm OK để lưu - Để xác lập vật liệu phôi, tab General, bấm vào biểu tượng open (Import Material from DB or Keyword files), dòng File Name, browse đường dẫn đến vị trí thư mục Material DEFORM, chọn vào file vừa lưu bấm Open Ỉ Load để xác lập Lúc cửa sổ DEFORM SIMULATION xác nhận vật liệu phôi Bimetal F18 3.2.6 Thiết lập điều kiện chuyển động, tiếp xúc điều kiện biên - Để thiết lập chuyển động cối, trước hết bấm vào Top Die, chọn tab Movement, phần Type chọn Speed (chuyển động), phần Direction chọn -Y (hướng xuống dưới), phần Define chọn Constant (tốc độ không đổi), phần Constant value điền giá trị 10 (vận tốc 20 mm/s) - Để thiết lập điều kiện tiếp xúc, ngang bấm vào biểu tượng Interobject, bấm vào Edit để thay đổi hệ số ma sát cối, chày với phơi, bấm vào biểu tượng hình búa để thiết lập dung sai tiếp xúc, bấm Generate all để xác lập điều kiện tiếp xúc, sau bấm OK để xác nhận xác lập - Để thiết lập điều kiện biên, chọn Workpiece (phơi), sau bấm vào tab Bndr Cnd chọn điều kiện biên có liên quan để thiết lập Đối với toán tại, toán đối xứng trục nên phải fix chuyển động phần tử lưới theo hướng vng góc với trục đối xứng 77 3.2.7 Xây dựng liệu sở chạy mô số Để xây dựng liệu sở, bấm vào biểu tượng Database generation, khung cửa sổ Bấm vào tab Check để phần mềm kiểm tra, có lỗi cảnh báo phần mềm tự cảnh báo để người dùng chỉnh sửa, phần mềm báo Database can be generated có nghĩa xây dựng liệu Bấm vào tab Generate Ỉ Close để xây dựng liệu sở Sau xây dựng liệu sở, thoát cửa sổ Deform-2D Pre, giao diện Deform, chọn vào file liệu xây dựng, sau bấm vào tab Run để chạy chương trình mơ phỏng, máy tính khoảng thời gian để mơ trình thiết lập Bấm vào Deform-2D Post để khai thác kết mơ Hình 3.19 Xây dựng liệu sở 3.3 Khai thác kết mô chặng dập vỏ liều 3.3.1 Đối với nguyên công dập vuốt Nguyên công vuốt thay đổi R đầu chày R3,0 thành R2,0 để phù hợp với tính tốn cơng nghệ qua mơ ta thấy, mức độ biến dạng phá hủy đảm bảo sản phẩm không bị đứt rách, nứt vỡ 78 Chày dập Phơi vuốt Cối vuốt Hình 3.20 Sản phẩm vuốt nguyên lý trình dập a, Phân bố nguy phá hủy (Damage) b Phân bố biến dạng (Strain- effective) Hình 3.21 Phân bố trạng thái phá hủy biến dạng vỏ liều Dựa hình vẽ 3.21 ta thấy: - Nguy phá hủy vật liệu chủ yếu tập trung vào phần thành sản phẩm, phần gây nứt, rách lớn - Vùng biến dạng lớn sản phẩm trải từ phần thân phần miệng Vì chiều dày thành phần nhỏ lên biến dạng lớn 79 Hình 3.22 Phân bố dịng chảy vật liệu vuốt Dòng chảy vật liệu sản phẩm vuốt phân bố chảy dọc theo thành sản phẩm hướng xuống phần đáy chảy tập trung nhiều phần bán kính sản phẩm 3.3.2 Đối với nguyên công dập dập Nguyên công dập qua mô ta thấy, mức độ biến dạng phá hủy đảm bảo sản phẩm khơng bị đứt rách, nứt vỡ Hình 3.23 Ngun lý trình dập 80 Hình 3.24 Phân bố biến dạng vật liệu sản phẩm dập Hình 3.25 Phân bố ứng suất sản phẩm dập 81 Phần ứng suất tập trung nhiều vị trí thành ổ hạt lửa xung quanh R thành sản phẩm Hình 3.26 Phân bố dịng chảy vật liệu sản phẩm dập Như hình 3.26 khu vực đáy dập vùng biến dạng chính, chịu tác động lực ép chảy theo 02 chiều thuận - nghịch, dòng chảy vật liệu phân bố phần đáy vùng đe hạt lửa phần chảy ngược lên phần thành Biến dạng không xuất dạng hỏng khuyết tật phôi Qua mô nguyên công dập vuốt 3, nguyên công dập thực nghiệm chế thử 500 sản phẩm ta thấy sản phẩm sau dập vuốt sản phẩm dập đạt yêu cầu theo thiết kế, đảm bảo không nhăn, rách, bong tróc lớp vật liệu đồng, giảm tỷ lệ hỏng sản phẩm chặng dập qua kiểm tra số lượng 50 sản phẩm dập thực tế có kết cụ thể sau: Hình 3.27 Sản phẩm dập vuốt qua thực nghiệm 82 Bảng 3.4 Bảng kiểm tra sản phẩm vuốt Sản phẩm vuốt kiểm 50 sản phẩm/500 sản phẩm Các mục kiểm Điều kiện Điều kiện kiểm Kết Chênh lệch chiều dày thành cách đáy 8mm d 0,10 mm Gá kiểm đồng hồ so Đạt yêu cầu (0,03y0,08) Bề mặt không nứt, Bề mặt vỡ, xước, nhăn bong ngồi sản phẩm tróc lớp đồng Mắt thường Đạt u cầu Đường kính ngồi sản phẩm ()11,08y)11,13) mm; Dưỡng kiểm Đạt yêu cầu (48y56)mm Dưỡng kiểm Đạt yêu cầu Chiều dài Bảng 3.5 Bảng kiểm tra sản phẩm dập Kết kiểm tra ngẫu nhiên 50 sản phẩm/ 500 sản phẩm dập TT Đường kính ổ ( ) 5,44 +0,04 )mm 3P=5,446; HE = 5,465 Chiều dày vách ngăn (1,1 -0,4 ) Chiều sâu ổ (3,02+0,08 ) Chiều cao đe (1,46+0,08 ) Đạt dưỡng - 0,8 0,8 0,9 1,0 3,01 3,08 3,09 3,10 1,47 1,48 1,50 1,54 Không đạt (không lọt 3P) 1,05 3,10 1,50 10 11 12 13 14 15 16 Đạt dưỡng - 1,02 0,95 0,86 0,78 0,85 0,68 0,88 0,95 0,92 0,96 0,82 3,09 3,08 3,05 3,01 3,03 3,06 3,08 3,05 3,09 3,10 3,10 1,52 1,52 1,48 1,50 1,48 1,48 1,50 1,54 1,50 1,48 1,50 83 Chất lượng bề mặt Bề mặt không rạn nứt, xước, đồng lớp khơng bị bong tróc Hình dáng đe lửa trịn đều, khơng thiếu khuyết 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 Max Min TB Đạt dưỡng Đạt dưỡng Đạt dưỡng 0,88 0,95 0,85 0,68 0,88 0,86 0,78 0,85 0,65 0,78 0,85 0,68 0,78 0,85 0,68 0,86 0,78 0,85 0,85 0,68 0,88 0,86 0,78 0,85 0,85 0,85 0,68 0,88 0,85 0,78 0,95 0,88 0,95 0,88 1,05 0,65 0,84 3,10 3,09 3,08 3,05 3,03 3,06 3,09 3,14 3,10 3,05 3,01 3,03 3,03 3,06 3,10 3,09 3,08 3,09 3,09 3,10 3,06 3,10 3,09 3,10 3,05 3,03 3,08 3,05 3,03 3,06 3,09 3,08 3,05 3,09 3,14 3,01 3,07 84 1,54 1,50 1,54 1,50 1,54 1,47 1,48 1,50 1,48 1,50 1,54 1,50 1,50 1,48 1,54 1,50 1,47 1,48 1,50 1,48 1,47 1,48 1,50 1,48 1,48 1,47 1,48 1,50 1,54 1,50 1,50 1,48 1,47 1,48 1,54 1,47 1,49