bài tập lớn ma sát trong gia công áp lực đề tài chồn phôi hình trụ thép c45 φ 45 h 125

Nó cho phép các nhà sản xuất tạo ra các chi tiết phức tạp với độ chính xác cao và tính đồng nhất, đồng thời giảm thiểu sự mài mòn và chi phí sản xuất.Trong gia công áp lực, công nghệ chồ

BÀI TIỂU LUẬN GIỮA KỲ

1 Thông tin về sinh viên

Họ và tên sinh viên: Đầu Quang Huy Điện thoại liên lạc: 0973866736

Email: huy.dq195449@sis.hust.edu.vn

2 Yêu Cầu

-Trình bày trong 20-25 trang;

-Định dạng và quy cách trình bày tương tự quy định trình bày Đồ án Tốt nghiệp;

-Không được phép sao chép bài của nhau – giống nhau sẽ 0 điểm;

-In đóng quyển;

3 Đề tiểu luận

Câu 1 Phân tích khả năng ứng dụng của gia công áp lực (metal forming) trong công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng (6 điểm)

Câu 2 Phân tích đặc điểm kết cấu của 01 bộ khuôn dập phối hợp, dập chi tiết của một sản phẩm hàng tiêu dùng (4 điểm)

Thời hạn nộp bài: Nộp cùng bài thi giữa kỳ

Điểm bài Tiểu luận: Chiếm 40% số điểm bài thi giữa kỳ

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG CƠ KHÍ

BÀI TẬP LỚN MA SÁT TRONG GIA CÔNG ÁP LỰC

ĐỀ TÀI:

CHỒN PHÔI HÌNH TRỤ THÉP

C45- ϕ 45−H=125

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Nghệ

Mã lớp: 145913

Mã học phần:ME4075

Nhóm sinh viên: Nhóm 5

1 Đoàn Xuân Đức 20195329

2 Nguyễn Ngọc Trung 20195690

3 Vỹ Trọng Vỹ 20195751

4 Nguyễn Tiến Huy 20195458

5 Nguyễn Kế Anh 20185259

6 Trần Văn Khiêm 2015477

7 Đỗ Tiến Văn 20195731

8 Nguyễn Hồng Hưng 20195438

MỞ ĐẦU

Ma sát về chồn (còn được gọi là ma sát quá mức) là một trong những vấn

đề phổ biến trong quá trình gia công áp lực Đây là hiện tượng khi các bề mặt cứng và khô cứng của vật liệu tiếp xúc với nhau trong quá trình gia công, dẫn đến sự khó khăn trong việc di chuyển và làm mất đi sự chính xác trong gia công Điều này có thể dẫn đến các vấn đề như thời gian sản xuất kéo dài, chi phí gia công tăng cao và chất lượng sản phẩm giảm xuống Trong quá trình gia công

áp lực, ma sát về chồn thường xảy ra khi áp lực gia tăng và làm tăng mật độ năng lượng giữa các bề mặt tiếp xúc Khi áp lực được áp dụng lên vật liệu, các

bề mặt tiếp xúc bị nén lại và tạo ra một lực ma sát giữa chúng Nếu lực ma sát này vượt quá giới hạn của vật liệu, nó sẽ gây ra các vết trầy xước, mài mòn và ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm Để giảm thiểu ma sát về chồn trong gia công áp lực, một số giải pháp có thể được áp dụng.

Đầu tiên, làm sạch và bôi trơn bề mặt là một cách hiệu quả để giảm thiểu

ma sát Bôi trơn giúp giảm ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc và ngăn chặn mài mòn Thêm vào đó, tăng cường quá trình làm mát và kiểm soát nhiệt độ trong quá trình gia công cũng là cách hiệu quả để giảm thiểu ma sát về chồn Một số

kỹ thuật gia công cũng có thể được áp dụng để giảm thiểu ma sát về chồn Ví

dụ, cắt gia công với độ chính xác cao hơn có thể giảm thiểu ma sát bằng cách giảm diện tích tiếp xúc và làm giảm áp lực Ngoài ra, sử dụng các công cụ gia công chất lượng cao và chọn vật liệu chất lượng cũng là cách hiệu quả để giảm thiểu ma sát về chồn Tóm lại, ma sát về chồn là một vấn đề phổ biến trong ngành gia công áp lực.

Mục Lục

1.TỔNG QUAN 4

2.CÔNG NGHỆ CHỒN 5

3.NGUYÊN LÝ NGUYÊN CÔNG CHỒN 6

4.CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ 7

5.MA SÁT KHI CHỒN 7

6 THIẾT BỊ SỬ DỤNG GIA CÔNG 16

7.ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM 17

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

1.TỔNG QUAN

Chồn là một kiểu hình dạng cơ bản của các vật liệu và kết cấu, được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như công nghiệp, xấy dựng,vũ trụ hạt nhân và tàu thủy Chồn có thể chứa hoặc bị tác động bởi nhiều loại sức tác động như tải trọng, biến dạng, nhiệt và áp suất Kết cấu chồn cần được thiết kế và tính toán chính xác để đảm bảo sự an toàn và hiệu quả sử dụng của nó

Công nghệ chồn phôi có rất nhiều ưu điểm so với các kỹ thuật sản xuất khác Nó cho phép sản xuất các sản phẩm đặc tính vật lý tốt và có thể làm cho sản phẩm có độ bền hơn Công nghệ này cũng giúp tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất, vì nó cho phép sản xuất nhiều sản phẩm cùng một lúc

Chồn là một trong những vấn đề phổ biến trong quá trình gia công áp lực, đặc biệt là trong các ứng dụng công nghiệp, như sản xuất máy móc, thiết bị đo lường, thiết bị y tế

và các linh kiện điện tử Hiểu rõ về chồn và cách giảm thiểu nó là điều cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm và giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất

Chồn là gì?

Chồn được định nghĩa là hiện tượng trượt giữa hai bề mặt cứng, khi một bề mặt trượt qua bề mặt còn lại Hiện tượng này thường xảy ra trong quá trình gia công áp lực, khi hai bề mặt cứng của vật liệu tiếp xúc với nhau Khi áp lực được áp dụng lên vật liệu, các bề mặt tiếp xúc bị nén lại và tạo ra một lực ma sát giữa chúng Nếu lực ma sát này vượt quá giới hạn của vật liệu, nó sẽ gây ra các vết trầy xước, mài mòn và ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm

Các loại chồn:

Chồn có thể được phân loại thành hai loại chính: chồn động học và chồn tĩnh học Chồn động học xảy ra khi hai bề mặt cứng trượt qua nhau, trong khi chồn tĩnh học xảy

ra khi hai bề mặt cứng tiếp xúc với nhau mà không có sự trượt qua Hai loại chồn này đều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và hiệu suất quá trình gia công

Ảnh hưởng của chồn đến sản phẩm:

Chồn có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, đặc biệt là trong quá trình gia công

áp lực Khi chồn xảy ra, nó tạo ra một lực ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc, dẫn đến việc mài mòn và trầy xước các bề mặt này Điều này có thể dẫn đến giảm sức mạnh của sản phẩm hoặc làm mất đi sự chính xác của các chi tiết Ngoài ra, chồn cũng có thể gây ra sự nứt gãy và giảm độ bền của sản phẩm

2.CÔNG NGHỆ CHỒN

2.1 Khái niệm: Công nghệ chồn là gì?

Chồn là nguyên công công nghệ nhằm giảm chiều cao tang diện tích tiết diện ngang đồng thời nâng cao cơ tính sản phẩm Phôi chồn có thể ở dạng dải, tiết diện tròn hay các tiết diện profil vuông, chữ nhật hoặc ống

Công nghệ chồn trong gia công áp lực là một phương pháp sản xuất quan trọng được

sử dụng trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, ô tô và y tế Nó cho phép các nhà sản xuất tạo ra các chi tiết phức tạp với độ chính xác cao và tính đồng nhất, đồng thời giảm thiểu sự mài mòn và chi phí sản xuất

2.2 Mục đích

-Tăng đường kính bằng cách giảm chiều cao phôi

-Làm giảm chiều sâu khi đột lỗ

-Cải tạo thớ kim loại và cấu trúc tinh thể

-Giảm các khuyết tật khi đúc, bọt khí

-Bong vảy rèn (dập trong khuôn)

Trong gia công áp lực, công nghệ chồn là một phương pháp cắt và mài mò các chi tiết bằng cách sử dụng bánh xe chồn Bánh xe chồn được thiết kế để xoay quanh trục của

nó và đánh bóng và mài mò bề mặt của chi tiết Công nghệ này đòi hỏi sự chính xác cao và sự kiểm soát tốt của quá trình gia công để đảm bảo tính đồng nhất và độ chính xác của sản phẩm

Công nghệ chồn trong gia công áp lực có nhiều ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ Đối với các chi tiết máy bay như máy bay phản lực, động cơ, và các bộ phận cơ khí khác, công nghệ chồn là cách tiếp cận tốt nhất để tạo ra các chi tiết với độ chính xác cao và tính đồng nhất Ngoài ra, các chi tiết y tế như ốp đầu, chân giả, và các bộ phận cơ khí được sản xuất bằng công nghệ chồn để đảm bảo độ chính xác và tính đồng nhất

Việc sử dụng công nghệ chồn trong gia công áp lực cũng giúp giảm thiểu sự mài mò

và tiết kiệm chi phí sản xuất Do quá trình gia công bằng tay làm tăng nguy cơ sai sót, việc sử dụng máy móc gia công như bánh xe chồn giúp tạo ra các chi tiết với độ chính xác cao hơn và tính đồng nhất Điều này giúp giảm thiểu sự mài mòn trong quá trình sản xuất và giảm chi phí về lao động

Tuy nhiên, việc sử dụng công nghệ chồn trong gia công áp lực cũng có những hạn chế Một trong những hạn chế đó là khả năng gia công của các chi tiết phức tạp

3.NGUYÊN LÝ NGUYÊN CÔNG CHỒN

Trong ngành gia công áp lực, nguyên công chồn được sử dụng để gia công các chi tiết kim loại bằng cách sử dụng lực áp lực để uốn, xoắn và bẻ dưới tác động của một công

cụ Công nghệ này cho phép sản xuất các chi tiết kim loại với độ chính xác cao, độ bền và độ chính xác cao hơn so với các phương pháp khác Nguyên lý của nguyên công chồn đó là sử dụng lực áp lực để uốn và xoắn kim loại để tạo ra các chi tiết có hình dạng phức tạp Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về nguyên lý của nguyên công chồn và cách nó được sử dụng trong ngành gia công áp lực

Nguyên lý của nguyên công chồn

Nguyên lý của nguyên công chồn là sử dụng lực áp lực để uốn, xoắn và bẻ kim loại dưới tác động của một công cụ Công nghệ này cho phép sản xuất các chi tiết kim loại với độ chính xác cao, độ bền và độ chính xác cao hơn so với các phương pháp khác Nguyên lý của nguyên công chồn được áp dụng cho các quy trình gia công kim loại bằng cách sử dụng lực uốn và xoắn để tạo ra các chi tiết kim loại với hình dạng phức tạp

Quy trình gia công bằng nguyên công chồn bao gồm các bước sau:

Thiết kế chi tiết: Đầu tiên, kỹ sư cần thiết kế chi tiết kim loại để đảm bảo rằng nó phù hợp với quy trình gia công bằng nguyên công chồn

Định hình chi tiết: Sau đó, chi tiết sẽ được định hình bằng cách sử dụng các công cụ chuyên dụng Những công cụ này sẽ sử dụng lực áp lực để uốn, xoắn và bẻ kim loại

để tạo ra hình dạng mong muốn

Đánh bóng và hoàn thiện: Cuối cùng, chi tiết sẽ được đánh bóng và hoàn thiện để đạt được độ chính xác và bề mặt nhẵn

Ứng dụng của nguyên công chồn trong ngành gia công áp lực

Nguyên công chồn là một công nghệ gia công kim loại phổ biến trong ngành gia công

áp lực Nó cho phép tạo ra các chi tiết kim loại với độ chính xác cao, độ bền và độ chính xác cao hơn so với các phương pháp khác Dưới đây là một số ứng dụng của nguyên công chồn trong gia công áp lực:

Gia công ống thủy lực: Trong sản xuất ống thủy lực, nguyên công chồn được sử dụng

để uốn và xoắn ống kim loại để tạo ra các khớp nối và đầu kết nối Công nghệ này cho phép tạo ra các khớp nối và đầu kết nối với độ chính xác cao, độ bền và độ chính xác cao hơn so với các phương pháp khác

Gia công thiết bị nồi hơi: Trong sản xuất thiết bị nồi hơi, nguyên công chồn được sử dụng để uốn và xoắn các ống kim loại để tạo ra các vòng xoắn và khớp nối Công nghệ này cho phép tạo ra các vòng xoắn và khớp nối với độ chính xác cao, độ bền và

độ chính xác cao hơn so với các phương pháp khác

Gia công bề mặt kim loại: Trong gia công bề mặt kim loại, nguyên công chồn được sử dụng để uốn và xoắn các tấm kim loại để tạo ra các hình dạng phức tạp Công nghệ này cho phép tạo ra các hình dạng phức tạp với độ chính xác cao và bề mặt nhẵn Gia công các chi tiết máy móc: Trong sản xuất các chi tiết máy móc, nguyên công chồn được sử dụng để uốn và xoắn các tấm kim loại để tạo ra các hình dạng phức tạp

và các khớp nối Công nghệ này cho phép tạo ra các chi tiết máy móc với độ chính xác cao và độ bền cao

Gia công kim loại trong ngành hàng không: Trong sản xuất các chi tiết kim loại trong ngành hàng không, nguyên công chồn được sử dụng để tạo ra các khớp nối và các hình dạng phức tạp Công nghệ này cho phép tạo ra các chi tiết kim loại với độ chính xác cao và độ bền cao để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt trong ngành hàng không

4.CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ

Khi chồn thường xảy ra các trường hợp:

+) Khi h d0

0 < 2 thì vật chồn có dạng hình trống

+) Khi h d0

0

≈ 2 ÷2,5 có thể xảy ra hiện tượng:

 Nếu lực đập đủ lớn vật chồn có dạng 2 hình trống chồng khít lên nhau

 Nếu lực đập trung bình 2 hình trống khép không chồng khít lên nhau

 Nếu lực đập nhỏ và nhanh vật chồn có 2 đầu loe ra

+) Khi h d0

0 >2,5 vật chồn dễ bị mất ổn định, cần nắn thẳng rồi chồn tiếp

5.MA SÁT KHI CHỒN

Điều kiện tạo ma sát ướt trong chồn:

Trong các quá trình biến dạng khối dẻo cũng như trong dập tấm, lực ma sát tiếp xúc

có thể có tác dụng tốt hoặc xấu đến khả năng công nghệ của quá trình

Cũng như trong dập tấm, trên các bề mặt bị ảnh hưởng xấu của lực ma sát người ta sử dụng những chất bôi trơn có hiệu quả được phát huy tốt nhất trong chế độ thuỷ động Hiệu ứng thủy động của chất bôi trơn có thể thúc đẩy các qui trình công nghệ, tăng đáng kể độ bền của dụng cụ và chất lượng của sản phẩm Đồng thời cũng xây dựng

những qui trình công nghệ như kéo kim loại thuỷ động, cán tinh phẳng thuỷ động [10]

Bên cạnh đó, trong khi xem xét các phương pháp có hiệu quả để tăng cường các quá trình biến dạng khối vấn đề quan trọng là tạo ra các điều kiện chế độ thuỷ động của chất bôi trơn Dưới đây sẽ xem xét các điều kiện ma sát ướt đối với những quá trình chủ yếu trong biến dạng khối

Thực chất hiệu quả thuỷ động của chất bôi trơn trong chồn là sự xuất hiện áp lực trong thế tích của lớp bôi trơn khi nó bị nén bởi hai bề mặt song song áp suất thuỷ động xuất hiện trong trường hợp này phụ thuộc vào độ nhớt của chất bôi trơn n, tốc độ nén

vị độ dầy của lớp bồi trơn h, kích thước của các bề mặt ép a, còn đối với các bề mặt ép tròn [7] thì:

(4.1) Chồn có thể chia một cách qui ước thành hai giai đoạn:

+Ở giai đoạn thứ nhất (Hình 4.1) xảy ra hiện tượng nén chất bôi trơn giữa hai bề mặt song song của sản phẩm và dụng cụ Do có trở lực chảy thoát trong lớp bôi trơn xuất hiện áp suất thuỷ động Tuỳ theo mức độ chuyển dịch lại gần nhau của hai bề mặt mà

áp suất trong lớp bôi trơn tăng lên và có thể đạt độ lớn đáng kể Áp suất thuỷ động cao làm biến dạng các bề mặt tiếp xúc, tạo ra điều kiện đóng kín thể tích xác định của chất bôi tại thời điểm tiếp xúc của dụng cụ với phối theo một chu vi khép kín

+Ở giai đoạn thứ hai (Hình 4.2) sự chảy tràn chất bôi trơn ngừng lại, còn sự biến dạng của phôi vẫn tiếp tục trên bề mặt tiếp xúc Độ dầy của lớp bôi trơn trên bề mặt sẽ quyết định bởi sự biến dạng đàn hồi của mặt mút phôi có thể là đàn hồi hoặc đàn-dẻo tuỳ thuộc vào áp suất trong lớp bôi trơn tại thời điểm khép kín

Để xác định độ dầy của thể tích chất bôi trơn bị đóng kín cần phải biết áp suất trong lớp bồi trơn tại thời điểm đó Từ công thức 4.1 suy ra rằng tại thời điểm khép kín khi h=0 áp suất thuỷ động có giá trị vô cùng lớn Trong thực tế sự biến dạng các bề mặt tiếp xúc có ảnh hởng tới sự phân bố áp lực trong lớp bôi trơn, điều đó lại ảnh hưởng tới độ biến dạng

Dưới đây xem xét sự phân bố áp lực trong bôi trơn có tính đến sự biến dạng của bề mặt tiếp xúc Để làm việc đó ta dùng phơng trình Reynold Trong hệ toạ độ trụ phương trình đó có thể viết dới dạng:

(4.2) Đối với các bề mặt tròn đặc bị nén, từ phương trình trên suy ra:

(4.3)

Từ biểu thức này suy ra rằng sự phân bố áp lực trong lớp bôi trơn trên các bề mặt tiếp xúc bị biến dạng là phụ thuộc vào hình dạng của lớp bôi trơn, với độ dầy của lớp bôi trơn không đổi h=const người ta dùng công thức (4.1) Hình dạng của lớp bôi trơn được quyết định bởi sự biến dạng của các bề mặt tiếp xúc dới tác dụng của áp suất thuỷ động (xem hình 4.1)

Độ dầy của lớp bôi trơn là:

(4.4) trong đó:

h0 : độ dầy lớp bôi trơn ở rìa phôi;

ω1: chuyển dịch của các điểm trên bề mặt tiếp xúc của phôi;

ω2 : chuyển dịch của các điểm trên bề mặt tiếp xúc của dụng cụ

Sự phân tích về lý thuyết cho thấy rằng sự dịch chuyển các điểm trên bề mặt tiếp xúc của phối tỷ lệ với áp suất trong lớp bôi trơn:

(4.5) trong đó:

v: hệ số Poison;

G: môđun cắt của vật liệu mẫu;

H: chiều cao mẫu;

p : áp suất trong lớp bôi trơn;

k1 : hệ số tỉ lệ:

(4.6)

Tỷ lệ này đợc duy trì cả khi biến dạng đàn-dẻo nếu cho rằng trong miền dẻo vật liệu phôi bị hóa bền tuyến tính

(4.7) Trong đó G’ : modun cắt quy đổi

K1’: hệ số tỉ lệ

(4.8)

Sự dịch chuyển các điểm tiếp xúc của dụng cụ có thể xác định từ phương trình lý thuyết đàn hồi sau đây áp dụng với vật bán rỗng đàn hồi:

(4.9) Trong đó: S: miền lấy tích phân, đường tròn bán kính a;

R: Khoảng cách giữa điểm cố định trong quá trình tích phân tới điểm ở bên trong miền dS