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: 0973866736Email: 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 Tốtnghiệp;

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

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 NỘITRƯỜNG 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

1Đoàn Xuân Đức201953292Nguyễn Ngọc Trung201956903Vỹ Trọng Vỹ201957514Nguyễn Tiến Huy201954585Nguyễn Kế Anh201852596Trần Văn Khiêm20154777Đỗ Tiến Văn201957318Nguyễn Hồng Hưng20195438

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 phígia công tăng cao và chất lượng sản phẩm giảm xuống Trong quá trình gia côngáp 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.

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 ápsuất 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 tếvà 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 xảyra 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.

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 tiếtkim 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 loạivới 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 chophép 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 sửdụng 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 xáccao 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 hd0

0 < 2 thì vật chồn có dạng hình trống +) Khi hd0

≈ 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 hd0

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 xúccó 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 sửdụng 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, tăngđáng 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 quátrình biến dạng khối vấn đề quan trọng là tạo ra các điều kiện chế độ thuỷ động củachất bôi trơn Dưới đây sẽ xem xét các điều kiện ma sát ướt đối với những quá trìnhchủ yếu trong biến dạng khối.

Thực chất hiệu quả thuỷ động của chất bôi trơn trong chồn là sự xuất hiện áp lực trongthế tích của lớp bôi trơn khi nó bị nén bởi hai bề mặt song song áp suất thuỷ độngxuất hiện trong trường hợp này phụ thuộc vào độ nhớt của chất bôi trơn n, tốc độ nénvị độ dầy của lớp bồi trơn h, kích thước của các bề mặt ép a, còn đối với các bề mặt éptròn [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 mặtsong song của sản phẩm và dụng cụ Do có trở lực chảy thoát trong lớp bôi trơn xuấthiện áp suất thuỷ động Tuỳ theo mức độ chuyển dịch lại gần nhau của hai bề mặt màáp suất trong lớp bôi trơn tăng lên và có thể đạt độ lớn đáng kể Áp suất thuỷ động caolàm biến dạng các bề mặt tiếp xúc, tạo ra điều kiện đóng kín thể tích xác định của chấtbôi 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 dạngcủa phôi vẫn tiếp tục trên bề mặt tiếp xúc Độ dầy của lớp bôi trơn trên bề mặt sẽquyết định bởi sự biến dạng đàn hồi của mặt mút phôi có thể là đàn hồi hoặc đàn-dẻotuỳ 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 tronglớp bồi trơn tại thời điểm đó Từ công thức 4.1 suy ra rằng tại thời điểm khép kín khih=0 áp suất thuỷ động có giá trị vô cùng lớn Trong thực tế sự biến dạng các bề mặttiếp xúc có ảnh hởng tới sự phân bố áp lực trong lớp bôi trơn, điều đó lại ảnh hưởngtới độ biến dạng.

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

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

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

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

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

Chấp nhận rằng, sự dịch chuyển các điểm bề mặt tiếp xúc của dụng cụ cũng tỉ lệ với tải trọng tác dụng, ta có:

(4.9’)trong đó, - k2, hệ số tỉ lệ.

Khi đó, bằng cách tích phân biểu thức (4.3) cùng tính toán phơng trình (4.4) để tìm áp suất trong lớp bôi trơn ta thu được công thức:

(4.10)trong đó:

- V: vận tốc chồn- a: bán kính phôi;

- k = k1+ k2: hệ số tỉ lệ tổng.

Khi đó, nếu vật mẫu ở trạng thái đàn hồi thì k1 được tính theo công thức (4.6), nếu ởtrạng thái đàn-dẻo thì dùng công thức (4.8) cho miền dẻo So sánh áp suất trong lớpbôi trơn khi biến dạng các bề mặt tiếp xúc trong quá trình nén (4.10) và khi nén nóbằng các bề mặt cứng (4.1) Cả hai trờng hợp ta đều tìm thấy áp suất thuỷ động lớnnhất với các độ dầy lớp bôi trơn khác nhau: n=5,14.104 P; v= 1,6.10-3mm/s; k =16.104mm3/kg; a = 36 mm.

Kết quả tính toán được nêu trong bảng 4.2.

Từ bảng 4.2 suy ra rằng đối với những lớp bôi trơn tương đối dầy thì sự khác biệt vềáp suất lớn nhất tính theo công thức (4.1) và (4.10) là không đáng kể Khi giảm độ dầylớp bôi trơn thì sự khác biệt đó tăng lên bởi khi đó sự biến dạng mặt mút của sản phẩmđã bắt đầu gây ảnh hưởng Trên hình 4.3 đã dẫn biểu đồ áp suất trong lớp bôi trơn chocả hai trờng hợp.

Áp suất trong lớp bôi trơn ở thời điểm khép kín (h = 0) đợc tính theo công thức (4.10)là:

Từ công thức (4.11) suy ra rằng áp suất trong lớp bôi trơn ở thời điểm khép kín vớicác điều kiện nh nhau là phụ thuộc vào độ nhớt của chất bôi trơn Dưới đây nêu sốliệu áp suất đối với chất bôi trơn có độ nhớt khác nhau trong điều kiện các bề mặt tiếpxúc bị biến dạng đàn hồi

Các số liệu ban đầu để tính toán là: v=10 mm/s; k=16.10-4mm3/kg; a=36mm Độ nhớt106P tương ứng với dầu máy, độ nhớt 106P ứng với paraphin Độ nhớt 0,1P tơng ứngvới dầu máy, độ nhớt 106P ứng với paraphin Độ nhớt càng tăng thì áp suất càng lớn.Khi sử dụng các chất có độ nhớt cao thì áp suất này đảm bảo làm biến dạng dẻo bất kỳloại thép nào hiện có Dưới đây liệt kê sự biến thiên áp suất lớn nhất khi nén chất bôitrơn có độ nhớt thấp (1P).

Từ phương trình (4.2) tương tự như trình bầy trên đây có thể tính đợc sự phân bố áp suất trong lớp bôi trơn khi chồn các phôi trụ.