Các phương pháp gia công biến dạng

các phương pháp gia công biến dạng có vai trò quan trọng trong tạo hình sản phẩm .có đầy đủ các phương pháp cơ bản hiện nay thường dùng

MSE 441 GIA CÔNG BIẾN DẠNG Deformation Processing HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Overview • Introduction • Rolling • Extrusion • Drawing HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Introduction Gia công biến dạng kim loại thực chất lợi dụng tính dẻo để làm thay đổi hình dạng sản phẩm nhờ lực tác dụng thông qua dụng cụ khuôn Ngoại lực yếu tố gia công áp lực, góp phần tạo hình dáng vật thể qua mà vật thể có tính cao hơn, làm giảm lượng tiêu hao nguyên liệu HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 • True strain: ε= L dL L = ln ∫L L L0 • In the plastic region: σ = K ε n Where: K- hardening coefficient; n- strain hardening exponent HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Diagram of a Stress-strain curve, showing the relationship between stress (force applied) and strain (deformation) of a ductile metal HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Nhiệt độ biến dạng Nhiệt độ kết tinh lại =0,5Tnc (K) Biến dạng nguội: T < 0,4Tnc: σ = K ε n Biến dạng nóng: T > 0,6Tnc: K.ε Yf = 1+ n n K = the strength coefficient, MPa; n = the strain hardening exponent HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 • Trạng thái ứng suất: σ1 σ1 σ2 σ3 σ2 σ3 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Phân tích lực tác dụng Công vào lực bên = công dùng biến dạng dẻo Wap lực = Wmasat + Wbiendangdeo +Wmasatngoài HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Giả thiết chi tiết ép đùn có thiết diện hình tròn Tỉ số ép định nghĩa: : A1 rx = A2 where rx = tỉ số ép; A1 = Thiết diện ban đầu thỏi ép, mm2, A2 = thiết diện cuối thỏi ép, mm2 r Biến dạng thực ép đùn: A1 πD D1 ε = ln rx = ln = ln = ln A2 πD D2 2 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 The ratio applies for both direction and indirection extrusion The value of rx can be used to determine true strain in extrusion, given that ideal deformation occurs with no friction and no redundent work: A1 πD D1 ε = ln rx = ln = ln = ln A2 πD D2 2 Under the assumption of ideal deformation (no friction and no redundent work), the pressure applied by the ram to compress the billet through the die opening depicted in our figure can be computed as follows: HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Áp suất ép tinhd theo: p = Yf* ln(rx) where Y*f = Ứng suất chảy trung bình, MPa; để thuận tiện, dùng công thức: n K ε * Yf = 1+ n Trong thực tế, ép đùn có ma sát có công dư có nhiều cách khác để tính ứng suất biến dạng HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Công thức thực nghiệm chấp nhận được: εx = a + b.ln(rx) where εx = biến dạng ép; a b hàng số thực nghiệm góc chết cho Thông thường: a = 0.8 b = 1.2 - 1.5 Áp lực piston để thực ép đùn dán tiếp: pin = Y*f.εx HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Trong ép trực tiếp, tác dụng ma sát thành xilanh chi tiết lớn, lớn trường hợp ép dán tiếp Biểu thức sau tách lực ma sát đó: p f πD = µpcπD1 L where pf = áp suất thêm dùng để thắng lực ma sát, MPa; D1 = đường kính thỏi ép, mm; µ = hệ số ma sát thành xi lanh, MPa; πD1L = diện tích mặt tiếp xúc thỏi ép thành xilanh, mm2; pc = áp lực thỏi chống lại thành xilanh, Mpa; L = chiều dài thỏi ép HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Trong trường hợp xấu nhất, xảy dính thành xilanh, lực ma sát phải độ bền cắt kim loại: µpcπD1L = Ys πD1L where Ys = độ bền cắt kim loại , MPa; Nếu giả thiết Ys= Yf/2, áp lực ép pf tính theo công thức: 2L pf = Y D1 * f Như vậy, áp suất ép chày ép trường hợp ép trực tiếp:  2L   p = pin + Y f = Y  ε x + D1   * f HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Lực chày ép: F = pA1 Công cần thiết để ép đùn: P = F.v where P = power, J/s; F = ram force, v = ram velocity, m/s HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY