Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ trong công nghệ dập thủy cơ các chi tiết có hình dạng phức tạp trong sản xuất vỏ ô tô

LỜI CAM ĐOAN ---***--- Tôi xin cam đoan luận văn thạc sỹ kỹ thuật “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ trong công nghệ dập thủy cơ các chi tiết có hình dạng phức tạp trong sả

LỜI CAM ĐOAN

-*** -

Tôi xin cam đoan luận văn thạc sỹ kỹ thuật “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ trong công nghệ dập thủy cơ các chi tiết có hình dạng phức tạp trong sản xuất vỏ ô tô” là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu sử

dụng được chỉ rõ nguồn trích dẫn trong mục tài liệu tham khảo Kết quả nghiên cứu của luận văn này chưa từng được công bố ở một công trình nào khác

Tác giả

Tô Hữu Thắng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 5

MỞ ĐẦU 7

1 Lý do chọn đề tài 7

2 Tính cấp thiết của đề tài 7

3 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 8

4 Ý nghĩa của đề tài 8

5 Cấu trúc luận văn 8

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP THỦY CƠ 10

1.1 Công nghệ dập tạo hình bằng chất lỏng 10

1.1.1 Lịch sử phát triển 10

1.1.2 Phân loại các phương pháp dập bằng nguồn chất lỏng cao áp 11

1.2 Công nghệ dập thủy cơ và phạm vi ứng dụng 13

1.2.1 Khái quát về công nghệ dập thủy cơ 13

1.2.2 Đặc điểm của công nghệ dập thuỷ cơ 15

1.2.3 Đặc điểm chung của khuôn dập thủy cơ 17

1.2.4 Các thiết bị dùng trong dập thủy cơ 20

1.2.5 Chất lỏng dùng trong gia công thuỷ cơ 30

1.2.6 Các phương pháp dập thuỷ cơ 32

1.2.7 Một số sản phẩm dập thủy cơ điển hình 33

1.2.8 Tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới về phương pháp dập thủy cơ 35 CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ 36

2.1 Trạng thái ứng suất và biến dạng khi ép thủy cơ 36

2.2 Tính toán các thông số công nghệ dập thủy cơ 38

2.2.1 Tính áp suất chất lỏng 38

2.2.2 Lực chặn phôi 44

2.2.3 Khe hở chày cối 44

2.2.4 Lực tác dụng lên chày 46

2 3 Phân tích ảnh hưởng của ma sát và bôi trơn trong dập thủy cơ 46

2.3.1 Phần đáy của sản phẩm 47

2.3.2 Phần hình trụ 47

2.3.3 Phần bán kính lượn của cối 48

2.3.4 Phần vành phôi 48

2.3.5 Độ dày tối ưu của lớp bôi trơn có vành hẹp 49

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ DẬP THỦY CƠ ĐỂ CHẾ TẠO CHI TIẾT CAPO XE Ô TÔ FORD EVEREST 50

3.1 Giới thiệu chung 50

3.2 Lý do chọn chế tạo chi tiết capo xe ô tô Ford Everest bằng phương pháp dập thủy cơ 51

3.3 Xây dựng bản vẽ sản phẩm 52

3.3.1 Nắp capo phía ngoài 52

3.3.2 Nắp capo phía trong 54

3.3.3 Hình vẽ 2D nắp capo 57

3.4 Tính toán công nghệ dập thủy cơ chi tiết capo xe ô tô Ford Everest 57

3.4.1 Yêu cầu công nghệ 57

3.4.2 Chọn vật liệu tạo hình sản phẩm 58

3.4.3 Các lực cần tính trong quá trình nhập mô phỏng 59

3.4.4.Chọn thiết bị 60

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH DẬP CAPO

XE Ô TÔ BẰNG CÔNG NGHỆ DẬP THỦY CƠ 62

4.1 Mô phỏng số quá trình dập capo xe Ford Everest 62

4.2 Ưu điểm của phương pháp mô phỏng số 63

4.3 Các bước giải bài toán mô phỏng 64

4.4 Kết quả mô phỏng 66

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KHUÔN VÀ LẬP TRÌNH GIA CÔNG CƠ TRÊN MÁY PHAY CNC 68

5.1 Thiết kế khuôn 68

5.1.1 Giới thiệu phần mềm Mastercam 68

5.1.2 Kết quả mô phỏng thiết kế khuôn 69

5.2 Lập trình gia công cơ trên máy CNC 70

5.2.1 Giới thiệu máy CNC 70

5.2.2 Kết quả lập trình gia công cơ trên máy CNC 71

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1.So sánh ống chữ T bằng 2 phương pháp Hàn và dập bằng chất lỏng 10

Hình 1.2 Sơ đồ khuôn dập thủy tĩnh 11

Hình 1.3.Sơ đồ dập thủy tĩnh từ phôi ống 12

Hình 1.4 Quá trình biến dạng vật liệu trong dập thủy cơ 13

Hình 1.5 Quá trình dập thủy cơ 14

Hình 1.6 Lực tác dụng khi ép thủy cơ 15

Hình 1.7 Sơ đồ khuôn dập thủy cơ 19

Hình 1.8 Sơ đồ của máy dập 22

Hình 1.9 Cấu tạo chung của một bơm bánh răng 24

Hình 1.10 Kết cấu ống cứng và ống mềm 25

Hình 1.11 Các loại ống nối thường dùng 25

Hình 1.12 Ký hiệu của các loại van phân phối 26

Hình 1.13 Cấu tạo van áp suất điều khiển trực tiếp 27

Hình 1.14 Cấu trúc bơm của van tiết lưu 28

Hình 1.15 Bố trí các thiết bị trong thùng dầu 28

Hình 1.16 Bình lọc dầu 29

Hình 1.17 Đồng hồ đo áp kế bằng lò xo 30

Hình 1.18 Các chi tiết mui ôtô được dập bằng phương pháp thủy cơ 33

Hình 1.19 Một số dạng sản phẩm gia dụng dập bằng phương pháp thủy cơ 33

Hình 1.20 Một số loại sản phẩm khác dập bằng phương pháp thủy cơ 34

Hình 2.1 Sơ đồ trạng thái ứng suất biến dạng khi dập vuốt trên chày cứng cối cứng 36

Hình 2.2 Sơ đồ trạng thái ứng suất biến dạng khi dập thuỷ cơ 36

Hình 2.3 Sơ đồ tính toán lực ma sát trên đáy phôi 47

Hình 2.4 Sơ đồ tính lực ma sát trên phần hình trụ 47

Hình 2.5 Ma sát thủy động của vùng bán kính lượn 48

Hình 2.6 Ma sát thủy động trong phần vành phụi 48

Hình 3.1 Ô tô Ford Everest 50

Hình 3.2 Hình ảnh nắp phía ngoài capo xe Ford Everest 53

Hình 3.3 Hình dạng 3D phía ngoài của chi tiết capo xe Ford Everest 54

Hình 3.4 Hình ảnh nắp phía trong capo xe Ford Everest 55

Hình 3.5 Hình dạng 3D phía trong của chi tiết capo xe Ford Everest 56

Hình 4.1 Sơ đồ tối ưu hóa quá trình thiết kế công nghệ 63

Hình 4.2 Ưu điểm của phương pháp mô phỏng số 64

Hình 4.3 Các bước của bài toán mô phỏng 65

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Công nghệ tạo hình bằng chất lỏng đã được phát triển trong thời gian cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950 nhằm thỏa mãn nhu cầu giảm chi phí sản xuất các chi tiết dập vuốt sâu với số lượng ít Những năm 1975 người ta bắt đầu nghiên cứu dòng chất lỏng cao áp để từng bước cải thiện tốc độ dập và tốc độ biến dạng trong công nghệ dập bằng chất lỏng Công nghệ dập thủy cơ có nhiều ưu điểm nổi bật so với dập vuốt thông thường Người ta đã chứng minh được áp lực thủy tĩnh tác dụng trên toàn bộ bề mặt vật liệu khi tăng lên sẽ giảm đáng kể các vết nứt,

áp lực thủy tĩnh ngăn cản việc khởi đầu và lan rộng của vết rách tế vi trong vật liệu kim loại và nhờ có độ nhớt của chất lỏng tạo sự căng trên bề mặt của phôi tấm nên giảm thiểu sự hình thành nếp nhăn do cường độ ma sát tạo ra trên bề mặt, nâng cao

độ chính xác cũng như chất lượng bề mặt của sản phẩm, tiết kiệm thời gian gia công khuôn, tiết kiệm kim loại

2 Tính cấp thiết của đề tài

Trong lĩnh vực sản xuất các chi tiết có hình dạng phức tạp của vỏ ô tô có nhiều nét đặc thù và có những yêu cầu kỹ thuật cao so với các chi tiết thông thường Do

đó, cần phải có những công nghệ thích hợp để chế tạo Với công nghệ dập vuốt truyền thống hay chày cối cứng thì việc chế tạo chày cối có kích thước tương quan chính xác gây khó khăn Việc ứng dụng chất lỏng mà đặc biệt là công nghệ dập thủy cơ với vai trò của chày hoặc cối đã mở ra trang mới cho công nghệ dập vuốt Điểm khác biệt so với dập vuốt truyền thống là chất lỏng đóng vai trò cối tạo ra áp lực cần thiết và ép phôi vào biên dạng chày, tiết kiệm được thời gian gia công khuôn, tiết kiệm kim loại, mức độ dập vuốt tăng lên, tạo hình chi tiết phức tạp Nhằm tìm hiểu thêm về công nghệ dập thủy cơ và xem xét đánh giá các yếu

tố ảnh hưởng, nâng cao năng suất, chất lượng và hạ giá thành sản xuất, với sự giúp

đỡ của PGS TS Phạm Văn Nghệ, Bộ môn Gia Công Áp Lực – Viện cơ khí ĐHBK

Hà Nội thì tác giả đã lựa chọn đề tài :

“Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ trong công nghệ dập thủy

cơ các chi tiết có hình dạng phức tạp trong sản xuất vỏ ô tô” mà cụ thể là dập

chi tiết Capo của xe ô tô

3 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Việc nghiên cứu các thông số công nghệ trong công nghệ dập thủy cơ giúp chúng ta ứng dụng công nghệ này có hiệu quả cao hơn

Máy thủy lực chuyên dùng và hệ thống thiết bị dập thủy cơ

Các phần mềm mô phỏng: Autoform, Abaqus, Matlab

Các thông số ảnh hưởng chính trong công nghệ dập thủy cơ là thông số thiết bị như lực đóng khuôn (F Nh), lực tịnh tiến của chày (F St), áp suất chất lỏng công tác (p) Việc tính toán các thông số này cho từng trường hợp giúp chúng ta có được hiệu suất gia công tối ưu, mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất

Mục đích của nghiên cứu là tìm hiểu được ảnh hưởng của các thông số công nghệ trong công nghệ dập thủy cơ để sản xuất các chi tiết phức tạp của vỏ ô tô Ứng với mỗi loại vật liệu cho ta các thông số tối ưu nhất

4 Ý nghĩa của đề tài

Nghiên cứu công nghệ dập thủy cơ các chi tiết có hình dạng phức tạp trong sản xuất vỏ ô tô

Xác định ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến quá trình dập, qua đó đưa

ra hàm tối ưu cho mỗi thông số gia công

Nghiên cứu quy trình đặt phôi và nguồn chất lỏng công tác được đưa vào trong khuôn

Đón đầu để triển khai công nghệ dập thủy cơ trong sản xuất vỏ ô tô

5 Cấu trúc luận văn

Nội dung luận văn được chia thành 5 chương, cuối luận văn là kết luận chung

và kiến nghị cho hướng nghiên cứu tiếp theo, cụ thể gồm :

* Phần mở đầu

* Chương 1 : Tổng quan về công nghệ dập thủy cơ

* Chương 2 : Cơ sở lý thuyết và thông số công nghệ

* Chương 3 : Nghiên cứu, thiết kế công nghệ dập thủy cơ để chế tạo chi tiết Capo xe ô tô Ford Everest

* Chương 4 : Mô hình hóa và mô phỏng số quá trình dập capo xe ô tô bằng công nghệ dập thủy cơ

* Chương 5 : Thiết kế khuôn và lập trình gia công cơ trên máy phay CNC

* Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài

* Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP THỦY CƠ

1.1 Công nghệ dập tạo hình bằng chất lỏng

1.1.1 Lịch sử phát triển

Hydroforming, (công nghệ tạo hình bằng chất lỏng hoặc tạo hình cao su màng ngăn), đã được phát triển trong thời gian từ cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950 nhằm thỏa mãn nhu cầu giảm chi phí thấp sản xuất các chi tiết dập vuốt sâu với số lượng tương đối ít

Hình 1.1.So sánh ống chữ T bằng 2 phương pháp Hàn và dập bằng chất lỏng

Những năm 1975 người ta bắt đầu nghiên cứu dòng chất lỏng cao áp để từng bước cải thiện tốc độ dập và tốc độ biến dạng trong công nghệ dập bằng chất lỏng Một số nghiên cứu cho thấy những ưu điểm của phương pháp này

Mclintock (năm 1968), Rice và Tracey (năm 1969) đã bắt tay vào nghiên cứu trên phôi tấm và chứng minh được rằng áp lực thủy tĩnh tác dụng trên toàn bộ bề mặt vật liệu khi tăng lên sẽ giảm đáng kể các vết nứt

Clift, Hartley, Sturgess và Rowe (năm 1990), Hartley, Pillinger và Sturgess (năm 1992), đã chứng minh rằng việc sử dụng một áp lực thủy tĩnh ngăn cản việc khởi đầu và lan rộng của vết rách tế vi trong vật liệu kim loại

Ngày nay, công nghệ biến dạng bằng chất lỏng thay thế một thành phần khuôn dập, giảm chi phí về kinh tế đối với dập các chi tiết có số lượng ít mà hình dạng phức tạp, không đối xứng Tại các nước công nghiệp phát triển từ lâu đã áp dụng công nghệ này vào trong sản xuất ở nhiều lĩnh vực khác nhau

Ở Việt Nam, phương pháp dập thủy cơ vẫn chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và mới đang ở giai đoạn tìm hiểu, nghiên cứu công nghệ Với mục tiêu trở thành một nước công nghiệp vào năm 2020, trong chục năm gần đây, ngành công nghiệp ô tô đang được chú trọng và đầu tư phát triển Do đó, vấn đề nghiên cứu và ứng dụng công nghệ dập thuỷ cơ là hết sức cần thiết trong giai đoạn hiện nay

1.1.2 Phân loại các phương pháp dập bằng nguồn chất lỏng cao áp

Hydroforming được chia làm 2 dạng là tạo hình ống và tạo hình tấm Hai dạng công nghệ này đều sử dụng chất lỏng để tạo hình nhưng áp dụng cho các dạng sản phẩm khác nhau Quá trình tạo hình cơ bản khác nhau ở chỗ áp suất chất lỏng để tạo

ra các sản phẩm dạng ống và tấm là khác nhau

A Công nghệ dập thủy tĩnh (High pressure forming) : Dập thủy tĩnh là một

phương pháp tạo hình vật liệu nhờ chất lỏng có áp suất cao tác dụng trực tiếp vào bề mặt của phôi gây biến dạng phôi theo hình dạng của lòng cối

Hình 1.2 Sơ đồ khuôn dập thủy tĩnh

Phôi ban đầu thường có hình dạng đơn giản (dạng ống), dưới tác dụng của chất lỏng cao áp trong lòng phôi ống, phôi bị biến dạng theo hình dạng của cối tạo thành sản phẩm rỗng có hình dạng phức tạp

* Ƣu điểm

- Tạo ra chi tiết đồng nhất từ một vật liệu ( so với hàn từ nhiều chi tiết đơn giản thành một chi tiết phức tạp)

- Giảm trọng lượng chi tiết

- Nâng cao độ bền cho chi tiết và kết cấu

- Thời gian tạo hình ngắn đối với một chi tiết phức tạp

- Giảm thiểu số nguyên công tạo hình so với các phương pháp khác

- Độ chính xác của chi tiết cao

- Giảm thiểu phế phẩm

* Nhƣợc điểm

- Giá thiết bị và khuôn cao

- Cần có hệ thống điều khiển để điều khiển các thông số công nghệ phụ thuộc thời gian và hệ thống kín khít để tránh mất áp trong quá trình tạo hình

Hình 1.3.Sơ đồ dập thủy tĩnh từ phôi ống

B Công nghệ dập thủy cơ (Hydromechanical deep drawing)

Hình 1.4 Quá trình biến dạng vật liệu trong dập thủy cơ

1.2 Công nghệ dập thủy cơ và phạm vi ứng dụng

1.2.1 Khái quát về công nghệ dập thủy cơ

Dập thủy cơ là phương pháp tạo hình nhờ vào chất lỏng cao áp tác dụng lên phôi làm biến dạng phôi tấm khi dụng cụ gia công chuyển động tác dụng lên phôi

Về cơ bản, phương pháp này hoàn toàn giống với phương pháp dập vuốt thông thường, chỉ khác là có thêm đối áp trong lòng khuôn tạo ra sự bôi trơn thủy động

Có 2 cách tạo ra đối áp:

- Cách thứ nhất là chất lỏng được đổ đầy vào lòng khuôn, khi đầu trượt đi xuống chất lỏng sẽ bị nén lại và tạo ra đối áp

- Cách thứ hai là bơm trực tiếp chất lỏng có áp suất vào lòng cối, giá trị áp suất

sẽ được điều khiển bởi van giảm áp sao cho phù hợp

Đối áp làm tăng ma sát giữa phôi và chày (tránh được hiện tượng mất ổn định), giảm ma sát giữa phôi và cối (chất lỏng ở đây có tác dụng bôi trơn luôn), phôi không tiếp xúc với góc lượn cối nên chất lượng bề mặt tốt hơn, đồng thời chiều dày thành cũng đồng đều hơn

1.Kết cấu khuôn gồm: Chày-tấm chặn phôi- phôi – vành cối – buồng chứa chất lỏng

có ống thoát và van điều tiết áp suất

2 Chày đi xuống; áp suất thủy tĩnh nén phôi làm phôi áp sát chày, tấm chặn giữ phôi tạo lực căng

3.Khi chày đi xuống, phôi tấm được biến dạng phồng lên và bọc áp vào chày

4 Cuối cùng phôi tấm biến dạng theo đúng hình dáng kích thước của chày ép Quá trình dập có thể chia làm các giai đoạn như sau:

* Giai đoạn 1: Đưa phôi vào khuôn dập

* Giai đoạn 2:

- Phôi được kẹp chặt nhờ cơ cấu chặn phôi

- Không gian ép được hình thành giữa phôi và lòng cối

- Chất lỏng cao áp được bơm vào trong lòng cối

* Giai đoạn 3: Chày đi xuống thực hiện quá trình dập Áp suất chất lỏng trong

lòng cối tăng tỷ lệ thuận với hành trình của chày và đẩy phôi áp sát vào bề mặt của

chày

Dập thuỷ cơ chủ yếu được thực hiện trên máy ép thuỷ lực do có thể điều chỉnh được tốc độ dập, hành trình của chày, lực chặn và áp suất chất lỏng phù hợp với từng chủng loại sản phẩm điều này đảm bảo độ chính xác về hình dạng của chi tiết

cũng như nâng cao cơ tính của vật liệu

Hình 1.5 Quá trình dập thủy cơ

Phương pháp dập thuỷ cơ đang được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp như: ô tô, hàng không, gia dụng, công nghiệp dân dụng…tại các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Anh, Đức trong việc chế tạo các chi tiết vỏ mỏng có hình dạng phức tạp

1.2.2 Đặc điểm của công nghệ dập thuỷ cơ

* Lực tác dụng : Khi dập thủy cơ, có 3 lực tác dụng:

- Áp suất thủy lực để ép phôi áp sát chày, tạo hình theo biên dạng chày, áp lực tăng khi chiều sâu ép tăng Cần khống chế đến một áp lực nhất định đủ để áp phôi vào bề mặt chày và giữ ổn định trong quá trình biến dạng

Hình 1.6 Lực tác dụng khi ép thủy cơ

- Lực nén của chày để ép phôi tạo hình, hay lực ép vuốt; lực do pitton máy ép, lực nén cân bằng với lực do áp suất thủy tĩnh theo phương đứng tạo nên

- Lực ép biên, để giữ phôi, chống nhăn – rách Nếu lớn quá sẽ gây rách, nhỏ quá sẽ gây nhăn

* Đặc điểm

- Điểm khác biệt đặc trưng của quá trình dập thuỷ cơ là sự cần thiết phải tạo ra được áp suất thuỷ tĩnh biến đổi tác dụng vào phôi từ phía cối lỏng Giá trị áp suất này phải đủ lớn để ép chặt phôi vào bề mặt của chày và ngăn sự nhăn của phôi

nhưng không được quá lớn sao cho lực ma sát và ứng suất uốn xuất hiện khi đó sẽ không làm đứt phôi

- Giá trị áp suất thuỷ tĩnh cần thiết từ phía cối lỏng phụ thuộc vào các yếu tố chính sau: Tính chất cơ lý tính của vật liệu phôi, chiều dày của tấm vật liệu bán thành phẩm và đặc tính hình học của chi tiết ép

- Hình dạng của sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào hình dạng của chày ép nên

đa dạng hoá sản phẩm mà chỉ sử dụng một loại cối ép

- Ép thuỷ cơ chủ yếu được thực hiện trên máy ép thuỷ lực do có thể điều chỉnh được tốc độ ép, hành trình của chày, lực chặn và áp suất chất lỏng phù hợp với từng chủng loại sản phẩm điều này đảm bảo độ chính xác về hình dạng của chi tiết cũng như nâng cao cơ tính của vật liệu

* Ƣu điểm

- Giảm đáng kể lực ma sát có hại giữa phôi và dụng cụ

- Tăng lực ma sát có ích giữa chày và phôi được tạo ra bởi sự ép mạnh vào bề mặt chày bằng áp suất thuỷ tĩnh từ phía cối lỏng, do vậy nó loại bỏ được sự trượt của phôi đối với chày và sự kéo căng của phôi, nhờ vậy mà hệ số dập vuốt được nâng cao hơn nhiều so với dập trong khuôn kim loại: đến 0,40 đối với thép cacbon thấp Số lượng các nguyên công cũng được giảm

- Có áp suất thuỷ tĩnh tương đối đồng đều từ phía cối lỏng tác dụng lên trên bề mặt của phôi Điều này sẽ làm tăng khả năng biến dạng dẻo của kim loại và độ đồng đều về cơ lý tính của sản phẩm và dập các chi tiết có hình dáng phức tạp

- Do sự thay đổi không đáng kể của chiều dày kim loại chỗ chuyển tiếp từ đáy đến thành chi tiết (khu vực nguy hiểm nhất khi dập vuốt thông thường) nên có thể dùng những vật liệu mỏng hơn và với bán kính chày rất nhỏ Đồng thời, do ảnh hưởng hưởng của khe hở giữa chày và cối không nhạy cảm như dập vuốt thông thường nên có thể dập trong một lần các chi tiết có chiều dày khác nhau và từ các vật liệu khác nhau

- Sự tiêu tốn vật liệu dụng cụ cũng tương đối thấp do sự đơn giản hóa kết cấu dập và giảm thiểu sự mài mòn dụng cụ

- Chất lượng bề mặt của chi tiết dập rất cao do quá trình vuốt không xảy ra qua mép cạnh kim loại của khuôn vuốt, vì vậy giảm thiểu các nguyên công chỉnh sửa

- Trong quá trình tạo hình xuất hiện chất lỏng có áp suất cao tác dụng vào bề

mặt phôi làm cho biến dạng vật liệu đồng đều, giảm hiện tượng biến mỏng cục bộ, tăng khả năng biến dạng của vật liệu (nâng cao hệ số dập vuốt)

- Hình thành màng dầu bôi trơn thủy động giữa phôi và dụng cụ gia công (cối)

- Khe hở chày-cối trong dập thủy cơ có thể lớn hơn nhiều so với dập vuốt thông thường

- Có thể sử dụng một cối chất lỏng cho nhiều chi tiết khác nhau

* Nhƣợc điểm

- Có thể xảy ra sự mất ổn định ở phần mặt bích của phôi và phần bán kính cong của phần chuyển tiếp giữa mặt bích với thành vỏ thẳng đứng của chi tiết Điều này có thể gây ra các phế phẩm như hiện tượng nhăn, co, móp… ở phần vành phôi

- Phải tạo ra nguồn chất lỏng áp suất cao và điều chỉnh được giá trị áp suất trong quá trình ép vuốt

- Có thể xảy ra sự biến mỏng của phôi, nếu lượng biến mỏng này là lớn và không đồng đều, dễ xảy ra tình trạng làm rách, đứt phôi ở tiết diện nguy hiểm

Khuôn dưới được gọi là nơi cung cấp môi trường áp suất hoặc hộp chứa nước

Nó được thiết kế như một buồng áp và phục vụ như một vòng kẹp cho bộ phận riêng của cối

Hộp chứa nước được nối tới bộ điều hòa áp trong quá trình ép Để giữ chặt cối trên hộp nước một cái kẹp hoặc vòng co được sử dụng Cái vòng này có những đường rãnh, nó vận chuyển ngay lập tức chất lỏng nổi lên thông qua sự chảy tràn

Cối có một rãnh tròn ở cạnh của bán kính kéo để đặt một sợi dây giống như cái bịt polyurethane Nó được mài ở hai cạnh một góc xấp xỉ 450

khi điền vào trong rãnh làm kín Rãnh làm kín này có thể được loại ra trong trường hợp những thành phần cấu thành tròn rỗng đối xứng, có thể được cung cấp theo thiết kế của cối Những bộ phận trên của khuôn bao gồm tấm chặn và chày vuốt Tấm chặn thường là một tấm đúc, bộ phận riêng điền vào tấm chặn thì được gắn chặt vào nhau Nó chứa một vòng tròn chắn nước bắn tóe được thiết kế để chứa chất lỏng thoát ra Phần chia này của khuôn cũng hợp để nối một tấn chặn lớn hơn sẽ được

mở trong khi ép Chày vuốt được định vị ở trong tấm chặn, nó được cung cấp bởi một bộ phận mở rộng Chày mở rộng được dẫn vào trong tấm chặn Trong những khuôn được chế tạo, một thiết bị dừng cơ khí bên trong nên được cung cấp để giới hạn độ sâu dập vuốt

* Chuỗi chức năng

Máy ép được mở ra và hộp nước được điền đầy Sau khi điền phôi vào, máy

ép đóng lại và tấm chặn kẹp chặt phôi Tấm chặn ép đặt ở chế độ ép, làm kín buồng

ép và quá trình tạo hình thực sự được bắt đầu Môi trường áp suất được thiết lập như một kết quả của sự thâm nhập của chày vuốt vào trong hộp nước Trong suốt quá trình tạo hình, tấm kim loại được ép sát vào chày vuốt Trong suốt giai đoạn tạo hình, hệ thống điều khiển được kết nối với buồng áp điều khiển ứng dụng của ép thủy lực vào chức năng dập vuốt sâu

Sau khi đạt được giới hạn dập vuốt, áp suất trong buồng được giải phóng và thiết bị ép di chuyển ngược về vị trí ban đầu của nó

Hình 1.7 Sơ đồ khuôn dập thủy cơ

* Những nét đặc trưng của quá trình tạo hình thủy cơ

- Áp suất phản ứng hoạt động bên trong hộp nước bởi sự thâm nhập của chày vuốt có một sự đa dạng về hiệu ứng trong suốt quá trình tạo hình và ép kim loại được tạo hình vào chày

- Ma sát khô giữa chày và tấm kim loại khi đó được tăng lên về thực chất Như

là một kết quả, lực dập vuốt tăng tới những mức độ cao hơn mà ta quan tâm so với dập vuốt thông thường Cùng lúc đó áp suất chất lỏng trong phần bầy ra của phôi

giữa cối và chày làm cho vật liệu phình lên Biến dạng này tạo ra ứng suất căng hướng tâm và ứng suất ép tiếp tuyến

- Dập vuốt thủy cơ cho phép đạt được tỷ lệ dập vuốt lớn hơn đáng kể so với dập vuốt thông thường Trong khi tỷ lệ dập vuốt giới hạn sử dụng trong dập vuốt truyền thống là 2.0 thì đối với dập vuốt thủy cơ có thể lên đến 2.7, do đó quá trình nhiệt luyện và vuốt trung gian là không cần thiết, tạo hình hiệu quả và kinh tế là có thể đạt được giá cả về thiết bị cũng có thể giảm bởi vì giàm được số bước tạo hình không cần thiết

- Do ép phôi vào chày, nó đã làm giảm một lượng đàn hồi ngược trở lại, kích thước chính xác chi tiết sản xuất có thể đạt được Độ dày của tấm kim loại để dập vuốt thủy cơ vẫn được giữ nguyên

1.2.4 Các thiết bị dùng trong dập thủy cơ

cơ học được chuyển hóa thành năng lượng của dòng chất lỏng (áp năng), dòng chất lỏng được dẫn đến vị trí thuận lợi, sau đó được chuyển hoá thành cơ năng và truyền đến bộ phận nhận năng lượng

Trong công nghiệp, truyền động thuỷ lực đóng vai trò hết sức quan trọng, nó

có rất nhiều ưu điểm như:

- Truyền được công suất cao và lực lớn nhờ các cơ cấu tương đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao mà lại ít đòi hỏi về chăm sóc, bảo dưỡng

- Tốc độ truyền động cao

- Điều chỉnh được vận tốc làm việc vô cấp và êm dịu, dễ thực hiện tự động hóa theo điều kiện làm việc hay theo chương trình có sẵn Kết cấu gọn nhẹ, vị trí các

phần tự dẫn và bị dẫn không lệ thuộc với nhau, đường truyền sử dụng thường là các ống mềm dễ thay đổi vị trí

- Có khả năng giảm khối lượng và kính thước các thiết bị nhờ chọn áp suất thuỷ lực cao

- Nhờ bán kính nhỏ của bơm và động cơ thuỷ lực, nhờ tính chịu nén của dầu nên có thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập như trong trường hợp truyền động cơ khí

- Dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ sang chuyển động tịnh tiển của

cơ cấu chấp hành

- An toàn quá tải nhờ van áp suất

- Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế, kể cả các hệ thống thuỷ lực phức tạp và nhiều mạch, nhiều nhánh truyền

- Tự động hóa đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp bằng cách dùng các phần

tử tiêu chuẩn hóa

Tóm lại, với những ưu điểm của mình, truyền động thủy lực ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống máy phục vụ cho mọi lĩnh vực, mang lại nguồn lợi rất lớn cho các hoạt động sản xuất của con người

Truyền động thuỷ lực từ lâu đã được ứng dụng rộng rãi trong máy móc công nghiệp, đặc biệt là trong cơ khí Việc thiết kế và lắp đặt một hệ thống thuỷ lực cũng không gặp nhiều khó khăn

Hệ thống thuỷ lực trên các máy ép thuỷ lực: Dựa vào tính chất không bị nén của chất lỏng, người ta chế tạo hệ thống thủy lực trên các máy ép với lực ép rất lớn nhờ vào áp suất lớn của chất lỏng do bơm tạo ra và kích thước lớn của xylanh thủy lực Ưu điểm của máy ép thủy lực là lực ép tăng từ từ cho tới khi cho tới khi đạt được lực ép cần thiết Khi lực ép tăng dần nó sẽ giảm được tải trọng động, ứng suất phân bố tương đối đều trên toàn bộ chi tiết làm cho các chi tiết biến dạng từ từ theo

ý muốn, nó được vận dụng để uốn nguội các chi tiết

Sơ đồ dập thủy cơ và sơ đồ thủy lực của máy:

Hình 1.8 Sơ đồ của máy dập

B Các thiết bị thủy lực

Một hệ thống truyền động thuỷ lực cơ bản gồm có các thiết bị sau: Bơm dầu,

xylanh, van an toàn, van điều khiển, bình chứa….Ngoài ra trong hệ thống thủy lực

có thể có thêm các bộ phận phụ trợ như: bộ phận lọc dầu, bộ phận làm mát

Tất cả các bộ phận trong hệ thống thủy lực đều có những yêu cầu kỹ thuật nhất

định Những yêu cầu đó chỉ có thể được thỏa mãn, nếu như các thông số cơ bản của

các bộ phận ấy được lựa chọn thích hợp

Các cơ cấu chấp hành, cơ cấu biến đổi năng lượng, cơ cấu điều khiển và điều

chỉnh, cũng như các phần lớn các thiết bị phụ khác trong hệ thống thủy lực đều

được tiêu chuẩn hóa

* Bơm thủy lực

Bơm dầu là một cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để biến cơ năng thành năng

lượng của dầu (dòng chất lỏng) Trong hệ thống dầu ép thường chỉ dùng bơm thể

tích, tức là loại bơm thực hiện việc biến đổi năng lượng bằng cách thay đổi thể tích các buồng làm việc, khi thể tích của buồng làm việc tăng, bơm hút dầu, thực hiện chu kỳ hút và khi thể tích của buồng giảm, bơm đẩy dầu ra thực hiện chu kỳ nén

Ta thấy bơm bánh răng và bơm vành răng là loại có thể được sử dụng làm bơm hoặc động cơ thủy lực và hiện đang được sản xuất với số lượng lớn, trên thị trường bán nhiều và đặc biệt giá thành của loại này cũng rẻ hơn các loại máy như bơm piston dọc trục, bơm piston hướng kính hay bơm cánh quay

Các loại máy bánh răng và máy vành răng có chung ưu điểm như:

- Thể tích cấu tạo nhỏ

- Mật độ công suất lớn

- Có cấu tạo đơn giản

- Gọn và phù hợp với điều kiện sử dụng khó khăn

Trong đó, loại máy vành răng lại có nhược điểm là hiệu suất thấp, chi phí hoạt động cao Do bố trí lệch tâm lớn giữa bánh răng chủ động và vành răng trong nên với cùng một thể tích làm việc, máy bánh răng ăn khớp trong sẽ có kết cấu nhỏ gọn hơn máy bánh răng ăn khớp ngoài Ngoài ra còn cho phép chiều dài ăn khớp lớn và

do đó làm kín tốt hơn giữa vùng áp suất cao với vùng nạp cũng như giảm đáng kể tính chất xung áp suất, lưu lượng và tiếng ồn so với máy bánh răng ăn khớp ngoài Ngoài ra, máy bánh răng ăn khớp trong có xung dòng nhỏ, êm dịu, tuổi thọ cao Do những ưu điểm về cả kinh tế và kỹ thuật nêu trên ta chọn loại bơm bánh răng ăn khớp trong để sử dụng trong hệ thống thủy lực đang thiết kế

Cấu tạo chung của một máy bánh răng ăn khớp ngoài:

+ Bánh răng chủ động quay truyền cho vành răng trong quay theo Dầu thủy lực được cuốn theo không gian giữa rãnh răng và vành nạp Trên máy bánh răng ăn khớp trong cũng có cấu trúc, khe hở dọc trục và hướng kính tự lựa thủy lực Trong thực tế do yêu cầu người ta còn có thể sử dụng loại bánh răng ăn khớp trong nhiều cấp như hình vẽ dưới đây

Thông thường trong bơm bánh răng ăn khớp ngoài thì bánh răng được sử dụng

là bánh răng trụ thẳng, với các dạng răng khác nhau( răng than khai hoặc răng trochoit)

Hình 1.9 Cấu tạo chung của một bơm bánh răng

* Đường ống dẫn

Để nối các phần tử điều khiển của mạch thủy lực (các loại van) với các cơ cấu chấp hành, với hệ thống biến đổi năng lượng (bơm dầu, động cơ dầu), người ta dùng các ống dẫn, ống nối hoặc tấm nối

* Ống dẫn dầu

Yêu cầu: Ống dẫn dùng trong hệ thống điều khiển bằng thủy lực phổ biến là

ống dẫn cứng (vật liệu ống làm bằng thép hoặc đồng) và ống dẫn mềm (làm bằng vải cao su hoặc ống mềm kim loại có thể làm việc ở nhiệt độ 1350

C)

Hình 1.10 Kết cấu ống cứng và ống mềm

* Ống nối

Hình 1.11 Các loại ống nối thường dùng

- Yêu cầu của ống nối: Trong các hệ thống thủy lực, ống nối có yêu cầu tương

đối cao về độ bền và độ kín Tùy theo điều kiện sử dụng ta có loại ống nối tháo

được và loại ống nối không tháo được

- Các loại ống nối: Để nối các ống dẫn nới nhau hoặc nối ống dẫn với các phần

tử thủy lực, ta có các loại ống nối thường hay sử dụng sau là ống nối cứng và ống

nối mềm

* Van phân phối

Van phân phối được phân biệt theo chức năng là van phân phối không tiết lưu

và van phân phối tiết lưu Loại thứ nhất chỉ dùng để điều khiển khởi hành, dừng lại

và điều khiển chiều dòng dầu (chất lỏng), còn loại thứ hai có thêm các phương án khuếch đại lưu lượng Chúng cho phép thay đổi vô cấp số lượng bất kỳ các vị trí trung gian giữa hai vị trí đầu và cuối của hành trình Do đặc tính của hệ thống thủy lực thiết kế ta chọn loại van phân phối không tiết lưu

Van phân phối không tiết lưu chỉ có hai vị trí cuối cùng, không có các vị trí trung gian, chỉ điều khiển khởi hành, dừng lại và chiều của dòng dầu Nó còn được gọi là “Van phân phối có vị trí mạch xác định” hoặc là “Van phân phối đóng ngắt” Van phân phối không tiết lưu thường được tác động bằng cơ học và cũng có thể bằng điện từ hoặc thuỷ lực

Hình 1.12 Ký hiệu của các loại van phân phối

* Van giới hạn áp suất

Van giới hạn áp suất thường dùng làm van an toàn, giữ cho áp suất hoạt động của thiết bị thuỷ lực được giới hạn bởi một giá trị điều chỉnh được cho trước, để ngăn ngừa hỏng hóc tại các phần tử của thiết bị như đường ống, ống mềm, các đầu

nối… Điều kiện sau đây cần được thoả mãn: p1 < p1max

Van giới hạn áp suất có thể là van điều khiển trực tiếp hoặc van điều khiển trước Với áp suất làm việc của hệ thống là 88bar thì ta chon loại van giới hạn spa suất khoảng 100bar Khi đó áp suất trong hệ thống khi làm việc mà vượt qua giới hạn 100bar thì bơm sẽ ngừng cung cấp dầu cho động cơ Khi đó lượng dầu do van bơm cung cấp sẽ đi qua van giới hạn áp suất và trả về thùng

Hình 1.13 Cấu tạo van áp suất điều khiển trực tiếp

Tuy van điều khiển trước có ưu điểm là có thể điều khiển từ xa nhưng lại có cấu trúc phức tạp hơn, nhiều phần tử hơn nên van điều khiển trước đắt tiền hơn van điều khiển trực tiếp Do đó, ta chọn loại van gới hạn áp suất loại điều khiển trực tiếp

* Van tiết lưu

Van tiết lưu dùng để điều chỉnh lưu lượng dầu, và do đó điều chỉnh vận tốc của cơ cấu chấp hành trong hệ thống thủy lực Van tiết lưu có hai loại là van tiết lưu

cố định và van tiết lưu thay đổi được lưu lượng và có thể lắp đặt ở đường dầu vào

hoặc đường dầu ra của cơ cấu chấp hành

Hình 1.14 Cấu trúc bơm của van tiết lưu

* Thùng dầu

Về cơ bản thùng dầu cần được lựa chọn lớn đến mức có thể để dẫn nhiệt và

loại bỏ cặn bẩn, nước và không khí tan trong khoảng thời gian đủ nhỏ

Đặc điểm cấu trúc thùng dầu hở được giới thiệu theo hình 4.6, là thùng dầu chế tạo từ tôn mỏng Cửa ra 1 được gắn với một lưới lọc thô, phần cuối của đường

dẫn 1 nằm cách mặt thoáng chất lỏng thấp nhất tối thiểu là 0,2m

Hình 1.15 Bố trí các thiết bị trong thùng dầu

Cửa tách khí 3 và cửa đổ dầu 4 cần có các lưới lọc thô, cửa đổ dầu có thể được trang bị thước đo dầu Hai cửa 3 và 4 cũng có thể được bố trí kết hợp trong một cụm, thí dụ cửa thông khí được bố trí ngay trên núm cầm của cửa đổ dầu Đặc biệt quan trọng là khi bố trí tấm bình ổn dòng dầu 5, nó được lắp đặt sao cho đường dầu

về có khoảng cách đến cửa nạp là dài nhất có thể, để ngăn cách dòng dầu động và làm bình ổn dòng dầu trước cửa nạp Để tách bọt khí người ta bố trí một lưới 6 có lỗ lưới khoảng 0,5 mm và đặt dốc 300 Đường kính của đường dẫn dầu nạp và đường dẫn dầu về được tính theo yêu cầu lưu lượng với vận tốc dòng chảy đã cho

* Bộ lọc dầu

Trong quá trình làm việc, dầu không tránh khỏi bị nhiễm bẩn do các chất bẩn

từ bên ngoài vào, hoặc do bản thân dầu tạo nên Những chất bẩn ấy sẽ làm kẹt các khe hở, các tiết diện chảy có kích thước nhỏ trong các cơ cấu dầu ép, gây nên những trở ngại, hư hỏng trong các hoạt động của hệ thống Do đó trong các hệ thống dầu

ép đều dùng bộ lọc dầu để ngăn ngừa chất bẩn thâm nhập vào bên trong các cơ cấu, phần tử dầu ép

Bộ lọc dầu thường đặt ở ống hút của bơm Trường hợp dầu cần sạch hơn, đặt thêm một bộ nữa ở cửa ra của bơm và một bộ ở ống xả của hệ thống dầu ép

trên trục, tấm nọ trên tám kia Giữa các cặp lắp chen mảnh thép trên trục có tiết diện vuông

1.2.5 Chất lỏng dùng trong gia công thuỷ cơ

Chất lượng sản phẩm và độ ổn định của quá trình phụ thuộc rất nhiều vào thành phần và tính chất lý hoá của chất lỏng công tác

Khi gia công thuỷ cơ phải chọn đúng chất lỏng và phải thoả mãn các yêu cầu

cơ bản sau:

- Đảm bảo độ nhớt cần thiết và không hoá rắn ở áp suất công tác

- Đảm bảo tính chống mài mòn cần thiết

- Không tương tác với kim loại biến dạng

- Tính kinh tế rẻ và không có độc hại

Độ nhớt của chất lỏng biểu hiện khi nó chuyển động và liên quan tới sự xuất hiện ứng suất tiếp Chất lỏng có độ nhớt cao thì chảy kém và ngược lại, chất lỏng có

độ nhớt thấp thì có độ chảy lớn Đặc tính quan trọng này của chất lỏng thay đổi tuỳ thuộc vào nhiệt độ và áp suất Khi tăng áp suất thì độ nhớt tăng lên và sự thay đổi của độ nhớt phụ thuộc vào áp suất tuân theo quy luật hàm số mũ:

 = 0 eP. (1.1) Trong đó:

0 - độ nhớt của chất lỏng ở áp suất khí quyển và nhiệt độ 20 0C

p - áp suất

 - hệ số,nó phụ thuộc vào chất lỏng và nhiệt độ

Sự thay độ nhớt của chất lỏng theo nhiệt độ tuân theo quy luật hàm số mũ dưới dạng:

Ngoài hai yếu tố kể trên đối với chất lỏng công tác, thì tính bôi trơn, tính chống bắt lửa cũng như tính không sinh ra khí độc hại và tác dụng với phôi ép và dụng cụ của chất lỏng công tác cũng có ý nghĩa quan trọng trong quá trình gia công thuỷ cơ

1.2.6 Các phương pháp dập thuỷ cơ

Có nhiều cách khác nhau phân loại các phương pháp dập thuỷ cơ như dựa vào đặc điểm của phôi, dựa vào đường thoát chất lỏng, dựa vào hình dạng của sản phẩm Một trong những cách phân loại được ứng dụng nhiều nhất là dựa vào đặc điểm của phôi, theo cách phân loại này có các phương pháp ép thuỷ cơ cơ bản sau:

- Ép thuỷ cơ phôi phẳng: Phôi được sử dụng là tấm phẳng Căn cứ vào đặc

điểm biến dạng có: ép có ép biên hoặc không ép biên Căn cứ vào cách thoát ra ngoài của chất lỏng khi chịu nén: ép thủy cơ chất lỏng thoát ra ngoài bằng van tiết lưu hoặc bằng khe hở giữa phôi và dụng cụ

- Ép vuốt các phôi không gian: Có hai loại là ép xuôi (b) và ép thuận nghịch

Cũng tương tự như trong trường hợp ép thuỷ cơ phôi phẳng mà có các phương pháp pháp như trên

- Ép thủy cơ thuận nghịch: là phương pháp ép tạo hình 2 mặt xuôi và ngược

để tạo sản phẩm có độ lồi lõm khác nhau

Ngoài ra, còn có thể căn cứ vào hình dáng của sản phẩm được chế tạo để phân loại Theo cách này có ép thuỷ cơ các chi tiết đơn giản, có thể có đối xứng hoặc không và ép thuỷ cơ các chi tiết có hình dáng phức tạp…

Ép thuỷ cơ từ phôi phẳng đươc ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô, hàng không và đồ dân dụng Nó ứng dụng tạo hình các chi tiết có kích thước lớn, hình dạng phức tạp

Ép thuỷ cơ từ phôi không gian ứng dụng tạo hình các chi tiết có hình dạng phức tạp, các chi tiết gồm nhiều mặt trụ có kích thước khác nhau, mặt trụ và mặt cong, mặt trụ và mặt nón Ép thuỷ cơ thuận nghịch ứng dụng trong việc tạo hình các chi tiết yêu cầu chiều sâu ép vuốt lớn mà phương pháp ép thuỷ cơ từ phôi tấm không thực hiện được

1.2.7 Một số sản phẩm dập thủy cơ điển hình

Sản phẩm từ công nghệ dập thủy cơ có mặt trong rất nhiều lĩnh vực để phục

vụ cho nhu cầu ngày càng cao của xã hội và con người

Hình 1.18 Các chi tiết mui ôtô được dập bằng phương pháp thủy cơ

Hình 1.19 Một số dạng sản phẩm gia dụng dập bằng phương pháp thủy cơ

Hình 1.20 Một số loại sản phẩm khác dập bằng phương pháp thủy cơ

1.2.8 Tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới về phương pháp dập thủy cơ

Kiểu dập sâu truyền thống các chi tiết trên ô tô mà có diện tích mặt ngoài lớn (như mui xe, các cánh cửa hoặc nắp máy) thường tạo cho chúng khả năng chống lại vết lồi lõm kém Đó là do ở phần giữa của chi tiết có độ biến dạng thấp Độ cứng thành phần thấp gây ra ảnh hưởng tiêu cực tới khả năng chống va đập của các phương tiện Khắc phục các hiện tượng này dùng công nghệ tạo hình thuỷ cơ thì các chi tiết sẽ có khả năng phân bố ứng suất tạo hình đồng nhất và do đó sẽ nâng cao được độ bền của tiết

Phương pháp dập thuỷ cơ đặc biệt hữu hiệu trong trường hợp dập vuốt các chi tiết có hình dáng phức tạp không đối xứng và dập vuốt sâu các chi tiết đối xứng như trụ, cầu, parabol.v.v… Các dạng chi tiết đặc trưng và dụng cụ được sử dụng để tiến hành nghiên cứu thực nghiệm

Ngày nay, tại các nước phát triển như : Đức, Nhật, Mỹ, Anh, Thuỵ Điển, Pháp, Nga phương pháp dập thuỷ cơ được nghiên cứu và phát triển nhằm mục đích đáp ứng các yêu cầu của công nghiệp để sản xuất các chi tiết kim loại dạng tấm một cách kinh tế với nhiều đặc điểm riêng với các kích cỡ nhỏ Như vậy, dập thuỷ cơ là một giải pháp hữu hiệu để chế tạo các chi tiết máy hoặc trong lĩnh vực chế tạo mẫu Các chi tiết được sản xuất bằng công nghệ này rất đa dạng bao gồm từ những chi tiết dạng khung, dầm làm bằng thép chịu lực cao, cho tới các chi tiết bằng nhôm có diện tích mặt ngoài lớn

Ở Việt Nam, các doanh nghiệp tiêu biểu sản xuất và lắp ráp ô tô như Trường Hải, Xuân Kiên…cũng chủ yếu là sản xuất các chi tiết phụ trợ trong ô tô, các cụm chi tiết phức tạp khác như động cơ, hệ thống điều khiển điện tử vẫn phải nhập khẩu

Do vậy, việc nghiên cứu phương pháp này là một yêu cầu do thực tế đặt ra

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ 2.1 Trạng thái ứng suất và biến dạng khi ép thủy cơ

Phân tích sự phân bố ứng suất trong quá trình ép thuỷ cơ, nhận thấy phôi chịu một trạng thái ứng suất - biến dạng phức tạp, có nhiều điểm khác biệt so với ép vuốt thông thường Đặc biệt là khi ép vuốt thuỷ cơ có thêm thành phần ứng suất nén 3của chất lỏng, chúng luôn có hướng vuông góc với bề mặt phôi làm cho vật liệu biến dạng nén Thành phần ứng suất 3 này có ảnh hưởng lớn đến tính dẻo của kim loại, làm thay đổi sơ đồ trạng thái ứng suất - biến dạng trong phôi

Hình 2.1 Sơ đồ trạng thái ứng suất biến dạng khi dập vuốt trên chày cứng cối cứng

Hình 2.2 Sơ đồ trạng thái ứng suất biến dạng khi dập thuỷ cơ