Nguyên công chồn thường thực hiện với 2 dạng phôi điển hình đó là phôi đặc và phôi rỗng. Sơđồ nguyên công được biểu diễn bằng hình dưới đây.
Chồn phôi đặc Chồn phôi rỗng
Hình 2.4 Sơđồ nguyên công chồn phôi
Thực tế khi nghiên cứu về nguyên công chồn có khả năng mất ổn định khi: Khi tỉ lệ chiều cao phôi với đường kính phôi quá lớn sẽ dẫn đến hiện tượng mất ổn định, ngoài ra còn do bề mặt của chi tiết ngậm xỉ hày còn do chi tiết là chi tiết rỗng thành quá mỏng mà vì thế khi chồn có thể xảy ra khuyết tật “gấp”. Dưới đây là hình ảnh về chồn một chi tiết hình trụ có chiều cao ban đầu là 100mm. Quá trình chồn được tiến hành qua 6 bước để phôi đạt chiều cao sau cùng là 41mm.
Kết quả cuối cùng của quá trình chồn đó chúng ta thấy sản phẩm có dạng hình tang trống không bị cong vênh nứt vỡ, thỏa mãn các điều kiện về chồn tức là chiều cao của chi tiết giảm đi và đường kính của chi tiết tăng lên.
30
Hình 2.5 kết quả sau các quá trình chồn phôi
Ngược lại khi ta tiến hành chồn phôi có đường kính tương tự nhưng với chiều cao là 150mm. Khi chồn chi tiết xuống độ cao còn 118mm. Ta thấy đường kính của chi tiết tăng không đáng kể và chi tiết bị cong và đây cũng chính là một trong những khuyết tật khi chồn phôi do tỉ số giữa chiều cao và đường kính của chi tiết quá lớn. Nếu ta tiếp tục chồn chi tiết đó phôi sẽ tiếp tục bị cong và sẽ xảy ra hiện tượng chi tiết bị khuyết tật “gấp”.
31
Hình 2.6 Phôi bị cong do mất ổn định trong quá trình chồn.
Chúng ta càng thấy rõ hơn khi chồn một chi tiết bu lông với đường kình bé và chiều cao lớn (tỉ số giữa đường kình và chiều cao rất nhỏ). Sau khi chồn xong Bu lông bị cong, trên phần mũ của Bu lông do chịu lực lớn trong quá trình ép bị nứt do kim loại biến dạng không đều dồn nén cục bộ gây nên.
Hình 2.7 Sản phẩm Bu lông bị khuyết tật sau khi chồn
Để khắc phục hiện tượng này khi chồn Bu lông người ta sẽ tiến hành chồn qua từng bước và chồn cục bộ. Cụ thể là người ta tiến hành chồn phần mũ của Bu lông trước nhờ các khuôn hình côn để tạo ra các dòng chảy kim loại đồng đều, lực ép nhỏ nhờ thế mà sự biến dạng của kim loại ở các vùng là gần như nhau. Kết quả chi tiết không bị khuyết tật. như hình dưới.
32
Hình 2.8 Quá trình dập Bu lông
Qua nghiên cứu về nguyên công chồn người ta thấy rằng việc chồn cục bộ chi tiết tức là khi chồn ta tiến hành theo từng bước sẽ tránh được hiện tượng mất ổn định trong chi tiết được thể hiện rất rõ qua hai trường hợp sau đây: Với trường hợp một ta tiến hành chồn đai ốc với chiều cao l/d = 7 thì ta phải tiến hành chồn qua 3 bước. ta thấy sản phẩm thu được không có khuyết tật
33
Với trường hợp hai khi chồn chi tiết là đinh tán để tạo ra sản phẩm không khuyết tật ta phải tiến hành chồn qua 5 bước
Hình 2.10 khi tỷ số chồn l/d = 12 thì cần thiết phải chồn 5 bước.
Tóm lại để khắc phục hiên tượng mất ổn đinh khi chồn phôi trụ đặc hoặc rống bằng việc mô phỏng và qua sự nghiên cứu người ta thấy rằng:
¾ Chồn nóng phôi không xảy ra quá trình truyền nhiệt từ phôi sang dụng cụ gia công và từ phôi cũng như dụng cụ gia công ra môi trường nên tính dẻo của phôi gần nhưđược giữ nguyên như vậy vật thể sẽ biến dạng đồng đều
¾ Nếu không có ảnh hưởng của ma sát thì chắc chắn biến dạng sẽđồng đều và sau quá trình chồn, phôi sẽ có hình trụ mà không bị phình tang trống
¾ Nếu ho/do ≤ 2,5 thì khi chồn phôi không xảy ra hiện tượng phôi bị mất ổn định và chi tiết không bị khuyết tật.
¾ Nếu ho/do > 2,5 Khi chồn phôi sẽ xảy ra hiện tượng mất ổn đinh và xuất hiện các khuyết tật trong đó các khuyết tật gấp. Để khắc phục hiện tượng đó khi thiết kế khuông người ta sẽ tạo ra các phần khuôn có dạng hình côn để làm đều dòng chảy kim loại và phôi biến dạng ở các phần là tương đương. Việc chế tạo khuôn tối ưu được thể hiện bằng hình vẽ và các thông số của khuôn ứng với các trường hợp được tra theo bảng ở dưới.
34
Hình 2.11 Khuôn trên có dạng côn để tránh mất ổn định khi chồn
Upsetting Ratio = h0/d0 Cone Angle 2α in deg. Guide Length a in mm Conical portion c in mm 2.5 15 0.6 d0 1.37 d0 3.3 15 1.0 d0 1.56 d0 3.9 15 1.4 d0 1.66 d0 4.3 20 1.7 d0 1.56 d0 4.5 25 1.9 d0 1.45 d0
Tuy nhiên trong các nghiên cứu trước đây người ta mới chỉ để cập đến hiện tượng mất ổn định và cách khắc phục nó khi chồn phôi đặc còn phôi rỗng lại rất ít để cập đến hoặc rất mờ nhạt. Một trong những nguyên nhân gây mất ổn định khi chồn phôi rỗng là do đường kính lỗ phôi lớn hay do thành chi tiết phôi trụ rỗng đó mỏng. Và để thấy rõ điều đó chúng ta sẽ cùng tìm hiểu trong chương sau của luận văn.
35