mềm DEFORM
4.2.1 Mô hình hình học
Từ các kết quả nghiên cứu ở trên ta thấy để tạo ra được chi tiết bánh răng côn răng thẳng như ở trên.ta cần phải quan tâm đến các yếu tố đó là : Hình dáng kích thước của phôi, kết cấu của khuôn tạo hình, các thông số đầu vào, các điều kiện biên...
Trước hết ta đi tính toán hình dạng của phôi tạo thành chi tiết và các thông số
công nghệ của chi tiết, để đưa ra các cấu tạo của khuôn dập để đạt được độ chính xác cho chi tiết , và đảm bảo cơ tính bề mặt của chi tiết và đảm bảo sao cho qua ít nguyên công nhất. đây cũng là một trong những bài toán về chồn phôi ống để tạo thành sản phẩm như hình vẽ bên dưới.
Tiếp đến để tạo thành một sản phẩm hoàn chỉnh không có khuyết tật ta phải thiết kế một bộ khuôn thật hợp lí và chính xác. Do đặc thù của quá trình tạo hình trong quá trình dập rất có thể xảy ra các khuyết tật cho vật dập như : kim loại không
điền đầy lòng khuôn, rỗ sỉ, bị gấp nếp, bị nứt, gãy vỡ...Do đó hình dáng và kết cấu của khuôn quyết định phần lớn đến chất lượng sản phẩm. Ví dụ như trong trường hợp này để tránh xảy ra hiện tượng ’’gấp ‘’ nếp khi dập ngoài việc tính toán hình dáng kích thước phôi hợp lí thì khuôn được tạo những góc nghiêng từ 2÷30để tránh hiện tượng dòng chảy kim loại thay đổi đột ngột nhờđó mà kim loại dễ dàng được
76
Hình 4.6 Kết cấu khuôn khi dập bánh răng côn răng thẳng
4.2.2 Mô hình lưới phần tử
Ta chia tương tự như trong phần mô phỏng quá trình dập chi tiết ống nối ở
77
4.2.3 Kết quả mô phỏng
Hình 4.7 Đồ thị lực trong dập tạo hình bánh răng côn răng thẳng
4.2.4 Đánh giá kết quả sau khi dập chi tiết bánh răng côn răng thẳng
Như vậy thông qua quá trình mô phỏng dập chi tiết bánh răng côn răng thẳng
ở trên, Quá trình tạo ra sản phẩm không xảy ra hiện tượng mất ổn định. Từ đó chúng ta có thể thấy được kết quả mô phỏng hoàn toàn phù hợp với lí thuyết ở các chương đã nghiên cứu trước đây.
4.3 Kết luận
Như chúng ta đã kết luận một trong những khuyết tật trong quá trình dập khối nói chung và quá trình chồn nói riêng đó là khuyết tật “gấp”. Khuyết tật này không những ảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc của chi tiết, mà còn không hề dễ dàng phát hiện muốn phát hiện được phải nhờ vào quá trình siêu âm. Thông qua việc đánh giá kết quả mô phỏng chúng ta có thể dễ dàng tìm ra khuyết tật đó nhờ vậy người thiết kế có thể thay đổi các thông sốđầu vào để xác định phương án công nghệ tối ưu. Khi phân tích, người kỹ sư công nghệ hoàn toàn có thể dựa vào phân bốứng suất, biến dạng cũng như dòng chảy của kim loại để tránh các vùng tập
78
chung ứng suất, vùng vật liệu khó biến dạng, nó sẽ làm cho chất lượng sản phẩm không cao. Trong trường hợp này chỉ cần thay đổi các kích thước hình học của dụng cụ (như bên trên) gia công cũng như các điều kiện biến dạng sao cho phù hợp.
Dựa vào kết quảđã nghiên cứu được và ứng dụng phần mềm DEFORM mô phỏng số quá trình chồn phôi ống ở trạng thái nguội cho phép chúng ta đánh giá
được tổng quát quá trình biến dạng. Vì vậy có thể tránh các ảnh hưởng xấu tới chất lượng sản phẩm, tránh được hiện tượng mất ổn định khi chồn phôi ống. Nhờ vậy người kỹ sư có sự tính toán tối ưu nhất khi chế tạo phôi và thiết kế khuôn khi chồn các phôi dạng ống.
79
KẾT LUẬN
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn của ngành công nghiệp cơ khí nói chung và ngành gia công áp lực nói riêng về việc giảm chi phí đầu vào cho quá trình sản xuất (năng lượng, vật liệu, nhân công...). Với mục đích nhằm tạo ra các sản phẩm có chất lượng về mặt kĩ thuật, song bên cạnh đó người thiết kế còn mong muốn tạo ra một sản phẩm có tính cạnh tranh cao về mặt kinh tế. Xét thấy trong thực tế có rất nhiều chi tiết máy được gia công để tạo phần lỗ rỗng. Nhưng từ trước đến nay những chi tiết đó chủ yếu được tạo hình từ phôi đặc và sau đó phải sử dụng thêm một số nguyên công để gia công lỗ rỗng đó. Quá trình làm như vậy sẽ làm tăng thêm rất nhiều chi phí và thời gian, không những vậy còn làm cho độ bền của chi tiết giảm đi. Gây nguy hiểm trong quá trình làm việc.
Qua thực tế đó người ta đặt ra yêu cầu cần thiết phải nghiên cứu công nghệ để tìm ra công nghệ phù hợp. Ở phần đầu của luận văn đã đề cập đến vấn đề khi tiến hành tạo hình các chi tiết bằng công nghệ dập khối, thường xuất hiện khuyết tật, đặc biệt là khuyết tật “Gấp” – một trong những khuyết tật khó phát hiện và ảnh hưởng lớn nhất đến độ bền và tuổi thọ của chi tiết máy. Khuyết tật đó xuất hiện rất nhiều khi tạo hình sản phẩm từ phôi rỗng. Bởi vậy chúng ta cần phải khảo sát và xem xét nguyên nhân gây ra khuyết tật, để từđó tìm ra biện pháp loại bỏ chúng.
Với những lý do trên chúng ta phải nghiên cứu sự hình thành khuyết tật, trong luận văn này đã khảo sát sự hình thành khuyết tật trong các nguyên công công nghệ cơ bản. Để từđó đi vào nghiên cứu sự hình thành khuyết tật “Gấp”- Một trong những khuyết phổ biến nhất và nguy hiểm nhất lại khó phát hiện hơn cả. Khi tạo hình phôi ống, nhất là khi chúng ta chồn và dập khối chi tiết rỗng. Để nghiên cứu về
sự hình thành khuyết tật đó khi chồn phôi ống bằng thực tế là điều vô cùng khó khăn bới vậy trong luận văn này chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu bằng mô phỏng với phần mềm DEFORM. Thông qua phần mềm DEFORM để chúng ta xây dựng mô hình bài toán chồn phôi ống. Và từ kết quả ta thu được sau quá trình mô phỏng đó ta áp dụng vào bài toán dập khối với quá trình dập chi tiết ống nối và chi tiết bánh
80
răng côn răng thẳng. Qua kết quả mô phỏng ở hai bài toán đó chúng ta có thể kết luận được rằng thực tế chúng ta hoàn toàn có thể tạo ra được các chi tiết dạng ống bằng công nghệ dập khối mà không phải dùng thêm bất kì một nguyên công nào nữa. Từ đó có thểđưa ra phương pháp phù hợp để tránh khuyết tật gấp khi chồn và dập khối các chi tiết rỗng. Nhờ thế chúng ta có thể tạo ra được những sản phẩm chất lượng cao với chi phí hợp lí để từđó năng cao được tính cạnh tranh.
81
LỜI CẢM ƠN
Sau hai năm học tập và nghiên cứu tại Bộ môn Gia công áp lực – Viện Cơ khí - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, với sự chỉ dẫn tận tình của các Thầy, Cô giáo, sự giúp đỡ nhiệt tình của bạn bè và sự nỗ lực cố gắng của bản thân, tôi đã hoàn thành luận văn Tốt nghiệp Cao học và đạt những kết quả mong muốn.
Nhân dịp hoàn thành luận văn Cao học, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tất cả các Thầy, Cô giáo trong Bộ môn, Khoa và Trường đã tận tình giúp đỡ, động viên, tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành khoá học của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy giáo PGS - TS. Nguyễn Đắc Trung, đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong việc thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cám ơn các thầy giáo phản biện đã đọc luận văn và đóng góp cho tôi những ý kiến quý báu và bổ ích.
Nhân đây, tôi cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới Cha, Mẹ, gia đình và các bạn bè thân thiết đã giúp đỡ, động viên, tôi trong học tập cũng như trong trong cuộc sống. Nếu không có sựủng hộ này thì tôi cũng không đạt được kết quả tốt đẹp như ngày hôm nay.
Xin kính tặng luận văn cho Cha, Mẹ và gia đình tôi.
Tác giả
82
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Boroomand, B., Parvizian, J. and Pishevar, A.R. (2002), “Contact Modeling in Forging Simulation”, Journal of Materials Processing, Vol. 125/126, pp. 583-587.
2. Fourment, L., Balan, T. and Chenot, J.L. (2001), Manufacturing systems processes, chapter 5, C.R.C. Press.
3. Goldberg, E.D. (1989), “Genetic Algorithms in SearchOptimization and Machine Learning”, Addison-Wesley, Reading, MA, U.S.A. 4. Hallquist, John O. (1998): LS – DYNA Theoretical Manual,
Livermore Software Technology Corporation, Livermore.
5. Holland, J.H. (1975), “Adaptation in Natural and Artificial Systems”, the University of Michigan Press, Ann Arbor, MI, U.S.A. 6. Kobayashi, S., Oh, S.I. and Altan, T., Metal Forming and the Finite
Element Method, Oxford University Press, 1989.
7. Kusiak, J. and Thompson, E.G. (1989), “Optimization techniques for extrusion die shape design”, Numerical Method in Industrial Forming Processes, Thompson, Wood, Zienkiewicz, Samuelsson (eds), Balkema/ Rotterdam / Boston, pp. 569-574.
8. Michalewicz, Z. (1992), “Genetic Algorithms + Data Structures = Evolution Programs”, Springers, Berlin/Heidelberg.
9. Nguyen Dac Trung (2006): Research on contact problem during
hydroforming by FE-method, Journal of Science & Technology N0
55, pp. 69-72.
10. Roy, S. (1994), “An Approach to Optimal Design of Multi-Stage Metal Forming Processes by Micro Genetic Algorithms”, Ph.D. Dissertation, Ohio State University, U.S.A.
11. “Simulation Of Folding Defect In Forging”, M.Poursina*, J.Parvizian.
83
12. Sousa L.C., Castro C.F., António C.A.C. and Santos A.D.(2002), “Inverse Methods Applied to Industrial Forging Processes”, Int. J. Forming Processes, Vol. 4, pp. 463-479.
13. Phạm Văn Nghệ, Nguyễn Như Huynh, (2005), Ma sát và bôi trơn trong gia công áp lực, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà nội, Hà nội.
14. Nguyễn Trọng Giảng (2004), Thuộc tính cơ học của vật rắn, Nhà
xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà nội.
15. Nguyễn Tất Tiến, Lý thuyết biến dạng dẻo, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà nội 2004.
16. Nguyễn Tất Tiến, Nguyễn Đắc Trung (2006), Lý thuyết dập tạo hình, Nhà xuất bản Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội.