Nghiên cứu kỹ lưỡng quá trình chồn Ống chứa thuốc nổ theo dụng cụ đã được thiết kế, chế tạo theo hình… nhận thấy rằng chi tiết Chày định vị (…) là chi tiết hết sức quan trọng: ngoài việc là chi tiết đóng vai trò làm chuẩn của bộ dụng cụ, định vị cho phôi khi thả vào thì biên dạng, bề mặt làm việc của nó đóng vai trò trong việc tăng hoặc giảm trở lực khi biến dạng và điền đầy kim loại khi chồn.
Nếu biên dạng làm việc có hình dáng như hình…, thì trở lực biến dạng rất lớn, kim loại khó điền đầy vào vị trí (gọi là vùng chết), thậm chí sẽ làm gãy chày chồn.
Biên dạng làm việc có hình dáng như hình…, thì trở lực biến dạng sẽ nhỏ hơn, kim loại điền đầy dễ dàng hơn
b) Thiết kế hợp lý c) Thiết kế chưa hợp lý
Đối với biên dạng làm việc của dụng cụ mà có diễn ra quá trình vật liệu chảy bám theo biên dạng của dụng cụ thì yêu cầu của bề mặt đó phải được đánh bóng, càng giảm hệ số ma sát càng tốt, tức là mong muốn hệ số ma sát nhỏ nhất có thể. Một trong phương pháp được áp dụng nhiều là, mạ crom cho bề mặt làm việc của dụng cụ nhằm tăng tính chống mài mòn, giảm hệ số ma sát; đồng thời, trong quá trình biến dạng kim loại phải bôi trơn cho dụng cụ nhằm giảm hệ số ma sát, giảm trở lực biến dạng của kim loại.
4.7. Tiến trình công nghệ chế tạo Ống chứa thuốc nổ, so sánh các phƣơng án 4.7.1. Tiến trình công nghệ chế tạo Ống chứa thuốc nổ đang áp dụng:
NC1: Cắt đoạn NC2: Dập tóp lần 1 NC3: Dập tóp lần 2
NC7: Dập hiệu chỉnh NC8: Chuốt NC9: Tôi, hóa già
NC10: Xén đầu, tiện ngoài sơ bộ NC11: Tiện sơ bộ lỗ
4.7.2. Tiến trình công nghệ chế tạo Ống chứa thuốc nổ theo đề xuất của tác giả (áp dụng công nghệ chồn): NC1: Cắt đoạn NC2: Dập tóp lần 1 NC3: Dập tóp lần 2
NC7: Chồn trụ NC8: Tôi, hóa già NC9: Dập hiệu chỉnh
NC10: Tiện tinh lỗ
4.7.3. So sánh hiệu quả kinh tế - kỹ thuật giữa các phƣơng án:
Hình vẽ 4.36: Sự phân bố lượng dư cho nguyên công tiện theo phương án công nghệ hiện hành
Hình vẽ 4.37: Sự phân bố lượng dư cho nguyên công tiện theo phương án chồn ống
Bảng so sánh giữa 2 phương án
Hiện hành Tác giả đề xuất (chồn ống)
1 Vật liệu chế tạo: hợp kim nhôm Д16 Д16 2 Kích thước sản phẩm, mm
(kích thước bao lớn nhất) Ф70,5x188 Ф70,5x188
3 Khối lượng của sản phẩm, kg 0,1860 0,1860 4 Kích thước phôi ống, mm
(đường kính ngoài x chiều dày x chiều dài) Ф76,5xδ5,1x188,7 Ф72,9xδ3,3x167,2
5 Khối lượng phôi, kg 0,5890 0,3292
6 Hiệu suất sử dụng vật liệu, % 31,58 56,51
7 Số nguyên công 13 11
TT Thông số công nghệ
4.8. Kết quả thực nghiệm:
4.8.1. Một số hình ảnh quá trình thực nghiệm
Thực nghiệm ép thử sản phẩm bạc nối được thực hiện trên máy ép thủy lực với bộ khuôn được thiết kế như hình 4..., kích thước các chi tiết khuôn, phôi được lấy ra từ kết quả mô phỏng số.
a) Máy ép thủy lực 315 T b) Máy ép thủy lực tự động 350 T
Phôi Ống chứa thuốc nổ và sản phẩm ép thử nghiệm được trình bày trên hình 4... đến hình 4... Sản phẩm được cắt nửa để đo các kích thước đường kính, chiều dày các đoạn và thấy rằng các kích thước này hoàn toàn đúng với các kích thước trên hình 4... Tại vị trí chồn, hướng thớ kim loại chạy dọc theo đường sinh, không xuất hiện khuyết tật gấp.
a) Ống chứa thuốc nổ sau khi chồn b) Ống chứa thuốc nổ được tiện hoàn chỉnh từ phôi chồn
4.8.2. Hình ảnh soi tổ chức kim tƣơng sau biến dạng Mẫu 1: áp dụng công nghệ chồn
(Theo tiến trình đề xuất của tác giả như mục 4.7.2: sử dụng công nghệ chồn)
Ảnh 1a: VT3 x 50 Ảnh 1b: VT3 x 200
Mẫu 2: không áp dụng công nghệ chồn
(Theo tiến trình đang áp dụng như mục 4.7.1: chỉ sử dụng công nghệ tóp)
VÞ trÝ 2 VÞ trÝ 3
* Nhận xét:
Các mẫu hợp kim nhôm có tổ chức nền là pha , tồn tại các pha liên kim nằm rải rác trong mẫu.
- Mẫu 1:
+ Các hạt bị biến dạng theo hướng vòng cung biên giới hạt rõ nét, tồn tại các pha liên kim nằm rải rác trong tổ chức hạt.
+ Ảnh 1a, 1b ở trên cho thấy tổ chức hạt tế vi có hướng thớ ôm lượn theo biên dạng của dụng cụ chồn, hướng thớ này giúp chi tiết chịu được lực kéo theo phương hướng kính và phương dọc trục tốt.
- Mẫu 2:
+ Các hạt bị biến dạng dọc theo trục của mẫu, biên giới hạt rõ nét, tồn tại các pha liên kim nằm rải rác trong tổ chức hạt.
+ Ảnh 2a, 2b ở trên cho thấy tổ chức hạt tế vi có hướng thớ dọc trục - là hướng
của quá trình ép chảy ống phôi khởi thủy; tại các mặt cắt có thay đổi về tiết diện ngang, hướng thớ này bị tiện đứt trong quá trình gia công dẫn đến chi tiết chịu được lực kéo theo phương hướng kính và phương dọc trục kém hơn so với chi tiết được gia công theo phương án chồn.
4.9. KẾT LUẬN
Đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng sản phẩm, tiết kiệm vật liệu, giảm chi phí sản xuất đòi hỏi phải tích cực nghiên cứu công nghệ dập tạo hình để chế tạo các chi tiết trong công nghiệp quốc phòng. Đối với các chi tiết rỗng như Ống chứa thuốc nổ cần phải nghiên cứu phương án công nghệ phù hợp để tránh các hỏng hóc, khuyết tật xuất hiện trên sản phẩm. Qua việc đưa ra sơ đồ công nghệ hợp lý, kết hợp ép chảy thuận và chồn phôi hợp kim nhôm Д16 ở trạng thái nguội, phân tích, tính toán công nghệ nhờ mô phỏng số quá trình biến dạng đã cho thấy, việc ép tạo hình Ống chứa thuốc nổ hoàn toàn khả thi và cho kết quả sản phẩm đạt yêu cầu.
Với các kết quả đạt được khi thực nghiệm chồn Ống chứa thuốc nổ là cơ sở cho việc thiết kế tiến trình công nghệ chế tạo hoàn chỉnh từ phôi ống khởi thủy đến
ống đã giúp đạt được mục đích vốn có của nó là chỉ cần dùng phôi ống ban đầu mỏng hơn so với công nghệ tóp để tạo ra tiết diện có chiều dày thành cục bộ lớn hơn những vị trí còn lại thông qua việc tính toán, thiết kế công nghệ hợp lý.
Qua việc so sánh hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cho thấy, khi áp dụng công nghệ chồn vào tiến trình công nghệ chế tạo Ống chứa thuốc nổ đã đạt được những hiệu quả rất tích cực, cụ thể như sau:
- Cơ tính của sản phẩm tăng lên ở vùng chồn;
- Khối lương phôi giảm 0,26 kg/sản phẩm, hiệu suất sử dụng vật liệu tăng lên gấp 1,79 lần so với phương án chỉ sử dụng công nghệ tóp ống;
- Năng suất lao động nguyên công tiện tăng khoảng 15%; - Giá thành sản phẩm giảm 61.500 đ/sản phẩm;
Từ những hiệu quả rất to lớn đạt được ở trên cả về khía cạnh kỹ thuật, đặt biệt là khía cạnh hiệu quả kinh tế, lợi ích thu được khi áp dụng công nghệ chồn nguội ống vào sản xuất Ống chứa thuốc nổ nói riêng và sản xuất các sản phẩm quân sự nói chung đã mở đường và cổ vũ cho các nhà kỹ thuật tại cơ sở sản xuất quốc phòng có niềm tin vững chắc để quyết liệt, dám thay đổi và áp dụng mạnh mẽ hơn nữa các công nghệ gia công áp lực vào sản xuất đề ngày càng nâng cao tỷ trọng gia công áp lực trong gia công cơ khí tại nơi đây.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Mậu Đằng, Phạm Văn Nghệ, Nguyễn Trung Kiên, Đinh Văn Phong, Trần Đức Cứu: Công nghệ tạo hình khối, NXB Bách khoa Hà Nội 2008.
[2] C. Yang and G. Ngaile: Preform design for forging and extrusion processes based on geometrical resemblance, Proc. IMechE Vol. 224 / 2009 Part B:
J. Engineering Manufacture
[3] Nguyễn Quang Thắng: Nghiên cứu sự hình thành khuyết tật do mất ổn định trong dập khối, LVThS trường ĐH Bách khoa Hà Nội 2011.
[4] A. B. Abdullah, S. M. Sapuan, Z. Samad, H. M. T. Khaleed and N. A. Aziz: Prediction of geometric defects in the cold embossing of AA6061 aluminum alloy by finite element analysis, Scientific Research and Essays Vol. 7(15), ISSN
1992-2248, pp. 1630-1638, 23 April, 2012.
[5] Nguyễn Tất Tiến, Lý thuyết biến dạng dẻo, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà nội 2004.
[6] Nguyễn Đắc Trung, Lê Thái Hùng, Nguyễn Như Huynh, Nguyễn Trung Kiên:
Mô phỏng số quá trình biến dạng, NXB Bách khoa Hà Nội 2011.
[7] “Simulation Of Folding Defect In Forging”, M.Poursina*, J.Parvizian
[8] "Deformation behavior of Al-4Cu-2Mg alloy during cold upset forging", J.Babu Rao, Syed Kamaluddin, J. Appa Rao, M.M.M. Sarcar, N.R.M.R. Bhargava.
[9] "Analysis of tube upsetting", Aydin Tuzun.