Ngày nay, nhiều nƣớc trờn thế giới, đó và đang ỏp dụng cú hiệu quả phƣơng phỏp dập thủy cơ để gia cụng cỏc chi tiết rỗng cú hỡnh dạng phức tạp, đặc biệt là đối với cỏc chi tiết trong nghành cụng nghiệp sản xuất ụ tụ, xe mỏy.
Hiện nay, ụ tụ là phƣơng tiện khỏ phổ biến đối với ngƣời dõn Việt Nam, tỉ lệ xe ụ tụ trờn đầu ngƣời ngày một gia tăng, cựng với đú, là nghành cụng nghiệp ụ tụ non trẻ của Việt Nam cũng đó cú những bƣớc phỏt triển, cho dự so với cỏc nƣớc trong khu vực và trờn thế giới, khoảng cỏch này vẫn cũn khỏ xa.
Đối với cụng nghệ sản xuất ụ tụ, thỡ cỏc chi tiết sử dụng cụng nghệ dập chiếm phần lớn, điều này thể hiện đƣợc vị trớ, vai trũ của cụng nghệ dập với nghành cụng nghiệp này.
Hỡnh 3.6. Cỏc chi tiết vỏ xe ụ tụ sử dụng cụng nghệ dập và dập thủy cơ
Trong cỏc sản phẩm này, thụng thƣờng, sẽ sử dụng một trong cỏc phƣơng phỏp dập nhƣ: cắt hỡnh, uốn, dập vuốt, nong lỗ, túp miệng…để chế tạo cỏc chi tiết. Với sự phỏt triển của khoa học cụng nghệ hiện nay, việc ứng dụng cụng nghệ mới,
nhằm chế tạo sản phẩm một cỏch nhanh nhất, hiệu quả cao, chất lƣợng tốt, giỏ thành hạ…luụn là điều mà ngƣời làm cụng nghệ hƣớng tới, trong đú cú cụng nghệ dập thủy lực.
Đề tài: “Nghiờn cứu cụng nghệ dập thủy lực để chế tạo cỏc chi tiết vỏ mỏng trong cụng nghiệp sản xuất ụ tụ, xe mỏy”, với hƣớng nghiờn cứu ƣu tiờn cho cỏc sản phẩm sử dụng cụng nghệ này, và chi tiết “Hộp đựng bỏnh xe Ford Everest” là một trong những sản phẩm cú tớnh ứng dụng cao của phƣơng phỏp.
Khi lƣu thụng trờn đƣờng, việc xảy ra hƣ hỏng bỏnh xe là điều khụng thể trỏnh khỏi. Vỡ vậy trờn mỗi xe luụn mang theo bỏnh dự phũng, nhất là với những loại xe đƣờng trƣờng nhƣ Everest, là điều cần thiết.
Việc thiết kế hộp đựng chịu đƣợc va đập và nhất là phải mang tớnh thẩm mỹ cao luụn là ƣu tiờn hàng đầu của hộp đựng bỏnh xe Everest.
Việc chọn phƣơng phỏp dập thủy cơ với chi tiết hộp đựng bỏnh xe ụ tụ Everest nhằm nõng cao tớnh thẩm mỹ với hỡnh dạng phức tạp, tớnh bền của sản phẩm, giảm đƣợc chi phớ gia cụng cối, và qua những sản phẩm nhƣ thế này, sẽ là tiền đề ỏp dụng cho cỏc sản phẩm cú hỡnh dạng phức tạp khỏc tƣơng tự.
Để chế tạo chi tiết, trƣớc hết cần phõn tớch, chọn vật liệu đảm bảo tớnh cụng nghệ, đảm bảo bền cũng nhƣ cỏc yờu cầu kỹ thuật khỏc. Với chi tiết này, là vật liệu 08KΠ,với cỏc chỉ số sau:
- Tỷ số giữa giới hạn chảy và giới hạn bền < 0,65 - Độ gión dài tƣơng đối > 45 %
- Độ cứng < 40 HRC
- Chiều dày vật liệu : S = 1 mm
- Khe hở chày cối: Do đõy là phƣơng phỏp dập thủy cơ nờn khi dập thỡ khe hở giữa chày và cối sẽ lớn hơn nhiều so với dập vuốt thụng thƣờng, theo kết quả thực nghiệm ta xỏc định đƣợc khe hở Z = (56)S. Do đú ta chọn Z = 5.S = 5.1= 5 (mm).
Hỡnh 3.8. Hỡnh dạng 3D của chi tiết
*) Cỏc lực cần tớnh trong quỏ trỡnh nhập mụ phỏng bằng Dynaform - Lực dập vuốt
Lực dập: Pd = F.q (tấn) (3.3) trong đú:
F – diện tớch hỡnh chiếu của dt tiếp xỳc giữa dụng cụ biến dạng và phụi, tớnh toỏn cho thấy F = 140100 mm2
q là ỏp lực riờng, đối với chiều dày s > 0,5 mm, thỡ q = 2 ữ 2,5 N/mm2
, chọn q = 2,5 N/mm2
thay cỏc giỏ trị trờn vào 3.3 ta nhận đƣợc Pd = 140100.2,5 = 350 (tấn)
- Áp lực chất lỏng tỏc động lờn bề mặt chày
Để thực hiện quỏ trỡnh dập thủy cơ đƣợc, lực phản ứng của ỏp suất tỏc dụng vào bề mặt chày phải cú giỏ trị ỏp suất đặt vào lũng cối đủ lớn để phụi vừa đƣợc giữ vừa phồng lờn trƣớc khi chày đi xuống tiếp xỳc phụi, với vật liệu gia cụng là thộp khụng gỉ nờn ỏp suất trong cối dập cú giỏ trị trong khoảng 300-1000 bar. Do đú ta chọn đƣợc ỏp suất ban đầu đặt vào lũng cối là qas = 350 bar = 35MPa
Pas = qas.Fđ
Với Fđ: Diện tớch phụi chịu tỏc động của ỏp suất đẩy Fđ = π. R2 =140100 ( mm2)
Vậy ta cú Pas = 35. 1401000= 4203020 ( N)=490 (tấn) =>Lực cần thiết để biến dạng dẻo kim loại là:
Pd = Pdv + Pas = 350 + 490 = 840 (tấn) - Lực chặn Lực chặn Q đƣợc xỏc định nhƣ sau : Q = Fc.qc (3.4) Fc là phần diện tớch vành khăn. Từ bản vẽ vật dập ta tớnh đƣợc bằng phần mềm Catia đƣờng kớnh phụi là 1500 mm Fc= π (7502 – 3452) = 1393218 mm2 qc = 0,5 N/mm2 Vậy lực chặn Q = 1393218 . 0,5 = 696609 N= 70 tấn - Chọn thiết bị
Khi chọn thiết bị ta cần chỳ ý một số điều sau:
Lực của mỏy phải lớn hơn lực cụng nghệ (Pmỏy> Pcn) để trỏnh quỏ tải về lực Cụng suất của mỏy phải lớn hơn cụng suất cần thiết của quỏ trỡnh dập để khụng bị quỏ tải về cụng suất
Ngoài hai yếu tố trờn thiết bị cũn phải đảm bảo một số yờu cầu khỏc nhƣ: Kớch thƣớc bàn mỏy phải đủ lớn để lắp đƣợc khuụn, đảm bảo về tốc độ dập, chiều cao kớn của mỏy….
Vậy theo cỏc thụng số tớnh toỏn đƣợc ta chọn thiết bị tạo hỡnh ở nguyờn cụng dập thủy cơ là mỏy ộp thủy lực đơn động 1000 tấn.
- Từ đú ta cú kết cấu khuụn dập vuốt cú kớch thƣớc lớn nờn đũi hỏi phải cú những yờu cầu đặc biệt khi tớnh toỏn thiết kế từ cỏch bố trớ gõn đỳc cho đến gia cụng cơ.
Nửa khuụn trờn, nửa khuụn dƣới cựng vành chặn đƣợc đỳc sau đú gia cụng cơ, và nhiệt luyện bề mặt tại những bề mặt làm việc. Biờn dạng của chỳng đƣợc xỏc định căn cứ vào biờn dạng của chi tiết trờn mụ hỡnh 3D.
- Thiết bị : sử dụng mỏy ộp thủy lực 1000 tấn với cỏc thụng số kỹ thuật nhƣ sau:
Lực chặn: 400 tấn . Chiều cao kớn: 1800 mm Hành trỡnh đầu trƣợt: 1400 mm Hành trỡnh đẩy: 400 mm Chiều cao từ mặt bàn lờn mặt đế : 600 mm Kớch thƣớc bàn mỏy: 3000 x 2500 mm Kớch thƣớc vựng chặn phụi: 2800 x 2000 mm *) Quy trỡnh cụng nghệ gia cụng chi tiết:
Sau khi xỏc định cỏc yếu tố liờn quan, tiến hành xõy dựng mụ hỡnh hỡnh học của chày và cối dập, hỡnh 3.9.
Hỡnh 3.9. Mụ hỡnh hỡnh học của cối và chày dập
CẮT PHễI DẬP THỦY CƠ
Cỏc phần việc tiếp theo, đú là sử dụng phần mềm mụ phỏng để tớnh toỏn và xỏc định hƣớng cụng nghệ cho phự hợp với chi tiết cụ thể, nhằm giảm thời gian gia cụng, nõng cao chất lƣợng, hạ giỏ thành sản phẩm, phần việc này, đề tài sẽ làm rừ hơn ở chƣơng 4.