Ch−ơn g
3.3.4. Nghiên cứu chế thử vỏ động cơ tên lửa bằng ph−ơng pháp miết
a) Lựa chọn ph−ơng án gia công
Để gia công chi tiết vỏ động cơ tên lửa R70 có thể sử dụng ph−ơng pháp cắt gọt hoặc ph−ơng pháp miết ép. Phôi vỏ động cơ tên lửa R70 có kích th−ớc cho nh−
hình 3.22.
Hình 3.22: Phôi vỏ động cơ tên lửa R70
Nếu sử dụng ph−ơng pháp gia công cắt gọt, việc gia công chi tiết có nhiều nh−ợc điểm so với gia công bằng miết ép:
- Do chi tiết dạng ống có lỗ sâu, thành mỏng nên khó gia công, chi phí gia công lớn.
- Năng suất thấp, l−ợng d− gia công cho cắt gọt cao dẫn đến hiệu suất sử dụng vật liệu thấp.
- Quá trình gia công không cải thiện đ−ợc cơ tính cũng nh− tổ chức của kim loại. - Quá trình tự động hoá khó khăn.
Ưu điểm của ph−ơng pháp gia công bằng cắt gọt là công nghệ phổ thông và thiết bị đã có sẵn.
Sử dụng ph−ơng pháp miết ép có những −u điểm sau:
- Có thể đảm bảo chính xác kích th−ớc và hình dạng của chi tiết gia công nhờ sử dụng trục miết.
- Do có quá trình biến dạng xảy ra trong quá trình miết nên cơ tính cũng nh−
tổ chức của kim loại gia công đ−ợc cải thiện đáng kể, đây là −u điểm chung của công nghệ gia công biến dạng nói chung và công nghệ miết nói riêng. Đặc biệt, khi miết biến mỏng các ống sẽ không còn tổ chức thớ dọc, khắc phục đ−ợc tính dị h−ớng về cơ tính, thêm vào đó hiện t−ợng hoá bền biến cứng sẽ làm tăng đ−ợc độ bền riêng, tạo cơ sở cho yêu cầu giảm trọng l−ợng.
700
- Năng suất cao nhờ tập trung nguyên công và giảm đ−ợc các b−ớc gia công không cần thiết nh− khi gia công cắt gọt.
- Tiết kiệm đ−ợc vật liệu gia công.
- Có thể tự động hoá đ−ợc một phần quá trình gia công. Nh−ợc điểm của ph−ơng pháp gia công miết ép là:
- Máy móc thiết bị và dụng cụ ch−a sẵn có phải chế tạo máy chuyên dùng. - Công nghệ miết còn khá mới mẻ ở Việt nam nên ch−a có nhiều kinh nghiệm trong cả qúa trình chế tạo thiết bị cũng nh− triển khai công nghệ miết.
So sánh −u, nh−ợc điểm của hai ph−ơng pháp gia công trên chúng ta thấy rằng khi chế tạo vỏ động cơ R70 sử dụng ph−ơng pháp gia công bằng miết ép có nhiều −u điểm hơn về chất l−ợng, năng suất và có hiệu quả kinh tế cao đặc biệt đối với việc sản xuất hàng loạt. Việc đi sâu nghiên cứu gia công bằng miết ép cũng là một đòi hỏi tất yếu để phát triển nó ở n−ớc ta. Với những đặc điểm nh− vậy nên nhóm đề tài chọn ph−ơng pháp gia công chi tiết vỏ động cơ tên lửa R70 bằng ph−ơng pháp miết ép.
b) Lựa chọn phôi và xây dựng tiến trình công nghệ
Căn cứ vào hình dạng chi tiết là dạng ống thành mỏng, lỗ sâu về một phía, đoạn còn lại ngắn, t−ơng đối dày (để gia công ren) và có vách ngăn giữa hai đoạn. Nh− vậy không thể miết từ phôi phẳng đ−ợc mà phôi đầu vào đã phải có dạng cốc 2 đầu có vách ngăn ở giữa. Sau khi tính toán, chọn phôi để miết có kích th−ớc nh−
hình vẽ (hình 3.23). Phôi này đ−ợc ép chảy từ phôi đúc ở nhiệt độ T0= 3800C.
Hình 3.23: Phôi cho miết vỏ R70
Sau khi tính toán xây dựng đ−ợc tiến trình công nghệ gia công vỏ động cơ tên lửa R70 nh− sau:
Hình 3.24: Tiến trình công nghệ gia công vỏ động cơ tên lửa R70 c) Gia công nhiệt trong quá trình miết
Với phôi làm từ vật liệu hợp kim nhôm hoá bền nhiệt (2024), để cải thiện cơ tính và tổ chức vật liệu có một số ph−ơng pháp gia công kết hợp quá trình biến dạng và quá trình gia công nhiệt đ−ợc gọi là gia công cơ - nhiệt luyện. Có thể nêu một số dạng chính nh− sau:
- Gia công cơ - nhiệt luyện dạng 1 (CNL1) – tổ hợp của quá trình hoá già với biến dạng nguội.
- Gia công cơ - nhiệt luyện dạng 2 (CNL2) – kết hợp quá trình tôi gia công biến dạng ở nhiệt độ cao.
- Gia công cơ - nhiệt luyện dạng 3 (CNL3) – tổ hợp gia công nhiệt (tôi và hoá già) với biến dạng dẻo, thực hiện tr−ớc khi nung đến trạng thái tôi.
Xuất phát từ tính công nghệ miết của hợp kim 2024 và yêu cầu kỹ thuật của vỏ động cơ, đề tài chỉ nghiên cứu ứng dụng gia công cơ - nhiệt luyện dạng 1.
ảnh h−ởng của biến dạng đến quá trình hoá già hợp kim 2024 đ−ợc nêu ở hình 3.25 và 3.26 [18].
Khi biến dạng tăng lên hiệu quả hoá già có xu h−ớng tăng. Với mức độ biến dạng 15% thì sau 72 giờ độ bền của HKN đạt từ 30-32 kG/mm2
Khi biến dạng tới 35% trong thời gian này độ bền đạt tới 37 kG/mm2, còn khi mức độ biến dạng đạt tới 45-50% độ bền đạt tới 38-41 kG/mm2. Thực tế, thời gian hoá già đạt độ bền tối đa của HK 2024 đã đ−ợc rút ngắn lại từ 93 giờ xuống còn
Nấu luyện HK 2024 Đúc phôi ủ đồng nhất ép chảy
Xử lý nhiệt Miết b−ớc 1 Tôi Miết b−ớc 2
Hình 3.25: ảnh h−ởng của biến dạng nguội ở trang thái sau tôi đến quá trình hoá già HK nhôm 2024
Hình 3.26: ảnh h−ởng của biến dạng nguội đến cơ tính của HK 2024sau khi hoá già ở 1850C trong 8 giờ
Các dạng cơ-nhiệt luyện ở nhiệt độ thấp cho trong hình 3.27 [17]
Hình 3.27: Các dạng cơ-nhiệt luyện ở nhiệt độ thấp
A- Nung, giữ nhiệt và tạo hình bằng gia công áp lực.
B- Kết hợp hoá già và biến dạng nguội. 1) Nung và giữ tr−ớc khi tôi