Hình 7.1: Bản vẽ 3D dao miết
Hình 7.2: Bản vẽ chi tiết 2D dao miết
Kiểm nghiệm:
+Bước 1: Đặt lực vào chi tiết là 200N theo phương Z ( tham khảo từ catalog của máy
+ Bước 2: Mô phỏng:
Hình 7.3: Kết quả mô phỏng ứng suất tối đa
Hình 7.4: Kết quả mô phỏng chuyển vị thẳng đứng theo Z
- Ứng suất tối da mà dao phải chịu trong suốt quá trình miết là 11,93 MPa
Kết luận: Ứng suất tối đa nhỏ hơn ứng suất cho phép rất nhiều nên dao thỏa mãn điều kiện bền và biến dạng của dao nằm trong vùng biến dạng đàn hồi nên ta kết luận dao đạt yêu cầu về độ bền.
7.1.3 kiểm nghiệm phần cụm gá PZT
- Theo quan sát trong quá trình thiết kế ta nhận biết được chi tiết (5) tấm đỡ trên PZT
là chi tiết phải chịu phản lực từ trục Z nhiều nhất nên ta tiến hành kiểm nghiệm bền chi tiết này.
Hình 7.5: Hình ảnh 3D chi tiết tấm đỡ PZT
Kiểm nghiệm:
-Bước 1: Đặt lực: Ta chọn lực đặt vào chi tiết là 200N (tham khảo từ catalog của máy
miết).
- Bước 2: Mô phỏng:
Hình 7.8: Kết quả mô phỏng về ứng suất tối đa
-Sau khi mô phỏng ta thấy được phần chịu ứng suất lớn nhất trên chi tiết là phần lỗ gá trên của pzt được gá bằng Ốc lục giác M8 là 3,613 MPa thấp hơn rất nhiều so với ứng suất bền cho phép là 275MPa.
-Phần lỗ lắp ốc ta thấy được phần lực mà lỗ ốc gánh chịu cũng chỉ khoảng 2,891 MPa
thấp hơn rất nhiều so với ứng suất bền của ốc lục giác
- Chuyển vị (biến dạng ) lớn nhất ở phần gá lục giác cũng rất nhỏ ( 8,526.10-4 mm)
Bảng 7.2: Cơ tính của bu lông lục giác tiêu chuẩn ISO 898-1.
+ Bước 3: kết luận: chi tiết và ốc hoàn toàn đủ bền trong suốt quá trình gia công với
7.2 Kiểm nghiệm bộ gá đo lực Loadcell
Hình 7.10: Mô hình 3D loadcell
- Trong suốt quá trình khảo sát miết có dao động ta cần biết được chính xác lực tác dụng lên bề mặt phôi nên ta cần dùng 1 thiết bị có thể do lực là Loadcell nên ta cần kiểm nghiệm bền của Loadcel.
+ Bước 1: Đặt lực 200N tác dụng theo phương Z vào phần chịu tác động lực khi miết.
+ Bước 2: Mô phỏng:
Hình 7.12: Kết quả mô phỏng ứng suất tối đa
- Sau khi mô phỏng ta thấy được lực tác động lớn nhất đối với loadcel chỉ là 100,3 MPa cũng chính là lực mà ốc lục giác M4x30 phải gánh chịu
- Chuyển vị thẳng đứng tối da là 0,253 mm cũng rất nhỏ
+Kết luận: Cả loadcell và ốc đều đủ bền để trong suốt quá trình miết dao động không
tạo ra biến dạng gây hư hỏng.
7.3 Nghiểm nghiệm tổng cụm gá Loadcell
Hình 7.14: Bản vẽ lắp 3D bộ gá loadcell
-Qúa trình mô phỏng bằng cách chung ta tạo một lực 200N vào đầu PZT và mô phỏng
với toàn bộ bộ gá loadcell ta được két quả sau:
- Ứng suất tối đa nằm ở phần tiếp xúc giữa loadcell và thân của đồ gá nơi được xem như là gối đỡ lực theo phương Z là 51,87 MPa.
- Ứng suất ngay tại vị trí lắp ốc chỉ rơi vào khoảng 17 MPa.
- Biến dạng tối đa của loadcel trong khoảng thời gian miết chỉ là 0,07694 mm.
Hình 7.16: Chuyển vị tối đa ở loadcell
-Kết luận: Loadcell hoàn toàn ổn định trong suốt quá trình miết.
+ Thân đồ gá cụm cân:
Hình 7.18: Chuyển vị tối đa ở thân loadcell
- Ứng suất tối đa phải chịu nằm ở phần gối đỡ trong suốt quá trình miết là 29,74
MPa.
- Biến dạng trong suốt quá trình miết chỉ là 0.008373 mm.
+ Kết luận: thân đồ gá đảm bảo độ bền cũng như không có biến dạng gây hư hỏng
trong suốt quá trình miết
+ Đế đồ gá:
Hình 7.20: Chuyển vị tối đa ở thân loadcell
- Áp lực tối đa mà đế đồ gá phải gánh chịu chỉ là 2 MPa
- Áp lực tối đa đặt lên con trượt rãnh nhôm là 3,071 MPa
-Biến dạng tối đa của đế đồ gá và bàn gá nhôm là rất nhỏ
+ Kết luận:
- Phần đế đồ gá và bàn gá đều đạt tiêu chuẩn bền trong suốt quá trình miết không gây
ra biến dạng hư hỏng ảnh hưởng đến quá trình kiểm nghiệm lực miết
- Cả cụm đồ gá loadcell đều có cơ tính tốt không có vấn đề về độ bền cũng như biến
CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 8.1 Kết luận
- Với sự tính toán, thiết kế và qua sự phân tích kiểm nghiệm trên các phần mềm cho
mô hình miết PZT đã thỏa mãn được độ bền, uốn. Nhóm đã tiến hành miết thử sản phẩm hình nón cụt kết hợp với tần số và biên độ của PZT do giáo viên hướng dẫn cung cấp. Dưới đây là sản phẩm được miết bằng PZT có tích hợp dao động.
Hình 8.2: Sản phẩm miết không có dao động.
- Có thể thấy được mắt thường và so sánh 2 sản phẩm giữa miết dao động và miết
không có dao động có sự khác nhau hoàn toàn. Miết không dao động có bề mặt không được được bóng do sự ma sát lớn giữa dao và dụng cụ phát sinh nhiệt lớn, gây hiện tượng dính bết phoi lên dụng cụ miết cũng như bề mặt sản phẩm , làm giảm tuổi bền dụng cụ đồng thời làm giảm chất lượng sản phẩm do quá trình tiếp xúc tỏa nhiệt một cách liên tục.
- Còn miết có dao động thì sản phẩm có bề mặt sáng, bóng hơn do quá trình rung siêu
âm đã giải quyết các vấn đề mà miết không có dao động để lại.
- Cải thiện bề mặt
- Cải thiện độ chính xác của chi tiết
- Cải thiện tỷ lệ hình thành
- Cải thiện khả năng dịnh dạng
8.2 Hướng phát triển.
- Có thể thay thế các phương pháp miết thông thường.
- Nghiên cứu được thông số pzt phù với sự rung động trong quá trình miết để có thể
cải thiện sản phẩm ngày càng tốt hơn.
- Triển khai ứng dụng công nghệ miết trên máy phay CNC tại phòng thí nghiệm, phục
vụ cho công tác nghiên cứu tại trường và hỗ trợ cho doanh nghiệp (ứng dụng đồ gá để gia công sản phẩm tại các công ty nhỏ vừa, các công ty liên quan đến gia công tạo hình, liên quan đến đồ gia dụng…).
- Phương pháp này nếu được nghiên cứu đầy đủ và hoàn chỉnh thì khả năng ứng dụng
rất cao, nhất là trong thời đại ngày nay – thời đại mà sự linh hoạt hóa quá trình sản xuất là yêu cầu cấp thiết.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Trong nước:
[1] Ths Trần Việt Thắng, Báo cáo khoa học: Nghiên cứu công nghệ miết ép phục
vụ chế tạo các chi tiết có kết cấu đặc biệt, chịu áp lực cao trong sản xuất vũ khí.
[2] PGS.TS Nguyễn Thanh Nam, Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy CNC tạo
mẫu bằng công nghệ ISF, 2013.
[3] Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến khả năng biến dạng vật liệu kim loại tấm trong gia công bằng phương pháp tạo hình gia tăng SPIF ở nhiệt độ cao.
[4] Ứng dụng công nghệ miết trong chế tạo bình khí công nghiệp.
- Nước ngoài:
[5] A. Attanasio, E. Ceretti, C. Giardini, “Optimization of tool path in two points
incremental forming”, Journal of Materials Processing Technology 177 (2006)
[6] Carlos Felipe Guzmán, Jun Gu, Joost Duflou, Hans Vanhove, Paulo Flores,
Anne Marie Habraken, Study of the geometrical inaccuracy on a SPIF two-slope
pyramid by finite element simulations, 2012.
[7] Crina Radu, Effects of process parameters on the quality of parts processed
by single point incremental forming: International Journal of Modern Manufacturing Technologies, ISSN 2067–3604, Vol. III, No. 2, 2011.
[8] Chenhao Wang, William J.T. Daniel, Haibo Lu, Sheng Liu, Paul A. Meehan,
FEM Investigation of Ductile Fracture Prediction in Two-Point Incremental Sheet Metal Forming process, 2017.
[9] David William Adams, Improvements on Single Point Incremental Forming
through Electrically Assisted Forming, Contact Area Prediction and Tool Development.: Queen's University, Kingston, Ontario, Canada, 2013.
[10] Edward Leszak “Apparatus and Process for Incremental Dieless Forming”
Ser.No.388.577 10 Claims (Cl. 72-81)
[11] Erika Salem, Jaekwang Shin, Maya Nath, Mihaela Banu, Alan I. Taub,
Investigation ofThicknessVariationinSinglePoint Incremental Forming, 2016[12] Erika
Salem, Jaekwang Shin, Maya Nath, Mihaela Banu, Alan I. Taub, Investigation
ofThicknessVariationinSinglePoint Incremental Forming, 2016
[12] Fan, G., Gao, L., Hussain, G., Zhaoli, Wu, Electric hot incremental forming:
a novel technique.: International Journal of Machine Tools and Manufacture, 48 (15), p. 1688-1692, 2008.
[13] G. Ambrogio, S. Bruschi, A. Ghiotti, L. Filice, Formability of AZ31 magnesium alloy in warm incremental forming process., 2009.
[14] Yogesh Kumar, Santosh Kumar Experimental and analytical evaluation of
Incremental Sheet Hydro-Forming strategies to produce high forming angle sheets.
[15] G. Ambrogio, V. Cozza, L. Filice, F. Micari, “An analytical model for
improving precision in single point incremental forming”, Journal of Materials Processing Technology (2007)
[16] Giuseppina Ambrogio, Giuseppe Ingarao, Francesco Gagliardia, Rosa Di
Lorenzo, Analysis Of Energy Efficiency Of Different Setups Able To Perform Single
Point Incremental Forming (SPIF) Processes, 2014.
[17] GSK CNC equipment in distributing cnc equipment
[18] Hagan, E., Jeswiet, J., 2003. A review conventional and modern single point
sheet metal forming methols. In: Proc. Of the ImechE – Journal of Engineering Manufacture – part B. Vol.21
[19] M. Rauch, J.Y. Hascoet, J.C. Hamann, Y. Plennel, A new approach for
toolpath programming in Incremental Sheet Forming.: Computer-Aided Design, vol. 41, no. 12, p. 877-885, 2009.
[20] Wu Y, Zhou Z. Design calculations for flexure hinges[J]. Review of
scientificinstruments,2002,73(8):3101-3106. Handbook_of_Compliant_Mechanisms