Hình 3 .25 Ứng suất dư (MPa) xy ra trong quá trình dập
B ng 2.1 Số công tơ mt trên van ổn tốc
2.2.3 Cảm bi n đo lực.
Hình 2.6C m biến l c đơn CBSB- 5T.
C m biến l c CBSB – 5T sử dụng để đo l c dập. C m biến l c đơn như hình 2.6. Thơng số kỹ thuật của c m biến CBSB – 5T do hãng Curiotec, Hàn Quốc s n xuất năm 2015 được thể hiện trong b ng 2.2.
Số công-tơ-m t trên van ổn tốc Tốc đ xylanh (mm/s)
156,5 5
182 10
B ng 2.2Thông số kỹ thuật của c m biến l c CBSB –5T. Tên Thông số L c 5T Đ nhạy 2mV/V ±0.2 Cấp chính xác D3 Trở kháng ngỏ ra 350 ± 3,5 Ω Trở kháng ngỏ vào 400 ± 20 Ω Quá t i an toàn 150%
Chi u dài dây tín hiệu 1,5m, lõi 4 dây
Vật liệu Nhơm
Tiêu chu n IP65
Sai số 0,03%
Hình 2.6 trình bày kết cấu của c m biến l c đơn CBSB-5T, m t đầu bên trái có 2 lỗ 14 dùng để cố định l c tác đ ng vào theo phương vng góc với thân của thanh c m biến, đầu cịn lại (phía ph i) có lỗ ren M10 dùng gắn lên thiết bị đo.
2.2.4 Bộ khu ch đ i.
Để thu được tín hiệu điện t c m biến l c, cần ph i khuếch đại tín hiệu lên để việc thu nhận dễ dàng hơn. Ở đây, dùng c m biến l c để đo l c nên cần có m t b khuếch đại để thu tín hiệu (hình 2.7). Thơng tin v b khuếch đại được dùng: 01b khuếch đại KM-02A 4~20mA.
Thông số kỹ thuật: Đầu ra 0-10mA hoặc 4-20mA, kích thước: 180x120x45mm, nguồn cấp: 15-24V.
Đ chính xác 0,05%.
Hình 2.7B khuếch đại tín hiệu.
2.2.5 Bộ thu v chuyển đổi tín hiệu.
Hình 2.8B thu và chuyển đổi tín hiệu FTezDAQ.
Để thu và chuyển đổi tín hiệu t c m biến l c đi vào máy tính để xử lí dùng b thu và chuyển đổi tín hiệu FTezDAQ.
Đặc tính kỹ thuật: Có kh năng lấy 320 mẫu/1giây, 24 bit, nhận và chuyển đổi tín hiệu: Analog hoặc digital cho ra tín hiệu dạng digital, có 8 cổng đơn để thu tín hiệu và có 4 cổng ra.
Hình 2.9Giao diện hiển thị phần m m FTezDAQ 2.0.
Phần m m kèm theo: FTezDAQ-2.0. Phần m m này cho ph p thiết lập số cổng thu nhận tín hiệu đầu vào (8 cổng) và chuyển đổi tín hiệu đầu ra (4 cổng). Bên cạnh đó, phần m m cịn cho ph p đi u chỉnh số mẫu lấy trong m t giây tùy thu c vào mức đ chính xác dữ liệu cần lấy mẫu.
2.2.6 Bộ ngu n điện 24V.
Để có nguồn điện m t chi u cho thiết bị thu và chuyển đổi tín hiệu. Dùng b nguồn có: ngõ vào 220V – 1 pha, ngõ ra: 24V –DC.
Hình 2.10: trình bày nguồn điện 24V – DC dùng cung cấp điện để nuôi mạch khuếch đại KM-02A 4~20mA, c m biến l c CBSB- 5T và mạch thu và chuyển đổi dữ liệu MF –28.
Hình 2.10B nguồn điện 24V.
2.2.7 M y tính x ch tay.
Phục vụ việc ghi nhận dữ liệu thu được t các c m biến l c, van tiết lưu đi u khiẻn tốc đ cối,sử dụng máy tính xách tay, hiệu Dell, nhânIntel Core 2 Duo. Phần m m
kèm theo: FTezDAQ2.0.
2.2.8 Phôi nhơm A1050.
B ng 2.3Đặc tính thơng số vật liệu nhơm.
Tên Thơng số
Hợp kim nhơm A1050
Nhiệt đ nóng ch y 6500C
Mơ đun đàn hồi 71GPa
Ứng suất 105 ÷ 145MPa
Đ cứng 34HB
Bởi s giới hạn của công suất bơm và xy lanh thủy l c trong luận văn này, người nghiên cứu chỉ sử dụng vật liệu phôi là hợp kim nhơm, hơn nữa nó có đ cứng thấp nên l c khi dập nhỏ chỉ cần dùng c m biến l c có chỉ số đo l c v a. Phôi hợp kim nhôm dạng tấm loại A1050, có các thơng số vật liệu ở b ng 2.3.
Hình 2.11Phơi hợp kim nhơm chu n bị dập.
Mẫu 1 với t = 1mm.
Hình 2.12Phơi nhơm b dày 1mm.
Mẫu 2 với t = 1.2mm.
Hình 2.13Phơi nhơm b dày1.2mm.
Phơi tấm dạng trịn, có kích thước 110mm, đặt gá phơi vào mặt bích giữ phơi và b dày của phơi là 1mm và 1.2mm như hình 2.11, 2.12 và
Vì cơng suất của bơm và xy lanh thủy l c nhỏ nên trong quá trình th c nghiệm chỉ 2 b dày của phôi là t = 1 và 1.2mm được chọn.
2.2.9 Cối (Khn trên).
Hình 2.14Cối (Khn trên).
Để phục vụ dập chi tiết dạng trụ, cối được làm bằng th p C45 trên đỉnh cối có ren M16x1.5 bắt vào xy lanh, có 6 lỗ lắp bạc trượt 28để trượt dẫn hướng, và có r nh 12 dài 43mm dùng để lấy phơi, và có góc lượn R15 dẫn phơi vào lịng cối, đường
kính cối = 63.3 dài 100mm. Hình dạng và kích thước như hình 2.14.
2.2.10 Mặt bích gi phơi.
Để vị định phơi tấm lên mặt bích giữ phơi nhờ 3 chốt trụ 5, trên mặt bích giữ phơi 3 chốt trụ 5 với đường kính 115mm, mặt bích giữ phơi được chế tạo t th p C45, có ba lỗ bậc 31 để định vị lị xo và 16 dùng trượt dẫn hướng mặt bích giữ phơi, có hình dáng và kích thước như hình 2.15.
2.2.11Tr c dẫn hướng.
Ba trục dẫn hướng được làm ren M16 lắp chặt vào chày, để đặt lị xo vào mặt bích
giữ phơi, dùng dẫn hướng cối, chày và mặt bích giữ phơi tạo thành m t đường
th ng, tăng đ cứng vững và đ đồng tâm của khn dập, có hình dáng và kích thước như hình 2.16.
Hình 2.16Trục dẫn hướng.
2.2.12 Ch y ( Khuôn dưới).
Chày được làm bằng th p C45, đường kính chày thay đổi theo b dày phôi tấm tạo nên khe hở theo mong muốn, chày tiếp xúc tr c tiếp với tấm kim loại khi gia cơng dập, p tấm kim loại vào cối để tạo hình dạng chi tiết. Vì vậy, chày cần ph i có đ cứng lớn hơn rất nhi u so với tấm kim loại, b mặt ph i có đ nhám nhỏ để gi m ma sát. Khi dập, cối tịnh tiến và chày đứng yên do ma sát giữa phôi với cối và chày.
Kích thước và hình dáng của chày như hình 2.17. Đường kính chày là 61mm cho
Hình 2.17Chày (Khn dưới).
2.2.13 Đ g cảm bi n loadcell.
Đồ gá loadcell có 2 lỗ bậc 8 và 13.5 bắt chặt đồ gá lên cối, có r nh trượt r ng 32mm đặt loadcell vào và đi u chỉnh loadcell đúng tâm xy lanh nhờ r nh ở giữa
12 dài 47 ở giữa đồ gá. Kích thước và hình dạng đồ gá trình bàytronghình 2.18.
2.2.14 Lị xo. B ng 2.4Thơng số lị xo. B ng 2.4Thơng số lò xo. WL35X30 D (mm) d (mm) L (mm) (N/mm) mm 40% (mm) (N) WL35X125 35 18 125 3.30 65 50 1618.1 Hình 2.19Lị xo.
Hình 2.19 mơ t chi tiết lị xo đặt phía dưới mặt bích giữ phơi và ở trên mặt bích chày, dùng giữ phôi để phôi không bị tu t khi phôi vào lịng cối. Khi phơi t t đi vào cối thì diện tích tiếp xúc giữa phơi và tấm kẹp gi m dần, nhưng khi đó l c lị xo tăng dần do bị n n xuống, kích thước và hình dáng lị xo như hình 2.19. Đ cứng lị xo k = 3.30 N/mm.
Hình 2.20B n vẽ khn tạo hình.
2.3 Kết quả đo lực dập.
2.3.1 Mẫu 01 vớit = 1mm.
Kết qủa đo l c dập của mẫu t = 1mm với ba vận tốc dập khác nhau v = 5, 10 và 15mm/s với hành trình 25mm được trình bày trong các hình 2.21, 2.22 và 2.23. Vận tốcv = 5 mm/s.
Hình 2.21L c dập(KN), t= 1mm, v = 5mm/s.
Trên hình 2.21 biểu đồ l c cho thấy hành trình tăng dần khi s tăng t 0 đến 22.09mm và khi đó l c có giá trị lớn nhất 17.8 KN ở vị trí 22.09mm.
Vận tốcv = 10 mm/s.
Hình 2.22L c dập(KN), t= 1mm, v = 10mm/s.
Trên hình 2.22 biểu đồ l c cho thấy hành trình tăng dần khi s tăng t 0 đến 25mm và khi đó l c có giá trị lớn nhất 18.78 KN ở vị trí 25mm.
Vận tốc = 15 mm/s
Hình 2.23L c dập(KN), t= 1mm, v = 15mm/s.
Trên hình 2.23 biểu đồ l c cho thấy hành trình tăng dần khi s tăng t 0 đến
Kết luận: Trên hình 2.21, 2.22 và 2.23 ở ba vận tốc khác nhau thì có l c lớn nhất 18.78KN ở vận tốc v = 10mm/s cho cùng b dày t = 1mm.
2.3.2 Mẫu 02 với t = 1.2 (mm).
Kết qủa đo l c dập của mẫu t = 1.2mm với ba vận tốc dập khác nhau v = 5, 10 và
15mm/s với hành trình 25mm được trình bày trong các 2.24, 2.25 và 2.26.
Vận tốc v = 5 mm/s.
Trên hình 2.24 biểu đồ l c cho thấy hành trình tăng dần khi s tăng t 0 đến 25mm và khi đó l c có giá trị lớn nhất 19.76 KN ở vị trí 25mm.
Vận tốc v = 10 mm/s.
Hình 2.25L c dập(KN), t= 1.2mm, v = 10mm/s.
Trên hình 2.25 biểu đồ l c cho thấy hành trình tăng dần khi s tăng t 0 đến 25mm và khi đó l c có giá trị lớn nhất 19.97KNở vị trí 25mm
Vận tốc v = 15 mm/s.
Trên hình 2.26 biểu đồ l c chothấy hành trình tăng dần khi s tăng t 0 đến 22mm và khi đó l c có giá trị lớn nhất 19.52KNở vị trí 22mm.
Kết luận: Trên hình 2.24, 2.25 và 2.26 ở ba vận tốc khác nhau thì có l c lớn nhất
19.97KN ở vận tốc v = 10mm/s chocùng b dày t = 1.2mm.
T các kết qu đo được với b dày t = 1 và 1.2mm ở th c nghiệm cho thấy với vận tốc v = 10mm/s có l c lớn nhất.
2.4 Bề dày chi tiết.
Khi gia công chi tiết dạng trụ bằng phương pháp dập, theo lý thuyết thì b dày phần chi tiết được gia cơng mỏng đi. Tuy nhiên, trong q trình th c nghiệm gia công dập chi tiết dạng trụ, thay đổi tốc đ của xy lanhdẫn đến b dày cũng thay đổi. Để thuận tiện kiểm tra b dày chi tiết, sau khi gia công xong chi tiết được cắt làm hai như hình 2.27.
Kiểm tra b dày trên b mặt chi tiết gia công dập ở các vị trí khác nhau trên suốt chi u dài gia cơng có s biến đổi.
B dày chi tiết của b mặt sau gia cơng dập tăng dần t vị trí bắt đầu ở góc lượn chi tiết hình trụ đến vị trí kết thúc gia cơng dập, và các vị trí kế tiếp theo sau thì b dày tăng lên,do đó biến dạng dẻo gi m.
Khi b dày phôi dập tăng lên (t = 1.2mm), thì b dày chi tiết sau gia cơng dập thay đổi ít hơn khi gia cơng dập chi tiết có phơi mỏng hơn(t = 1mm). Cụ thể:
Phơi tấm nhơm có t = 1(mm) lượng biến đổi b dày trên chi u dài gia công là: Dt = 1.08 –0.96 = = 0.12 = 12%, ở các vận tốc v = 5, 10 và 15mm/s
Phôi tấm nhơm có t = 1.2(mm) lượng biến đổi b dày trên chi u dài gia công là: Dt = 1.22 –1.14 = 0.08 = 8%, ở các vận tốc v = 5, 10 và 15mm/s
Kết luận: phơi có b dày càng lớn thì lượng biến đổi b dày trên suốt chi u dài dập càng ít.
Hình 2.27Chi tiết được cắt làm hai để kiểm tra b dày.
2.5 Độ nhám bề m t.
B dày phơi gia cơng tăng lên thì đ nhám của chi tiết gi m.B dày phơi càng tăng
thì đ nhám b mặt chi tiết gi m được thể hiện ở trong hình 2.28,2.29 và 2.30 khi tăng tốc đ của cối thì đ nhám gi m.
Như vậy, ph i kết hợp giữa tốc đ của cối, thời gian gia công để chọn ra chế đ gia công phù hợp với năng suất gia công. Ở đây, tốc đ tiến của cối v = 15(mm/s) thì thời gian gia cơng gi m, tuy nhiên chất lượng b mặt chấp nhận được.
Với tấm hợp kim nhơm A1050 có chi u dày 1mm, sử dụng tiêu chu n đo ISO97, chi u dài đo chu n 0,8mm với 3 lần đo, tiêu chu n đánh giá đ nhám là Ra và Rz thì kết qu đo là:
Tốc đ tiến của cối v = 5(mm/s) thì đ nhám b mặt tương ứng Rz6.30(μm) như
hình 2.28.
Tốc đ tiến của cối v = 10(mm/s) thì đ nhám b mặt tương ứng Rz5.89(μm) như
hình 2.29.
Và tốc đ tiến của cối v = 15(mm/s) thì đ nhám b mặt tương ứngRz4.27(μm) như
Hình 2.28Đ nhám của mẫu có b dàyt= 1 mm
Hình 2.30Đ nhám của mẫu có b dày t = 1mm(v = 10mm/s)
Hình 2.31Đ nhám của mẫu có b dày t = 1mm (v = 15mm/s)
Với tấm hợp kim nhơm A1050 có b dày 1.2mm, sử dụng tiêu chu n đo phù hợp
với đ nhám và đ bóng ISO97, chi u dài đo tiêu chu n với đ nhám trung bình 0,8(mm) với 3 lần đo, tiêu chu n đánh giá đ nhám là Ra và Rz thì kết qu đo là:
v = 5, 10 và 15mm/s.
Hình 2.32Đ nhám của mẫu có b dày t = 1.2mm.
Như vậy, khi tốc đ tiến của cối tăng t v = 5mm/sđến v = 15mm/sthì đ nhám b
mặt gi m. B dày phôi tăng, đ nhám cũng tăng thì chất lượng b mặt gi m. Như vậy, có thể nh hưởng.
Tốc đ tiến của cối v = 5(mm/s) thì đ nhám b mặt tương ứng Rz2.41(μm), v =
10(mm/s) thì đ nhám b mặt tương ứng Rz2.29(μm) và tốc đ tiến của cối v =
15(mm/s) thì đ nhám b mặt tương ứng Rz1.90(μm) như hình 2.32.
2.6 Một số hình ảnh th nghi m:
Hình 2.33Thiết bị dập và chi tiết dập.
Hình 2.34Phơi đặt lên tấm giữ phơi.
Hình 2.35 thể hiện quá trình gia cơng dập, phơi được chày p vào khn cối dạng
Hình 2.35Cận c nh q trình gia cơng.
Hình 2.36 thể hiện cận c nh đang gia công dập được chày p phơi vào cối để tạo
hình chi tiết.
Hình 2.37 kết thúc q trình gia cơng chi tiết, và s n ph m sau khi gia cơng đạt được.
Hình 2.37S n ph m sau gia cơng.
Hình 2.38 thể hiện s n ph m sau khi được gia cơng xong có bút để đánh số và thước cặp điện tử dùng đo kiểm kích thước chi tiết.
Hình 2.39 thể hiện s n ph m sau khi được gia công xong và cắt đôi được đánh số để kiểmtrab dày chi tiết.
CHƯƠNG 3 MƠ PHỎNG Q TRÌNH DẬP BẰNG PHƯƠNG PHÁP
PHẦN TỬ HỮU HẠN VỚI PHẦN MỀM PAM –STAMP
3.1 Tổng quan về ph n mềm Pam –Stamp.
Mơ phỏng q trình dập được th c hiện bằng phần m m Pam-Stamp do Tập đoàn
ESI phát triển, phiên b n mới nhất của phần m m này là Pam-Stamp 2017. Pam-
Stamp là phần m m mô phỏng chuyên dụng cho mô phỏng dập kim loại tấm, được
sử dụng r ng rãi trong ngành cơng nghiệp Ơ tơ. Điểm mạnh của phần m m Pam-
Stamp là kh năng d đốn chính xác, đặc biệt là kh năng tính tốn nhanh, và d
đốn đ đàn hồi của kim loại sau khi dập (springback) khá chính xác. So với phần
m m mô phỏng phổ biến hiện nay như Ansys, Abaqus thì phần m m Pam-Stamp
mơ phỏng bài tốn dập kim loại tấm nhanh hơn nhi u, t việc thiết lập bài tốn dập, tính tốn. Hiện nay, m t số công ty tại Việt Nam đang áp dụng phần m m này: VPIC, Yamaha, Thaco, …
Pam-Stamp là phần m m tính tốn sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM). Tính tốn tất c các thành phần củakim loại tấm hoặc ống, chi tiết, ... được hiển thị dưới dạng lưới, hình dáng rời rạc. Đối với các vật thể không biến dạng, chia lưới chỉ tượng trưng v hình dáng, và phần tử hữu hạn mơ t phần tử tương tác. Ngược lại, đối với phôi tấm, ống hoặc chi tiết biến dạng được chia lưới nhỏ bằng phương pháp