Bài thí nghiệm học phần Me 4322 CN GCAL

BÀI THÍ NGHIỆM HỌC PHẦN ME4322 CN GCAL Bộ môn Gia Công Áp Lực – Viện Cơ khí – Trường ĐHBKHN Tel. 0438692430; Web. Giacongapluc.com Bài 1: Dập khối trên khuôn hở 1. Mục đích thí nghiệm Giúp cho sinh viên nắm vững các vấn đề về Công nghệ dập khối trên khuôn hở: - Kết cấu của một bộ khuôn dập khối trên khuôn hở; - Các chi tiết và các bộ phận kết cấu chủ yếu của khuôn; - Nguyên lý làm việc của khuôn dập khối trên khuôn hở. - Đặc điểm biến dạng của quá trình dập khối trên khuôn hở. - Ảnh hưởng của các thông số công nghệ như: Lực dập, mức độ biến dạng, thể tích phôi, nhiệt độ, kích thước hình học của khuôn, ma sát... - Xem xét quá trình biến dạng và điền đầy lòng khuôn, hình thành vành biên... 2. Mô tả thí nghiệm Hình 1. Sơ đồ nguyên công dập khối trên khuôn hở 1- Khuôn trên; 2- Phôi trụ ban đầu; 3- Khuôn dưới; 4- Vật dập Khuôn hở bao gồm khuôn trên và khuôn dưới được lắp trên máy ép vít ma sát. Phôi sau được chuẩn bị (ví dụ nung đến nhiệt độ dập và làm sạch vảy rèn nếu biến dạng nóng) được đặt trong lòng khuôn dưới. Đầu trượt mang theo khuôn trên đi xuống, tác dụng lực vào phôi làm cho phôi biến dạng trong lòng khuôn. Phôi dần dần điền đầy lòng khuôn khi ta điều khiển máy tác dụng lực vào phôi. Sau khi điền đầy lòng khuôn, kim loại thừa sẽ chảy ra rãnh thoát biên và hình thành vật dập. Bảng 1 dưới đây biểu diễn các giai đoạn tạo hình khác nhau khi dập. Bảng 1. Các giai đoạn tạo khi dập TT Các vị trí tạo hình khác nhau khi dập Ghi chú 1 Quá trình chồn 2 Quá trình chồn 3 Chồn + Ép chảy 4 Chồn + Ép chảy 5 Chồn + Ép chảy 3. Xây dựng thí nghiệm 3.1 Khuôn thí nghiệm Hình 2. Khuôn thí nghiệm trên máy ép vít ma sát Khuôn được lắp trên máy ép vít ma sát 63 tấn. 3.2 Phôi thí nghiệm - Phôi chì (thực hiện phôi chì ở nhiệt độ thường để thay thế cho phôi thép biến dạng ở trạng thái nóng) - Phôi nhôm biến dạng nóng ở nhiệt độ 450-5000C Tất cả các phôi thí nghiệm có hình trụ, đường kính do , chiều cao ho đảm bảo sao cho ho/do <2,5 để phôi không bị mất ổn định trong giai đoạn chồn. - Chất bôi trơn khi biến dạng ở nhiệt độ thường có thể sử dụng dầu Castrol Bảng 2. Chuẩn bị phôi TT Vật liệu Đường kính do (mm) Chiều cao ho (mm) Số lượng mẫu 1 Pb 38,5 75 02 2 Pb 38,5 82 02 3 Pb 38,5 90 02 3.3 Thiết bị thực hiện và dụng cụ đo - Máy ép vít ma sát 63 tấn - Máy ép thủy lực 200 tấn - Đồng hồ đo lực, hành trình - Dụng cụ đo khác như thước Panme... 4. Thực hiện thí nghiệm Lưu ý: mục 4.1 dành cho SV Chế tạo máy, Cơ điện tử; mục 4.2 dành cho SV chuyên ngành. 4.1 Dập trên máy ép vít ma sát trục vít 63T - Khảo sát kim loại chảy ra vành biên bằng cách thực hiện quá trình dập với 3 loại phôi có cùng đường kính nhưng chiều cao khác nhau. Quan sát sự hình thành vành biên và đo kích thước vành biên (chiều dày và đường kính vành biên). - Điền các giá trị đo vào bảng 3. Bảng 3. Số liệu thực nghiệm dập trên máy ép vít ma sát 63T TT Vật liệu phôi Đường kính do (mm) Chiều cao ho (mm) Chiều dày vành biên (mm) Chiều cao vành biên (mm) Nhận xét 1 2 3 - Chụp ảnh mẫu thí nghiệm. 4.2 Ép trên máy ép thủy lực với các hành trình ép thay đổi - Phôi đã được chuẩn bị (Phôi Chì có đường kính do =38.5mm, chiều cao ho = 75 mm) được đặt lên khuôn dưới. Đặt lần lượt các cữ hành trình vào tương ứng với các lượng ép, cữ hành trình có độ cao 50mm, 40mm, 30mm, 20mm, 10mm. Bấm máy chạy xuống để ép phôi đạt chiều cao của cữ, ghi lại lực ép phụ thuộc vào hành trình ép. - Đo hành trình và đọc lực ép trên đồng hồ đo của máy. Điền các giá trị đo vào bảng 4. Bảng 4. Số liệu thực nghiệm dập trên máy ép thủy lực 200T TT hi (Hành trình ép) Fi (lực ép Tấn) Ghi chú 1 2 3 4 5 - Vẽ đồ thị quan hệ giữa hành trình ép và lực ép. - Chụp ảnh mẫu thí nghiệm. 5. Kết thúc thí nghiệm - Vệ sinh máy móc, dụng cụ, khuôn - Bảo quản khuôn và thiết bị thực nghiệm 6. Yêu cầu đối với sinh viên và giáo viên hướng dẫn * Yêu cầu đối với sinh viên làm thí nghiệm: - Tham gia học phần ME4322 CN Gia Công Áp Lực, nắm vững nguyên công dập khối trên khuôn hở, nguyên lý làm việc của khuôn, đặc điểm biến dạng của phôi khi dập khối và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình dập khối. - Nắm vững yêu cầu cơ bản về bài thí nghiệm, trình tự thực hiện thí nghiệm. - Nghe phổ biến nội quy an toàn. - Trong quá trình thực hiện dập khối chỉ cho phép một sinh viên thao tác máy, các sinh viên khác phải đứng quan sát trong phạm vi an toàn. - Ghi chép các số liệu đầy đủ. - Viết báo cáo thực nghiệm theo mẫu. * Yêu cầu đối với giáo viên hướng dẫn: - Giới thiệu tổng quát về bài thí nghiệm, nội dung và trình tự thí nghiệm. - Giới thiệu thiết bị thực hiện công nghệ dập khối trên khuôn hở. - Giới thiệu khuôn và các bộ phận chính của khuôn. - Hướng dẫn sinh viên thí nghiệm. - Tháo khuôn, vệ sinh, bảo quản thiết bị cũng như khuôn thí nghiệm. Bài thí nghiệm học phần: ME4322 Công nghệ Gia Công Áp Lực Họ và tên SV: ........................................... Mã SV: ......................................................... Mã lớp: ..................................... BÁO CÁO THÍ NGHIỆM DẬP KHỐI TRÊN KHUÔN HỞ 1. Mô tả thí nghiệm 2. Thiết bị thí nghiệm Tên máy thực hiện thí nghiệm, nguyên lý hoạt động, các thông số chính của máy. 3. Ảnh mẫu thí nghiệm Sinh viên chụp ảnh mẫu thí nghiệm và đưa vào báo cáo. Ví dụ: 4. Nhận xét quá trình dập tạo hình 4.1 Dập trên máy ép vít ma sát trục vít 63T Hoàn thành số liệu thực nghiệm theo bảng 3. Bảng 3. Số liệu thực nghiệm dập trên máy ép vít ma sát 63T TT Vật liệu phôi Đường kính do (mm) Chiều cao ho (mm) Chiều dày vành biên (mm) Chiều cao vành biên (mm) Nhận xét 1 2 3 Nhận xét ảnh hưởng của kích thước phôi đến việc kim loại chảy ra vành biên và kích thước vành biên: 4.2 Ép trên máy ép thủy lực Hoàn thành số liệu thực nghiệm theo bảng 4. Bảng 4. Số liệu thực nghiệm dập trên máy ép thủy lực 200T TT hi (Hành trình ép) Fi (lực ép Tấn) Ghi chú 1 2 3 4 5 Vẽ đồ thị quan hệ Lực – hành trình ép và so sánh kết quả với tính toán mô phỏng. Nhận xét lực biến dạng qua các giai đoạn khác nhau: Bài 2: Dập vuốt tiết cốc trụ từ phôi phẳng 1. Mục đích Giúp cho sinh viên hiểu được: - Nguyên công dập vuốt; - Nguyên lý làm việc của khuôn và thiết bị thực hiện nguyên công dập vuốt; - Hệ số dập vuốt đối với các vật liệu tấm khác nhau; - Ảnh hưởng của kích thước phôi tới biến dạng khi dập vuốt chi tiết cốc trụ; - Ảnh hưởng của kích thước làm việc của khuôn, lực chặn, ma sát và các thông số công nghệ khác khi dập vuốt chi tiết cốc trụ; 2. Mô tả thí nghiệm Sơ đồ dập vuốt (lần 1: biến dạng từ phôi tấm phẳng thành chi tiết cốc trụ) được trình bày trên hình 1. Phôi ban đầu được đặt đúng vị trí trên vành cối, tấm chặn đi xuống chặn phôi sau đó chày dập đi xuống thực hiện quá trình kéo, vuốt kim loại qua mép cối đi vào lòng khuôn tạo ra sản phẩm dạng cốc trụ. Để tạo ra được sản phẩm có chất lượng tốt ta cần quan tâm đến yếu tố: - Vật liệu phôi tấm: vật liệu có khuyết tật, tính dị hướng của vật liệu tấm, trạng thái bề mặt phôi, chiều dày vật liệu.... - Hình dạng, kết cấu, kích thước hình học của khuôn, khe hở chày cối z, góc ượn chày, cối, biên dạng phôi. - Thông số công nghệ: mức độ biến dạng, tốc độ biến dạng, lực dập vuốt, lực chặn, ma sát giữa dụng cụ gia công và vật liệu, trạng thái bề mặt dụng cụ gia công Hình 1. Sơ đồ công nghệ dập vuốt Trong bài thí nghiệm dập vuốt này, ta quan tấm tới ảnh hưởng của lực chặn và kích thước hình học của phôi. 3. Xây dựng thí nghiệm 3.1 Khuôn thí nghiệm Hình 2. Bản vẽ lắp khuôn thí nghiệm Khuôn thí nghiệm được lắp trên máy ép trục khuỷu 35T, hoặc máy ép thủy lực 160T. 3.2 Phôi thí nghiệm - Phôi tấm nhôm hoặc thép có chiều dày S và đường kính Dph. - Chất bôi trơn khi dập vuốt có thể sử dụng dầu Castrol. - Phôi tấm được chuẩn bị theo bảng 1 Bảng 1. Chuẩn bị phôi Thứ tự Vật liệu Đường kính Dph, (mm) Chiều dày S, (mm) Số lượng 1 Nhôm 80 1,0 1 2 Nhôm 100 1,0 1 3 Nhôm 120 1,0 1 4 Nhôm 140 1,0 1 5 Thép 80 1,0 1 6 Thép 100 1,0 1 7 Thép 120 1,0 1 8 Thép 140 1,0 1 - Kẻ lưới tọa độ trên phôi, đánh dấu và đo kích thước của một số ô lưới tọa độ. ØD t Hình 3. Lưới vạch trên phôi 3.3 Thiết bị thực hiện và dụng cụ đo - Khuôn dập vuốt lần thứ nhất. - Thước cặp, panme. - Dụng cụ tháo lắp khuôn. 4. Thực hiện thí nghiệm - Lắp khuôn dập vuốt lên máy ép trục khuỷu 35T, chỉnh khe hở Z đồng đều. - Đo kích thước của chày và cối. - Đo chiều dày và đường kính của phôi. - Điều chỉnh lực chặn trong các trường hợp: không có lực chặn, lực chặn phù hợp. - Tiến hành dập 2 trường hợp không có lực chặn và có lực chặn - Tiến hành dập với những phôi có các đường kính khác nhau. - Chụp ảnh, đo các mẫu sản phẩm, xác định vị trí biến dạng lớn nhất, vị trí phá hủy sản phẩm. - Hoàn thiện số liệu theo bảng 2. Bảng 2. Số liệu thực nghiệm Thứ tự Vật liệu Đường kính Dph, (mm) Lực chặn Nhận xét 1 100 Không có 2 100 Phù hợp 3 80 Phù hợp  4 120 Phù hợp  5 140 Phù hợp  5. Kết thúc thí nghiệm - Vệ sinh máy móc, dụng cụ, khuôn - Bảo quản khuôn và thiết bị thực nghiệm 6. Yêu cầu đối với sinh viên và giáo viên hướng dẫn * Yêu cầu đối với sinh viên làm thí nghiệm: - Sinh viên tham gia học phần trên lớp “CN Gia Công áp Lực”, có kiến thức cơ bản về: Nguyên công dập vuốt; Nguyên lý làm việc của khuôn; Đặc điểm biến dạng của quá trình dập vuốt và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình dập vuốt. - Nghe phổ biến nội quy an toàn. - Trong quá trình thực hiện chỉ cho phép một sinh viên thao tác máy, các sinh viên khác phải đứng quan sát trong phạm vi an toàn. - Ghi chép các số liệu đầy đủ; trình tự gá lắp khuôn và cách căn chỉnh chiều sâu dập vuốt. - Viết báo cáo thực nghiệm. * Yêu cầu đối với giáo viên hướng dẫn: - Giới thiệu về thiết bị thực hiện. - Giới thiệu về quá trình dập vuốt. - Giới thiệu tổng quát về bài thí nghiệm, nội dung và trình tự thí nghiệm. - Hướng dẫn sinh viên thí nghiệm. - Tháo khuôn, vệ sinh, bảo quản thiết bị cũng như khuôn thí nghiệm. Bài thí nghiệm học phần: ME4322 Công nghệ Gia Công Áp Lực Họ và tên SV: ........................................... Mã SV: ......................................................... Mã lớp: ..................................... BÁO CÁO THÍ NGHIỆM DẬP VUỐT CHI TIẾT CỐC TRỤ TỪ PHÔI PHẲNG 1. Mô tả thí nghiệm Mô tả thí nghiệm, khuôn thí nghiệm, các bộ phận chính của khuôn. 2. Thiết bị thí nghiệm Tên máy thực hiện thí nghiệm, nguyên lý hoạt động, các thông số chính của máy. 3. Ảnh mẫu thí nghiệm Sinh viên chụp ảnh mẫu thí nghiệm và đưa vào báo cáo. Ví dụ: 4. Nhận xét quá trình dập vuốt Hoàn thành số liệu thực nghiệm theo bảng 2. Bảng 2. Số liệu thực nghiệm Thứ tự Vật liệu Đường kính Dph, (mm) Lực chặn Nhận xét 1 100 Không có 2 100 Phù hợp 3 80 Phù hợp  4 120 Phù hợp  5 140 Phù hợp  Nhận xét về ảnh hưởng của lực chặn: Nhận xét về ảnh hưởng đường kính ban đầu của phôi: Nhận xét về vùng biến mỏng nhiều nhất thông qua lưới biến dạng vạch trên phôi: