Cơ khí chế tạo máy - Chương 6: Các công nghệ tạo hình đặc biệt

Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 1 Ch−ơng 6. các công nghệ tạo hình đặc biệt 6.1 công nghệ dập bằng chất lỏng cao áp Cụng nghệ dập tạo hỡnh nhờ nguồn chất lỏng cao ỏp (Hydroforming) Dập thủy tĩnh (high pressure forming) Dập thủy cơ (Hydromechanical Deep Drawing) Đặc điểm của cụng nghệ này là sử dụng nguồn chất lỏng cụng tỏc cú ỏp suất cao tỏc dụng trực tiếp vào phụi để tạo hỡnh chi tiết. Giới thiệu chung Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 2 6.1 công nghệ dập bằng chất lỏng cao áp Sản phẩm dạng ống Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 3 6.1 công nghệ dập bằng chất lỏng cao áp Sản phẩm dạng tấm Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 4 6.1.1 công nghệ dập thủy tĩnh Dập thủy tĩnh phôi tấm Dập thủy tĩnh phôi ống Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 5 6.1.1 công nghệ dập thủy tĩnh Dập thuỷ tĩnh lμ một ph−ơng pháp tạo hình vật liệu nhờ chất lỏng có áp suất cao tác dụng trực tiếp vμo bề mặt của phôi gây biến dạng phôi theo hình dạng của lòng cối. Tạo hình phôi ống: Phôi ban đầu th−ờng có hình dạng đơn giản (dạng ống), d−ới tác dụng của chất lỏng cao áp trong lòng phôi ống, phôi bị biến dạng theo hình dạng của cối tạo thμnh sản phẩm rỗng có hình dạng phức tạp. Sơ đồ dập thuỷ tĩnh Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 6 6.1.1 công nghệ dập thủy tĩnh Các b−ớc công nghệ tạo hình sản phẩm ống chữ T: a- đặt phôI vμo lòng khuôn b- đóng khuôn, bơm chất lỏng vμo lòng ống c- tăng áp lμm phôI bị biến dạng theo lòng khuôn d- rút chất lỏng, khuôn trên đi lên vμ lấy sản phẩm ra khỏi khuôn Các chi tiết chính của khuôn: - Khuôn trên - Khuôn d−ới - 2 chμy ép dọc trục - 1 chμy đối áp Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 7 6.1.1 công nghệ dập thủy tĩnh Sơ đồ dập phỡnh ống Mụi trường (chất lỏng): nước, dầu, nước nhũ tương Áp suất chất lỏng cụng tỏc trong lũng ống pi = 1.000 đến 10.000 bar. Lực dọc trục Fa do chày ộp dọc trục tạo ra cú tỏc dụng hỗ trợ quỏ trỡnh biến dạng của phụi và tạo sự kớn khớt giữa cỏc bộ phận của khuụn đảm bảo khụng bị lọt chất lỏng ra ngoài, lực dọc trục cú thể từ 800 to 3.000 kN. Cỏc thụng số cụng nghệ chớnh: Fs – lực đúng khuụn; pi- ỏp suất chất lỏng cụng tỏc; Fa- lực dọc trục, Fr- lực đối ỏp của chày đột (nếu cú đột lỗ sau khi tạo hỡnh) Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 8 6.1.1 công nghệ dập thủy tĩnh Sơ đồ dập ống chữ T Cỏc thụng số cụng nghệ chớnh: Fs – lực đúng khuụn; pi- ỏp suất chất lỏng cụng tỏc; Fa- lực dọc trục, Fc- lực đối ỏp của chày tạo phần chữ T Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 9 Ưu điểm của cụng nghệ dập thủy tĩnh: 1. Tạo ra chi tiết đồng nhất từ một vật liệu (so với hàn từ nhiều chi tiết đơn giản thành một chi tiết phức tạp) 2. Giảm trọng lượng chi tiết. 3. Nõng cao độ bền cho chi tiết và kết cấu. 4. Thời gian tạo hỡnh ngắn đối với một chi tiết phức tạp. 5. Giảm thiểu số nguyờn cụng tạo hỡnh so với cỏc phương phỏp khỏc. 6. Độ chớnh xỏc của chi tiết cao. 7. Giảm thiểu phế phẩm Một vài hạn chế: 1. Giỏ thiết bị và khuụn cao. 2. Cần cú hệ thống điều khiển để điều khiển cỏc thụng số cụng nghệ phụ thuộc thời gian và hệ thống kớn khớt để trỏnh mất ỏptrong quỏ trỡnh tạo hỡnh. 6.1.1 công nghệ dập thủy tĩnh Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 10 Sơ đồ bố trớ hệ thống dập thủy tĩnh 6.1.1 công nghệ dập thủy tĩnh Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 11 Chi tiết định vị Cối Cối Tấm đế dưới Chi tiết Tấm đỡ xi lanh Tấm đỡ khuụn trờn Xi lanh dọc trục Tấm khuụn trờn Chày cú bộ phận cấp chất lỏng Tấm đỡ khuụn dưới Khuụn dập thủy tĩnh Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 12 6.1.1 công nghệ dập thủy tĩnh Thiết bị dập thủy tĩnh Cho SV xem video về CN dập thủy tĩnh phụi ống. Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 13 6.1.1 công nghệ dập thủy tĩnh Dập thủy tĩnh phôi tấm D0 DZR p t FBH h Intermediate plate Plate Drawing die Die Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 14 6.1.1 công nghệ dập thủy tĩnh Dập thủy tĩnh phôi tấm Cỏc thụng số cụng nghệ chớnh: Fs – lực đúng khuụn; pi- ỏp suất chất lỏng cụng tỏc; Cho SV xem video về CN dập thủy tĩnh phụi tấm. Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 15 6.1.1 công nghệ dập thủy CƠ Cỏc dạng sản phẩm Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 16 6.1.2 công nghệ dập thủy CƠ Là phương phỏp tạo hỡnh tương tự như dập vuốt, nhưng phụi tấm được biến dạng nhờ chất lỏng cao ỏp tỏc dụng lờn phụi do chuyển động của dụng cụ gia cụng tạo ra. Cho SV xem video về CN dập thủy cơ. Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 17 6.1.2 công nghệ dập thủy CƠ Ưu điểm nổi bật so với dập vuốt thông th−ờng: - Trong quá trình tạo hình xuất hiện chất lỏng có áp suất cao, tác dụng vμo bề mặt phôi lμm cho biến dạng vật liệu đồng đều, giảm hiện t−ợng biến mỏng cục bộ, tăng khả năng biến dạng của vật liệu (nâng cao hệ số dập vuốt; - Hình thμnh mμng dầu bôi trơn thuỷ động giữa phôi vμ dụng cụ gia công (cối); - Nâng cao độ chính xác cũng nh− chất l−ợng bề mặt của sản phẩm; - Khe hở chμy-cối trong dập thủy cơ có thể lớn hơn nhiều so với dập vuốt th−ờng; - Có thể sử dụng 1 cối chất lỏng cho nhiều chi tiết khác nhau; Nh−ợc điểm: - Hệ thống khuôn, kín khít phức tạp - Cần có bộ điều khiển - Thiết bị đắt tiền Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 18 6.1.3 công nghệ dập phối hợp thủy tĩnh  dập vuốt th−ờng Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 19 6.2 công nghệ dập bằng môi tr−ờng đμn hồi Initial form of Workpiece Endform of Workpiece Coffer Rubber cushion Workpiece Blank holder Drawing punch Sơ đồ công nghệ Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 20 6.2 công nghệ dập bằng môi tr−ờng đμn hồi 1. Đặt phôi vμo khuôn 2. Đóng khuôn 3. Dập ép 4. Khuôn trên đi lên 5. Đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 21 6.1.3 công nghệ dập bằng môi tr−ờng đμn hồi Sản phẩm: 100 mm 2 công nghệ dập bằng môi tr−ờng đμn hồi Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 22 6.2 công nghệ dập bằng môi tr−ờng đμn hồi Sản phẩm: Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 23 6.3 các công nghệ tạo hình cao tốc 6.3.1 Dập nổ Sản phẩm lớn, chiều dμy lớn, không thích hợp với các ph−ơng pháp tạo hình khác ta có thể sử dụng ph−ơng pháp dập nổ. Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 24 6.3.1 Dập nổ Sơ đồ dập nổ Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 25 6.3.1 Dập nổ a b c d e Phụi trước khi dập nổ khuụn Nước Lỗ thoỏt khớ Chất nổ a b c d e Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 26 6.3.2 Dập xung điện thủy lực 1- Nguồn điện 2- Cụng tắc 3- Cối chứa chất lỏng cao ỏp 4- Điện cực 5- Ống cỏch điện 6- Tấm kớn khớt 7- Doăng kớn khớt 8- Phụi tấm 9- Tấm cối vuốt 10- Lũng khuụn 11- Áo khuụn 12- Bộ phận đẩy phụi cú lỗ thoỏt hơi Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 27 6.3.2 Dập xung điện thủy lực Cỏc dạng sản phẩm Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 28 6.3.3 Dập xung điện từ trường Sơ đồ: Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 29 6.3.3 Dập xung điện từ trường Cuộn dõy Dập phỡnh ống Túp ống Dập nổi tấm Phụi ống Khuụn Cuộn dõy Phụi Khuụn Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 30 6.3.3 Dập xung điện từ trường Sản phẩm Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 31 6.3.3 Dập xung điện từ trường Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 32 6.3.3 Dập xung điện từ trường Bộ môn Gia công áp lực  VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 33 6.3.3 Dập xung điện từ trường