anhchang_thichdua1992
New Member
Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ép thủy tĩnh và thủy động để chế tạo các sản phẩm có hình dạng phức tạp từ vật liệu khó biến dạng, độ bền cao
Mục lục
Trang
Danh sách những người thực hiện đề tài 6
Mục lục 7
Bảng một số ký hiệu quy ước và chữ viết tắt 12
Tóm tắt 13
Chương 1: Tổng quan về công nghệép thủy tĩnhvà thủy động tạo hình sản phẩm 15
1.1. Tổng quan về côngnghệ ép thuỷ tĩnh 15
1.1.1. Nguyên lý ép thủy tĩnh 16
1.1.2. Vài nét về lịch sử phát triển công nghệ ép thủy tĩnh 16
1.1.3. Phân loại trong công nghệ ép thủy tĩnh 18
1.1.4. Các ưu nhược điểm của công nghệ ép thuỷ tĩnh 20
1.1.5. Các hiện tượng xẩy ra trong qúatrình ép thủy tĩnh 21
1.1.5.1. Quá trình đặc xít và các đặc tính đặc xít của vật ép 21
1.1.5.2. ảnh hưởng của điều kiện ép 25
1.1.5.3. Hiện tượng nở trở lại của vật ép 25
1.2. Tổng quan về công nghệ ép thuỷ động 26
1.2.1. Gia công biến dạng bằng công nghệ ép thủy động 26
1.2.2. Các đặc điểm của ép thủy động 26
1.2.3. Sản phẩm của phương pháp ép thủy động 27
1.2.4. Phân loại các phương pháp ép thủy động 29
1.2.5. Quá trình ép thủy động 31
1.2.6. Sản phẩm và phạm viứng dụng của công nghệ ép thủy động 32
1.2.6.1. Vật liệu và độ biến dạng trong ép thủy động 32
1.2.6.2. Một số sản phẩm trong ép đùn thủy động 33
1.2.6.3. Tính chất biến dạng trong ép thủy động 36
1.3. Các nghiên cứu về ép thủy tĩnh và thủy động trong nước 37
Chương 2: Mô hình và phương pháp tính toán trong ép thủy tĩnh và thủy động39
2.1. Mô hình mô hình và phương pháp tính toán trong ép thủy tĩnh 39
2.1.1. Mô hình ứng xử của vật liệu bột kim loại biến dạng ở trạng thái
nguội và phương pháp nhận dạng 39
2.1.1.1. Xây dựng mô hình 40
2.1.1.2. Phương pháp nhận dạng mô hình. 43
2.1.2. Mô hình HECKEL 46
2.1.3. Mô hình KAWAKITA 47
2.2. Mô hình và phương pháp tính toán trong ép thủy động 47
2.2.1. Khảo sát thuộc tính biến dạng của vật liệu 47
2.2.1.1. Xác định thuộc tính biến dạng của thép gió P18 48
2.2.1.2. Xác định thuộc tính biến dạng của thép 40X 51
2.2.1.3. Xác định thuộc tính biến dạng của đồng đỏ M1 54
Chương 3: Nghiên cứu các ảnh hưởng trong ép thủy tĩnh và thủy động58
3.1. Một số hiện tượng xẩy ra trong công nghệ ép thủy tĩnh 58
3.1.1. ảnh hưởng của đặc trưng bột ép 58
3.1.2. Đặc trưng của công nghệ ép thủy tĩnh tạo hình sản phẩm dạng bột 59
3.1.3. Qui luật ép 60
3.1.4. ảnh hưởng của điều kiện ép 62
3.2. Một số hiện tượng xẩy ra trong công nghệ ép thủy động 64
3.2.1. Dòng vật liệu 64
3.2.2. Hiện tượng stickưslip 65
3.2.3. Vật liệu truyền áptrong ép thuỷ động 69
Chương 4: Tính toán thiết kế thiết bị ép thủy tĩnh và trang bị ép thủy động72
4.1. Tính toán thiết kế thiết bị ép thủy tĩnh 72
4.1.1. Các công thức tính toánkhuôn ép và các thông số ép 72
4.1.1.1. Hệ số co ngót khi thiêu kết 72
4.1.1.2. Tỉ phần co tuyến tính 72
4.1.1.3. Tỉ phần hao khi thiêu 73
4.1.1.4. Hệ số nở trở lại 73
4.1.1.5. Tỉ phần nén co tuyến tính 73
4.1.1.6. Tỉ phần co tuyến tính toàn phần 73
4.1.1. 7. Mật độ điền đầy khuôn 74
4.1.1. 8. Mật độ vật ép 74
4.1.1. 9. Tỉ số nén thể tích 74
4.1.2. Tính toán thiết kế máy ETT 74
4.1.2.1. Nguyên lý và cơ sở tính toán hệ thuỷ lực máy ETT 74
4.1.2.2. Tính toán thiết kế buồng áp suất 75
4.1.2.3 Tính toán thông số của bộ khuyếch đại áp suất 83
4.1.2.4. Tính toán lựa chọn bơm vàcác linh kiện cho hệ thủy lực 84
4.2. Tính toán thiết kế trang bị ép thủy động 85
4.2.1. Nguyên lý và cơ sở tính toán 85
4.2.2. Tính toán thiết kế buồng áp suất cao cho công nghệép thủy động 86
4.2.2.1. Tính toán đối với ống dày một lớp 86
4.2.2.2. Tính toán đối với ống dày nhiều lớp 87
4.2.3. Tính bền khuôn tạo hình 91
4.2.3.1. Tính bền phần côn của khuôn 91
4.2.3.2. Tính toán bền phần trụ tạo hình 93
4.2.4. Tính góc mở khuôn tối ưu 97
4.2.5. Tính toán lực ép đùn 98
Chương 5: Kết quả nghiên cứu và một số hình ảnh về sản phẩm 101
5.1. Chế tạo phôi con tống khương tuyến nòng súng 12,7mm 101
5.1.1. Đặc điểm của sản phẩm 101
5.1.2. Tính toán khuôn ép thủy tĩnh phôi con tống nòng súng 12,7mm 101
5.1.3. Tiến trình công nghệ 104
5.1.4. Kết quả và thảo luận 106
5.2. Chế tạo nón đồng cho đạn chống tăng 109
5.2.1. Đặc điểm sản phẩm 109
5.2.2. Chọn giải pháp công nghệ 110
5.2.3. Tính toán các kích thước cơ bản của khuôn 111
5.2.4. Tiến trình công nghệ 113
5.2.5. Kết quả và thảo luận 114
5.3. Chế tạo bi nghiền bằng gốm Al2O3115
5.3.1. Đặc điểm sản phẩm 115
5.3.2. Chọn phương án tính toán và thiết kế khuôn ép 116
5.3.3. Tiến trình công nghệ chế tạo bị nghiền 118
5.3.4. Kết quả và thảo luận 121
5.4. Chế tạo phôi ống dẫn sóng rađa PRVư16 123
5.4.1. Đặc điểm sản phẩm123
5.4.2. Các bước công nghệ chính đểchế tạo ống dẫn sóng 123
5.4.3. Yêu cầu về vật liệu, dung sai, độ nhám và sai số hình dáng 125
5.4.4. Lựa chọn giải pháp côngnghệ, tiến trình công nghệ 126
5.4.5. Tính toán thiết kế khuôn ép ống dẫn sóng 126
5.4.5.1. Tính toán áp suất trong quá trình ép 126
5.4.5.2. Tính toán thiết kếkhuôn ép ống dẫn sóng 131
5.4.6. Bản vẽ thiết kế khuôn ép ống dẫn sóng 132
5.4.7. Kết quả và thảo luận 133
5.4.7.1. Khuôn ép ống dẫn sóng rađa PRVư16 133
5.4.7.2. Sản phẩm ống dẫn sóng rađa PRVư16 133
5.4.7.3. Khảo sát độ cứng 134
5.4.7.4. Xác định các thông số hình học 135
5.5. Chế tạo ống thành mỏng bằng công nghệ ép thủy động 137
5.5.1. Khảo sát phôi đầu vào 137
5.5.1.1. Khảo sát phôi hợp kim nhôm 137
5.5.1.2. Khảo sát phôi đồng 140
5.5.2. Các bước công nghệ chính để chế tạo ống 142
5.5.3. Thiết kế khuôn tạo hình 143
5.5.4. Chuẩn bị phôi để chế tạo ống 144
5.5.5. Nghiên cứu vật liệu truyền áp 145
5.5.6. Khảo nghiệm đánh giá kết quả 148
5.5.6.1. Sản phẩmống hợp kim nhôm 148
5.5.6.2. Sản phẩm ống đồng 153
5.6. Chế tạo phôi bánh răng mô duyn nhỏ 159
5.6.1. Đặc điểm của sản phẩm 159
5.6.2. Thực nghiệm và kết quả nghiên cứu 159
Chương 6: Tính toán lựa chọn thiết bị và thiết kế, chế tạo trang bị công nghệ 163
6.1. Máy ép thủy tĩnh 163
6.1.1. Tính toán lựa chọn máy ép thủy lực 300T 163
6.1.2. Bản vẽ thiết kế chế tạo trang bị công nghệ 165
6.1.3. Tài liệu quy trình công nghệ 165
6.2. Trang bị công nghệ ép thủy động 173
6.2.1. Tài liệu thiết kế 173
6.2.2. Tài liệu quy trình công nghệ 175
Kết luận và kiến nghị 180
Lời Thank 182
Tài liệu tham khảo 183
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ái ứng suất nh nhau:2
r 10.14−=σ MPa
210.14−=στ MPa
γ
Hình 4.9- Kết cấu khuôn hình cân bằng áp lực
95
ứng suất t−ơng đ−ơng theo thuyết bền IV
2
tdIV 10.14=σ MPa
+ Tạo lớp áo bao ngoài, lắp ghép có độ dôi ∆- tạo ứng suất d thành ngoài
cối.
c/ Tính toán khi lớp trụ ngoài chịu áp lực- lắp ghép có độ dôi với lớp áo của
buồng chịu áp lực.
Tạo lớp áo bao ngoài, giả sử lắp ghép giữa cối và áo khuôn bên ngoài có
độ dôi theo kiểu Φ70H8/z8 (khi lắp phải gia nhiệt, kết hợp với ép), suy ra:
∆min= 0,154mm
∆max= 0,256mm
Độ dôi trung bình của kiểu lắp: ∆TB= ∆ =0,205mm = 0,0205cm
Giả thiết bán kính lớp áo khuôn ngoài r3 = 6 cm.
Coi cối và áo khuôn làm từ hai loại vật liệu E1 ≈ E2 ; à1≈à2
Thay vào (4), ta có áp lực bên ngoài cối:
p2 = p0 = 1,96. 10
2 MPa
Khi đó, theo (1), (2) tại các phân tố lớp trong cùng của khuôn tạo hình
(đoạn hình trụ):
2
r 10.14−=σ MPa
210.22,12=στ MPa
Hình 4.10- Biểu đồ ứng suất tiếp ( τσ ) và ứng suất pháp ( rσ )
96
ứng suất t−ơng đ−ơng theo thuyết bền IV
2
tdIV 10.72,22=σ MPa
Với giá trị này ta khó chọn đ−ợc vật liệu làm khuôn tạo hình.
Nh− vậy, để giảm ứng suất t−ơng đ−ơng ta không thể tăng độ dôi (rất khó
cho quá trình lắp ráp), chỉ cò cách tăng chiều dày của lớp áo.
Theo công thức
1
2
2
3 r
r
r = ; ⇒ r3 = 12,25cm;
Tính toán ta đ−ợc:
P2=po= 246,85 MPa
Tại phân tố lớp trong cùng r1=1cm
2
r 10.14−=σ MPa
210.11,11=στ MPa
2
tdIV 10.75,17=σ MPa
Nh− vậy, cũng vẫn khó có thể chọn đ−ợc vật liệu thoả mãn. Cách khắc
phục, phải tăng cứng và giới hạn bền bề mặt bằng các chế độ hoá nhiệt luyện để
đảm bảo lớp bề mặt không bị phá huỷ. Một vài mác thép chất l−ợng cao mà ta
cần quan tâm là: vật liệu thép Crôm Mangan, ví dụ: 30XPA (sau khi nhiệt luyện
thì σb=16.122 MPa) 30XΓT hay 40XΓP (sau nhiệt luyện, σB=15.102 MPa).
Kết luận:
Nh− vậy, ở đây ta chọn ph−ơng án tạo áp lực bên ngoài t−ơng ứng với phần
trụ tạo hình Φ20 nhờ áp lực của môi chất truyền áp suất.
+Khi đó, xét đến cả yếu tố nhiệt (do gia nhiệt ban đầu hay do ma sát trên
bề mặt tiếp xúc) một vài mác vật liệu có thể xét để chọn xem bảng 4.3
97
Bảng 4.3:
STT Mác vật liệu σT(MPa) σB(MPa)
1 30XΓCHA 1300 1650
2 38XH3MΦA 1100 1200
3 45XHMΦA 1300 1450
4 30XPA 1300 1600
5 30XΓT 1100 1500
6 40XΓP 1300 1500
+ Còn các bộ phận chịu áp lực khác nh−: thân buồng chịu áp lực (những
lớp trong cùng), đế, giá có thể chọn các mác vật liệu theo bảng 4.4
Bảng 4.4:
STT Mác vật liệu σT(MPa) σB(MPa)
1 27XΓP 1200 1400
2 40XC 1100 1200
3 20X2H4A 1100 1300
4 20XΓHP 1100 1300
4.2.4. Tính góc mở khuôn tối −u
Theo lý thuyết độ dẻo thì lực biến dạng cần thiết cũng nh− áp suất thủy
tĩnh cần thiết cho quá trình ép đùn đặc trên bao gồm phần biến dạng lý t−ởng,
phần tr−ợt và phần ma sát (Hình 4.11). Trong khi lực biến dạng lý t−ởng không
phụ thuộc vào độ lớn của góc mở khuôn thì tổn hao tr−ợt giảm đi với góc mở
giảm, ng−ợc lại tổn hao do ma sát lại tăng lên do diện tích ma sát tăng lên. Do
đó về nguyên tắc sẽ có một góc mở khuôn mà khi biến dạng yêu cầu áp suất
thủy lực một gia trị nhỏ nhất.
98
Giá trị của góc tối −u này phụ thuộc vào điều kiện biến dạng, ở đó nhìn
chung với lực hay áp suất biến dạng lớn thì góc mở tối −u cũng tăng lên. Khi ở
áp suất cao thì vật liệu cứng hơn hay độ biến dạng lớn hơn không đóng vai trò
gì. T−ơng ứng khi ứng suất ở bề mặt bị lực tác dụng tăng lên, sự tác động lên
màng bôi trơn cũng tăng lên và do đó tổn hao do ma sát cũng tăng lên. Với sau
thay đổi môi tr−ờng ép, chất bôi trơn, điều kiện bôi trơn bị thay đổi, do đó mà
góc mở tối −u cũng thay đổi.
4.2.5. Tính toán lực ép đùn
Sự phụ thuộc tuyến tính giữa áp lực ép và độ biến dạng khi ép chảy và ép
đùn thông th−ờng đã đ−ợc Pugh chứng minh, cũng đặc tr−ng cho ép đùn, ép
chảy thủy tĩnh. Giả sử độ cứng của các phôi là H là giá trị đặc tr−ng cho vật
liệu, theo Pugh áp lực ép cần thiết cho ép đùn tiến đặc với khuôn 45o; ở nhiệt độ
phòng, ph−ơng trình thực nghiệm sau cho kết quả t−ơng đôi chính xác:
P = ϕ(0,0579H + 0,617) [kbar] (4.51)
hay là: P = ϕ(5,79H + 61,7) [MPa] (4.52)
Hình 4.11. Xác định góc mở khuôn tối −u từ các lực riêng
(1 kbar=100MPa=100N/mm2)
99
Các ph−ơng trình này đúng cho các vật liệu kim loại khác nhau, nh−ng
trong điều kiện bôi trơn thủy động và hình dạng vật thể đã chọn. Trong đó:
P - áp suất ép đùn
H - Độ cứng của phôi (Vicker)
ϕ - ln(Ao/A1) Độ biến dạng
Ao - Tiết diện phôi
A1 - Tiết diện vật sau biến dạng
Các quan hệ thực nghiệm t−ơng tự cũng đ−ợc nhiều tác giả đ−a ra. Một
số kết quả thực nghiệm đánh giá các quá trình khác nhau và đã cho thấy ph−ơng
trình của Pugh cho kết quả tính toán lực ép đùn là t−ơng đối chính xác.
Trong hình 13 đã biểu diễn quan hệ giá trị thực nghiệm của nhiều loại vật
liệu P/ϕ với độ cứng của vật liệu. Sự trùng hợp giữ kết quả tính toán theo Pugh
và giá trị đo đ−ợc là tốt. Lực ép đùn cần thiết so với giá trị tính toán là độ dao
động ±25%.
Hình 4.12- Sự phụ thuộc của áp suất ép đùn vào góc mở khuôn 2α và vào vật liệu (a)
cũng nh− vào góc mở khôn 2α và tỷ lệ tiết diện Ao/A1 (b)-(1kbar=100MPa=100N/mm)
100
áp suất tính toán th−ờng nhỏ hơn áp suất tĩnh khi bắt đầu quá trình, sự
tăng lên của áp suất tĩnh cũng có thể bỏ qua nếu phôi ép đ−ợc tạo côn tr−ớc đó.
Việc tính theo lý thuyết độ dẻo cũng có thể tiến hành nh− cho ép đùn
thông th−ờng. Các đại l−ợng đầu vào là kích th−ớc sản phẩm, độ biến dạng, góc
mở khuôn 2α và số ma sát à. Nh−ng cần chú ý rằng khi ép đùn và ép chảy thủy
tĩnh góc mở khuôn 2α nhỏ hơn, tổn hao do ma sát rất nhỏ (Số ma sát à nhỏ hơn
0,05).
Các quá trình gần đúng sẽ cho kết quả chính xác hơn, đặc biệt là quá trình giới
hạn trên. Đặc biệt đối với ép chảy thủy tĩnh đặc tiến thì Pugh và Avitor cho kết
quả tốt nhất. Các hiệu chỉnh của Avitor đ−ợc phát triển trong với sự chú ý đến
điều kiện bôi trơn thủy động.
Quá trình giới hạn đã cho các kết quả nh− lực ép cần thiết, hình dạng
khuôn cũng nh− ảnh h−ởng của các tham số nh− nhiệt độ đến quá trình ép.
Các khảo sát ép chất dẻo cho kết quả về ứng suất từng vùng, sự thay đổi
hình dạng và phân bố nhiệt độ.
Hình 4.13. T−ơng quan giữa áp lực ép đùn P, độ biến dạng ϕ và độ cứng
của phôi H của các vật liệu khác nhau - 1kbar=100MPa=100N/mm
101
Ch−ơng 5
kết quả nghiên cứu và một số hình ảnh về sản phẩm
5.1. Chế tạo phôi con tống kh−ơng tuyến nòng súng 12,7mm
5.1.1. Đặc điểm của sản phẩm
Khi chế tạo nòng súng, sau khi tạo lỗ nòng súng bằng ph−ơng pháp khoan
sâu hay rèn, ng−ời ta phải tạo đ−ợc lỗ nòng súng có độ cứng, độ bóng cao và có
rãnh kh−ơng tuyến để viên đạn khi bay trong lòng súng nhận đ−ợc chuyển động
quay và ổn định đ−ờng bay khi ra khỏi nòng súng. Để làm đ−ợc công việc trên
cần có công cụ gọi là con tống. Con tống nòng súng th−ờng đ−ợc chế tạo từ hợp
...