Ứng dụng công nghệ miết trong chế tạo bình khí công nghiệp

Mục lục Lời nói đầu 1 Chương 1 . Tổng quan về công nghệ miết 1.1. Giới thiệu về công nghệ miết 5 1.2. Phân loại phương pháp miết 6 1.3. Các nguyên công miết điển hình 8 1.4. Sản phẩm của phương pháp miết 12 1.5. Lịch sử phát triển của thiết bị miết 15 1.6. Đặc điểm của thiết bị miết 19 Chương 2. Bình khí công nghiệp và các yêu cầu sản phẩm 2 . 1. Khái quát về thị trường bình áp lực 23 2 . 2. Phân loại bình khí công nghiệp 24 2 . 3. Bình khí công nghiệp chịu áp suất cao 31 2 .

doc114 trang | Chia sẻ: huyen82 | Ngày: 03/10/2013 | Lượt xem: 241 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt tài liệu Ứng dụng công nghệ miết trong chế tạo bình khí công nghiệp, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
4. Phương án công nghệ tạo hình bình áp lực cao 34 2. 5 . Quy trình công nghệ chế tạo bình khí công nghiệp 38 Chương 3 . Cơ sở lý thuyết và công nghệ miết 3.1. Cơ sỏ lý thuyết 42 3.2. Công nghệ miết tóp miệng và bịt đáy bình khí công nghiệp 47 3.2.1. Nhiệt trong quá trình miết 47 3.2.2. Quá trình hàn cháy tạo đáy bình 50 3.2.3. Tính toán chiều dài miết phôi 52 3.2.4. Tốc độ quay của phôi khi miết 54 3.2.5. Bước tiến con lăn 55 3.2.6. Tính số bước miết 56 3.2.7. Tính vết tiếp xúc 62 3.2.8. Tính lực miết 64 Chương 4 . Thiết kế máy miết nóng bình khí công nghiệp 4.1. Giới thiệu một số loại máy miết 69 4.2 . Tính toán thiết kế máy miết nóng bình khí công nghiệp 70 4.3 . Cụm con lăn miết 73 4.3.1. Kết cấu con lăn miết 73 4.3.2. Nguyên lý chuyển động của con lăn miết 76 4.3.3. Tính toán quỹ đạo chuyển động của con lăn 78 4.3.4. Sơ đồ nguyên lý cụm con lăn 83 4.3.5. Kết cấu cụm con lăn miết 84 4.3.6. Chuyển động của con lăn trong nguyên công bịt đáy 85 4.3.7. Chuyển động của con lăn trong nguyên công tạo miệng 87 4.4. Cụm cơ cấu cặp 93 4.4.1. Giới thiệu chung về cơ cấu cặp 93 4.4.2. Kết cấu cơ cấu cặp dạng ống đàn hồi 94 4.4.3. Tính toán kết cấu ống kẹp đàn hồi 97 4.4.4. Kết cấu cơ cấu kẹp 98 4.4.5. Tính toán lực kẹp 101 4.4.6. Động học qủa trình kẹp phôi 104 4.4.7. Tính áp suất bơm dầu 105 4.4. Cụm gia nhiệt 108 Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục lời nói đầu Việt Nam trong tiến trình hội nhập và phát triển , nền kinh tế của chúng ta đã nhận được những thành công đáng kể . Đó là sự nỗ lực hết mình của mỗi người Việt Nam hy vọng đóng góp sức mình xây dựng và bảo vệ tổ quốc . Với mục đích tăng trưởng và tăng trưởng bền vững thì một thách thức đặt ra cho chúng ta là phải xây dựng và phát triển nền sản xuất hàng hoá đa dạng, mềm dẻo thoả mãn mục tiêu cạnh tranh nội địa và từng bước chiếm lĩnh thị trường thế giới. Đứng trước những thách thức và cả những vận hội mới, Đảng và Nhà nước ta đã và đang đầu tư không ngừng vào các lĩnh vực sản xuất và lấy sản xuất cơ khí làm trọng tâm phát triển . Đó là một hướng đi đúng đắn , vì trên thực tế thế giới đã chứng minh một quốc gia muốn phát triển , trước hết phải tập trung vào phát triển nền khoa học công nghệ nước nhà . Với kinh nghiệm thành công của nhiều nước trên thế giới , Việt Nam đã có những hành động cụ thể và cũng đã bước đầu gặt hái được những thành công đáng kể . Nhưng chúng ta cũng phải đối mặt với những thách thức to lớn , nền cơ khí Việt Nam đang rất lạc hậu với hầu hết máy móc và công nghệ của những năm 70, 80 của thế kỷ trước. Do vậy mục tiêu trước mắt và lâu dài đặt ra cho chúng ta là phải cải tiến nâng cấp thiết bị và không ngừng phát triển, cập nhật các công nghệ sản xuất tiên tiến. Trong những năm qua , chúng ta ghi nhận sự xuất hiện và từng bước được đưa vào sản xuất của nhiều công nghệ Gia công áp lực ở Việt Nam . Một trong những công nghệ đó là phương pháp gia công kim loại bằng công nghệ miết . Công nghệ miết đã được thực tế khẳng định về tính hiệu quả kinh tế đặc biệt đối với việc sản xuất sản phẩm với số lượng vừa và nhỏ đòi hỏi có chất lượng cao. ứng dụng của công nghệ này trong sản xuất là rất đa dạng với nhiều chủng loại sản phẩm dạng khối hoặc tấm . Công nghệ miết thể hiện nhiều ưu điểm nổi bật mà các phương pháp khác không có được , và sản phẩm của của công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực từ đồ dụng gia dụng , các thiết bị công nghiệp , tới các chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao như hàng không và vũ trụ ... Với sự phát triển mạnh mẽ của mình , phương pháp công nghệ miết hiện nay được xem như là một công nghệ tiên tiến có thể thay thế cho công nghệ dập vuốt . Đề tài " ứng dụng công nghệ miết trong chế tạo bình khí công nghiệp " là một lĩnh vực tương đối mới mẻ ở Việt Nam . Hiện tại có rất ít các tài liệu, các công trình nghiên cứu về vấn đề trên , cũng như việc chưa có một cơ sở sản xuất nào ứng dụng công nghệ này đem lại hiệu quả cho nền kinh tế quốc dân . Do đó việc tiến hành nghiên cứu công nghệ , từ đó đưa vào sản xuất bình khí công nghiệp tại Việt Nam nhằm thoã mãn nhu cầu nội địa đang trở nên rất cấp thiết . Trong luận văn tốt nghiệp của mình ,tôi tập trung vào việc giải quyết các vấn đề về công nghệ của phương pháp miết trong chế tạo bình khí công nghiệp cũng như xem xét tính khả thi của đề tài nhằm tiến tới đưa việc chế tạo bình khí công nghiệp bằng phương pháp miết tại Việt Nam . Nhân đây tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất của mình tới PGS.TS. Đinh Bá Trụ , TS. Phạm Văn Nghệ , cùng toàn thể các thầy giáo trong bộ môn Gia công áp lực . Cảm ơn sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của các thầy đã giúp tôi hoàn thành luận văn của mình , cũng như học hỏi thêm những kiến thức cần thiết của một người kỹ sư cần có . Hà Nội , tháng 5 năm 2006 . Tác giả Chương i . Tổng quan về công nghệ miết 1 .1 . Giới thiệu về công nghệ miết Miết là một phương pháp gia công kim loại bằng áp lực để tạo hình chi tiết rỗng từ phôi phẳng hoặc phôi rỗng dưới tác dụng lực công tác làm biến dạng dẻo cục bộ trên tại một điểm trên phôi quay. Lịch sử phát triển phương pháp miết đã xuất hiện từ rất lâu đời . Trong thời Hy Lạp cổ đại , người ta đã biết sử dụng các thiết bị thô sơ để để miết tạo hình các tấm kim loại mỏng để tạo ra các đồ mỹ nghệ , vật dụng dạng tròn xoay như : nồi , bình hoa ...Người ta thấy rằng các sản phẩm tròng xoay rỗng bằng các kim loại mềm như vàng , bạc , đồng được làm bằng phương pháp này tương đối dễ dàng nhờ những ưu điểm là chỉ cần những vật dụng hết sức đơn giản ,thô sơ với thao tác đơn giản , sức lực bỏ ra không cần lớn... Đến thế kỷ 19 , công nghệ miết được ứng dụng nhiều vào việc sản xuất đồ dân dụng , công nghiệp đơn giản phục vụ cho đời sống . Lúc này vật liệu sử dụng chế tạo sản phẩm đã bao gồm cả nhôm và thép . Người ta đã tìm cách ứng dụng công nghệ miết ép đối với các kim loại cứng hơn với kích thước sản phẩm lớn hơn Ngày nay công nghệ miết ép đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau như : chế tạo cơ khí , hoá dầu , sản xuất hàng dân dụng ... Sản phẩm chế tạo từ công nghệ này rất đa dạng , từ các chi tiết rỗng nhỏ vài mm đến các đáy bình áp suất đường kính tới 3 4 m . Các chi tiết có hình dạng phức tạp trong công nghiệp hoá chất , hóa dầu ,hàng không , vũ trụ … cũng đã được thực hiện bằng công nghệ miết ép . Công nghệ miết với ưu điểm về sự đa dạng phong phú về chủng loại , hình dáng , kích cỡ cũng như vật liệu chế tạo sản phẩm , đã được ứng dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp của nước ta : công nghiệp hàng tiêu dùng , công nghiệp sản xuất ôtô , công nghiệp quốc phòng…Mặt khác , cùng với thế mạnh về công nghệ so với các phương pháp sản xuất cơ khí khác như dập vuốt , miết dựa trên sự biến dạng cục bộ từng phần của sản phẩm nên lực công nghệ yêu cầu nhỏ hơn rất nhiều , dẫn đến yêu cầu về trang thiết bị nhỏ gọn hơn do đó phù hợp với sản xuất loạt nhỏ , hay đơn chiếc . Hiện nay trên thế giới , các nước công nghiệp phát triển như Mỹ , Nga , Đức… đã đạt được rất nhiều thành tựu trong việc áp dụng công nghệ miết để chế tạo những chi tiết khó , phức tạp . Họ cũng đã sản xuất được các máy miết hiện đại được điều khiển theo chương trình số có công suất lớn ứng dụng mạnh mẽ vào công nghiệp nặng . Các máy miết chuyên dụng được thiết kế để chế tạo một số chủng loại sản phẩm xác định có kiểu dáng kích thước phù hợp với chủng loại sản phẩm đó . Tuy nhiên trong tình hình phát triển công nghệ miết mạnh mẽ trên thế giới như vậy , thì với điều kiện sản xuất của nước ta , các cơ sở sản xuất cơ khí chưa thể chế tạo ra các máy miết chuyên dụng hiện đại , mà chủ yếu các máy miết công suất vừa và lớn được điều khiển theo chương trình số đều được nhập từ nước ngoài với giá thành rất cao . Chính điều đó đã hạn chế rất lớn đến việc ứng dụng , phát triển công nghệ miết ở nước ta hiện nay . Đồng thời đặt ra cho các nhà khoa học hoạt động trong lĩnh vực cơ khí nước nhà bài toán cần đi tìm lời giải là làm sao ứng dụng , phát huy được công nghệ miết với những ưu thế vượt trội vào điều kiện sản xuất của nước ta hiện nay. 1.2 . Phân loại phương pháp miết 1.2.1 . Phân loại theo đặc điểm phôi + Miết phôi phẳng + Miết phôi ống + Miết phôi dạng thể tích . 1.2.2 . Phân loại theo hình dạng sản phẩm + Sản phẩm tròn xoay + Sản phẩm dạng xoáy ốc + Sản phẩm có biên dạng phức tạp + Sản phẩm có kích thước đặc biệt 1.2.3 . Phân loại theo vị trí cặp dụng cụ biến dạng Dưỡng trong, con lăn ngoài. (Hình 1.1. a) Dưỡng ngoài, con lăn trong. (Hình 1.1.b) Con lăn miết không dưỡng . (Hình 1.1.c) a) b) c) Hình 1.1. Phân loại phương pháp miết theo vị trí dụng cụ gia công 1.2.4 . Phân loại theo dạng gia công và yêu cầu của sản phẩm Miết tạo hình sản phẩm: sản phẩm sau khi miết đạt hình dáng kích thước yêu cầu . Hình 1.2.a . Miết không biến mỏng : trước và sau quá trình tạo hình , chiều dày của vật liệu không thay đổi . Hình 1.2. b. Miết biến mỏng : chiều dày của phôi bị thay đổi trong quá trình tạo hình sản phẩm . Thông thường mức độ biến mỏng đạt tới 30% . Hình 1.2. b. Miết nâng cao chất lượng bề mặt sản phẩm : mục đích tăng độ nhẵn bóng và tạo ra sự biến cứng trên bề mặt sản phẩm mà không làm thay đổi chiều dày cũng như hình dạng sản phẩm . Hình 1.2. c. a) b) c) Hình 1.2. Phân loại phương pháp miết theo dạng gia công 1.2.5 . Phân loại theo hướng biến dạng của vật liệu và chuyển động tương đối của dụng cụ miết Miết thuận: chiều chuyển động của dụng cụ miết cùng chiều với hướng chảy của vật liệu . Hình 1.3.a. Miết ngược: chiều chuyển động của dụng cụ miết và chiều dày của kim loại ngược hướng nhau trong quá trình miết. Hình 1.3.b. a) b) Hình 1.3. Phân loại miết theo hướng chuyểm động của dụng cụ 1.2.6 . Phân loại theo nhiệt độ tiến hành miết + Miết nguội : quá trình miết được tiến hành ở nhiệt độ bình thường của vật liệu phôi . Thường quá trình miết nguội được tiến hành với miết phôi tấm. + Miết nóng : quá trình miết được tiến hành sau khi được nung nóng đến một nhiệt độ nhất định , gọi là nhiệt độ tạo hình . 1.3 . Các nguyên công miết điển hình 1.3.1. Miết phôi tấm Công nghệ miết phôi tấm được áp dụng cho cả các loại thép không gỉ và các hợp kim như titanium , inconnel , hastelloy ... và miết được các chi tiết với đương kính phôi lên đến gần 8 m , chiều dầy 76 mm với nhôm và 38 mm với thép hợp kim . Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý phương pháp miết phôi tấm Hình 1.5. Một số sản phẩm của phương pháp miết phôi tấm 1.3.2. Miết phôi ống 1.3.2.1. Tạo hình sản phẩm từ phôi ống Phôi ban đầu của qúa trình miết có dạng phôi ống , chúng được gá kẹp trên máy miết tương tự như trong trường hợp miết phôi tấm . Sau đó nhờ tác động của con lăn miết sẽ thực hiện quá trình tạo hình cho sản phẩm đạt được hình dáng , kích thước yêu cầu . Quá trình này thường được thực hiện ở trạng thái nguội. Hình 1.6. Sơ đồ các phương pháp miết tạo hình phôi ống 1.3.2.2. Thắt miệng ống ( Necking in ) Sản phẩm được tạo ra bằng phương pháp miết nóng . Đầu tiên phôi ống được kẹp chặt trên cơ cấu cặp . Bộ phân cung cấp nhiệt có nhiệm vụ nâng nhiệt độ vùng cần biến dạng lên tới nhiệt độ miết ban đầu ( khoảng 1220C ) và duy trì nhiệt của phôi trong suốt quá trình biến dạng . Chuyển động quay tròn của cơ cấu cặp mang theo phôi ống quay . Con lăn miết chuyển động tịnh tiến theo hai phương : phương song song với trục ống và phương vuông góc với trục ống . Chuyển động của con lăn tác dụng làm biến dạng phôi tạo ra hình dáng cổ chai yêu cầu . Hình 1.7. Quá trình miết tóp miệng phôi ống 1.3.2.3. Bịt đáy ( Closing ) Hình 1.8. Quá trình miết bịt đáy phôi ống Nguyên công bịt đáy có nguyên lý tương tự như nguyên công thắt cổ chai . Trong đó chuyển động thích hợp của con lăn sẽ tác dụng bịt kín đáy của phôi ống . Trong quá trình biến dạng tạo hình kim loại , độ biến dạng tăng là nguyên nhân chính dẫn đến ứng suất bên trong vật thể tăng và kéo theo là công và lực biến dạng cũng tăng theo . Hiện tượng đó gọi là hoá bền . Nếu ứng suất vượt quá giới hạn bền của vật liệu sẽ gây ra hiện tượng phá huỷ ( nứt , nhăn , rách ...) nên cần thiết phải có quá trình làm giảm ứng suất trước khi tiến hành biến dạng lần tiếp theo . Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, người ta cũng sử dụng phương pháp này để giảm công và lực biến dạng dẫn đến giảm được kích thước , khuôn khổ của máy móc và thiết bị kèm theo . Để giảm ứng suất trong vật thể có thể sử dụng nguồn nhiệt theo hai cách: Nung nóng độc lập với quá trình biến dạng Nung nóng đồng thời trong quá trình biến dạng Trong trường hợp ứng dụng phương pháp miết để thực hiện nguyên công tóp miệng hoặc bịt kín đáy , người ta sử dụng phương pháp nung nóng cục bộ vùng biến dạng đồng thời trong quá trình biến dạng . Để thực hiện phương pháp này , ta có lựa chọn các cách sau : Sử dụng thiết bị nung cảm ứng ( nung cao tần ) Sử dung khí gas ( ) ngọn lửa khò Với điều kiện thực tế sản xuất của nền cơ khí Việt Nam hiện nay , phương pháp nung cảm ứng là không thích hợp , do yêu cầu máy móc thiết bị kèm theo có trình độ tự động cao vì gá kẹp phôi khi nung và sau khi nung yêu cầu phải có tay rôbốt công nghiệp . Ngoài ra , trong quá trình biến dạng phôi giảm nhiệt rất nhanh do có kết cấu vỏ mỏng ( phôi dạng ống ) . Do đó phương pháp nung phôi bằng ngọn lửa khò là hợp lý , đảm bảo quá trình gá phôi thủ công và bù nhiệt trong quá trình biến dạng một cách dễ dàng . 1.4. Sản phẩm của phương pháp miết p hương pháp công nghệ miết có thể chế tạo được nhiều chủng loại sản phẩm khác nhau, đa dạng về kiểu dáng và kích thước, từ những chi tiết có hình dạng đơn giản (trụ, côn) đến những chi tiết có hình dáng rất phức tạp (có gân, gờ, chiều dày thay đổi) như chi tiết trong cỏc thiết bị chế biến thực phẩm, hoỏ chất, cỏc chi tiết trong thiết bị chiếu sáng, dụng cụ õm nhạc, cỏc chi tiết dạng đĩa trong vệ tinh nhõn tạo, cỏc loại xi lanh và bỡnh chứa chịu ỏp lực cao, cỏc loại ống cú độ chớnh xỏc cao, cỏc loại Puli truyền động cú nhiều rónh chữ V. Phôi sử dụng trong phương pháp miết là phôi tấm hoặc phôi ống. Quá trình miết có thể là miết có biến mỏng hoặc không biến mỏng tuỳ theo yêu cầu của sản phẩm. Phương pháp miết ngày nay được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp hàng không, quốc phòng để chế tạo các sản phẩm đòi hỏi chất lượng và độ chính xác cao như tuabin, đầu đạn tên lửa cũng như trong các ngành công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, vv... 1.4.1. Sản phẩm tròn xoay 1.4.1.1. Sản phẩm dạng cầu: Hình 1.9. Sản phẩm miết dạng cầu 1.4.1.2. Sản phẩm dạng côn: Hình 1.10. Sản phẩm miết dạng côn 1.4.1.3. Sản phẩm dạng trụ. Hình 1.11. Sản phẩm miết dạng trụ 1.4.2. Sản phẩm dạng răng ren Hình 1.12. Sản phẩm miết dạng răng ren 1.4.3. Sản phẩm có biên dạng phức tạp Hình 1.13. Sản phẩm miết có biên dạng phức tạp 1.4.4. Sản phẩm có kích thước lớn Hình 1.14. Hình ảnh sản phẩm miết có kích thước lớn 1.4.5. Sản phẩm miết phôi ống Hình 1.15. Hình ảnh sản phẩm miết phôi ống 1.5. Lịch sử phát triển của thiết bị miết Miết là một phương pháp công nghệ tạo hình vật liệu có từ rất lâu đời , bắt nguồn từ việc chế tạo các bình gốm của người thợ thủ công Hy Lạp vào khoảng 3000 năm trước Công nguyên . Chính chuyển động quay tròn của vật liệu cùng với các kỹ thuật tạo hình các bình gốm bằng tay đó đã tạo nên công nghệ miết ngày nay . Vào khoảng những năm 20 của thế kỷ 20 các loại máy miết kim loại đã được ra đời . Ban đầu là những thiết bị miết thủ công được xây dựng dựa trên nguyên lý của máy tiện. Con lăn miết được điều khiển bởi người công nhân và do đó chỉ có thể chế tạo được các chi tiết có kích thước không lớn, độ phức tạp cũng như độ chính xác thấp , tiếp theo là các loại máy miết có hệ thống thuỷ lực , tới các loại máy được điều khiển làm theo dưỡng và cuối cùng là thế hệ các loại máy điều khiển theo chương trình CNC có hệ thống phản hồi , xử lý và điều chỉnh dữ liệu liên tục trong suốt quá trình gia công . Các loại máy miết hiện đại thường có khối lượng lớn để đảm bảo sự ổn định của máy , chống lại các dao động tự do trong quá trình vận hành máy , nhất là khi máy hoạt động ở tốc độ cao và đòi hỏi yêu cầu về độ chính xác kích thước gia công . Để đạt được điều đó , thiết bị cần phải có động cơ truyền động có số vòng quay lớn , tạo được lực ép trên con lăn miết trượt được theo cả chiều dọc và chiều ngang với biên độ đủ lớn và với tốc độ biến dạng lớn . Thêm vào đó là những cơ cấu của máy phải đơn giản trong việc điều khiển và có thể điều chỉnh thiết bị trong một thời gian ngắn . Hình 1.16. Hình ảnh một số loại máy miét Hình 1.17. Máy miết nóng thực hiện nguyên công bịt đáy và thắt miệng phôi ống Các thế hệ máy miết hiên nay đã tiến một bước khá xa . Chúng lamg việc theo kiểu nhắc lại theo quá trình đã được thực hiện , chế độ CNC điều khiển trực tuyến hoặc ngoại tuyến . Khi làm việc theo chế độ nhắc lại , chi tiết đầu tiên chế tạo được điều khiển bằng tay bởi người vận hành qua cần điều khiển và thiết bị đo ở tốc độ thấp . Bộ phận điều khiển ghi nhớ tất cả các dịch chuyển của máy , bao gồm tất cả các chức năng cần thiết như tạo hình và cắt để tiến hành gia công các chi tiết tiếp theo . Khi gia công chi tiết tốc độ làm việc có thể đạt tới giá trị lớn nhất cho phép của vật liệu chứ không phải tốc độ mà máy đã được dạy . Hình 1.18 . Một số hình ảnh máy miết hiện đại, điều khiển theo chương trình số 1.6 . Đặc điểm của thiết bị miết So sánh với các phương pháp khác như ép chảy hay dập vuốt sâu thì phương pháp này tốn ít lực hơn và tiêu thụ điện năng ít hơn . Khác với chày và cối trong dập vuốt , các công cụ biến dạng miết thường chỉ sử dụng bộ phận trục nòng với biên dạng giống như phần bên trong của sản phẩm với chi phí rẻ hơn nhiều. Miết kim loại đồng thời nổi trội ở tính mềm dẻo , linh hoạt công nghệ . Các thay đổi trong quá trình làm việc có thể được tiến hành một cách trực tuyến (online) hoặc ngoại tuyến (offline) . Thêm vào đó sự đơn giản trong hệ thống của thiết bị cũng giúp cho người sử dụng có thể sữa chữa khi gặp hỏng hóc một cách đơn giản và nhanh chóng với chi phí thấp . Quá trình miết có thể tạo ra rất nhiều hình dạng khác nhau , cung cấp hầu như không giới hạn các khả năng cho người thiết kế sản phẩm . Đặc biệt ứng dụng để chế tạo những hình dạng dản phẩm lõm mà đối với các phương pháp khác là rất khó , hơn nữa kết quả đạt được về chất lượng của sản phẩm ở mức rất cao . Ưu điểm khi sử dụng máy miết : Khả năng linh hoạt của thiết bị cao Tăng mức độ tự động hoá Khả năng hỏng hóc của thiết bị là rất thấp do hệ thống không quá phức tạp Có thể chế tạo các chi tiết tròn xoay có độ dài lớn với hình dáng phức tạp Chi phí đầu tư thấp so với các phương pháp gia công áp lực khác khi chế tạo chi tiết có bề mạt cong lồi lõm Có thể chế tạo nhiều chi tiết khác nhau với cùng một dụng cụ biến dạng : trục nòng và con lăn míêt Thời gian một chu trình làm việc ngắn Với những gì đã nêu ở trên thì miét kết hợp với cắt có thể mang lại hiệu quả kinh tế cao . Đặc biệt là trong trường hợp cần chế tạo chi tiết với số lượng ít và chi tiết dùng làm vật mẫu kích thước nhỏ , chi tiết có độ chính xác cao . Bằng việc lựa chọn thêm các bộ phận phụ trợ ở những vị trí thích hợp thì máy miết sẽ có công dụng như một trung tâm gia công . Các máy miết thuộc thế hệ hiện đại được thiết kế đơn giản cho quá trình vận hành và trong một chu trình có kết hợp nhiều nguyên công tạo hình như đánh bóng , chép hình , xoắn , tạo gân gờ , gia công cắt gọt ... Tuỳ theo chủng loại sản phẩm, máy miết có thể được thế tạo theo kiểu đứng và kiểu ngang. Thông số kỹ thuật chủ yếu của máy miết là tốc độ miết, đường kính và chiều dày lớn nhất có thể miết. Dưới đây giới thiệu thông số kỹ thuật của một số loại máy miết thông dụng hiện nay. Máy miết ngang Máy PS 60SS: công suất 65 kW, miết được chi tiết có đường kính tới 1600, chiều dày vật liệu 12mm; Máy PS-90: công suất 90 kW, miết được chi tiết có đường kính tới 1600, chiều dày vật liệu 15mm; Máy PS-110SS: công suất 110 kW, miết được chi tiết có đường kính tới 2100, chiều dày vật liệu 18mm; Máy miết đứng Máy VDM 4000E: công suất 160 kW, miết được chi tiết có đường kính tới 4m, chiều dày vật liệu 30mm; Máy VDM 5000E: công suất 200 kW, miết được chi tiết có đường kính tới 5m, chiều dày vật liệu 30mm; Máy VDM 6000E: công suất 250 kW, miết được chi tiết có đường kính tới 6m, chiều dày vật liệu 30mm; Hiện các cơ sở cơ khí trong nước chưa sản xuất máy miết, các thiết bị miết được nhập chủ yếu từ nước ngoài. Các cơ sở áp dụng công nghệ miết chế tạo các mặt hàng dân dụng: Công ty Sắt tráng men Hải phòng Công ty Kim khí Thăng long Các công ty sản xuất đồ hộp, bao bì Các công ty sản xuất phụ tùng ôtô, xe máy. Các cơ sở áp dụng công nghệ miết chế tạo các mặt hàng công nghiệp: Công ty Thiết bị áp lực: các máy miết đáy nồi hơi Công ty Lilama: máy vê chỏm cầu PPM-600Tx6 đường kính tới 5m, vật liệu dày 35mm. Nói chung, việc áp dụng công nghệ miết ở nước ta còn rất hạn chế. Đó là do các nguyên nhân: Các tính năng của công nghệ miết còn ít được biết đến; Chưa có khả năng đầu tư thiết bị, nhất là các thiết bị miết chuyên dùng hiện đại; Với những ưu điểm nổi trội của phương pháp miết trong chế tạo các chi tiết tròn xoay từ phôi tấm và phôi ống thì việc nghiên cứu, ứng dụng và phát triển công nghệ và thiết bị miết ép trong giai đoạn hiện nay là rất cần thiết. Đất nước đang trên đà công nghiệp hóa và hiện đại hóa nên rất cần có chính sách hợp lý đầu tư cho lĩnh vực miết ép để trở thành một yếu tố thúc đẩy ngành cơ khí nội địa phát triển. Kết luận Miết là một phương pháp gia công kim loại bằng áp lực để tạo hình chi tiết rỗng từ phôi phẳng hoặc phôi rỗng dưới tác dụng lực công tác làm biến dạng dẻo cục bộ trên tại một điểm trên phôi quay. Công nghệ miết với ưu điểm về sự đa dạng phong phú về chủng loại , hình dáng , kích cỡ cũng như vật liệu chế tạo sản phẩm , đã được ứng dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp của nước ta : công nghiệp hàng tiêu dùng , công nghiệp sản xuất ôtô , công nghiệp quốc phòng…Mặt khác , cùng với thế mạnh về công nghệ so với các phương pháp sản xuất cơ khí khác như dập vuốt , miết dựa trên sự biến dạng cục bộ từng phần của sản phẩm nên lực công nghệ yêu cầu nhỏ hơn rất nhiều , dẫn đến yêu cầu về trang thiết bị nhỏ gọn hơn do đó phù hợp với sản xuất loạt nhỏ , hay đơn chiếc . Nhờ những thế mạnh to lớn của mình mà công nghệ miết được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sản xuất, chế tạo cơ khí . Trên thế giới , người ta đã ứng dụng công nghệ miết để tạo hình các sản phẩm bình khí công nghiệp chịu áp lực cao . Do chịu sự kiểm duyệt nghiêm ngặt về an toàn khi sử dụng , nên bình khí công nghiệp chịu áp lực cao có những yêu cầu chế tạo riêng biệt . Đó là , bình được chế tạo với độ dày tương đối lớn , đòi hỏi kết cấu liền trên toàn bộ chiều dài của bình . Công nghệ miết tạo hình ở trạng thái nóng có thể đáp ứng được những yêu cầu đó . Và thực tế sản xuất chế tạo bình khí công nghiệp chịu áp suất cao ở các nước trên thế giới đã chứng minh điều đó . Cũng do mang trên bình những đặc điểm riên biệt , nên công nghệ miết ở trạng thái nóng bình khí công nghiệp yêu cầu phải được tiến hành trên các máy chuyên dùng . Trên những máy chuyên dùng này , đòi hỏi có những bộ phận đặc biệt như : cơ cấu kẹp có thể kẹp được những phôi ống đường kính lớn với chiều dài lớn ; bộ phận gia nhiệt cung cấp nhiệt cho phôi trong quá trình biến dạng ; và cụm con lăn miết được điều khiển một cách linh hoạt thực hiện những quỹ đạo phức tạp ... Do vậy yêu cầu nghiên cứu công nghệ miết tạo hình bình khí công nghiệp , từ đó tiến tới chế tạo thiết bị thực hiện là cần thiết trong điều kiện nền sản xuất của Việt Nam . Chương 2 . Bình khí công nghiệp và các yêu cầu sản phẩm 2.1. Khái quát về thị trường bình áp lực Các loại bình chứa là thiệt bị được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như luyện kim , cơ khí , thực phẩm , hoá chất , môi trường , y tế , quốc phòng ... Cùng với việc phát triển mở rộng các ngành công nghiệp nói trên , nhu cầu về các loại sản phẩm này ở Việt Nam ngày một tăng cao . Theo thống kê sơ bộ , trong một vài nhà máy lớn sản xuất khí công nghiệp như Công ty khí công nghiệp Yên Viên , Công ty Sovega , số lượng bình chứa khí tại mỗi nhà máy lên tới hàng vạn chiếc , sản phẩm bình ga dân dụng cũng có nhu cầu tới 20.000 bình/tháng , bình cứu hoả là 10.000 bình/tháng ... Ngoài ra , do yêu cầu về an toàn lao động nên theo quy định của nhà nước sau một thời gian sử dụng nhất định các loại bình chứa phải được kiểm tra lại tại một cơ quan có thẩm quyền trước khi đưa vào sử dụng tiếp . Số lượng bình bị loại sau khi kiểm tra vào khoảng 1015% . Vì vậy ngoài nhu cầu phục vụ cho mở rộng sản xuất mỗi năm , các nhà máy công nghiệp còn cần đến một lượng lớn bình thay thế . Trong khi đó , chúng ta chưa thể chế tạo các loại sản phẩm bình áp lực , mà phần lớn vẫn phải nhập khẩu từ nước ngoài với giá rất cao . Điều này gây lãng phí rất lớn cho nền kinh tế quốc dân , đi trái với các chủ trương nội địa hoá các ngành sản xuất cơ khí , công nghiệp nước nhà . Do vậy yêu cầu nghiên cứu công nghệ chế tạo bình chứa khí công nghiệp để tiến tới sản xuất trong nước nhằm thoã mãn nhu cầu thi trường nội địa là việc làm hết sức cấp thiết , vừa góp phần xây dựng nền khoa học công nghệ nước nhà , vừa đóng góp to lớn cho công cuộc Công nghiệp nước ta . 2.2. Phân loại bình khí công nghiệp Bình khí công nghiệp có những yêu cầu mang tính đặc thù như làm việc dưới áp suất cao , tỷ lệ kích thước bình l/D lớn ... điều đó đã gây ra khó khăn cho việc sản xuất trong điều kiện công nghệ của Việt Nam . Theo quy chuẩn quốc tế các bình chứa khí công nghiệp được chế tạo phải đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật như sau: áp xuất thử: 225 - 300 bar Dung tích: 0,06 - 2m3 Chiều dài: 540 - 1750mm Đường kính ngoài: 40 - 219mm Bình khí công nghiệp bao gồm các dạng chính sau : 2.2.1. Phân loại theo dung tích bình Bình chứa khí cỡ lớn Bình chứa khí cỡ trung bình Bình chứa khí cỡ nhỏ a) Bình chứa cỡ lớn b) Bình chứa trung bình c) Bình chứa cỡ nhỏ Hình 2. 1. Phân loại bình theo dung tích 2.2.1. Phân loại theo áp suất làm việc Bình chứa khí làm việc với áp suất lớn Bình chứa khí làm việc với áp suất trung bình Bình chứa khí làm việc với áp suất nhỏ a) Bình khí áp suất lớn b) Bình áp trung bình c) Bình khí áp nhỏ Hình 2. 2. Phân loại bình khí theo áp suất làm việc 2.2.1. Phân loại theo công dụng Bình tích áp Bình chứa Bình cứu hoả Bình gas Bình chứa khí ( ôxy, nitơ, axêtylen...) Sản phẩm bình tích áp Các bình tích áp trong hệ thống thuỷ lực có nhiệm vụ ổn định hệ thống , bù áp suất khi cần thiết , đồng thời chống quá tải cho hệ thống khi áp suất cao quá mức cho phép Bình tích áp được ứng dụng rất nhièu trong ngành chế tạo máy , công nghiệp thực phẩm ... Bình tích áp thuỷ lực cấu tạo gồm phần thân là ống tròn kết hợp với hai núm được tạo ra ở hai đầu . Công nghệ miết tạo núm (necking in) rất phù hợp để chế tạo bình tích áp từ phôi ban đầu là ống không hàn . Hình 2.3. Sản phẩm bình tích áp Sản phẩm bình chứa Các bình chứa là loại bình dùng để chứa đựng các sản phẩm công nghiệp . Đặc điểm của các loại bình chứa là chất chứa đựng không ở trạng thái nén với áp suất cao , tuy nhiên với các bình chứa lớn thì khi làm việc bình cũng phải chịu áp lực rất cao lên thành bình . Hình 2. 4. Hình ảnh sản phẩm bình chứa chịu áp lực cao Bình cứu hỏa BBình cứu hỏa là dạng bình chứa khí , trong đó chứa khí CO hoá lỏng , dùng trong ngành phòng cháy chữa cháy . Với những quy định chặt chẽ của Nhà nước về phòng cháy chữa cháy , thì nhu cầu về bình chữa cháy ngày một tăng nhanh . Trước nhu cầu to lớn của thị trường đòi hỏi các nhà sản xuất nhanh chóng ứng dụng công nghệ hiện đại vào sản xuất các loại bình chữa cháy nói riêng và bình khí công nghiệp nói chung . h Hình 2. 5. Cấu tạo bình cứu hoả Hình 2. 6. Một số loại bình cứu hoả thông dụng Bình chứa khí công nghiệp Bình chứa khí công nghiệp là sản phẩm được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như luyện kim, cơ khí, điện tử, thực phẩm, hoá chất, môi trường, y tế, quốc phòng… dùng để chứa các loại khí công nghiệp như Ôxy, Nitơ, Argon, CO2, NH3, Hydrô, Hêli, Butan, Prôpan... Hình 2. 7. Hình ảnh một số loại bình chứa khí ôxy Sản phẩm bình Axêtylen Sản phẩm bình chứa Axêtylen được sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp ở nước ta . Khí axêtylen kết hợp với khí ôxy tạo ra ngọn lửa xì được ứng dụng trong công nghệ hàn , cắt kim loại , và trong các phương pháp nung nóng kim loại. Hình 2. 8. Bình chứa khí Axêtylen Bình chứa gas Bình chứa gas ngày càng không thể thiếu trong các ngành công nghiệp Việt Nam cũng như trong cuộc sống hàng ngày . Khi đời sống người dân ngày càng cao , thì việc sử dụng khí gas để nấu nướng trở nên phổ biến . Bên cạnh đó các ngành công nghiệp như cơ khí , thực phẩm .... cũng có nhu cầu sử dụng khí gas rất cao . Vì vậy thị trường đòi hỏi nhu cầu về lượng bình chứa khí gas là rất lớn. Hình 2. 9. Sản phẩm bình chứa gas Như vậy , sau khi khái quát các sản phẩm bình chứa khí công nghiệp ta nhận thấy sản phẩm bình chứa khí công nghiệp cơ bản được chia thành : Hình 2. 9. Bình khí chịu áp lực cao Bình chứa chịu áp lực cao Là các loại bình chứa khí làm việc với áp suất rất cao . Ví dụ như các loại bình chứa khí ôxy , nitơ nén trong bình với áp suất từ 100 at trở lên , được sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp cơ khí , thực phẩm y tế. Với đặc điểm là làm việc trong điều kiện áp lực cao , nên bình chứa yêu cầu phải có kết cấu liền trên toàn bộ chiều dài của bình . Nói cách khác ta không thể sử dụng phương pháp hàn cơ khí thông thường để chế tạo bình chứa khí áp suất cao . Điều này rất quan trọng trong việc xem xét nghiên cứu công nghệ chế tạo bình khí áp suất cao . Ngoài ra , do làm việc với áp suất cao như vậy nên bình được chế tạo với vật liệu là thép , có chiều dày thành bình tương đối . Bình chứa khí chịu áp lực trung bình Hình 2.10. Bình cứu hoả Bình chứa khí chịu áp lực trung bình là loại bình chứa các loại khí với áp suất làm việc không lớn lắm . Chình vì có đặc điểm như vậy mà bình cứu hoả có thể tồn tại kết cấu hàn trên bình . Thực tế người ta đã dùng phương pháp dập vuốt sâu chế tạo bình cứu hoả có cấu tạo liền hoặc dùng phương pháp dập vuốt kế._.t hợp với hàn cơ khí nối hai nửa bình lại với nhau . Bên cạnh đó bình cũng được chế tạo với vật liệu thép có chiều dày không cần lớn. Bình chứa khí chịu áp lực thấp Hình 2. 11. Sản phẩm bình chứa gas chịu áp suất thấp Là các loại bình khí làm việc với áp suất thấp . Các loại khí chứa phần lớn được hoá lỏng trước khi được nạp vào bình . Với đặc điểm làm việc như vậy , thực tế các loại bình chứa khí gas được sản xuất bằng phương pháp hàn nối các phần của vỏ bình lại với nhau . Do trong quá trình làm việc chỉ phải chịu áp suất thấp nên có kết cấu không làm ảnh hưởng tới an toàn của bình trong khi sử dụng. 2.3. Bình khí công nghiệp áp suất cao 2.3.1. Kết cấu bình khí công nghiệp Hình 2. 12. Kết cấu bình chứa khí công nghiệp 2.3.2. Yêu cầu kỹ thuật Theo quy chuẩn quốc tế các bình chứa khí công nghiệp được chế tạo phải đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật như sau: Thể tích bình chứa : 40 l Thể tích khí chứa tối đa : 6 m áp suất làm việc : 150 bar áp xuất thử : 250 bar Chiều dài : 1500 mm Đường kính ngoài : 220 mm Có kết cấu liền trên toàn bộ chiều dài của bình Hình 2. 13. Các kết cấu bình khí công nghiệp Cấu tạo bình khí công nghiệp gồm 3 phần : Phần miệng bình : dùng để nối và đóng mở vòi cấp khí tới đường ống dẫn khí . Hình 2.14. a , b. Phần thân bình : có dạng hình trụ tròn , là bộ phận chính dùng để chứa khí nạp . Phần đáy bình : dạng bán cầu lõm hoặc lồi . Hình 2.14. c. a) b) c) Hình 2. 14. Cấu tạophần đầu và đáy bình khí công nghiệp Do đặc điểm bình của bình khí công nghiệp là loại bình chứa khí chịu áp lực cao , áp suất khí chứa đạt tới 150 bar . Với áp suất khí làm việc cao như vậy nên theo tiêu chuẩn Việt Nam về bình chịu áp lực không cho phép sản xuất chế tạo bình bằng phương pháp hàn . ở đây không cho phép tồn tại kết cấu hàn điện hay hàn khí trên thân bình , do tính chất của mối hàn có các vùng kim loại với cơ tính kém , do đó không an toàn khi làm việc trong môi trường áp suất cao . Ngoài ra , khi xem xét tới các phương án công nghệ chế tạo ta cần chú ý tới khả năng công nghệ tạo ra được phần đáy bình cũng như phần miệng bình liền với thân bình , bên cạnh các chỉ tiêu khác . 2.4. Phương án công nghệ chế tạo bình khí áp lực cao Qua tham khảo tài liệu cho thấy , công nghệ sản xuất bình chứa khí chịu áp lực cao là khá đa dạng ,phụ thuộc vào sản lượng và điều kiện trang thiết bị của nơi sản xuất . Phương án 1 Phôi trụ đặc ép chảy ngược Dập vuốt biến mỏng Tóp miệng bằng khuôn Phương án 2 Phôi trụ đặc ép chảy ngược Miết biến mỏng Tóp miệng bằng khuôn Phương án 3 Phôi ông không hàn Miết nóng tạo miệng Miết nóng bịt đáy Sau khi đưa ra các phương án công nghệ để chế tạo bình khí công nghiệp , ta tiến hành phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp . Phương án 1 : Sử dụng công nghệ ép chảy ngược , dập vuốt sâu kết hợp với công nghệ tóp miệng bằng khuôn . ưu điểm của phương án này là phần đáy bình có kết cấu liền , qua nguyên công biến dạng dẻo do đó đạt cơ tính rất cao . Do đó đảm bảo an toàn cho bình khi sử dụng và các tiêu chuẩn chất lượng của bình . Nhược điểm của phương án này là sự cồng kènh của quy trình công nghệ . Sau mỗi nguyên công phôi được tháo rỡ , di chuyển rồi gá lắp trên các máy trong nguyên công tiếp theo , làm tăng thời gian quy trình sản xuất , hiệu quả thấp . Bên cạnh đó , do sử dụng công nghệ ép chảy ngược và dập vuốt biến mỏng nên đòi hỏi những máy ép thuỷ lực với lực công nghệ lớn lên tới vài trăm tấn , với hành trình máy dài . Những máy này rất đắt , nó làm tăng chi phí cho quy trình sản xuất , làm giảm tính khả thi của phương án công nghệ . Với các nguyên công dập vuốt biến mỏng thành và tóp miệng cũng phải sử dụng các máy ép lớn đắt tiền. Phương án 2 : tương tự như phương án thứ nhất cũng sử dụng dụng phôi trụ đặc , qua nguyên công thứ nhất là nguyên công ép chảy ngược . Tuy nhiên điểm khác của phương án này là ở nguyên công thay vì phương pháp dập vuốt biến mỏng thành như ở nguyên công thứ nhất ta sử dụng công nghệ miết biến mỏng thành và cuối cùng cũng kết thúc bằng nguyên công tóp miệng bằng khuôn . Do có sự tương đồng như vậy nên phương án công nghệ thứ 2 cũng mang những ưu nhược điểm như phương án công nghệ thứ nhất . Đó là sự phức tạp trong quy trình công nghệ , là chi phí đầu tư cao cho sản xuất , là hiệu quả kinh tế không cao... Với khả năng công nghệ của phương pháp ép chảy ngược chúng ta hoàn toàn có thể chế tạo được các dạng sản phẩm hình ống trụ cung cấp cho nguyên công miết tiếp theo . Phôi ban đầu có dạng phôi thép rèn hoặc phôi thép cán được đưa vào lòng khuôn ép chảy . Qua nguyên công ép chảy ngược thu được bán sản phẩm dạng cốc . Sản phẩm ép chảy có tính chất sau : Cho độ chính xác cao , độ bóng bề mặt chi tiết cao Sản phẩm ép chảy có chất lượng cao , không bị rạn nứt , không có lỗ hổng ... vì khi ép chảy trạng thái ứng suất là ứng suất khối . Tuy nhiên khi ép chảy , áp lực riêng cao nên lực tác dụng lên dụng cụ biến dạng lớn , làm giảm tuổi thọ của khuôn . Phôi ép chảy trong nhiều trường hợp không cần độ chính xác cao Tuy nhiên để tiết kiệm năng lượng , để giảm công và lực biến dạng ở nguyên công ép chảy , ta có thể phân bố mức độ biến dạng hợp lý bằng cách tiến hành các nguyên công tạo hình biến dạng khác sau khi ép chảy . Ta có thể sử dụng hai phương án sau : Dập vuốt biến mỏng thành là nguyên công làm giảm chiều dày thành chi tiết hình trụ . Có hai phương pháp dập vuốt biến mỏng thành : Dập vuốt chỉ biến mỏng thành mà không làm thay đổi đường kính trong của chi tiết Dập vuốt vừa biến mỏng thành vừa làm giảm đường kính trong của chi tiết Phương án 3 : sử dụng công nghệ miết nóng trong nguyên công thắt cổ chai (necking in) và bịt đáy (closing) với phôi ống ưu nhược điểm của phương án công nghệ sử dụng phương pháp ép chảy ngược và dập vuốt biến mỏng cũng chính là ưu nhược điểm của phương án sử dụng công nghệ miết . Công nghệ miết có những lợi thế riêng mà không có phương pháp công nghệ nào có được . Thực tế là với sơ đồ quy trình công nghệ hết sức đơn giản , kết cấu dụng cụ biến dạng con lăn miết dễ chế tạo hơn nhiều so với các lòng khuôn dập , thời gian thực hiện nhanh , năng suất lao động cao , do đó tăng hiệu quả kinh tế . Trong quá trình miết , kim loại bị biến dạng cục bộ nên lực và công biến dạng nhỏ . Vì vậy trang thiết bị thực hiện có kích thước nhỏ gọn , hơn nữa tính ổn định của vùng biến dạng cũng được cải thiện hơn nhiều . Phương pháp miết nóng có thể chế tạo được các chi tiết có kích thước từ nhỏ đến lớn với độ chính xác cao . Với khả năng công nghệ của phương pháp miết cũng cho ta các sản phẩm hình trụ sâu có thành mỏng từ phôi trụ dày là bán thành phẩm của nguyên công ép chảy trước đó . Miết có khả năng chế tạo các hình trụ dài có thành mỏng mà phương pháp dập vuốt hay ép chảy khó thực hiện được . Ưu điểm của sản phẩm miết : Độ chính xác hình học cao Kích thước có thể đạt được rất lớn Tăng cấp độ hạt , tăng độ bền của chi tiết Thời gian thực hiện một sản phẩm nhanh chóng Với việc sử dụng ống không hàn có ưu điểm là giảm được số nguyên công trung gian, do đó tăng năng suất quá trình công nghệ . Đồng thời phù hợp với xu thế chuyên môn hóa quá trình sản xuất và điều kiện sản xuất ở nước ta . Phôi ống không hàn có đặc điểm nổi bật là có thể đáp ứng nhiều loại kích thước , độ dài không giới hạn , cũng như đảm bảo chất lượng của ống. Điều này tạo thuận lợi cho quá trình thiết kế công nghệ và quá trình sản xuất . Hình 2. 15. Các loại phôi ống Như vậy sau khi phân tích các phương án sử dụng phôi , ta nhận thấy phương án sử dụng ống không hàn thể hiện được nhiều ưu điểm nổi bật . Đó là sự kết hợp hiệu quả nhất với công nghệ miết tóp miệng và bịt đáy bình khí công nghiệp đã được lựa chọn . Sự lựa chọn sử dụng ống không hàn giúp làm gọn nhẹ quá trình công nghệ tới mức thấp nhất , do đó đã nâng cao năng suất , hiệu quả của quá trình công nghệ lên tới mức tối đa. Qua những phân tích trên ta nhận thấy phương án 3 là phương án hợp lý nhất để chế tạo bình khí công nghiệp. 2.5. Quy trình công nghệ chế tạo bình khí công nghiệp ở đây chúng ta tham khảo một quy trình sản xuất của Nga : Hình 2. 16. Quy trình sản xuất bình khí công nghiệp Trong quy trình công nghệ đã trình bày trên hình ta nhận thấy , bình khí công nghiệp được chế tạo qua rất nhiều bước , nhiều nguyên công . Bước 1 : Phôi ban đầu được sử dụng là phôi ống . Kích thước của phôi : đường kính f 220 , chiều dày thành ống d 10 . Bước 2 : phôi ống được cắt đạt kích thước chiều dài L = 168 . Quá trình cắt phôi được tiến hành trên máy cắt đĩa công suất lớn . Vết cắt không cần độ chính xác cao , chất lượng vết cắt không yêu cầu cao do sau đó ta thực hiện các nguyên công tạo hình ở trạng thái nóng . Bước thứ 3 : phôi ống sau khi được cắt , ta đem nung phôi bằng vòng cảm ứng cao tần . Phôi nung bằng vòng cảm ứng tới nhiệt độ bắt đầu tạo hình , khoảng 1200C . ưu điểm của việc nung bằng vòng cảm ứng là phôi được nung đạt nhiệt độ yêu cầu trong thời gian ngắn nên hiện tượng thoát cácbon bề mặt xảy ra không đáng kể , nhiệt độ trong phôi tương đối đồng đều ... Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp nung bằng vòng cảm ứng là sau khi nung phôi tới nhiệt độ cao thì việc tiến hành vận chuyển phôi , gá kẹp phôi trong các nguyên công tiếp theo là rất khó khăn . Do phôi có kích thước đường kính , chiều dài lớn , nhiệt độ phôi rất cao , nên việc thao tác bởi công nhân là không an toàn , vì vậy cần sử dụng tay máy . Điều này gây tốn kém cho quá trình công nghệ . Hình 2.17. Đáy bình khí qua nguyên công tạo lõm Bước thứ 4 : tiến hành tạo hình phôi . Mục đích của nguyên công này là tạo ra phần đáy bình . Nguyên công tạo đáy bình được thực hiện trên máy miết chuyên dùng . ưu điểm của phương pháp này là đảm bảo sản phẩm có kết cấu đáy bình liền chất lượng tốt , do phần đáy bình qua nguyên công hàn cháy dưới áp lực cao do con lăn miết tác dụng . Sau khi đáy bình được tạo hình có hình dạng cầu lồi . Ta có thể tiến hành nguyên công tạo cho phần đáy bình có dạng cầu lõm . Như thế nhờ qua nguyên công biến dạng dẻo mà cơ tính kim loại phần đáy bình được cải thiện . Đảm bảo an toàn trong khi sử dụng với điều kiện áp suất cao Bước 5 : tiến hành tạo hình phôi . Mục đích của nguyên công này là tạo ra phần miệng bình . Hình 2.18. Nguyên công tạo miệng bình Nguyên công tạo miệng cũng được thực hiện trên máy miết chuyên dùng . ưu điểm của phương pháp này là đảm bảo sản phẩm có kết cấu miệng bình đạt kích thước yêu cầu và có kết cấu liền chất lượng tốt . Bước 6 : nguyên công đồng đều nhiệt độ phôi . Mục đích của nguyên công là làm phôi có nhiệt độ đồng đều trên toàn bộ chiều dài . Vì sau nguyên công tạo hình , phôi có nhiệt độ không đồng đều . Phần miệng và phần đáy phôi có nhiệt độ cao , trong khi nhiệt độ phần thân bình có nhiệt độ môi trường . Sự không đồng đều về nhiệt độ này có thể dẫn tới làm biến dạng bình hoặc sinh vết nứt do ứng suất nhiệt do đó gây phế phẩm . Bước 7 : gia công lỗ ren phần miệng bình . Mục đích của nguyên công là tạo phần miệng bình có kích thước yêu cầu và tạo ren để thực hiện lẵp ghép với van dẫn khí . Hình 2.19. Quá trình làm sạch bình Bước 8 : kiểm tra sản phẩm bình ở trạng thái tĩnh . Sau khi kết thúc quá trình tạo hình và hoàn thiện gia công sản phẩm , bình được đưa qua các bước kiểm tra trước khi được đưa vào sử dụng. Bước 9 : làm sạch bình. Sau khi kiểm tra bình được tiến hành làm sạch trước khi sử dụng . Bước 10 : lắp van khí phần miệng bình Bước 11 : thử áp suất bình . áp suất thử 250 at . Những bình đạt tiêu chuẩn sẽ được đưa vào sử dụng . Bước 12 : nạp khí . Khí được nạp vào bình với dung tích khoảng 6m. áp suất bình sau khi nạp khí đạt 150 at . Bước 13 : tiến hành sơn vỏ bình khí . Bước 14 : cuối cùng bình được đóng gói trước khi tung ra thị trường. Như vậy quy trình công nghệ chế tạo bình khí công nghiệp áp suất cao bao gồm nhiều bước , nhiều nguyên công công nghệ . Quy trình công nghệ đã trình bày đạt được những tiêu chuẩn an toàn về bình chứa khí công nghiệp của nhà nước . Kết luận Khác với bình khí công nghiệp chịu áp suất thấp , bình khí công nghiệp chịu áp suất cao không được phép tồn tại kết cấu hàn do những yêu cầu về an toàn khi sử dụng . Khi xem xét cấu tạo và yêu cầu của bình khí công nghiệp áp suất cao , ta thấy phương pháp miết tạo hình bình ở trạng thái nóng có thể đáp ứng được những đòi hỏi đặt ra . Sản phẩm bình khí của công nghệ miết bịt đáy và tạo miệng bình khí từ phôi ống cho ta kết cấu bình là kết cấu liền trên toàn bộ chiều dài của bình , cho phép bình có thể làm việc trong môi trường áp suất cao. Do đó phương án công nghệ sử dụng phôi ống không hàn qua hai nguyên công tạo hình bịt đáy và tạo miệng được chọn để chế tạo bình khí công nghiệp chịu áp suất cao . Quy trình công nghệ chế tạo bình khí công nghiệp chịu áp suất cao bao gồm nhiều nguyên công . Từ những nguyên công ban đầu như cắt phôi tới những nguyên công cuối cùng như sơn và đóng gói mang tính hợp lý và khả thi cao , có thể áp dụng vào sản xuất trong điều kiện Việt Nam . Chương 3 . Cơ sở lý thuyết và công nghệ miết 3.1 . Cơ sở lý thuyết Bài toán biến dạng trong nguyên công miết tạo miệng và bịt đáy phôi ống thực chất là bài bài toán uốn phức tạp ở trạng thái động (phôi quay). Quá trình miết phôi là một quá trình biến dạng dẻo kim loại ở trạng thái nóng . Khác với các phương pháp tạo hình ở trạng thái nóng như chồn , ép chảy , dập thể tích ở trạng thái nóng ... với ổ biến dạng là phần lớn thể tích kim loại bị biến dạng . Phương pháp miết là phương pháp biến dạng cục bộ nên nhờ đó mà công và lực biến dạng nhỏ hơn rất nhiều . Quá trình miết được mô tả như sau : Phôi ống được kẹp chặt vào máy nhờ cơ cấu cặp và cùng quay quanh trục của nó với số vòng quay n . Cụm con lăn miết quay nhờ ma sát với phôi với tốc độ quay là n , đồng thời thực hiện chuyển động tạo hình đã đặt trước . Quá trình biến dạng được mô tả như sau: Trước tiên ta cần lưu ý , đây là một quá trình biến dạng ở trạng thái động . Có nghĩa là , ngoài chuyển động của dụng cụ biến dạng , phôi trong quá trình biến dạng cũng chuyển động . Điều này làm cho quá trình miết có những đặc điểm khác biệt với quá trình biến dạng tạo hình khác . Vì vậy quá trình miết thực chất là qúa trình biến dạng cục bộ tại một điểm trên phôi quay. Hình 3. 1. Biến dạng lõm của phôi Quá trình biến dạng phôi chỉ thực sự bắt đầu khi con lăn miết được điều khiển chuyển động tới chạm vào phôi . Dưới tác dụng của lực công tác do con lăn miết , trên phôi xảy ra quá trình biến dạng tại một điểm tức thời trên phôi . Đầu tiên khi bắt đầu chạm vào phôi , con lăn miết với lực khoảng 516N tác dụng làm phôi bị biến dạng lõm cục bộ tại điểm tiếp xúc . Trong khi đó , phôi vẫn quay quanh trục của nó với tốc độ cao n . Nhờ đó , kết hợp với chuyển động tịnh tiến của con lăn miêt theo phương dọc trục mà vết lõm được lan toả trên bề mặt của phôi . Sự lan toả này được hình dung như sự lan toả sóng trên mặt nước phẳng . Hình 3. 2. Sự phát triển của vết lõm trên phôi Biến dạng lõm trên phôi tạo ra vết lõm có biên dạng phức tạp do sự biến dạng không đồng đều của kim loại tại vết tiếp xúc . Sự phân bố biến dạng trên vết tiếp xúc phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : lực tác dụng của con lăn , biên dạng con lăn miết , vật liệu phôi và con lăn , nhiệt độ tiến hành miết ... Hình 3. 3. Sự phân bố biến dạng phôi tại vết tiếp xúc phụ thuộc biên dạng con lăn miết Bên cạnh chuyển động của con lăn theo phương dọc trục phôi , chuyển động thích hợp của con lăn miết theo phương hướng kính của phôi làm biến dạng uốn phôi . Phôi được uốn có bán kính cong thay đổi theo phương hướng kính . Đây là biến dạng chính của quá trình miết và lực miết do con lăn tác dụng lên phôi theo phương hướng kính là lớn nhất . Phôi được uốn từ từ theo các bước miết tuỳ thuộc vào mỗi nguyên bịt đáy hay tạo miệng . Sau mỗi bước miết phôi có bán kính cong khác nhau , nhỏ dần phụ thuộc vào quỹ đạo con lăn miết . Với sự phối hợp các chuyển động của phôi và dụng cụ biến dạng , đã tạo nên trên vật liệu 3 vùng biến dạng A , B và C . Hình 3. 4. Vùng biến dạng trên phôi khi miết Vùng A là vùng đã qua biến dạng . Tại vùng này kim loại xuất hiện ứng suất kéo dọc trục do sự tương tác phân tử giữa các vùng ,đồng thời chịu biến dạng kéo dọc trục và biến dạng nén theo phương vòng q . Vùng B là vùng biến dạng tức thời , tại đây phôi chịu ứng suất và biến dạng nén theo 2 phương : phương hướng kính r và phương vòng q , đồng thời chịu kéo ở phương dọc trục z . Vùng C là vùng chưa biến dạng . Tại đây kim loại xuất hiện ứng suất nén dọc trục z , đồng thời chịu biến dạng nén dọc trục z và biến dạng kéo theo phương vòng . Hình 3. 5. Sơ đồ ứng suất của phôi trong quá trình biến dạng Để phân tích bài toán biến dạng nói chung ta sử dụng các phương trình cân bằng , phương trình dẻo , điều kiện biến dạng liên tục , và các điều kiện biên . Song đối với các phương pháp có biến dạng đối xứng trục và chỉ có một mặt tiếp xúc với dụng cụ biến dạng , ta có thể áp dụng điều kiện cân bằng gần đúng trên phân tố tại ổ biến dạng có độ cong không đổi trên mặt cắt kinh tuyến . ở đây phôi dạng ống nên ta xét bài toán trạng thái ứng suất đối xứng trục trong toạ độ trụ . Xét một phân tố trong vùng biến dạng của phôi: Hình 3. 6. Phân tố diện tích trên phôi Phương trình cân bằng với trạng thái ứng suất đối xứng trục: (3.1) Điều kiện dẻo của Huber-Misses trong bài toán trạng thái ứng suất đối xứng trục: (3.2) Điều kiện thể tích không đổi : (3.3) Trong đó: Ri – Khoảng cách tức thời từ điểm khảo sát đến trục phôi hi - Chiều dầy tương ứng với khoảng cách đó của phôi v - tốc độ dịch chuyển của dụng cụ biến dạng Sử dụng 3 phương trình trên trong trạng thái ứng suất trục , kết hợp với các điều kiện biên của bài toán ta có thể tìm được trường ứng suất của phôi trong nguyên công miết . Sau khi giải được trường ứng suất của nguyên công miết tạo đáy và tạo miệng bình ta có thể tìm được trường biến dạng nhờ sử dụng các phương trình liên hệ giữa ứng suất và biến dạng của Hook . Như vậy ta đã có thể tìm được lời giải cho bài toán biến dạng trong nguyên công miết phôi ống bịt đáy và tạo miệng . ý nghĩa của việc giải quyết bài toán biến dạng trong nguyên công miết phôi ống là từ đó ta có thể hiểu rõ sự biến dạng trong quá trình thực hiện nguyên công , đồng thời có thể tính được lực và công biến dạng cần thiết để thực hiện nguyên công miết . 3.2. Công nghệ miết tóp miệng và bịt đáy bình khí công nghiệp Công nghệ miết tóp miệng và bịt kín đáy bình khí công nghiệp từ phôi ống dựa trên cơ sở là nguyên lý miết phôi trụ trên trục nòng . Nguyên lý của bài toán là phôi quay bị biến dạng cục bộ do lực tác dụng của con lăn miết . Tuy nhiên , bài toán miết tóp miệng và bịt đáy sản phẩm bính khí công nghiệp có những đặc điểm khác biệt . Đó là : Đầu tiên là miết phôi ống trong trường hợp không có trục nòng Thứ hai là chi tiết có kết cấu vỏ dày nên được tiến hành miết ở trạng thái nóng nhằm làm giảm ứng suất và trở lực biến dạng Chi tiết có kích thước lớn : đường kính f 220 mm , chiều dài 1500mm nên phải tiến hành trên các máy miết chuyên dụng có kích thước băng máy và cơ cấu cặp phù hợp . Dựa vào những đặc điểm trên ta tiến hành tính toán , thiết kế quy trình công nghệ miết chi tiết dạng bình chứa khí công nghiệp . 3.2.1. Nhiệt trong quá trình miết Trong quá trình biến dạng tạo hình kim loại ,độ biến dạng tăng là nguyên nhân chính dẫn đến ứng suất bên trong vật thể tăng và kéo theo là công và lực biến dạng cũng tăng theo . hiện tượng đó gọi là hoá bền . Nếu ứng suất vượt qúa giới hạn bền của vật liệu , sẽ gây ra hiện tượng phá huỷ ( nứt gẫy bề mặt , nhăn rách... ) nên cần thiết phải có quá trình nung nóng phôi trong quá trình biến dạng gọi là quá trình thải bền . Trong nhiều trường hợp , người ta sử dụng biến dạng ở trạng thái nóng để giảm công và lực biến dạng , dẫn đến giảm được kích thước khuôn khổ của máy móc , thiết bị kèm theo . Để giảm ứng suất trong ta có thể sử dụng nguồn nhiệt theo hai cách : Nung nóng liên tục trong qúa trình biến dạng Nung nóng độc lập so với qúa trình biến dạng Trong trường hợp cụ thẻ của bài toán ứng dụng phương pháp miết thực hiện nguyên công tóp miệng hoặc bịt kín đáy , người ta sử dụng phương pháp nung nóng cục bộ phần biến dạng liên tục trong quá trình biến dạng . Và để thực hiện phương pháp này ta có các cách sau đây : Sử dụng thiết bị nung cảm ứng : nung trung tần Sử dụng ngọn lửa khò : hỗn hợp Với điều kiện thực tế sản xuất Việt Nam hiện nay , phương pháp nung cảm ứng là không thích hợp do yêu cầu máy móc thiết bị kèm theo phải có trình độ tự động hoá cao . Hơn nữa , trong quá trình biến dạng , phôi giảm nhiệt rất nhanh do có kết cấu vỏ mỏng vì vậy ta phải tính đến phương pháp bù nhiệt cho phôi trong qúa trình biến dạng . Như vậy phương pháp nung phôi bằng ngọn lửa khò là hợp lý , đảm bảo quá trình gá phôi thủ công và bù nhiệt trong quá trình miết một cách dễ dàng . Những chú ý về nhiệt trong quá trình miết : Nhiệt độ tại phần miệng là vùng con lăn miết chưa đi qua không quá lớn để tránh mất ổn định phần vành do mômen chống uốn giảm đáng kể khi nung nóng tại nhiệt độ cao . Nhiệt độ tại vùng biến dạng không quá chênh lệch so với nhiệt độ tại vùng xunh quanh , nhămg tránh mất ổn định vùng biến dạng do có sự khác biệt về trở lực biến dạng . Từ đó ta tính toán thiết kế ngọn lửa khò có kết cấu , vị trí sao cho hợp lý . Những yêu cầu của quá trình nung nóng Yêu cầu về nhiệt của quá trình tạo hình nóng để tóp miệng và bịt đáy phôi ống dầy tương tự như quá trình rèn và dập thể tích : Phôi phải đạt được nhiệt độ yêu cầu và đồng đều tại phần biến dạng ôxy hóa tối thiểu và không thoát cácbon bề mặt Đảm bảo kim loại không bị nứt Như ta đã biêt , càng nâng cao tốc độ nung thì càng giảm lượng oxy hoá và thoát cacbon bề mặt do đó hiệu quả kinh tế cao . Tuy nhiên tốc độ nung quá nhanh dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lớn thì có thể xảy ra nứt . Vì vậy cần lựa chọn tốc độ nung sao cho phù hợp dựa vào lý thuyết kết hợp chặt chẽ với thực nghiệm . Việc tính toán khoảng nhiệt độ miết dựa vào các đặc điểm chính sau : Giản đồ pha Fe-C Xác định tính chất của kim loại ở nhiệt độ cao trong các phòng thí nghiệm và kiểm tra lại các kết quả đó trong điều kiện sản xuất . Nghiên cứu cấu tạo của kim loại phụ thuộc vào thời gian giữ nhiệt ở nhiệt độ cao : trị số hạt khi quá lửa , cháy và thoát cacbon Nếu tăng nhiệt độ miết sẽ dẫn tới quá lửa hoặc cháy kim loại , mặt khác nếu kết thúc miết ở nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ cho phép thì sẽ dẫn tới nứt. Theo đồ thị trạng thái hợp kim sắt cacbon chúng ta thấy giới hạn thép đồng nhất về tính chất cũng như kích thước là ở trạng thái austenit . Thông thường phải tiến hành miết ở nhiệt độ dưới nhiệt độ tới hạn khoảng 150200C , vì nếu quá nhiệt độ này thì hạt thép rất lớn . Trong quá trình miết phải quan tâm đến nhiệt độ tới hạn dưới của miết . Do đó ta không được phép kết thúc quá trình miết dưới nhiệt độ này , vì nếu kết thúc miết dưới nhiệt độ tới hạn dưới sản phẩm tạo ra sau quá trình miết sẽ giòn và có vết rạn nứt . Đối với các loại thép CT3 có hàm lượng cacbon thấp thì hạt pherit và austenit ít chênh lệch về tính chất cho nên có thể miết có nhiệt độ thôi miết là 850C Trong bài toán miết phôi ống , để thực hiện các nguyên công tóp miệng và bịt kín đáy yêu cầu nung phôi tới nhiệt độ 1220C nên ta sử dụng bộ bù nhiệt . 3.2.2. Qúa trình hàn cháy tạo đáy bình Trong nguyên công miết bịt đáy phôi ống , hàn kín đáy là một quá tình rất quan trọng . Phần đáy phôi sau khi thực hiện quá trình hàn cháy phải có kết cấu vững chắc , đảm bảo đáy bình chịu được áp lực cao trong khi làm việc . Quá trình hàn đáy được bắt đầu khi phần đáy được uốn tới đường kính nhỏ . Khi đó , hai bề mặt kim loại phần đáy dưới tác dụng của lực miết chảy tiến tới gần nhau . Hình 3. 7. chuyển động con lăn thực hiện quá trìnhhàn đáy Kim loại chảy rất nhiều về phần đáy bình nhằm đảm bảo quá trình hàn đáy được diễn ra . Do đó có sự biến dày phần đáy bình , chiều dày phần đáy bình lớn hơn nhiều so với chiều dày thân bình. Khi các bề mặt kim loại tiến sát vào tiếp xúc với nhau , các phần tử kim loại sau được nung nóng mang năng lượng rất lớn chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể . Bên cạnh đó , dưới năng lượng tác dụng bởi lực miết , các hạt phân tử kim loại nằm sát ranh giới tiếp xúc của hai bề mặt có sự khuếch tán qua bề mặt tiếp xúc sang vùng kim loại bên kia Hình 3. 8. Sự khuếch tán của các phần tử kim loại Sự khuếch tán của các phần tử kim loại đã phá vỡ bề mặt tiếp xúc của hai phần kim loại . Do đó , ở đây sẽ xảy ra quá trình kết tinh lại tạo ra một mạng tinh thể mới hoàn chỉnh . Thực vậy , khi nung nóng cao hơn nhiệt độ kết tinh lại (với vật liệu thép ) , trong mạng tinh thể bị xô lệch có quá trình hình thành các hạt mới không có sai lệch do biến dạng dẻo gây ra theo cơ chế tạo mầm và phát triển mầm . Mầm là những vùng không chứa sai lệch do biến dạng dẻo , chúng sinh ra chủ yếu ở những cùng bị xô lệch mạnh nhất , năng lượng dự trữ cao nhất nên kém ổn định nhất ( như mặt trượt , biên giới hạt ) do đó dễ trở về trạng thái cân bằng với ít sai lệch nhất . Một mầm tinh thể muốn tồn tại và phát triển phải đủ lớn và có định hướng tinh thể khác với vùng xung quanh ở mức độ nhất định. Các tâm mầm được hình thành từ sự lớn lên của các siêu hạt đã được tạo ra trong quá trình đa diện hoá. Lệch sẽ di chuyển đến các biên giới siêu hạt gần nó và qua đó mà thủ tiêu dần từng biên giới góc nhỏ, sát nhập các siêu hạt ở gần nhau. Kết quả là mức độ chênh lệch về định hướng giữa các siêu hạt mới tạo thành càng ngày càng tăng . Quá trình này cứ lặp đi lặp lại nhiều lần làm cho mầm đạt tới độ lớn cần thiết . Hình 3. 9. Quá trình lớn lên của mầm Sau khi kết thúc kết tinh lại , có các hạt hoàn toàn mới đa cạnh với mạng tinh thể ít bị sai lệch nhất như trước khi bị biến dạng dẻo và mọi tính chất trở lại mức như trước khi biến dạng : độ dẻo tăng , độ bền và độ cứng giảm đi . Cuối cung sẽ cho ta kết cấu phần đáy bình hoàn chỉnh liền , giống như phần thân bình , đảm bảo an toàn khi sử dụng . 3.2.3. Tính toán chiều dài miết phôi Để tính toán chiều dài miết phôi ta dựa trên nguyên lý cân bằng thể tích . Do trong quá trình biến dạng của nguyên công miết , kim loại ở phần thân phôi ống chảy theo một hướng xác định để tạo ra phần đáy bình nên phần thể tích kim loại ở đáy bình bằng thể tích phôi giới hạn bởi chiều dài miết phôi . Từ nguyên lý trên ta có công thức tính chiều dài miết . 3.2.3.1. Phần đáy bình Hình 3. 10. Sơ đồ tính toán chiều dài miết trong nguyên công bịt đáy Sử dụng công thức tính chiều dài miết phôi dựa trên nguyên lý cân bằng thể tích : : thể tích kim loại trước khi miết giới hạn bởi chiều dài miết : thể tích kim loại sau khi miết , giới hạn bởi phần đáy bình trong đó với h là độ biến dày của đáy bình Ta áp dụng công thức tính trên cho trường hợp cụ thể của bài toán bình chứa khí công nghiệp Với độ biến dày là h = 10 mm Thể tích V = 0 Bán kính R= r= 110 mm Bán kính R = r = 100 mm Từ đó ta tính được Từ đó ta tính ra chiều dài miết phôi : 3.2.3.2. Phần miệng bình Phần miệng bình khí công nghiệp có kết cấu tương đối phức tạp do đó ta có thể tính gần đúng thể tích phần miệng . Ta coi gần đúng thể tích miệng bình bằng thể tích phần đáy bình cộng thêm vào đó thể tích phần hình trụ V. Hình 3. 11. Sơ đồ tính toán chiều dài miết trong nguyên công tạo miệng Chiều dài miết : 3.2.4. Tốc độ quay của phôi khi miết Tốc độ quay của phôi khi miết được xác định phụ thuộc vào nhiều yếu tố . Tốc độ quay của phôi ảnh hưởng đến những thông số công nghệ như lực miết , bước miết , tốc độ miết ... Với những quá trình miết có tốc độ quay của phôi lớn sẽ cần lực miết lớn hơn so với những phôi quay với tốc độ thấp hơn . Ngoài ra tốc độ quay của phôi là cơ sở cho ta trong việc tính toán thiết kế thiết bị chuyên dụng thực hiên nguyên công miết Vật liệu Tốc độ (vũng/phỳt) Thộp Carbon thấp 400 á 600 Nhụm 800 á 1200 Đuyra 500 á 900 Đồng 600 á 800 Đồng thau 800 á 1100 Bảng 3.1. Lựa chọn tốc độ miết theo vật liệu Đối với phôi thép CT3 , ta chọn tốc độ quay của phôi là n = 600 vòng/phút. Với tốc độ quay tương đối lớn như vậy có thể chịu một phần lực công tác tác dụng lên phôi , do đó làm giảm lực miết . Mặt khác , với việc chọn tốc độ quay lớn có thể cho ta sản phẩm có chất lượng bề mặt tốt hơn . 3.2.5. Bước tiến con lăn Bước tiến con lăn miết được định nghĩa là lượng dịch chuyển của dụng cụ miết theo phương trục trong một vòng quay của phôi . Bước miết là một thông số công nghệ quan trọng , việc lựa chọn giá trị bước miết hợp lý sẽ ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng của sản phẩm như : chất lượng bề mặt sản phẩm , yêu cầu về chất lượng chảy của kim loại , yêu cầu kỹ thuật , mỹ thuật của sản phẩm ... Thông thường bước miết đối với vật liệu thép , bước miết có giá trị trong khoảng : 0,1 á 1 mm/vòng tương ứng với tốc độ quay của phôi . Bước miết phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ quay của phôi trong quá trình miết . Bước miết có thể chọn tăng ứng với giá trị tốc độ quay lớn và ngược lại với phôi quay với tốc độ thấp nên chọn bước miết nhỏ . Đối với chi tiết dạng bình chứa khí công nghiệp , việc tiến hành miết ở trạng thái nóng đã làm giảm đáng kể lực biến dạng . Do đó việc chọn tốc độ quay khi miết và bước miết lớn không ảnh hưởng tới quá trình công nghệ mà còn hạn chế hiện tượng dính giữa phôi và dụng cụ miết trong quá trình miết nóng .Với kích thước chi tiết tương đối lớn và tốc độ quay là 600 vòng/phút , ta chọn bước miết có giá trị s=0,5mm/vòng Việc chọn bước miết hợp lý ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng bề mặt sản phẩm miết . Độ nhấp nhôn bề mặt chi tiết phụ thuộc vào bước miết theo quan hệ như trên hình : Hình 3. 12. Sơ đồ tính toán độ nhấp nhô bề mặt Trong đó s: là bước miết . s= 0,5 mm/vòng h : độ cao nhấp nhô bề mặt sản phẩm miết . R : bán kính cong con lăn miết . R = 10 mm . Ta có quan hệ giữa h và stheo công thức sau : 3.2.6. Tính số bước miết Nghiên cứu nguyên công miết tóp miệng và bịt đáy phôi ống thực chất là quá trình miết phôi ống ở trạng thái nóng không có trục nòng. Để tính toán số lần miết phôi trong một nguyên công ta dựa vào mức độ biến dạng của phôi ống trong mỗi lần miết , khái niệm nà._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDAN162.doc
Tài liệu liên quan