Tên luận án:
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ HÌNH HỌC KHUÔN VÀ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM KHI ÉP CHẢY HỢP KIM NHÔM
Ngành:
Kỹ thuật Cơ khí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số hình học khuôn và thông số công nghệ đến chất lượng sản phẩm khi ép chảy hợp kim nhôm" của Nguyễn Trọng Mai, chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí, được thực hiện tại Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. Đề tài xuất phát từ thực tế ứng dụng rộng rãi của thanh hợp kim nhôm định hình trong các ngành công nghiệp như xây dựng, ô tô, hàng không, điện tử, nhờ các ưu điểm về độ bền cao, khối lượng riêng nhỏ và khả năng chống oxy hóa. Công đoạn ép chảy phôi qua khuôn là yếu tố then chốt quyết định hình dáng và chất lượng sản phẩm. Các thông số hình học của khuôn và thông số công nghệ của quá trình ép như vận tốc ép, nhiệt độ phôi ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác kích thước, hình dáng, chất lượng bề mặt sản phẩm, tuổi bền của khuôn, năng suất và giá thành.
Mục đích nghiên cứu của luận án là xác định ảnh hưởng của một số thông số hình học khuôn đến độ chính xác hình dáng hình học thanh hợp kim nhôm, từ đó đề xuất bộ thông số hình học khuôn hợp lý. Đồng thời, nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số hình học khuôn và thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt sản phẩm ép chảy và áp lực ép, nhằm xác định thông số hợp lý để nâng cao chất lượng bề mặt sản phẩm và hiệu quả sử dụng thiết bị.
Đối tượng nghiên cứu là công nghệ ép chảy hợp kim nhôm (sản phẩm dạng thanh có mặt cắt 70x5 mm, vật liệu AA6061) trên máy ép chảy thuận, sử dụng khuôn làm bằng vật liệu SKD61. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc mô phỏng số trên phần mềm Qform để đánh giá ảnh hưởng của thông số hình học khuôn đến độ chính xác hình dáng hình học, và nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của vận tốc ép, nhiệt độ phôi, độ dài cửa khuôn đến độ nhám bề mặt sản phẩm và áp lực ép.
Luận án đã đóng góp bằng việc đánh giá ảnh hưởng của các thông số hình học khuôn (vị trí, độ dài, độ rộng, góc nghiêng, bán kính góc lượn cửa khuôn; độ sâu, độ rộng vùng dẫn) đến vận tốc dòng chảy kim loại bằng kỹ thuật mô phỏng số, làm cơ sở cho quá trình cân bằng dòng chảy. Ngoài ra, luận án đã xây dựng được hàm quan hệ phụ thuộc giữa vận tốc chày ép, nhiệt độ phôi và tỉ lệ độ dài/độ rộng cửa khuôn đến độ nhám bề mặt sản phẩm và áp lực ép thông qua thực nghiệm. Từ đó, luận án đã giải quyết bài toán tối ưu hóa đơn mục tiêu và đa mục tiêu để xác định bộ thông số tối ưu, đảm bảo chỉ tiêu độ nhám bề mặt nhỏ nhất và áp lực ép nhỏ nhất, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả sử dụng thiết bị.
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- 1. Lý do chọn đề tài
- 2. Mục đích nghiên cứu của luận án
- 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
- 4. Phương pháp nghiên cứu
- 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- 6. Những đóng góp mới của luận án
- 7. Bố cục của luận án
- NỘI DUNG CHÍNH LUẬN ÁN
- CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP CHẢY HỢP KIM NHÔM
- 1.1. Quá trình công nghệ ép chảy thanh hợp kim nhôm
- 1.2. Vật liệu hợp kim nhôm
- 1.3. Các yếu tố đặc trưng của công nghệ ép chảy hợp kim nhôm
- 1.3.1. Quá trình ép chảy phôi liên tục
- 1.3.2. Tỷ lệ ép chảy
- 1.3.3. Dòng kim loại trong quá trình ép chảy
- 1.3.4. Biến dạng dẻo trong quá trình ép chảy
- 1.3.5. Áp lực ép
- 1.3.6. Lực ép
- 1.3.7. Vận tốc ép
- 1.3.8. Nhiệt động lực học trong quá trình ép chảy
- 1.4. Khuôn ép chảy
- 1.4.1. Cấu tạo khuôn
- 1.4.2. Cửa khuôn
- 1.4.3. Vật liệu chế tạo khuôn
- 1.5. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước về ép chảy hợp kim nhôm
- 1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
- 1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
- Kết luận chương 1
- CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM KHI ÉP CHẢY HỢP KIM NHÔM
- 2.1. Chất lượng sản phẩm khi ép chảy thanh hợp kim nhôm
- 2.1.1. Các yếu tố đặc trưng của chất lượng thanh hợp kim nhôm ép chảy
- 2.1.2. Phương pháp đánh giá chất lượng thanh hợp kim nhôm ép chảy
- 2.1.3. Xác định các chỉ tiêu chính đánh giá chất lượng thanh hợp kim nhôm ép chảy
- 2.2. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến độ chính xác về hình dáng hình học sản phẩm
- 2.3. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến độ nhám bề mặt
- Kết luận chương 2.
- CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ HÌNH HỌC KHUÔN ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC HÌNH DÁNG HÌNH HỌC SẢN PHẨM BẰNG MÔ PHỎNG SỐ
- 3.1. Xây dựng mô hình mô phỏng số
- 3.2. Khảo sát ảnh hưởng các thông số hình học của khuôn đến tốc độ dòng chảy kim loại sản phẩm bằng mô phỏng số
- 3.2.1. Vị trí cửa khuôn so với tâm khuôn
- 3.2.2. Hình học cửa khuôn
- a) Độ dài cửa khuôn
- b) Độ rộng cửa khuôn
- c) Góc nghiêng thành cửa khuôn
- d) Bán kính góc lượn cửa khuôn
- 3.2.3. Hình học vùng dẫn nhôm
- a) Độ rộng vùng dẫn nhôm
- b) Độ sâu vùng dẫn nhôm
- 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dài cửa khuôn và độ rộng vùng dẫn đến độ chính xác hình dáng hình học của sản phẩm.
- 3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dài cửa khuôn
- 3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ rộng vùng dẫn
- Kết luận chương 3.
- CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ DÀI CỬA KHUÔN, CHẾ ĐỘ ÉP ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT VÀ ÁP LỰC ÉP
- 4.1. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm
- 4.2. Mô hình và thiết bị thực nghiệm
- 4.3. Quy hoạch và tổ chức thực nghiệm
- 4.3.1. Xác định các thông số thực nghiệm
- 4.3.2. Phương pháp thực nghiệm
- Thực nghiệm 1:
- Thực nghiệm 2:
- Thực nghiệm 3:
- 4.4. Kết quả thực nghiệm và bàn luận khoa học
- 4.5. Tối ưu hóa các thông số thực nghiệm
- Kết luận chương 4
- KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN
- I. Kết luận chung của luận án:
- II. Hướng phát triển của luận án: