LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu kết quả nêu
trong Luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong các công trình nào khác!

Hà Nội, tháng 9 năm 2013 Giáo viên hướng dẫn Nghiên cứu sinh

PGS.TS. Phạm Văn Nghệ Lê Trung Kiên

ii
LỜI CẢM ƠN

LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT v
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ vii
MỞ ĐẦU 1
i. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 2
ii. Phương pháp nghiên cứu 2
iii. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 3
iv. Các đóng góp mới của luận án 3
v. Các nội dung chính trong luận án 3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ DẬP THỦY TĨNH 4
1.1. Những nét cơ bản tạo hình kim loại bằng công nghệ dập thủy tĩnh 4
1.1.1. Ưu điểm của tạo hình bằng chất lỏng cao áp. 6
1.1.2. Nhược điểm của tạo hình bằng chất lỏng cao áp. 8
1.2. Các phương pháp tạo hình bằng chất lỏng cao áp. 8
1.2.1. Dập thủy cơ 8
1.2.2. Dập thủy tĩnh phôi ống 9
1.2.3. Dập thủy tĩnh phôi tấm: 12
1.3. Các nghiên cứu về dập thủy tĩnh phôi tấm. 17
1.3.1. Trên thế giới 17
1.3.2 Trong nước: 27
Kết luận chương 1: 28

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ DẬP THỦY TĨNH 30
2.1 Trạng thái ứng suất,biến dạng trong dập thủy tĩnh 30
2.2 Áp suất chất lỏng cần thiết để tạo hình, lực dập, lực chặn trong dập thủy tĩnh 32
2.2.1 Áp suất chất lỏng cần thiết P
0

4.2.1 Hệ thống cấp chất lỏng cao áp 58
4.2.2 Khuôn thí nghiệm 59
4.2.3 Hệ thống thu thập và xử lý tín hiệu 61
4.2.4 Hệ thống đối áp cho khuôn thí nghiệm 64
4.2.5 Máy ép thủy lực 66
4.2.6 Một vài hình ảnh gia công lắp ráp hệ thống thí nghiệm 67
4.2.7 Kết quả thử nghiệm và đánh giá độ tin cậy của hệ thống 69
Kết luận chương 4 71

CHƯƠNG 5. THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 72
5.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ tới quá trình tạo hình chi tiết
chỏm cầu trong trường hợp không có đối áp 72
5.1.1 Ảnh hưởng của lực chặn 73
5.1.2 Quan hệ của chiều cao tương đối với áp suất cần thiết trong lòng cối 75
5.1.3 Xác định miền làm việc của áp suất chất lỏng cần thiết lòng cối P
0
phụ thuộc
lực chặn Q, chiều cao tương đối X
1
trong trường hợp không đối áp 79
5.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ tới quá trình tạo hình chi tiết
chỏm cầu trong trường hợp có đối áp 84
5.2.1 Ảnh hưởng của đối áp 84
5.2.2 Ảnh hưởng của lực chặn trong trường hợp có đối áp 86
5.2.3 Quan hệ chiều cao tương đối sản phẩm và áp suất trong lòng cối trong trường
hợp có đối áp 89
5.2.4 Xác định miền làm việc của áp suất chất lỏng cần thiết lòng cối P
0
phụ thuộc
lực chặn Q, chiều cao tương đối X

Chiều cao sản phẩm
mm
H
i

Chiều cao tức thời của sản phẩm
mm
X
1
=
i
H
D
Chiều cao tương đối

X
2
=
i
S
D
Chiều dày tương đối

k
Mức độ dập vuốt

m
Hệ số dập vuốt

N

45
Thông số dị hướng Lankford theo phương 45
0
so với phương cán

R
90
Thông số dị hướng Lankford theo phương vuông góc phương cán

R

Thông số dị hướng Lankford trung bình

S
0
Chiều dày phôi
mm
S
i
Chiều dày phôi bị biến mỏng
mm

Độ biến mỏng
%

z
Mức độ biến dạng tương đối hướng trục




b
Ứng suất bền
MPa
σ
f

Ứng suất chảy
MPa
σ


Ứng suất theo phương dập
MPa
σ
z

Ứng suất hướng trục
MPa
σ
θ

Ứng suất hướng tiếp
MPa
σ
ρ

Ứng suất hướng kính
MPa
FLC
Forming Limit Curve – Đường cong biến dạng tới hạn

36
Bảng 3.2
Tính chất vật liệu đồng CDA260
36
Bảng 3.3
Quan hệ giữa lực chặn và áp suất chất lỏng tạo hình với X
1
= 0.5
44
Bảng 3.4
Quan hệ giữa lực chặn và áp suất chất lỏng tạo hình với X
1
= 0.1
46
Bảng 3.5
Quan hệ giữa lực chặn và áp suất chất lỏng tạo hình với X
1
= 0.2
47
Bảng 3.6
Quan hệ giữa lực chặn và áp suất chất lỏng tạo hình với X
1
= 0.3
48
Bảng 3.7
Quan hệ giữa lực chặn và áp suất chất lỏng tạo hình với X
1
= 0.4
49
Bảng 3.8

Bảng 4.2
Thông số kỹ thuật xi lanh khí nén đường kính 50 mm
66
Bảng 4.3
Thông số kỹ thuật máy ép thủy lực 125 tấn
67
Bảng 4.4
Bảng giá trị thử nghiệm mối quan hệ chiều cao tương đối – áp suất xi
lanh chặn – Áp suất lòng cối
70
Bảng 5.1
Thành phần hóa học và cơ tính đồng CDA260
72
Bảng 5.2
Giá trị lực chặn ứng với các sản phẩm đạt chất lượng
75
Bảng 5.3
Giá trị áp suất cần thiết tạo hình phụ thuộc vào chiều cao tương đối
78
Bảng 5.4
Giá trị lực đối áp với các sản phẩm đạt chiều cao tương đối X
1
86
Bảng 5.5
Giá trị lực chặn ứng với sản phẩm đạt chất lượng trường hợp đối áp
N = 0.4 kN
89
Bảng 5.6
Giá trị áp suất cần thiết tạo hình phụ thuộc vào chiều cao tương đối
trường hợp đối áp N = 0.4 kN

Ưu điểm của phương pháp tạo hình bằng chất lỏng cao áp
6
Hình 1.7
So sánh ứng suất giữa dập vuốt truyền thống và dập chất lỏng cao áp
7
Hình 1.8
Ống tạo hình bằng chất lỏng cao áp được áp dụng trên khung ô tô
7
Hình 1.9
Sơ đồ các bước dập thủy cơ
8
Hình 1.10
Các chi tiết khung ô tô
9
Hình 1.11
Sơ đồ các bước dập thủy tĩnh chi tiết dạng ống
10
Hình 1.12
Phôi được cắt và uốn theo biên dạng gần đúng của sản phẩm
10
Hình 1.13
Phôi đặt vào lòng khuôn
10
Hình 1.14
Tạo hình theo biên dạng mong muốn và hoàn thiện sản phẩm
11
Hình 1.15
Sơ đồ công nghệ và dạng sản phẩm ống nối, ống dẫn
11
Hình 1.16

Nguyên lý dập thủy tĩnh cặp phôi tấm kết hợp dập vuốt truyền thống
15
Hình 1.27
Các chi tiết vỏ xe ô tô (capo, tai xe, nóc xe)
16
Hình 1.28
Các chi tiết có dạng không gian rỗng trong xe ô tô
16
Hình 1.29
Sản phẩm lệch vành khi dập thủy tĩnh do sự chảy không ổn định
16
Hình 1.30
Hình ảnh thí nghiệm bị biến mỏng
17
Hình 1.31
Tỉ lệ công bố khoa học theo khu vực và theo năm công bố
18
Hình 1.32
Sơ đồ nguyên lý hệ thống thực nghiệm công nghệ dập thủy tĩnh tấm
19
Hình 1.33
Quá trình dập thủy tĩnh phôi tấm đơn
19
Hình 1.34
Các kết cấu của đối áp khi dập phôi tấm đơn
19
Hình 1.35
Kết cấu cối có phần di chuyển
20
Hình 1.36

Đường cong biến dạng khi dập chi tiết hình hộp tại các điểm trên chi tiết
24
Hình 1.47
Quan hệ biến mỏng và ma sát giữa phôi và vành chặn khi thực nghiệm thép
không gỉ
24

viii
Hình 1.48
Đánh giá hệ số ma sát tối ưu chi tiết đường kính 90mm dày 0.5 mm vật liệu
AISI 304
25
Hình 1.49
Đường quan hệ lực – biến dạng khi kéo thử mẫu
26
Hình 1.50
Ứng suất và giới hạn rách sản phẩm khi mô phỏng và thực nghiệm
26
Hình 1.51
Đường cong giới hạn tạo hình FLD
26
Hình 1.52
Giá trị biến dạng tới hạn với chi tiết hình trụ và hình hộp dùng vẽ đường
cong tới hạn
26
Hình 1.53
Kết cấu bề mặt cối khảo sát mức độ kéo phôi vào trong cối
27
Hình 1.54
Khảo sát mức độ kéo phôi vào trong cối

Hình 3.1
Thông số mẫu thí nghiệm kéo JIS-5
36
Hình 3.2
Mẫu thí nghiệm kéo theo 3 hướng
37
Hình 3.3
Thí nghiệm kéo mẫu trên máy kéo nén MTS-809 Axial / Torsinal Test
System,hệ thống đo lực / biến dạng
37
Hình 3.4
Đồ thị quan hệ ứng suất- biến dạng của vật liệu khi kéo theo các hướng
0
o
,45
o
,và 90
o
so với hướng cán
37
Hình 3.5
Mô hình hình học
40
Hình 3.6
Bản vẽ chi tiết chỏm cầu
40
Hình 3.7
Mô hình chia lưới mô phỏng dập thủy tĩnh chỏm cầu
40
Hình 3.8

Sản phẩm đạt yêu cầu
45
Hình 3.19
Độ kéo phôi vào so với phôi ban đầu
45
Hình 3.20
Quan hệ giữa áp suất chất lỏng tạo hình và lực chặn khi X
1
= 0.5
46
Hình 3.21
Quan hệ giữa lực chặn với áp suất chất lỏng tạo hình khi X
1
= 0.1
46
Hình 3.22
Sản phẩm với chiều cao H
i
= 5 mm
47
Hình 3.23
Quan hệ giữa lực chặn với áp suất chất lỏng tạo hình khi X
1
= 0.2
47
Hình 3.24
Sản phẩm chỏm cầu với chiều cao H
i
= 10 mm
47

Q

= 53 kN
50
Hình 3.31
Quan hệ giữa áp suất chất lỏng tạo hình với chiều cao tương đối khi lực chặn
Q

= 57 kN
51
Hình 3.32
Quan hệ giữa áp suất chất lỏng tạo hình với chiều cao tương đối khi lực chặn
Q= 61 kN
51
Hình 3.33
So sánh giữa chiều cao tương đối thấp và chiều cao tương đối cao hơn
52
Hình 3.34
Sơ đồ điểm đo biến mỏng trên khi mô phỏng chi tiết chỏm cầu
54
Hình 4.1
Thành phần của hệ thống DTT phôi tấm
56
Hình 4.2
Sơ đồ khối hệ thống thực nghiệm DTT
57
Hình 4.3
Sơ đồ nguyên lý hệ thống thực nghiệm
57
Hình 4.4

Hệ thống đo hành trình lắp ráp trên khuôn thí nghiệm
63
Hình 4.15
Chương trình đo và lưu các thông số áp suất - hành trình
63
Hình 4.16
Chương trình đọc kết quả thông số áp suất - hành trình
64
Hình 4.17
Ma sát cản trở kéo phôi vào cối dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh
64
Hình 4.18
Sơ đồ nguyên lý phát triển quá trình dập vuốt phôi phẳng có sự chuyển dịch
mặt bích, bằng chày chất lỏng và chất khí trong cối cứng
65
Hình 4.19
Hệ thống khuôn và đối áp sử dụng khí nén
65
Hình 4.20
Hình ảnh và thông số xi lanh đối áp
65
Hình 4.21
Hình ảnh lắp ráp hệ thống đối áp
66
Hình 4.22
Máy ép thuỷ lực 125 tấn
66
Hình 4.23
Hệ thống điều khiển áp suất lắp vào máy ép thuỷ lực 125 tấn
67

Hình 5.3
Sản phẩm dập với lực chặn Q = 49 kN (đồ thị mẫu D01)
74
Hình 5.4
Sản phẩm dập với lực chặn Q = 65 kN
74
Hình 5.5
Sản phẩm chiều cao H
i
= 5 mm, lực chặn Q = 49 kN (đồ thị mẫu A001)
76
Hình 5.6
Sản phẩm chiều cao H
i
= 10mm, lực chặn Q = 49 kN (đồ thị mẫu A01)
76
Hình 5.7
Sản phẩm chiều cao H
i
= 15mm, lực chặn Q = 49 kN (đồ thị mẫu B01)
77
Hình 5.8
Sản phẩm chiều cao H
i
= 20 mm, lực chặn Q = 49 kN (đồ thị mẫu C01)
77

x
Hình 5.9
Sản phẩm chiều cao H

Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và lực chặn Q khi X
1
= 0.1
81
Hình 5.16
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và lực chặn Q khi X
1
= 0.2
81
Hình 5.17
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và lực chặn Q khi X
1
= 0.3
81
Hình 5.18
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và lực chặn Q khi X
1
= 0.4
81
Hình 5.19
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và lực chặn Q khi X
1
= 0.5
81
Hình 5.20
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và lực chặn Q theo X
1
= 0.1 ÷ 0.5
(so sánh giữa thực nghiệm và mô phỏng)
82

Hình 5.29
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và X
1
khi Q = 49 kN
91
Hình 5.30
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và X
1
khi Q = 53 kN
91
Hình 5.31
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và X
1
khi Q = 57 kN
91
Hình 5.32
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và X
1
khi Q = 61 kN
91
Hình 5.33
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và X
1
khi Q = 65 kN
92
Hình 5.34
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và X
1
khi Q = 68 kN
92

Hình 5.41
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và lực chặn Q khi X
1
= 0.4
94
Hình 5.42
Đồ thị quan hệ áp suất chất lỏng lòng cối và lực chặn Q khi X
1
= 0.5
94
Hình 5.43
Đồ thị áp lực lòng cối theo X
1
và lực chặn khi có đối áp N = 0.4 kN
95
Hình 5.44
Sơ đồ điểm đo biến mỏng chi tiết chỏm cầu dập bằng công nghệ DTT
96
Hình 5.45
Hình ảnh biến mỏng và chiều dầy mẫu tương ứng tại các mặt cắt sản phẩm
dập với lực chặn Q = 49 kN, đối áp N = 0 kN
96
Hình 5.46
Hình ảnh biến mỏng và chiều dầy mẫu tương ứng tại các mặt cắt sản phẩm
dập với lực chặn Q = 61 kN, đối áp N = 0 kN
97
Hình 5.47
Đồ thị quan hệ độ biến mỏng tại điểm 1 trên chi tiết tương ứng với lực chặn
Q = 49 kN 61 kN trong trường hợp không đối áp N = 0 kN
98

Hình 5.55
Đồ thị quan hệ độ biến mỏng tại điểm 2 trên chi tiết tương ứng với lực chặn
Q = 49  80 kN, N = 0.4 kN (P
2
= 2 bar)
102
Hình 5.56
Đồ thị quan hệ độ biến mỏng tại điểm 3 trên chi tiết tương ứng với lực chặn
Q = 49  80 kN, N = 0.4 kN (P
2
= 2 bar)
102
Hình 5.57
Đồ thị quan hệ độ biến mỏng tại điểm 4 trên chi tiết tương ứng với lực chặn
Q = 49  80 kN, N = 0.4 kN (P
2
= 2 bar)
102
Hình 5.58
Đồ thị quan hệ độ biến mỏng tại điểm 5 trên chi tiết tương ứng với lực chặn
Q = 49  80 kN, N = 0.4 kN (P
2
= 2 bar)
103
1
MỞ ĐẦU
Việt Nam đang trong tiến trình phát triển và ngày càng hội nhập sâu rộng vào kinh tế

(FEM) để mô phỏng quá trình hình thành của chi tiết và dự đoán khả năng phá hủy được
thảo luận. Cuối cùng, quá trình hình thành và các giá trị thông số công nghệ tối ưu dựa trên
mô phỏng số được thực hiện bằng thực nghiệm trong điều kiện sản xuất tại Việt Nam.
Kết quả thu được cuối cùng đã được thực hiện khi tạo hình chi tiết có hình dạng
chỏm cầu đường kính 50mm vật liệu đồng CDA260. Những ảnh hưởng của các thông số
quá trình trong tạo hình chi tiết được điều tra. Với mục đích này, một mô hình thực nghiệm
đầu tiên được nghiên cứu để đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ và trạng thái
ứng suất - biến dạng. Dựa trên những kết luận thu được từ kết quả phân tích, luận án này sẽ
đề cập nghiên cứu xây dựng miền làm việc và hàm quan hệ của bộ thông số công nghệ hợp
lý, phù hợp với điều kiện thiết bị hiện có tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Gia công áp lực,
Viện Cơ khí, Trường Đại học bách khoa Hà Nội, khả năng ứng dụng cao nhất vào sản xuất

2
thực tế trong điều kiện của Việt Nam, đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu làm việc của
chi tiết có hình dạng phức tạp, là rất cấp thiết và có ý nghĩa khoa học.
i. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
*) Mục đích của đề tài
Công nghệ dập thủy tĩnh (DTT) là một trong các phương pháp gia công áp lực tiên
tiến sử dụng chất lỏng cao áp tác dụng trực tiếp vào phôi để tạo hình các chi tiết dạng tấm
và ống. Hình dạng của chi tiết phụ thuộc vào hình dáng của cối trong trường hợp dập phôi
tấm và theo hình dạng của hai nửa khuôn trong trường hợp phôi ống.
Đề tài “Nghiên cứu công nghệ tạo hình chi tiết dạng vỏ mỏng bằng phương pháp
dập thủy tĩnh” được nghiên cứu trong khuôn khổ dập tạo hình thủy tĩnh chi tiết tấm đơn
với mục đích làm chủ công nghệ tạo hình kim loại bằng công nghệ DTT để chế tạo các chi
tiết dạng tấm có dạng chỏm cầu trong công nghiệp sản xuất phụ tùng Ô tô, xe máy phù hợp
với điều kiện thiết bị hiện có ở Việt Nam, gồm:
- Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến khả năng tạo hình chi tiết
tấm. Xây dựng miền làm việc và hàm quan hệ của thông số công nghệ chính: lực chặn,
chiều cao tương đối của sản phẩm.
- Xác định ảnh hưởng của các thông số công nghệ cơ bản đến độ chính xác hình học

rách, biến mỏng và chất lượng bề mặt tốt. So sánh đối chiếu trường hợp không đối áp và có
đối áp.
+ Xử lý số liệu thí nghiệm, tính toán xây dựng mô hình toán học và đồ thị quan hệ
giữa các thông số công nghệ. Mối quan hệ của áp suất chất lỏng cần thiết trong lòng cối
phụ thuộc vào lực chặn, chiều cao tương đối của sản phẩm trong hai trường hợp có đối áp

3
và không sử dụng đối áp. Xây dựng đồ thị quan hệ giữa độ biến mỏng và các thông số
công nghệ, xây dựng miền làm việc của chi tiết cầu đường kính 50 mm sử dụng công nghệ
DTT.
iii. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
a) Ý nghĩa khoa học:
- Nghiên cứu hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về các công nghệ tạo hình kim loại bằng
chất lỏng cao áp trong đó có công nghệ DTT, để xác định miền điều chỉnh của các thông số
công nghệ chính làm cơ sở khoa học cho chế tạo các chi tiết tấm có hình dạng phức tạp
bằng công nghệ DTT.
- Xây dựng được mô hình toán học thực nghiệm phản ánh mối quan hệ giữa các
thông số công nghệ chính tới khả năng tạo hình tương ứng từ đó lựa chọn miền điều chỉnh
phù hợp, đảm bảo tạo hình chi tiết và ứng dụng vào sản xuất công nghiệp.
- Kết hợp phương pháp nghiên cứu mô phỏng số với thực nghiệm nhằm nâng cao
hiệu quả nghiên cứu và tiết kiệm chi phí, qua đó góp phần vào sự phát triển của các
phương pháp thiết kế và tối ưu quá trình nhờ công nghệ ảo.
b) Ý nghĩa thực tiễn:
- Góp phần đào tạo nâng cao năng lực chuyên môn nghiệp vụ cho đội ngũ cán bộ
KHCN thuộc lĩnh vực công nghệ tạo hình biến dạng vật liệu, nâng cao hiệu quả nghiên cứu
ứng dụng các công nghệ tiên tiến của thế giới phù hợp với điều kiện Việt Nam mà chưa
cần phải đầu tư thiết bị mới.
- Luận án được tiến hành nghiên cứu sát với điều kiện thực tế ở Việt Nam nên rất
thuận lợi trong triển khai ứng dụng công nghệ này vào sản xuất công nghiệp.
iv. Các đóng góp mới của luận án

pháp này.
Dập bằng CLCA thường sử dụng với 2 loại hình :
- Tạo hình ống
- Tạo hình tấm

Hình 1.3 Sơ đồ thiết bị dập thủy tĩnh chi tiết tấm [22, 36]

6

Hình 1.4 Sơ đồ thiết bị dập thủy tĩnh chi tiết ống [37]

Hình 1.5 Sơ đồ thiết bị dập thủy cơ chi tiết tấm [22]
1.1.1. Ưu điểm của tạo hình bằng CLCA.
Trong nguyên công dập vuốt các chi tiết dạng tấm, tạo hình bằng CLCA tương tự như
phương pháp truyền thống tuy nhiên có lợi đáng kể về số lượng các nguyên công cần thiết để
tạo hình , giảm chi phí khuôn mẫu và chi phí sản xuất.
Hình 1.6 Ưu điểm của phương pháp tạo hình bằng CLCA [13, 37]
Mức độ biến dạng lớn: dập bằng CLCA cho phép tạo ra sản phẩm với mức độ biến
dạng lớn hơn so với phương pháp dập vuốt truyền thống.

7

a, Dập vuốt truyền thống
b, Dập bằng chất lỏng cao áp
Hình 1.7 So sánh ứng suất giữa dập vuốt truyền thống và dập CLCA [51, 37]

8
1.1.2. Nhược điểm của tạo hình bằng CLCA.
Thiết bị đắt tiền: Các thiết bị cao áp đòi hỏi độ kín khít lớn, khả năng chịu áp cao nên
các trang thiết bị sử dụng cho hệ thống thường đắt tiền
Đòi hỏi chế tạo và lắp ráp thiết bị công nghệ cao : Với áp suất tạo hình có thể đến
10,000 bar nên đòi hỏi việc lắp ráp và chế tạo thiết bị đảm bảo theo các tiêu chuẩn khắt khe
của các thiết bị cao áp.

1.2. Các phương pháp tạo hình bằng CLCA.
1.2.1. Dập thủy cơ:
Dập thủy cơ là phương pháp tạo hình vật liệu nhờ nguồn chất lỏng cao áp kết hợp với
lực nén của chày. Chất lỏng cao áp tạo thành là do trong quá trình làm việc, chày chuyển động
nén chất lỏng trong lòng cối. Phương pháp này được ứng dụng để tạo hình các chi tiết vỏ
mỏng phức tạp. Sơ đồ các bước dập thủy cơ được thể hiện trên hình 1.9.

Hình 1.9 Sơ đồ các bước dập thủy cơ [80]
Quá trình dập thủy cơ có thể được chia thành các bước sau [50, 81]:
- Đưa phôi vào khuôn dập. - Phôi được cố định và kẹp chặt nhờ cơ cấu chặn phôi: không gian ép được hình thành
giữa phôi và lòng cối. - Chất lỏng được bơm vào trong lòng cối với áp suất ban đầu p
0
làm phôi bị phồng lên.

được biến dạng theo hình dạng chính xác theo cối.
Từ mô phỏng số quá trình biến dạng đến sản xuất

10

Hình 1.11 Sơ đồ các bước dập thủy tĩnh chi tiết dạng ống [5]
Quá trình dập thủy tĩnh phôi ống có thể được chia thành các bước sau [36, 81]:
- Máy cắt ống theo đúng kích thước yêu cầu làm phôi ban đầu, phôi sau đó tùy theo
yêu cầu hình dáng của sản phẩm sẽ được uốn theo biên dạng gần đúng của sản phẩm.

Hình 1.12 Phôi được cắt và uốn theo biên dạng gần đúng của sản phẩm [14, 36]
- Phôi được đặt vào lòng khuôn, khuôn được đóng lại nhờ máy ép thủy lực sau đó chất
lỏng được điền đầy vào trong lòng ống

Hình 1.13 Phôi đặt vào lòng khuôn [36]
- Áp suất chất lỏng được tăng lên biến dạng phôi theo hình dạng của cối, lực dọc trục
đẩy phôi vào trong lòng cối hỗ trợ tạo hình chi tiết theo như hình dáng sản phẩm mong muốn.
- Áp suất tăng lên cực đại điền đầy các góc cạnh khó biến dạng, loại bỏ những phần
nhăn tại chỗ chuyển góc đột ngột, hạn chế sự biến mỏng và vỡ ở phần không có đối áp.

11

Hình 1.14 Tạo hình theo biên dạng mong muốn và hoàn thiện sản phẩm [36]
- Dỡ sản phẩm ra khỏi khuôn, thực hiện các nguyên công tiếp theo như đột lỗ, cắt cặt
đầu theo yêu cầu bằng khuôn hoặc cắt laser.

Các sản phẩm được ứng dụng bằng công nghệ dập thủy tĩnh phôi ống:
- Các chi tiết làm mối nối đường ống dẫn, ống chịu lực: Các chi tiết mối nối đường
ống dẫn là chi tiết không gian cơ bản. Các mối nối, các đầu giao chéo nhau là các chi tiết phổ
biến nhất hay dùng, ngoài ra trong nhóm này còn có những chi tiết không gian lệch tâm
Hình 1.17 Các chi tiết trong công nghiệp ô tô, xe máy [11]

1.2.3. Dập thủy tĩnh phôi tấm:
Dập thủy tĩnh phôi tấm là phương pháp dùng nguồn chất lỏng cao áp có tác dụng như
chày để biến dạng phôi tấm theo biên dạng của cối. Công nghệ này được ứng dụng phổ biến
sản xuất linh hoạt với quy mô loạt nhỏ, một trong những ứng dụng chính công nghệ này là
công nghiệp ô tô xe máy.

Dập thủy tĩnh phôi tấm đơn

Dập thủy tĩnh cặp phôi tấm
Hình 1.18 Nguyên lý cơ bản dập thủy tĩnh phôi tấm [5, 36] 13
Quá trình dập thủy tĩnh phôi tấm có thể được chia thành các bước sau [36]:
Quá trình được thực hiện qua 2 giai đoạn chính là trong 1 hành trình của máy ép:
- Bắt đầu khi đóng khuôn: Máy ép thực hiện hành trình chặn giữa khuôn trên (tấm
chặn) ép phôi vào bề mặt chặn của cối, quá trình này diễn ra đảm bảo vùng làm việc được kín
khít không có sự dò rỉ chất lỏng cao áp.
- Giai đoạn tiếp theo là quá trình áp suất tăng lên tối đa để biến dạng phôi tấm chính
xác theo biên dạng của cối: Chất lỏng cao áp là chày vuốt phôi tấm qua góc lượn của cối làm
biến dạng tấm kim loại áp sát vào lòng cối, hình dạng của sản phẩm đạt được chính xác theo
biên dạng cối. Áp suất chất lỏng cao áp thông thường được áp dụng trong khoảng từ 30 ÷ 500
MPa [62].

- Quá trình thực hiện phức tạp và khó khăn.
- Năng suất dập thấp.

Các phương pháp dập thủy tĩnh phôi tấm:
Công nghệ dập thủy tĩnh phôi tấm được chia chủ yếu thành 2 nhóm là:
- Dập thủy tĩnh phôi tấm đơn
- Dập thủy tĩnh cặp phôi tấm