Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/54917
| Title: | การออกแบบกระบวนการขึ้นรูปเย็นสำหรับท่อแรงดันสูง |
| Other Titles: | COLD FORMING PROCESS DESIGN FOR HIGH PRESSURE TUBES |
| Authors: | สาวิตรี ผาบจันดา |
| Advisors: | สมชาย พัวจินดาเนตร |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Advisor's Email: | Somchai.Pua@Chula.ac.th,Somchai.Pua@Chula.ac.th |
| Issue Date: | 2559 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพของท่อแรงดันสูงที่ใช้วัสดุท่อเหล็กเกรด AISI 4130 ในการขึ้นรูปด้วยกระบวนการรีดขึ้นรูปเย็น โดยได้ทำการศึกษาการรีดชิ้นงานในขั้นตอนการรีดรอบสุดท้าย ซึ่งต้องการความแม่นยำสูงเพื่อให้ได้ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอกและความหนาที่ต้องการเท่ากับ 120.65±0.25 มิลลิเมตร และ 2.75±0.2 มิลลิเมตร ตามลำดับ และต้องไม่พบข้อบกพร่องหลังการรีด โดยมีการศึกษาดังนี้ (1)นำท่อเหล็กที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอกและภายในก่อนรีด เท่ากับ 145±1 มิลลิเมตร และ 115.1±0.1 มิลลิเมตร ตามลำดับ ที่ผ่านการรีดรอบที่ 1 และ 2 เพื่อให้ได้ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอกเท่ากับ 125.6±0.1 มิลลิเมตร ในขณะที่เส้นผ่าศูนย์กลางภายในคงที่ (2) นำท่อที่ได้มาศึกษาปัจจัยในการขึ้นรูปในรอบสุดท้าย โดยใช้ความเร็วรอบของแกนหมุน ตั้งแต่ 60 90 120 และ 130 รอบต่อนาที ความเร็วป้อนของลูกรีดตั้งแต่ 40 60 80 และ 90 มิลลิเมตรต่อนาที และระยะช่องว่างแม่พิมพ์ตั้งแต่ 1.7 1.85 และ 2 มิลลิเมตร ตามลำดับ (3) นำท่อที่ผ่านการรีดรอบสุดท้ายไปวัดค่าขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอกของท่อ ความหนาของท่อ และระยะการขยายตัวของวัสดุ จากการศึกษาพบว่า (1) ที่ความเร็วรอบของแกนหมุนมากกว่า 120 รอบต่อนาที จะทำให้เครื่องสั่นส่งผลต่อคุณภาพผิวของชิ้นงานที่ไม่ดี และความเร็วป้อนของลูกรีดต่ำกว่า 40 มิลลิเมตรต่อนาที จะทำให้ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายในท่อขยายแต่สำหรับท่อแรงดันสูงข้อบกพร่องนี้จะไม่ได้พิจารณาเนื่องจากไม่มีผลต่อความปลอดภัยในการใช้งาน ในทางกลับกันคือที่ความเร็วป้อนสูงกว่า 80 มิลลิเมตรต่อนาที จะทำให้ผิวชิ้นงานเกิดข้อบกพร่องแบบสะเก็ดเหล็กและข้อบกพร่องแบบแตก (2) ปัจจัยปรับตั้งเครื่องที่เหมาะสมในการศึกษานี้คือ ความเร็วรอบของแกนหมุนที่ 120 รอบต่อนาที ความเร็วป้อนของลูกรีดที่ 63 มิลลิเมตรต่อนาที และระยะช่องว่างแม่พิมพ์ที่ 1.75 มิลลิเมตร โดยให้ผลขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอกเท่ากับ 120.67±0.03 มิลลิเมตร และความหนาเท่ากับ 2.76±0.02 มิลลิเมตร (3) ความสามารของกระบวนการขึ้นรูปของขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อเพิ่มขึ้นจากเดิมคือ Cp เท่ากับ 0.57 และ Cpk เท่ากับ 0.36 เป็น Cp เท่ากับ 2.44 และ Cpk เท่ากับ 2.31 ตามลำดับ และความสามารของกระบวนการขึ้นรูปของขนาดความหนาของท่อเพิ่มขึ้นจากเดิมคือ Cp เท่ากับ 0.74 และ Cpk เท่ากับ 0.61 เป็น Cp เท่ากับ 3.36 และ Cpk เท่ากับ 3.11 ตามลำดับ |
| Other Abstract: | The objective of this research is to study parameters of the flow forming process such as spindle speed of mandrel, feed rate of roller, and die distance. Higher precision of these parameters at the final pass are investigated since they directly affect the quality of a high pressure tube production. The acceptable dimensions are a 120.65±0.25 mm of outside tube diameter and a 2.75±0.2 mm of thickness. Firstly, the AISI4130 steel tube starts with 145±1 mm of outside diameter and 115.1±0.1 mm of internal diameter. After the second pass of the flow forming process, the tube dimension reduces to 125.60±0.1 mm while keeping the internal diameter fixed. Furthermore, the flow forming process parameters are examined by varying spindle speed (using 60, 90, 120, and 130 rpm), feed rate (using 30, 40, 60, 80, and 90 mm/min.), and die distance (among 1.7, 1.85, and 2 mm). Lastly, the final product dimension without any defect is measured and analyzed. When spinning more than 120 rpm, the mandrel is vibrating and causes a wave-like pattern on product surface. The diametral growth is occurred when the feed rate is lower than 40 mm/min. For the feed rate of values higher than 80 mm/min, the tube surface results in wave-like defects or unevenness. The experimental and analytical results indicate that the optimum process parameters producing acceptable dimension characteristics and surface quality are a 120 rpm of spindle speed, a 63 mm/min of feed rate, and 1.75 mm of die distance. As a result, the process capability of an outside diameter is improved with increasing Cp values from 0.57 to 2.44 and Cpk values from 0.36 to 2.31. The process capability of thickness show similar improvement when Cp and Cpk values increase from 0.74 to 3.36 and from 0.61to 3.11, respectively. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2559 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | วิศวกรรมอุตสาหการ |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/54917 |
| URI: | http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2016.1067 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.58837/CHULA.THE.2016.1067 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 5670974721.pdf | 8.52 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.