การปรับปรุงตัวแปรในการออกแบบแม่พิมพ์ทุบขึ้นรูปเย็นชิ้นส่วนยานยนต์

Modification of the design parameters of a cold forging die for an automotive component

Name: ณพรรตศกร จรทอง

Name: Napassakorn Jhonthong

keyword: การออกแบบแม่พิมพ์ทุบขึ้นรูป

Abstract: วิทยานิพนธ์ฉบับนี้เป็นการปรับปรุงกระบวนการผลิตชิ้นส่วน Body Discharge check valve ซึ้งขั้นตอนการ ผลิตประกอบด้วยกระบวนการตัดเหล็กกล้าคาร์บอนเกรด S10C(JIS) ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 42 มิลลิเมตร ความยาวระหว่าง 26.60-27.90 มิลลิเมตร และส่งออกไปเจาะรูขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 19.5 มิลลิเมตร พร้อม ส่งต่อไป Annealing -Shot Blast และเคลือบสารหล่อลื่นด้วยกระบวนการ Bonderizing นอกบริษัท เสร็จ แล้วนำกลับมาเข้ากระบวนการทุบขึ้นรูปครั้งที่ 1 และ 2 แล้วตกแต่งผิวด้วยกระบวนการกลึง ซึ่งในกระ บวนการปัจจุบันนี้ทำให้เกิดการเสียเศษโลหะ 35.32% จากการเจาะรูและตกแต่งผิวด้วยงานกลึง ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อลดปริมาณการเสียเศษลงอย่างน้อย 10% โดยทำการปรับปรุงขั้นตอนการ ขึ้นรูปใหม่ มีแนวคิดในการกำจัดขั้นตอนการเจาะรูปในขั้นตอนแรกออกไป โดยศึกษารูปร่างชิ้นงานใน ขั้นตอนการทุบขึ้นรูปครั้งที่ 1 และศึกษารัศมีคาย (R) 2, 4, 6, และ 8 mm ที่มีผลต่อการไหลตัวของวัสดุ ในแม่พิมพ์ที่ส่งผลต่อความเค้น และแรงที่ใช้ทุบขึ้นรูปเย็นของชิ้นงาน โดยการจำลองด้วยไฟไนต์เอลิเมนต์ (DEFORM3D) ผลจากการจำลองพบว่ารัศมีที่ให้ผลดีที่สุดคือ 8 mm จึงทำการจัดสร้างแม่พิมพ์ทุบขึ้นรูป ผลจากการทดลองจริงพบว่าการทุบขึ้นรูป 2 Step ไม่สามารถทำได้ เนื่องจากพั้นซ์ตัวล่างที่ใช้ทุบขึ้นรูป ขั้นตอนที่ 1 เกิดการเปลี่ยนรูปถาวรที่ปลายเนื่องจากความเค้นที่เกิดขึ้นสูงกว่า Yield strength ของวัสดุ ทำพั้นซ์จากปัญหาดังกล่าวผู้วิจัยจึงออกแบบขั้นตอนใหม่เป็นทุบขึ้นรูป 3 Step เพื่อที่จะช่วยลดแรงใน การทุบขึ้นรูป ผลการจำลองพบว่าสามารถลดแรงสูงสุดที่ใช้ทุบขึ้นรูปได้ และความเค้นที่เกิดขึ้นลดลง ด้วย การทุบขึ้นรูป 3 step แม้ว่าจะต้องเพิ่มค่าใช้จ่ายในการผลิตแต่มีข้อดีนอกจากการกำจัดขั้นตอนการ เจาะรูที่ต้องส่งไปทำนอกโรงงานแล้ว ก็คือสามารถลดปริมาณการเสียเศษจาก 35.32% ลดลงเหลือ 22.3%

Abstract: The thesis focused on improvements to the manufacturing process of the body section of a discharge check valve used in the automotive industry. The process begins with the cutting of a 42 mm diameter steel rod (JIS Grade SIO) into billets with a length between 26.60 to 27.90 mm.The billets are then sent out to drill a 19.9 mm diameter hole, followed by annealing, shot blasting and bonderizing. The body was then formed by a two step forging process and finished by a machining operation. It was found that the drilling and machining steps create 35.32% material loss, which is excessive. Therefore, it is the aim of this research is to reduce the material by 10%. New forging steps were introduced to replace the drilling process. The influence of the die radius (2, 4, 6 and 8 mm) on the material flow, stress and forging force was studied using commercial finite element software (DEFORM 3D). The results of the simulations showed that using a die with an 8 mm radius with a two step forging, required a higher forging force than the current design. However,the generated stress and the contact pressure were reduced. A forging die was made using the new design and experimental forgings were produced. It was found that a two steps forging process could not be applied successfully, as the punch in the first forging step failed due to overload. Therefore, a third forging step was introduced to reduce the forging force. The three-step forging process has the benefits of eliminating the outsourced drilling operation and reducing the material loss from 35.32% to 22.3%, at the cost of one additional forging step.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: วารุณี เปรมานนท์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2554

Modified: 2555-10-08

Issued: 2555-10-08

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TME976

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเครื่องมือและวัสดุ

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	TME976.pdf	2.2 MB	82	2025-10-19 13:19:36
2	TME976ab.pdf	45.47 KB	16	2018-05-29 18:44:08

ใช้เวลา

0.029032 วินาที