Nghiên ứu á thông số ông nghệ trong quá trình uốn á dạng profil phứ tạp

Sự thay đổi ỏp suất theo mức độ biến dạng thời gian,khi uốn ống 25, dày 1, với gúc uốn khỏc nhauHình 5.13 Mụ hỡnh hỡnh học mụ phỏngHình 5.14 Cỏc ảnh đồ chụp trường ứng suất theo thời gi

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội

Môc lôc

Môc lôc 1

Danh môc c¸c h×nh 3

Më ®Çu 7

Ch¬ng 1- Tæng quan vÒ c«ng nghÖ uèn t¹o h×nh 1.1 C«ng nghÖ uèn vµ kh¶ n¨ng øng dông 10

1.2 ThiÕt bÞ vµ c«ng nghÖ uèn gãc 11

1.3 C«ng nghÖ uèn lèc profil tõ tÊm vµ b¨ng vËt liÖu 16

1.4 C«ng nghệ ốn c¸ u c chi ti t dế ạng vµnh từ ph profil (từ Ð «i th p định h×nh) 22

1.5 U n ố ống tạo h×nh 25

1.6 Phạm vị ứng d ng c a c«ng nghụ ủ ệ ố ống 27 u n 1.7 Kết luận chương 1 29

Ch¬ng - cë së lý thuyÕt tÝnh to¸n c«ng nghÖ uèn 2 2.1 Kh¸i ệm uốn tạo h ni ×nh 30

2.2 Trạng th¸i ứng suất vµ ến d ng khi u bi ạ ố 32 n 2.2.1 Ứng suất vµ ến d ng sau khi u bi ạ ốn 34

2.2.2 Sự đàn hồi lại sau khi uốn 36

2.2.3 Mức độ ến d ng vµ bi ạ b¸n kÝnh u n nhố ỏ nhất cho phÐp 37

2.2.4 Nguy tªn ắc c«ng nghệ chung đối với c¸c ph« ố 39 i u n 2.3 TÝnh to¸n c¸c th«ng số ăng lượng- lực của qu n ¸ ×tr nh uốn 40

2.3.1 TÝnh to¸n m men uố 40 « n 2.3.2 TÝnh to¸n c¸c th ng số « h×nh học khi uố 42 n 2.4 KÕt luËn ch¬ng 2 47

Ch¬ng 3– nghiªn cøu c«ng nghÖ uèn t¹o h×nh 3.1 C¸c kỹ thuật uố ống vµ phạm vi sử ụn d ng 48

3.1.1 Kü thuËt uèn èng qua lâi 52

3.1.1.1 Sù kÐo gi·n vµ nguyªn lý Ðp 52

3.1.1.2 Sử dụng uốn có lõi khuôn 54

3.2 Nguyên nhân và các khuyết tật khi uốn ống 64

3.2.1 á hu Ph ỷ ( vỡ ố ng) 64

3.2.2 Mất ổn định 64

3.3 Kết luận chương 3 69

Chơng - Thiết kế chế tạo thiết bị đo áp suất chất 4 lỏng phục vụ thí nghiệm uống ống 4.1 Đặt vấ đề 71 n 4.2 Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị đo sự biến đổi áp suất 71

4.2.1 Cơ sở thiết kế 71

4.2.2 Nguyên lý hoạt động 73

4.2.3 Chơng trình phần mềm trên chíp và trên máy tí 76 nh 4.3 Kết luận chơng 77 4 Chơng 5 - Nghiên cứu Thực nghiệm quá trình uốn ống 5.1 Mục đích và ý nghĩa của thực nghiệm 78

5.2 Thực nghiệm xác định áp suất chất lỏng trong xi lanh thuỷ lực uốn ống 79

5.2.1 Thiết bị và dụng cụ thực nghiệm 79

5.2.1.1 Thiết bị thí nghiệm 79

5.2.1.2 Dụng cụ thực nghiệm 80

5.2.2 Phôi dùng để thí nghiệm 82

5.2.3 Mô tả thí nghiệm 83

5.2.3.1 Nguyên lý làm việc của hệ thuỷ lực của máy 83

5.2.3.2 Các bớc tiến hành thí nghiệm 84

5.2.4 Phân tích kết quả thực nghiệ 85 m 5.3 Nghiên cứu mô phỏng nhờ phần mềm ANSYS 92

5.4 Phân bố ứng xuất theo góc quay (Thời gian quay) 5.5.Kết luận chơng 5 97

Kết luận 99

song với trục uốn

5

gian), khi uốn ống 25, dày 2, với góc uốn khác nhau

gian), khi uốn ống vuông 25x25, dày 1,5, với góc uốn khác nhau

H×nh 5.18

LỜI NÓI ĐẦU

các công trình cần gọn nhẹ, cứng vững và có mỹ thuật Từ cuối thế kỷ 19, các

thép hình không đủ đáp ứng yêu cầu Cùng với sự phát triển của công nghệ hàn, các thép hình, các loại ống, được tạo ra từ thép tấm hàn Nhưng kết cấu hàn cũng có nhiều nhược điểm, nhất là tốn thời gian gia công Một công nghệ uốn các profin xuất hiện, tạo ra nhiều dạng mặt cắt với các profin dị hình, cho

công nghiệp, cho đến nay đang được phát triển Một công nghệ mới khác là

quan trọng Các công trình kiến trúc từ nhà khung vòm, nhà xưởng, đến các

ống và uốn tạo khung bằng ống

Tính ưu việt cơ bản của ống thép là chúng có khối lượng trên chiều dài nhỏ, nhưng khả năng chịu lực, nhất là chịu uốn và xoắn rất tốt, rất phù hợp với kết cấu công trình Cùng với kết cấu gọn nhẹ, kết cấu ống dễ thi công và

có tính mỹ thuật cao Chính vì vậy, những thép hình với trọng lượng trên 1 đơn vị chiều dài nặng, tạo nên các kết cấu nặng nề đã dần bị thay thế bằng vật liệu ống Ngoài ra, công nghiệp dầu mỏ phát triển, dẫn dầu và khí bằng đường

ống là phương tiện rất kinh tế Trong các máy móc thiết bị, các ống dẫn nhiên liệu, dầu bôi trơn, các ống dẫn khí và khí thải luôn có mặt để làm nhiệm vụ vận chuyển dầu khí không thể thiếu Trong các hệ thống dây chuyền sản xuất

sử dụng các thiết bị thuỷ khí, đường ống có vai trò quan trọng để dẫn nguyên liệu

Nhưng, khi sử dụng đường ống và ống thường ống được uốn khúc tuỳ theo yêu cầu của thiết bị và yêu cầu của hệ đường ống Vì vậy, một công nghệ uốn ống được phát triển

lực và kết cấu mỹ thuật Các khung nhà thi đấu, sân vận động, các khung dàn công trình cầu, khung dàn khoan, các công trình mỹ thuật trang trí đều sử

sử dụng ống và công nghệ uốn ống thay thế cho các khung dầm xe kiểu cũ, đã đem lại cho xe một kiểu dáng đẹp và gọn nhẹ Việt Nam đang tiến hành công nghiệp hoá và hiện đại hoá Nhiều công trình xây dựng đã và đang sử dụng vật liệu ống và công nghệ uốn ống tạo hình kết cấu Việc đưa công nghiệp uốn ống trở thành một ngành sản xuất đang là một yêu cầu của ngành xây dựng và chế tạo máy Việc nghiên cứu uốn ống, tạo các khung hình khác nhau, với các profin tiết diện đa dạng, làm bằng các vật liệu khác nhau với chiều dày khác nhau đã là một vấn đề được quan tâm Đưa công nghệ uốn thép hình, ống sản xuất hàng loạt lớn, tạo ra hàng hoá có chất lượng, không nứt, không nhăn, da dạng chủng loại, năng suất cao, giá thành hạ còn là một

hình, ống được nhập, nhưng chưa được khai thác có hiệu quả Nhất là chưa đưa công nghệ uốn thành một ngành sản suất chuyên nghiệp

Chính vì vậy, tôi thực hiện đề tài luận văn "Nghiên cứu các thông số

tiêu nghiên cứu ảnh hưởng các thông số công nghệ đền quá trình biến dạng

hình dáng kích thuốc ống đáp ứng chất lượng tiêu chuẩn quốc tế

NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN VĂN :

Lời nói đầu

Chương 1 Tổng quan về công nghệ uốn tạo hình

Chương 2 Cơ sở lý thuyết tính toán công nghệ uốn

Chương 4 ThiÕt kÕ, chÕ t¹o thiÕt bÞ ®o ¸p suÊt chÊt láng phôc vô

uèn èng

Phạm Văn Nghệ, Trưởng Bộ môn Gia công áp lực, Khoa Cơ khí Đại học

các thầy giáo Bộ môn GCAL và trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Tác giả

TrÇn V¨n HiÖu

Ch¬ng i TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ UỐN TẠO HÌNH

1.1 Công nghệ uốn và khả năng ứng dụng

Uốn tạo hình là công nghệ chế tạo các sản phẩm dùng trong kết cấu, lắp ráp thiết bị cơ khí, kim loại bị biến dạng dẻo tạo hình làm thay đổi hình dáng Uốn tạo hình làm biến đổi về hình dáng của phôi liệu theo đường trục hoặc theo tiết diện, từ phôi dạng phẳng (hoặc có trục thẳng), thành dạng cong

Hình 1.1 Sơ đồ uốn Công nghệ uốn là công nghệ biến dạng dựa trên nguyên lý dưới tác dụng của một lực nén đặt giữa và vật liệu được tựa trên 2 gối đỡ Tuỳ công

uốn, chi tiết tạo một độ võng, như trong sức bền vật liệu, như vậy theo bài toán uốn, phôi chịu ảnh hưởng của các lực uốn, khoảng cách điểm tựa, chịu

diện, diện tích tiết diện, các tham số hình học tạo nên mômen chống uốn của

Cèi uènPh«i uènChµy uèn

mặt cắt Khi vật liệu chịu uốn, mặt ngoài luôn chịu ứng suất kéo, mặt trong luôn chịu ứng suất nén Mỗi một dạng tiết diện chỉ có thể uốn với bán kính uốn nhất định Độ uốn càng lớn, lực uốn càng lớn

Hình 1.2 Uốn và lực uốn

thẳng;

khác nhau, thông thường sử dụng profin tròn, vuông, chữ T, I, U…

tấm lợp, tạo gân thanh chắn đường; hoặc tạo tầm có độ cong không gian trong đóng vỏ tàu thuỷ

dích dắc theo yêu cầu Ống được sử dụng trong việc dẫn các chất thuỷ khí

Trên cơ sở nguyên lý uốn người ta tạo ra các thiết bị uốn khác nhau

uốn ngược chiều, độ cong của thanh bị khử

Các sản phẩm tiết diện đơn giản có thể thay thế thép cán, thép cán này chế tạo phức tạp và không kinh tế Máy có lực từ 20~200 tấn Khuôn uốn có dạng cơ bản hình chữ V

uốn sản phẩm hộp nhiều góc

Từ các sản phẩm uốn đơn giản có thể ghép thành các sản phẩm có

(hình 1.11) Các sản phẩm loại này cho độ bền cao, trọng lượng trên một đơn

Như vậy đã kết hợp được các ưu điểm của các công nghệ, tạo ra sản phẩm có chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao Nhất là có thể ghép tạo cho kết cấu có

Hình1.12 Sơ đồ máy uốn góc

Trường hợp các sản phẩm uốn phức tạp, cần tạo hệ thống khuôn phủ

Trường hợp uốn kiểu gấp khúc với chiều dày tấm mỏng, có thể sử dụng

Với thiết bị có chiều dài hạn chế, sản phẩm uốn có chiều dài phụ thuộc chiều dài máy

1 ThÐp uèn vu«ng gãc; 2 ThÐp uèn chÐo gãc; 3 ThÐp uèn ch÷ C; 4 ThÐp uèn ch÷ C dµi; 5 ThÐp uèn h×nh mãc c©n; 6 ThÐp uèn h×nh mò; 7 ThÐp uèn h×nh ch÷ G; 8 ThÐp uèn h×nh ch÷ nhËt vu«ng; 9 ThÐp uèn h×nh ghim mãc; 10 ThÐp uèn h×nh ghim; 11 ThÐp uèn h×nh mãc; 12 ThÐp uèn h×nh mò

cong; 13 Thuèn

Để khắc phục nhược điểm của các máy uốn nói trên, người ta đưa công nghệ cán vào ứng dụng để tạo các profin cho tấm Nhờ đó có thể tạo các tấm

có profin khác nhau với chiều dài tuỳ ý Các tấm có profin khác nhau có tác dụng rất lớn là tăng độ bền và tăng tính chống uốn Chúng được sử dụng nhiều cho các tấm che và lợp công trình

Công nghệ uốn sóng tấm hay lốc tấm tạo prrofin phức tạp đang được

mở rộng và phát triển

Hình1.16 Các sản phẩm của lốc tấm

lốc các tấm tĩnh điện cho nhà máy xi măng, máy lốc thanh chắn đường cao tốc và các máy lốc khác Các tấm bán thân chịu uốn kém, nếu tạo thêm các gân hoặc dạng sóng làm tăng độ cứng vững và độ chống uốn của tấm

Người ta dùng phương pháp này để lốc các tấm lợp, tấm che (hình 1.17) Thiết bị thực chất là một máy cán uốn tạo hình Máy có 2 trục, trên trục

mặt cắt như thiết kế Sản phẩm được dùng nhiều cho sản xuất các tấm lợp có chiều dày mỏng Các tấm dùng để lốc thùng đựng cũng được tạo gân để tăng bền

máy cán uốn liên tục Qua mỗi cặp bánh cán có profin riêng, tấm bị uốn Qua một loạt cặp trục uốn liên tục, từ phôi tấm ta có thể được sản phẩm có profin

biến dạng cho từng cặp, bảo đảm quá trình uốn là liên tục

Hình 1.19 cho các dạng sản phẩm từ lốc tấm Các sản phẩm này rất đa dạng, phục vụ nhiều mục đích khác nhau Có nhưng tấm dùng để tăng độ

2

P

dùng lắp ghép để tạo tấm lớn có độ cứng vững cao và cơ động

Các kết cấu vỏ trong các công trình rất hay sử dụng loại sản phẩm này, vừa gọn nhẹ trong chế tạo, vận chuyển, vừa đễ dàng trong lắp ráp, nhưng vấn

đề cơ bản là sản phẩm đáp ứng nhiều yêu cầu kỹ thuật và kinh tế Sản phẩm thường có chiều dày lớn

Hình1.20 Quá trình lốc tạo ống

Ống không hàn được sản xuất bằng công nghệ cán có nhiều ưu điểm, được dùng trong nhiều trường hợp truyền dẫn thuỷ khí, nhất là trường hợp áp suất cao Nhiều khi, áp suất thuỷ khí không lớn, sử dụng ống không hàn rất

Đường kính ống tạo được tuỳ thuộc điều chỉnh độ nén ép hay khoảng cách giữa 2 trục đỡ và trục nén Khi tấm đi qua máy sẽ chịu lực uốn và hình thành

nhau theo chiều dày Thiết bị được sử dụng chế tạo các loại stec đựng dầu khí

và các hoá chất, các đoạn đường ống

Một công nghệ khác dùng sản xuất ống dài bằng công nghệ uốn xoắn Bằng hệ thống con lăn (quả lô), phôi tấm dạng dải bị uốn cong dạng xoắn ốc Sau đó sử dụng hàn để tạo ống Mối hàn có dạng xoắn, nên làm tăng khả năng chịu tải của ống Ống hàn kiểu này cho phép tạo được ống có đường kính lớn, chiều dài ống không phụ thuộc vào người sản xuất mà phụ thuộc vào điều kiện vận chuyển Ống này dùng để làm đường ống dẫn dầu và khí đốt trong công nghiệp dầu mỏ

Hình1.21 Máy lốc ống đường kính lớn

hỡnh)

Do yêu cầu của kiến trúc và kết cấu của các công trình xây dựng, giao

các các chi tiết dạng vành từ các phôi profil (thép định hình), nh profil kín, profil hở và thép hình

máy uốn 3 trục Việc uốn vành trong một số trường hợp rất khó, do tại mặt

nhau

Nhiều chi tiết cơ khí có chiều dài không lớn, nhưng phải có độ cong hoặc phải uốn lượn theo một dạng nhất định, cũng có thể tạo được chúng bằng công nghệ uốn tạo hình Theo nguyên lý uốn 3 điểm, người ta chế tạo các

Thiết bị truyền động cơ khí và thuỷ lực

Do sử dụng tạo các chi tiết máy, nên thường máy nhỏ gọn nhưng công suất khá lớn Tốc độ uốn chậm, năng suất không cao

Hình1.26 Một số máy uốn thanh chữ I

Do công nghệ chế tạo ống phát triển, nhiều mẫu hàng sử dụng vật liệu ống cho hình dáng đẹp, bền và nhẹ Ngoài ra trong công nghiệp sử dụng các đường ống để dẫn dầu khí, nhiên liệu Nhất là các nhà máy hoá chất, hệ thống đường ống có vai trò quan trọng trong cung cấp truyền dẫn và xả các nhiên liệu và khí thải Công nghệ uốn ống ngày nay phát triển vượt bậc

Sản phẩm uốn khá đa dạng Các ống có đường kính không lớn, nhưng hình dáng nhiều khúc khuỷu, có thể uốn khúc 3 chiều Phạm vi sử dụng của

sử dụng ống làm đường dẫn nhiên liệu Trong sản xuất hàng dân dụng, các chân bàn, ghế, các đồ trang trí nội thất cũng sử dụng sản phẩm uốn

Hình1.30 Một số sản phẩm uốn ống dùng trong công nghiệp

Hình1.31 Các sản phẩm ôtô xe máy từ uốn ống

- Trong kết cấu công trình, ống uốn tạo hình được sử dụng thay thế cho

+ Kết cấu nhà thi đấu, mái che sân vận động

+ Kết cấu các công trình có vòm che lớn như sân bay, các kho chứa hàng hoá hay các nhà máy

+ Kết cấu khung cầu

Tại Việt Nam, phạm vi sử dụng các kết cấu ống uốn đã đưa vào phục

vụ sản xuất cũng như giao thông, như:

- Sân bay Nội Bài (nhà chờ, phòng bán vé và các nhà chức năng)

- Công trình đường hầm xuyên đèo Hải Vân

+ Sử dụng trong thiết bị và dàn khoan dầu khí, dẫn khí và dầu

+ Sử dụng trong các nhà máy cơ khí hoá chất, dùng các đường ống dẫn

+ Sử dụng trong hệ thống thuỷ khí của các thiết bị: dẫn nhiên liệu, dầu bôi trơn, dẫn khí thải

+ Làm khung cho các thiết bị, dụng cụ dân dụng và gia đình

Hình 1.32 Khung mái che sân vận động quốc gia Mỹ Đình

Hình 1.33 Khung kết cấu và khung cầu

Công nghệ uốn đạng được ứng dụng rộng rãi trong kết cấu công trình,

Nhưng cho đến nay, công nghệ uốn ống tạo hình mới được nhập vào

Nhưng các vấn đề kỹ thuật uốn ống còn đang ở phía trước, chất lượng hình học còn nhiều vấn đề cần nghiên cứu Chính vì vậy, luận văn sẽ đi trọng tâm vào nghiên cứu công nghệ uốn ống

CHƯƠNG II

CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ UỐN

Khi nghiên cứu quá trình uốn, ta thấy các lớp kim loại phía trong góc uốn bị nén ngắn lại theo hướng dọc và bị giãn theo hướng ngang Các lớp kim loại phía ngoài chịu kéo giãn dài theo hướng dọc và co theo hướng ngang Giữa các lớp bị kéo và bị nén có một lớp kim loại không thay đổi về độ dài, người ta gọi đó là lớp trung hoà biến dạng, cùng với sơ đồ trạng thái ứng suất

Hình 2.1 Sơ đồ trạng thái ứng suất và biến dạng khi uốn

- Trạng thái ứng suất khối, biến dạng phẳng (b >> S) :

kháng quá lớn gây ra bởi chiều rộng của phôi nên có thể coi biến dạng theo phương ngang bằng không (biến dạng phẳng), cũng vì tồn tại trở kháng rất

lớn theo chiều rộng phôi nên ứng suất gây ra theo phương ngang lớn Vì vậy

là phẳng

Trường hợp này ứng với quá trình uốn các phôi có bề rộng hẹp Khi đó

do trở kháng theo phương ngang của phôi là rất bé có thể xem bằng không nên trạng thái ứng suất theo phương này coi như không có còn biến dạng theo phương ngang thì rất lớn Vì vậy trong trường hợp uốn phôi dải hẹp thì trạng thái ứng suất là phẳng còn trạng thái biến dạng là khối

của các lớp ở mép kim loại lên các lớp bên trong và đạt được trị số cực đại ở

ngang, bao gồm giảm chiều dày ở chỗ uốn, giãn rộng ở vùng nén và co ở vùng kéo

Hình 2.2 Biến dạng của tiết diện ngang phôi uốn

hồi lại một phần (không hoàn toàn), phôi sau khi uốn không còn trở lại hình dạng ban đầu nữa.

phôi giữ nguyên hình dạng sau khi uốn

H×nh 2.3 C¸c s¶n phÈm thÐp èng uèn h×nh

1 èng h×nh vu«ng; 2 èng h×nh ch÷ nhËt; 3 èng h×nh tam gi¸c; 4 èng h×nh lôc l¨ng; 5 èng h×nh thoi; 6 èng ch÷ nhËt trßn; 7 èng h×nh bÇu dôc; 8 èng sao 4 c¹nh; 9 èng ch÷ thËp; 10 èng trßn lâm gi÷a; 11 èng trßn

Uốn nắn kim loại được thực hiện do biến dạng dẻo đàn hồi ở hai mặt của phôi Các lớp kim loại phía trong góc uốn bị nén và co ngắn ở hướng dọc

và bị kéo ở hướng ngang Các lớp ngoài chịu kéo và dãn theo hướng dọc, bị nén theo hướng ngang Giữa các lớp co ngắn và dãn dài là lớp trung hoà, độ dài của lớp trung hoà bằng độ dài ban đầu của phôi Khi uốn những dải hẹp thì xảy ra sai lệch rất lớn về tiết diện ngang, bao gồm giảm chiều dày ở chỗ uốn, độ dãn rộng trong góc với sự tạo thành độ cong ngang và hiện tượng co mặt ngoài Do biến mỏng vật liệu và sai lệch hình dạng tiết diện ngang nên lớp trung hoà ở chỗ uốn sẽ không đi qua giữa tiết diện nữa mà dịch chuyển về phía bán kính nhỏ Khi uốn dải rộng hoặc tấm cũng xảy ra hiện tượng biến mỏng vật liệu, nhưng hầu như không có sự sai lệch tiết diện ngang, bởi vì trở kháng của vật liệu có chiều rộng lớn sẽ chống lại sự biến dạng theo hướng ngang

hợp uốn phôi rộng và phôi hẹp, bởi vì đối với phôi hẹp biến dạng ngang dọc theo đường tâm được thực hiện tương đối dễ dàng, còn đối với phôi rộng thì rất khó khăn Trong đa số trường hợp, uốn xẩy ra với trị số biến dạng lớn khi

mà ở trong kim loại ngoài những ứng suất kéo và nén dọc trục, còn có ứng suất nén hướng kính, xuất hiện do áp lực của các lớp kim loại ở mép tác dụng lên các lớp bên trong và đạt được giá trị cực đại ở lớp trung hoà

Sơ đồ uốn ( dạng chày - cối )

Cèi uèn

Ph«i uèn Chµy uèn

Khi uốn phôi dải hẹp, các lớp kim loại ở trong góc uốn bị nén co ngắn lại theo chiều dài và dãn theo chiều rộng do trở kháng theo chiều rộng của

theo chiều trục còn bề rộng do không có trở lực ngăn cản nên phôi bị nén lại Ngoài trạng thái bị kéo, nén theo chiều dài và chiều rộng, khi uốn phôi còn chịu theo chịu nén theo hướng kính do các lớp kim loại ở ngoài nén lên các lớp kim loại ở trong Vì vậy trạng thái ứng suất là phẳng còn biến dạng là khối, hình 2.5

ra theo chiều này là đáng kể không thể bỏ qua Vì vậy trong trường hợp này trạng thái ứng suất là khối còn trạng thái biến dạng là biến dạng phẳng, hình2.5

theo hướng dọc, lớp kim loại ở ngoài bị kéo dãn dài theo hướng dọc và hướng ngang Giữa hai vùng bị kéo và bị nén tồn tại lớp trung hoà biến dạng

Lớp trung hoà biến dạng là lớp kim loại sau khi uốn vẫn giữ nguyên kích thước chiều dài ban đầu của phôi Chính vì tính chất này, lớp trung hoà biến dạng là căn cứ tốt nhất để xác định phôi uốn và bán kính cong nhỏ nhất của chày và góc lượn của cối

uốn chi tiết có bán kính cong lớn, vị trí lớp trung hoà nằm giữa chiều dày của dải kim loại Nghĩa là bán kính lớp trung hoà được xác định theo công thức sau:

Trong đú:

s - chiều dày vật liệu uốn

Ngược lại với phương phỏp uốn ống thỡ cỏc lớp kim loại phớa trong gúc uốn sẽ bị nộn lại cũn kim loại phớa ngoài gúc bị uốn thỡ bị kộo dón ra và có xu hớng đàn hồi lại trở về trạng thỏi ban đầu

Uốn là một quỏ trỡnh biến dạng dẻo cú kốm theo biến dạng đàn hồi xỏc định theo định luật Huke Sau khi uốn xong thỡ biến dạng đàn hồi bị mất, do

đú xẩy ra hiện tượng thay đổi kớch thước sản phẩm so với kớch thước đó uốn trong dụng cụ Sự thay đổi kớch thước đú gọi là sự đàn hồi lại

Sự hồi phục đàn hồi thường được hiển thị trong cỏc lượng đo gúc và nú

là trị số mà gúc uốn phải giảm để tạo ra gúc uốn đỳng với yờu cầu của chi tiết

Trị số gúc đàn hồi cú thể được xỏc định bằng hai phương phỏp:

- Bằng tớnh toỏn giải tớch trị số biến dạng đàn hồi

Dưới đõy nờu ra những cụng thức để xỏc định gần đỳng độ hồi phục

Đối với uốn thành hỡnh chữ V

E kS

l – khoảng cách giữa các điểm tựa;

’

P

Khi uốn èng với bán kính lượn lớn thì không cần thiết xác định góc hồi phục, mà xác định sự thay đổi đàn hồi của bán kính sau khi uốn Trong trường hợp này theo các quan hệ mà bản vẽ cho sẵn người ta xác định trị số biến dạng dư của lớp ngoài cùng theo công thức gần đúng

1 2

1 +

= s

rd

Nhưng ở đây do biến dạng khá phức tạp ta không tính toán chính xác được góc đàn hồi mà ta chỉ lấy theo kinh nghiệm và sau nhiều lần uốn thử :

° dh

ε

2.2.3.Mức độ biến dạng và bán kính uốn nhỏ nhất cho phép

Bán kính uốn nhỏ nhất cho phép phải phù hợp với tính dẻo của kim loại

và không được để ra khe nứt Do đó bán kính uốn nhỏ nhất phải được xác định theo giới hạn biến dạng cho phép ở thớ ngoài cùng Có thể xác định trị

α ψ

α ε

α

trong đó:

được từ các thí nghiệm dùng để xác định bán kính uốn nhỏ nhất khi uốn ngang thớ thép cán Đối với trường hợp uốn dọc thớ thép cán, trị số giới hạn biến dạng cho phép

cán

2.3.4.Nguyên tắc công nghệ chung đối với các phôi uốn

Với các phôi chịu uốn có chung một nguyên tắc sau :

- Để phôi không bị nứt khi uốn với bán kính nhỏ ta nên bố trí sao cho đường uốn đi ngang qua hoặc đi xiên so với thớ cán của phôi Nếu làm theo nguyên tắc này mà không đảm bảo tính kinh tế thì ta dùng biện pháp tăng bán

- Trước khi uốn nên làm sạch phôi (bavia, gỉ ) bằng mài rung động, bằng thùng quay hay bằng những phương pháp khác (thủ công) để đảm bảo

về mặt ma sát vật liệu cũng như làm tăng độ chính xác trong khi uốn

Khi uốn thanh định hình ống cũng như dải gân thì bán kính nhỏ nhất bị

biến dạng ở thớ ngoài không lớn), mà do sự mất tính ổn định và do các sai lệch (hay biến dạng) của tiết diện ngang thanh định hình