Dt248 clc tv 262521 thiết kế và chế tạo máy uốn thép tấm thuyết mnh đồ án

TÓM TẮT ĐỒ ÁN“THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY UỐN THÉP T숃ĀM”Để có thể vận dụng được tất cả các kiến thức mà chúng em đã được tiếp thu và rút kinh nghiệm trong quá trình học và thực tập, đồng thờ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CH숃ĀT LƯNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY UỐN THÉP T숃ĀM

SVTH: ĐẶNG VĂN PHI HỔ MSSV: 16143075

BÙI CÔNG BÁ TÍN MSSV: 16143150 NGUYỄN THÀNH DUY MSSV: 17144063 Khoá 2017 :

Ng9nh : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

GVHD: ThS TRẦN CHÍ THIÊN

Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2021

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CH숃ĀT LƯNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY UỐN THÉP T숃ĀM

SVTH : ĐẶNG VĂN PHI HỔ MSSV: 16143075

BÙI CÔNG BÁ TÍN MSSV: 16143150 NGUYỄN THÀNH DUY MSSV: 17144063 Khoá 2017 :

Ng9nh : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

GVHD: ThS TRẦN CHÍ THIÊN

Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2021

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

NAMĐộc lập – Tự do – Hạnh phúc ***

Tp Hồ Chí Minh, ng9y - tháng - năm 2021

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Đặng Văn Phi Hổ MSSV: 16143075

Bùi Công Bá Tín MSSV: 16143150Nguyễn Thành Duy MSSV: 17144063Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ khí

Thiết kế và chế tạo máy uốn thép tấm

2 Các số liê _u, t9i liê _u ban đầu:

Kích thước những mẫu sản phẩm thực tế

Hình ảnh và kích thước sơ bộ của máy uốn thép tương tự

Tài liệu liên quan ngành kỹ thuật nói chung và ngành uốn thép nói riêngPhần mềm thiết kế Solidworks/ Inventor/ AutoCAD

Giáo trình – Công nghệ cán và thiết kế lỗ hình trục cán (Lưu Đức Hoa)Thiết kế chế tạo máy cán thép và các thiết bị trong nhà máy cán thép (Đỗ Hữu Nhơn)

3 Nội dung thực hiện đề t9i:

Tìm hiểu vật liệu và miền biến dạng

Thiết kế và mô phỏng máy trên phần mềm hỗ trợ

Chế tạo và lắp ráp hoàn chỉnh máy

Chạy thử nghiệm và hoàn chỉnh đồ án

4 Sản phẩm:

Máy uốn thép được chế tạo thành công

Thép tấm được cuốn với các kích thước khác nhau

TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

KHOA ĐÀO TẠO CH숃ĀT LƯ NG CAO

NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên 1: Đặng Văn Phi Hổ MSSV: 16143075

Sinh viên 2: Bùi Công Bá Tín MSSV: 16143150

Sinh viên 3: Nguyễn Thành Duy MSSV: 17144063

Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy uốn thép tấm

Giáo viên hướng dẫn: ThS Trần Chí Thiên NHẬN XÉT 1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Điểm đánh giá cụ thể

T

T MỤC ĐÁNH GIÁ

ĐIỂMTỐI ĐA

ĐIỂMĐẠTĐƯỢC

2 Nội dung nghiên cứu 80

Kh năng ng d甃⌀ng kiến th c to愃Ān học, khoa

học v kỹ thuật, khoa học x4 hôi,… để gi i quyết

vấn đề

10

Kh năng phân tích/tổng hợp 5

Kh năng thực hiện thiết kế v chế tạo hệ

thống, m愃Āy móc, hoặc thiết bị,…(đối v i đề

t i theo hư ng công nghệ)

Kh năng thực hiện nghiên c u, đề xuất

phương ph愃Āp hoặc quy tr nh,… có tính m i

v s愃Āng tạo, đ愃Āp ng yêu c u đưa ra v i

những r ng buộc thực tế (đối v i đề t i theo

hư ng nghiên c u)

50

Kh năng c i tiến v ph愃Āt triển đề t i 10

Kh năng sử d甃⌀ng công c甃⌀ kỹ thuật, ph n mềm

C愃Āc ĐATN có một trong c愃Āc tiêu chí sau sẽ được

công thêm 10 điểm:

- Thuyết minh ĐATN viết bằng tiếng Anh

- ĐATN b愃Āo c愃Āo bằng tiếng Anh

- Kết qu ĐATN viết được 1 b i b愃Āo khoa học

(Hội nghị, tạp chí chuyên ng nh…)

- ĐATN được chuyển giao cho công ty (có

giấy x愃Āc nhận c a công ty)

10

Tổng điểm

(*) Nếu > 100 sẽ qui đổi th nh 100 điểm 100

Tổng điểm quy đổi (hệ 10)

(*) Nếu > 10 sẽ qui đổi th nh 10 điểm 10

5 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

Tp Hồ Chí Minh, ng y th愃Āng năm 20…

Giáo viên hướng dẫn(Ký & ghi rõ họ tên)

KHOA ĐÀO TẠO CH숃ĀT LƯ NG CAO

NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên 1: Đặng Văn Phi Hổ MSSV: 16143075

Sinh viên 2: Bùi Công Bá Tín MSSV: 16143150

Sinh viên 3: Nguyễn Thành Duy MSSV: 17144063

Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy uốn thép tấm Giáo viên hướng dẫn: ThS Trần Chí Thiên NHẬN XÉT 1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

1.Điểm đánh giá cụ thể

T

T MỤC ĐÁNH GIÁ

ĐIỂMTỐI ĐA

ĐIỂMĐẠTĐƯỢC

2 Nội dung nghiên cứu 80

Kh năng ng d甃⌀ng kiến th c to愃Ān học, khoa

học v kỹ thuật, khoa học x4 hôi,… để gi i quyết

vấn đề

10

Kh năng phân tích/tổng hợp 5

Kh năng thực hiện thiết kế v chế tạo hệ

thống, m愃Āy móc, hoặc thiết bị,…(đối v i đề

t i theo hư ng công nghệ)

Kh năng thực hiện nghiên c u, đề xuất

phương ph愃Āp hoặc quy tr nh,… có tính m i

v s愃Āng tạo, đ愃Āp ng yêu c u đưa ra v i

những r ng buộc thực tế (đối v i đề t i theo

hư ng nghiên c u)

50

Kh năng c i tiến v ph愃Āt triển đề t i 10

Kh năng sử d甃⌀ng công c甃⌀ kỹ thuật, ph n mềm

C愃Āc ĐATN có một trong c愃Āc tiêu chí sau sẽ được

công thêm 10 điểm:

- Thuyết minh ĐATN viết bằng tiếng Anh

- ĐATN b愃Āo c愃Āo bằng tiếng Anh

- Kết qu ĐATN viết được 1 b i b愃Āo khoa học

(Hội nghị, tạp chí chuyên ng nh…)

- ĐATN được chuyển giao cho công ty (có

giấy x愃Āc nhận c a công ty)

10

Tổng điểm

(*) Nếu > 100 sẽ qui đổi th nh 100 điểm 100

Tổng điểm quy đổi (hệ 10)

(*) Nếu > 10 sẽ qui đổi th nh 10 điểm 10

2.Câu hỏi phản biện (nếu có):

3.Đề nghị cho bảo vệ hay không?

Tp Hồ Chí Minh, ng y th愃Āng năm 20…

Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠNNăm cuối là thời điểm quan trọng đối với mỗi sinh viên, là thời gian để củng cố,vận dụng kiến thức đã học vào sản xuất thực tiễn Khoa cơ khí đã tạo điều kiện chosinh viên tiếp cận với các công việc liên quan đến ngành nghề đang học và thíchnghi với điều kiện làm việc sau khi tốt nghiệp; bố trí thời gian để chúng em thamgia thực hiện đồ án tốt nghiệp với sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn cùngcác thầy cô trong khoa Cơ khí chế tạo máy Nhờ đó chúng em đã vận dụng và đốichiếu lại các kiến thức có được trong quá trình học tập và trong quá trình thực hiện

đồ án Chúng em đã nhận ra những lỗ hổng kiến thức cơ bản và học được nhiềuđiều mà trong quá trình học chúng em chưa được tiếp xúc

Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến với thầy ThS Trần Chí Thiên, người đãhướng dẫn tụi em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Chúng em xin cảm ơnnhững kinh nghiệm quý báu và những hướng dẫn thực tế của thầy, đó là một phầnkiến thức hỗ trợ quan trọng để cho đồ án tốt nghiệp của chúng em hoàn thành vàongày hôm nay

Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đối với quý thầy cô trong suốt 4 nămđại học của tụi em, những người đã trang bị cho chúng em những hành trang kiếnthức bổ ích, kinh nghiệm thực tế quý báu để ngày qua ngày chúng em được trau dồi

và hoàn thiện hơn, đúng với yêu cầu của một người kỹ sư

Một lần nữa, nhóm chúng em chân thành cảm ơn

LỜI CAM KẾTTên đề tài: “Thiết kế và chế tạo máy uốn thép tấm”.

Giáo viên hướng dẫn: ThS Trần Chí Thiên

Họ và tên sinh viên:

1 Đặng Văn Phi Hổ MSSV: 16143075

2 Bùi Công Bá Tín MSSV: 16143150

3 Nguyễn Thành Duy MSSV: 17144063

Địa chỉ sinh viên: 175 Cây Da, Phường Tân Bình, Dĩ An, Bình Dương

Số điện thoại liên lạc: 0983402504

Email: 1714 4 063@student.hcmute.edu.vn

Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN):

Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện”

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Đại diện ký tên

Nguyễn Thành Duy

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

“THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY UỐN THÉP T숃ĀM”

Để có thể vận dụng được tất cả các kiến thức mà chúng em đã được tiếp thu vàrút kinh nghiệm trong quá trình học và thực tập, đồng thời thử thách năng lực củanhóm cũng như của mỗi cá nhân với yêu cầu của doanh nghiệp, nhóm em quyếtđịnh chọn đề tài “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY UỐN THÉP TẤM” làm đồ án tốtnghiệp được hướng dẫn bởi thầy Trần Chí Thiên

Các nội dung chính trong đồ án tốt nghiệp:

Tìm hiểu vật liệu và miền biến dạng

Thiết kế và mô phỏng máy trên phần mềm hỗ trợ

Chế tạo và lắp ráp hoàn chỉnh máy

Chạy thử nghiệm và hoàn chỉnh đồ án

Thiết kế máy uốn 3 trục dựa trên nghiên cứu lý thuyết và thực tế sản xuất Máyđược ứng dụng trong các cơ sở sản xuất nhỏ Thông số kích thước của máy đượctính toán căn cứ vào việc sử dụng vật liệu và chi tiết máy sẽ ứng dụng Máy lốc cóthể chế tạo các chi tiết máy có đường kính và chiều cao khác nhau bằng việc sửdụng các loại vật liệu với nhau với chiều dày từ 2-5mm, chiều dài (tạo đường kínhchi tiết) 400-2000mm, chiều rộng (tạo chiều cao chi tiết) 50-600mm Trên cơ sở bản

vẽ đã thiết kế, tiến hành tạo máy lốc 3 trục và ứng dụng máy vào việc chế tạo chitiết

MỤC LỤ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Tính cấp thiết đề tài 1

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn máy uốn thép 2

1.3 Mục tiêu đề tài 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Nghiên cứu thị trường và sử dụng máy uốn thép tại Việt Nam 4

1.6 Các loại máy uốn thép trên thị trường Việt Nam ………6

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10

2.1 Tổng quan về phương pháp gia công áp lực 10

2.2 Biến dạng dẻo của kim loại 15

2.3 Kỹ thuật uốn thép tấm 17

2.3.1 Khái niệm uốn 17

2.3.2 Quá trình uốn 18

2.4 Những đặc điểm cơ bản máy uốn thép 18

2.5 Cấu tạo máy uốn thép 19

2.6 Đặc điểm của máy uốn thép 3 trục và 4 trục 19

2.7 Nguyên lí hoạt động máy uốn thép 3 trục và 4 trục 21

2.8 Ứng dụng máy uốn thép trong sản xuất 22

2.9 Quy trình sản xuất thép tấm, phân loại và ứng dụng 26

2.9.1 Quy trình sản xuất 26

2.9.2 Phân loại và ứng dụng thép tấm 31

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY UỐN THÉP 35

3.1 Cơ sở tính toán thiết kế máy 35

3.1.1 Cơ sở tính toán đảm bảo tốt quá trình tạo hình kim loại tấm bằng máy uốn 35

3.1.2 Cơ sở lựa chọn chiều dài các trục, điều chỉnh khoảng cách giữa trục ép

và trục chủ động 38

3.1.3 Lựa chọn phương án bố trí các trục máy uốn 39

3.2 Tính toán thiết kế các chi tiết máy uốn 3 trục 41

3.2.1 Trục ép của máy uốn 41

3.2.2 Trục chủ động của máy uốn 43

3.2.3 Gối đỡ vòng bi 43

3.2.4 Xác định hành trình trục ép 45

3.2.5 Tính toán lựa chọn động cơ điều chỉnh tốc độ quay trục 46

3.2.6 Mô hình kết cấu máy uốn 3 trục 48

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ, KIỂM NGHIÊ–M VÀ PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO MÁY UỐN THÉP 50

4.1 Kích thước tổng quan của máy 50

4.2 Bản vẽ thiết kế các chi tiết máy 50

4.3 Nguyên công trục ép 56

4.4 Nguyên công trục 1 chủ động 64

4.5 Gia công trục chủ động 2 70

4.6 Phân tích sự biến dạng 1 số chi tiết điển hình 77

CHƯƠNG 5: L—P RÁP HOÀN THIÊ–N VÀ B™O TRš B™O DƯ›NG 86

5.1 Quy trình lắp ráp hoàn thiê –n máy uốn thép tấm 86

5.2 Bảo trì bảo dưỡng các linh kiê –n trên máy 88

5.2.1 Bảo trì tổng quan máy cuốn thép 88

5.2.2 Bảo trì bộ truyền xích 88

5.3 Thiết kế hê – thống điê –n, đấu nối tủ điê –n cho máy cuốn thép tấm 89

CHƯƠNG 6: KẾT LU–N VÀ KIẾN NGHI 93

6.1 Kết luâ –n 93

6.2 Kiến nghị và đề xuất để máy hoàn thiê –n tốt hơn 94

TÀI LIỆU THAM KH™O 95

DANH MỤC HqNH ẢNH

Hình 1.1 Biến dạng của phôi thép trước và sau khi uốn 4

Hình 1.2 Máy uốn thép hiện có trên thị trường Việt Nam 5

Hình 1.3 Máy uốn thép dùng tay quay ………6

Hình 1.4 Máy uốn thép dùng thủy lực……….7

Hình 1.5 Máy uốn thép 2 trục……… 8

Hình 2.1 Kỹ thuâ –t gia công chấn kim loại 10

Hình 2.2 Kỹ thuâ –t gia công rŸn kim loại 11

Hình 2.3 Uốn thép vuông 14

Hình 2.4 Uốn thép tròn 10

Hình 2.5 Chấn và định hình kim loại 15

Hình 2.6 Đồ thị biểu diễn ứng suất 16

Hình 2.7 Phôi biến dạng sau khi gia công uốn 17

Hình 2.8 Máy uốn thép hiê –n có trên thị trường 19

Hình 2.9 Máy uốn thép 3 trục 20

Hình 2.10 Máy uốn thép 4 trục 21

Hình 2.11 Nguyên lí hoạt đô –ng của máy uốn thép 3 trục 21

Hình 2.12 Nguyên lí hoạt đô –ng máy uốn thép 4 trục 22

Hình 2.13 Máy uốn thép dùng tay quay bằng tay trên thị trường 22

Hình 2.14 Máy uốn thép thủy lực 23

Hình 2.15 Máy uốn thép 2 trục 23

Hình 2.16 Bồn áp lực 24

Hình 2.17 Nồi phở điê –n 24

Hình 2.18 Uốn cong tấm Alu bằng máy uốn thép 25

Hình 2.19 Ống inox gia công bằng máy uốn thép 25

Hình 2.20 Đường ống thủy điê –n 26

Hình 2.21 Gia công đóng tàu thuyền 27

Hình 2.22 Vỏ bình chữa cháy 28

Hình 2.23 Dây chuyền sản xuất thép 29

Hình 2.24 Quă –ng và các chế phẩm từ quă –ng 30

Hình 2.25 Dòng thép dẫn tới lò để xử lí tạp chất 30

Hình 2.26 Phôi thép 32

Hình 2.27 Sản phẩm từ thép 33

Hình 2.28 Thép mạ kẽm 33

Hình 2.29 Thép tấm làm bâ –c cầu thang 31

Hình 2.30 Thép tấm lót sàn 32

Hình 2.31 Kết cấu nhà xưởng bằng thép 32

Hình 3.1 Sơ đồ xác định momen uốn 37

Hình 3.2 Các chi tiết chế tạo từ máy uốn 39

Hình 3.3 Trục thép được bố trí phía trên và phía dưới của 2 trục chủ đô –ng 39

Hình 3.4 Trục thép đă –t phía sau hai trục chủ đô –ng 39

Hình 3.5 Sơ đồ thể hiê –n quá trình uốn trên máy uốn 3 trục 40

Hình 3.6 Trục ép của máy uốn 3 trục 42

Hình 3.7 Trục 1 chủ đô –ng máy cuốn 3 trục 43

Hình 3.8 Trục 2 chủ đô –ng máy uốn 3 trục 43

Hình 3.9 Gối đỡ vòng bi UCP 206 44

Hình 3.10 Gối đỡ vòng bi UCT 206 44

Hình 3.11 Sơ đồ tính toán hành trình trục ép 45

Hình 3.12 Mô hình kết cấu máy uốn 3 trục 49

Hình 3.13 Mô hình máy uốn 3 trục thực tế 49

Hình 4.1 Kích thước tổng quan máy uốn thép 50

Hình 4.2 Trục ép 50

Hình 4.3 Trục 1 chủ đô –ng 51

Hình 4.4 Trục chủ đô –ng 2 của máy uốn 51

Hình 4.5 Gối đỡ ổ bi 1 52

Hình 4.6 Gối đỡ ổ bi 2 52

Hình 4.7 Tấm đỡ trục cán 1 53

Hình 4.8 Tấm đỡ trục cán 2 54

Hình 4.9 Tấm điều chỉnh chiều cao trục cán 54

Hình 4.10 Khung máy 55

Hình 4.11 Hình 3D trục ép 56

Hình 4.12 Gá đă –t nguyên công 1 56

Hình 4.13 Gá đă –t nguyên công 2 57

Hình 4.14 Gá đă –t nguyên công 3 57

Hình 4.15 Gá đă –t nguyên công 4 57

Hình 4.16 Kích thước phôi cổ trục 1 58

Hình 4.17 Kích thước cổ trục sau khi gia công 58

Hình 4.18 Hình thực tế của trục 1 58

Hình 4.19 Gá đă –t nguyên công 1 59

Hình 4.20 Gá đă –t nguyên công 2 59

Hình 4.21 Gá đă –t nguyên công 4 59

Hình 4.22 Bản vẽ kích thước phôi cổ trục 2 60

Hình 4.23 Phôi cổ trục 2 60

Hình 4.24 Kích thước tấm nối trục sau khi gia công 61

Hình 4.25 Gá đă –t nguyên công 1 61

Hình 4.26 Gá đă –t nguyên công 2 62

Hình 4.27 Gá đă –t nguyên công 3 62

Hình 4.28 Bản vẽ phôi trục rulo cán 62

Hình 4.29 Bản vẽ chi tiết trục cán 62

Hình 4.30 Phôi trục cán 63

Hình 4.31 Kích thước trục cán sau khi gia công 63

Hình 4.32 Hình 3D trục chủ đô –ng 1 64

Hình 4.33 Gá đă –t nguyên công 1 64

Hình 4.34 Gá đă –t nguyên công 2 65

Hình 4.35 Gá đạt nguyên công 3 65

Hình 4.36 Bản vẽ phôi cổ trục 1 65

Hình 4.37 Bản vẽ kích thước cổ trục 1 66

Hình 4.38 Phôi cổ trục 1 66

Hình 4.39 Gá đă –t nguyên công 1 66

Hình 4.40 Gá đă –t nguyên công 2 67

Hình 4.41 Gá đă –t nguyên công 3 67

Hình 4.42 Bản vẽ phôi cổ trục 2 67

Hình 4.43 Phôi trục 2 68

Hình 4.44 Bản vẽ kích thước cổ trục 2 68

Hình 4.45 Kích thước tấm sau gia công 68

Hình 4.46 Bản vẽ phôi trục 1 69

Hình 4.47 Bản vẽ kích thước trục cán 69

Hình 4.48 Hình phôi trục 1 69

Hình 4.49 Kích thước trục chủ đô –ng 1 sau gia công 70

Hình 4.50 Hình 3D trục chủ đô –ng 2 70

Hình 4.51 Gá đă –t nguyên công 1 71

Hình 4.52 Gá đă –t nguyên công 2 71

Hình 4.53 Gá đă –t nguyên công 3 71

Hình 4.54 Bản vẽ cổ trục 1 71

Hình 4.55 Hình cổ trục 1 72

Hình 4.56 Bản vẽ kích thước cổ trục 1 72

Hình 4.57 Gá đă –t nguyên công 1 72

Hình 4.58 Gá đă –t nguyên công 2 73

Hình 4.59 Gá đă –t nguyên công 3 73Hình 4.60 Bản vẽ phôi cổ trục 2 73Hình 4.61 Bản vẽ kích thước trục 2 74Hình 4.62 Kích thước tấm sau gia công 74Hình 4.63 Gá đă –t nguyên công 1 75Hình 4.64 Gá đă –t nguyên công 2 75Hình 4.65 Gá đă –t nguyên công 3 75Hình 4.66 Bản vẽ phôi trục cán 76Hình 4.67 Bản vẽ kích thước trục cán sau gia công 76Hình 4.68 Kích thước trục chủ đô –ng 2 su gia công 76Hình 4.69 Sử dụng phần mềm phân tích sự biến dạng 77Hình 4.70 Phân tích chịu lực trục chủ đô –ng 1 78Hình 4.71 Phân tích sự chịu lực chủ đô –ng trục 2 78Hình 4.72 Phân tích sự chịu lực tấm đỡ rulo 79Hình 4.73 Phân tích chịu lực tấm đỡ 1 79Hình 4.74 Phân tích sự chịu lực tấm đỡ 2 80Hình 4.75 Phân tích sự chịu lực đế gá motor 80Hình 5.1 Cắt, mài thân sắt chuẩn bị hàn 86Hình 5.2 Hàn hoàn thiê –n khung máy 86Hình 5.3 Lắp ghép, căng chỉnh trục rulo trên máy 87Hình 5.4 Sơn hoàn thiê –n máy cuốn thép tấm 87Hình 5.5 Mạch điê –n đảo chiều đô –ng cơ 90Hình 5.6 Tủ điê –n của máy 91Hình 6.1 Mô hình máy uốn thép hoàn thiê –n 93

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂUBảng 1.1 Thông số máy uốn thép dùng tay quay ………6Bảng 1.2 Thông số máy uốn thép thủy lực ……….7Bảng 1.3 Thông số máy uốn thép 2 trục ……….8Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật của gối đỡ vòng bi, kiểu UCT 206 (Asahi Seiko LTD) 45Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật của gối đỡ vòng bi, kiểu UCP 206 ((Asahi Seiko LTD) 45Bảng 5.1 Những hư hỏng thường gặp ở bộ truyền xích 89

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1 Tính cấp thiết đề t9i

Hiện nay có nhiều chi tiết ở trong các loại thiết bị máy móc được chế tạo từ cácloại thép tấm với kích thước khác nhau Đây là những chi tiết phải sử dụng các thiết

bị máy móc chuyên dụng để chế tạo, có như vậy mới đáp ứng được về chất lượngsản phẩm Trong quá trình chế tạo, dùng áp lực nhằm làm biến dạng kim loại tấm đểnhận được các chi tiết có hình dáng và kích thước mong muốn (Nguyễn Mậu Đằng,2006)

Trong nhiều cơ sở sản xuất hiện nay đã có những máy móc thiết bị chuyên dụng

để chế tạo các chi tiết hình trụ rỗng Các cơ sở thường sử dụng máy móc đơn giảnnên năng suất và chất lượng không cao trong quá trình sử dụng, còn ở các cơ sở lớnchủ yếu sử dụng máy công suất lớn nhập từ nước ngoài, rất tốn kém và nhiều trườnghợp không phù hợp với quy mô vừa và nhỏ

Nhiều nước trên thế giới rất coi trọng lĩnh vực nghiên cứu liên quan đến côngnghệ gia công áp lực, đã thiết kế và chế tạo nhiều thiết bị máy móc, một trong số đó

là máy tạo hình của vật liệu dạng tấm được gọi là máy uốn

Máy uốn là một trong những loại máy có khả năng chế tạo ra các chi tiết như cácống thép, thùng, xiclo, nồi hơi, bồn bình trụ mỏng, với nhiều loại đường kính khácnhau được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống, trong công nghiệp (ĐỗThành Dũng và cs., 2017) và được chế tạo trên cơ sở phương pháp uốn hàn (từ cáctấm kim loại ban đầu được uốn lại thành các dạng trụ tròn bằng máy lóc, sau đóđược hàn lại với nhau để tạo ra các chi tiết máy) Máy uốn làm việc theo sơ đồnguyên lý đã được thiết kế và lựa chọn phương án phù hợp trên cơ sở điều kiện cơ

sở vật chất, trang thiết bị với khoảng cách giữa các trục ép và trục chủ động có thểđiều chỉnh được Tốc độ quay của trục ép và truc chủ động được điều chỉnh bằngđộng cơ giảm tốc

Thực tế ở một số cơ sở sản xuất đã tự chế tạo máy uốn vì yêu cầu của công việc,tuy nhiên phần nhiều là những sản phẩm đơn chiếc, chưa đáp ứng được yêu cầu củacông việc Các máy uốn có thể chia ra rất nhiều loại nhưng chủ yếu là máy uốnkiểu trục lăn hoặc con lăn với số trục và con lăn thay đổi, trong đó máy uốn 3 trụchoặc 4 trục có thể uốn các tấm có chiều dày, chiều dài và chiều rộng khác nhau (ĐỗThành Dũng và cs., 2017)

Các loại máy uốn đã ra đời từ rất lâu, vẫn cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện

cơ sở lý luận khoa học trong chế tạo và thúc đẩy chế tạo máy uốn độc lập thích ứng

1

với điều kiện của cơ sở sản xuất Đề tài tập trung nghiên cứu chế tạo máy uốn 3 trục

có sử dụng động cơ giảm tốc trong quá trình điều chỉnh cơ cấu nhằm phát huy tối đahiệu suất của thiết bị

Máy uốn thép là giòng sản phẩm chuyên nghiệp trong ngành máy móc mà cụ thểhơn là máy tạo hình kim loại tấm Trong một số lĩnh vực sản xuất cụ thể, máy uốnthép đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất Chức năng chính của máyuốn thép là uốn tấm kim loại thành hình trụ hoặc hình cung hoặc hình nón Sau khiuốn tròn, bước tiếp theo là hàn hai mép giao nhau để tạo thành ống tròn và côn hoànchỉnh Máy uốn thép có cấu tạo đơn giản, với trục quay và cơ cấu điện tạo ra chuyểnđộng quay cho trục uốn Giao diện điều khiển của máy uốn tương đối đơn giản và

dễ sử dụng

1.2 Ý nghĩa khoa học v9 thực tiễn máy uốn thép

Tạo điều kiện và tiền đề người nghiên cứu vận dụng những kiến thức, kỹ năng đãhọc vào thực tiễn đời sống

Nâng cao năng suất lao động, tiết kiệm thời gian và năng lượng trong sản xuấtđường ống hoặc các bộ phận hình trụ

Máy uốn thép có thể cuộn các loại thép khác nhau theo yêu kích thước yêu cầungười sử dụng…

1.3 Mục tiêu đề t9i

Hiểu được chức năng, nguyên lý, cơ chế điều khiển và mô hình của máy uốnthép Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy được thiết kế theo các dây chuyềnsản xuất hiện có trên thị trường, phù hợp hơn với thực tế và ứng dụng sản xuất

Mô hình hóa thiết kế 3D bằng phần mềm Autodesk Inventor và sử dụng phầnmềm để mô phỏng chuyển động, tính toán và hoàn chỉnh thiết kế cho máy uốn thép.Gia công, lắp ráp và chạy thử các hệ thống của máy và hoàn chỉnh máy, đưa vàochạy thực nghiệm

Đối tượng nghiên cứu: máy uốn thép quy mô phân xưởng

Nguyên lý là dùng phương pháp cán để gây ra áp lực xuống bề mặt thép thôngqua 2 rulo đưa tấm thép cuốn qua và rulo còn lại ép để tạo hình chi tiết

1.4 Phương pháp nghiên cứu

2

Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của các cơ cấu hoạt động, cơ cấu cuốn, từ đó có

sự bao quát đúng đắn trong việc tính toán, thiết kế và chế tạo máy uốn thép cho cácsản phẩm

Để thực hiện đề tài này, nhóm sinh viên sử dụng một số phương pháp sau:

a Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Tham khảo các loại máy hiện có mặt trên thị trường, lên ý tưởng và thiết kế rahình dáng máy phù hợp với nhu cầu uốn thép

Tham khảo các nguồn tài liệu như sách, giáo trình học, tài liệu tham khảo, các bàibáo khoa học, công trình nghiên cứu, các trang web độc quyền của những nhà phânphối máy uốn thép, nhằm xác định được các cơ cấu hoạt động, các phương ántruyền động, xử lí tối ưu cho máy

Tiến hành nghiên cứu trên máy uốn thép với các tốc độ khác nhau, để làm tiền

đề, cơ sở chính xác cho việc tính toán tốc độ quay rulo, thiết kế và chế tạo các chitiết của máy, và tính toán bộ truyền động xích cho phù hợp đáp ứng yêu cầu đặt racủa máy

Sau khi đã tham khảo, nghiên cứu tài liệu, quá trình nghiên cứu thực nghiệm cho

ra các số liệu cần thiết đầu tiên và những hình dung ban đầu Phác thảo mô hình vàphương pháp truyền động của máy trên phần mềm, phân tích các yếu tố cần thiết tácđộng vào để đạt được yêu cầu sơ bộ ban đầu đặt ra

Xây dựng mô hình 3D bằng phần mềm Inventor Professional

Gia công, chế tạo ra sản phẩm là mục tiêu chính của đề tài, là cơ hội để áp dụngkiến thức có được trong quá trình học và đi thực tập; là thách thức với những kiếnthức mới mà thực tiễn đòi hỏi đặt ra

Nghiên cứu lý thuyết quá trình uốn: làm cơ sở cho quá trình tính toán, lựa chọnkết cấu và đảm bảo khả năng làm việc của máy sau khi chế tạo xong Quá trình uốnbao gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng dạng dẻo Uốn làm thay đổi hướng thế kimloại, làm cong phôi và thu nhỏ dần kích thước Trong quá trình uốn, kim loại phíatrong phía góc uốn bị nén lại và co ngắn ở hướng dọc, đồng thời bị kéo ở hướngngang Còn phần kim loại phía ngoài góc uốn bị giãn ra bởi lực kéo Giữa các lớp congắn và giãn dài là lớp kim loại không bị ảnh hưởng bởi lực kéo và nén khi uốn, tạiđây vẫn giữ được trạng thái ban đầu của kim loại và đây gọi là lớp trung hòa

3

H nh 1.1 Bi Ān d愃⌀ng c a phôi th攃Āp trư c v sau khi u Ān

b Nghiên cứu thực nghiệm

Sử dụng phần mềm vẽ kỹ thuật để thiết kế chi tiết máy và máy uốn 3 trục chế tạo

mô hình máy uốn trên cơ sở trang thiết bị hiện có và ứng dụng mô hình máy vàoviệc chế tạo các sản phẩm để đánh giá khả năng làm việc

1.5 Nghiên cứu thị trường v9 sử dụng máy uốn thép tại Việt Nam

Thị trường máy uốn đã tồn tại từ những năm sau chiến tranh dành độc lập dân tộc

và thống nhất đất nước, nhu cầu xây dựng và kiến thiết các nhà máy, xí nghiệp ởmọi nơi trên mọi miền tổ quốc Ngày nay, cùng với quá trình đô thị hóa và thực hiệnNghị quyết của Bộ chính trị là đến năm 2020 Việt Nam cơ bản trở thành nước côngnghiệp Các ngành công nghiệp khai thác, công nghiệp dầu khí, công nghiệp nănglượng, nhiệt điện, thủy điện, xi măng, hóa chất, còn rất nhiều việc phải làm Việcnâng cao khả năng và phát huy nội lực nghiên cứu phát triển đồng thời thúc đẩy cơkhí trong nước phát triển là việc làm rất quan trọng Các lượng ống chịu áp lực, lònung Clinker (thường phải nhập ngoại), bao hơi (100% phải nhập) … khối lượng rấtlớn Việc nghiên cứu thành công một mặt góp phần nâng cao cơ sở lý luận khoa học

4

H nh 1.2 Máy u Ān th攃Āp hiện có trên thị trường Việt Nam

trong việc chế tạo các sản phẩm từ máy uốn, mặt khác thúc đẩy việc tự chế tạo máyuốn trong nước, ổn định sản xuất và tiết kiệm ngoại tệ là điều cần làm cho Việt

Nam trong hoàn cảnh hiện nay

1.6 Các loại máy uốn thép cở thị trường Việt Nam hiện nay

Máy uốn thép bằng tay

Đây là loại máy chạy dựa vào sức lực của con người thông qua tay quay làmquay các trục quay Máy uốn thép bằng tay có thể có 2, 3 hoặc 4 con lăn tùy mỗiloại

Máy uốn thép bằng tay sử dụng chủ yếu cho những tấm kim loại có độ dày nhỏ

do sự hạn chế về lực Hạn chế của máy là người sử dụng tốn công sức, mà nếu quaykhông đều sẽ tạo ra những sai số không như ý

Dòng máy này có giá thành có giá thành khá là dễ chịu thích hợp cho các kháchhàng có nhu cầu uốn uốn đơn giản và không thường xuyên sử dụng

5

H nh 1.3 Máy u Ān th攃Āp dùng tay quayChiều dày thép Dưới 3mm

và mạnh mẽ cho độ chính xác cao Người sử dụng không cần mất quá nhiều sức Hệthống thủy lực mạnh mẽ nên có thể uốn được những tấm kim loại dày

Giá thành cao hơn so với loại sử dụng bằng tay nhưng so về chất lượng vẫn làquá hợp lý về giá thành

6

Hình 1.4 Máy uốn thép dùng thủy lựcChiều dày thép Trên 15mm

Thiết bị gồm có 2 trục quay: trục quay phía trên được làm bằng thép cứng, trụcquay dưới được bọc lớp đàn hồi đặc biệt Khi tấm thép được đưa vào tạo ra áp suấtnén giúp tấm thép dính chặt vào các con lăn và tạo ra sự biến dạng của tấm thép

7

Hình 1.5 Máy uốn thép 2 trụcChiều dày thép 2mm

Kích thước phôi 2x1300

Bảng 1.3 Thống số máy uốn thép 2 trụcMáy uốn thép 3 trục

Là loại máy uốn thép có 3 trục quay có thể được chạy bằng tay hoặc thủy lực Đây là loại được sử dụng khá rộng rãi và được khách hàng ưa chuộng vì có giá thành hợp lý, độ uốn chính xác cao

Ưu điểm:

Kết cấu máy đơn giản, làm việc có năng suất cao

Dụng cụ chi tiết dễ chế tạo, dễ mua

Đảm bảo tính kinh tế cao, dễ sửa chữa

Nhược điểm:

Không thể uốn cong đoạn đầu của phoi

Máy uốn thép 4 trục quay

Là loại máy uốn thép gồm 4 trục quay, có thể được vận hành bằng tay hoặc thủylực Loại máy uốn thép này cho tốc độ uốn thép nhanh hơn 60 đến 80% so với loạimáy uốn thép 3 trục quay và cũng cho độ chính xác cao hơn

8

Loại máy uốn thép 4 trục này có thể uốn những tấm thép dày 6mm đối với giòngbằng tay và lên tới 200mm đối với động thủy lực.

Giá thành chế tạo cao

Chiếm nhiều không gian trong nhà xưởng

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Tổng quan về phương pháp gia công áp lực

Khái niệm:

9

Gia công áp lực là phương pháp được sử dụng rộng rãi ngày nay Gia công áplực chính là việc sử dụng ngoại lực để tác động đến phôi kim loại, làm biến dạngdẻo theo những hình dáng như mong muốn Những kỹ thuật gia công áp lực kimloại cơ bản bao gồm: cán, kéo, ép, rŸn (tự do, khuôn), chấn gấp và đột dập Mỗi loạiphương pháp có các những đặc điểm khác nhau và được sử dụng để gia công cácloại vật liệu, kiểu dáng khác nhau.

Gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp gia công không phôi, ít haotốn kim loại, có năng suất cao Sau khi gia công áp lực, chất lượng kim loại đượccải thiện nên những chi tiết kim loại thường được chế tạo từ những kim loại đã quagia công áp lực

Cuốn thép và cán thép theo hình dạng là một trong những phương pháp giacông áp lực

Tính chất và đặc điểm gia công áp lực:

Về bản chất, gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp gia công không phôi.Gia công áp lực kim loại có thể tác động lên kim loại ở trạng thái nóng hoặc nguộikhiến kim loại biến đổi theo hình dạng như mong muốn nhưng không phá hủy độbền và tính liên tục của chúng Kim loại sau khi gia công không bị phá hủy về cấutrúc mạng

Đặc điểm của phương pháp gia công áp lực:

10

H nh 2.1 Kỹ thuật gia công chấn kim lo愃⌀i

Gia công kim loại bằng áp lực là là phương pháp chế tạo phôi hoặc chi tiếtbằng cách sử dụng ngoại lực tác dụng làm cho kim loại biến dạng dẻo để nhận đượchình dạng và kích thước mong muốn

Đặc điểm thứ 2 cũng chính là ưu điểm của gia công áp lực đó chính là độchính xác cao, mặt chi tiết tốt, năng suất cao và ít tiêu hao vật liệu

Các định luật cơ bản dùng trong gia công áp lực:

Trong chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực, mọi công nghệ, cách làm

áp dụng trong đó đều dựa trên những kiến thức chuyên môn của vật lý là chính Một

số định luật cơ bản dùng trong gia công áp lực như sau:

Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại song song với biến dạng dẻo: Theo địnhluật này, khi tiến hành gia công áp lực lên tấm kim loại xảy ra hiện tượng biến dạngdẻo thì chắc chắn sẽ có tồn tại song song thêm biến dạng đàn hồi trong đó Mức độcủa biến dạng đàn hồi phụ thuộc nhiều vào vật liệu và độ dày của tấm kim loại Vớigia công nguội, kim loại sẽ chịu ảnh hưởng lớn từ biến dạng đàn hồi Còn với giacông nóng thì gần như kim loại không bị ảnh hưởng nhiều Khi thiết kế và chế tạokhuôn, thông thường đều căn cứ thêm vào biến dạng dư do biến dạng đàn hồi gâyra

11

H nh 2.2 Kỹ thuật gia công rèn kim lo愃⌀i

Định luật ứng suất dư: Ứng suất dư chính là đại lượng thể hiện cho nội lực,ứng suất dư hình thành trong tấm kim loại khi gia công áp lực như nung, làm nguộikhông đều, lực ma sát và biến dạng phân bố không đều Khi đó nếu không cân bằngứng suất dư sẽ có thể gây hiện tượng tích hoặc thoát ứng suất dư ra ngoài làm chotấm kim loại biến dạng không theo như ý muốn.

Định luật thể tích không đổi: Theo định luật này, khi gia công áp lực, thể tíchvật thể trước biến dạng luôn bằng thể tích vật thể sau biến dạng Do đó, khi làmkhuôn gia công hoặc thành phẩm kim loại sau biến dạng như mong muốn, kỹ sư cầnphải tính toán kích thước và khối lượng phôi trước khi gia công

Định luật trở lực bé nhất: Khi biến dạng kim loại, một chất điểm bất kì trênvật thể biến dạng sẽ di chuyển theo hướng có trở lực bé nhất hay di chuyển đếnđường viền có chu vi bé nhất Định luật này áp dụng để thiết kế hình dáng của phôitrước khi gia công áp lực

Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và biến dạng kim loại

™nh hưởng của thành phần và tổ chức kim loại: các kim loại khác nhau cókiểu mạng tinh thể, lực liên kết giữa các nguyên tử khác nhau do đó tính dẻo củachúng cũng khác nhau, chẳng hạn đồng, nhôm dẻo hơn sắt Đối với các hợp kim,kiểu mạng thường phức tạp, xô lệch mạng lớn, một số nguyên tố tạo các hạt cứngtrong tổ chức cản trở sự biến dạng do đó tính dẻo giảm Thông thường kim loại sạch

và hợp kim có cấu trúc 1 pha dẻo hơn hợp kim có cấu trúc nhiều pha

™nh hưởng của nhiệt độ: tính dẻo kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ,hầu hết kim loại khi tăng nhiệt độ, tính dẻo tăng Khi tăng nhiệt độ dao động nhiệtcủa các nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả năng khuếch tán cácnguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng đều hơn Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt

độ thường tồn tại ở pha kém dẻo Khi nung thép từ 20100 thì độ dẻo tăng chậmnhưng từ 100400 độ dẻo giảm nhanh, độ giòn tăng, quá nhiệt độ này độ dẻo tăngnhanh

™nh hưởng của suất dư: khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt tinh thể bị

vỡ vụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất dư lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh.Khi nhiệt độ kim loại đạt từ 0,25-0,3(nhiệt độ nóng chảy), ứng suất dư và xô lệchmạng giảm làm cho tính dẻo kim loại phục hồi trở lại Nếu nhiệt độ nung đạt tới 0,4trong kim loại bắt đầu xuất hiện quá trình kết tinh lại, tổ chức kim loại sau khi kếttinh lại đồng đều và hạt lớn hơn, mạng tinh thể hoàn thiện nên độ dẻo tăng

™nh hưởng của trạng thái ứng suất chính: trạng thái ứng suất chính cũng ảnhhưởng đến tính dẻo kim loại, qua thực nghiệm cho thấy rằng kim loại chịu ứng suất

12

nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đường hoặc chịu ứngsuất kéo

™nh hưởng của tốc độ biến dạng: Sau khi rŸn dập, các hạt kim loại bị biếndạng do chịu tác dụng mọi phía nên chai cứng hơn, sức chống lại sự biến dạng kimloại sẽ lớn hơn, đồng thời khi nhiệt độ nguội dần sẽ kết tinh lại như cũ

Nếu tốc độ biến dạng nhanh hơn tốc độ kết tinh thì các hạt kim loại bị chaichưa kịp trở lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng, do đó ứng suất trongkhối kim loại sẽ lớn, hạt kim loại bị giòn và có thể nứt

Nếu lấy hai khối kim loại như nhau cùng nung đến nhiệt độ nhất định rồi rŸntrên máy búa và máy ép, ta thấy tốc độ biến dạng trên máy búa lớn hơn nhưng độbiến dạng tổng cộng trên máy ép lớn hơn (giáo trình: Các phương pháp gia côngbiến dạng- ĐHBK)

Ứng dụng của gia công áp lực trong đời sống

Gia công kim loại với nhiều những ưu điểm nên được ứng dụng rộng rãi trongđời sống nói chung cũng như trong cơ khí chế tạo nói riêng Một số ứng dụng củagia công áp lực kim loại có thể kể tới như:

Ứng dụng trong việc che lấp các khuyết tật đúc của kim loại như rỗ, ổ khí,giúp kim loại có độ mịn chặt, nâng cao cơ tính của sản phẩm

Gia công kim loại bằng áp lực có khả năng thay đổi tổ chức hạt thành tổ chứcthớ, giúp tăng cơ tính của mặt hàng

Tăng chất lượng cơ lý bên ngoài: gia công áp lực kim loại giúp cho bề mặtkim loại bền đẹp, có độ bóng cao và các chi tiết có độ chính xác hơn rất nhiều so vớiphương pháp đúc

Bên cạnh những ứng dụng trên thì phương pháp gia công kim loại vẫn có nhữngđiểm hạn chế trong ứng dụng như sau:

Không thể gia công được các chi tiết khó, phức tạp

Không thế áp dụng cho những kim loại có tính giòn cao

Những chi tiết quan trọng cần qua rŸn

Sản phẩm được tạo ra từ gia công áp lực :

13

H nh 2.3 U Ān th攃Āp vuông

H nh 2.4 U Ān th攃Āp tròn

14

H nh 2.5 Chấn v định h nh kim lo愃⌀i2.2 Biến dạng dẻo của kim loại

Trong vật lý và khoa học vật liệu, biến dạng dẻo là biến dạng của một vật liệuchịu sự thay đổi hình dạng không thể đảo ngược dưới tác dụng của một lực bênngoài [1] Ví dụ một tấm kim loại hay chất dẻo bị uốn cong hay đập thành một hìnhdạng mới thể hiện sự thay đổi vĩnh viễn bên trong chính vật liệu Trong kỹ thuật, sựthay đổi từ trạng thái đàn hồi sang trạng thái chảy dẻo được gọi là sự chảy dẻo(yield)

Biến dạng dẻo được nhận thấy ở hầu hết các vật liệu như kim loại, đất, đá, thép,vật liệu bọt (foam), xương và da Tuy nhiên cơ chế vật lý gây ra biến dạng dẻo cóthể khác nhau Ở cấp độ tinh thể, biến dạng dẻo trong kim loại thường là do các sailệch mạng gây ra Trong hầu hết các vật liệu tinh thể các khuyết tật như vậy thường

15

khá hiếm Tuy nhiên cũng có những vật liệu trong đó các khuyết tật tồn tại phổ biến

và là một phần của cấu trúc tinh thể, những trường hợp như thế có thể tạo thành kếttinh dẻo (plastic crystallinity) Trong những vật liệu giòn như đá, bê thép và xương,biến dạng dẻo được gây ra phần lớn do sự trượt tại các vết nứt

Với nhiều kim loại dẻo, tải trọng kéo tác dụng lên mẫu sẽ khiến chúng đáp ứngmột cách đàn hồi Ứng với mỗi sự gia tăng tải là một sự gia tăng độ giãn tương ứng,

và khi tải được bỏ ra, mẫu trở về chính xác kích cỡ ban đầu Tuy nhiên một khi tảitrọng vượt quá một ngưỡng nào đó (độ bền dẻo), sự giãn dài tăng nhanh hơn so vớivùng đàn hồi, và khi tải được tháo ra, một phần của độ giãn dài vẫn được lưu giữlại

Cần lưu ý biến dạng đàn hồi là xấp xỉ và chất lượng của nó tùy thuộc vào thờigian xem xét và tốc độ đặt tải Nếu biến dạng bao gồm biến dạng đàn hồi thì thườngđược gọi là biến dạng đàn hồi–dẻo (elastic-plastic)

Biến dạng dẻo hoàn toàn là một tính chất của vật liệu chịu biến dạng không thểđảo ngược mà không có sự gia tăng tải trọng hay ứng suất nào Nhìn chung biếndạng dẻo cũng phụ thuộc vào tốc độ biến dạng, tức là để gia tăng tốc độ biến dạngthì cần phải đặt vào một ứng suất lớn hơn, và những vật liệu như vậy được gọi làbiến dạng nhớt dẻo (viscoplasticity)

H nh 2.6 Đồ thị biểu diễn ứng suất

16

2.3 Kỹ thuật uốn thép tấm

2.3.1 Khái niệm uốn

Uốn là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực nhằm tạo cho phôi hoặc mộtphần của phôi có dạng cong hay gấp khúc, phôi có thể là tấm, dải, thanh định hình

và được uốn ở trạng thái nguội hoặc nóng Trong quá trình uốn phôi bị biến dạngdẻo từng phần để tạo thành hình dáng cần thiết

Uốn kim loại tấm được thực hiện do biến dạng đàn hồi xảy ra khác nhau ở haimặt của phôi uốn

H nh 2.7 Phôi bi Ān d愃⌀ng sau khi gia công u Ān

17

Đường cong ứng suất biến dạng cho thấy cơ chế chảy dẻo thông thườngcủa các hợp kim không chứa sắt Ứng suất được biểu diễn như hàm củabiến dạng