THIẾT KẾ MÁY CÁN-UỐN TOLE 7 SÓNG

Nhược điểm là chịu lực kém nên cũng ít Loại này kém bền trong môi trường không khí, dễ bị oxi hóa… Để khắc phục hiện tượng trên, người ta thường mạ kẽm hoặc sơn tĩnh diện các cuộn phôi t

MỞ ĐẦU

Ngày nay tole là loại vật tư rất quan trọng trong dân dụng, công nghiệp

Nó được dùng làm tấm lợp bao che cho các công trình xây dựng như nhà ở nhà xưởng, kho tàng, lán trại … Với tấm lợp bằng kim loại (tole) còn có ưu điểm làm giảm khối lượng khung sườn đáng kể, thời gian sử dụng lâu dài, tính thẩm

mỹ cao

Trong khi đó nước ta có trên 75 triệu dân với một nền kinh tế dang trên đà phát triển, do vậy nhu cầu về tấm lợp trong xây dựng và công nghiệp rất cao, đặc biệt là tấm lợp bằng kim loại (tole) Nhưng do máy móc, thiết bị dùng để sản xuất tấm lợp bằng kim loại hầu như chúng ta đều phải nhập từ nước ngoài như: Nhật Bản, Đài Loan… với giá thành rất cao Cho nên thiết kế máy cán-uốn tole tạo sóng là điều hết sức cần thiết và có ý nghĩa thiết thực

Xuất phát từ những suy nghĩ phải góp phần cho việc phát triển công

nghiệp nước nhà, hạ giá thành thiết bị và tạo một mặc hàng công nghiệp em đã dược thầy Minh giao cho nhiệm vụ “THIẾT KẾ MÁY CÁN-UỐN TOLE 7 SÓNG”

Nội dung bao gồm các phần sau :

- Giới thiệu các tấm lợp bằng kim loại (tole)

- Các loại máy cán-uốn tôn tạo sóng

- Công nghệ cán-uốn tole tạo sóng

- Cơ sở của quá trình cán-uốn kim loại

- Phân tích và chọn phương án thiết kế máy

- Tính toán thiết kế máy

- Kết luận chung

CHƯƠNG I : CÁC LOẠI TOLE VÀ NHU CẦU SỬ

DỤNG TẤM LỢP

1.1 : GIỚI THIỆU VỀ TẤM LỢP

Trong cuộc sống nhu cầu sử dụng tấm lợp của con người ngày càng cao do đó đòi hỏi các tấm lợp phải đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng của con người Trước đây hầu hết các tấm lợp được làm từ đất sét (ngói),

phêroximăng, nhựa PVC… những loại này có nhiều nhược điểm nên bây giờ ít đươc sử dụng Trong đó các loại tấm lợp bằng kim loại (tole) ngày càng dược sử dụng nhiều vì thế nó ưu điểm sau :

+ Độ bền của tấm lợp bằng kim loại cao hơn so với tấm lợp bằng phêroximăng , đất sét, nhựa PVC…

+ Thời gian sử dụng lâu hơn, khả năng chống chịu lại tác hai môi trường cao hơn.

+ Gọn nhẹ, có tính thẩm mỹ cao

+ Khó hư hỏng, khó thấm nước

+ Kết cấu sườn lợp gọn nhẹ, tiết kiệm được kết cấu khung sườn nhà

1.1.1 : Phân loại tole

Tole có chiều dày từ 0.1- 1,0 mm, chiều rộng từ 380-1060mm, để tạo điều kiện cho việc vận chuyển phôi liệu dễ dàng, các nhà máy cán thép sản suất ra các tấm kim loại và cuộn lại thành cuộn lớn, với khối lượng 1 cuộn gần 5 tấn có chiều dày và chiều dày và chiều rộng nhất định Các loại tole này thường được nhập từ nước ngoài như BHP của Australia, POMINI của Italia, SMS của Đức, VAI của Áo, NKK và KAWASAKI của Nhật, ANMAO của Đài Loan, Trung Quốc, Công ty tole Phương Nam khu công nghiệp biên Hòa Đồng Nai…Các cuộn thép này đã có sẵn lớp bảo vệ lợp, người ta phải tạo sóng cho tole, tùy theo nhu cầu người sử dụng tạo ra sóng cho tole là sóng thẳng, sóng tròn hay sóng ngói

Các loại tole có sóng thường dùng là :

+ Tole sóng vuông

+ Tole sóng tròn

+ Tole sóng ngói

Các loại tole này thường có 5 sóng, 7 sóng, 9 sóng Làm mái thẳng, mái

vòm, chiều dày thường 0.2, 0.28, 0.35, 0.4, 0.5, 0.75 (mm)

a/ Tole sóng vuông :

b/ Tole sóng ngói :

c/ Tole sóng tròn :

1.1.2 : Vật liệu dùng làm tole:

Có rất nhiều loại vật liệu khác nhau:

+ Loại bằng nhôm : Loại này rất đắc tiền, nhưng có ưu điểm là nhẹ, dẻo

dễ cán, bền trong môi trường tư nhiên Nhược điểm là chịu lực kém nên cũng ít

Loại này kém bền trong môi trường không khí, dễ bị oxi hóa… Để khắc phục hiện tượng trên, người ta thường mạ kẽm hoặc sơn tĩnh diện các cuộn phôi tấm.1.2 : CÁC LOẠI MÁY CÁN TOLE TẠO SÓNG

Cho đến nay hầu hết các loại máy cán tole sử dụng ở nước ta đều là nhập ngoại, giá thành rất cao, trong khi đó đất nước ta còn khó khăn về kinh tế, Do đó

để đáp ứng nhu cầu về tấm lợp cho người sử dụng với giá thành rẻ hơn so với các tấm lợp nhập ngoại, mà độ bền vẫn tương tự nhau

Hiện nay nước ta đã có một vài cơ sỡ tiến hành sản xuất ra các loại máy cán tole tạo sóng với giá thành thấp hơn nhiều so với máy nhập ngoại Do vậy sản phẩm tole cán có giá thành hợp lý, đáp ứng được thị yếu của nhu cầu người

sử dụng, sản phẩm tiêu thụ ngày càng nhiều hơn, rộng rãi hơn

Việc sản xuất ra các máy cán-uốn tole rẽ tiền, trang bị cho các khu vực còn thỏa mãn được điều kiện vận chuyển Vì có những công trình xây dựng yêu cầu có những tấm lợp với chiều dài lớn, việc vận chuyển xa sẽ có nhiều khó khăn Tole phẳng được sản xuất sẵn, có chiều dài tới 1200 mét, khối lượng gần 5 tấn, được cuộn lại thành cuộn có đường kính < 1.2 mét nên dễ vận chuyển Và hiện nay nước ta có vài đơn vị sản xuất máy để cung cấp cho thị trường, tại Đà Nẵng có cơ sở sản xuất : công ty điện chiếu sáng Đà Nẳng Các đơn vị vị này sản xuất máy cán với giá chỉ bằng 1/3 so với giá nhấp ngoại Hơn thế nữa trong thời gian gần đây các công ty chế tạo máy cán tole còn sản xuất ra máy cán tole hai tầng với năng xuất cao

1.3 THÔNG SỐ CÁC LOẠI MÁY CÁN TOLE THƯỜNG DÙNG

1.3.1 : Đối với tole sóng vuông :

+ Tole khổ 914mm tạo tole 7 sóng

Diện tích hữu dụng là : 125*6 = 750 (mm)+ Tole khổ 1200mm tạo 9 sóng

Diện tích hữu dụng là : 125*8 = 1000 (mm)+ Biên dạng, các thông số tole sóng vuông như sau :

1.3.2 : Đối với sóng ngói :

+ Tole khổ 914mm tạo tole 5 sóng

Diện tích hữu dụng là : 194*4 = 760 (mm)+Tole khổ 1200mm tạo 6 sóng

Diện tích hữu dụng là : 190*5 = 950 (mm)+Biên dạng, các thông số tole sóng ngói như sau

1.3.3 : Đối với sóng tole tròn:

+ Chiều dài hiệu dụng : 74*10 = 740 (mm)

1.3.4 : Đối với tole vòng :

Loại tole này được cán lại vòng sau khi đã cán tạo sóng, quá trình tạo vòng là do các khía được tạo trên hai lô cán Bán kính vòng được thay đổi bởi hai lô cán đầu ra

+ Tole khổ 914mm tạo tole 7 sóng

Diện tích hữu dụng là : 125*6 = 750 (mm)+ Tole 1200mm tạo 9 sóng

là 2.4, 3, 3.5 (m) và chiều rộng thường là 0.8, 1, 1.2 (m)

Trong thời gian này thì trên thị trường xuất hiện nhiều loại tấm lợp khác nhau cũng được nhập từ nhiều nước như Nhật Bản, Đài Loan, Liên Xô ….với nhiều loại, hình dáng, kích cỡ, màu sắc Nhưng vật liệu chế tạo các tấm này không còn tốt như ngày xưa nửa, vì giá thành vật liệu đắt Nên người ta thường dùng thép có độ cứng cao hơn và được mạ lớp kẽm hay sơn phủ bảo vệ, do vậy

mà độ bền cũng không thua kém gì so với tấm lợp làm bằng vật liệu tốt

Vì điều kiện khí hậu của nước ta có độ ẩm cao, chịu mưa có hàm lượng axit nên các tấm lợp bằng kim loại thường được dùng bị oxi hóa bởi môi trường, nên bị hư hỏng chủ yếu là sét, rỉ.

1.4.2 : Tìm hiểu thị trường của sử dụng tấm lợp:

Hầu hết các tấm lợp sử dụng ngày nay đều làm bằng kim loại (thép), phổ biến là các tấm lợp có dạng sóng vuông, sóng tròn hay sóng ngói Trong khi đó công trình xây dựng ngày càng nhiều, yêu cầu về bao che cao, độ thẩm mỹ, độ bền cao Nên tấm lợp bằng kim loại có thể đáp ứng được nhu cầu đó, nhưng các tấm lợp nhập ngoại thì có giá thành cao nên hầu hết các tấm lợp đều do ta chế tạo mà giá thành lại rẻ hơn nhiều, nên đáp ứng được mọi yêu cầu của tầng lớp con người

1.4.3 : Quan sát bề mặt các tấm tole trước và sau cán :

Kim loại bị biến cứng, bề mặt bị trầy xướt, xuất hiện vết nứt tế vi, đôi khi tấm lợp còn bị rách, đứt Ta quan sát trên kính hiển vi thấy hình dạng của chúng như sau :

Hình 1.3 : Hình dáng kim loại sau khi cán

CHƯƠNG II : CÔNG NGHỆ CÁN TOLE

TẠO SÓNG

2.1 : YÊU CẦU CHUNG CỦA MÁY CÁN TOLE TẠO SÓNG :

Máy cán tole tạo sóng phải làm thay đổi kết cấu kim loại (phôi liệu) từ thép tấm thẳng thành biên dạng tole theo ý muốn

+ Máy làm việc phải cho hiệu quả và năng xuất cao nhất, đảm bảo chất lượng tấm lợp là tốt nhất , phế phẩm là thấp nhất

+ Các máy cán tole đều cán tole theo phương pháp cán nguội do vậy trục cán phải có độ cứng vững cao, độ bóng cao

+ Số sóng trên 1 tấm tole thường là :

- Tole 7 sóng

- Tole 9 sóng

+ Tạo hình dáng tole ít gây sai số biên dạng kích cỡ

+ Tấm lợp phục vụ cho nhu cầu che nắng, che mưa, trang trí…nên yêu cầu tấm lợp về mùa nắng phải chịu được nhiệt độ do mặt trời chiếu vào

Về mùa mưa thì phải giải quyết vấn đề thoát nước, tránh thấm nước Tole phải có độ bền thích hợp để tránh trường hợp gió mạnh làm hư hỏng rách, đứt…

2.2 : SƠ ĐỒ MÁY CÁN TOLE TẠO SÓNG :

Để tạo hình dáng sóng tole theo yêu cầu, thì ta có nhiều cách bố trí sơ đồ máy để cán Nhưng tùy theo từng trường hợp cụ thể mà ta có cách bố trí sao cho

hợp lý nhất, kinh tế nhất Thông thường một máy cán tole có sơ đồ hoạt dộng như sau :

Phôi cuộn 1 được đặt vào trục quay nhờ thiết bi cầu trục, tấm phôi phẳng được dẫn qua máng dẫn 2, qua dao cắt phẳng qua hệ thống trục và con lăn cán Sau khi ra khỏi hệ thống trục và con lăn cán thì tole đã được tạo sóng theo yêu

cầu Dao cắt hình làm việc khi nào tole có đủ chiều dài yêu cầu, quá trình cán chỉ dừng hoạt dộng khi lô cán dừng chuyển động Sau đó đưa tole qua băng chứa 9 Dao cắt phẳng cắt tole ra khỏi cuộn phôi kết thúc 1 quá trình làm việc của máy.

Máy được dẫn động bằng 1 động cơ, thường đặt ở giữa, và truyền chuyển động về 2 phía Với cách bố trí như vậy lực cán phân bố đều về 2 phía nên kết cấu máy cứng vững, nhỏ gọn, tole biến dạng đều tạo chất lượng tốt cho sản phẩm tole cán

2.2.1 SƠ ĐỒ ĐỘNG

BỘ GIẢM TỐC NẰM TRONG ĐỘNG CƠ

2.3 : CÁC PHƯƠNG PHÁP CẤP PHÔI CHO MÁY.

Để cung cấp phôi cho máy cán, có thể cấp phôi bằng tay, bằng máy Tùy theo yêu cầu công việc, năng xuất mà ta chọn phương pháp cấp phôi hợp lý

Phôi sử dụng cho máy cán tole thường có 2 dạng sau :

- Phôi dạng tấm : loại này ít sử dụng vì khi cần cấp liên tục thì phải lắp thiết bi lắp tự dộng và yêu cầu chiều dài tole cố định Nhưng khi yêu cầu tole cán kích cở lớn, dài thì gây khó khăn cho việc bố trí phân xưởng nên loại này không có hiệu quả kinh tế

- Phôi dạng cuộn : Phôi loại này phù hợp cho tole cán vì ít chiếm diện tích nhà xưởng, phôi có thể cấp liên tục với chiều dài tùy ý,

Nhưng vì cuộn nên khối lượng lớn yêu cầu nhà xưởng phải bố trí thiết bị nâng chuyển.

Qua đó ta thấy phôi sử dụng cho máy cán tole dưới dạng cuộn là hợp lý hơn

2.4 : QUÁ TRÌNH CÁN KIM LOẠI

+ Cán nguội là hình thức gia cong kim loại dưới nhiệt độ kết tinh lại, tức

là gia công kim loại ở nhiệt độ thường (Tcan < Tktl) Sản phẩm của cán nguội có chiều dày từ 0.08-1.0 mm Thậm với kim loại màu còn cho độ mỏng thấp 0.007-1.0mm và có cơ tính cao,chất lượng bề mặt và độ chính xác cao

+ So với cán nóng, cán nguội có đặc điểm sau:

- Quy trình công nghệ của cán nguội phức tạp hơn nhiue62, nó bao gồm nhiều công đoạn từ khâu chuẩn bị phôi cho tới tinh chỉnh và cần nhiều thiết bị phức tạp khác

- Do trở kháng biến dạng của kim loại ở trạng tahi1 nguội lớn hơn nên tiêu hao năng lượng lớn (áp lực F, mômen cán M, công xuất động cơ P)

- Ma sát giữa vật cán và trục cán lớn nên bề mặt trục mau mòn,

do vậy trục phải có cơ tính đặc biệt, chịu mòn cao

- Khả năng ép kim loại thấp do đó năng xuất thấp

- Cán nguội làm cho hạt kim loại bị vỡ vụn, mạng tinh thể bị xô lệch làm cơ tính kim loại tăng (biến cứng) Tùy theo mức độ tăng biến cứng từng loại vật liệu mà mỗi kim loại chỉ có thể làm giảm chiều dày đến một mức độ nhất định Nếu ta tiếp tục cán thì sẽ sinh ra nứt, vỡ, rách tấm cán Để khắc phục tình trạng này

ta tiến hành ủ trung gian nhằm hồi phục cơ tính ban đầu Tuy nhiên phải trong một chiều dày nhất định mà nhà máy có thể cán được

- Khi cán ứng xuất sinh ra phải nhỏ hơn nhiều so với giới hạn bền cho phép của vật liệu trục

- Để đạt được chất lượng và cơ tính của tấm cán nguội cao thì yêu cầu công nghệ phải được tiến hành với qui trình chặc chẽ, thiết bi phải tốt , vận hành máy có dộ chính xác cao, rung động

là ít nhất

- Sản phẩm sau khi cán nguội có cơ tính, lý tính tăng lên là vì khi cán nguội cơ tính, lý tính lim loại bị thay đổi, tổ chức kim loại đầu tiên biến dạng có dạng hạt nghĩa là kom loại đang có tính dẳng hướng ( mọi tính chất theo mọi phương là như nhau)

Nhưng sau khi bị biến dạng các hạt tinh thể bị vở vụn, kéo dài ra theo phương cán và có dạng thớ, sợi kim loại có tính dị hướng ( tính chật kim loại theo các hướng khác nhau thì khác nhau)

Hình 2.4 : sự phụ thuộc của cơ tính vào độ biến dạng

Máy cán tole tạo sóng làm việc theo nguyên tắc cán nguội, do đó khi cán thì phải trải qua nhiều bước nhất định Mổi bước làm thay đổi một lượng nhất định, và cuối cùng sẽ tạo ra hình dáng của sản phẩm Do vậy các máy cán tole hiện nay bố trí nhiều trục cán và mỗi trục cán làm biến dạng một lượng nhất định để tạo thành sóng tole theo yêu cầu

2.5 : BIẾN DANG CỦA KIM LOẠI KHI CÁN

Bất kỳ một kim loại nào đều có một độ cứng nhất định, khi chịu tác dụng của ngoại lực thì sảy ra hiện tượng biến dạng bao gồm : Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá hủy ta có đồ thị biểu diễn như sau :

Từ đồ thị kéo ta thấy rằng :

+ khi tải trọng đặt vào nhỏ :P < Pp thì độ biến dạng ž1 tỷ lệ bật nhất với tải trọng Khi bỏ qua tải trọng thì sự biến dạng mất đi, sự biến dạng như vậy gọi

là biến dạng đàn hồi hay biến dạng tỷ lệ

+ Khi tải trọng đặt vào lớn cụ thể là P > Pc thì dộ biến dạng ž1 tăng nhanh theo tải trọng, khi bỏ tải trọng thì mẫu không trở về dường cũ mà song song với

đoạn OP nên cuối cùng mẫu sẽ bị dài thêm một đoạn Như vậy ngoài phần biến dạng dàn hồi còn có phần biến dạng dư hay còn gọi là biến dạng dẻo Với biểu

đồ trên khi có tải trong Pa mẩu bị dài thêm một doạn là Oa0, còn a0a’ là phần biến dạng đàn hồi đã bị mất

+ Khi tải trọng dặt vào lớn hơn nữa, sau khi chịu dược tải trọng cao nhất

Pp, trong kim loại sảy ra biến dạng cục bộ Lúc đó tuy tải trọng tác dụng giảm đi

mà biến dạng vẫn tăng, kim loại ở chỗ biến dạng bị đứt và đi tới phá hủy ở điểm d

Hình 2.5 : Đồ thị kéo

2.5.1 : Sự trượt của tinh thể kim loại

Sự trượt là hình thức chủ yếu của biến dạng dẻo, một hình thức khác ít gặp hơn đó là song tinh

Trượt là sự chuyển dời tương đối giữa các phần tử cảu tinh thể theo những mặt và phương nhất định, gọi là mặt và phương trượt.

Hình 2.6 : Sơ đồ trượt tinh thể

2.5.2 : Ứng suất gây ra tượt

Khác với biến dạng đàn hồi, chỉ có thành phần ứng suất tiếp trên phương trượt mới có tác dụng gây ra sự trượt

Hình 2.7 : Sơ đồ biểu diễn lực

Từ hình ta thấy tinh thể bị kéo theo phương chiều trục với lực kéo P làm với pháp tuyến cảu mặt trượt một góc j Chiếu P lên mặt phẳng trượt ta được phần tiếp tuyến với mặt trượt là Pt = P×sinµ Phương trượt làm với Pt một góc

là λ , thành phần tiếp tuyến của lức P trên phương trượt sẽ là :

Ptt = Pt ×cosλ = P×sinϕ×cosλ

Giả sử mặt cắt ngang của tinh thể là Fo thì diện tích mặt trượt sẽ là : Fo

tt t

P P

λ ϕ

Hình 2.8 : Sơ đồ hình thái trượt

Đầu tiên sự trượt sảy ra ở hệ mà tại đó ứng xuất tiếp lả lớn nhất t max, ứng với ϕ = 45o Các mặt trượt đi tương đối với nhau một khoảng nhất định thì dừng lại, cách nhau một khoảng nhất định, vì vậy trong nhiều trường hợp, sau khi kéo dơn tinh thể có dạng như chuổi sếp nghiêng Sau khi trượt thấy có biến

dạng dư, có thề coi nó như là tổng các bật thang của các mặt trượt thoát ra trên

bề mặt

2.5.4 : Song tinh :

Khi chịu tác dụng của ứng xuất tiếp t trong tinh thể có sự chuyển động tương đối của các mặt phân tử này so với mặt phân tử khác Và kết quả của sự chuyển dịch đó là sự đối xứng giữa hai bộ phận qua một mặt phẳng cố định gọi

2.5.5 : Hiện tượng xảy ra sau biến dạng dẻo

Sau khi biến dạng dẻo kim loại bị biến cứng, mạng tinh thể bị xô lệch với mật độ cao, tồn tại ứng suất bên trong…do đó nó trở lại trạng thái không cân bằng với năng lương dự trử cao và có xu hướng trở về trạng thái cân bằng Với

đa số kim loại hiện tượng xảy ra rất chậm ở nhiệt độ thường Trong quá trình biến dạng dẻo sinh ra các hiện tượng sau :

+ Thay đổi hình dạng của đơn tinh thể

• Trước khi biến dạng tinh thể có dạng cầu

• Sau biến dạng các tinh thể bị vặn vẹo, kéo dài ra thành thớ.+ Hướng của đa tinh thể từ vô hướng quay về hướng của lực tác dụng do

đó tinh thể bị kéo dài theo hướng đó

Hình 2.10 : Hướng tinh thể khi bị biến dạngBên cạnh đó nó còn gây ứng suất dư do biến dạng không đồng đều cùng lúc và biến dạng trong nội bộ hạt tinh thể không đều Có 3 loại ứng suất dư tồn tại sau biến dạng là :

+ Ứng suất sinh ra giữa các bộ phận cảu vật thể S1

+ Ứng suất sinh ra giữa các hạt của vật thể S2

+ Ứng suất sinh ra trong nội bộ của hạt tinh thể S3

Các ứng suất này tồn tại là nguyên nhân làm cho vật thể kim loại bị cong vênh, nứt nẻ… sau khi bị biến dạng

2.6 : QUÁ TRÌNH UỐN KIM LOẠI

2.6.1 : Khái niệm

Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trong công nghệ dập nguội, uốn tức là biến đổi (phẳng) tấm, tròn, dây hay ống biến đổi thành nhửng chi tiết có dạng hình cong, hình gấp khúc hay hình dạng khác…

Phụ thuộc vào hình dáng và kích thước của vật uốn dạng phôi ban đầu đặc tính của quá trình uốn trong khuôn, uốn có thể tiến hành trên máy ép lệch tâm,

ma sát hay thủy lực đôi khi có thể tiến hành trên các máy bằng tay hoặc các máy chuyên dùng

2.6.1 : Đặc điểm của quá trình uốn

Khi uốn các tấm kim loại để đạt được nhửng chi tiết có hình dạng và kích thước cần thiết người ta nhận thấy rằng với tỳ số chiều rộng và chiều dày của phôi khác nhau, với mức độ biến dạng khác nhau (tỳ số giữa bán kính uốn và chiều dày vật liệu khác nhau) và giá trị góc uốn khác nhau thì quá trình biến dạng xảy ra tại vùng uốn có nhửng đặc diểm khác nhau

- tại vùng uốn các thớ ngang vẫn phẳng và vuông góc với trục phôi

- Các thớ dọc bị biến dạng khác nhau tại hai phía của phôi các lớp kim loại ở phía trong góc uốn 9phia1 bán kính nhỏ) thì bị nén và

co ngắn theo hướng dọc đồng thời bị kéo giãn dài theo phương ngang Các lớp kim loại phía ngoài góc uốn thì bị kéo giãn dài theo hướng dọc

- Khi uốn những dãi phôi rộng (b> 2S) chiều dày vật liệu giảm, mặt cát ngang của phôi bị thay đổi không đáng kể, có thể coi như không biến đổi vì trở lực biến dạng của chi tiết có chiều rộng lớn chống lại sự biến dạng theo hướng ngang Khi đó các lớp kim loại ở phía trong góc uốn chỉ bị nén và co ngắn theo hướng dọc còn các lớp kim loại ở phía ngoài góc uốn chỉ bị kéo dãn và dài theo hướng dọc

- Khi uốn với mức độ biến dạng lớn, các lớp kim loại ở phái ngoài

bị kéo dãn và dài đáng kể, đễ gây hiện tượng nứt gẫy, vì vậy khi cắt phôi uốn cần phải bố trí sao cho đường uốn vuông góc với thớ cán của phôi, tránh để dường uốn song song với thớ cán.+ Tại vùng uốn có những lớp kim loại bị nén và co ngắn đồng thời

có những lớp kim loại bị kéo và dãn dài theo hướng dọc vì vậy giữa

các lớp đó thế nào cũng tồn tại một lớp có chiều dài bằng chiều dài ban đầu của phôi Lớp này gọi là lớp trung hào biến dạng, lớp này

là cơ sở tốt nhất để xác định kích thước của phôi khi uốn và xác định bán kính uốn nhỏ nhất cho phép

b)

Hình 2.11 : a) Trước khi uốn ; b) Sau khi uốn+ Khi uốn với bán kính uốn lớn, mức biến dạng ít, vị trí lớp trung hòa biến dạng nằm ở giữa chiều dày của dải phôi, nghĩa là bán kính cong Rbd của lớp trung hòa được xác định theo công thức sau :

Rbd = r = S/2Trong đó:

r : Bán kính uốn

S : Chiều dài vật liệu

Hình 2.12 : Bán kính cong của lớp trung hòa+ Khi uốn với mức độ biến dạng lớn thì tiết diện chiều ngang của phôi thay đổi nhiều, chiều dày vật liệu giảm Khi đó lớp trung hòa không đi qua giữa mà bị dịch về phía tâm cong, ở đây bán kính cong của lớp trung hòa được tính như sau:

§ = S1/S : Hệ số giảm chiều dài

S1 : Chiều dày trước khi uốn

S : Chiều dày sau khi uốn

r :Bán kính uốn

b : Chiều rộng ban đầu của dải

btb : Chiều rộng trung bình sau khi uốn

Rbd = ( ) .

2

r

s s

x x

s r

-Xo là hệsố thực nghiệm phụ thuộc vào tỳ số r/S, góc uốn a là loại vật liệu uốn XoS là khoảng cách từ lớp trung hòa đến mặt trong của phôi

2.6.3 : Bán kính uốn lớn nhất và bán kính uốn lớn nhất cho phép :

Quá trình uốn bán kính uốn phía trong được qui định trong một giới hạn nhất định nếu quá lớn vật uốn sẽ không có khả năng giữ được hình dáng sau khi thôi tác dụng lực vì chưa đạt đến trạng thái biến dạng dẻo Còn khi bán kính uốn quá nhỏ có thể làm nứt, dứt vật liệu tai tiết diện uốn Do vậy ta có bán kính uốn như thế nào là hợp lý

+ Bán kính uốn lớn nhất cho phép dược xác định theo công thức :

rmax =

2

ESs

Trong đó :

E : Môdum đàn hồi vật liệu khi kéo (kG/mm2)

s : Giới hạn chảy của vật liệu (kG/mm2)

S : Chiều dày vật liệu+ Bán kính uốn nhỏ nhất cho phép là bán kính giới hạn có thể uốn được đối với mỗi loại vật liệu Được qui định theo lớp biến dạng cho phép ở lớp ngoài cùng và dược xác định theo công thức :

rmin =

max

1 ( 1) 2

S

-Trong đó :

emax : Độ dãn dài tương đối của vật liệu (%)Trong thực tế bán kính uốn nhỏ nhất cho phép được xác định theo công thức thực nghiêm đơn giản :

rmin = K.S

Trong đó :

K : Là hệ số

S : Là chiều dày vật liệu (mm)

Hệ số K để xác định bán kính uốn nhỏ nhất cho phép đối với góc uốn 90o, xem bảng ( 2-2)

+ Các yếu tố ảnh hưởng tới trị số bán kính uốn

- Cơ tính của vật liệu và trạng thái nhiệt luyện : nếu vật liệu có tính dẻo tốt đã qua ủ mềm thì rmin có trị số nhỏ hơn so với khi đã qua biến dạng

- Ảnh hưởng của góc uốn : cùng một bán kính uốn như nhau nếu góc uốn a càng nhỏ thì khu vực biến dạng càng lớn

Ảnh hưởng của tình trạng mặt cắt vật liệu : Khi cắt phôi uốn trên mặt cắt

có nhiều bavia hoặc nhiều vết bứt khi uốn sẽ sinh ra ứng lực tập trung và tại những nơi đó dễ sinh ra vết nứt, bởi vậy cần phải tăng trị số rmin lên

TRẠNG THÁI VẬT LIỆU

HƯỚNG ĐƯỜNG UỐNVuông góc

hướng cán

Dọc hướng cán

Vuông góc hướng cán

Dọc hướng cán

2.6.4 : Tính đàn hồi khi uốn :

Như ta đã biết uốn kim loại không phải toàn bộ kim loại ở phẩn cung uốn đều chịu biến dạng dẻo mà có một phần có biến dạng đàn hồi Vì vậy khi thôi không còn tác dụng của lực uốn thì vật uốn không hoàn toàn giử nguyên như hình dáng cảu chày và cối uốn, và đó là hiện tượng đàn hồi sau khi uốn

Hiện tượng đàn hồi gây sai lệch về góc uốn và bán kính uốn vì vậy muốn cho chi tiết có góc uốn và bán kính uốn theo yêu cầu thì ta phải làm bán kính uốn và góc của khuôn và chày thay đổi một lượng đúng bằng trị số đàn hồi

Bằng thực nghiệm người ta đã chứng minh được trị số đàn hồi phụ thuộc vào loại vật liệu và chiều dày vật liệu, hình dáng chi tiết uốn, bán kính chi tiết uốn tương đối r/S, lực uốn và phương pháp uốn

Khi giới hạn chảy cao, chi số r/S càng lớn và chiều dày vật liệu càng nhỏ thì trị số đàn hồi càng lớn

Khi uốn với tỳ số r/S < 10 thì sai lệch chủ yếu là góc uốn, còn bán kính uốn thay đổi không đáng kể Trị số góc đàn hồi cho sẵn trong sổ tay

Khi uốn với tỷ số r/S >10 thì sau khi uốn cả góc uốn và bán kính uốn đều thay đổi Khi đó bán kính cong của chày được xác định theo công thức sau

Góc đàn hồi dược xác lập bởi hiệu số giữa góc của vật uốn sau khi uốn và góc của chày cối uốn.

Vì lực uốn tác dụng chủ yếu ở đầu chày, quá trình biến dạng dẻo cũng chỉ xảy ra ở đó Khi bán kính uốn càng nhỏ thì mức độ kéo, nén của kim loại càng lớn thì có thể gẫy, nứt và lớp trung hòa có hướng dịch vào bên trong.

Khi :

r/S > 4 thì p = r + 0.5 Sr/S = 1 thì p = r + 0.4 S

B : Chiều rộng của phôi

S : bề dày của phôi : gới hạn bền vật liệu

r : Bán kính trong2.7 : DAO CẮT VÀ PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG DAO CẮT

2.7.1 : Quá trình cắt vật liệu

Quá trình cắt vật liệu là quá trình cắt đứt hoàn toàn vật liêu ra làm hai hay nhiều phần Trong quá trình cắt sảy ra 3 giai đoạn liên tục

a) Là giai đoạn biến dạng đàn hồi

b) Giai đoạn biến dạng dẻo

c) Giai đoạn phá hủy ( làm đứt rời kim loại hoàn toàn)

Nếu vết nứt từ hai phía gặp nhau trên cùng một mặt phẳng thì mặt cắt sẽ đẹp không có ba via, nếu gặp lệch nhau thì sẽ tạo chất lượng mặt cắt sấu( xù xì, bavia) Vì thế cần khống chế khe hở hợp lý sao cho vết cắt là đẹp nhất

Vùng I : Kim loại bị uốn nhẹ và có bán kính lượn nhỏ so với bề mặt chi tiết

Vùng II : Mặt cắt sạch tao thành một dải sáng

Vùng III : Mặt cắt xù xì không bằng phẳng và có màu sáng đục ( chất lượng mặt cắt phụ thuộc rất nhiều vào khe hở dao)

2.7.2 : Xác định khe hở dao

Khe hở giữa hai dao là hiệu số kích thước làm việc của lưỡi dao trên và dưới.

+ Chọn khe hở hợp lý thì vết nứt hai phía sẽ gap nhau theo đường thẳng, chất liệu mặt cắt là toto61 nhất

Nếu khe hở quá nhỏ hay quá lớn dẫn tới chất lượng bề mặt sấu

Trị số khe hở phụ thuộc vào chiều dày vật liệu, số hành trình đầu trượt, vật liệu càng mềm càng mỏng thì khe hở càng nhỏ

Trị số giới han của khe hở Z ban đầu khi chế tạo khuôn cắt hình và dột lỗ khe hở về hai phía (mm)

2.7.3 : Các loại máy cắt sản phẩm

2.7.3.1 : Máy cắt dao phẳng song song :

Máy cắt này dùng để cắt các loại phôivà sản phẩm có tiết diện hình vuông hình chữ nhật và hình tròn…

2.7.3.1.1 : Máy cắt dao thẳng song song có 1 dao di động :

Nguyên lý hoạt động : Khi vật cán đúng vào cử cắt, bàn kep kẹp chặc vật cắt, sẽ có một dao chuyển động và một dao cố định, sau khi cắt xong dao sẽ trở về vị trí kết thúc quá trình cắt Di chuyển cắt nhờ cơ cấu thủy lực, cơ cấu cam trục khủy thanh truyền

Nhược điểm của cơ cấu này là sản phẩm có nhiều bavia, bị xướt, kết cấu máy cồng kềnh