KÉO ỐNG ĐƯỜNG KÍNH NHỎ

Đại Học Quốc Gia Đại Học Bách Khoa TP HCM Khoa Công Nghệ Vật Liệu – Vật liệu Kim Loại ĐỒ ÁN MƠN HỌC KÉO ỐNG ĐƯỜNG KÍNH NHỎ Giáo Viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Đăng Khoa PGS Nguyễn Trường Thanh Sinh Viên Thực Hành : Dương Huỳnh Thanh Túy MSSV V0802521 – VL08KI : Mục Lục Chương KHÁI NIỆM VỀ GIA CÔNG ÁP LỰC 1.Định nghĩa 2.Đặc điểm Chương CÔNG TÁC CHUẨN BỊ NGUYÊN VẬT LIỆU PHÔI KHI CÁN 1.Nguyên liệu đầu vào 2.Chuẩn bị phôi Chuong DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ KÉO – MÁY KÉO ỐNG Thực chất trình kéo Dụng cụ thiết bị kéo a Khuôn kéo b Máy kéo tang cuộn Chương TÍNH TỐN KHN KÉO VÀ LỰC KÉO 1.Tính tốn số khn kéo đường kinh qua lỗ khn 2.Tính tốn chiều dài kích thước lỗ khn 3.Tính tốn lực kéo qua lỗ khn Chương KHÁI NIỆM VỀ GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC Khái niệm, đặc điểm : Đònh nghóa: _Gia công kim loại áp lực phương pháp gia công dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại rắn nhiệt độ cao (nóng) hay nhiệt độ thấp (nguội)với cường độ lực vượt giới hạn đàn hồi kim loại để làm thay đổi hình dáng vật thể mà không phá hủy tính liên tục tính bền kim loại _Phương pháp gia công áp lực thực tế sản xuất sử dụ ng để gia công sản phẩm kim loại mà dùng để gia cô ng vật liệu khác : gốm, sứ, chất dẻo, cao su Đặc điểm: _ Gia công áp lực phương pháp gia công tiên tiến, có suất cao, tiêu phí nguồn nguyên liệu không vứt bỏ nguyên liệu thừa nên có tên phương pháp gia công không phoi So với đúc, chế tạo phôi rèn dập có ưu điểm sau: - Biến dạng kim loại thể rắn có khả khử khuyết tật đúc rỗ khí, rỗ co làm cho tổ chức kim loại mòn chặt, tính sản phẩm cao - Có khả biến tổ chức hạt kim loại thành tổ chức thớ, có khả tạo tổ chức thớ uốn, xoắn khác làm tăng tính sản phẩm - Chất lượng lý lớp bề mặt sản phẩm tốt, độ bóng, độ xác chi tiết rèn dập cao chi tiết đúc - Dễ khí hóa tự động hóa, gia công có suất cao nên giá thành hạ _Hiện phương hướng phát triển nghành gia công áp lực chủ yếu điểm sau : Khơng ngừng nâng cao độ bóng độ xác sản phẩm để đạt yêu cầu cầu cao kỹ thuật , ví dụ lắp ghép phận động máy , chi tiết sau gia công áp lực xong cần gia công so qua phương pháp khác lắp ghép Mặt khác nhờ có độ bóng xác cao nên giảm thời gian gia công , tiết kiệm nguyên vật liệu tạo điều kiện cho gia công cắt gọt đạt độ bóng , độ xác cao Hiện nghành gia cơng áp lực có xu hướng đạt đến mục tiêu “gia công không phôi” Cơ khí hóa tự động hóa thiết bị , thiết lập dây chuyền sản xuất để không ngừng nâng cao suất lao động , cải thiện điều kiện lao động cho công nhân , nâng cao khả an toàn sản xuất … Dùng thiết bị có cơng suất lớn gia cơng chi tiết có kích thước khối lượng lớn để đáp ứng nhu cầu phát triển công nghiệp , có khả chế tạo máy móc khổng lồ Biến dạng dẻo kim loại Chương CÔNG TÁC CHUẨN BỊ NGUYÊN VẬT LIỆU , PHÔI KHI CÁN 1.Nguyên liệu đầu vào: Nguyên liệu đầu vào nhà máy cán kéo dây chắn phải băng thép Các cuộn thép có chiều rộng từ >700mm.Thơng thường, băng xả từ cuộn, có độ rộng 100mm để tiện cho việc sản xuất (công đoạn cắt-cán-kéo thàng sản phẩm dây).Nếu nguyên liệu từ hàng secondary loại hàng loại 02, băng lớn 355mm,mềm sử dụng mà không cần xả băng Nguyên liệu thép đầu vào băng thép loại Các băng thép nhập nguyên lô, độ dày chiều rộng băng thép khác Loại nguyên liệu băng thép dùng để cắt cán kéo dây Cả hai loại nguyên liệu trên, đạt tiêu chuẩn cho phép cán làm cho công đoạn sản xuất dễ dàng hơn.Sản phẩm dây kéo có đường kính từ 1mm đến 6mm.Thường dùng lĩnh vực dệt lưới B40, làm rọ đá, dập đinh loại, kệ quảng cáo,các ngành thủ công mây tre, làm nan quạt điện,….vv Nguyên liệu thép đầu vào thép cuộn xây dựng(wire rod) nhập từ nước ngồi.Loại ngun liệu đòi hỏi phải mềm, SAE1006 1008B.Mua đem vào kéo ko qua công đoạn cắt cán( xẻ từ băng 100 nhỏ nữa, bo tròn dây hình chữ nhật lại để kéo).Từ dây có đường kinh 5.5mm đến 10mm cán kéo xuống 1mm.Loại đem hấp, xi mạ đc thường gọi kẽm buộc.Ngồi ra, kéo xuống kích thước dùng lĩnh vực cao cấp hơn:Bulon, ốc vit, link kiện xe máy, móc áo… Ngồi có số ngun liệu khác , dây cáp, biên xà gồ, phế liệu cán nóng thủ cơng loại khơng nhiều để cạnh tranh giá có số sở làm Cách thử mềm cứng phụ thuộc vào kinh nghiệm.Khi mua hàng sở thường cho nhân viên xem hàng , kiểm tra độ mềm thép cán kéo hay không Từ chuyên môn ngành “nặng tay” loại thép cứng Chuẩn bị phôi : _Phôi trước đưa vào kéo phải nung nóng trước lên nhiệt độ kết tinh nhỏ nhiệt độ nóng chảy _Nếu nung q nhiệt độ phơi bị phá hủy _Để tránh tượng nung không đồng nhiệt dộ ta thường nung mơi trường khí bảo vệ , CO , H 2O … Chương DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ KÉO Thực chất trình kéo : _ Kéo ống phương pháp làm biến dạng dẻo kim loại qua lỗ hình khuôn kéo tác dụng lực kéo làm cho tiết diện phôi giảm, chiều dài tăng ( hình 2-23) Phôi dạng dây, ống ,thanh Khuôn kéo thiết bò để kéo kim loại Hình dáng tiết diện khuô n kéo đònh hình dáng tiết diện sản phẩm _Kéo ống tiến hành trạng thái nóng trạng thái nguội _Kéo nguội, kim loại biến dạng khó nên phải dùng lực ké o lớn, suất thấp tính cao sau kéo kim loại hóa bề n, độ bóng bề mặt cao, độ xác kích thước cao Độ xác đạt cấp – 4, Thường kéo kim loại có độ dẻo cao thé p C thấp, đồng, vàng…Phải dùng chất bôi trơn, chọn phụ thuộc vào vật liệu phôi, tốc độ kéo lực kéo dầu thực vật, dầu hỏa, nước xà bông, bột phấn chì, mỡ động vật… _Kéo nóng, kim loại biến dạng dễ, suất cao tính, độ bóng độ xác sản phẩm kéo nguội _Kéo ống tạo sản phẩm có tiết diện tròn đa giác, thường người ta tạo tiết diện tròn đặc (kéo dây) tiết diện hình vành khăn (kéo ống) Sản phẩm thép có tiết diện tròn thực máy cán lớn đạt đến đường kính mm, máy cán nhỏ mm, muốn nhỏ phải qua kéo dây, thường kéo nguội Sau lần kéo kim loại bò biến cứng phần Do đó, sau vài lần kéo phải đem ủ kết tinh lại để phục hồi Lực kéo ống phải đảm bảo đủ lớn kim loại biến dạng thắng lực ma sát kim loại khuôn, lực kéo phải thỏa mãn điều kiện : Ứng suất tiết diện khỏi khuô n phải nhỏ giới hạn bền cho phép vật liệu, không làm đứt dây kim loại khỏi khuô n kéo Lực kéo dây xác đònh theo công thức sau : (N) Trong đó: Dụng cụ thiết bò kéo: 2.1 Khuôn kéo: _Gồm khuôn kéo I giá đỡ khuôn II _ Giá đỡ khuô n chế tạo thép cacbon thô ng thườ ng bắt chặt vào máy kéo _Khuôn kéo I chế tạo thép dụng cụ thuộc nhóm thép khuôn dập nguội CD80, CD120 , 120Cr12, 120Cr12Mo, 30CrMnSiA, hợp kim cứng BK8 kim cương _Lỗ khuôn chế tạo gồm phần sau: - Vùng 1: Vùng bôi trơn có hình nón góc 90 chứa chất bôi trơn o để kim loại vào - Vùng 2: Vùng biến dạng có góc nghiêng α Khi kéo dây góc = 240 360 ( thường dùng 260 Tùy thuộc kim loại kéo, chiều dài l > d dây kim loại - Vùng 3: Vùng đònh kính hình trụ để tinh chỉnh lại đường kính dây có chiều dài l3  d - Vùng 4: Vùng có góc để dây thoát khỏi khuôn dễ dàng, không bò xước 2.2 Thiết bị kéo – Máy kéo: Căn vào phương pháp kéo ta chia làm loại : Máy kéo thẳng máy kéo có tang cuộn _Máy kéo thẳng : Dùng kéo sợi ống có đường kính lớn khơng thể cuộn lại Vì ta sử dụng máy kéo thẳng để tính tốn thiết kế kéo ống đường kính nhỏ _Máy kéo có tang cuộn : Máy kéo sợi môt khuôn kéo dùng để kéo sợi thỏi có đường kính từ 4.5-16mm Máy nhiều khuôn không trượt dùng phôi cuộn ống Sau qua khn kéo cuộn len trổng , sau lại qua khuôn kéo cuộn lên trống , cuối qua khuôn kéo Sản phẩm cuộn lên trống Tốc độ đầu khuôn kéo tương ứng với tốc độ trống Để dây kéo căng dùng hệ thống ròng rọc , , 10 11 Máy nhiều khn có trượt khn kéo có tiết diện giảm dần khuôn kéo lăn Sản phẩm cuộn lên trống Sự quay trống đồng thời tạo nên tổng lực kéo khn Trên lăn có , vòng xoắn để cuộn dây qua Chương TÍNH TỐN KHN KÉO VÀ LỰC KÉO Tính tốn số khn kéo đường kính ống kéo qua lỗ khuôn _Để tiến hành kéo ống loại ống có đường kính nhỏ ( vài mm ) ta phải tính tốn hệ số kéo dài cho phép K để thiết lập khuôn kéo để kéo loại ống có đường kính ý muốn Cuộn thép có đường kính đầu : d = 40 mm Lực ma sát : f=0.66 Giới hạn bền thép : σ= 7.4 Áp lực khuôn áp lên kim loại : p ~ Góc biến dạng lỗ khuôn : α= 26 Sau kéo đường kính cuối : d n = mm >>Khi ta tính hệ số kéo dài cho phép K lần kéo : K  1  7, 7,  1  1  1, 55 p (1  f cot gx) 5.(0, 66  cot g 26 ) 5.(0, 66  2, 05) Suy số khuôn kéo : n lg 80  lg  5,91 lg1,55 Làm tròn kết ta số khn kéo n=6 Khi ống thép qua lỗ khuôn kéo với đường kính giảm dần : d 1 80  51, 62(mm) 1,55 d 2 51, 62  33,3(mm) 1,55 d 3 33,3  21.48(mm) 1,55 d 4 21, 48  13,86( mm) 1,55 d 5 13,86  8,94(mm) 1,55 Khi ta chọn lỗ khn kéo có chiều dài theo yêu cầu d  6(mm) l 3 1 d   3(mm) 2 để đường kính ống Tính tốn kích thước lỗ khn : Với lỗ khn kéo chúng có tiết diện giảm dần qua lần kéo đường kính giảm >> Lỗ khn kéo : Đoạn có góc = 90 nơi phôi vào chứa chất bôi trơn Đoạn côn nơi kim loại biến dạng có góc biến dạng   26 , chiều dài l  d � l  80( mm) Đoạn có tác dụng định tính , nghĩa phần định hình dạng kích thước sản phẩm kéo , chiều dài l  1/ 2d  40( mm) Đoạn côn có góc mở = 60 để đầu sản phẩm kéo khơng bị xước Tóm lại , lỗ khn kéo có đoạn quan trọng cần kích thước chiều dài l để xác định Tương tự với lỗ khn ta có : >> Lỗ khn kéo : Đoạn côn với chiều dài l  d � l  51, 62( mm) Đoạn côn với chiều dài l  1/ 2d  25,81(mm) >> Lỗ khuôn kéo : Đoạn côn với chiều dài l  d � l  33,3(mm) Đoạn côn với chiều dài l  1/ 2d  16, 65( mm) >> Lỗ khuôn kéo : Đoạn côn với chiều dài l  d � l  21, 48( mm) Đoạn côn với chiều dài l  1/ 2d  10, 74( mm) >> Lỗ khuôn kéo : Đoạn côn với chiều dài l  d � l  13,86(mm) Đoạn côn với chiều dài l  1/ 2d  6,93(mm) Sau qua lỗ khuôn , đến lỗ khuôn ta chọn đường kính d= mm đáp ứng theo yêu cầu , : >> Lỗ khuôn kéo : Đoạn côn với chiều dài l  d � l  8,94(mm) Đoạn côn với chiều dài l  1/ 2d  3( mm) Như sau lần kéo liên tiếp qua lỗ khuôn cuộn lên trống lỗ khn qua ta kéo sản phẩm có đường kính nhỏ nhiều so vởi đường kính ban đầu mà phương pháp khác thực : Cán , Hàn , Ép … Tính tốn Lực kéo dây ống qua khn Lực kéo phải đảm bảo đủ lớn kim loại biến dạng thắng lực ma sát kim loại thành khuôn , lực kéo phải thỏa mãn điều kiện : ứng suất tiết diện khỏi khuôn phải nhỏ giới hạn bền cho phép vật liệu không làm đứt sợi kim loại khỏi khuôn kéo Lực kéo xác định theo công thức sau : P   F 1.lg F0 (1  f cot g ) F1 α : giới hạn bền kim loại = 7,4 F , F : tiết diện trước sau kéo f : hệ số ma sát = 0,66 >> Lần kéo : � F 0  d02 80  3,14  5024( mm ) 4 F 1  d12 51, 62  3,14  2091(mm ) 4 P   F 1.lg F0 5024 (1  f cot g )  7, 4.2091.lg (1  0, 66.2, 05)  13860( N ) F1 2091 >> Lần kéo : d12 51, 62 F 1   3,14  2091(mm ) 4 F 2  d22 33,3  3,14  870( mm ) 4 � P   F lg F1 2091 (1  f cot g )  7, 4.870.lg (1  0, 66.2, 05)  5769( N ) F2 870 >> Lần kéo : d22 33,3 F 2   3,14  870( mm ) 4 F 3  � d32 21, 48  3,14  362( mm ) 4 P   F 3.lg F3 870 (1  f cot g )  7, 4.362.lg (1  0, 66.2, 05)  2400( N ) F2 362 >> Lần kéo : � F 3  d32 21, 48  3,14  362( mm ) 4 F 4  d42 13,86  3,14  150( mm ) 4 P   F lg F4 362 (1  f cot g )  7, 4.150.lg (1  0, 66.2, 05)  1000( N ) F3 150 >> Lần kéo : d42 13,86 F 4   3,14  150( mm ) 4 F 5  � d52 8,94  3,14  63( mm ) 4 P   F lg F5 150 (1  f cot g )  7, 4.63.lg (1  0, 66.2, 05)  413( N ) F4 63 >> Lần kéo : F 5  d52 8,94  3,14  63( mm ) 4 F 6  d62 62  3,14  28(mm ) 4 � P   F lg F6 63 (1  f cot g )  7, 4.28.lg (1  0, 66.2, 05)  171( N ) F5 28 Xin cám ơn thầy hướng dẫn em hoàn thành đồ án Tài Liệu Tham Khảo CÔNG NGHỆ KIM LOẠI TẬP NXB TRƯỜNG ĐHBK VẬT LIỆU HỌC Tác giả: LÊ CÔNG DƯỠNG- NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT KIM LOẠI HỌC Tác giả : TS NGUYỄN VĂN DÁN – NXB TRƯỜNG DHBK TP.HCM GIÁO TRÌNH CƠNG NGHỆ CÁN KÉO NXB TRƯỜNG ĐHBK ... máy kéo có tang cuộn _Máy kéo thẳng : Dùng kéo sợi ống có đường kính lớn khơng thể cuộn lại Vì ta sử dụng máy kéo thẳng để tính tốn thiết kế kéo ống đường kính nhỏ _Máy kéo có tang cuộn : ... cần gia công so qua phương pháp khác lắp ghép Mặt khác nhờ có độ bóng xác cao nên giảm thời gian gia công , tiết kiệm nguyên vật liệu tạo điều kiện cho gia cơng cắt gọt đạt độ bóng , độ xác... không ngừng nâng cao suất lao động , cải thiện điều kiện lao động cho công nhân , nâng cao khả an toàn sản xuất … Dùng thiết bị có cơng suất lớn gia cơng chi tiết có kích thước khối lượng lớn