Phơng pháp tạo hình bằng máy lốc thực chất là phơng pháp uốn tạo hình liên tục. Trong phơng pháp này, quá trình tạo hình sản phẩm dới tác động của ngoại lực tác động từ từ, sản phẩm đợc hình thành sau một quá trình biến dạng dẻo của vật liệu gia công.
Hầu nh tất cả mọi vật rắn dới tác dụng của ngoại lực dù ít hay nhiều đều có sự thay đổi về kích thớc và hình dạng. Ngời ta gọi biến dạng dẻo là biến dạng d khi quá trình xảy ra không có sự phá huỷ. Trị số biến dạng d đến lúc phá huỷ thì gọi là mức độ dẻo của kim loại. Thực chất biến dạng dẻo là sự chuyển vị của các phần tử kim loại đối với nhau song sự dịch chuyển đó phải xảy ra trong giới hạn là không đợc phá vỡ các mối liên hệ giữa các phần tử kim loại.
Ta nghiên cứu phơng pháp uốn cho một chi tiết đơn giản (chi tiết chữ “V”) để thấy đợc quá trình biến dạng của phôi uốn.
P P
P P
R
Hình 3.5Sơ đồ phơng pháp uốn chữ V.
Đầu tiên, chày chỉ tiếp xúc với phôi từ điểm đầu chày. Trong quá trình chày đi xuống sẽ uốn cong phôi và thu nhỏ dẫn bán kính uốn. Cuối cùng phôi bị kẹp chặt giữa chày và cối, cạnh chữ “V” đợc nắn thẳng và phần đỉnh có bán kính uốn (r) nhỏ nhất theo đầu chày. Nhng thực tế giữa phôi và chày bao giờ cũng có khe hở nhỏ. Vì lực uốn tác dụng chủ yếu ở đầu chày nên quá trình biến dạng dẻo cũng xảy ra ở đó. Bởi vậy, sau khi khử bỏ lực tác dụng thì vật liệu còn có lợng đàn hồi trở lại, biểu hiện ở góc đàn hồi khi uốn.
Các lớp kim loại phía trong góc uốn (phía chày) bị nén và co lại ở hớng dọc và bị kéo ở hớng ngang. Các lớp ngoài (phía cuối) chịu kéo và giãn dài ở hớng dọc và bị nén ở hớng ngang. Giữa các lớp co ngắn và giãn dài là lớp trung hoà. Khi uốn những dải thép hẹp có sự sai lệch rất lớn của tiết diện ngang, bao gồm sự giảm chiều dầy ở chỗn uốn, độ giãn rộng ở trong góc với sự tạo thành độ cong ngang và hiện tợng co mặt ngoài.
Do sự biến mỏng của vật liệu và sai lệch hình dạng tiết diện ngang, 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 sự biến mỏng vật liệu, nhng hầu nh không có sai lệch tiết diện ngang, bởi vì trở kháng của vật liệu có chiều rộng lớn sẽ chống lại sự biến dạng theo hớng ngang.
Phần lớn các trờng hợp uốn xảy ra với trị số biến dạng lớn, kim loại ngoài ứng suất kéo và nén dọc trục, còn có ứng suất nén hớng kính xuất hiện do áp lực của kim loại nén lên các lớp bên trong và đạt đợc trị số cực đại ở lớp trung hoà.
Khi uốn những phôi hẹp (sản phẩm có thành, gân ... ) thì trạng thái biến dạng là khối vì tiết diện ngang của phôi bị biến dạng ở ba hớng. Theo mức độ tăng dần chiều rộng của phôi uốn, biến dạng ngang dần dần giảm đi và trở kháng rất nhỏ do trở kháng qua lớn gây ra bởi chiều rộng của phôi, vì vậy mà thực tế có thể coi bằng không và coi nh biến dạng phẳng. Từ định luật thể tích không đổi, ta suy ra biến dạng giãn dài ở một hớng về trị số bằng biến dạng co ngắn ở hai hớng khác nhau.
Trong phơng pháp uốn ngời ta có thể sử dụng phôi đợc nung nóng hoặc làm nguội tuỳ thuộc vào từng loại vật liệu, hình dáng và kích thớc. Thực tế, để tạo đợc profin của sản phẩm “lagiăng” bằng phơng pháp uốn trên máy tạo hình (ở đây là máy lốc “lagiăng”) ngời ta thờng chọn phơng pháp tâm cung tròn thay đổi theo chiều thẳng đứng.
Phơng pháp này đợc sử dụng khi và chỉ khi thiết kế lỗ hình có phần thẳng ở giữa. có thể sử dụng trong trờng hợp lốc sản phẩm kiểu lòng máng ( sản phẩm đ- ợc thể hiện trong hình vẽ dới đây).
R R
l2
α
Hình 3.6Phơng pháp lốc hình lòng máng.
Trên hình vẽ cho ta thấy hình dáng trung gian của sản phẩm lòng máng, phần l2 nằm ở phần ngang ở dới đáy và bên trên thành của sản phẩm. Khi chiều dầy lớn và phần nằm ngang có độ cứng lớn điều này đợc giải thích với sự uốn dát mỏng lớn dần và xuất hiện vết nứt tại cung uốn cong. Một số sản phẩm có thể
chọn theo phơng pháp công nghệ trên nh sản phẩm hình lòng máng, sản phẩm có biên dạng chữ “C”, biên dạng hình lợn sóng ...