Đối với máy lốc có profin dạng phức tạp ngời ta thờng chia trục tạo hình thành hai nhóm trục khác nhau đó là:
- Nhóm trục gia công sơ bộ.
- Nhóm trục tham gia vào quá trình tinh chỉnh biên dạng sản phẩm.
1. Tham khảo một số biên dạng trên trục tạo hình sơ bộ của một số máy lốctơng tự. tơng tự.
Trong một số máy lốc ngời ta thờng thiết kế biên dạng lô trên và lô dới của các trục tạo hình sơ bộ tơng ứng với biên dạng của sản phẩm qua từng bớc công nghệ trên máy.
a b
Hình 4.2Mặt cắt của một số biên dạng trục gia công trên máy lốc Lagiăng.
Dạng lỗ hình (Hình 4.2a) trên đây cho ta thấy quá trình tạo hình ổn định hơn vì áp lực gây lên từ hai phía của cặp lô tạo hình tác động lên phôi sẽ phân bố đều trên bề mặt của phôi. Tuy nhiên trong quá trình gia công giữa phôi và trục tạo hình có chuyển động tơng đối với nhau do đó nếu bố trí nh vậy thì ma sát giữa phôi và lô tạo hình rất lớn tạo điều kiện cho quá trình mài mòn diễn ra nhanh hơn.
Với những máy lốc có yêu cầu tạo hình lớn, gia công những vật liêu có cơ tính cao và đòi hỏi gia công chính xác kích thớc của sản phẩm ngời ta thờng bố trí theo kiểu ngợc (Hình 4.2b) để quá trình bôi trơn và làm mát các lô tạo hình đợc thuận lợi.
Để giảm ma sát giữa các lô tạo hình với phôi, nhiều máy lốc không sử dụng lô liền mà trên mỗi trục tạo hình bố trí nhiều phần lô đợc ghép với nhau, do kích th- ớc đờng kính ở các phần lô trên trục không bằng nhau, do vậy giữa các phần lô có đờng kính không bằng nhau thì chúng có vận tốc dài (tơng ứng với mỗi giá trị khác nhau của bán kính lô tạo hình) khác nhau (vì có số vòng quay nh nhau) vì vậy trong quá trình tạo hình sản phẩm luôn có hiện tợng trợt giữa phôi và lô tạo hình, nên có thể bố trí thêm ổ lăn vào nơi tiếp giáp giữa các lô trên trục với nhau rất có lợi vì giảm đợc ma sát và giảm sự mài mòn giữa phôi và lô tạo hình trong quá trình gia công, tuy nhiên giải pháp này chỉ áp dụng với những máy cần gia
công chính xác sản phẩm, còn đối với những sản phẩm không đòi hỏi độ chính xác cao thì giải pháp này rất tốn kém, làm tăng giá thành của máy và rất khó khăn cho quá trình chế tạo trục tạo hình.
Đối với máy lốc “Lagiăng” ngời ta thờng thiết kế biên dạng của lô dới theo biên dạng của sản phẩm sao cho tơng ứng với từng bớc công nghệ.
2. Thiết kế kết cấu trục tạo hình của máy lốc Lagiăng.
Với yêu cầu của đề tài là kích thớc của sản phẩm có thể thay đổi. Ta không thể thiết kế các cặp lô có kích thớc thay đổi theo kích thớc của sản phẩm. Cứ mỗi loạt sản phẩm có kích thớc khác nhau phải thay đổi các cặp lô trên trục của máy với kích thớc tơng ứng, vì vậy ta phải chế tạo trục lô dài hơn và có bạc lót ở hai đầu trong quá trình thay thế sẽ thay thế bạc lót.
2.1 Tính toán thiết kế lô tạo hình thô.
Thiết kế lô tạo hình có đờng kính xác định làm sao để đảm bảo quá trình lốc không gây ra những h hỏng của sản phẩm, đờng kính của quả lô phụ thuộc vào nhiều yếu tố một trong số những yếu tố đó là:
- Quá trình lốc phải đảm bảo mômen xoắn trên trục, lực ép và ma sát trên trục nhằm đảm bảo quá trình tạo hình của sản phẩm.
- Kích thớc của các trục tạo hình việc lắp then và đờng kính của các cặp bánh răng.
Vì vậy quá trình tính toán đờng kính các quả lô dựa trên sự tạo hình của sản phẩm qua các bớc công nghệ và tính toán các chi tiết then, bánh răng và các điều kiện khác để đảm bảo yêu cầu của tất cả các chi tiết
2.2 Tính toán thiết kế kết cấu các trục gia công sửa đúng.
Khi góc phôi qua bớc tạo hình cuối cùng ta sử dụng các lô tạo hình sửa đúng để tạo hình chính xác cho sản phẩm. Các trục tạo hình này không khác gì so với các cặp trục gia công thô.
Để có đợc góc sản phẩm có profin phức tạp nh chi tiết ta phải thiết kế sao cho khi phôi ra khỏi cặp trục tạo hình cuối cùng mà độ lớn của góc sản phẩm đạt đợc nh đã thiết kế. Vì vậy khi thiết kế phải quan tâm tới góc phục hồi của phôi kim loại. Sự phục hồi là do phần kim loại bị uốn cong không hoàn toàn biến dạng dẻo mà nó tồn tại biến dạng đàn hồi, nên khi không còn sự tác động của lực uốn nữa thì góc của sản phẩm không hoàn toàn theo yêu cầu mà nó thờng mở rộng ra theo một góc nhất định, khi đó góc của sản phẩm vợt quá giá trị đã định. Hiện tợng đó gọi là hiện tợng phục hồi của góc tạo hình khi lốc.
Sự phục hồi đàn hồi thờng đợc biểu diễn bằng sự thay đổi của góc lốc. Để có đợc góc lốc của chi tiết là α0 ta phải lốc tạo hình với góc là α. Góc đàn hồi đợc biểu thị bằng công thức:
0
2
α α
β = − .
Góc đàn hồi β có thể xác định bằng nhiều phơng pháp: tính toán giải tích hoặc lấy theo kinh nghiệm. Khi gia công trên máy lốc, trị số của góc đàn hồi phụ thuộc vào tính chất đàn hồi của vật liệu, vào mức độ biến dạng khi lốc, góc lốc và phơng pháp lốc.
Khi lốc dạng phức tạp ta có thể tính tơng đối theo công thức: . 0,75. . . l T tg k S E σ β = . Trong đó:
β: là góc hồi phục đàn hồi một phía.
k: hệ số xác định vị trí lớp trung hoà (phụ thuộc vào tỉ số r
S ). l: khoảng cách giữa các điểm tựa.
σT: giới hạn chảy của vật liệu. E: mô đun đàn hồi.
E = 2,1.105.
Thay các giá trị vào công thức trên ta có:
5 . 180.45 0,75. 0,75. . . 0,1.4.2,1.10 T l tg k S E σ β = = = 0,041. ⇒β = arctg0,041 = 2021’
Vậy để đảm bảo góc của sản phẩm nh đã thiết kế phần góc yêu cầu ta phải chế tạo trên hai cặp lô tạo hình V và VI thì bố trí trục tạo hình thứ V góc β = 2021’ còn cặp trục tạo hình thứ VI sử dụng đúng biên dạng của chi tiết cặp trục này có tác dụng tinh chỉnh lại lần cuối sao cho sản phẩm có đợc hình dáng nh đã thiết kế ban đầu.
Các góc độ ở các phần uốn của quả lô thứ V đợc lấy theo phần trăm chiều dài đoạn l tơng ứng để đảm bảo yêu cầu của hiện tợng đàn hồi của vật liệu trong quá trình lốc.