đồ án tốt nghiệp - máy cán thép rằn phi 16

Trong 5 năm học tại trường đại học bách khoa_đại học Đà Nẵng, được sự nhất trí của Khoa em được thầy Nguyễn Đắc Lực giao đề tài tốt nghiệp là : máy cán thép rằn, đườngkính Ø16 mm với các

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG KIM LOẠI

1.2.Biến dạng dẻo của kim loại : 9

1.2.1.Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể: 9

a.Biến dạng đàn hồi:9

b Biến dạng dẻo: 9

1.2.2.Biến dạng dẻo trong đa tinh thể : 11

1.3 Phá huỷ : 11

1.3.1.Phá huỷ trong điều kiện tải trọng tĩnh: 12

1.3.2 Phá huỷ trong điều kiện tải trọng thay đổi theo chu kỳ : 12

1.3.3.Phá huỷ ở nhiệt độ cao : 12

1.4 Các ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tính chất của kim loại, hợp kim : 12

1.4.1 Sau biến dạng dẻo trong kim loại tồn tại hai loại ứng suất dư: 12

a/ Ứng suất dư tế vi :13

b/Ứng suất dư thô đại : 13

1.4.2 Biến dạng dẻo làm biến đổi cơ tính kim loại : 13

1.4.3 Biến dạng dẻo làm biến đổi lý tính, hoá tính của kim loại : 13

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và biến dạng dẻo của kim loại : 14

1.5.1.Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất : 14

1.5.2 Ảnh hưởng của ứng suất dư : 14

1.5.3 Ảnh hưởng của thành phần hoá học và tổ chức kim loại : 14

1.5.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ : 14

1.5.5 Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng: 15

1.5.6 Ảnh hưởng của ma sát ngoài: 15

1.6 Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo : 15

1.7.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo: 18

1.7.2 Định luật thể tích không đổi khi biến dạng dẻo: 18

1.7.3 Định luật trở lực bé nhất: 19

1.7.4 Định luật ứng suất dư: 19

1.7.5 Định luật đồng dạng: 19

1.8.Các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực : 20

1.8.1 Cán kim loại : 21

1.8.2 Kéo kim loại : 22

1.8.3 Ép kim loại : 24

1.8.4.Rèn tự do : 25

1.8.5 Dập thể tích : 26

1.8.6, Dập tấm : 27

CHƯƠNG 2 :LÝ THUYẾT VỀ CÁNKIMLOẠI 27

2.1 khái niệm 27

2.2 quá trình cán và đặc điểm của quá trình cán kim loại 28

2.2.1 định nghĩa 28

2.2.2cơ sỏ quá trình cán 28

2.2.3 Đặc điểm của quá trình cán: 28

2.2.4 Phân loại quá trình cán: 28

2.2.5 Vùng biến dạng và các thông số của vùng biến dạng 29

a Vùng biến dạng: 29

b Các thông số đặc trưng của vùng biến dạng: 29

2.2 6 Các đại lượng đặc trưng cho biến dạng kim loại khi cán 30

2.2.7 Điều kiện để kim loại ăn vào trục khi cán 32

2.2.8 Ma sát trong quá trình cán: 34

a)Ảnh hưởng của trạng thái bề mặt trục: 34

b)Ảnh hưởng của tiết diện thành phần hoá học kim loại cán và trục cán 34

c)Ảnh hưởng của tốc độ cán: 34

d)Ảnh hưởng của nhiệt độ kim loại cán: 34

e)Ảnh hưởng của áp lực: 34

a)Phân loại theo công dụng: 35

b)Phân loại theo cách bố trí thiết bị chính: 35

c)Phân loại theo số lượng và sự bố trí trục cán: 36

2.3.3 Cấu tạo máy cán 36

2.4 Làm nguội kim loại sau khi cán 37

2.5 Sơ đồ qui trình công nghệ chung của một phân xưởng cán:38

2.6 Giới thiệu sản phẩm cán thép và nhu cầu sử dụng 39

3.1 Thiết kế công nghệ:41

3.1.1 Khái niệm về lỗ hình trục cán: 41

3.1.2 Phân loại lỗ hình: 42

a)Phân loại theo hình dáng: 42

b)Phân loại theo công dụng: 42

c)Phân loại theo cách gia công lỗ hình trên trục cán: 43

b)Phân bố lượng giãn dài μ: 48

c)Xác định kích thước của lỗ hình ôvan trước tinh: 49

d)Kích thước của lỗ hình vuông trước lỗ hình ôvan trước tinh: 50

e)Kích thước của lỗ hình ôvan của lần cán thứ hai: 52

f)Xác định lỗ hình vuông khi cán lần đầu tiên: 54

4.3.2 Tính mômen cán và các mômen khác sinh ra khi cán: 69

a)Mômen cán : 69

b)Mômen ma sát: 71

c) Mômen không tải: 73

d)Mômen động M đ : 74

4.3.3 Tính công suất của động cơ: 75

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CỤM KẾT CẤU CHÍNH CỦA MÁY

78

5.1 Thiết kế hộp giảm tốc: 78

5.1.1Phân phối tỉ số truyền: 78

5.1.2 Tính bộ truyền bánh răng cấp nhanh: 80

5.2.1 Xác định các thông số của hộp phân lực: 113

5.2.2 Tính toán thiết kế trục cho hộp phân lực: 116

5.6.1 Nhiệm vụ của bàn năng hạ 140

5.6.2 Sơ đồ động của bàn nâng hạ 141

5.6.3 Nguyên lý làm việc của bàn nâng hạ 141

LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn phát triển hiện nay đồng thời với sự tiến bộ không ngừng của khoa

học _kỷ thuật, tự động hóa Cùng với sự phát triển đó thì ngành cơ khí đóng vai trònòng cốt trong chủ trương phát triển kinh tế _ xã hội của nước ta để phấn đấu đến năm

2020 nước ta chính thức trở thành nước công nghiệp

Ngành Cơ khí nói chung và Cơ khí chế tạo máy nói riêng muốn có phát triển và bềnvững hay không phần lớn dựa vào sự phát triển của ngành luyện kim, trong đó có ngànhluyện cán thép Ngoài ra, đối với công cuộc hiện đại hoá đất nước hiện nay, thép là mộtsản phẩm không thể thiếu trong các ngành kỹ thuật công nghiệp và đặc biệt là trongngành xây dựng Nhu cầu về sản lượng thép ngày một tăng cao, vì vậy tăng năng suất sản

xuất thép là điều tất yếu.

Trong 5 năm học tại trường đại học bách khoa_đại học Đà Nẵng, được sự nhất trí của

Khoa em được thầy Nguyễn Đắc Lực giao đề tài tốt nghiệp là : máy cán thép rằn, đườngkính Ø16 mm với các nội dung chính sau :

 Cơ sở lý thuyết của quá trình biến dạng kim loại

 lý thuyết về cán kim loại

 Thiết kế công nghệ và lỗ hình truc cán

 Thiết kế động học, động lực học máy

 Tính toán thiết kế các cụm kết cấu máy

 Tính năng suất toàn máy

 An toàn vận hành máy

Được sự hướng dẫn tận tình của các thầy giáo trong khoa, thầy hướng dẫn và các anh kỹ

sư đi trước đã giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này, do thời gian có hạn nên kotránh khỏi những thiếu sót nên em mong các thầy cô có thể đóng góp ý kiến và giúp đỡcho em

Em xin chân thành cảm ơn !

Đà Nẵng ngày tháng năm 2012

Cao Thanh Khánh

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG KIM LOẠI

1.1 Khái niệm về biến dạng của kim loại:

Dưới tác dụng của ngoại lực hoặc nhiệt độ, thế năng của nguyên tử trong kim loại

thay đổi sự dịch chuyển của các nguyên tử tạo ra sự biến dạng theo các giai đoạn: biếndạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá huỷ

1.1.1.Biến dạng đàn hồi :

Là biến dạng khi thôi tác dụng lực vật trở về hình dạng ban đầu Khi tăng tải trọng

(tải trọng tác dụng nhỏ hơn Pp)thì biến dạng kim loại l tăng theo tỷ lệ bậc nhất với ứngsuất, là quan hệ tuyến tính theo định luật Hook Trên đồ thị là đoạn OP

1.1.2.Biến dạng dẻo :

Là biến dạng sau khi thôi tác dụng lực biến dạng vẫn tồn tại, nó tương ứng với giaiđoạn chảy của kim loại Biến dạng dẻo xảy ra khi ứng suất của lực tác dụng lớn hơn giớihạn đàn hồi khi tải trọng từ Pp÷Pb thì độ biến dạng dẻo kèm theo biến dạng đàn hồi trên

đồ thị đoạn Pb

1.1.3.Biến dạng phá huỷ :

Khi ứng suất của tác dụng đạt đến giá trị lớn nhất Pb (lớn hơn độ bền của kim loại )thì trong kim loại bắt đầu suất hiện vết nứt tại đó ứng suất tăng nhanh gây nên ứng suấttập trung, kích thước vết nứt tăng lên cuối cùng là phá huỷ kim loại (điểm C trên đồ thị )

Hình 1.1 : đồ thị quan hệ giữa lực và biến dạng

1.2.Biến dạng dẻo của kim loại :

1.2.1.Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể:

Tùy theo cấu trúc tinh thể của mỗi loại, các giai đoạn trên có thể xảy ra với cácmức độ khác nhau Trong đơn tinh thể kim loại, các nguyên tử sắp xếp theo một trật tựxác định, mỗi nguyên tử dao động quang một vị trí cân bằng của nó (a)

a.Biến dạng đàn hồi:

Dưới tác dụng của ngoại lực, mạng tinh thể bị biến dạng Khi ứng suất sinh ratrong kim loại chưa vượt quá giới hạn đàn hồi, các nguyên tử kim loại dịch chuyển khôngquá một thông số mạng (b), nếu thôi tác dụng lực, mạng tinh thể lại trở về trạng thái banđầu

Rõ ràng mặt và phương xảy ra sự trượt phải có liên kết giữa các mặt trượt với nhauphải yếu hơn Các mặt phương thỏa mãn điều kiện này là các mặt phương có mật độnguyên tử lớn nhất, là các mặt phương cơ bản

Nếu như trong mạng tinh thể luôn có lệch thì chúng luôn luôn là nơi xuất phát củacác quá trình trượt, sự trượt tác động đến các nguyên tử ở trên mặt trượt một cách nối tiếpcho nên ở mỗi thời điểm có một số lượng hạn chế các nguyên tử tham gia quá trình trượt

Hình 1.2 : sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể

►Song tinh:

Một phần tinh thể vừa trượt vừa quay đến một vị trí mới, đối xứng với phần cònlại qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh Các nguyên tử kim loại trên mỗi mặt dichuyển 1 khoảng tỷ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh

Trong những điều kiện thường của biến dạng dẻo, song tinh không có vai trò đáng

kể nhưng sẽ tăng lên khi giảm nhiệt độ hoặc tăng tốc độ biến dạng

Ví dụ: đơn tinh thể Cd có ứng suất trượt thực tế là 0,3÷0,7 N/mm2còn gây ra song tinhphải tới 4,22÷3,34 N/mm2

Nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm cho thấy biến dạng dẻo do song tinh gây

ra rất bé, nhưng khi có song tinh trượt sẽ xảy ra nhanh hơn

1.2.2.Biến dạng dẻo trong đa tinh thể :

Kim loại và hợp kim là tập hợp của nhiều đơn tinh thể (hạt tinh thể) Cấu trúc củachúng được gọi là cấu trúc đa tinh thể Trong đa tinh thể biến dạng dẻo có hai dạng: biếndạng trong nội bộ hạt và biến dạng vùng tinh giới hạt

Biến dạng ở vùng tinh giới hạt có các đặc điểm sau:

● Do các định hướng khác nhau nên khi tác dụng tải trọng đa tinh thể, các hạt sẽ biếndạng khác nhau Hạt nào có mạng định hướng thuận lợi cho trượt sẽ bị biến dạng dẻotrước với ứng suất tương đối nhỏ, ngược lại hạt có phương mạng không thuận lợi chotrượt và biến dạng sau với ứng suất lớn hoặc không biến dạng Theo các nghiên cứu chothấy: các mặt trượt tạo với các hướng của ứng suất chínhì một góc xấp xỉ 450 sẽ xảy rabiến dạng một cách thuận lợi nhất ứng với ứng suất bé nhất Giữa các hạt có độ biến dạngkhông đều

● Các hạt trong đa tinh thể không độc lập mà gắn bó với nhau do đó sự biến dạng dẻocủa mỗi hạt luôn luôn có ảnh hưởng đến hạt bên cạnh và chúng bị cản trở, do vậy các hạttrong đa tinh thể có thể bị trượt ngay trong nhiều hệ trượt khác nhau Và xảy ra đồng thời

sự quang của các mặt và các phương trượt

● Vùng biên giới các hạt có sự xắp xếp không trật tự, do đó sự trượt khó phát triển ởđây, vì không hình thành mặt trượt và phương trượt Trong kim loại đa tinh thể, khó cóthể trượt liên tục từ hạt này sang hạt khác

Từ những đặc điểm trên ta rút ra kết luận : làm nhỏ hạt kim loại không những tăng

độ bền mà cả độ dẻo của kim loại và hợp kim

Quá trình biến đạng ở đa tinh thể chủ yếu do các hạt xảy ra trượt và quay tươngđối với nhau Do trượt và quay của hạt, trong các hạt lại xuất hiện các mặt trượt thuận lợimới giúp biến dạng trong kim loại tiếp tục phát triển

1.3 Phá huỷ :

Quá trình biến dạng tăng dần với một mức độ nào đó trong kim loại sẽ phá huỷĐây là một dạng hỏng nghiêm trọng mà không thể khắc phục được Cơ chế của quá trìnhphá huỷ: đầu tiên hình thành và phát triển vết nứt từ kích thước siêu vi mô, vi mô đến vĩ

mô

1.3.1.Phá huỷ trong điều kiện tải trọng tĩnh:

Phá huỷ có thể kèm theo biến dạng dẻo ở mức độ tương đối gọi là phá huỷ dẻo.Phá huỷ dẻo xảy ra với tốc độ nhỏ cần nhiều lực nên ít nguy hiểm

Điêu kiện để phá huỷ dẻo xảy ra là biến dạng dẻo và trạng thái ứng suất kéo 3chiều trong vùng có thắt cục bộ

Phá hủy hầu như không có biến dạng dẻo vĩ mô kéo theo xảy ra tức thời nên khánguy hiểm Bề mặt ngoài đứt khi phá huỷ thường vuông góc với ứng suất pháp lớn nhấtnhư mặt vi mô thì có thể là theo mặt phẳng tinh thể xác định với mặt dòn, ở bên trongmọi hoạt hạt

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phá huỷ là nhiệt độ, tốc đô, biến dạng và tập trungứng suất

Ứng suất cần thiết để phát triển vết nứt :

2 . s

C: kích thích đặc trưng vết nứt ban đầu.

s sức căng bề mặt

1.3.2 Phá huỷ trong điều kiện tải trọng thay đổi theo chu kỳ :

Cơ chế phá huỷ cũng xảy ra bằng cách tạo thành và phát triển vết nứt

Sự phá huỷ mỏi phụ thuộc vào các yếu tố : ứng suất tác dụng số chu kỳ tác dụngcủa tải trọng, yếu tố tập trung ứng suất

1.3.3.Phá huỷ ở nhiệt độ cao :

Sự tạo nên vết nứt dẻo có thể theo cơ chế sau : các hạt trượt lên nhau theo biêngiới có tập trung ứng suất tạo nên vết nứt

1.4 Các ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tính chất của kim loại, hợp kim :

1.4.1 Sau biến dạng dẻo trong kim loại tồn tại hai loại ứng suất dư:

- Ứng suất dư tế vi (loại II,III)

- Ứng suất dư thô đại (loại I)

a/ Ứng suất dư tế vi :

Là loại ứng suất tồn tại trong kim loại sau khi bỏ tải trọng biến dạng và được cân

bằng trong phạm vi từng phần nhỏ của hạt hay trong từng hạt Người ta đánh giá ứng suất

tế vi qua độ xê dịch trung bình của thông số mạng

a

a

 hoặc khoảng cách giữa các mặt

b/Ứng suất dư thô đại :

Là loại ứng suất tồn tại trong cả thể tích kim loại hay ở giữa các phần, sinh ra dobiến dạng không đồng đều trên toàn tiết diện Nói chung ứng suất thô đại là không có lợi,

nó có thể là một trong những nguyên nhân gây ra phá huỷ kim loại Tuy nhiên trong một

số trường hợp, người ta cố tình tạo ra ứng suất dư thô đại theo một quy luật nào đó đểtăng khả năng làm việc của chi tiết kim loại, như tạo ra bề mặt ứng suất nén dư bằng cáchlăn ép, phun bi để làm tăng giới hạn mỏi

1.4.2 Biến dạng dẻo làm biến đổi cơ tính kim loại :

Biến dạng dẻo lằm biến đổi cơ tính kim loại theo hướng tăng bền hay còn gọi làhoá bền( biến cứng), làm tăng giới hạn bền, giới hạn chảy, giới hạn đàn hồi, độ cứng,nhưng làm giảm độ dẻo, độ dai

Nguyên nhân : là do biến dạng dẻo có thể làm tăng độ cứng và giới hạn bềnkhoảng 1,5÷ 3 lần Sự bền hoá( hoá cứng )là phương pháp tốt, có phần đơn giản để làmtăng độ bền, độ cứng của kim loại Tuy nhiên, sự bền cứng ảnh hưởng xấu đến công nghệ: tính gia công cắt và biến dạng dẻo

1.4.3 Biến dạng dẻo làm biến đổi lý tính, hoá tính của kim loại :

Biến dạng dẻo làm tăng xô lệch mạng, làm nhỏ hạt Các yếu tố này làm giảm tínhdẫn điện( tăng điện trở), giảm tính dẫn nhiệt, độ thấm từ, cảm ứng từ dư

Khối lượng riêng kim loại sau biến dạng dẻo có thể tăng lên do bẹp các lỗ khí, rỗco

Kim loại đã qua biến dạng dẻo có hoạt tính hoá học cao hơn trong các phản ứnghoá học, dễ bị ăn mòn

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

Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng củangoại lực mà không bị phá huỷ Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào hàng loạt nhân tốkhác nhau như : trạng thái ứng suất, ứng suất dư, thành phần hoá học và tổ chức kimloại,t0

1.5.1.Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất :

Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo của kim loại Quathực nghiệm cho thấy kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứngsuất nén mặt, nén đường hoặc chịu ứng suất kéo

1.5.2 Ảnh hưởng của ứng suất dư :

Khi kim loại bị biến dạng nhiều, tồn tại ứng suất dư lớn bên trong vật thể sẽ làmtính dẻo của kim loại giảm mạnh (biến cứng) và giảm độ bền, độ dai Nếu ứng suất dưlớn có thể làm vật biến dạng hoặc phá huỷ

Khi nung nóng kim loại đạt nhiệt độ từ 0,25÷0,3 Tr(nhiệt độ nóng chảy)ứng suất

dư và xô lệch mạng giảm làm tính dẻo của kim loại phục hồi trở lại

1.5.3 Ảnh hưởng của thành phần hoá học và tổ chức kim loại :

Thành phần hoá học có ảnh hưởng đến tính dư và biến dạng của kim loại Nóquyết định bởi nguyên tố cơ bản, nguyên tố hợp kim và tạp chất

Nguyên tố cơ bản tạo nên tổ chức cơ sở để quyết định tính dư và biến dạng dẻocủa kim loại và hợp kim Nguyên tố hợp kim tạp với kim loại cơ sở những liên kết kimloại có tổ chức phức tạp làm cho kim loại rất cứng và giòn, đồng thời nó làm xê lệchmạng, làm cản trở quá trình trượt dẫn đến kim loại cũng làm ảnh hưởng lớn đến tính dẻocủa nó

1.5.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ :

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ Khi kim loại ở nhiệt độ caothì các phần tử bị dao động nhiệt làm suy giảm lực liên kết giữa các phần tử, do đó làmtăng tính dẻo của kim loại Đồng thời dao đông nhiệt có khả năng đưa các phần tử từtrạng thái mất cân bằng về trạng thái cân bằng, do đó làm giảm sự xê dịch khử biến cứng

và tăng tính dẻo

1.5.5 Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng:

Tăng tốc độ biến dạng thì làm giảm tính dẻo của kim loại Nếu tốc độ của quátrình biến cứng khi biến dạng lớn hơn tốc độ của quá trình khử biến cứng Ngoài ra tốc

độ của biến dạng tăng còn làm sinh nhiều nhiệt, hiệu ứng nhiệt làm cho kim loại đạt tớinhiệt độ mà tại đó tính dẻo thấp, còn làm tăng cứng lớn hơn tốc độ biến cứng Do hiệuứng nhiệt mà nhiệt độ của kim loại tăng dần lên làm cho kim loại chuyển từ vùng dònsang vùng dẻo

1.5.6 Ảnh hưởng của ma sát ngoài:

Ma sát ngoài làm thay đổi hình thức lực do đó làm thay đổi trạng thái ứng suấtchính của vật thể Ngoài ra ma sát ngoài còn cản trở biến dạng tự do của vật thể, làm chovật thể biến dạng không đồng đều làm tăng lực và công biến dạng Cản trở sự di chuyểncủa kim loại trong khuôn rèn và dập thể tích do đó vật có khả năng làm giảm việc điềnđầìy khuôn

1.6 Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo :

Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có ba dạng ứngsuất chính sau:

- Ứng suất đường : max 1

Trong gia công áp lực thì thường gặp các trạng thái: Ứng suất khối

- Khi chịu ứng suất khối:

2

min max max





Khi kim loại chịu ứng suất đường: max= 2

Nếu 1 = 2 = 3 thì  = 0 và không có biến dạng

Điều kiện biến dạng dẻo: max giớihạn

Khi kim loại chịu ứng suất đường thì trạng thái biến dạng dẻo là:

1  ch max= ch

2

Khi chịu ứng suất mặt thì trạng thái biến dạng dẻo là :   1  2 =ch

Khi chịu ứng suất khối thì trạng thái biến dạng dẻo là :

ch





max  min  Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo

Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau biến dạng đàn hồi Thế năng của biến dạng đàn hồi

Trong đó:

A0 - thế năng để thay đổi thể tích vật thể

Ah - thế năng để thay đổi hình dáng vật thể

Trong trạng thái ứng suất khối,thế năng biến dạng đàn hồi theo định luật Hook xác định

Ở đây  : hệ số Pyacon tính đến vật liệu biến dạng

E : Mođun đàn hồi của vật liệu

Thế năng làm thay đổi thể tích bằng:

Khi cán kim loại, tấm kim loại biến dạng ngang không đáng kể:

Theo (3) ta có: 2 =[ ( 13)] (1.10)

Khi biến dạng dẻo không tính đến đàn hồi, thể tích vật thể không đổi : vậy v =0

Phương trình dẻo (1.16) rất quan trọng để giải các bài toán gia công biến dạng

Tính đến hướng của các ứng suất, phương trình dẻo (1.16) được viết lại :

(  1) (  3)2k (1.17)

1.7 Các định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực.

1.7.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo:

Khi biến dạng dẻo xảy ra đồng thời có cả biến dạng đàn hồi tồn tại Quan hệ giữabiến dạng đàn hồi và lực tác dụng biểu thị bằng định luật Húc

Định luật này giúp chúng ta khi thiết kế hệ thống lỗ hình phải tính đến biến dạngđàn hồi, có nghĩa là kích thước sau khi gia công sẽ khác với kích thước của hệ thống lỗthiết kế

1.7.2 Định luật thể tích không đổi khi biến dạng dẻo:

Thể tích kim loại trước và sau khi biến dạng là không đổi

V1=V2=constV1 và V2 là thể tích kim loại trước và sau khi biến dạng

Là phương trình điều kiện thể tích không đổi

Định luật này có ý nghĩa thực tiễn, nó cho biết chiều dài sau khi biến dạng dướitác dụng của ngoại lực

1.7.4 Định luật ứng suất dư:

Trong bất cứ một kim loại biến dạng nào cũng được sinh ra một ứng suất dư cânbằng nhau Ứng suất dư này tồn tại bên trong vật thể đến khi biến dạng làm giảm tínhdẻo, độ bền và độ dai va đập làm cho vật thể biến dạng hoặc phá huỷ Khi phân tích ứngsuất chính cần tính đến ứng suất dư và khắc phục hậu quả của nó sinh ra

là kích thước, diện tích và thể tích của vật thể 1, a2, b2, c2, F2, v2 là kích thước, diện tích

1.8.Các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực :

Gia công kim loại bằng áp lực là một trong những phương pháp cơ bản để chế tạocác chi tiết máy và các sản phẩm kim loại thay thế cho phương pháp đúc hoặc gia côngcắt gọt

Gia công kim loại bằng áp lực thực hiện bằng cách dùng ngoại lực tác dụng làmcho kim loại ở trạng thái nóng hoặc nguội bị biến dạng dẻo, kết quả là sẽ làm thay đổihình dạng của vật thể kim loại mà không phá huỷ tính liên tục và độ bền của chúng

Đặc điểm của phương pháp gia công kim loại bằng áp lực là:

- Gia công kim loại ở trạng thái rắn

- Là dạng gia công không phoi

- Sau khi gia công, kim loại không những thay đổi hình dạng kích thước mà cònthay đổi về cơ lý tính như: kim loại mịn chặt hơn, hạt kim loại đồng đều hơn, tổ chức củahạt kim loại thay đổi thành tổ chức thớ, khuyết tật do đúc được khử, cơ tính và độ bềncủa kim loại được nâng cao

- Có khả năng cho ra chi tiết có chất lượng bề mặt, độ bóng, độ chính xác cao.Gia công kim loại bằng áp lực có nhiều phương pháp và có thể chia thành 2 ngànhchính:

+ Rèn tự do, rèn khuôn, dập tấm thuộc ngành cơ khí.

Hình thức gia công kim loại bằng áp lực có thể là gia công nóng (nhiệt độ kết thúcgia công lớn hơn nhiệt độ kết tinh lại) hoặc là gia công nguội (nhiệt độ bắt đầu gia côngnhỏ hơn nhiệt độ kết tinh lại)

1.8.1 Cán kim loại :

Cán là phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại được biến dạng qua khe hở

giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau Hình dáng kích thước khe hở giữa hai trục cánquyết định hình dáng kích thước tiết diện ngang của sản phẩm Qúa trình chuyển độngcủa kim loại qua khe hở giữa trục cán là nhờ ma sát sinh ra giữa hai trục cán và kim loạicần gia công

Hình 1.5 : sơ đồ cán

Sản phẩm chia làm 4 loại (loại tấm,loại hình,ống,đặc biệt )

+ Loại tấm gồm các tấm mỏng, chiều dày từ 0,2 - 3,75 mm loại tấm dày: 4 - 60

mm, loại cuộn dày từ (0,2 - 2 ) mm

+ Loại hình: bao gồm các loại có tiết diện đơn giản : vuông , tròn , chữ nhật , lụcgiác

+ Loại ống: bao gồm các mối hàn và các loại ống không có mối hàn

+ Loại đặc biệt: loại này được dùng trong ngành đặc biệt như chế tạo ôtô, tàu thuỷ,máy bay

Sơ đồ công nghệ cán một số thép thông dụng :

Hình 1.6 : máy cán thép dày

+ Đặc điểm: -Kéo sợi có thể thực hiện ở trạng thái nóng hoặc nguội.

-Kéo sợi cho ta sản phẩm có độ chính xác cấp 2÷4 và độ bóng ∇4÷∇9

+ Công dụng:-Kéo sợi dùng để chế tạo các thỏi,ống,sợi bằng thép và kim loại màu

-Kéo sợi còn dùng gia công tinh các mặt ngoài các ống cán có mối hàn vàmột số công việc khác

* Quá trình kéo sợi:

Tùy theo từng kim loại, hình dáng lỗ khuôn, mỗi lần kéo tiết diện có thể giảmxuống 15% đến 35% Tỷ lệ giữa đường kính trước và sau khi kéo gọi là hệ số kéo dài :

) cot 1 (

 :giới hạn bền của kim loại (N/mm2)

α góc nghiêng của lỗ khuôn

P: áp lực của khuôn ép lên kim loại (N/mm2)

f: hệ số ma sát

Kéo sợi có thể kéo qua một hoặc nhiều lỗ khuôn kéo nếu tỷ số giữa đường kínhphôi và đường kính sản phẩm vượt quá hệ số kéo cho phép Số lượt kéo có thể được tínhtoán như sau:

Hình 1.9 : Máy kéo sợi thẳng

1 Kim loại 2 Khuôn kéo 3.Cơ cấu kéo 4 Xích

Hình 1.10.Máy kéo có tang cuộna.Máy kéo một khuôn,b.Máy kéo nhiều khuôn không trượt

c.Máy kéo nhiều khuôn có trượt

1.8.3 Ép kim loại :

*Nguyên lý chung :

Ép là phương pháp chế tạo các sản phẩm kim loại bằng cách đẩy kim loại chứatrong buồng ép kín hình trụ, dưới tác dụng của chày ép kim loại biến dạng qua lỗ khuôn

ép có tiết diện giống tiết diện ngang của chi tiết

Hình 1.11.Sơ đồ nguyên lý ép kim loạia,b.Ép sợi thanh,c.Ép ống

1.Piston,2.Xilanh,3.Kim loại,4.Khuôn ép,5.Lõi tạo lỗ

Vật liệu chế tạo khuôn là thép hợp kim chứa W,V,Mo,Cr,vv hoặc hợp kim cứng

*Đặc điểm và ứng dụng :

Ép là phương pháp sản xuất các thanh thỏi có tiết diện định hình có năng suất cao,

độ chính xác và độ nhẵn bề mặt cao Trong quá trình ép kim loại chủ yếu chịu ứng suấtnén nên tính dẻo tăng, do đó có thể ép được các sản phẩm có tiết diện ngang phức tạp.Nhược điểm của phương pháp là kết cấu ép phức tạp, khuôn ép yêu cầu chống mòn cao.Phương pháp nàyđược ứng dụng rộng rãi để chế tạo các thỏi kim loại màu có d=5÷200

mm, các ống có đường kính ngoài đến 800 mm, chiều dày từ 1,5÷8 mm và một số profinkhác.

1.8.4.Rèn tự do :

Thực chất, đặc điểm của rèn tự do :

Thực chất: Rèn tự do là phương pháp gia công áp lực mà kim loại biến dạngkhông bị khống chế bởi một mặt nào khác ngoài bề mặt tiếp xúc giữa phô kim loại vớidụng cụ gia công Dưới tác dụng của lực do búa gây ra và phản lực từ đe, khối kim loạibiến dạng, sự biến dạng chỉ bị khống chế bởi hai mặt trên và dưới, còn các mặt xungquanh hoàn toàn tự do

Hình 1.13.Sơ đồ rèn tự do1.Búa,2.Khối kim loại,3.ĐeĐặc điểm: - Độ chính xác,độ bóng bề mặt chi tiết không cao

- Chất lượng và tính chất kim loại từng phần của chi tiết khó đảm bảogiống nhau nên chỉ gia công các chi tiết đơn giản hay các bề mặt không định hình

- Chất lượng sản phẩm phụ thuộc tay nghề công nhân

- Thiết bị và dụng cụ rèn tự do đơn giản

- Rèn tự do được dùng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc hay hàng loạtnhỏ Chủ yếu dùng cho sửa chữa và thay thế

Theo đặc tính tác dụng lực, các máy dùng để rèn tự do được chia ra: máy tác dụnglực va đập(máy búa), máy tác dụng lực tĩnh(máy ép) Trong đó máy búa hơi là thiết bịđược sử dụng phổ biến nhất.

 Chế tạo phôi có hình dạng phức tạp hơn rèn tự do

 Năng suất cao, dễ cơ khí hóa và tự động hóa

 Độ chính xác và độ bóng bề mặt phôi cao

 Chất lượng sản phẩm đồng đều, ít phụ thuộc tay nghề công nhân

Nhược điểm:

 Thiết bị cần có công suất lớn, độ cứng vững và độ chính xác cao

 Chi phí chế tạo khuôn cao, khuôn là việc trong điều kiện nhiệt độ và áp lực lớn

Hình 1.14 :Sơ đồ kết cấu một bộ khuôn rèn1.Khuôn trên,2.Rãnh chứa ba-via,3.Khuôn dưới,4.Chuôi đuôi én,

5.Lòng khuôn,6.Cửa ba-via

*Thiết bị dập thể tích

+ Máy búa hơi nước-không khí nén:Làm việc với hơi nước áp suất 7÷9 at hoặc không

khí nén có áp suất từ 6÷8 at, trọng lượng phần rơi từ 500kg đến 43 tấn

+ Máy ép thủy lực: Ưu điểm của máy ép thủy lực là: lực ép lớn, chuyển động của đầu

ép êm và chính xác, điều khiển hành trình ép và lực ép dễ dàng Nhược điểm của nó làchế tạo phức tạp, bảo dưỡng khó khăn

+ Máy ép trục khuỷu: Máy ép trục khuỷu có lực ép từ 16÷10000 tấn.

1.8.6, Dập tấm :

*Thực chất, đặc điểm và công dụng

Thực chất: dập tấm là phương pháp gia công áp lực tiên tiến để chế tạo các sảnphẩm hoặc chi tiết bằng vật liệu tấm, thép bản hoặc thép dải Dập tấm được tiến hành ởtrạng thái nguội (trừ thép C có s>10mm)nên còn gọi là dập nguội

Vật liệu dùng trong dập tấm thường là: thép cacbon, thép hợp kim mềm, đồng nhôm vàhợp kim của chúng… vật liệu phi kim như: giấy cactong, ebonit, amiang…

Đặc điểm: - Năng suất lao động cao do dễ cơ khí hóa và tự động hóa

- Chuyển động của thiết bị đơn giản, công nhân không cần trình độ cao,đảm bảo độ chính xác cao

- Có thể dập được những chi tiết phức tạp và đẹp, có độ bền cao…

Công dụng: dập tấm được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt làcông nghiệp chế tạo máy bay, nông nghiệp, ô tô, thiết bị điện…

*Thiết bị dập tấm

Máy ép trục khuỷu

Máy ép thủy lực

CHƯƠNG 2 : LÝ THUYẾT VỀ CÁN KIM LOẠI

2.1 Khái niệm

Cán là một phương pháp chủ yếu trong kỹ nghệ gia công áp lực gần 3/4 khối lượng thépđược sản xuất ra từ các nhà máy luyện kim là sản phẩm của cán với tác dụng:Tấm, hình,ống, dạng đặc biệt khác với các phương pháp gia công áp lực khác

( kéo, ép, rèn, dập ) quá trình biến dạng kim loại khi cán được thực hiện bởi sự quay liêntục của các trục cán, vì vậy cán là một phương pháp có năng suất cao Các máy cán hiệnđại có khả năng Cơ Khí Hóa và Tự Động Hóa rất cao Vận tốc trục cán đạt đến

) /

Ở nước ta hiện nay, đã có các trung tâm luyện cán thép tại Thái Nguyên, BiênHòa, Đà Nẵng và đang xây dựng để đưa vào sản xuất các nhà máy thép tại Hải Phòng,Quãng Ngãi, Thành phố Hồ Chí Minh

2.2 Quá trình cán và đặc điểm của của quá trình cán kim loại :

2.2.1.Định nghĩa :

Là quá trình gia công kim loại bằng bằng áp lực trong đó kim loại bị biến dạng dẻoliên tục giữa các vật thể quay tròn, được gọi là trục cán

2.2.2.Cơ sở của quá trình cán:

Cơ sở của quá trình cán là dựa vào sự biến dạng dẻo của kim loại để tạo ra nhữngsản phẩm có hình dạng và kích thước theo yêu cầu thông qua các lổ hình trên trục cán

2.2.3 Đặc điểm của quá trình cán:

Quá trình cán là một quá trình tạo phôi kim loại bằng phương pháp gia công áp lực

do đó nó có đầy đủ các đặc điểm của phương pháp gia công áp lực:

- Quá trình cán là quá trình gia công không phoi

- Trong quá trình làm việc, kim loại bị thay đổi về tổ chức tế vi; hạt kim loại bịkéo dài theo hướng cán thành sớ, tính chất cơ lý cũng thay đổi: kim loại có tính dịhướng

- Phôi di chuyển và biến dạng nhờ sự quay liên tục của trục cán và ma sát giữatrục cán với phôi

- Hình dạng sản phẩm cán phụ thuộc và lổ hình giữa hai trục cán

2.2.4 Phân loại quá trình cán:

Tuỳ theo cơ sở dựa vào để phân loại mà người ta có các kiểu:

a Phân loại theo chuyển dịch tương đối của kim loại so với trục cán: Gồm 3 dạng:

- Cán dọc

- Cán ngang

- Cán nghiêng (cán ngang xoắn)

b Phân loại theo trạng thái kim loại biến dạng:

Dựa vào nhiệt độ của kim loại khi biến dạng mà phân ra làm 2 loaị là cán nóng vàcán nguội

c Phân loại theo thông số đặc trưng trong biến dạng:

Chia làm 2 loại

- Cán đối xứng: Khi mọi yếu tố của quá trình cán giống nhau trên cả hai trục

- Cán không đối xứng: Khi có một vài yếu tố của quá trình cán trên hai trục khônggiống nhau

d Phân loại theo sản phẩm cán:

- Cán phôi: tạo ra các thỏi kim loại để tiếp tục gia công theo các phương phápkhác, hoặc cán thô.

- Các hình: tạo ra các sản phẩm hình như cán thép chữ I, U, L…

- Cán tấm: sản phẩm tạo ra dạng tấm

- Cán ống: Cán ra các ống thép trụ tròn rỗng

e Phân loại theo mức độ liên tục:

- Cán không liên tục: là sản phẩm cán bị gián đoạn trong các lần cán

- Cán liên tục: phôi được cán một cách liên tục cho đến thành phẩm

- Cán bán liên tục

2.2.5 Vùng biến dạng và các thông số của vùng biến dạng

a Vùng biến dạng:

Khi hai cán trục quay liên tục và ngược

chiều nhau, nhờ ma sát mà vật cán được ăn

vào liên tục và được biến dạng Bề mặt của

kim loại tiếp xúc với trục cán gọi là vùng

tiếp xúc, phần kim loại nằm trong vùng tiếp

xúc gọi là vùng biên dạng

Như vậy vùng biến dạng là vung kim

loại xảy ra biến dạng dẻo, nằm trong phạm vi

tác dụng của trục cán Theo hình vẽ, vùng

ABCD là vùng biến dạng

b Các thông số đặc trưng của vùng biến dạng

+ Góc : là góc ăn kim loại

+ ltx = AB= CD là chiều dài của vùng biến dạng

+ h1, h2: chiều cao của vật trước và sau khi cán

+ b1, b2:chiều rộng của vật trước và sau khi cán

+ l1, l2: chiều dài của vật trước và sau khi cán

2.2.6 Các đại lượng đặc trưng cho biến dạng kim loại khi cán

Xét một vật thể kim loại có tiết diện hình chữ nhật có chiều dài l được cán giữa haitrục cán phẳng

Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 29

Hình 1.15: Sơ đồ vùng biến dạngcủa kim loại khi cán

a)Biến dạng theo chiều cao:

- Lượng ép tuyệt đối h:

h=h1-h2(mm)

- Lượng ép tương đối %:

= 100 % 1

- Mối quan hệ giữa h,  và l:

Từ hình 1.4 ta có:

BE h h h

2 1



R R OE OB

Vì  quá nhỏ nên

2 2 sin 

2



R h

Thay  từ () vào ta có:

h D

l  

Chiều dài cung tiếp xúc tỉ lệ thuận với D và h

b)Biến dạng theo chiều rộng:

- Lượng giãn rộng tuyệt đối: bb2  b1(mm)

- Lượng giãn rộng tương đối: 100 %

Công thức tính lượng giãn rộng của Baxtino:

+Đối với lượng giãn rộng tự do (khi cán phẳng)

) 2

( 2 15 , 1

h h R h

h n

1Trong đó:

+ n=0,30,5 là hệ số phụ thuộc kiểu dáng lỗ hình và phôi cán trong lỗ hìnhđó

+ Các giá trị R, h, h1 là các giá trị trung bình

 luôn lớn hơn 1 vì l2 luôn lớn hơn l1

Quan hệ giữa hệ số giãn dài() và lượng ép() theo công thức sau:

% 100 ).

1 1 (



  

Từ 3 hệ số ,  và  ta thấy rằng:

1

.

.

.

1 2

1 1 1

2 2 2

l b h

n

F

F l

l

 ()Trong đó:

tổng : hệ số giãn dài tổng cộng của vật cán sau n lần cán

ln, lo : chiều dài của vật cán sau n lần cán và của lúc ban đầu

Fo, Fn : diện tích tiết diện của phôi cán ban đầu và của thành phẩm sau n lần cán

F F

2

1 1

n n F

F lg lg 

Vậy

tb n

F F

n

 lg

.

sin

f N T

T

N N

x  



f R

h 

b)Các phương pháp làm cho vật cán dễ ăn vào trục cán khi cán dọc:

Từ điều kiện f> để vật cán dễ ăn vào trục ta tìm các biện pháp để tăng f và giảm

+ Giảm h nhờ đập bẹp đầu phôi

+ Tăng đường kính D của trục cán

Trong thực tế, phương pháp làm tăng hệ số ma sát f người ta thường dùng hơn

2.2.8 Ma sát trong quá trình cán:

Ta xét đến ma sát sinh ra tại tiết diện cán Nó là nguyên nhân chính giúp cho thépđược ăn vào liên tục và hình thành quá trình cán

Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số ma sát tai tiết diện cán:

a)Ảnh hưởng của trạng thái bề mặt trục:

Độ bóng bề mặt và độ cứng bề mặt trục càng cao thì hệ số ma sát càng giảm.Khi cán vật liệu mềm thường xảy ra dính trục nên làm tăng hệ số ma sát

b)Ảnh hưởng của tiết diện thành phần hoá học kim loại cán và trục cán

Khi cán nóng thép, hàm lượng Cacbon trong thép tăng thì hệ số ma sát giảm vàngược lại khi Mn tăng thì hệ số ma sát tăng

c)Ảnh hưởng của tốc độ cán:

Quan hệ giữa tốc độ cán với hệ số ma sát thể hiện ở biểu đồ hình bên

d)Ảnh hưởng của nhiệt độ kim loại cán:

- Nếu to=500oC800oC thì f tăng do tạo ra vẩy oxít cứng

- Nếu to>800oC thì tạo ra vẩy oxít mềm đóng vai trò như chất bôi trơn nên làm hệ

số ma sát giảm

e)Ảnh hưởng của áp lực:

Khi cán nguội, áp lực tăng thì hệ số ma sát giảm.

f)Ảnh hưởng của hình dạng lỗ hình:

Lỗ hình làm tăng hệ số ma sát

g)Ảnh hưởng của điều kiện cán:

Hệ số ma sát khi ăn vào lớn hơn khi cán đã ổn định

Khi cán có chất bôi trơn thì hệ số ma sát giảm

2.3 Máy cán :

2.3.1 Định nghĩa

Tổ hợp các máy móc và thiết bị như nguồn năng lượng, các bộ phận truyền động,giá cán có chứa các trục cán,… để cho ra được các sản phẩm cán bằng kim loại gọi làmáy cán kim loại

+ Máy cán hình cỡ nhỏ: f=250350 mm

- Máy cán tấm: Tuỳ theo chiều dày sản phẩm dạng tấm tạo ra mà có máy cán tấmdày (b4 mm), máy cán tấm mỏng (b=0,23,75 mm) và máy cán tấm cực mỏng (b<0,2mm)

Có các giá cán bố trí thành một hay nhiều hàng ngang Tuỳ thuộc ý đồ công nghệ

mà nó được dẫn động từ một hay nhiều động cơ

- Máy cán nhiều trục: có thể 4, 6, 12 hay 20 trục …Máy này thường dùng để cántấm với độ chính xác cao.

- Máy cán vạn năng: trục bố trí vừa ngang, vừa thẳng đứng, có khi nghiêng mộtgóc trong mặt phẳng ngang Dùng để cán loại thép hình đặc biệt

2.3.3 Cấu tạo máy cán

Máy cán thường gồm có các bộ phận chính sau:

1- Động cơ: dùng rộng rãi là động cơ điện xoay chiều 3 pha không đồng bộ

2- Bánh đà: đối với máy cán 1 chiều thì đặt thêm bánh đà để làm đều chuyển độngcho máy giữa những lần cán phôi Nghĩa là bánh đà sẽ tích luỹ năng lượng khi chạykhông tải và sẽ bù một phần năng lượng khi máy mang tải Giúp ổn định tốc độ cán Khimômen cán thay đổi không nhiều người ta có thể không lắp bánh đà

5- Hộp phân lực: dùng để chia đều momen quay cho các trục cán

Đường kính vòng lăng của bánh răng hộp phân lực gọi là đường kính danh nghĩacủa máy cán

6- Trục truyền: truyền momen xoắn từ hộp phân lực đến các trục cán

Hình2.4: Sơ đồ động máy cán

7- Trục cán: cấu tạo gồm 3 phần: thân, cổ và đầu trục Thân trục cán có dạng trơnhoặc có rãnh tạo lỗ hình.

8- Gía cán: là bộ phận cơ bản của máy cán

Bao gồm thân giá cán và các chi tiết khác như trục cán, gối đỡ trục cán, cơ cấuđiều chỉnh lượng ép, các cơ cấu dẫn hướng, … được lắp đặt trên thân giá cán

2.4 Làm nguội kim loại sau khi cán.

Tuỳ theo thành phần hoá học và cấu trúc tế vi của kim loại, chế độ cán, dạng sảnphẩm, yêu cầu về cơ lý tính của sản phẩm, yêu cầu sử dụng sản phẩm mà chọn chế độlàm nguội thích hợp sau khi cán Có 4 dạng làm nguội sau:

- Làm nguội bằng không khí: dùng cho kim loại màu và thép cacbon thấp và trungbình

- Làm nguội chậm trong các lò ủ, dùng cho thép hợp kim

- Làm nguội tăng dần: làm nguội trong nước sau khi thu sản phẩm

- Làm nguội nhanh: làm nguội ở nhiệt độ tôi trong môi trường tôi

2.5 Sơ đồ qui trình công nghệ chung của một phân xưởng cán:

Đây là sơ đồ qui trình công nghệ đầy đủ cho một dây chuyền công nghệ lớn cókhả năng sản xuất ra nhiều chủng loại sản phẩm với sản lượng từ một đến vài triệutấn/năm

Tuỳ theo năng lực sản xuất của từng nhà máy mà sẽ có một qui trình công nghệ cụthể riêng

2.6 Giới thiệu sản phẩm thép cán và nhu cầu sử dụng

a) Giới thiệu sản phẩm thép cán :

Ngày nay khi đời sống con người càng được nâng cao thì nền kinh tế phải kiêpthời đáp ướng đầy đủ những nhu cầu về sử dụng thép trong công nghiệp mà đặc biệt làngành cơ khí nắm vai trò chủ yếu Sản phẩm các được sử dụng khắp mọi nơi, từ cácngành công nghiệp chế tạo ôtô, xe lửa, máy cày, xe tăng, trong công nghiệp chế tạo máybay, tên lửa, trong chế tạo tàu thủy đến các ngành công nghiệp xây dựng dân dụng, xây

Chuẩn bị thỏi

Nung thỏi

Cán phá

Cắt đầu đuôi và cắt đoạn

Cán phôi

Cất, làm nguội, chuẩn bị phôi

Nung

Cán hình Làm nguội

Tinh chỉnh, thu nhận sản phẩm

Cán tấm dày Cán tấm mỏng

dựng cầu đường, phát thanh truyền hình, thông tin liên lạc, trong công nghiệp dân dụng

… vì vậy mà ngành cán được chú ý và phát triễn mạnh trên thế giới

Vật liệu được dùng chủ yếu trong ngành công nghiệp cán là thép và các kim loạimàu như vàng, bạc, đồng, nhôm, kẽm, thiếc…để xây dựng những dàn khoan trên biển, đểlàm kết cấu bêtông cốt-thép cho những ngôi nhà cao trọc trời, để chế tạo đường dây cápđiện, đường ray xe lửa các loại thép không rỉ có thể dùng làm nồi , xong , chảo , trang trínội thất …

Sản phẩm cán có nhiều chủng loại khác nhau như thép hình, thép tấm, thép ống, bitròn, bánh xe lữa, thép gai xây dựng …

Thép tấm được dùng nhiề trong các nhà máy chế tạo tàu thủy, ô-tô, máy kéo, máybay, trong ngành dân dụng được chia làm 3 nhóm :

 Thép tấm dày : s = 4÷60 mm; B = 600÷5000mm; L = 4000÷ 12000mm.

 Thép tấm mỏng : s = 0,2 ÷ 4 mm; B = 600÷ 2200mm.

 Thép tấm rất mỏng ( thép lá cuộn ) : s = 0,001÷0,2mm; b =

200÷1500mm; L = 4000÷60000mm

 Thép ống : được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp dầu khí, thủy lợi,

xây dựng… chúng được chia thành 2 nhóm :

* Ống không hàn : là loại ống được cán ra từ phôi thỏi ban đầu có đường kính f =

200 ÷ 350 mm; chiều dài L = 2000÷4000mm

* Ống cán có hàn : được chế tạo bằng cách cuốn tấm thành ống sau đó cán

để hàn giáp mối với nhau Loại này đường kính đạt đến 14mm

Thép hình có rất nhiều chủng loại, có sản phẩm vói tiết diện đơn giản, như thépống , thép trong, thép gai dùng trong xây dựng, thép tấm cũng có những sản phẩm với tiếtdiện phức tạp : như thép chữ U, I, C…

Hình 2.5 : một số loại sản phẩm cán hình

b) nhu cầu sử dụng :

Trước đây do nhu cầu cuộc sống còn thấp công nghệ chưa phát triễn vấn đề sửdụng thép chưa được quan tâm nhiều mặt khác do công nghệ cán thép còn lạc hậu, mangtính chất thủ công chưa được công nghiêp hóa, hiện đại hóa, năng suất thấp nên sản phẩmthép chưa được sử dung nhiều Ngày nay do sự phát triễn của khoa học kỹ thuật, nhu cầu

về thép đặc biệt là thép xây dựng ngày càng cao Sản phẩm thép không thể thiếu trongđời sống con người phục vụ cho ngành công nghiệp chết tạo máy, đóng tàu, xây dựng …

du nhu cầu sử dụng thép là rất lớn nên vấn đề đặt ra là phải làm sao nâng cao năng suấtcán thép đòi hỏi phải có những máy cán thép có năng suất cao đáp ứng nhu cầu ngàycàng cao của của con người góp phần vào công cuộc công nghiệp hóc hiện đại hóa nướcnhà đưa đất nước ngày càng phát triễn do đó ngành cơ khí là một ngày không thể thiếutrong nề kinh tế quốc dân