Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói

Ứng suất dư chính là nội lực tồn tại trong kim loại sau mỗi quá trình gia công bất kỳ sự tồn tại của ứng suất dư bên trong vật thể biến dạng sẽ làm cho tính dẻo của vật kém đi.. Biến dạn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn: ThS LƯU ĐỨC HÒA

Sinh viên thực hiện: PHAN VĂN NGỌC

Đà Nẵng, 2017

từ nước ngoài Để có những sản phảm đến với người tiêu dùng có mẫu mã đẹp,kích thước như mong muốn và giá thành phù hợp thì việc thiết kế chế tạo ra “Máy cán uốn

tôn sóng ngói” là cần thiết

Sau một thời gian dài nghiên cứu ,tìm hiểu được sự giúp đỡ ,gợi ý của các thầy

cô trong Khoa và sự tận tình hướng dẫn của thầy Lưu Đức Hòa em đã chọn và thực

hiện đề tài “Thiết kế máy cán tôn sóng ngói” Đây là một đề tài tương đối phổ biến

và có tính khả thi cao và cần thiết Nếu sự đầu tư đúng hướng và ngày càng mạnh vào lĩnh vực cơ khí của đất nước như hiện nay thì việc thiết kế chế tạo ra một dây chuyền sản xuất như thế hoàn toàn có thể thực hiện được

Mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo nhưng do vốn kiến thức còn hạn chế tài liệu lại khan hiếm, thời gian có hạn và chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế lại phải giải quyết một nhiệm vụ lớn nên đề tài sẻ không tránh khỏi những sai suất Rất mong sự góp ý của các thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin gởi đến thầy Lưu Đức Hòa cùng các thầy cô trong khoa Cơ

Khí, lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất

Đà Nẵng, tháng 12 năm2017

Sinh viên thiết kế

PHAN VĂN NGỌC

DUT.LRCC

Trong xã hội ngày nay, sự phát triển của khoa học công nghệ ngày càng cao, có rất nhiều phát minh, rất nhiều loại máy móc được chế tạo ra để phục vụ lợi ích của con người cũng như nâng cao năng suất, chất lượng của sản phẩm Dựa trên những cơ sở và ý tưởng ban đầu những loại máy móc ngày càng hoàng thiện hơn qua những lần cải tiến

Trên cơ sở đó, em thực hiện đề tài Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói Trong

đề tài tốt nghiệp này , em xin cam đoan tự làm 100% dưới sự góp ý và hướng dẫn trực

tiếp từ thầy Lưu Đức Hòa khoa Cơ khí, tìm hiểu tài liệu về Cán uốn kim loại và một số

tài liệu liên quan

Với đề tài Thiết kế máy cán uốn kim loại em xin cam đoan tự thiết kế, tự làm, nếu

có sự tranh chấp hay gian dối e xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Đà Nẵng, ngày 10 tháng 12 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Phan Văn Ngọc

DUT.LRCC

iii

LỜI NÓI ĐẦU i

LỜI CAM ĐOAN ii

Chương 1: LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ KỸ THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM 1

1.1 Lý thuyết về biến dạng dẻo của kim loại 1

1.1.1 Biến dạng dẻo của kim loại 1

1.1.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và biến dạng của kim loại 2

1.1.3 Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và tính chất của kim loại 4

1.1.4 Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo 5

1.2 Những định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực 7

1.2.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo 7

1.2.2 Định luật ứng suất dư 7

1.2.3 Định luật thể tích không đổi 7

1.2.4 Định luật trở lực bé nhất 8

1.2.5 Định luật đồng dạng 8

1.3 Các phương pháp gia công biến dạng 9

1.3.1 Cán kim loại 9

1.3.2 Kéo kim loại 10

1.3.4 Rèn tự do 11

1.3.5 Dập tấm 12

1.3.6 Dập thể tích 13

1.4 Kỹ thuật cán uốn thép tấm 13

1.4.1 Khái niệm uốn 13

1.4.2 Quá trình uốn 14

1.4.3 Tính toán phôi uốn 15

Chương 2: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CÁN TÔN SÓNG NGÓI 20

2.1 GIỚI THIỆU VỀ TÔN SÓNG 20

2.1.1 Khái niệm 20

2.1.2 Phân loại 21

2.1.3 Các bien dạng tôn thường gặp 22

2.1.4 Vật liệu chế tạo 25

DUT.LRCC

2.2 Thiết kế công nghệ và phương án bố trí con lăn trên trục cán 27

2.2.1 Tính năng, kỉ thuật của dây chuyền cán 27

2.2.2 Thiết lập biến dạng sóng tôn 28

2.2.3 Phân tích chọn phương án bố trí con lăn 37

2.2.4 Xác định kích thước con lăn cán: 41

Chương 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY 45

3.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY 45

3.1.1 Sơ đồ nguyên lý 45

3.1.2 Nguyên lý hoạt động 46

3.1.3 Sơ đồ khối 46

3.2 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY 47

3.2.1 Chọn phương án truyền động cho dây chuyền 47

3.2.2 Truyền động cho hộp phân lực: 49

3.2.3 Phương án tạo lực dập sóng ngang: 51

3.2.4 Chọn phương án truyền động tạo lực cắt: 55

3.3 SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY 60

Chương 4: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA 64

4.1 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC 64

4.2 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC 65

4.2.1 Tính toán lực cán 65

4.2.2 Tính lực và momen trên các trục cán 66

4.2.3 Tính công suất động cơ 75

4.2.4 Tính lực dập cho hệ thống đầu dập 77

4.2.5 Tính lực cắt đứt tôn 78

Chương 5: TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ THIẾT KẾKẾT CẤU MÁY 83

5.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT – BÁNH VÍT 83

5.1.1 Các số liệu ban đầu 84

5.1.2 Thiết kế bộ truyền 84

5.2 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN XÍCH 90

5.2.1 Giới thiệu 90

5.2.2 Tính toán thiết kế 90

5.3 THIẾT KẾ VÀ TÍNH SỨC BỀN TRỤC CÁN 97

DUT.LRCC

v

5.3.2 Kết cấu trục cán 98

5.3.3 Trình tự thiết kế 99

5.3.4 Tính mối ghép bằng then 117

5.3.5 Tính toán chọn bộ phận ổ đỡ 119

5.4 THIẾT KẾ THÂN MÁY 120

5.4.1 Đặc điểm 120

5.4.2 Thiết kế cơ cấu điều chỉnh khe hở trục uốn 120

5.4.3 Thiết kế thân máy cán 122

Chương 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC 123

6.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THỦY LỰC VÀ LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC 123

6.1.1 Sơ đồ hệ thống thủy lực 123

6.1.2 Khả năng và hiệu suất sử dụng thủy lực 126

6.1.3 Chọn các phần tử thủy lực 127

6.2 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THỦY LỰC 129

6.2.1 Tính toán xi lanh thủy lực cho hệ thống đầu dập 130

6.2.2 Tính toán xi lanh thủy lực cho hệ thống dao cắt 131

6.2.3 Tính toán xác định các thông số làm việc của bơm 133

6.2.4 Tính toán van đảo chiều 134

6.2.5 Tính toán cho van tràn 135

6.2.6 Bộ lọc dầu 136

6.2.7 Ống dẫn dầu và các bộ ống nối 137

6.2.8 Bể dầu 138

Chương 7: LẮP ĐẶT-VẬN HÀNH-THAY THẾ-BẢO DƯỠNG MÁY 140

7.1 Lắp đặt 140

7.2 Vận hành 141

7.3 Bảo dưỡng 142

7.4 Thay thế 142

LỜI KẾT 143

TÀI LIỆU THAM KHẢO 144

DUT.LRCC

Chương 1: LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ KỸ

THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM

1.1 Lý thuyết về biến dạng dẻo của kim loại

1.1.1 Biến dạng dẻo của kim loại

a Biến dạng dẻo trong đơn tin thể

Trong đơn tinh thể kim loại, các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự xác định, mỗi nguyên tử luôn dao động xung quanh một vị trí cân bằng của nó (a)

Biến dạng đàn hồi: dưới tác dụng của ngoại lực, mạng tinh thể bị biến dạng Khi ứng suất sinh ra trong kim loại chưa vượt quá giới hạn đàn hồi, các nguyên tử kim loại dịch chuyển không quá một thông số mạng (b), nếu thôi tác dụng lực, mạng tinh thể lại trở về trạng thái ban đầu

Biến dạng dẻo: khi ứng suất sinh ra trong kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi, kim loại bị biến dạng dẻo do trượt và song tinh

Theo hình thức trượt, một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định, mặt phẳng này gọi là mặt trượt (c) Trên mặt trượt, các nguyên tử kim loại dịch chuyển tương đối với nhau một khoảng đúng bằng số nguyênlần thông số mạng, sau dịch chuyển các nguyên tử kim loại ở vị trí cân bằng mới, bởi vậy sau khi thôi tác dụng lực kim loại không trở về trạng thái ban đầu

H1.2 Sơ đồ biến dạng dẻo của trượt và song tinh

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 2

Theo hình thức song tinh, một phần tinh thể vừa trượt vừa quay đến một vị trí

mới đối xứng với phần c ̣òn lại qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh (d) Các nguyên

tử kim loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh

Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trượt là hình thức chủ yếu gây

ra biến dạng dẻo trong kim loại, các mặt trượt là các mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao

nhất Biến dạng dẻo do song tinh gây ra rất bé, nhưng khi có song tinh trượt sẽ xẩy ra

thuận lợi hơn

b Biến dạng dẻo trong đa tinh thể

Biến dạng dẻo xảy ra trong nội bộ hạt và biến dạng ở vùng tinh giới hạt, sự biến

dạng trong nội bộ hạt do trượt và song tinh Đầu tiên sự trượt xảy ra ở các hạt có mặt

trượt tạo với hướng của ứng suất chính một góc bằng hoặc xấp xỉ 45o sau đó mới đến

các mặt khác

Như vậy, biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xảy ra không đông thời và

không đều Dưới tác dụng của ngoại lực biên giới hạt của các tinh thể cũng bị biến dạng,

khi đó các hạt trượt và quay tương đối với nhau, do sự trượt và quay của các hạt trong

các hạt lại xuất hiện các mặt thuận lợi mới giúp cho biến dạng trong kim loại tiếp tục

phát triển

1.1.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và biến dạng của kim loại

a Ứng suất chính

Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đến tính dẻo của kim loại Qua thực

nghiệm người ta thấy rằng kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng

suất nén mặt, nén đường hoặc chịu ứng suất kéo Ứng suất dư, ma sát ngoài làm thay đổi

trạng thái ứng suất chính trong kim loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm

b Ứng suất dư

Ứng suất dư chính là nội lực tồn tại trong kim loại sau mỗi quá trình gia công bất

kỳ sự tồn tại của ứng suất dư bên trong vật thể biến dạng sẽ làm cho tính dẻo của vật

kém đi Ứng suất dư lớn có thể làm cho vật thể biến dạng hoặc phá hủy Thông thường

ứng suất dư trong kim loại bao giờ cũng cân bằng, nghĩa là tổng giá trị ứng suất kéo phải

bằng tổng gia trị ứng suất nén

Khi vật thể chịu ứng suất do ngoại lực tác động (σo) nếu kể đến ảnh hưởng của

ứng suất dư thì tổng ứng suất (σ) tác dụng bên trong vật thể sẽ khác nhau

• Ở vùng có ứng suất dư kéo:

σ = σo + σd DUT.LRCC

c Ảnh hưởng của thành phần hóa học và tổ chức kim loại

Ảnh hưởng của thành phần hóa học

Thành phần hóa học hợp kim quyết định bởi nguyên tố cơ bản, nguyên tố hợp kim và tạp chất

Nguyên tố cơ bản: nguyên tố cơ bản tạo nên các tổ chức cơ sở, do đó ảnh hưởng quyết định đến tính dẻo và khả năng biến dạng dẻo của kim loại và hợp kim

Nguyên tố hợp kim: khi hợp kim hóa , nguyên tố hợp kim có thể tạo với kim loại

cơ sở những liên kết kim loại Các liên kết kim loại này thường có tổ chức tinh thể phức tạp lam cho kim loại và hợp kim rất cứng và giòn Các nguyên tố hợp kim còn làm xô lệch mạng, làm cản trở quá trình trượt, làm kim loại có tính dẻo thấp Thường thì lượng các nguyên tố hợp kim càng nhiều thì ảnh hưởng đến độ cứng, độ bền và tính dẻo của kim loại càng lớn

Nguyên tố tạp chất: tạp chất trong kim loại ảnh hưởng lớn đến tính dẻo trong kim loại có nhiều tạp chất ( vd: S, P, O, N, H…) đều làm giảm mạnh tính dẻo của kim loại Tạp chất dễ chảy thường tập trung ở vùng tinh giới hạt làm rối loạn mạng tinh thể

do đó lam tính dẻo kim loại kém đi

Ảnh hưởng của tổ chức kim loai

Mật độ kim loại, kích thước hạt với sự đồng đều của kích thước hạt ảnh hưởng đến tính dẻo của kim loại Tổ chức hạt càng nhiều pha, mạng tinh thể càng phức tạp tính dẻo càng kém Tổ chức kim loại càng nhỏ mịn và đồng đều thì độ dẻo tăng, độ bền tăng

d Ảnh hưởng của nhiệt độ

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ hầu hết các kim loại khi tăng nhiệt độ tính dẻo tăng

Khi tăng nhiệt độ, dao động nhiệt của các nguyên tử tăng đồng thời xô lệch mạng giảm, khả năng khuếch tán của các nguyên tử làm cho tổ chức đồng đều hơn Một số

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 4

kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thường, tồn tại ở các pha kém dẻo, khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thù hình thành pha có độ dẻo cao

e Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng

Sau khi rèn, dập các hạt kim loại bị biến dạng do chịu tác dụng của mọi phía nên chai cứng hơn, đồng thời khi kim loại nguội dần sẽ kết tinh lại như cũ

Nếu tốc độ biến dạng nhanh hơn tốc độ kết tinh lại thì các hạt kim loại bị chai chưa kịp trở lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng, do đó ứng suất trong khối kim loại sẽ lớn, hạt kim loại giòn và có thể bị nứt

Nếu lấy hai khối kim loại như nhau cùng nung đến nhiệt độ nhất định rồi rèn trên máy búa và máy ép ta thấy mức độ biến dạng trên máy búa lớn hơn, nhưng độ biến dạng tổng cộng trên máy ép lớn hơn

1.1.3 Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và tính chất của kim loại

a Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và cơ tính kim loại

Biến dạng dẻo có ảnh hưởng lớn đến tổ chức và cơ tính kim loại Tùy thuộc vào nhiệt độ, tốc độ biến dạng, trạng thái kim loại trước khi gia công mà sau khi biến dạng

tổ chức và cơ tính thu được cũng khác nhau

Biến dạng dẻo có thể biến tổ chức hạt thành dạng thớ, có thể tạo được các thớ uốn xoắn khác nhau làm tăng cơ tính kim loại

Tốc độ biến dạng cũng ảnh hưởng đến cơ tính sản phẩm Nếu tốc độ biến dạng càng lớn thì độ biến cứng càng nhiều, sự không đồng đều của biến cứng càng nghiêm trọng, sự phân bố thớ không đều đặn do đó cơ tính kém Đối với phôi có tổ chức thớ nhờ biến dạng dẻo làm cho cơ tính sản phẩm cao hơn

Tóm lại sau khi biến dạng dẻo thường xảy ra hiện tượng biến cứng làm độ bền, độ cứng của kim loại tăng lên và làm giảm độ dẻo, độ dai, giảm khả năng cống mài mòn, gây khó khăn cho quá trình gia công cắt gọt Mặt khác biến dạng dẻo làm thay đổi tổ chức ban đầu của kim loại, biến tổ chức hạt thành dạng thớ hoặc thay đổi hướng thớ

b Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến lý tính kim loại

Biến dạng dẻo làm tăng điện trở, giảm tính dẫn điện và làm thay đổi từ trường trong kim loại

c Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến hóa tính kim loại

DUT.LRCC

1.1.4 Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo

Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có 3 dạng ứng

suất chính sau:

❖ Ứng suất đường:

2

1 max

Điều kiện biến dạng dẻo

❖ Khi kim loại chịu ứng suất đường:

2

max 1

ch ch







❖ Khi kim loại chịu ứng suất mặt: 1 −2 =ch

❖ Khi kim loại chịu ứng suất khối: max−min =ch

Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo

H1.3 Trạng thái ứng suất

Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau khi biến dạng đàn hồi Thế năng của biến dạng đàn hồi ở đây Ao, thế năng để thay đổi thể tích của vật thể Trong trạng thái ứng suất khối, thế năng của biên dạng đàn hồi theo định luật Húc được xác định

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 6

3

3 3 2 2 1

Lượng tăng tương đối thể tích của vật trong biến dạng đàn hồi bằng tổng biến dạng trong

3 hướng vuông góc

3 2 1

V

Ở đây: _hệ số pyacon tính đến vật liệu biến dạng

E_Môđun đàn hồi của vật liệu

Thế năng làm thay đổi thể tích bằng:

3 2 1 3

2 1 0

6

213

2

1   + + = −   + +

=

E V

V A

Thế năng để thay đổi vật thể:

3 1 2 3 2 2 2 1 0

1

c h

E

 ( − ) (+ − ) (+ − )2 = c2 =const

3 1 2 3 2 2 2

Đây gọi là phương trình năng lượng của biến dạng dẻo

Khi các kim loại tấm biến dạng ngang không đáng kể nên 2 =(1+3)

Khi biến dạng dẻo ( không tính đến biến dạng đàn hồi ) thể tích của vật thể

Trong trượt tinh khi 1 =−3 trên mặt nghiêng ứng suất pháp bằng 0

Ứng suất tiếp khi α = 45˚

2

2 1 max

1.2 Những định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực

1.2.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo

"Khi biến dạng dẻo của kim loại xảy ra đồng thời đă có biến dạng đàn hồi tồn tại" Quan hệ giữa chúng qua định luật Hooke Khi biến dạng kích thước của kim loại

so vớikích thước sau khi thôi tác dụng lực khác nhau, nên kích thước của chi tiết sau

khi gia công xong khác với kích thước của lỗ hình trong khuôn (vì có đàn hồi)

1.2.2 Định luật ứng suất dư

"Bên trong bất cứ kim loại biến dạng dẻo nào cũng đều sinh ra ứng suất dư cân bằng với nhau" Trong quá tŕnh biến dạng dẻo kim lọai do nhiệt độ không đều, tổ chứckim loại không đều, lực biến dạng phân bố không đều v.v làm cho kim loại sinh

ra ứngsuất dư, chung cân bằng với nhau

Sau khi thôi lực tác dụng, ứng suất dư này vẫn c ̣n tồn tại Khi phân tích trạng thái ứng suất chính cần phải tính đến ứng suất dư

1.2.3 Định luật thể tích không đổi

Thể tích của vật thể trước và sau khi cán không đổi Định luật này có ý nghĩa thực tiễn nó cho biết chiều dài sau khi biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 8

Xét một vật thể có kích thước trước biến dạng và sau khi biến dạng là:

L0, b0, h0, L1, b1, h1

Ta có: L0b0h0 = L1b1h1

Từ đây: ln ln ln 0

0 1 0

1 0

h

h b

b L

Trên là phương trình điều kiện thể tích không đổi

Khi tồn tại bằng ứng biến chính đầu của ứng biến phải trái dấu với hai ứng biến

kia và có trị số bằng tổng hai ứng biến kia

1.2.4 Định luật trở lực bé nhất

"Trong quá trình biến dạng, các chất điểm của vật thể sẽ di chuyển theo hướng

nào có trở lực bé nhất" Khi ma sát ngoài trên các hướng của mặt tiếp xúc đều nhau thì

một chất điểm nào đó trong vật thể biến dạng sẽ di chuyển theo hướng có pháp tuyến

nhỏ nhất Khi lượng biến dạng càng lớn tiết diện sẽ chuyển dần sang hình tròn làm cho

chu vi của vật nhỏ nhất

Hình 1.4 : Lực cản bé nhất

1.2.5 Định luật đồng dạng

Trong điều kiện biến dạng đồng dạng, hai vật thể có hình dạng hình học đồng

dạng nhau Nhưng kích thước giống nhau sẽ có áp lực đơn vị biến dạng như nhau

Nếu gọi a1, b1, c1, F1, v1, là kích thước, diện tích và thể tích của vật thể 1; a2, b2,

c2, F2, v2, là kích thước, diện tích và thể tích của vật thể 2

Gọi P1, P2, A1, A2, là lực và công biến dạng tác dụng lên vật thể 1 và 2

.

2 1 2 1 2

1

n c

c b

b a

2 2

H1.5 Sơ đồ cán kim loại

b Sản phẩm cán

Sản phẩm sản xuất bằng phương pháp cán được dùng trong mọi ngành công nghiệp (cơ khí, xây dựng, giao thông vận tải…) Tùy theo hình dánh sản phẩm cán có thể chia thành bốn nhóm chủ yếu: hình, tấm, ống, đặc biệt

Sản phẩm cán hình: được chia thành hai nhóm:

• Nhóm thông dụng có prôfin đơn giản (tròn, vuông, hình chữ nhật, lục giác, chữ

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 10

• Tấm dày có chiều dày trên 4mm

• Tấm mỏng có chiều dày dưới 4mm

Sản phẩm cán ống: chia thành loại không có mối hàn và loại có mối hàn

Sản phẩm cán đặc biệt: gồm có các loại bánh xe, bánh răng, bi, vật cán có prôfin chu

Kéo sợi có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội

Phương pháp này đảm bảo độ chính xác cao, độ nhẵn bề mặt tốt và nâng cao độ bền của vật liệu

Các kim loại và hợp kim màu, thép cacbon và thép hợp kim đều có thể có được bằng phương pháp nguội

Kéo sợi còn dùng gia công tinh bền mặt ngoài ống cán có mối hàn và một số công việc khác

1- Phôi 2- Khuôn kéo 3- sản phẩm

H1.6 Sơ đô nguyên lý kéo kim loại

1- Piston 2- Xilanh 3- Kim loại 4- Khuôn ép

H1.7 Sơ đồ nguyên lý ép kim loại

b Đặc diểm 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 suất nén 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 này được ứng dụng rộng rãi để để chế tạo các thỏi kim loại màu có đường kính từ 5÷200 mm, các ống có đường kính ngoài đến 800 mm, chiều dày từ 1,5÷8

mm và một số prôfin khác

1.3.4 Rèn tự do

a Thực chất

Rèn tự do là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực ở nhiệt độ cao, dùng

áp lực ( bằng tay hoặc máy) làm biến dạng phôi kim loại để được hình dáng và kích thước sản phẩm theo yêu cầu

Trong quá trình biến dạng kim loại không bị khống chế bởi những bề mặt nào khác ngoài mặt đỡ ( mặt đe) và diện tích tiếp xúc trực tiếp của dụng cụ gia công (đầu búa)

b Đặc điểm

• Rèn tự do có độ chính xác về kích thước và độ bóng bề mặt thấp, năng suất lao động và hiệu quả kinh tế không cao Thường chỉ gia công những chi tiết đơn giản hay những bề mặt không quá phức tạp

• Rèn tự do yêu cầu lượng dư gia công, dung sai chế tạo, thời gian phục vụ lớn

• Chất lượng toàn bộ của sản phẩm phụ thuộc nhiều vào trình độ tay nghề của công nhân

• Hao phí kim loại lớn

• Thiết bị rèn tự do đơn giản, có thể rèn tay hoặc máy

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 12

• Rèn tự do có thể rèn được những vật nhỏ từ vài gam đến những vật lớn hàng trăm cân Rèn tự do thích hợp với dạng sản suất đơn chiếc hay loại nhỏ

1- Búa 2- Phôi 3- Đe

b Đặc điểm

• Độ chính xác và chất lượng sản phẩm cao: dập tấm cho ta khả năng lắp lẫn cao,

độ bền, độ bóng của sản phẩm cao

• Khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao

• Năng suất cao

1.3.6 Dập thể tích

a Thực chất

Dập thể tích (còn gọi là rèn khuôn) là phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại được gia công biến dạng trong không gian hạn chế của lòng khuôn

Trong khi dập, nửa khuôn trên và nửa khuôn dưới được bắt chặt với đe trên và

đe dưới của thiết bị Phần kim loại thừa chảy vào rãnh tạo thành bavia của vật rèn

1- Khuôn rèn 2- Rãnh chứa ba-via 3- Khuôn dưới 4- Chuôi đuôi én 5- Lòng khuôn 6- Cửa ba-via

H1.10 Sơ đồ nguyên lý dập thể tích

b Đặc điểm

• Độ chính xác vả chất lượng vật rèn cao

• Chế tạo được những chi tiết phức tạp

• Năng suất cao

• Dễ cơ khí hóa và tự động hóa

1.4 Kỹ thuật cán uốn thép tấm

1.4.1 Khái niệm uốn

Uốn là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực mhằm tạo cho phôi hoặc một phần của phôi có dạng cong hay gấp khúc, phôi có thể là tấm, dải, thanh định hình và

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 14

được uốn ở trạng thái nguội hoặc nóng Trong quá trình uốn phôi bị biến dạng dẻo từng phần để tạo thành hình dáng cần thiết

Uốn kim loại tấm được thực hiện do biến dạng đàn hồi xảy ra khác nhau ở hai mặt của phôi uốn

Khi uốn những dải hẹp xảy ra hiện tượng giả chiều dày chỗ uốn sai lệch hình dạng

về tiết diện ngang, lớp trung hòa bị lệch vể phía bán kính nhỏ

Khi uốn những dải rộng cũng xảy ra hiện tượng biến dạng mỏng vật liệu nhưng không có sai lệch tiết diện ngang, vì trở kháng của vật liệu có cùng chiều rộng lớn sẽ chống lại sự biến dạng theo hướng ngang

Khi uốn phôi với bán kính có khối lượng nhỏ thì mức độ biến dạng dẻo lớn và ngược lại

H 1.11 Biến dạng của phôi thép trước và sau khi uốn

1.4.3 Tính toán phôi uốn

a Xác định vị trí lớp trung hòa

Vị trí của lớp trung hòa được xác định bởi bán kính lớp trung hòa ρ Trong quá trình uốn bề mặt lớp kim loại phía trong và phía ngoài của phôi bị biến dạng nén và kéo

và ở giữa các lớp này là lớp trung hòa hầu như không bị biến dạng và để tính toán phôi

ta tiến hành xác định vị trí lớp trung hòa và tính toán phôi tại đây

Bán kính lớp trung hòa có thể được xác định theo công thức:

B tb +

=B_chiều rộng của phôi ban đầu ( mm ) S_chiều dày vật liệu ( mm ) r_ bán kính uốn phía trong ( mm ) ξ_hệ số biến mỏng

 S1_chiều dày vật liệu sau khi uốn

Trong thực tế bán kính lớp trung hòa có thể xác định theo công thức gần đúng:

ρ = r + x.S Trong đó: r_bán kính uốn phía trong

x_hệ số xác định khoảng cách lớp trung hòa đến bán kính uốn phía trong

Hệ số x được lấy theo bảng sau (Trang 55 [9])

b Tính chiều dài phôi

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 16

Bảng 1.1: Giá trị giữa bán kính uốn và hệ số xác định



Trong đó: r_bán kính uốn ( mm )

c Bán kính uốn nhỏ nhất và lớn nhất

Khi uốn, nếu bán kính uốn phía trong quá nhỏ sẽ làm đứt vật liệu ở tiết diện uốn Nếu bán kính uốn quá lớn sẽ không xảy ra hiện tượng biến dạng dẻo và phôi sẽ không giữ được trạng thái sau khi uốn

• Bán kính uốn lớn nhất được xác định theo công thức:

rngoài = rtrong - S Trong đó: E = 2,15.105 ( Nmm2 ) môđun đàn hồi của vật liệu S_chiều dày vật uốn ( mm )

σ_ giới hạn chảy của vật liệu ( N/mm2 )

• Bán kính uốn nhỏ nhất được xác định theo công thức:

2 1

1 min

rmin = K.S Với: K_hệ số phụ thuộc góc nhấn α

d Công thức tính lực uốn

Lực uốn bao gồm uốn tự do liên tục và lực làm cho phôi chuyển động quanh trục

2

1 F F

_lực làm cho phôi quay quanh trục

Lực uốn làm biến dạng dẻo kim loại

b b

BS k l

n BS

Sau khi uốn

e Tính đàn hồi khi uốn

Trong quá trình uốn không phải toàn bộ kim loại phần cung uốn đều chịu biến dạng dẻo mà có một phần còn lại ở biến dạng đàn hồi Vì vậy khi không còn lực tác dụng của các trục uốn thì vật uốn hoàn toàn như hình dáng kích thước như đã lựa chọn ban đầu đó là hiện tượng đàn hồi sau khi uốn

H 1.13 Biến dạng đàn hồi khi uốn

Tính toán đàn hồi được biểu hiện khi uốn với bán kính nhỏ ( r < 10s ) bằng góc đàn hồi β Còn khi uốn với bán kính lớn ( r >10s ) thì cần phải tính đến cả sự thay đổi bán kính cong của vật uốn

Góc đàn hồi được xác lập bởi hiệu số giữa góc của vật uốn sau khi dập và góc uốn theo tính toán

β = α0 – α =0 ÷10 Mức độ đàn hồi khi uốn phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, góc uốn, tỷ số giữa bán kính uốn với chiều dày vật liệu, hình dáng kết cấu uốn

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 18

DUT.LRCC

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 20

Chương 2: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CÁN TÔN SÓNG NGÓI

2.1 GIỚI THIỆU VỀ TÔN SÓNG

2.1.1 Khái niệm

Trong cuộc sống hiện nay, nhu cầu về tấm lợp ngày càng cao Người ta sản xuất

và sử dụng rộng rải, phổ biến nhất là tôn kim loại Đó là những tấm kim loại được dát mỏng, thường sử dụng với chiều dày từ 0,25mm đến 0,5mm, với chiều rộng từ 0,92m đến 1,22m Tôn sử dụng nhiều làm tấm lợp, che chắn

Hiện nay tôn phẵng được sản xuất thành từng cuộn là chủ yếu,với khối lượng mổi cuộn khoản 5 tấn, chiều dày và chiều rộng nhất định Các loại tôn cuộn thường được nhập khẩu từ nước ngoài như: BHP - ÚC, NKK- NHẬT, ANMAO- ĐÀI LOAN, HÀN QUỐC Và đã có sẳn lớp bảo vệ oxi hóa thường gọi là tôn mạ màu, tôn mạ kẻm, tôn lạnh Để tăng thêm độ cứng vững và thuận tiện khi sử dụng người ta tạo sóng cho nó và vấn đề tạo sóng là vấn đề cần thiết cho sử dụng Việc tạo sóng tôn cũng là bước công nghệ quan trọng và liên quan đến nhiều yếu tố

Tùy thuộc yêu cầu sử dụng mà người ta chọn biên dạng sóng mà tạo sóng thẳng hay sóng ngoái Tôn sóng thẳng có tôn sóng vuông và sóng tròn, loại sóng tròn do trước đây sản xuất theo cỡ nên gây khó khăn trong việc sử dụng

So với các loại tấm lợp ở nước ta thường sử dụng như ngói, nhựa,mirô xi măng, giấy lợp Thì tôn kim loại có nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt là loại tôn sóng ( sóng vuông, sóng ngói ), sản xuất theo công nghệ mới, cán cắt theo yêu cầu sử dụng và có ưu điểm :

- Kích thước gọn nhẹ

- Ít hư hỏng, không thấm nước

- Kết cấu sàn lợp gọn, nhẹ, tiết kiệm được vật liệu ( thanh xà bằng gỗ hay thép )

- Tuổi thọ cao

- Bức xạ nhiệt

- Chiều dài tôn theo yêu cầu

Nhờ những ưu điểm trên, cùng với sự phát triển của nền kinh tế mà công nghệ chế tạo tôn được đầu tư phát triển đáp ứng nhu cầu và việc sử dụng tôn ngày càng rộng rải

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 22

- Theo công dụng : Loại mái vòm, mái thẳng, tôn lạnh

- Theo biên dạng : Tôn sóng vuông,sóng tròn, sóng ngói

- Theo chiều dày : 0,3mm, 0,4mm, 0,45mm

Kích thước các loại tole như sau:

Bảng 2.1: Kích thước một số loại tole

(Trích theo kích thước tole Phương Nam)

Chiều dày tole (mm) Tole đen Tole mạ kẽm Tole màu

* Loại sóng ngói

❖ Thông số các loại tôn thường dùng:

• Đối với tôn sóng vuông :

+ Tôn khổ 914 mm tạo tôn 7 sóng

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

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

Hình 2.2: Biên dạng sóng vuông

• Đối với tôn sóng ngói :

+ Tôn khổ 914 mm tạo tôn 5 sóng

Diện tích hữu dụng là : 190.4=760 (mm)

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 24

+ Tôn khổ 1200 mm tạo tôn 6 sóng

Diện tích hữu dụng là : 190.5=940 (mm)

Hình 2.3: Biên dạng sóng ngói.

• Đôi với tôn sóng tròn :

+Chiều dài hữu dụng: 74*10=740 (mm)

Hình 2.4: Biên dạng sóng tròn

• Đối với tôn vòng :

- Loại này được cán lại sau khi tôn đã tạo sóng, quá trình tạo vòng là do các khía của hai bên lô cán tạo ra.Bán kính góc lượn thay đổi bởi lô cán đầu ra

+ Tôn khổ 914 mm tạo tôn 7 sóng

Diện tích hữu dụng là : 125.6=750 (mm)

+ Tôn khổ 1200 mm tạo tôn 9 sóng

Diện tích hữu dụng là : 125.8=1000 (mm)

DUT.LRCC

Tôn hợp kim thì bền nhưng giá thành cao

Tôn nhôm nhẹ, dể cán, uốn, bền trong không khí nhưng giá thành cao và hiệu lực kém

2.1.5 Nhu cầu sử dụng hiện nay và một số máy cán tôn

Trước đây do nhu cầu chất lượng cuộc sống thấp, công nghệ chưa phát triển, vấn

đề tấm lợp chưa được quan tâm Cùng với thời gian loại tấm lợp bằng tôn được ra đời, được cải thiện dần, và đã sản xuất ra những loại tấm lượn sóng và có các kích thước nhất định Nhưng loại này giá thành cao, không thuận lợi cho sử dụng,nên nhu cầu sử dụng còn hạn chế

Ngày nay cùng với sự phát triển chung của khoa học kỷ thuật, sự hội nhập và hợp tác, đầu tư sản xuất Nền kinh tế nước ta đã từng bước phát triển, đưa tiến độ khoa học vào thực tế sản xuất, đời sống dần dần được nâng cao Từ đó nảy sinh nhiều nhu cầu thiết yếu vấn đề xây dựng cơ bản, kết cấu hạ tầng ngày càng nhiều Do vậy vấn đề sử dụng tấm lợp mà nhất là tôn ngày càng nâng lên Nó đặt ra một số yêu cầu mới về giá

cả màu sắc và mẫu mã Đáp ứng yêu cầu đó các nhà sản suất đã đầu tư nghiên cứu và

ra được tôn tấm phẳng quấn thành cuộn với nhiều màu sắc kích thướt ngang cũng như

độ dày của tôn

Để tiện lợi đưa vào sử dụng người ta chế tạo ra máy cán tạo sóng từ tôn phẳng và cắt chiều dài theo yêu cầu Hiện nay tôn sóng được sản suất và bày bán rộng rãi trên thị trường với nhiều màu sắc và chủng loại đa dạng như tôn chịu nhiệt, tôn sóng vuông, tôn sóng tròn, tôn sóng ngói, tôn mái vòm Tôn sóng có nhiều cỡ sóng,kích thước chiều ngang từ 0,92m đến 1,22m Nên việc lựa chọn loại tôn để sử dụng rất dể dàng

Nhìn chung việc lựa, sử dụng loại sóng tôn ( sóng vuông, sóng tròn hay sóng ngói ) nó còn tùy thuộc vào đặc điểm kiến trúc của công trình xây dựng Đa số hiện nay người

ta sử dụng tôn sóng thẳng (Sóng vuông, sóng tròn ) và nó phù hợp thẩm mỹ với nhà thông dụng và công nghiệp Cùng chủng loại tôn nhưng tôn sóng ngói có giá thành cao hơn một ít Tôn sóng ngói dùng phù hợp với những nhà có kiến trúc hiện đại ( 4 mái, 6

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 26

mái ), biệt thự, hoặc các kiểu kiến trúc cổ mà về yêu cầu thẩm mỹ không thể thay bằng tôn sóng thẳng được, nên nhu cầu sử dụng tôn sóng ngói ít hơn Trong tương lai theo đà phát triển, nhu cầu về thẩm mỹ thì tôn sóng ngói cũng có triển vọng cao Một đặc điểm nữa của tôn sóng ngói là nó chỉ lợp một chiều nên khi sử dụng lợp các phần chéo thì phải bỏ một phần diện tích tôn

Trong tương lai gần, nhu cầu về thẩm mỹ càng cao thì tôn sóng ngói sẽ có nhiều triển vọng phát triển

Hiện nay tại thành phố Đà Nẵng, các công trình xây dựng đang được quy hoạch

và xây dựng rất mạnh mẽ

Chính vì thế mà các nhà máy tôn cũng được đầu tư và phát triển với các dây chuyền máy móc hiện đại Như công ty cổ phần Điện chiếu sáng Đà Nẵng DALICO (Cầu Nam Ô), Công ty Cổ phần kim khí miền Trung, Công ty thép Đà Nẵng (khu công nghiệp Liên Chiểu)……

DUT.LRCC

Hình 2.5: Hình ảnh một vài loại máy cán tôn

2.2 Thiết kế công nghệ và phương án bố trí con lăn trên trục cán

2.2.1 Tính năng, kỉ thuật của dây chuyền cán

Để có được biên dạng sóng tôn thì trục cán mang các con lăn cán của các dây chuyền cán phải có biên dạng như sóng tô Khi trục cán quay tạo sóng thì vận tốc dài

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 28

của các vị trí trên con lăn cán sẽ khác nhau Vì đường kính tại các vị trí đó khác nhau

Để tôn ra khỏi dây chuyền cán có vận tốc như đã chọn ( V= 0,25 m/s ) Thì về cơ bản vận tốc điểm tại một vị trí quan trọng chịu áp lực lớn phải bằng vận tốc đó Còn các vị trí còn lại sẽ xuất hiện , hiện tượng trược tương đối giữa tôn và con lăn cán

Chỉ truyền công xuất cho một trục trong một cặp trục cán của dây chuyền Còn trục cán kia sẽ tự do nhờ áp lực của tôn tác dụng lên sinh ra ma sát nó tạo mô men quay

Dây chuyền cán là loại cán hình loại nhẹ , đẻ đơn giản ta truyền công xuất cho

11 cặp ( Dây chuyền có 21 cặp trục ) Do vậy công suất chung của toàn bộ dây chuyền dược tính quy về công suất của 11 bộ truyền bánh vít , trục vít

Biên dạng sóng tôn được tạo nhờ vào 2 con lăn cán Việc thiết kế chế tạo các con lăn cán chia làm 8 loại cho 2 biên dạng và có độ sâu theo số lần cán tạo sóng

Để thuận lợi ta chọn các trục dưới là trục dẩn do vậy các trục dưới có cùng số vòng quay Do đó thuận lợi cho việc chọn tỷ số truyền và thiết kế các bộ truyền trục vít

- bánh vít Các con lăn cán được lắp then trên các trục ( Chế tạo trục và con lăn riêng )

Dây chuyền cán tôn phải đảm bảo được yêu cầu nhà thiết kế :

2.2.2 Thiết lập biến dạng sóng tôn

Chọn thông số biên dạng tôn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều rộng tấm, kích thướt tole, nhu cầu sử dụng và công dụng của tấm lợp……

Trên thị trường hiện nay thường sử dụng các loại phôi tấm dạng cuộn có kích thước 914(mm) và 1200(mm) với chiều dày từ : 0,2÷0,8 mm Tole cán có số sóng thường là 7 sóng hay là 9 sóng

+Tôn khổ 914mm tạo 5 sóng

+Tôn khổ 1200mm tạo 6 sóng

DUT.LRCC

Hình 2.6.Biên dạng sóng tôn cán ngói

a Xác định số sóng và kích thước sóng

Để xác định được số sóng tôn phục thuộc vào nhiều yếu tố : chiều rộng của phôi tấm, hình dạng của sóng tôn, chiều rộng sóng tôn sau khi cán công dụng của tấm lợp, nhu cầu sử dụng của mọi người Muốn tạo hình sóng ngói, các bậc thường có độ cao lớn hơn 10(mm) Các bước ngói có thể điều chỉnh theo yêu cầu thẩm mĩ Sau khi cán xong biến dạng sóng dọc thì đầu dập thực hiện theo yêu cầu kích thước bước ngói

Đối với tôn cán khi cung loại quy cách tole phẳng, cùng một loại kích thước nếu cán với số sóng càng ít thì được chiều rộng tấm tôn càng lớn nhưng ngược lại nếu cán nhiều sóng thì độ cứng vững lớn hơn so với cán ít sóng hơn

● Yêu cầu đối với sản phẩm tôn cán:

+Sản phẩm cán sau khi tạo sóng phải thỏa mãn các yêu cầu về độ cứng vững và chịu

lực, không có vết nứt tại các vị trí thay đổi tiết diện ( những điểm uốn)

+ Sản phẩm không bị trầy, xướt hỏng lớp bảo vệ chống oxi hóa (sơn hay mạ kẽm), không bị co kéo tạo ra vết nhăn những biến dạng không đồng điều trên bề mặt

+ Sản phẩm phải có chất lượng tốt, và giá thành hạ

+ Phải đảm bảo yêu cầu sử dụng và tính thẩm mĩ của sản phẩm

b Dựng hình tạo sóng tôn

Việc dựng sóng tôn đàu tiến để cán ta chọn sóng tôn giữa vì có những đặc điểm sau:

+ Tránh hiện tượng cán chéo đi một góc

+ Kim loại biến dạng điều hơn

+ Có khả năng cứng vững cao hơn khi cán sóng tiếp theo

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 30

Cần tìm ra quy luật tuần tự và tính toán thích hợp cho toàn bộ biên dạng Bắt đầu

từ việc xác định thông số của cả biên dạng sóng tôn Tiến hành phân tích hai biên dạng sau :

+Biến dạng nhô cao :

Hình 2.7 Biên dạng sóng nhô lên

Sau các lần cán ta được chiều cao a1 theo yêu cầu, bán kính cong R không đổi ,

và tương ứng với chiều dài l1 (dây cung l1)

Từ hình vẽ, xét quan hệ giữa các thông số ta thấy như sau:

a1 5 10 15 19

l1 33,2 44,7 52 55.8

Đây là sóng tôn giữa, sau đó bố trí các lô cán cho các sóng nhô cao này ở hai bên, việc xác định các kích thước biên dạng cho các sóng loại này chỉ kéo tôn về 1 phía và cũng 4 lần cán như trên

Tương tự xác định các sóng loại này còn lại cũng gióng nhau và cũng 4 lần cán như trên

XÁC ĐỊNH SỐ LẦN CÁN UỐN

Việc xác định số lần uốn cho mỗi sóng tôn nhằm xác định số cặp trục cán cần thiết để tạo ra sản phẩm theo yêu cầu Quá trình uốn vật liệu của sản phẩm xảy ra phức tạp chứ không đơn thuần như quá trình uốn khi dùng phương pháp dập khuôn Phôi được đưa qua các cặp trục uốn mà tại đây chúng biến dạng theo hình dạng của trục cán.Quá trình này xảy ra liên tục và các phần tử của vật liệu biến dạng theo hai hướng khác nhau.Vậy ta có thể xem sản phẩm được dập vuốt, dựa vào các hệ số dập vuốt m để đưa

Trong đó: ln - Chiều rộng miệng cối sau lần uốn thứ n

ln+1 - Chiều rộng miệng cối sau lần uốn thứ n+1

Hệ số dập vuốt đặc trưng cho khả năng thu nhỏ Nếu hệ số dập vuốt càng nhỏ thì bề rộng trước và sau khi uốn chêch lệch nhau càng nhiều, nghĩa là càng nhanh đạt đến kích thước của sản phẩm theo yêu cầu Song nếu hệ số m càng nhỏ thì mức độ biến dạng của kim loại càng lớn, nêu mức độ vượt quá giói hạn bền của

a2

l2

R118

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 32

vật liệu sẽ gây nên phế phẩm Do vậy việc xác định hệ số dập vuốt m chính xác có

ý nghĩa rất lớn trong việc thiết kế quá trình dập vuốt Thường người ta lấy m =

l

l

m = ;

1 +

=

n

n n

2 1 3 2 1

.

.

l l l m m

n n

m l

l n

m l

Trong đó: l - Chiều rộng phôi ban đầu l = 69,94

ln+1 - Chiều rộng sau khi uốn ln = 55

3 , 25

93 , 0 log

94 , 69

55 log

=

=

 n

Mặt khác để tole không bị tróc lớp sơn bảo vệ bề mặt nên việc chọn hệ số dập vuốt n

có ý nghĩa hết sức quan trọng Vậy ta chọn số chẵn là 4 lần uốn DUT.LRCC

2.2 Thiết kế công nghệ cán uốn tôn sóng ngói

2.2.1 Bước 1: Cắt mặt đầu

Là nguyên công cắt phôi theo đường thành dải nhỏ có chiều rộng cần thiết, cắt thành từng miếng nhỏ, từ tấn thép lớn

Một số loại máy cắt thường dùng:

Máy cắt lưỡi dao song song

Máy cắt lưỡi dao nghiêng

Máy cắt chấn động

Máy cắt dao đĩa 1 cặp dao

2.2.2: Bước 2: Cán uốn thánh 9 sóng

a Cán uốn theo 4 giai đoạn:

Quy luật tuần tự và tính toán thích hợp cho toàn bộ biên dạng Bắt đầu từ việc xác định thông số của biên dạng sóng tôn

+Biến dạng nhô cao :

Sau các lần cán ta đƣợc chiều cao a1 theo yêu cầu, bán kính cong R không đổi

DUT.LRCC

SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS Lưu Đức Hòa Trang 34

) , và tương ứng với chiều dài l1 (dây cung l1)

DUT.LRCC