Chương 2: CÔNG NGHỆ CÁN TOLE TẠO SÓNG
2.5 Cơ sở lý thuyết quá trình uốn
2.5.2 Đặc điểm của quá trình uốn
Đặc điểm của quá trình uốn kim loại là khi uốn các kim loại tấm để đạt được những chi tiết có kích thước và hình dạng cần thiết, người ta nhận thấy rằng với tỷ số
DUT-LRCC
Sinh viên thực hiện: Lê Trung Duy Lớp 12C1A Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 13 chiều rộng và chiều dày của phôi khác nhau, với mức độ biến dạng khác nhau (tỷ số giữa bán kính uốn và chiều dày vật liệu khác nhau) và giá trị góc uốn khác nhau thì quá trình biến dạng xảy ra tại vùng uốn cũng có những đặt điểm khác nhau.
- Tại vùng uốn các thớ ngang vẫn phẳng và vuông góc với trục phôi.
- Các thớ dọc bị biến dạng khác nhau ở hai phía của phôi, các lớp kim loại ở phía trong góc uốn (phía bán kính nhỏ) thì bị nén và co ngắn theo hướng dọc đồng thời bị kéo và giãn dài theo hướng ngang. Các lớp kim loại ở phía ngoài góc uốn (phía bán kính lớn) thì bị kéo và giãn dài theo hướng dọc và đồng thời bị nén và co ngắn theo hướng ngang tạo thành độ cong ngang.
- Khi uốn những dải phôi rộng (b>2S), chiều dày vật liệu giảm, mặt cắt ngang của phôi bị thay đổi không đáng kể, có thể coi như không đổi bởi vì trở lực biến dạng của vật liệu có chiều rộng lớn chống lại sự biến dạng theo hướng ngang. Khi đó các lớp kim loại ở phía trong góc uốn chỉ bị nén và co ngắn theo hướng dọc còn các lớp kim loại ở phía ngoài góc uốn chỉ bị kéo và giãn dài theo hướng dọc.
- Khi uốn với mức độ biến dạng lớn, các lớp kim loại ở phía ngoài phôi bị kéo và giãn dài đáng kể, dễ gây ra hiện tượng nứt, gẫy. Vì vậy khi cắt phôi uốn cần phải chú ý bố trí sao cho đường uốn vuông góc với thớ cán của phôi, tránh để đường uốn song song với thớ cán.
Tại vùng uốn có những lớp kim loại bị nén và co ngắn lại đồng thời có những lớp kim loại bị kéo và giãn dài theo hướng dọc vì vậy giữa các lớp đó thế nào cũng tồn tại một lớp có chiều dài bằng chiều dài ban đầu của phôi. Lớp này gọi là lớp trung hoà biến dạng. Lớp trung hoà biến dạng là cơ sở tốt nhất để xác định kích thước của phôi khi uốn và xác định bán kính uốn nhỏ nhất cho phép.
a)
S S
b
DUT-LRCC
Sinh viên thực hiện: Lê Trung Duy Lớp 12C1A Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 14 b)
Hình 2.5 Trước (a) và sau (b) khi uốn kim loại
Khi uốn với bán kính uốn lớn, mức độ biến dạng ít, vị trí lớp trung hoà biến dạng nằm ở giữa chiều dày của dải phôi. Nghĩa là bán kính cong Rbd củalớp trung hoà được xác định theo công thức sau:
Rbd = r + S/2 (Công thức 2. 1)
Trong đó:
r: Bán kính uốn (mm) S: Chiều dày vật liệu (mm)
Hình 2.6 Bán kính cong của lớp trung hòa
Khi uốn với mức độ biến dạng lớn thì tiết diện ngang của phôi thay đổi nhiều, chiều dày vật liệu giảm. Khi đó lớp trung hoà biến dạng không đi qua giữa mà bị dịch về phía tâm cong, ở đây bán kính cong lớp trung hoà được xác định như sau:
b S b S
Rbd r ) . . tb ( 2
(Công thức 2.2)
Trong đó:
= S1/S: Hệ số giảm chiều dài S1: Chiều dày trước khi uốn (mm) S: Chiều dày sau khi uốn (mm) r: Bán kính uốn (mm)
b: Chiều rộng ban đầu của dải (mm) S
R
r
DUT-LRCC
Sinh viên thực hiện: Lê Trung Duy Lớp 12C1A Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 15 btb: Chiều rộng trung bình sau khi uốn (mm)
btb =1/2(b1+b2)
b1, b2: Chiều rộng phía trên và phía dưới dải sau khi uốn (mm) Khi chiều rộng của dải lớn thì tỷ số : btb/b = 1, lúc đó:
S S
Rbd r ). . ( 2
(Công thức 2.3)
Trong thực tế thì bán kính cong lớp trung hoà được xác định như sau:
Rbd = r + XoS (Công thức 2.4)
Trong đó:
XoS = (1 ) 2
2.
S r
(Công thức 2.5)
Xo là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào tỷ số r/S, góc uốn và loại vật liệu uốn.
XoS là khoảng cách từ lớp trung hoà tới mặt trong của phôi.