Chương 2: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CÁN TÔN SÓNG NGÓI
2.2. Thiết kế công nghệ và phương án bố trí con lăn trên trục cán
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.
+ Lực cán nhỏ.
+ Khả năng phá hỏng thấp.
190
4*190=760
5*190=950
DUT.LRCC
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:
( L1/2)2= R2 - ( R - a1 )2
l12 = 4( R2 - ( R2 - (R -a1 )2
l1 = 2 a1(2R−a1)
Đối với biên dạng sóng này. Khi cán nó thực hiện kéo, uốn cả hai phía. Để tránh hiện tương tôn ở vị trí uốn bị ép mỏng ta chọn 4 lần cán , để tạo sự đồng đều trong các lần cán ta cho vị trí số a1 tương ứng 4mm, 9mm , 14mm, và 18mm là đũ chiều cao theo yêu cầu . Ta có bảng 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.
+ Biên dạng sóng thấp xuống :
l1
a1
R30
DUT.LRCC
Hình 2.8.Biên dạng sóng thấp xuống Tương tự từ hình vẽ ta có quan hệ giữa l1 và a1 như sau : L2 = 2 2R−a2
Ta cũng chọn 4 lần cán để tạo thành biên dạng theo yêu cầu và chọn các trị số a2
là 5mm, 10mm,15mm, 20mm ta có bảng sau:
a2 5 10 15 20
l2 68 95,5 115,2 131,5
Đây là sóng hai bên của sóng giữa đã xét ở trên khi cán sóng này. Tôn kéo về một phía.
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 ra các cặp trục uốn cần thiết.
Hệ số dập vuốt m phụ thuộc vào kích thước trước và sau khi uốn:
+1
=
n n
l
m l
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 = 0,85-0,95.
Tính số lần uốn cho mỗi sóng tôn đầu tiên.
Ta có:
l m1 = l1 ;
1 2
2 l
m = l ;....
+1
=
n n
n l
m l
1 1
2 1 3 2
1 . ....
....
. . .
+
=
n n
l l l
l l m l m
m
Ta chọn m1=m2=...mn=0,93
n n n
n n
m l l n
l m l
log
= log
=
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 log 55
=
=
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
a2
1 (
Đối với biên dạng sóng này. Khi cán nó thực hiện kéo, uốn cả hai phía. Để tránh hiện tương tôn ở vị trí uốn bị ép mỏng ta chọn 4 lần cán , để tạo sự đồng đều trong các lần cán ta cho vị trí số a1 tương ứng 4mm, 9mm , 14mm, và 18mm là đũ chiều cao theo
yêu cầu . Ta có bảng 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
+ Biên dạng sóng thấp xuống :
Ta cũng chọn 4 lần cán để tạo thành biên dạng theo yêu cầu và chọn các trị số a2 là
5mm, 10mm,15mm, 20mm Cán lần 1:
Cán lần 2
Cán lần 3
DUT.LRCC
SVTH: Phan Văn Ngọc Hướng dẫn: ThS. Lưu Đức Hòa Trang 36
Cán lần 4
DUT.LRCC