Báo cáo Thiết kế máy sản xuất kim bấm tập năng suất 100.800 kim/ngày (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Thiết kế máy sản xuất kim bấm tập năng suất 100.800 kim/ngày (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ÐIỂM THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT KIM BẤM TẬP NĂNG SUẤT 100.800 KIM/NGÀY Mã số: T2013-1114 Chủ nhiệm đề tài: THS. GV. NGUYỄN VĂN HỒNG SKC005675 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12/2013
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT KIM BẤM TẬP NĂNG SUẤT 100.800 KIM/NGÀY Mã số: T2013-1114 Chủ nhiệm đề tài: GV.KS Nguyễn Văn Hồng TP. HCM, Tháng 12 năm 2013
3. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐƠN VỊ CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT KIM BẤM TẬP NĂNG SUẤT 100.800 KIM/NGÀY Mã số: T2013-114 Chủ nhiệm đề tài: GV.KS. Nguyễn Văn Hồng Thành viên đề tài: TP. HCM, Tháng 12 năm 2013
4. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 DANH SÁCH NHỮNG NGƢỜI THAM GIA ĐỀ TÀI Nhiệm vụ STT Họ và tên Đơn vị công tác đƣợc giao 1. K.S. Nguyễn Văn Hồng. 2. Th.S Trần Thanh Lam. 3. Th.S Đặng Quang Khoa. ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH STT Tên đơn vị trong và ngoài nƣớc Nội dung phối hợp Khoa cơ khí máy - Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật 1 Tp.HCM. Chế tạo 2 Trang i
5. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 MỤC LỤC MỤC LỤC Trang DANH SÁCH NHỮNG NGƢỜI THAM GIA ĐỀ TÀI i ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH i MỤC LỤC ii THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU iii CHƢƠNG I: MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ MÁY 3 CHƢƠNG III: CƠ SỞ TÍNH TOÁN 8 CHƢƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 36 CÁC BỘ TRUYỀN & CHI TIẾT MÁY 36 CHƢƠNG V: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CAM 64 CHO MÁY SẢN XUẤT KIM BẤM TẬP 64 CHƢƠNG VI : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC BẢN VẼ 72 Trang ii
6. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: “Thiết kế máy sản xuất kim bấm tập năng suất 100.800 kim/ngày” Mã số: T2013-114 - Cơ quan chủ trì đề tài: Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM. - Thời gian thực hiện: 12 tháng 2. Mục tiêu - Thiết kế nguyên lý máy sản xuất kim bấm tập. - Thiết kế sơ đồ kết cấu của máy, lựa chọn các cơ cấu cho từng cụm. - Tính toán từng cụm máy. - Vẽ các bản vẽ chi tiết cho từng cụm. - Vẽ bản vẽ tổng thể máy. 3. Tính mới và sáng tạo: - Đƣa ra đƣợc qui trình sản xuất kim bấm tập với năng suất cao. 4. Kết quả nghiên cứu: - Thiết kế thành công máy sản xuất kim bấm tập với năng suất cao. 5. Sản phẩm - 1 thuyết minh báo cáo khoa học cấp trƣờng. - Một bộ hồ sơ thiết kế máy ( tập bản vẽ chế tạo + 1 bản vẽ lắp) 6. Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng: - Khoa cơ khí máy – Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM. Ngày 8 tháng 11 năm 2013 Trƣởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ và tên, đóng dấu) (ký, họ và tên) Trang iii
7. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 CHƢƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vục đề tài ở trong và ngoài nƣớc Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, thiết bị máy móc hiện đại có năng suất và độ chính xác cao đƣợc sử dụng ngày càng nhiều trong công nghiệp. Để đáp ứng đƣợc nhu cầu khách quan của thực tế, ngƣời cán bộ kỹ thuật phải ngày càng nâng cao về trình độ chuyên môn nghiệp vụ, phải nắm vững và ứng dụng đƣợc các thiết bị máy móc hiện đại có độ chính xác cao để có thể vận dụng vào thiết kế và chế tạo thiết bị ứng dụng trong sản xuất. Điều đó làm tăng năng suất lao động, mang lại hiệu quả kinh tế cao, tăng sức cạnh tranh nhằm phục vụ nhu cầu thị trƣờng và tăng tỉ lệ máy nội địa trong cơ cấu máy công nghiệp của nƣớc ta và khẳng định đƣợc trình độ kỹ thuật chúng ta đang và sẽ theo kịp với thế giới. 1.2 Tính cấp thiết Hiện nay kim bấm tập là một dụng cụ rất phổ biến dùng để bấm tập và tất cả các loại tài liệu,văn bản ở các văn phòng,cơ quan và trƣờng học, Với ƣu điểm vừa gọn nhẹ,bền và rẻ và đặc biệt là tính thông dụng của nó đối với tất cả các tài liệu văn bản. Vì vậy,việc sử dụng kim bấm tập là điều không thể thiếu đƣợc trong lĩnh vực học tập và in ấn, Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn và đòi hỏi độ chính xác của sản phẩm,cũng nhƣ khả năng làm việc lâu dài,tính thẩm mỹ và gọn nhẹ của kim bấm tập. Nhóm nghiên cứu đã chọn đề tài: “ thiết kế và thi công máy sản xuất kim bấm tập’’. 1.3 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài: Thiết kế nguyên lý máy sản xuất kim bấm tập. Thiết kế sơ đồ kết cấu của máy, lựa chọn các cơ cấu cho từng cụm. Tính toán từng cụm máy. Vẽ các bản vẽ chi tiết cho từng cụm. Vẽ bản vẽ tổng thể máy. 1.4 Cách tiếp cận: - Tìm hiểu nhu cầu thực tế và tính khả thi của đề tài 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu - Khảo sát thực tế - Nghiên cứu tài liệu - Thực nghiệm. 1.6 Đối tƣợng nghiên cứu: - Kim bấm tập 1.7 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu “ Thiết kế và thi công máy sản xuất kim bấm tập ” đã hoàn thành các phần yêu cầu của đề tài . Tuy nhiên,vì đề tài đƣợc làm trong một thời gian có phần hạn chế nên có những công đoạn mà ở đó còn có những nhƣợc điểm và hạn chế nhƣ: tính thẩm mỹ,tiếng ồn 1.8 Nội dung nghiên cứu :  Xây dựng ý tƣởng và nguyên lý làm việc của máy. Trang 1
8. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114  Tính toán thiết kế hệ thống cấp phôi.  Tính toán thiết kế bộ phận cắt đứt phôi.  Tính toán thiết kế bộ phận chận và dập.  Tính toán thiết kế các cơ cấu và bộ truyền. Trang 2
9. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ MÁY Trong quá trình tham quan tại nhà máy PLUS nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu đƣợc quá trình chế tạo kim bấm tập. Tuy nhiên vì lý do công nghệ mà nhóm không có đƣợc những hình ảnh thiết thực về công nghệ hiện đại nhất mà công ty đang sản xuất. Vì vậy nhóm nghiên cứu xin đƣợc trình bày tóm tắt một số công đoạn chính trong quá trình sản xuất kim bấm tập ở công ty nhƣ sau: 2.1 Quá trình chuốt phôi. Qúa trình này gồm 7 phần,đó là: phôi thép cuộn với đƣờng kính 1.2 mm đƣợc đặt trong cột (1). Phôi thép đi qua hệ thống con lăn (2) và tới hệ thống chuốt (3). Tại hệ thống này có đặt 11 khuôn chuốt đƣợc sắp xếp theo thứ tự nhỏ dần của đƣờng kính lỗ chuốt và bên trong đƣợc tƣới bằng dung dịch emunxi. Sau khi chuốt xong thép có đƣờng kính là 0.415 mm và đƣợc đi qua hệ thống nắn thẳng phôi theo phƣơng đứng (4) và phƣơng ngang (5). Phôi đƣợc cuộn vào tang (6) bởi động cơ servo (7). Ở vị trí (6) có thể đặt đứng hoặc đặt ngang. Hình 2.1 Quá trình chuốt phôi 2.2 Quá trình cán,dán keo và sấy. Trang 3
10. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 Hình 2.2 Quá trình cán, dán keo và sấy Hình vẽ trên là sự mô tả đơn giản về quá trình cán,dán keo và sấy thông qua một số bộ phận sau: Các cuộn kẽm sau khi đã đƣợc chuốt ở phần (a) đƣợc đặt lên khung đỡ (2) sao cho ở mỗi cuộn đều có một đầu dây đi vào bộ lƣợc kẽm (3) với mục đích sắp xếp các sợi kẽm xích lại gần nhau một cách đồng đều. Các sợi kẽm tiếp tục đi qua hệ thống (4) bao gồm bộ phận cán bằng con lăn và bộ phận dán keo,khi cán xong các sợi kẽm sẽ đạt đƣợc kích thƣớc yêu cầu. Và tiếp tục đi qua hệ thống sấy (5) để làm khô keo,lúc này các sợi kẽm đƣợc dính liền lại với nhau thành một mảng gồm 200 sợi (nếu nhìn từ xa thì ta có thể thấy nó nhƣ một dải vải có sự mềm mại) sau đó đƣợc cuốn vào tang (7) với khối lƣợng 2 tấn nhờ động cơ (8). Tất cả các quá trình sản xuất đều diễn ra tự động. Trang 4
11. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 2.3 Quá trình tạo sản phẩm. Hình 2.3 Quá trình tạo sản phẩm Sản phẩm của quá trình (b) là đầu vào của quá trình (c). Kẽm sẽ từ tang (1) đi qua máy dập (3) gồm bộ phận dập (4) ở đầu có gắn dao cắt và giá đỡ khuôn (5). Máy dập đƣợc 120 nhịp/phút,mỗi lần dập cho ra đƣợc bốn sản phẩm (8),mỗi sản phẩm gồm 50 kim. Với một tang (1) sẽ cho ra 4000 hộp và mỗi hộp chứa 20 sản phẩm (8). Trƣớc khi đƣợc đóng gói các sản phẩm đều đƣợc công nhân kiểm tra thủ công bằng cách cho đi qua một dƣỡng kiểm tra. Sản phẩm của công ty chủ yếu là xuất khẩu còn ở thị trƣờngViệt Nam chỉ chiếm 20%. Đây là quy trình công nghệ hiện đại nhất hiện nay, toàn bộ quá trình đều là tự động hóa. Tuy nhiên nhóm cũng đƣợc tham quan một công nghệ đã có từ rất lâu nhƣng hiện tại vẫn còn đƣợc sử dụng. Căn cứ vào quy trình công nghệ đó nhóm đã lên ý tƣởng sơ đồ kết cấu của máy sản xuất kim bấm tập nhƣ sau: Máy tự động gồm các bộ phận chính nhƣ : nguồn chuyển động,cơ cấu chuyển động,cơ cấu chấp hành và cơ cấu điều khiển 2.4 Sơ đồ kết cấu của máy sản xuất kim bấm giấy có dạng sau: Từ động cơ chuyển truyền đến trục chính (cũng là trục phân phối). trục này nhận chuyển động qua cơ cấu điều chỉnh riêng Y của nó. Trong quá trình công tác,trục phân phối quay liên tục và đều để thực hiện chuyển động làm việc và chuyển động chạy không Sơ đồ động của máy sản xuất kim bấm giấy. Trang 5
12. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 Hình 2.4 Sơ đồ kết cấu máy sản xuất kim bấm tập Đặc tính kỹ thuật của máy. Theo yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm và năng suất thiết kế theo yêu cầu là tƣơng đƣơng100800kim /ca làm việc(8h),ta đƣa ra đƣợc đặc tính kỹ thuật máy - Chiều dài lớn nhất của chi tiết gia công : 24.9 mm - Số cấp tốc độ : 1 cấp - Giới hạn năng suất của máy : 3.5 kim / giây - Thời gian gia công 1 chi tiết : 0.29 giây Sơ lƣợc nguyên lý hoạt động của máy. Chuyển động từ động cơ (1) qua bộ truyền đai giảm tốc (2) đến trục I. Từ trục I qua bộ truyền xích (7) chuyển động truyền sang trục II. Từ trục II qua bộ truyền bánh răng nón (8) chuyển động truyền sang trục III. Toàn bộ hệ thống chuyển động. Phôi liệu đƣợc cấp từ tang phôi (11),qua bộ nắn thẳng theo phƣơng ngang (10) và bộ nắn thẳng theo phƣơng đứng (9),sau đó đƣợc cán định hình và đƣa định lƣợng nhờ cam cán và cấp phôi (16) và sau đó đƣợc cắt đứt ở bộ dao cắt (13). Bộ dao cắt (13) thực hiện cắt đƣợc là nhờ cam cắt phôi (14) lắp trên trục II. Tác động thông qua cần dẫn động (17). Trang 6
13. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 Trục phân phối mang cam chận (4) và cam dập (3),(6). Khi trục I quay,cam tác động lên dao chận,dập thực hiện quá trình chận,dập uốn phôi tạo chi tiết. Sau khi cam (3),(6) thực hiện xong quá trình dập uốn,cam (4) tác động vào con lăn ở đầu cần đẩy sản phẩm (5),đẩy sản phẩm trƣợt và xếp đều trên thƣớc dẫn hƣớng (12). Các chi tiết đƣợc liên kết lại thành từng băng nhờ lớp keo mỏng đƣợc phết đều nhờ bộ phận bôi keo (18) và đƣợc cắt định lƣợng nhờ cữ cắt điện từ (19). Trang 7
14. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 CHƢƠNG III: CƠ SỞ TÍNH TOÁN 3.1 Tổng quát về quá trình cắt kim loại Thực nghiệm quá trình cắt ngƣời ta rút ra biểu đồ sau: biểu đồ này diễn tả mối quan hệ giữa lực cắt và sự biến dạng của kim loại khi cắt. Hình 3.1 Biều đồ mối quan hệ giữa lực cắt và biến dạng của kim loại 3.2 Qúa trình cắt. Một quá trình cắt dù xảy ra nhanh hay chậm thế nào thì cũng trải qua 3 thời kỳ :  Thời kỳ cặp.  Thời kỳ cắt.  Thời kỳ đứt. a) Thời kỳ cặp. Là thời kỳ lƣỡi dao ăn vào kim loại bị cắt,lực cắt sẽ tăng từ P = 0 đến P = Pmax . Để đặc trƣng cho quá trình này xảy ra nhanh hay chậm,ngƣời ta dùng thông số : Z tỷ số chiều sâu cắt tƣơng đối  .  1 1 1 h Trong đó :- Z1 : chiều sâu kim loại đƣợc cắt khi lực cắt P tiến từ 0 đến . - h : chiều dày kim loại cần cắt. b) Thời kỳ cắt. Là thời kỳ mà lực cắt giảm dần xuống theo tiết diện vật cắt,P giảm từ xuống Pc . c) Thời kỳ cắt đứt. Trang 8
15. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 Là thời kỳ mà không cần lực cắt nhƣng kim loại cần cắt vẫn tự đứt. Để đặc trƣng cho sự nhanh hay chậm của quá trình này ngƣời ta cũng đƣa ra tỷ số độ sâu đứt tƣơng Z đối  .  2 2 2 h Trong đó : - Z 2 : chiều sâu kim loại ở cuối thời kỳ cắt đầu thời kỳ cắt - h : chiều sâu kim loại cần cần đứt Tùy thuộc vào vật liệu cần cắt ta có các giá trị  1 và : 3.3 Sơ đồ biểu diễn quá trình cắt. Dao trên (thớt) Kim loại Trạng thái nóng Trạng thái nguội đem cắt  1  2  1  2 CT10 0.32 ÷ 0.4 0.75 ÷ 1 0.3 0.5 CT20 0.3 ÷ 0.35 0.75 ÷ 0.95 0.25 0.35 ÷ 0.45 CT50 0.25 ÷ 0.3 0.7 ÷ 0.95 0.2 0.3 ÷ 0.4 50C2 0.23 ÷ 0.28 0.65 ÷ 0.9 0.2 0.25 ÷ 0.3 C8 0.25 ÷ 0.3 0.7 ÷ 0.85 0.2 0.35 Phôi C20 0.28 ÷ 0.35 0.7 ÷ 0.9 0.25 0.3 ÷ 0.45 Cu 0.35 0.95 0.3 Dao dƣới 0.45 Zn 0.3 0.7 0.2 0.4 Đuara 0.25 0.5 0.15 0.25 X19H9T 0.25 ÷ 0.3 0.7 ÷ 0.8 0.35 0.45 X10 0.2 ÷ 0.25 0.65 ÷ 0.7 0.15 0.3 P B C D E A P Trang 9
16. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 Hình 3.2 Sơ đồ biểu diễn quá trình cắt 3.4 Xác định lực cắt. 3.4.1 Sơ đồ ứng suất tiếp và lực cắt. Nhìn trên sơ đồ quá trình cắt. dƣới dây ta chỉ xét phần diện tích ABD. P Pmax Pmin x =Zx/h O 1 2 Z B C D Z1/2 E h F Z2/2 A O tb max Hình 3.3 Sơ đồ ứng suất tiếp và lực cắt 3.4.2 Xác định lực cắt. P  tb F Trong đó : P : lực cắt (N) F : tiết diện cắt ứng với hình vẽ đó là tiết diện ABCE,còn tiết diện CDE là tiết diện trong thời kỳ cắt đứt,kim loại tự đứt mà không cần lực cắt tác dụng nên ứng suất trong công thức trên không tính vào. P  tb .F (1) Ta có : F ABCE tiết diện này có dạng hình thang. (AB CE) ABCE .BC 2 Với AB=h Z 2h Z CE h 2 2 2 2 Trang 10
17. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 Z h Mà  2 CE (2  ) 2 h 2 2 Trên hình vẽ ta có: Z / 2 Z  h tg 2 BC 2 2 BC 2tg 2tg 2 h (h / 2) (2  2 )  2 h h  2 (4  2 ) ABCE (2) 2 2tg 8tg Thực nghiệm tính toán ta có mối liên hệ giữa  tb và  max : 3  2 2  tb  max (3) 2  2 Thế (2) và (3) vào (1): 2 2 3 2  2 h  2 (6 5,5 2  ) P  tb .F  max . . 2  2 8tg Mà  max k1  b + k1 = 0.6  0.7 k1 = 0.8 đối với thép mềm. = 0.7 đối với thép cứng. + Trong quá trình cắt có sự tăng lực cắt do dao bị cùn : k2 1.1  1.25 : khi cắt nóng k2 1.15  1.3 : khi cắt nguội + k 3 hệ số xét đến ảnh hƣởng của hai lƣỡi dao: k3 1.15  1.25 : khi cắt nóng k3 1.2  1.3 : khi cắt nguội Suy ra lực cắt : 3 2  P k k k . 2 .h 2  1 2 3 4tg 2 2 2 3 2  2 h  2 (6 5,5 2  ) P k1k2k3 . . 2  2 8tg Đây là công thức xác định lực cắt của máy sản xuất kim bấm tập. + Vật liệu làm kim bấm chủ yếu là từ thép C8 ÷ C10 để an toàn ta chọn chỉ số bền của 2 mác thép C10,tra bảng ta có đƣợc  b 40 KG / mm + Chọn : Trang 11
18. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 k1 0.8 k2 1.3 k3 1.3  2 0.4 1,5 0,4 6 5,5 0.4 0.42 P 0.8 1.3 1.3 400 0.752 0.4 41.4(N) 2 0.4 8tg 450 3.4.3 Mô hình hộp dao cắt. Dựa vào bản vẽ kim bấm giấy ta thiết kế ổ dao cắt có mô hình nhƣ sau: Ổ dao cắt gồm:dao trên cố định và dao dƣới di động nhờ rãnh mang cá. Sau một thời gian làm việc dao dƣới di động có thể bị mòn và không còn chính xác nữa. Để khắc phục hiện tƣợng này thì ta dùng nêm điều chỉnh (hình trên). Dao trên cố định nhờ một nêm điều chỉnh xiết cố định lại (sau khi đã điều chỉnh vị trí dao cắt trùng với mặt đầu của thƣớc nơi có gắn mảnh hợp kim). Toàn bộ ổ dao trên giá chữ L ( có thể điều chỉnh ổ dao cắt theo phƣơng x nhờ rãnh định vị và phƣơng y). Vật liệu làm dao trên và dao dƣới phải có độ cứng và độ bền mòn cao,ta dùng hợp kim BK8. Hình 3.4 Mô hình hộp dao cắt 3.5 Tổng quát về quá trình uốn kim loại 3.5.1 Khái niệm và đặc điểm  Khái niệm Trang 12
19. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 Uốn là nguyên công biến phôi phẳng,dây hoặc ống thành sản phẩm cong đều hoặc gấp khúc tùy theo công dụng của chúng.  Đặc điểm Khi uốn các kim loại để đạt đƣợc những chi tiết có kích thƣớc và hình dạng cần thiết,ngƣời ta thƣờng nhận thấy rằng với tỷ số 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 trị số của góc uốn khác nhau thì quá trình biến dạng xảy ra tại vùng uốn cũng có những đặc điểm khác nhau. Hình 3.5 Phôi sau khi uốn. Nếu chúng ta uốn một dãy phôi thép (có chiều rộng b 3S),chiều dày vật liệu giảm,mặt cắt ngang của phôi bị thay đổi không đáng kể,có thể coi nhƣ không đổi bởi vì trở lực của vật liệu có chiều rộng lớn chống lại sự biến dạng theo hƣớng ngang. Khi đó các lớp kim loại ở phía trong góc uốn chỉ bị nén và co ngắn theo hƣớng dọc còn các lớp kim loại ở phía góc uốn chỉ bị kéo và dãn dài theo hƣớng dọc. Khi uốn với mức độ biến dạng lớn,các lớp kim loại ở phía ngoài của phôi bị kéo và dãn dài đáng kể,dễ gây hiện tƣợng nứt,gãy. Vì vậy khi cắt phôi uốn cần phải chú ý bố Trang 13
20. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 trí sao cho đƣờng uốn vuông góc với thớ cán của phôi,tránh để đƣờng uốn song song với thớ cán. 3.5.2 Lớp trung hòa biến dạng: Hình 3.6 Bán kính cong của lớp trung hòa biến dạng Tại vùng uốn có những lớp kim loại bị nén và co ngắn đồng thời cũng có những lớp bị kéo và dãn dài theo hƣớng 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 ngƣời ta gọi là lớp trung hòa biến dạng. Lớp trung hòa biến dạng là cơ sở tốt nhất để xác định kích thƣớc của phôi khi uốn và xác định bán kính uốn nhỏ nhất cho phép. Khi uốn với bán kính uốn lớn,mức độ biến dạng ít,vị trí lớp trung hòa biến dạng nằm ở giữa chiều dày của phôi. Nghĩa là bán kính bh của lớp trung hòa biến dạng đƣợc xác định theo công thức: S r bh 2 Trong đó r : bán kính uốn S : chiều dày vật liệu Khi uốn với mức độ biến dạng lớn (góc uốn và bán kính uốn nhỏ) tiết diện ngang của phôi bị thay đổi nhiều,chiều dày vật liệu giảm. Khi đó lớp trung hòa biến dạng không đi qua tiết diện phôi mà dịch chuyển về phía tâm cong,ở đây bán kính lớ p trung hòa biến dạng đƣợc xác định theo công thức: r  btb Pbh  S S 2 b Trong đó : S  1 : hệ số giảm chiều dày. S S1 : chiều dày phôi trƣớc khi uốn S : chiều dày phôi sau khi uốn r : bán kính uốn b : chiều rộng ban dầu của phôi btb : chiều rộng trung bình sau khi uốn 1 b (b b ) tb 2 1 2 b1 ,b2 : chiều rộng phía trên và phía dƣới của dải sau khi uốn. Hệ số giảm chiều dày khi uốn  : Trang 14
21. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 114 r 0.1 0.25 0.5 1 2 3 4 S  0.82 0.87 0.92 0.96 0.985 0.992 0.995 b Khi chiều rộng của phôi lớn thì tỷ số tb 1 b r  Lúc đó : bh  S S 2 Trong thực tế sản xuất để đơn giản cho quá trình tính toán,bán kính cong của lớp trung hòa đƣợc xác định : bh r  0 S  2 S Trong đó:  S r (1 ) 0 2 Hệ  0 đƣợc xác định bằng thực nghiệm và cho sẵn trong sổ tay. Hệ số này chủ yếu r phụ thuộc vào tỷ số ,góc uốn và loại vật liệu,  S là khoảng cách từ lớp trung S 0 hòa biến dạng đến mặt trong của phôi. Khi uốn những phôi có tiết diện tròn đƣờng kính d với bán kính uốn r ≥ 1.5d thì tiết diện ngang của phôi hầu nhƣ không đổi,lớp trung hòa biến dạng đi qua giữa tiết diện phôi: d r bd 2 Nếu uốn với bán kính uốn nhỏ r ≤ 1.5d thì tiết diện của phôi bị méo (hình ôvan hoặc hình quả trứng). d ( r  ) bd 1 2 1 Trong đó : r : bán kính uốn d  1 : hệ số biến dạng theo hƣớng kính 1 d d1 , d : đƣờng kính của phôi trƣớc và sau khi uốn. 3.5.3 Hiện tƣợng đàn hồi sau khi uốn. Uốn là một quá trình biến dạng dẻo kèm theo biến dạng đàn hồi. Do tính chất đàn hồi của vật liệu,sau khi uốn biến dạng đàn hồi mất đi,kích thƣớc và hình dạng sản Trang 15
22. S K L 0 0 2 1 5 4