Ce diaporama a bien été signalé.
Nous utilisons votre profil LinkedIn et vos données d’activité pour vous proposer des publicités personnalisées et pertinentes. Vous pouvez changer vos préférences de publicités à tout moment.
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 1
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG THÉP ĐỊN...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 2
thuyền ... phải qua quá quá trình cắt thép tấm r...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 3
- Trong nghành cơ khí ôtô : Việc sử dụng thép tấ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 4
Bảng 1.1 kích thước và tính chất cơ lý của sả...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 5
1.3 Một số loại máy uốn và cắt thép trên thị trƣ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 6
c. Máy uốn thép kiểu giường :
Hình 1.6: Máy uốn...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 7
1.3.2 Máy cắt thép :
a. máy cắt thép thủ công :...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 8
c. máy cắt thép cnc- machine :
Hình1 .10 Máy cắ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 9
CHƢƠNG II
CƠ SỞ LÝ THUYẾ T VÀ CÔNG NGHỆ CẮ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 10
độc lập mà không phụ thuộc nhau. Sau khi lắp rá...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 11
Khi tải trọng tác dụng nhỏ hơn Pđh thì độ biến ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 12
Và P = - k.
v
v
(đối với ép 3 chiều ) ( 2.3 )
...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 13
Biến dạng dẽo của đa tinh thể: Kim loại và hợp ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 14
s : Sức căng bề mặt.
C : Kích thước đặc trưng ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 15
Khi bắt đầu cắt, kim loại ở mép cắt được nung n...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 16
và độ chính xác cao, ngoài ra nó còn có thể cắt...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 17
1-Van nước làm mát, 2 - Bình chứa khí để vận...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 18
+ Giai đoạn 2: Lực cắt tăng lên bắt đầu có sự d...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 19
Để hiểu thêm về phương pháp này ta sẽ phân tích...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 20
Góc cắt 90°, bốn góc đều cắt được.
Vật liệu làm...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 21
Đây là thời kỳ kim loại tự đứt. Để đặc trưng ch...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 22
2.3.2.7 Máy cắt bằng lƣỡi dao đĩa.
Quá trình cắ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 23
- Khi H= (3  10)mm thì D = (40  50)H.
- Khi H...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 24
nhỏ hơn rất nhiều so với lực cắt yêu cầu khi cắ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 25
k1: Hệ số phụ thuộc độ cứng vật liệu: k1= 0,70...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 26
Khi uốn tấm dải rộng củng xảy ra hiện tượng biế...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 27
2.4.2.2 Uốn thép chữ U bằng phƣơng pháp uốn liê...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 28



Z
h
9
CHƢƠNG 3
PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 29
3.1.2. Nguyên lý hoạt động toàn máy
Phôi thép t...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 30
phức tạp, tạo được lực lớn, độ cứng vững cao, d...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 31
đưa vào buồng trái hoặc buồng phải của hai xi l...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 32
Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý hệ thống thủy lực bộ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 33
b, Xác định độ vận hành của dao nghiêng
Hình 3....
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 34
QV
4
1
2
3
5
-Thời gian của dao đi là :
t = ).(...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 35
* Hoạt động:
Khi phôi thép tấm đã được đặt lên...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 36
* Ưu điểm: Hạn chế được nhược điểm của cơ cấu ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 37
phôi vào v = 0,3 m/s = 300 mm/s, và chọn loại đ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 38
bất kỳ một chuyển động nào có thể của phôi tron...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 39
Ưu : Cơ cấu này hoạt động đơn giản, dễ thiết kế...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 40
Hình 3.14. Sơ đồ cơ cấu kẹp phôi bằng lo xo ch...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 41
nén. Kết cấu này đơn giản, dễ chế tạo, giá thàn...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 42
T
EB
r
2
max 
Ưng với thép U làm bằng thép CT...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 43
Vật liệu là thép CT38 nên ứng với CT3 ở bảng 3....
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 44
3.4.1.4 Số lần uốn và thiết lập biên dạng
a, Cá...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 45
Với phương án đả chọn ta thực hiện lần lượt các...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 46
Hình 3.19 Quá trình uốn thép chữ U.
5
6
7
8
9
...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 47
Như vậy qua phân tích trên máy uốn thép chữ U t...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 48
+Kích thước lớn, trọng lượng lớn cồng kềnh.
3.4...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 49
trình làm việc.
*Nhược điểm: + Cấu tạo của bộ p...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 50
+ Hiệu suất cao,có thể đạt 0,97  0,98.
+ Tuổi ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 51
3.4.3.3 Truyền động bánh xích kết hợp với bánh ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 52
CHƢƠNG IV
TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ KẾTCẤU C...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 53
Ta có : Z2 = h - DE = h . 2
2 = (1.2  1.6 ) ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 54
b : giới hạn bền của thép cắt, thép CT38 có b...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 55
3. Lõi thép 7. Lưỡi dao cắt
4. Đai ốc 8. Bàn d...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 56
D
H
P
C = 7
d
D

Do đó : hệ số kể đến độ tăng ...
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U
Trang 57
D: đường kính trung bình. p: Bước lò xo.
d. Xá...
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u
Prochain SlideShare
Chargement dans…5
×

đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u

5 609 vues

Publié le

đồ án tốt nghiệp của sv: NGUYỄN VĂN VIỆT - ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG - 2014
thầy giáo hưỡng dẫn : NGUYỄN THẾ TRANH
đề tài: thiết kế dây chuyền cắt - uốn thép định hình chữ U (gần giống xà gồ)
điểm duyệt : 9 đ
để có được bản word và bản vẽ của đồ án. liên hệ ymail: nguyenvanvietbkdn@gmail.com

Publié dans : Art & Photos
  • Dating for everyone is here: ♥♥♥ http://bit.ly/2F7hN3u ♥♥♥
       Répondre 
    Voulez-vous vraiment ?  Oui  Non
    Votre message apparaîtra ici

đồ án tốt nghiệp thiết kế dây chuyền cắt uốn thép định hình chữ u

  1. 1. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG THÉP ĐỊNH HÌNH TRONG CÔNG NGHIỆP 1.1 Nhu cầu sử dụng thép tấm trong công nghiệp. Ngày nay khi nhu cầu về đời sống của con người càng được nâng cao thì nền kinh tế cần phải kịp thời đáp ứng đầy đủ những nhu cầu đó. Trong đó ngành công nghiệp, mà đặc biệt là công nghiệp cơ khí nắm vai trò chủ yếu trong việc tạo ra sản phẩm. Ở một khía cạnh khác, thì ngành công nghiệp tạo phôi lại đóng một vai trò chủ chốt, là khâu cơ bản đầu tiên trong quy trình sản xuất cơ khí. Hơn nữa, một số phương pháp tạo phôi như cán, kéo, cắt...kim loại là không thể thiếu góp phần tạo ra các sản phẩm, vật dụng cho các ngành công nghiệp khác như: Công nghiệp hàng không, công nghiệp điện, công nghiệp ôtô, đóng tàu thuyền, xây dựng, nông nghiệp... Thép tấm hầu như được sử dung rất nhiều trong các nghành công nghiệp kể trên. Thép tấm được tạo thành từ quá trình cán kim loại, kim loại bị biến dạng giữa 2 trục cán quay ngược chiều nhau, có khe hở giữa 2 trục cán nhỏ hơn chiều dày của phôi ban đầu. Kết quả làm chiều dày phôi giảm, chiều dài và chiều rộng tăng lên, tạo thành dạng tấm hay ta còn gọi là thép tấm. Cán thép tấm có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội, ở mỗi loại nó có các ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Cán ở trạng thái nóng cho ta những sản phẩm có độ dày từ 1,5mm đến 60mm, còn ở trạng thái nguội cho ra sản phẩm mỏng và cực mỏng độ dày từ 0,007mm đến 1,25mm. Các sản phẩm thép tấm được phân loại theo độ dày của tấm thép: + Thép tấm mỏng: Chiều dày: S = 0,2  3,75 mm. Chiều rộng: b = 600  2.200 mm. +Thép tấm dày : S = 4  60 mm; b = 600  5.000 mm. L = 4.000  12.000 mm. + Thép tấm dải : S = 0,2  2 mm; b = 200  1.500 mm. L = 4.000  60.000 mm. Từ sự phân loại đó ta có các dạng phôi của thép tấm khác nhau như: dạng phôi tấm hay dạng phôi cuộn, phôi dải. Hình dạng và kích thướt của phôi tấm tạo ra trong quá trình cán được tiêu chuẩn hoá, do đó việc sử dụng thép tấm để tạo ra các sản phẩm như: thùng, sàn xe ôtô, khung, sườn xe máy, các thiết bị nghành điện, các kết câu trong nghành xây dựng như cầu, nhà cửa, hoặc sử dụng trong chính nghành cơ khí chế tạo, nghành tàu
  2. 2. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 2 thuyền ... phải qua quá quá trình cắt thép tấm ra các kích thướt và hình dạng khác nhau phù hợp với yêu cầu của từng nghành, từng công việc cụ thể: - Trong nghành điện: Thép tấm được dùng để tạo ra các sản phẩm như là thép trong stato của máy bơm nước hay quạt điện, thép tấm được dùng làm các cánh quạt cỡ lớn, các thép tấm mỏng dùng làm các lá thép để ghép lại trong các chấn lưu đèn ống, máy biến thế, trong lĩnh vực điện chiếu sáng nó được dùng làm các cột điện đường... Hình 1.1. Hình dạng các lá thép hình - Trong xây dựng: các thép hình cỡ lớn trong các dầm cầu được tạo thành từ các tấm thép tấm dày cắt nhỏ, hay thép tấm được dùng để liên kết với nhau có thể bằng mối hàn, bulông hoặc đinh tán để tạo nên các kết cấu thép bền vững. Rỏ rang nhất thép tấm được sử dụng làm tấm lợp… Hình 1.2: Thép chữ T,chữ I Các thép định hình cỡ nhỏ và cỡ vừa trong xây dưng dân dụng và công nghiệp ( nhà ở, các nhà máy, khu công nghiệp, khu thương mai,cá siêu thị…) được chế tạo từ các thép tấm mỏng uốn lại như: tôn,các loại thép hình chữ U, chữ C, các loại ống tròn, hình vuông chữ nhật…. - Trong nghành cơ khí : Thép tấm được sử dụng trong các thân máy của các máy cắt kim loại, vỏ hộp giảm tốc bằng kết cấu hàn, khung, sườn xe, máy,...
  3. 3. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 3 - Trong nghành cơ khí ôtô : Việc sử dụng thép tấm không thể thiếu được. Nó được sử dung làm khung, sườn, gầm ôtô, lót sàn ôtô, che kín thùng xe, và các bộ phận che chắn khác. - Trong chế biến thực phẩm: Thép tấm được sử dung rộng rãi không kém, nó được dùng để chế tạo các thùng chứa, bể chứa, hộp đóng gói,... - Trong các nghành nghề khác: Thép tấm dùng để chế tạo ra các thùng đồ dùng dân dụng phục vụ đời sống hay trong nghành hàng không thép tấm được dùng để che chắn, làm cửa máy bay, nắp đậy thân máy bay, tên lửa, thùng máy vi tính, ... Với nhu cầu sử dụng thép tấm rộng lớn như vậy, nhất là trong các ngành xây dựng nhu cầu các sản phẩm định từ thép tấm đang cao như các loai tâm lợp các, các loại thép tròn, các loai xà gồ thép,thép chữ U,…, cần phải có những máy cán tôn, máy cán các loại ống tròn, máy uốn xà gồ thép,máy uống thép chữ U,...để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành xây dựng nói riêng củng như nền kinh tế nói chung, góp phần cải thiện nhu cầu nhà ở, củng như sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. 1.2 Nhu cầu sử dụng thép chữ U trong công nghiệp. Thép chữ U được dùng nhiều trong xây d ựng các công trình nhà xưởng tiền chế, thùng xe, dầm cầu trục, bàn cân và các công trình có kết cấu chịu lực khác.. Hình 1.3 Hình dạng và kích thước thép chữ U dùng trong công nghiệp.
  4. 4. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 4 Bảng 1.1 kích thước và tính chất cơ lý của sản phẩm thép chữ U điển hình. Bảng 1.2 Tên một số loại thép hình chữ U thông dụng trên thị trường hiện nay. Sizes / Kích thƣớc (mm) Tiết diện (cm2) Khối lƣợng đơn vị (kg/m) Đại lƣợng tra cứu X-X X-Y h b d t R r Ix (cm3) Wx (cm3) ∑X (cm3) SX (cm3) ly (cm3) Wy (cm3) ∑Yx (cm3) Zo(cm3+) 80 40 4.5 7.46.5 2.5 8.98 7.05 89.4 22.4 3.16 13.30 12.80 4.75 1.190 1.31 100 48 4.6 7.67.0 3.0 10.90 8.59 174.0 34.8 3.99 20.40 20.40 6.46 1.370 1.44 120 52 4.8 7.87.5 3.0 11.30 10.40 304.0 50.6 4.78 29.60 31.20 8.52 1.530 1.54 140 58 4.9 8.18.0 3.0 15.60 12.30 491.0 70.2 5.00 40.80 45.40 11.00 1.700 1.67 160 64 5.0 8.48.5 3.5 18.10 14.20 747.0 93.4 6.42 54.10 68.30 13.80 1.870 1.80 200 76 5.2 9.09.5 4.0 23.40 18.40 1520.0 152.0 8.07 87.80 113.0 20.50 2.200 2.07 Thứ tự Tên sản phẩm Độ dài (m) Trọng lƣợng (Kg) 1 Thép U50TN 6 29 2 Thép U 65 TN 6 35,4 3 Thép U 80 TN 6 42,3 4 Thép U 100x46x4,5 TN 6 51,6 5 Thép U120x52x4,8 TN 6 62,4 6 U140x58x4.9 TN 6 73,8 7 U150x75x6,5x10 SS400 Chn 12 223,2 8 U 160 x 64 x 5 x 8,4TQ 6 85,2 9 U 180 x74 x 5.1 TQ 12 208,8 10 U180x68x7 Chn 12 242,4 11 U 200 x 73 x 7 x 12m(TQ) 12 267,6 12 U 200 x 76 x 5.2 x 12m china 12 220,8 13 U 200 x 80 x 7.5 x 10m china 12 246 14 U 270 x 95 x 6 x 12m china 12 36 15 U 300 x 85 x 7 x 12m china 12 414 16 U250 x 78 x 7 China 12 33 17 U300x85x7x12 China 12 414 18 U400x100x10.5 Chn 12 708 19 U200x75x9x11 China 12 308,4 20 U220x77x7 Chn 12 300,01
  5. 5. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 5 1.3 Một số loại máy uốn và cắt thép trên thị trƣờng 1.3.1 Máy uốn thép: a. Máy uốn thép 3 trục đứng : Hình 1.4: Máy uốn thép 3 trục đứng. b. Máy uốn thép 3 trục nằm ngang : Hình 1.5: Máy uốn thép 3 trục nằm ngang.
  6. 6. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 6 c. Máy uốn thép kiểu giường : Hình 1.6: Máy uốn thép kiểu giường. e. Máy uốn kiểu trục lăn. Hình 1.7 : Máy uốn kiểu trục lăn.
  7. 7. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 7 1.3.2 Máy cắt thép : a. máy cắt thép thủ công : Hình 1.8: Máy cắt thép thủ công bằng tay b. máy cắt thép tự động : Hình 1.9: Máy cắt thép tự động cỡ lớn
  8. 8. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 8 c. máy cắt thép cnc- machine : Hình1 .10 Máy cắt thép cnc- machine e. máy cắt thép bằng plasma: Hình1 .11 Máy cắt thép bằng plasma
  9. 9. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 9 CHƢƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾ T VÀ CÔNG NGHỆ CẮ T,UỐ N ĐI ̣NH HÌNH THÉ P TẤ M 2.1 Giới thiệu về sản phẩm thép uốn chữ U Hình 2.1 kích thước cơ bản của sản phẩm thép chữ U Sản phẩm thép chữ U được dùng rộng rãi trong cơ khí. Thép chữ U có hình dạng gần giống với sản phẩm xà gồ. Trong dây chuyền này chúng ta nghiên cứ u và chế ta ̣o sản phẩm điển hình là thép chữ U loại ngắn dùng để làm khung,kết cấu cho các công trình đơn giản,độchi ̣u lực nhe ̣và nhỏ lẻ. Bảng 2-1: Kích thước một số sản phẩm thép chữ U 2.2 Giới thiệu về dây chuyền cắt và uốn thép chữ U. Dây chuyền cán thép chữ U là thiết bị gia công áp lực dùng kết hợp máy cắt thép tấm và máy uốn thép để cho ra sản phẩm. Phôi thép tám được cắt theo kích thước yêu cầu khi qua bộ phận cắt thép trước khi đến dây chuyền uốn. Dây chuyền này bao gồm 2 bộ phận chính là : + Bộ phận cắt thép + Bộ phận uốn thép hai bộ phận này hoạt động động lập với nhau và sử dụng hai bộ điều khiển khác nhau. Nghĩa là mỗi bộ phận là một sản phẩm máy hoàn chỉnh,nó có thể hoạt động a c S 80 100 120 150 200 40 40  50 40  50 40  50 40  50 1,5 1.5  2 1.5  2 1.5  2 2.5
  10. 10. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 10 độc lập mà không phụ thuộc nhau. Sau khi lắp ráp hai bộ phận này phù hợp thì chúng tạo ra một dây chuyền cắt uốn thép lien tục, chính vì chúng hoạt động độc lập nên hai bộ phận này được tính toán chi tiết và cẩn thận sao cho vận tốc cắt sản phẩm và vận tốc uốn phù hợp và nhịp nhàng Bộ phận uốn dùng biến dạng dẻo để biến dải kim loại phẳng thành sản phẩm hình, tiết diện ngang của các sản phẩm có hình dáng và kích thước khác nhau, nhưng có đặc điểm chung là độ dày trên mặt cắt ngang sản phẩm ở mọi điểm không khác nhau mấy. Trên một dây chuyền cán có nhiều cặp trục cán nằm liên tiếp nhau. Sản phẩm được hình thành từ tấm hoặc dải lần lượt đi qua nhiều cặp trục, mà ở mỗi cặp trục vật cán được tạo hình dần dần tiến đến hình dáng, tiết diện của sản phẩm cuối cùng. Quá trình cán được thực hiện liên tục, nhờ lực ma sát giữa các con lăn quay và tấm kim loại mà phôi cán chuyển động tịnh tiến. Giữa các cặp trục cán không xảy ra hiện tượng chùn hoặc đứt kim loại. Cán thép chữ U là quá trình làm biến dạng kim loại ( uốn hình ) một cách liên tục giữa các cặp trục cán. Sản phẩm được hình thành từ những tấm phẳng được trải ra từ cuộn tôn. Ở mỗi cặp trục cán được tạo sẵn biên dạng nên được tạo hình dần tiến đến hình dáng và tiết diện yêu cầu. 2.3 Cơ sở cắt kim loại và phƣơng án cắt kim loại Cắt kim loại là phương pháp gia công bằng áp lực bằng cách dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại ở trạng thái nóng hoặc nguội, làm cho kim loại đạt quá giới hạn đàn hồi, kết quả làm thay đổi hình dạng của vật thể kim loại mà không phá huỷ tính liên tục và độ bền của chúng. Cắt kim loại là chia phôi ra thành tấm, dải, mảnh.. .theo biên dạng đã được định sẵn. Quá trình cắt xảy ra từ biến dạng đàn hồi khi có lực tác dụng, sau đó biến dạng dẻo cùng với sự tăng lực tác dụng và các vết nứt xuất hiện và gặp nhau theo hướng cắt và tách rời tấm phôi. 2.3.1 Cơ sở lý thuyết về cắt kim loại Dưới tác dụng của ngoại lực, kim loại biến dạng theo các giai đoạn sau: Biến dạng đàn hồi, biến đạng dẻo và phá huỷ. Tuỳ theo cấu trúc tinh thể của mỗi kim loại, các giai đoạn trên có thể xảy ra ở các mức độ khác nhau dưới tác dụng của ngoại lực và tải trọng Biểu đồ biến dạng khi thí nghiệm kéo đứt kim loại như sau: Hình 2.2. Biểu đồ quan hệ giữa lực kéo P và độ biến dạng dài tuyệt đối l.
  11. 11. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 11 Khi tải trọng tác dụng nhỏ hơn Pđh thì độ biến dạng tăng theo đường bậc nhất, đây là giai đoạn biến dạng đàn hồi: Biến dạng sẽ bị mất đi nếu ta bỏ tải trọng tác dụng. Khi tải trọng tăng từ Pđh → Pđ thì độ biến dạng tăng với tốc độ nhanh, đây là giai đoạn biến dạng dẻo, kim loại sẽ bị biến đổi hình dạng và kích thướt sau khi bỏ tải trọng tác dụng lên nó. Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn nhất Pđ thì trong kim loại bắt đầu xuất hiện vết nứt, tại đó ứng suất tăng nhanh và kích thướt vết nứt tăng lên, cuối cùng kim loại bị phá huỷ. Đó là giai đoạn phá huỷ: Tinh thể kim loại bị đứt rời. 2.3.1.1 Biến dạng đàn hồi. Dưới tác dụng của ngoại lực hay cắt kim loại bằng áp lực, mạng tinh thể bị biến dạng. Khi lực tác dụng nhỏ, 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, nếu thôi tác dụng lực thì mạng tinh thể lại trở về trạng thái ban đầu . Khi chịu tải, vật liệu sinh ra một phản lực cân bằng với ngoại lực, ứng suất là phản lực tính trên một đơn vị diện tích. Ứng suất vuông góc với mặt chịu lực gọi là ứng suất pháp , gây biến dạng . Ứng suất tiếp  sinh ra xê dịch góc . Ứng suất pháp 3 chiều (ứng suất khối) làm biến dạng thể tích v v . Biến dạng đàn hồi có thể do ứng suất pháp hoặc do ứng suất tiếp sinh ra như sơ đồ sau : Hình 2.3. Biến dạng đàn hồi Đối với nhiều vật liệu, quan hệ tuyến tính giữa ứng suất và biến dạng đàn hồi được mô tả bằng định luật Hooke : Phương trình cơ sở của lý thuyết đàn hồi:  .E ( cho kéo và nén ) (2.1 )  .G ( cho xê dịch ) (2.2 ) Trong đó : E : modun đàn hồi của vật liệu G : modun đàn hồi trượt          
  12. 12. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 12 Và P = - k. v v (đối với ép 3 chiều ) ( 2.3 ) Với k =  )21(3  E ( 2.4 ) Với G =  )21(2  E ( 2.5 ) Vậy biến dạng đàn hồi của kim loại có nghĩa là các nguyên tử trong mạng tinh thể tác động qua lại với nhau bằng lực hút và lực đẩy. Nếu lực tác dụng chưa đủ để sinh ra ứng suất vượt quá giới hạn đàn hồi của vật liệu thì kim loại trở lại trạng thái cân bằng, hay ở giai đoạn này quá trình cắt kim loại chưa xảy ra. 2.3.1.2 Biến dạng dẻo. Khi ứng suất sinh ra trong kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi thì kim loại bị biến dạng dẻo do trượt và song tinh. Hình 2.4. Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể 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. Theo hình thức song tinh, một phần tinh thể vừa trượt, vừa quay đến một vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh. Các nguyên tử kim loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỷ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh . Các lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trượt là hình thức chủ yếu gây ra biến dạng dẻo trong kim loại khi lực tác dụng lên nó sinh ra ứng suất lớn hơn giới hạn đàn hồi nhưng chưa vượt ứng suất phá huỷ hay ứng suất giới hạn bền của vật liệu. Các mặt trượt là các mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao nhất. Biến dạng dẽo do song tinh gây ra rất bé nhưng khi có song tinh, trượt xẩy ra thuận lợi hơn. a b c d
  13. 13. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 13 Biến dạng dẽo của đa tinh thể: Kim loại và hợp kim là tập hợp của nhiều đơn tinh thể, cấu trúc của chúng được gọi là cấu trúc đa tinh thể. Ở đây biến dạng dẽo có hai dạng: biến dạng trong nội bộ hạt và biến dạng ở vùng biên giới hạt. Sự biến dạng trong nội bộ hạt do trượt và song tinh. Đầu tiên sự trượt xẩy ra ở các hạt có mặt trượt tạo với hướng của ứng suất chính một góc bằng hoặc xấp xỉ 450 , sau dó mới đến các mặt khác. Như vậy biến dạng dẽo trong kim loại đa tinh thể xẩy ra không đồng 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 nhau. Do sự trượt và quay của các hạt, trong các hạt lại xuất hiện các mặt trượt thuận lợi mới, giúp cho biến dạng trong kim loại tiếp tục phát triển. Đây là giai đoạn thứ hai của quá trình cắt kim loại, giai đoạn này xảy ra trước quá trình kim loại bị phá huỷ (hay quá trình kim loại bị cắt đứt. Trong quá trình biến dạng dẻo kim loại, vì ảnh hưởng của các nhân tố như: nhiệt độ không đều, tổ chức kim loại không đều, lực biến dạng phân bố không đều, ma sát ngoài, vv... nên làm cho bên trong kim loại sinh ra ứng suất dư, ngay cả sau khi thôi tác dụng ứng suất dư vẫn còn tồn tại. 2.3.1.3 Phá hủy. Quá trình biến dạng tăng dần với một mứt độ nào đó kim loại sẽ bị phá huỷ, đây là dạng hỏng nghiêm trọng và không thể phục hồi được. Cơ chế của quá trình phá huỷ: đầu tiên hình thành và phát triển các vết nứt từ kích thướt siêu vi mô đến vi mô, đến vĩ mô (bị phá huỷ).  Phá huỷ trong điều kiện tải trọng tĩnh + Phá huỷ dẻo: Là phá huỷ có kèm theo sự biến dạng dẻo với mứt độ tương đối Phá huỷ dẻo xảy ra với tốc độ nhỏ và cần nhiều năng lượng nên ít nguy hiểm. Điều kiện cần thiết cho phá huỷ dẻo xảy ra là biến dạng dẻo và trạng thái ứng suất kéo ba chiều trong vùng co thắt cục bộ . + Phá huỷ giòn: Hầu như không có biến dạng dẻo vĩ mô kèm theo, xảy ra tức thời nên khá nguy hiểm. Bề ngoài mặt khi phá huỷ thường vuông góc với ứng suất pháp lớn nhất nhưng bề mặt vi mô thì có thể là theo các mặt phẳng tinh thể xác định (mặt vỏ giòn) ở bên trong mỗi hạt. + Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phá huỷ là: nhiệt đô, tốc độ biến dạng và sự tập trung ứng suất. Ứng suất cần thiết để phát triển vết nứt:        C E s c . 2    ( 2.6 ) Trong đó : E : mođun đàn hồi của vật liệu.
  14. 14. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 14 s : Sức căng bề mặt. C : Kích thước đặc trưng của vết nứt ban đầu.  Phá huỷ trong điều kiện tải trọng thay đổi theo chu kỳ (phá huỷ mỏi) Cơ chế của phá huỷ mỏi cũng xảy ra bằng cách tạo thành và phát triển vết nứt. Sự phá huỷ mỏi phụ thuộc vào yếu tố: ứng suất tác động, số chu kỳ tác động của tải trọng, yếu tố tập trung ứng suất.  Phá huỷ ở nhiệt độ cao Sự tạo nên vết nứt có thể theo cơ chế sau: các hạt trượt lên nhau theo biên giới hạt, có tập trung ứng suất tạo nên vết nứt. Thực chất quá trình biến dạng dẻo của kim loại nó ảnh hưởng lớn đến lực cắt do vậy ta nguyên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến nó. 2.3.2 Các phƣơng án cắt kim loại 2.3.2.1 Phƣơng pháp thủ công. Cắt thép bằng các phương pháp thủ công có nhiều cách, chẳng hạn như phương pháp chặt bằng ve, tốn nhiều thời gian, các vết cắt không được thẳng và sản phẩm tạo ra không đảm bảo yêu cầu về độ chính xác. Phương pháp này chỉ áp dụng cho những phân xưởng thủ công, cắt các thép tấm có chiều dày bé và tiết diện nhỏ. Máy cắt thép thủ công: gồm hai lưỡi cắt và một cơ cấu cánh tay đòn và đòn bẩy để tạo lực cho lưỡi cắt. Máy này cũng chỉ áp dụng cắt những tấm thép có chiều dày và diện tích bé, chủ yếu dùng trong các xưởng sản xuất vừa và nhỏ. 2.3.2.2 Cắt bằng hồ quang điện hoặc ngọn lửa khí Cắt đứt bằng hồ quang điện: là quá trình nóng chảy hoặc cắt đứt kim loại bằng nhiệt lượng hoặc hồ quang điện, điện cực hồ quang có thể là than hoặc kim loại. Phương pháp này không kinh tế, khó thuận tiện khi chiều dày tấm thép lớn, đường cắt không đều. Cắt bằng khí là phương pháp cắt sử dụng nhiệt của ngọn lửa sinh ra khi đốt cháy khí cháy trong dòng oxy để nung kim loại tạo thành các oxit và thổi chúng ra khỏi mép cắt tạo thành rãnh cắt. Hình 2.5. Sơ đồ cắt kim loại bằng khí: 2 1 3 4 O 2 O2 + C2H2 1. Phôi cắt. 2. Rảnh cắt. 3. Hỗn hợp khí cắt. 4. Dòng Oxy cắt. h
  15. 15. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 15 Khi bắt đầu cắt, kim loại ở mép cắt được nung nóng đến nhiệt độ cháy nhờ nhiệt độ của ngọn lửa nung, sau đó cho dòng oxy thổi qua, kim loại bị oxy hoá mãnh liệt tạo thành oxit. Sản phẩm cháy bị nung chảy và được dòng oxy thổi khỏi mép cắt, tiếp theo do phản ứng cháy của kim loại toả nhiệt mạnh, lớp kim loại tiếp theo bị nung nóng nhanh và tiếp tục bị đốt cháy tạo thành rãnh cắt . Để cắt bằng khí, kim loại cắt phải thoả mãn một số yêu cầu sau : + Nhiệt độ cháy của kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy. + Nhiệt độ nóng chảy của oxit kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại. + Nhiệt toả ra khi kim loại cháy phải đủ lớn để nung mép cắt tốt đảm bảo quá trình cắt không bị gián đoạn . + Oxit kim loại nóng chảy phải loãng tốt, dễ tách khỏi mép cắt. + Độ dẫn nhiệt của kim loại không quá cao, tránh sự toả nhiệt nhanh dẫn đến mép cắt bị nung nóng kém, làm gián đoạn quá trình cắt. Thép các bon có nhiệt cháy 1350°C, nhiệt độ nóng chảy trên 1500°C, nhiệt cháy đạt tới 70% lượng nhiệt cần để nung nóng nên rất thuận lợi khi cắt bằng khí. Thép cacbon cao do nhiệt độ chảy thấp nên khó cắt hơn, khi cắt thường nung nóng trước tới 300°- 600°C. Thép hợp kim crôm hoặc hợp kim niken do khi cháy tạo thành oxit crôm nhiệt độ chảy tới 2000°C phải dùng thuốc cắt mới cắt được..., mặt khác để đảm bảo chất lượng phôi, nâng cao năng suất và hạ giá thành cắt cần phải chọn các chế độ cắt hợp lý khác nhau như áp suất khí cắt, lượng tiêu hao khí cắt, tốc độ cắt, khoảng cách cần khống chế từ mỏ cắt tới vật cắt do đó việc dùng phương pháp này để cắt thép tấm không mang lại hiệu quả kinh tế cao cũng như năng suất thấp, khó chuyển sang tự động hoá. 2.3.2.3 Cắt bừng chum tia laser . Trong những năm gần đây người ta đã bắt đầu sử dụng laser để cắt tất cả các vật liệu với bất kỳ độ cứng nào. Nguyên lý chung về cắt bằng laser là một phương pháp tạo rãnh cắt hoặc lỗ nhờ vào nguồn nhiệt bức xạ rất lớn của laser làm vật liệu vùng cắt cháy lỏng và bốc hơi đi ra ngoài. Nguồn bức xạ laser (1) tạo ra chùm tia laser (2) đi thẳng hoặc đổi hướng nhờ gương phẳng (3) và được hội tụ nhờ thấu kính hội tụ có tiêu cự f trong (4). Nguồn năng lượng laser tập trung trên một diện tích rất nhỏ với mật độ dòng nhiệt tạo vùng tiếp xúc bề mặt rất cao làm vật liệu (5) nóng chảy và bốc hơi tạo thành rãnh cắt hoặc lỗ khoan. Cắt bằng chùm tia laser có nguồn nhiệt tập trung với một mật độ nhiệt cao, vì vậy nó có thể cắt tất cả các loại vật liệu và hợp kim của nó. Rãnh cắt hẹp, sắc cạnh
  16. 16. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 16 và độ chính xác cao, ngoài ra nó còn có thể cắt theo đường thẳng hay đường cong và có thể cắt theo các hướng khác nhau nhờ quá trình cắt không tiếp xúc. Hình 2.6. Sơ đồ cắt kim loại bằng chùm tia laser Cắt thép bằng chùm tia laser cho năng suất cao, có thể cơ khí koá và tự động hoá dễ dàng nhưng phương pháp này có những hạn chế là chiều dày tấm cắt nhỏ hơn 20 mm , thiết bị tạo tia laser cũng như các thiết bị điều khiển chương trình số CNC có giá thành cao. 2.3.2.4 Cắt bằng chìm tia plasma Để tạo nên dòng các ion người ta sử dụng sự phóng điện với khoảng cách lớn giữa hai điện cực. Hồ quang sẽ cháy trong một rảnh trụ kín cách điện với điện cực và đầu mỏ phun , đồng thời nó được làm nguội mảnh liệt và bị ép bởi áp lực của dòng khí nén (khí trơ). Nhờ có hệ thống như vậy mà nhiệt độ có thể tăng lên 10.000 20.000o C. Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý cắt bằng plasma. a/ Sơ đồ nguyên lý máy cắt bằng plasma ; b/ Sơ đồ cấu tạo đầu cắt plasma (9) h d 1 3 4 2 1. Nguồn lazer. 2. Chùm tia lazer 3. Gương dẫn hướng. 4. Thấu kính hội tụ.
  17. 17. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 17 1-Van nước làm mát, 2 - Bình chứa khí để vận chuyển bột kim loại, 3,6 - van giảm áp, 4 - Thiết bị chuyển tải bột kim loại đắp, 5- Bình chứa khí ổn định , 7- Van, 8- Thiết bị kích thích hồ quang, 9- Đầu cắt hoặc đầu phun, 10, 11, 12 các công tắc, 13 nguồn điện. Hình 2.8. Sơ đồ cắt bằng plasma trong thực tế. 2.3.2.5 Phƣơng pháp cắt thép tấm bằng áp lực lƣới Thực chất của quá trình cắt kim loại bằng áp lực lưỡi cắt là sự biến dạng dẻo sau đó đến phá huỷ kim loại. Quá trình cắt đứt vật liệu chia thành 3 giai đoạn liên tục: + Giai đoạn 1: Biến dạng dẻo tập trung ở mép của dao cắt (hình 3.5a). Ứng suất tập trung làm phát sinh dòng chảy kim loại tạo thành vùng kim loại bị chèn ép bao quanh lưỡi cắt, sự chèn ép cục bộ đó sẽ phát triển đến khi toàn bộ chiều dày của kim loại đạt đến ứng suất dư để làm xuất hiện đường trượt. a b c Hình 2.9. Các giai đoạn của quá trình cắt. z z z h2  h
  18. 18. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 18 + Giai đoạn 2: Lực cắt tăng lên bắt đầu có sự dịch chuyển tương đối giữa phần này với phần kia của tấm (hình 3.5b). Ở giai đoạn này tạo ra bề mặt nhẵn sáng bóng và được san phẳng bởi lực ma sát F hướng dọc theo bề mặt bên của lưỡi dao. những đường trượt này tạo ra đường dẻo hẹp hình bình hành, do đó biến dạng dẻo kèm theo uốn và kéo các thớ kim loại cho đến khi bắt đầu xuất hiện các vết nứt. Theo kinh nghiệm giai đoạn này dao cắt ăn sâu h2 = 20 đến 80% chiều dày h của phôi tùy thuộc vào cơ tính của vật liệu và chiều dày của tấm, vật liệu càng dẽo thì h càng lớn. + Giai đoạn 3: Dao tiếp tục đi xuống, mưc độ biến dạng tăng lên và khi đó tính dẽo của kim loại bị mất bắt đầu giai đoạn 3. Các vết nứt xuất hiện, phát triển va phá hủy kim loại cho đến khi kết thuc quá trình tách vật liệu (hình 3.4c). Sự phá hủy kim loại xẩy ra trước mép làm việc của lưỡi dao trong tấm, vì thế các vết nứt được gọi là các vết nứt phá vở trước. Tùy thuộc vào khe hở giửa các lưỡi cắt Z và độ lún sâu của lưỡi dao vào chiều dày tấm h tại thời điểm bắt đầu phá hủy, các vết nứt vở xuất phát từ các mép làm việc của lưỡi dao trên và dưới có thể song song với nhau (hình 3.6a) hoặc gặp nhau (hình 3.6b). Khi các vết nứt ở mép làm việc của các lưỡi cắt gặp nhau thì trị số khe hở Z là tối ưu vì khi đó chất lương mặt cắt là tốt nhất, mặt cắt phẳng và nhẵn. a b Hình 2.10. Sơ đồ phân bố các vết nứt tại mép cắt Trị số khe hở tối ưu được xác định nếu biết được giá trị của h và  : Ztối ưu = (h – h2)tg . Theo kinh nghiệm của hãng ERFURT khi cắt trên máy cắt tấm dao nghiêng Ztối ưu = 1/30 h. Có các loại máy cắt thép tấm dưới áp lực lưỡi cắt như máy cắt dao thẳng song song, máy cắt dao nghiêng, máy cắt dao đĩa,... Phương pháp cắt thép tấm bằng áp lực lưỡi cắt có ưu điểm : có năng suất cao, có thể tạo lực cắt bằng các phương pháp khác nhau, giá thành rẻ, dễ tiến hành cơ khí hoá và tự động hoá, phương pháp này phù hợp với ngành cơ khí nước ta hiện nay.  Z < Zt äúi æu Z = Zt äúi æu  h
  19. 19. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 19 Để hiểu thêm về phương pháp này ta sẽ phân tích các loại kết cấu máy và dao để chọn phương án sử dụng cho máy cắt thép tấm dưới áp lực lưỡi cắt. 2.3.2.6 Máy cắt dao thẳng song song a,Công dụng và các thông số cơ bản: + Công dụng: Máy cắt dao thẳng song song dùng để cắt các loại phôi và sản phẩm có tiết diện vuông, chữ nhật, tròn... máy thường đặt sau máy cán phôi, cán phá, cán hình cỡ lớn có tiết diện sản phẩm là đơn giản. Máy có nhiệm vụ cắt bỏ phần đầu, phần đuôi vật cán và dùng để cắt phân đoạn vật cán theo kích thước qui định. Khi làm việc mặt phẳng chuyển động của dao không đổi. Hình 2.11. Nguyên lý cắt dao thẳng song song 1. Bàn kẹp 5. Con lăn dẫn động. 2. Bàn trượt trên 6. Phôi thép 3. Cữ cắt 7. Lưỡi dao trên 4. Bàn trượt dưới 8. Lưỡi dao dưới + Các thông số cơ bản của máy theo trên hình H: Chiều cao vận hành dao L: Chiều dài sản phẩm S: Chiều cao lưỡi cắt : Chiều dày lưỡi cắt 35.2   S h: Chiều dày vật cắt b: Chiều rộng vật cắt : Độ trùng dao, = (10  20) mm l : Chiều dài lưỡi cắt l = (3  4 ) b cho các máy có p = (60  260 ) tấn l = (2  2.5) b cho các máy có p = (1000  1600 ) tấn 2 7 8 4 6 1 S L H  h 3 5 
  20. 20. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 20 Góc cắt 90°, bốn góc đều cắt được. Vật liệu làm bàn trượt: Thép CT6 Vật liệu làm dao : Thép 6XHM,5X2BC, 55XHB, 55XH2 Theo kết cấu của máy, người ta phân ra làm hai loại: Loại có dao trên di động và loại có dao dưới di động. b, Phương pháp xác định lực cắt: Ngày nay các máy cắt được chế tạo theo tiêu chuẩn. Khi thiết kế máy mới ta tính lực cắt sao cho máy làm việc đảm bảo an toàn và không xảy ra các sự cố đáng tiếc. Dù dùng loại máy cắt nào thì quá trình cắt cũng chia ra làm ba thời kỳ đó là : - Thời kỳ cặp -Thời kỳ cắt -Thời kỳ đứt *. Thời kỳ cặp: Đây là thời kỳ mà lưỡi dao ăn vào kim loại, lúc này lực cắt của dao từ từ tăng lên (Pcặp tăng từ P0→Pmax). Để đặc trưng cho độ nhanh chậm của quá trình này người ta đưa ra thông số tỷ số chiều sâu cắt tương đối 1: 1 = h Z1 (2.7) Trong đó : Z1: chiều sâu kim loại được cắt h : chiều dày vật cắt *. Thời kỳ cắt: Đây là thời kỳ mà lực cắt giảm dần xuống theo tiết diện của vật cắt. P giảm dần từ Pmax → Pmin. *. Thời kỳ đứt: P P Q L Z2/2 h Z2/2 a Hình 2.13. Sơ đồ thời kỳ cắt P Z1/2 c a Z1/2 h T T P Q Hình 2.12 Sơ đồ thời kỳ cặp lưới dao ăn vào kim loại
  21. 21. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 21 Đây là thời kỳ kim loại tự đứt. Để đặc trưng cho độ nhanh chậm của thời kỳ đứt, người ta đưa ra khái niệm độ sâu đứt tương đối 2 và được đặc trưng bởi tỷ số sau: 2 = h Z2 ( 2.8) Trong đó: Z2: là chiều sâu kim loại ở cuối hành trình cắt để sang thời kỳ tự đứt. h: là chiều dày ban đầu của vật cắt. Qua thực tế và thí nghiệm, người ta thấy rằng lực cắt lớn nhất Pmax là ở cuối thời kỳ cặp và đầu thời kỳ cắt và Pmax được tính theo công thức sau: Pmax = FkF b... 1max   ( 2.9) Trong đó: k1 = b max = 0,6  0,7 k1 = 0,7 đối với thép mềm; k1 = 0,6 đối với thép cứng. F: diện tích tiết diện được cắt, F = F1 = h1.b b : chiều rộng vật cắt h1: chiều dày còn lại: h1 = h - z1 = h (1- 1) ( 2.10) Thay các giá trị trên vào ( 3.3 ), ta có: Pmax =k1.k2.k3.  11..  hbb ( 2.11) Trong đó: k2: Hệ số kể đến sự tăng lực khi dao bị cùn. k2 = (1,1  1,2 ) cho cắt nóng và k2 = (1,15  1,25 ) cho cắt nguội. k3: Hệ số xét đến ảnh hưởng về khe hở của hai lưỡi dao. k3 = (1,15  1,25 ) cho cắt nóng và k3 = (1,2  1,3 ) cho cắt nguội. Trị số 1 , 2 tra trong bảng quan hệ giữa vật liệu cắt với 1 , 2 (Bảng 8.1 [8]). Khi dao ăn vào kim loại thì phôi có chiều hướng dịch xuống hướng, khi ấy từ các cạnh của dao sinh ra một lực trượt T, lực trượt T do dao dịch xuống dưới sinh ra một momen có trị số Mt = P.a (Hình 3.8 ). Lực T và P có hướng ngược chiều nhau và có tương quan độ lớn: T = ( 0,15  0,25 ) P. Để giảm lực trượt T và cắt sản phẩm cho chính xác, người ta dùng lực kẹp Q để giữ vật cắt. Khi ấy T = ( 0,1  0,15) P Và Q = ( 0,03  0,05)P.
  22. 22. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 22 2.3.2.7 Máy cắt bằng lƣỡi dao đĩa. Quá trình cắt kim loại tấm dày trên máy cắt dao đĩa được thực hiện bằng những đĩa dao quay tròn, đĩa dao trên và đĩa dao dưới được quay ngược chiều nhau cùng một tốc độ góc ( ), vật liệu cắt được chuyển dịch nhờ lực ma sát giữa kim loại và dao đĩa. Vị trí và kích thước đĩa dao được xác định phụ thuộc vào chiều dày vật liệu cắt. Công việc cắt được thực hiện lấy dấu bằng tay hay đồ gá chuyên dùng. Khi cắt dọc tôn tấm năng suất máy dao đĩa lớn hơn năng suất máy dao nghiêng nhưng có nhược điểm là dao thường bị uốn cong và thường phải uốn lại. Để khắc phục hiện tượng này người ta thường đặt lệch trục đĩa dao trên so với dao dưới một đoạn e không lớn lắm. Máy cắt đĩa áp dụng cắt mép, dãi hẹp cắt dọc theo chiều dài tấm thẳng vô hạn. Máy cắt này dùng để cắt viền và cắt mép những băng thép có chiều rộng lớn, cắt những tấm thép có kích thước nhất định theo tiêu chuẩn khi xuất xưởng. Để cắt được thẳng và không bị ba via người ta làm dao có lưỡi hình tròn theo chiều của bán kính. Máy cắt đĩa thường có hai loại: loại một cặp đĩa và loại nhiều cặp đĩa: a,Sơ đồ nguyên lý Nguyên lý của quá trình cắt bằng lưỡi dao đĩa là nhờ vào hai đĩa quay tròn ngược chiều nhau với cùng một tốc độ quay, còn vật liệu cắt ( phôi ) được chuyển dịch nhờ ma sát giữa kim loại và dao. Vị trí và kích thước của đĩa xác định theo chiều dày của vật liệu cần cắt. Hình 2.14. Sơ đồ nguyên lý máy cắt đĩa a) Loại một cặp đĩa cắt; b) Loại nhiều cặp đĩa cắt. b, Đặc điểm kỹ thuật: + Máy có độ trùng dao =(1  3)mm, khi chiều dày h tăng thì  giảm. Khi cắt thép tấm có chiều dày h>10mm thì khe hở biên y = (0,05  0,08).h, khi h < 0,2mm thì y =0. + H: là chiều dày đĩa cắt, H =(0,06  0,12 )D. + D : Đường kính đĩa cắt. - Khi chiều dày H < 3mm thì D =60H.  D a ) b )
  23. 23. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 23 - Khi H= (3  10)mm thì D = (40  50)H. - Khi H > 10mm thì D =30 H Vật liệu làm dao là các loại thép hợp kim: 5XBC, 9XC, 6XHM, 55XHHB. Dao có độ cứng HRC =60  64, góc cắt của dao là 0 90 . c, Xác định khoảng cách tâm trục A của hai dao đĩa, góc nghiêng  và b đường kính D của dao: - Xác định khoảng cách tâm A: Từ thực nghiệm và tính toán người ta đã tính được : A = 2Rcos h R h   (mm) (2-12) Trong đó: R: bán kính của đĩa dao . h : chiều dày cắt. : độ trùng dao. - Xác định góc nghiêng  :          h 1 2 0  (2-13) - Xác định đường kính dao: )( 2 cos1 2 2 00     h h RD  (mm) (2-14) 0 : Góc ăn giữa kim loại và đĩa, thường: 0 =(8o  12o ). D có thể lấy theo kinh nghiệm D=(50  100)h. 2.3.2.8 Máy cắt kiểu chấn động Dùng cắt tấm có dạng đường thẳng hoặc đường cong bất kỳ theo dấu. Loại này có hai lưỡi dao tạo thành một góc  = (21  300 ) số lần lưỡi cắt lên xuống: 8501300 lần /phút. 2.3.2.9 Máy cắt thép tấm dao nghiêng. Để giảm lực trong quá trình cắt của máy cắt dao song song, người ta dùng máy cắt thép tấm lưởi dao được đặt nghiêng một góc . Khác với máy cắt dao song song, máy này có lưởi cắt chỉ một phần xác định có trị số phụ thuộc vào góc nghiêng không đổi. Do đó trên một chiều dài hành trình lưởi dao trên khi dao ăn sâu vào kim loại, lực cắt không thay đổi và không phụ thuộc vào chiều rộng tấm thép. Lực này
  24. 24. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 24 nhỏ hơn rất nhiều so với lực cắt yêu cầu khi cắt cùng tấm vật liệu đó trên máy cắt dao song song. Hình 2.15. Nguyên lý cắt thép tấm dao nghiêng 1. Dao dưới. 3.Dao trên. 2. Phôi. 4. Rảnh trượt. Loại máy này lưỡi dao dưới nằm ngang,lưỡi dao trên nghiêng một góc =2  6o ,lực cắt không lớn lắm, cắt được các tấm dày, cắt được các đường cong, đường cắt không thẳng và nhẵn. Khi cắt dao tiếp xúc dần với vật cắt từ trái sang phải, lực cắt thực hiện không đồng thời trên toàn chiều rộng cắt B. Do lực cắt giảm nên có thể cắt được những tấm thép dày hơn 60 mm. Các thông số của lưỡi dao trên:  - Góc trước.  - Góc sau = 1,5  3 0  - Góc cắt = 65  68 0  - Góc sắc =   Hình 2.16. Hình dạng lưỡi cắt Tổng tiêu hao khi cắt phụ thuộc vào lực cắt, chiều dày cắt và góc nghiêng  của dao. Lực cắt:  Nh tg kkkP b 2 2 2 321max .. 2 2/3 ...       (2-15) :2 độ sâu tương đối của vật cắt: Bảng 8.1 [8]. 1 3 2 L b h  H  1 2 3 4 Z     v  90°    p
  25. 25. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 25 k1: Hệ số phụ thuộc độ cứng vật liệu: k1= 0,70,75= b /max . k2 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ mòn dao: k2 = 1,2  1,3 k3: Hệ số xét đến ảnh hưởng về khe hở của hai lưỡi dao. k3 = (1,15  1,25 ) cho cắt nóng và k3 = (1,2  1,3 ) cho cắt nguội. h và b là chiều day và giới hạn bền của vật cắt. 2.3.2.10 Kết luận Ở trên là một số công nghệ (phương án) cắt thép tấm được sử dung hiện nay. Thông qua ưu, khuyết điểm đánh giá các phương án ta có nhận xét như sau: - Phương pháp cắt bằng cặp dao song song thì mép cắt đẹp, thời gian mỗi nhát cắt nhanh nhưng lực cắt quá lớn, hơn nữa để cắt thép tấm có chiều dày hmax = 20mm, lúc này lực cắt sẽ rất lớn nên yêu cầu về độ bền của dao cũng như thân máy cao, rung động mạnh, vì vậy ta không sử dụng phương pháp này để thiết kế. - Phương pháp cắt bằng cặp dao đĩa, phương pháp này tuy lực cắt nhỏ nhưng tốc độ cắt chậm hơn, năng suất thấp khi cắt thép tấm có chiều dày lớn, do đó phương pháp này không hiệu quả. - Phương pháp cắt bằng dao có lưỡi nghiêng: Phương pháp này tuy mép cắt không được thẳng và đẹp nhưng lực cắt cần thiết không yêu cầu lớn, có thể cắt theo những đường cắt cong, do đó không yêu cầu kết cấu máy phải cồng kềnh, máy ít rung động đến xung quanh, do vậy ta dùng phương án lưỡi dao cắt nghiêng để thiết kế máy. 2.4 Cơ sở uốn và phƣơng án uốn định hình kim loại. 2.4.1 Cơ sở uốn định hình thép tấm 2.4.1.1 Khái niệm: Uốn là phương pháp gia công băng áp lực nhằm cho phôi hoặc một phần của phôi có dạng cong hay gấp khúc, phôi có thể là tấm, thanh định hình và được uốn ở trạng thái nóng hoặc nguội. Trong quá trình uốn phôi bị biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi từng vùng để tạo thành hình dạng cần thiết. 2.4.1.2 Đặc điểm quá trình uốn : Uốn: là môt trong những nguyên công thường gặp nhật trong dập nguội. Quá trình uốn bao gồm biến dang đàn hồi và biến dạng dẻo. Uốn làm thay đổi hướng thớ kim loại, làm cong phôi và thu nhỏ dần kích thước trong quá trình uốn. Kim loại phía trong góc uốn bị ép nén và co ngắn ở hướng doc, bị kéo ở hướng ngang.
  26. 26. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 26 Khi uốn tấm dải rộng củng xảy ra hiện tượng biến mảnh vật liệu nhưng sẻ không không có sai lệch tiết diện ngang. Vì trở kháng của kim loại có chiều rộng lớn sẻ chống lại sự biến dạng theo hướng ngang. Trong trường hợp uốn phôi rông thì biến dạng của nó được xem như biến dạng trước. Khi uốn phôi với bán kính góc lượn nhỏ thì mức độ biến dạng lớn và ngược lại 2.4.2 Phƣơng án uốn thép chữ U 2.4.2.1 Uốn Thép chữ U bằng máy nhấn : thép chữ U được chế tạo từ phôi tấm dài đem dập uốn từng cạnh một trên máy nhấn thủy lực . 1-Bàn nhấn 2- Chi tiết cần nhấn. 3-Dao nhấn. 4-Xilanh thủy lực 5- Van điều khiển . 6-Tấm chặn. Nhược điểm : +Chiều dài thanh thép chữ U bi hạn chế bởi chiều dài dao nhấn . +Phải rà gá và vách dấu để nhấn đúng kích thước nên năng suất thấp, thiếu chính xác. +Chọn bàn nhấn có góc  sao cho  = 0 90 . Với góc là góc đàn hồi sau khi nhấn. Hình 2.17 :Sơ đồ nguyên lý máy nhấn.  3 2 1 5 4 6 P R
  27. 27. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 27 2.4.2.2 Uốn thép chữ U bằng phƣơng pháp uốn liên tục. Sơ đồ nguyên lý: Hình 2.18 :Sơ đồ nguyên lý uốn thép chữ U liên tục. 1-cụm lô uón ; 2- thành máy , 3- hộp phân lực ; 4 - hộp giảm tốc. Phôi liệu cung cấp cho hệ thống có chiều dày và chiều rộng nhất định được uốn vào tang ,đi vào cụm lô uốn (1) và tạo ra hình dáng cần thiết. Ưu điểm : + Độ chính xác cao và năng suất cao . + Chiều dài thanh thép được điều chỉnh trước và chính xác, có thể tạo thép chữ U có chiều dài lớn . + Có thể dể dàng thay đổi kích thước thép chữ U bằng cách thay đổi cụm tiêu chuẩn trên trục uôn. + Không đòi hỏi trình độ tay nghề công nhân đưng máy cao. 2.4.2.3 So sánh phân tích và lựa chọn phƣơng án thiết kế. Việc lựa chọn hình dạng, số trục cán phụ thuộc vào kích thước biên dạng của sản phẩm uốn. Để có biên dạng của thép chư U thì trục uôn có các lô uốn được thiết kế các lô hình dạng phù hợp với từng bước để tạo nên thép chữ U.
  28. 28. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 28    Z h 9 CHƢƠNG 3 PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG DÂY CHUYỀ N VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC DÂY CHUYỀN 3.1. Giới thiệu chung Một kết cấu được xem là có tính công nghệ khi nó thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật đã được đặt ra khi thiết kế, đồng thời được chế tạo với chi phí ít nhất về lao động, phương tiện và thời gian. Nói cách khác, một chi tiết máy có tính công nghệ nghĩa là một mặt phải thoả mãn các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc, độ tin cậy, mặt khác trong điều kiện sản xuất sẵn có phải dễ chế tạo, ít tốn nguyên vật liệu và thời gian. Tính công nghệ của chi tiết máy và bộ phận máy là một trong những yếu tố quan trọng nhất nhằm đảm bảo máy móc và thiết bị có các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật tối ưu. Như vậy để chọn được một phương án máy hợp lý cần thoả mãn những yêu cầu chủ yếu về tính công nghệ như sau: + Máy và chi tiết máy có hình dạng và kết cấu hợp lý theo quan điểm công nghệ chế tạo và lắp ráp. + Vật liệu chế tạo chi tiết máy được chọn hợp lý, đảm bảo các yêu cầu liên qua đến công dụng và điều kiện sử dụng máy. + Có thể sử dụng các phương pháp công nghệ phù hợp để đơn giản hoá quá trình chế tạo từ khâu chuẩn bị phôi đến gia công chế tạo - kiểm tra, lắp ráp và nghiệm thu sản phẩm. + Máy và chi tiết máy có khối lượng và kích thước nhỏ gọn. + Giá thành và chi phí cho sử dụng là thấp nhất ... 3.1.1. Sơ đồ nguyên lý toàn máy Chú thích: 1. Phôi thép tấ . 6. Dao trên. 2. Lô kéo phôi 7. Sản phẩm 3. Con lăn đỡ. 8. Con lăn đỡ SP 4. Động cơ. 9. Động cơ dầu 5. Dao dưới. 10. Lô cán tạo hình Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của toàn máy
  29. 29. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 29 3.1.2. Nguyên lý hoạt động toàn máy Phôi thép tấm (1) được bộ phận cấp phôi (gồm lô cán (2) chuyển động quay với tốc độ n1 và các con lăn đở (2)) đưa vào với tốc độ VP, cho đến khi đầu kia chạm vào cử chặn hoặc đã được lập trình sẵn với độ dài L của sản phẩm đã được định trước. Lúc này theo chương trình đã định sẵn, bộ phận cấp phôi (2) ngừng chuyển động, bộ phận kẹp phôi hoạt động kẹp chặt phôi (1) với lực kẹp F. Sau khi phôi đã được kẹp chặt thì đầu dao trên (6) chuyển động đi xuống với vận tốc Vd phối hợp với đầu dao dưới (5) đứng yên thực hiện quá trình cắt. Sau khi thực hiện xong quá trình cắt, đầu dao trên (5) đi lên, tiếp đó là bộ phận kẹp phôi nhả phôi và lúc này bộ phận cấp phôi (2) lại tiếp tục hoạt động đẩy phôi vào, thực hiện lại chu trình. Sản phẩm sau khi cắt được bộ phận đỡ sản phẩm (7) ( là một hệ thống con lăn đưa đi với tốc độ VSPC. )Sản phẩm cắt này lại được mang đến hệ thống các lô cán tạo hình sản phẩm, sau khi đi qua các lô cán (10) chúng ta được một sản phẩm thép chữ U hoàn chỉnh. Tất cả mọi hoạt động đều được thực hiện một cách tự động theo chương trình đã được viết sẵn 3.2. Phân tích chọn phƣơng án, sơ đồ nguyên lý máy 3.2.1. Một số phƣơng án khả thi, ƣu và nhƣợc điểm Chuyển động tịnh tiến của dao trên có thể nhờ vào chuyển động của các cơ cấu sau: + Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu tay quay con trượt + Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu hình sin. + Chuyển động tịnh tiến nhờ hệ thống thuỷ lực hoặc khí nén . Muốn cắt được thép tấm có chiều dày khá lớn amax = 20mm và chiều rộng Bmax = 3000mm, vật liệu phôi thép tấm là thép CT38 thì ta cần phải xác lập một sơ đồ động thích hợp cho máy để đảm bảo được tính công nghệ cũng như tính kinh tế. 3.2.1.1 Chuyển động tịnh tiến bằng cơ cấu tay quay con trƣợt Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu tay quay con trượt Cơ cấu này có tác dụng biến chuyển động quay của tay quay thành chuyển động tịnh tiến của con trượt. Cơ cấu này có nguyên lý đơn giản, chuyển động không v
  30. 30. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 30 phức tạp, tạo được lực lớn, độ cứng vững cao, dễ chế tạo. Khi tay quay quay làm cho đầu trượt chuyển động cắt đi xuống hoặc đi lên. 3.2.1.2 Cơ cấu hình sin Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý cơ cấu hình sin Khi tay quay quay tròn làm cho con trượt tịnh tiến lên xuống trong ống, làm cho cần C tịnh tiến qua lại. Cơ cấu này có hành trình chuyển động tịnh tiến lớn nhưng kết cấu cồng kềnh, đòi hỏi không gian làm việc của cơ cấu lớn, tạo lực không lớn, cơ cấu kém vững do đó hiệu suất của nó kém. 3.2.1.3 Chuyển động tịnh tiến nhờ hệ thống thuỷ lực Hiện nay trong ngành cơ khí chế tạo máy việc truyền động bằng lực của dầu ép được dùng phổ biến, đặc biệt đối với các máy cắt kim loại như máy tổ hợp, máy điều khiển theo chương trình, máy gia công kim loại bằng áp lực như máy dập, máy ép, máy cắt thép tấm ... Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý hệ thong thủy lực * Hoạt động: đầu ép được các nguồn cung cấp dầu từ bể đưa qua các phần tử điều khiển lưu lượng, áp suất rồi đến van phân phối. Từ van phân phối dầu sẽ được d Van phán phäúi. V Âæåìng dáöu vaìo Âæåìng dáöu ra Dao c n
  31. 31. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 31 đưa vào buồng trái hoặc buồng phải của hai xi lanh tạo chuyển động tịnh tiến của cần piston, tạo lực cắt cho dao. * Ưu điểm: + Thực hiện được truyền động vô cấp cho chuyển động của đầu dao, đảm bảo chế độ cắt thích hợp nhất. Tạo được lực cắt lớn và công suất cắt lớn. + Dễ dàng đảo chiều chuyển động, chống quá tải, các chi tiết, các cơ cấu đã được tiêu chuẩn hoá. + Dễ dàng thay đổi hành trình chuyển động của đầu dao. + Dễ điều khiển theo chương trình, tự động hoá quá trình làm việc. * Nhược điểm: + Tuy trong thực tế coi dầu như chất lỏng không đàn hồi, điều này giúp đơn giản việc tính toán và thiết kế nhưng thực chất dầu vẫn có tính đàn hồi do có các chất khí hoà tan trong dầu, điều này làm cho việc đảm bảo sự làm việc ổn định, sự chuyển động êm nhẹ cho các cơ cấu dầu ép khó khăn. + Trong quá trình biến đổi năng lượng, năng lượng đàn hồi của dầu hoàn toàn biến thành nhiệt năng, thông qua dầu và các thiết bị truyền về bể mà không thực hiện một công có ích nào cả. Hơn nữa sự cản nhiệt này còn làm cho độ nhớt của dầu bị thay đổi, làm tăng khả bị rò dầu, chắn dầu khó khăn ... + Giá thành lắp đặt hệ thống thuỷ lực khá đắt tiền, phức tạp đòi hỏi phải chế tạo chính xác. 3.2.1.4 Kết luận Qua ba phương pháp tạo chuyển động tịnh tiến để tạo lực cắt cho dao ta thấy phương pháp nào cũng có những ưu điểm riêng. Tuy nhiên xét về tính năng kỹ thuật, công nghệ, khả năng tự động và làm giảm nhẹ công việc của công nhân thì cơ cấu tịnh tiến bằng hệ thống thuỷ lực dầu ép phù hợp nhất khi cắt các loại thép cacbon, thép thường với kích thước phôi lớn. 3.2.2. Sơ đồ nguyên lý máy và nguyên tắc làm việc a, Sơ đồ nguyên lý máy
  32. 32. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 32 Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý hệ thống thủy lực bộ phận cắt bộ phận cắt 1.Lọc thô; 2.Van an toàn; 3.Bơm dầu; 4.Van tiết lưu; 5.Van phân phối; 6.Đường ống; 7.Buồng trên xi lanh; 8. Pit tong; 9. Ắc quy dầu; 10. Đồng hồ đo áp suất; 11. Van một chiều;12. Bộ lọc tinh; 13.Động cơ 14. Bể dầu. b, Nguyên lý làm việc Khi động cơ bơm quay, bơm hút dầu từ bể qua bộ lọc (1), qua các thiết bị như bộ lọc (12), van an toàn (2), bộ ắc quy dầu (9) đến van tiết lưu (4), nhờ van này ta hiệu chỉnh được lưu lượng qua nó để vào xilanh, do đó làm thay đổi được vận tốc của piston theo yêu cầu. Sau khi dầu qua van tiết lưu thì qua van phân phối (5) để vào buồng trên hoặc buồng dưới của xilanh để thực hiện chuyển động đi xuống cắt thép hoặc chuyển động chạy không quay về. 3.2.3. Xác định các thông số máy a, Xác định chiều dài lƣỡi dao, hành trình vận hành Theo kinh nghiệm chiều dài của lưỡi dao L: L = b + ( 50  150 ) (mm) Trong đó: b - chiều rộng lớn nhất của tấm thép đem cắt: bmax= 3000(mm). Do đó: L = 3000 + 80 = 3080 (mm) Chiều dài cần thiết của dao tương đối dài, do đó để đảm bảo được độ chính xác, độ thẳng lưỡi dao và độ nhiệt luyện tốt, thông thường ta chế tạo từng đoạn ngắn rồi ghép lại, ta chọn chiều dài của dao chia làm 4 đoạn, do đó chiều dài của mỗi đoạn dao là: L0 = )(770 4 3080 mm . 6 5 10 11 12 13141 3 2 9 4 A B P T 78
  33. 33. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 33 b, Xác định độ vận hành của dao nghiêng Hình 3.6. Sơ đồ xác định độ vận hành của dao nghiêng *Gọi: y: là chiều cao mở cực đại từ phía dưới của lưỡi dao trên tới mặt trên của tấm thép đem cắt. Chọn y = 30 mm. b: Chiều rộng lớn nhất của tấm thép đem cắt. bmax= 3000(mm). : Độ trùng dao để đảm bảo cắt hết chiều rộng tấm thép.  = (10  20 ) mm , chọn = 15 (mm). L: Chiều rộng dao: L = 3080 (mm). hmax: Chiều dày lớn nhất của tấm thép. do đó chiều dài hành trình cắt H: H = y + hmax + bmax.tg + . H= 30+20 +3080 tg40 +15 = 280 (mm). 3.2.4. Xác định vận tốc và thời gian cắt của đầu dao trên Vận tốc cắt của dao có ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ, năng suất cắt, chất lượng của mép cắt, mặt khác vận tốc cắt còn ảnh hưởng đến độ rung động va đập của máy. Vì vậy cần phải tính và chọn vận tốc cắt hợp lý để máy làm việc tốt, đạt năng suất và yêu cầu thiết kế. Đối với cắt thép tấm, với chiều dày tấm thép cắt amax = 20mm là khá lớn, vì vậy vận tốc cắt nằm trong khoảng (5  100 )mm/s, với amax như vậy ta chọn: v = 50(mm/s) * Xác định thời gian đi xuống của đầu dao trên: Thời gian cắt của dao trên đóng vai trò là một phần trong chu kỳ làm việc của máy. Sau khi tính được độ vận hành của dao nghiêng là H = 280 mm. hmaxH  Y bmax L
  34. 34. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 34 QV 4 1 2 3 5 -Thời gian của dao đi là : t = ).(6,5 50 280 s v H  Vậy thời gian cắt chính của dao là : t = 5,6 ( s). ( * ) 3.3. Thiết kế tính toán động học hệ thống cắt Thiết kế động học cho máy là lựa chọn các phương án truyền động và xác định các hệ thống truyền động của máy, sự phối hợp nhịp nhàng trong chu kỳ làm việc giữa các bộ phận và tính toán sơ bộ về vận tốc và thời gian của sự phối hợp đó. 3.3.1. Thiết kế động học cho bộ phận cấp phôi tự động Trong bất kỳ một máy nào thì bộ phận cấp phôi cũng đều là khâu đầu tiên, là đầu vào để tạo ra sản phẩm. Với sự phát triển ngày càng cao của khoa học kỹ thuật thì vấn đề tự động hoá trong các khâu của quá trình sản xuất sẽ góp phần rất lớn vào việc tăng năng suất, chất lượng sản phẩm, giảm nhẹ sức lao động. Trong công nghệ cắt thép tấm thì tự động hoá quá trình cấp phôi giúp người công nhân giải phóng được sức lao động khi mà phải khiêng những phôi thép nặng hàng tấn vừa mệt nhọc vừa nhàm chán, dễ sẩy ra tai nạn lao động, từ đó tăng năng xuất và chất lượng sản phẩm. 3.3.1.1 Phân tích chọn phƣơng án Để thuận tiện trong việc điều khiển tự động theo chương trình, ta có một số phương án cấp phôi như sau: a, Cấp phôi bằng hệ thống các xilanh - piston khí nén: - Sơ đồ bố trí như sau: Hình 3.7. Nguyên lý cấp phôi bằng hệ thống các xilanh - piston khí nén 1. piston - xilanh kẹp lúc cấp phôi. 4.Phôi thép tấm. 2. piston - xilanh đẩy phôi vào. 5.Cảm biến áp suất. 3. Hệ thống các con lăn đỡ.
  35. 35. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 35 * Hoạt động: Khi phôi thép tấm đã được đặt lên sàn các con lăn, piston (1) đi lên kẹp phôi lại. Ở đầu của piston này có đặt một cảm biến áp suất (5), khi piston kẹp đã đủ áp suất lên tấm thép để đủ tạo lực ma sát đủ lớn thì nó đóng mạch điều khiển piston (2) và đẩy cả hệ piston - xilanh (1) cùng tấm thép đi vào đến vị trí của lưỡi cắt. Ưu điểm: + Cơ cấu dễ điều khiển nếu ta sử dụng nguồn điều khiển là khí nén để tạo áp lực tác dụng lên piston. + Thiết bị kết cấu đơn giản. + Thiết bị điều khiển trong khí nén rẻ tiền. Nhược điểm: + Chiều của hành trình piston đẩy phôi phải bằng chiều dài lớn nhất khi yêu cầu cắt thép, do vậy kết cấu bị cồng kềnh. + Do có khoảng cách từ piston đẩy đến tấm thép khá xa nên khi đẩy dễ bị cong tấm thép. + Khi thiết kế khoảng cách giữa hai piston - xilanh kẹp cố định, chiều rộng tấm thép khi cần cắt nhỏ hơn khoảng cách đó thì chỉ có 1 piston hoạt động. b, Cấp phôi nhờ ma sát giữa hai lô cán quay ngược chiều nhau * Sơ đồ nguyên lý: Hình 3.8. Sơ đồ nguyên lý cấp phôi nhờ ma sát hai lô cán 1. Lô cán trên; 2. Lô cán dẫn động dưới; 3. Phôi thép tấm * Hoạt động: Khi lực tác động của hai lô cán lên tấm thép đã đủ, lô cán (2) được dẫn động từ động cơ qua hộp giảm tốc sẽ kéo tấm thép đi tới đến vị trí lưỡi cắt. Lực kéo phôi này nhờ vào lực ma sát giữa lô cán với tấm thép, lực này phải lớn hơn ma sát của tấm phôi trên sàn con lăn . 3 1 2 v
  36. 36. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 36 * Ưu điểm: Hạn chế được nhược điểm của cơ cấu cấp phôi bằng xilanh - piston khí nén, nó có thể cấp phôi khi chiều rộng tấm thép cần cắt thay đổi. * Nhược điểm: Để dẫn động cho lô cán (2) thì phải cần nguồn động lực từ động cơ qua hộp giảm tốc, do vậy làm kết cấu của máy thêm cồng kềnh. * Kết luận: Với mỗi phương án đếu có những ưu điểm và nhược điểm riêng nhưng xét về yêu cầu của máy để cắt được các loại sản phẩm có chiều dài và chiều rộng khác nhau thì ta chọn phương án cấp phôi bằng lô cán, mặc dù phương án này vẫn có nhược điểm là cồng kềnh. 3.3.1.2.Sơ đồ, nguyên lý hoạt động và các thông số cơ bản: a, Sơ đồ động Hình 3.9. Sơ đồ động 1. Động cơ; 2. Hộp giảm tốc; 3. Khớp nối. 4. Lò xo; 5. Lô cán dẫn động 6. Vít điều chỉnh. b, Nguyên lý hoạt động Động cơ (1) quay, qua khớp nối (3) và hộp giảm tốc (2) truyền momen xoắn cho trục dẫn động lô cán (4), làm cho lô cán (4) quay. Nhờ lực ma sát giữa tấm thép và các lô cán mà khi lô cán quay tấm thép được kéo và cấp phôi cho quá trình cắt. Lò xo (5) và vít hãm (6) có tác dụng điều chỉnh lực ép của 2 lô cán vào tấm thép, tạo ma sát khi đưa phôi vào giữa hai lô cán. c, Chọn sơ bộ vận tốc của phôi Theo yêu cầu của cấp phôi tự động là khi phôi đưa vào đến đủ chiều dài cần thiết thì chạm vào cử hành trình, tác động lên rơle điều khiển cắt nguồn điện ở động cơ làm quay lô cán để phôi không được tiếp tục cấp vào nữa. Nhưng do rôto của động cơ có tốc độ quay lớn nên khi nguồn điện bị cắt thì nó vẫn còn quay với vận tốc nào đó do quán tính của nó. Vì vậy để giảm bớt lực dịch phôi đi vào do quán tính quay ta chọn tốc độ cán phôi vào nhỏ, khoảng (0,1  0,3 )m/s, chọn tốc độ cán H G T 4 123 5 6
  37. 37. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 37 phôi vào v = 0,3 m/s = 300 mm/s, và chọn loại động cơ có bộ phận phanh điện từ gắn trên trục động cơ. Khi nguồn điều khiển động cơ cấp phôi bị cắt thì phanh điện từ làm việc, nó giảm bớt được chuyển động quay do quán tính của rô to động cơ. 3.3.1.3 Cơ cấu đỡ phôi Để tránh mọi chuyển động không theo ý muốn của phôi khi đưa phôi vào như: Phôi bị lệch, phần phôi sau lưỡi cắt bị công sôn nếu chiều dài sản phẩm quá dài...Và cũng nhằm giảm bớt lực ma sát tác dụng lên các lô cán cấp phôi, bàn cấp phôi thường được trang bị hệ thống đỡ phôi. Phôi thép tấm sau khi được chế tạo từ các máy cán thép tấm có kích thước đã được tiêu chuẩn. Thông thường thép tấm sau khi cán có chiều dài lớn, vì vậy khi đưa vào cắt trong máy cắt thép tấm thì cần phải có sàn đỡ phôi. Trên sàn đỡ phôi ta bố trí dãy một số các con lăn nằm ngang bằng với các lô cán dưới và 2 dãy con lăn (ống giữ phôi) dựng đứng 2 bên để dẫn phôi vào, sơ đồ bố trí như sau: (Hình 4.10). * Sơ đồ bàn đỡ phôi: Hình 3.10. Kết cấu bàn đở phôi 1. Đế; 2. Giá đỡ; 3. Thanh giằng; 4. Con lăn Phôi; 5. Ông giữ phôi; 6.Tay quay điều chỉnh; 7. Con trượt; 8. Lò xo. 3.3.2. Thiết kế động học cho bộ phận kẹp phôi Khi cắt thép, lực tác dụng Pcắt của lưỡi dao trên và lưỡi cắt dưới lệch nhau do có khe hở Z giữa hai lưỡi cắt (hình 4.11), chính sự lệch nhau đã tạo nên một momen quay M: M = Pcắt . l Thông thường: l = ( 1.5  2) z . Momen có xu hướng làm cho vật liệu quay đi một góc nhỏ trước khi bị cắt đứt. Hiện tượng quay này làm cho chất lượng bề mặt bị xấu đi, mặt cắt không vuông góc với bề mặt tấm thép. Bởi vậy ta cần phải chống lại sự quay đó, đồng thời ngăn cản 3 2 4 6 7 8 5 1
  38. 38. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 38 bất kỳ một chuyển động nào có thể của phôi trong quá trình cắt bằng cách thêm vào lực ép Q trên tấm vật liệu. Hình 3.11 Sơ đồ tính momen lật phôi Có nhiều cách để tạo nên lực Q, sau đây ta xét một vài phương án kẹp chặt phôi có thể sau đây: a, Kẹp phôi bằng chính trọng lực của một khối kim loại. (Hình 3.12)  Sơ đồ: Hình 3.12. Sơ đồ kẹp phôi bằng trọng lực của khối kim loại 1. Bàn dao trên. 4. Phôi cắt. 2. Khối lượng tấm kim loại kẹp chặt. 5. Bàn dao dưới. 3. Rãnh trượt.  Hoạt động: Khi dao cắt (1) bắt đầu đi xuống thì khối lượng vật liệu kẹp chặt (2) cũng đi xuống theo và xuống chạm vào tấm thép cần kẹp chặt trước. Dao tiếp tục đi xuống cắt thì khối lượng này trượt lồng không trong rãnh (3) của dao cắt, lúc khối lượng bắt đầu trượt lồng không là lúc lực kẹp của tấm thép đã cố định và là lúc có lực kẹp lớn nhất.  Ưu nhược điểm của cơ cấu này 5 2 4 3 1 Z l Q x
  39. 39. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 39 Ưu : Cơ cấu này hoạt động đơn giản, dễ thiết kế, dễ chế tạo. Nhược : + Kết cấu và khối lượng máy trở nên cồng kềnh. + Lực kẹp không thể thay đổi khi cắt thép mỏng hoặc dày khác nhau. + Khi kẹp chặt va đập mạnh, kém cững vững cho máy. b, Kẹp chặt bằng hệ thống thuỷ lực dầu ép hoặc khí nén  Sơ đồ Sơ đồ kẹp chặt bằng thuỷ lực như hình 3.13 Hình 3.13. Sơ đồ kẹp chặt bằng thủy lực 1.Lọc thô; 2.Van an toàn; 3.Bơm dầu; 4.Van tiết lưu; 5.Van phân phối; 6.Đường ống; 7.Buồng trên xi lanh; 8. Pit tong; 9. Ắc quy dầu; 10. Đồng hồ đo áp suất; 11. Van một chiều;12. Bộ lọc tinh; 13.Động cơ14. Bể dầu.  Hoạt động: Dầu được đưa từ bơm (3) Qua van đảo chiều (5) rồi theo đường ống qua bộ làm đều tốc độ vào buồng trên của xilanh đẩy piston đi xuống kẹp chặt phôi trước khi cắt. Khi cắt xong đảo chiều van làm cho dầu đi vào buồng dưới của xilanh đẩy piston đi lên, nhả phôi ra.  Ưu nhược điểm của phương pháp này: * Ưu: Tạo được lực kẹp lớn nhờ dễ dàng tăng được áp suất để tăng lực kẹp, dễ dàng điều khiển. * Nhược: Cơ cấu phức tạp, đắt tiền. c, Kẹp chặt bằng hệ thống các lò xo chịu nén gắn lên lưỡi dao trên Lợi dụng lực đàn hồi của lò xo sinh ra khi chịu kéo hoặc chịu nén để làm lực kẹp cho phôi khi cắt kim loại ( Hình 4.14).  Sơ đồ 6 5 10 11 12 13141 3 2 9 4 A B P T 78 1 2 3 4
  40. 40. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 40 Hình 3.14. Sơ đồ cơ cấu kẹp phôi bằng lo xo chịu nén 1. Đâù kẹp; 2. Lò xo chịu nén; 3. Dao trên; 4. Phôi; 5. Dao dưới. * Hoạt động Lò xo chịu nén được đặt trong xilanh, xilanh gắn cứng lên dao trên. Khi dao trên nhận được động lực từ nguồn xilanh thuỷ lực, dao bắt đầu đi xuống, dao mang theo xilanh kẹp chặt. Khi dao xuống thì do bố trí đầu kẹp của piston kẹp ở vị trí thấp hơn đầu dao trên nên đầu kẹp chạm vào phôi trước, đầu dao tiếp tục đi xuống lò xo bị nén lại sinh ra phản lực đàn hồi, lực này tác dụng lên cần piston, tác dụng lên đầu kẹp, kẹp phôi xuống, lúc này đầu dao bắt đầu tiến hành cắt phôi. Sau khi cắt xong dao đi lên mang theo cả đầu kẹp đi lên để chuẩn bị cho chu kỳ cắt kế tiếp. * Ưu nhược điểm của sơ cấu - Ưu điểm: + Cơ cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ dàng thay đổi lực kẹp nhờ vào cách thay đổi độ cứng của lò xo nén. + Cơ cấu kẹp phôi êm, ít va đập rung động. - Nhược điểm: + Nguồn động lực truyền cho dao lúc này phải tích thêm lực truyền cho cơ cấu kẹp chặt nên yêu cầu về hệ thống thuỷ lực cao hơn (áp suất, công suất động cơ bơm). d, Kết luận. Qua các phương án kẹp chặt phôi đã phân tích trên cho thấy: kẹp bằng hệ thống các xilanh thuỷ lực có thể chủ động về lực kẹp nhưng có nhược điểm là làm cho kết cấu máy cồng kềnh, giá thành tương đối đắt tiền. Kẹp bằng trọng lượng của khối kim loại đặc, kết cấu này tuy đơn giản nhưng khi kẹp lại rung động va đập lên máy lớn; kết cấu kẹp bằng hệ thống xilanh - piston và các lò xo chịu nén khi kẹp êm, nhẹ nhàng, ít rung động và va đập máy nhưng nhược điểm là kết cấu máy bị cồng kềnh, cần phải tăng lực tác động ở cơ cấu thuỷ lực tác động lên đầu dao. Vì vậy ở kết cấu của bộ phận kẹp phôi trước khi cắt ta có thể kết hợp ở tấm thép kẹp có trọng lượng G trượt lồng không trong rãnh của bàn dao trên kết hợp với hai xilanh lò xo chịu
  41. 41. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 41 nén. Kết cấu này đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ và có thể khắc phục được nhược điểm của các cơ cấu như đã phân tích ở trên. * Sơ đồ bố trí của kết cấu: Hình 3.15. Sơ đồ kết cấu cơ cấu kẹp phôi được chọn 1 .Đầu kẹp 5. Lò xo chịu nén 2. Tấm kim loại 6. Tấm trượt mang đầu dao 3. Lõi thép 7. Lưỡi dao cắt 4. Đai ốc 8. Bàn dao dưới 3.4 Tính toán và phân tích phƣơng án tạo hình sản phẩm. 3.4.1 Thiết lấp biến dạng và số lần uốn. 3.4.1.1 Xác định kích thƣớc sản phẩm. Việc lựa chón kích thước thép chữ U phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:chiều rộng phồi dải, hình dạng thép và nhu cầu sử dụng của mọi người. Hiện nay các loại thép chữ U đang sử dụng có chiều rộng từ 80  200mm,có chiều cao từ 40  50mm. Ở tất cả các loại thép chữ U kính thước a và c là quan trọng nhất đòi hỏi tương đối chính xác để chế tạo và sử dụng. (hình 3.16) 3.4.1.2 Bán kính uốn cho phép Thép chữ U là sản phâm của quá trình uốn liên tục uốn 2 góc vuông từ tấm phằng. Uốn đồng thời hai góc vuông dưới .Quá trình uốn thép chữ U chia làm hai giai đoạn: uốn thân và quá trình chỉnh sửa. Để cho sản phẩm uốn ra không bị nứt hoặc đứt hoặc do đà hồi của vật liệu không đạt theo hình dáng yêu cầu nên cần tình toán bán kinh uốn hợp lý để cho ra sản phấm đạt yêu cầu. -Bán kính uốn lớn nhất được tính theo công thức:. 15 1 0 0 15 2 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 3 0 0 8 0 0
  42. 42. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 42 T EB r 2 max  Ưng với thép U làm bằng thép CT38 ta có giới hạn chảy là: T=240(N/mm2 ) (theo bảng 2.II của [22]). Mô đun đàn hôi: E =2,1.105 (mm2 ) Với chiều dày thép tấm s=2,5 mm ta có bán kính lớn nhât khi uốn ta có bán kính lớn nhất khi uốn là: 875 240.2 5,2.10.1,2 5 max r Bán kính nhỏ nhất khi uốn được tính theo công thuc )1 1 ( 2 min   s r Trong đó :  : Độ giản dài tương đối(%). S : Chiều dày vật liệu s=2mm. Tuy nhiên ta có thẻ tính toán theo công thức kinh nghiệm là: sKr .min  với K là hệ sô tra ở bảng: Bảng 3-1 :Bảng hệ số k: Vật liêu Trạng thái vật liệu Ủ hoăc ram Bị biến cưng Hướng đường uốn Vuông góc với đường vân Cùng song song với đường vân Vuông góc với đường vân Cùng song song với đường vân 8:10;C; CT2 - 0.4 0.4 0.8 15;20; CT3 0.1 0.5 0.5 1.0 25;30; CT4 0.2 0.6 0.6 1.2 35;40; CT5 0.3 0.8 0.8 1.5 45;50;CT6 0.5 1.0 1.0 1.7 55;60; CT7 0.7 1.3 1.3 2.0
  43. 43. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 43 Vật liệu là thép CT38 nên ứng với CT3 ở bảng 3.2 nên: K=0,5. Bán kính nhỏ nhất là: rmin=0,5.2,5=1,25 (mm). * Ta phải chọn bán kinh uốn sao cho maxmin rrr  .Chọn r =1.6mm. 3.4.1.3 Xác định kích thƣớc rộng của phôi Khi uốn chi tiết có nhiều góc uốn thì phôi uốn đước tính theo công thức:    ).( 180 . sxrLL iii  (3.1) Trong đó: li, ri, xi và =1800 - là các đoạn thẳng, bán kính uốn hệ số xác định khoảng cách lớp trung hòa đến bán kính uốn phía trong, góc đoạn uốn thép U. Xem như quá trình uốn 4 góc =900 .với ri=const và xi=const . Hình 3.16 Kích thước phôi uốn thép chữ U. Công thức tính phôi uốn thép chữ U : L=2c+a+ ).( 2 2 sxr   . Ta có kết quả : Bảng 3-2: Kích thước phôi uốn thép chữ U. c a s r+x.s L(mm) 40 50 50 50 50 80 100 120 150 200 1,5 1,5 2 2,5 2,5 2,23 2,23 2,41 2,56 2,56 194 234 255 306 366
  44. 44. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 44 3.4.1.4 Số lần uốn và thiết lập biên dạng a, Các phương pháp bố trí con lăn hình thành biên dang: Ta có hai phương pháp bố trí con lăn hình thành biên dạng thép U. Phương án 1: Bố trí con lăn tạo hình thép U nằm ngửa lên trên. Con lăn trên đóng vai trò là cối. Biên dạng được hình thành từ dưới lên trên, như hình 3-11. Hình 3.17:Sơ đồ phương án uốn số 1. 1-Cắp bánh răng truyền động 2- Lô uốn trên 3-Đĩa xích 4-Lô uốn dưới Phương án 2: Bố trí con lăn tạo thép U nằm úp. Con lăn trên đóng vai trò như cối và con lăn dưới đóng vai trò như chày. Hình 3.18: Sơ đồ phương án uốn số 2. 1-Cắp bánh răng truyền động 2- Lô uốn trên 3-Đĩa xích 4-Lô uốn dưới Với hai phương án, trên để tạo điều kiện cho quá trình uốn dễ dàng, mức độ biến dạng của vật liệu khả năng con lăn trục uốn được thuận lợi, sản phẩm tạo ra có hình dáng đẹp và dể cắt sản phẩm ta chọn phương án hai. b, Thiết lập biên dạng: 32 1 4 1 3 4 2
  45. 45. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 45 Với phương án đả chọn ta thực hiện lần lượt các lần uốn để tạo nên biên dạng cần thiết cho thép chữ U. Góc dưới hạn cho mổi lần uốn được tính theo công thức :  ).4,40/arcsin()]251cot./(arcsin[ , max eLgeL o  . Ta tính toán cho loại thép U có kích thước lớn nhất: c = 50 mm , a=200 mm, ta có bề rộng phôi : B=366mm. Bước gấp thân:chọn sơ bộ khoảng cách giửa hai cặp lô uốn L=400mm. )(33,3350. 3 2 3 2 mmke   '1617 '251cot.33,33 400 arcsin 0 0  g  . Chọn góc uốn cho mổi lần uốn là 0 13 . Sau 6 lần uốn góc đạt được là o 78 . Qua các trục uốn cuối cùng thì sản phẩm được bóp nén, sửa đúng góc uốn trên chi tiết uốn và nắn thăng bằng các con lăn côn để bóp khử tính đàn hồi của vật liệu và cho ra hình dạng đúng với thiết kế ban đầu. Với các con lăn trước đả tạo được gọc thân và góc mép đến o 78 . Con lăn tiếp theo bóp thân chữ U đến o 95 Con lăn uốn thẳng góc thân và mép chữ U Con lăn tiếp theo bóp nắn quá để khử tính đàn hồi của vật liệu. Góc bóp quá khoảng o 32  để tạo thành góc đúng hình dáng thép U sau khi đàn hồi. Con lăn cuối cùng uốn thẳng thép chữ U Ta có quá trình uốn thép chữ U (hình 3-19) :
  46. 46. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 46 Hình 3.19 Quá trình uốn thép chữ U. 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4
  47. 47. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 47 Như vậy qua phân tích trên máy uốn thép chữ U ta thiết kế máy có 14 trục với 3 trục đưa phôi thép vào sau khi phôi thép tấm cắt xong,1 trục chỉnh sửa ,cuộn phôi vào và 10 trục trực tiếp tạo hình sản phẩm 3.4.2 Chọn phƣơng án truyền động và phƣơng án bố trí trục uốn 3.4.2.1. Chọn phƣơng án bố trí truyền động cho trục chính: Để truyền động cho dây chuyền thì có nhiều phương án khác nhau ,tùy từng điều kiện và mức độ hiện đại của từng dây chuyền mà chọn phương án thích hợp. Tuy nhiên có 2 phương án thường dùng nhất là: Phương án 1: Truyền động bằng cơ khí. Phương án 2: truyền động bằng dầu ép. 3.4.2.2 Truyền động bằng cơ khí cho cụm trục chính: Sơ đồ như hình 3-14: Hình 3.20 : Sơ đồ truyền động bằng cơ khí. 1- Động cơ điện 2- Nối trục 3- Hộp giảm tốc 4- Hộp phân lực 5- Thành máy 6- Hệ thống các con lăn uốn. Đặc điểm: + Khó khăn trong việc điều khiển tự động, đảo chiều chuyển động , chống quá tải. Tuy nhiên có thể sử dụng động cơ điện thay đổi tốc độ và hệ thống điều khiển tốc độ bằng động cơ điện nhưng giá thành đắt . + Mức độ an toàn thấp . + Điều kiền bôi trơn khó khăn,bộ truyền gây ồn khi làm việc. 1 2 3 4 5 6
  48. 48. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 48 +Kích thước lớn, trọng lượng lớn cồng kềnh. 3.4.2.3 Truyền động bằng đầu ép cho cụm trục chính: Sơ đồ nguyên lý hoạt động: Hình 3.21: Sơ đồ truyền động bằng dầu ép. 1- Động cơ điện 2- Bơm dầu 3- Van tràn 4- Van tiết lưu 5- Van điều khiển 6- Mô tơ thửy lực 7-Hộp phân lực 8- Hệ thống con lăn uốn 9- Thanh máy 10- Van một chiều 11- Bể dầu * Ưu điểm: + Có khả năng thực hiện điều chỉnh tốc độ chuyển động vô cấp cho chuyển động chính, củng như các chuyển động phụ đảm bảo tốc độ cho cơ cấu chấp hành. + Kích thước gọn nhẹ, trọng lượng và mômen quán tinh nhỏ. + Dể đảo chiều quay, khả năng chông quá tải cao, mức độ an toàn cho máy cao. + Dể dàng cho việc điều khiển tự động. + Tiện lợi cho việc bố trí các cơ cấu phụ, tránh ồn ào trong quá 9 7 8 6 M 1 2 3 4 5 10 11
  49. 49. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 49 trình làm việc. *Nhược điểm: + Cấu tạo của bộ phận máy thủy lực phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao nên khó khăn trong việc chế tạo và lắp ráp,giá thành cao. + Khả năng hoạt động phụ thuộc vào chât lượng dầu. Tư hai phương án trên, truyền động bằng dầu ép sẻ cho phép điều khiển dể dàng hơn và có nhiều ưu việt hớn so với truyền động bằng cơ khí. Do đó ta chọn phương án 2 . 3.4.3. Chọn hộp phân lực cho cơ cấu truyền động: Hốp phân lực là bộ phận truyền động đến cho từng cụm lô uốn trên dây chuyền. có nhiều phương án truyền động cho trục uôn. 3.4.3.1 Truyền động bằng bành răng trung gian: Sơ đồ nguyên lý hình 3.23: Hình 3.22: Sơ đồ truyền động bằng bành răng trung gian. 1- Mô tơ thủy lực 2- Các bánh răng truyền lực trung gian 3- Các bánh răng truyền lực cho lô trục uốn. Ưu điểm: + Kích thước nhỏ,khả năng tải lớn. + Tỉ số truyền không thay đổi. 3 2 1
  50. 50. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 50 + Hiệu suất cao,có thể đạt 0,97  0,98. + Tuổi thọ cao làm việc tin cậy. Nhược điểm: + Chế tạo tương đối phức tạp. + Đòi hỏi độ chính xác cao. + Gây tiếng ồn khi làm việc. 3.4.3.2 Truyền động bằng trục vít- bánh vít: Sơ đồ nguyên lý như hình 3.24: Hình 3.23: Sơ đồ truyền động bằng bánh vít - trục vít. 1- Môtơ thủy lực 2- Khớp nối 3- Trục vít 4- Bánh vít Ưu điểm: + Làm việc không ồn, êm + Có khả năng tự hảm. + Kích thước nhỏ gọn. Nhược điểm: + Hiệu suất thấp,sinh nhiệt nhiều nên phải sử dụng các biện pháp làm nguội và bộ truyền bị mòn nhanh. + Cần phải sủ dụng vât liệu giảm ma sát (đồng thanh) tương đối đắt để làm bánh vít. 21 3 4
  51. 51. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 51 3.4.3.3 Truyền động bánh xích kết hợp với bánh răng: Sơ đồ nguyên lý như hình 3.24: Ưu điểm: + Có hiệu suất khá cao và lực tác dụng lên trục tương đối nhỏ và đồng đều. + Kích thước nhỏ gọn dể thay thế rẽ. + Làm việc không trượt, chế tạo đĩa xích dễ. Nhược điểm: + Có tiếng ồn khi làm việc. + Vận tốc tức thời của đĩa xích bị dẫn không ổn định + Yêu cầu chăm sóc thương xuyên. + Chóng mòn, nhất là khi làm việc nơi nhiều bụi và bôi trơn không tốt. Hình 3.24: Sơ đồ truyền động bằng xích kết hợp với bánh răng. 1- Môtơ thủy lực 2-bánh xích 3- Xích 4- Cụm trục uốn 5- Bánh răng Kết luận: Từ nhửng đặc điểm trên ta chọn bộ truyền xích và bộ truyền bánh răng kết hợp, vì nó cho năng suất cao, dể chế tạo, lắp ráp, sủa chửa và thay thế (vì bộ truyền xích đã được tiêu chuẩn hóa và ngoài thị trường có nhiều) phù hợp với điều kiện nước ta. 12 3 4 5
  52. 52. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 52 CHƢƠNG IV TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ KẾTCẤU CÁC MÁY 4.1 Tính toán động lực học và kết cấu bộ phận kẹp phôi Bao gồm việc tính lực kẹp cần thiết để giữ phôi cũng như lựa chọn cơ cấu và xác định các thông số kỹ thuật của các cơ cấu có trong bộ phận kẹp phôi. 4.1.1.Tính toán lực kẹp phôi 4.1.1.1.Xác định lực cắt thép tấm Khi cắt kim loại bằng dao nghiêng thì lực cắt không nằm trên toàn bộ diện tích của vật cắt như khi cắt phôi thép bằng dao thẳng song song. * Xét tỷ số h/b và tg : + Nếu h/b > tg thì lực cắt thép tấm được tính theo trường hợp cắt bằng dao song song. (công thức 2.11) (a) + Nếu h/b < tg thì lực cắt được tính theo trường hợp cắt bằng dao nghiêng (công thức 2.15) (b) Với : h: Bề dày thép tấm: hmax = 20mm. b: Bề rộng tấm thép: bmax = 3000mm.  : Góc nghiêng của dao:  = 4o . Do tỷ số h/b = 20/3000 = 0,0067 < tg = tg4o = 0,07, nên lực cắt được tính theo trường hợp (b). Hình 4.1. Sơ đồ biểu diễn quá trình cắt bằng dao nghiêng một phía và các thông số cơ bản A B CD F P P max E b h max P z2 =h Dao    
  53. 53. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 53 Ta có : Z2 = h - DE = h . 2 2 = (1.2  1.6 )  = Z2/h (4.1) Trong đó: Z2 : là đại lượng đặt trưng cho chiều sâu rãnh cắt. 2 : là tỷ số biểu thị độ sâu tương đối của vật cắt, nó phụ thuộc vào độ dẻo tương đối của vật liệu. Nó đặt trưng cho quá trình nhanh chậm của sự cắt của kim loại.  : Hệ số dãn dài tương đối khi thí nghiệm kéo đứt kim loại. P = tb .F (4.2) Trong đó: tb : Ứng suất tiếp trung bình theo diện tích hình thang ABED. F : Diện tích hình thang ABED. F = AD DEAB . 2  Từ thực nghiệm tính được mối qua hệ giữa tb và max như sau: tb = max . 2 2 2 2/3     (4.3) F = 2 .2 2 . .2 2 h tg    (4.4) Thay các trị số của công thức (4.3) và (4.4) vào (4.2) ta có: Pmax = k1.k2 .k3 . 2 .2 2 . . 2 2/3 h tg b      (4.5) Trong đó: 2 : độ sâu đứt tương đối của vật cắt. Tra bảng quan hệ giữa vật liệu cắt với 1 và 2 ta được: giả sử vật liệu cắt là thép CT38, cắt ở trạng thái nguội có 2 = 0,35 k1 : hệ số phụ thuộc vào độ cứng vật liệu, k1 = 0,7  0,75 = bmax chọn k1= 0,73. k2 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ mòn dao. Khi cắt nguội k2 = 1,2  1,3, chọn k2 = 1,25. k3: Hệ số tính đến độ tăng khe hở cạnh dao, cắt nguội k3= 1,2  1,3. chọn k3=1,2. h : Chiều dày lớn nhất của thép cắt, S = 20 mm.
  54. 54. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 54 b : giới hạn bền của thép cắt, thép CT38 có b =(380  490) (N/mm2 ), chọn b = 400 N/mm2 . Do đó: Pmax = 0,73 x 1,25 x 1,2 x 400 x 2 0 2035,0 42 35,02/3   tg = 504227 (N) Vậy: lực cắt lớn nhất là 504227 (N). Và khoảng cách từ lúc lực cắt P tăng từ 0 đến Pmax = 504227 (N) là : BF = h/tg = 20/tg4o = 286 (mm). 4.1.1.2. Tính lực kẹp phôi Để khi cắt thép mép cắt được thẳng, vuông góc với phương tấm cắt ta sử dụng công thức tính lực kẹp Q như sau: Q = (0,03  0,04) x P. (4.6) Trong đó: P : lực cắt của tấm thép, P = 504227 (N). Suy ra : Q = 0,035 x 504227 = 17648 (N). Vậy lực kẹp phôi cần thiết khi cắt là Q = 17648 (N). 4.1.2.Tính toán các thông số của bộ phận kẹp phôi 4.1.2.1.Tính kết cấu của lò xo trong cơ cấu kẹp chặt Theo ở phần phân tích động học của cơ cấu kẹp chặt thì: Kết cấu kẹp gồm một tấm kim loại có khối lượng m với chiều dài l  b và hệ thống các lò xo được lồng trong các lõi thép, cơ cấu này gắn lên bộ phận mang dầu dao khi cắt. Khi lưỡi cắt đi xuống thì cơ cấu kẹp phôi do đặt thấp hơn đầu mũi dao nên đi xuống trước và bắt đầu tiến hành kẹp phôi, do tiếp tục đi xuống và cho đến khi đủ lực kẹp thì mũi dao mới bắt đầu cắt thép. Sơ đồ cắt và kích thước sơ bộ như sau: Hình 4.2. Sơ đồ kết cấu của cơ cấu kẹp chặt 1 .Đầu kẹp 5. Lò xo chịu nén 2. Tấm kim loại 6. Tấm trượt mang đầu dao 15 1 0 0 15 2 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 3 0 0 8 0 0
  55. 55. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 55 3. Lõi thép 7. Lưỡi dao cắt 4. Đai ốc 8. Bàn dao dưới Giả sử ta bố trí đầu kẹp thấp hơn mũi dao trên là b = 15mm. Tấm thép có chiều dày hmax = 20mm. Độ trùng dao để cắt hết chiều dày tấm thép là  = 15mm. Giả sử ban đầu lò xo được đặt vừa sít giữa tấm kim loại và tấm chặn trên . Giả sử chọn tấm kim loại có kích thước khối là l x b x h . lmin = Bmax = 3000 (mm). b = 60mm , h = 300mm. Suy ra khối lượng của tấm kim loại : m =  thép .V Với thép có  = 7,8kg/dm3 V = 3000 x 60 x 300 = 54 x 106 mm3 = 54 dm3 . Suy ra : m = 7,8 x 54 = 421,2 (kg ). Như vậy khi đầu kẹp bắt đầu kẹp bắt đầu chạm vào tấm cắt và lò xo chịu nén chưa bị nén thì áp lực do khối lượng tấm kim loại tác dụng lên tấm cắt là N0 : N0 = m . g = 421,2 . 9,8 = 4128 (N). Do đó khi kẹp, lực tác dụng lên các lò xo là : Fmax = Q - N0= 17648 - 4128 =13520 (N). Giả sử ta sử dụng 6 lò xo chịu nén phân bố đều trên chiều dài tấm kẹp. Vậy lực tác dụng lớn nhất lên mỗi lò xo là : 13520/6= 2253 (N) . Do hành trình vận chuyển của đầu dao H = 280mm và đầu kẹp đặt thấp hơn mũi dao 15mm và khoảng cách giữa đầu kẹp với mặt trên của tấm thép là: b = 15mm. Suy ra: Độ lớn chuyển vị x của lò xo là: x = 280 - 15 = 265mm . Ta bắt đầu tính kích thước của lò xo chịu nén với lực tác dụng lớn nhất của một lò xo là F lx = 2253 (N). 4.1.2. 2. Các thông số của bộ phận kẹp phôi a. Chọn vật liệu và ứng suất cho thép của lò xo Đối với máy cắt thép tấm có tải trọng lớn, va đập và rung động mạnh do đó vật liệu làm lò xo cần có tính đàn hồi cao và không thay đổi trong một thời gian dài, do vậy ta chọn thép silic -mangan có b = 1600  1700 MPa (bảng14.1[10]) Suy ra:   )(4801600.3,0.3,0 MPab   b. Chọn tỷ số đường kính
  56. 56. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 56 D H P C = 7 d D  Do đó : hệ số kể đến độ tăng ứng suất của lò xo do dây bị uốn cong k là: k = 2,1 37.4 27.4 3C.4 2C.4       c. Tính đường kính dây lò xo Đường kính dây lò xo được tính theo công thức : d    C.F.k 6,1 lx (mm) (4-7) Trong đó: Flx: lực lớn nhất lò xo chịu nén, Flx = 2253 (N). C: tỷ số đường kính, C = 7.   : ứng suất xắn cho phép của thép chế tạo lò xo,   = 480 Mpa. thay số vào ta có: d )mm(05,10 480 7.2253.2,1 6,1  Chọn d = 11 mm - Đường kính trung bình của lò xo: Dtb= d.c = 11.7=77 (mm) - Đường kính ngoài: Dn = Dtb + d = 77+11=88 (mm) - Đường kính trong: Dt= Dtb- d = 77-11=66(mm) Thông số của lò xo như hình vẽ: Hình 4.3. Sơ đồ tính toán lò xo d: đường kính tiết diện dây. H0: Chiều cao lò xo.
  57. 57. Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Dây Chuyền Cắt,Uốn Thép Định Hình Chữ U Trang 57 D: đường kính trung bình. p: Bước lò xo. d. Xác định số vòng làm việc của lò xo( n) Có Fmax =Flx = 2253 (N). Fmin = 0 ( do chọn ban đầu lò xo chưa chịu nén ) Số vòng làm việc n được xác định theo công thức : n = )FF.(C.8 d.G.x minmax 3  (4-8) Trong đó: x: biến dạng của lò xo, x = 265 (mm). G: Mođun đàn hồi trượt, G = 8.104 (N/mm2 ) C: Hệ số đường kính, C= 7 Thay số vào ta có: n =  022537.8 11.10.8.265 3 4  = 36 (vòng) e. Xác định các kích thước khác Tổng số vòng của lò xo: n0 = n + (1,5  2) =36 + 2 = 38 vòng Chiều cao của lò xo khi các vòng sít nhau: Hs = (n0 - 1).d = (36-1).11 = 385 mm Bước của lò xo khi chưa chịu tải t = d +  n x (4-9) Trong đó: F2 = biến dạng của lò xo khi chịu lực cắt lớn nhất chính bằng x do ban đầu lò xo không chịu nén. : độ hở giữa các vòng lò xo khi chịu lực cắt lớn nhất. Thường chọn 1,111.1,01,0  d . Chọn 5,1 . Nên t = 11 + 265/36 + 1,5 = 23(mm). Chiều cao ban đầu khi chưa chịu tải của lò xo : H0 = Hs + n.(t - d) (4-10) = 385 + 36.(23 - 11 ) = 817 (mm)

×