đồ án tốt nghiệp - máy cán thép rằn phi 16
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.51 MB, 144 trang )
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
MỤC LỤC
M C L CỤ Ụ 1
L I NÓI UỜ ĐẦ 6
CH NG 1ƯƠ 7
C S LÝ THUY TƠ Ở Ế 7
C A QUÁ TRÌNH BI N D NG KIM LO IỦ Ế Ạ Ạ 7
1.1. Khái ni m v bi n d ng c a kim lo i:ệ ề ế ạ ủ ạ 7
1.1.1.Biến dạng đàn hồi : 7
1.1.2.Biến dạng dẻo : 7
1.1.3.Biến dạng phá huỷ : 7
1.2.Bi n d ng d o c a kim lo i :ế ạ ẻ ủ ạ 8
1.2.1.Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể: 8
1.2.2.Biến dạng dẻo trong đa tinh thể : 9
1.3. Phá hu :ỷ 10
1.3.1.Phá huỷ trong điều kiện tải trọng tĩnh: 10
1.3.2. Phá huỷ trong điều kiện tải trọng thay đổi theo chu kỳ : 11
1.3.3.Phá huỷ ở nhiệt độ cao : 11
1.4. Các nh h ng c a bi n d ng d o n tính ch t c a kim lo i, h p kim :ả ưở ủ ế ạ ẻ đế ấ ủ ạ ợ 11
1.4.1. Sau biến dạng dẻo trong kim loại tồn tại hai loại ứng suất dư: 11
1.4.2. Biến dạng dẻo làm biến đổi cơ tính kim loại : 12
1.4.3. Biến dạng dẻo làm biến đổi lý tính, hoá tính của kim loại : 12
1.5. Các y u t nh h ng n tính d o và bi n d ng d o c a kim lo i :ế ố ả ưở đế ẻ ế ạ ẻ ủ ạ 12
1.5.1.Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất : 12
1.5.2 Ảnh hưởng của ứng suất dư : 12
1.5.3 .Ảnh hưởng của thành phần hoá học và tổ chức kim loại : 13
1.5.4 .Ảnh hưởng của nhiệt độ : 13
1.5.5. Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng: 13
1.5.6 .Ảnh hưởng của ma sát ngoài: 13
1.6. Tr ng thái ng su t và ph ng trình d o :ạ ứ ấ ươ ẻ 13
(1.17) 1.7. Các nh lu t c b n khi gia công kim lo i b ng áp l c.đị ậ ơ ả ạ ằ ự 16
1.7.1. Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo: 16
1.7.2. Định luật thể tích không đổi khi biến dạng dẻo: 17
1.7.3. Định luật trở lực bé nhất: 17
1.7.4. Định luật ứng suất dư: 17
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 1
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
1.7.5. Định luật đồng dạng: 18
1.8.Các ph ng pháp gia công kim lo i b ng áp l c :ươ ạ ằ ự 18
1.8.1 Cán kim loại : 19
1.8.2 . Kéo kim loại : 20
1.8.3. Ép kim loại : 22
1.8.4.Rèn tự do : 23
1.8.5 .Dập thể tích : 24
1.8.6, Dập tấm : 25
2.2 Quá trình cán và c i m c a c a quá trình cán kim lo i :đặ đ ể ủ ủ ạ 27
2.2.1.Định nghĩa : 27
2.2.2.Cơ sở của quá trình cán: 27
2.2.3 Đặc điểm của quá trình cán: 27
2.2.4 Phân loại quá trình cán: 27
2.2.5. Vùng biến dạng và các thông số của vùng biến dạng 29
!"#$%&#'#(
2.2.6. Các đại lượng đặc trưng cho biến dạng kim loại khi cán 29
2.2.7. Điều kiện để kim loại ăn vào trục khi cán 32
2.2.8. Ma sát trong quá trình cán: 33
)*+#('",-&'.#//
)*+#(0123"4#5-6#"'.##"//
#)*+#(%#7#"//
)*+#(175-6#"/8
9)*+#("26:#/8
;)*+#(<6=</8
)*+#(,51#"/8
2.3. Máy cán : 34
2.3.1. Định nghĩa 34
2.3.2. Phân loại : 34
)>?69#$./8
)>?69#"#%'@A#@/B
#)>?69%6C:%'@'.##"/B
2.3.3. Cấu tạo máy cán 36
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 2
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
2.4. Làm ngu i kim lo i sau khi cán.ộ ạ 38
2.5. S qui trình công ngh chung c a m t phân x ng cán:ơ đồ ệ ủ ộ ưở 38
CH NG 3 : THI T K CÔNG NGH VÀ L HÌNH TR C CÁNƯƠ Ế Ế Ệ Ỗ Ụ 42
3.1. Thi t k công ngh :ế ế ệ 42
3.1.1. Khái niệm về lỗ hình trục cán: 42
3.1.2. Phân loại lỗ hình: 42
)>?69<"8
)>?69#$.8
#)>?69#"##$6=<'D'.##"8
3.1.3. Cách bố trí lỗ hình trên trục cán: 43
)%'@E95FG<H)8/
)%'@6DE%8/
3.2. Thi t k l hình tr c cán:ế ế ỗ ụ 44
3.2.1. Cơ sở dữ liệu của phôi: 44
3.2.2. Sản phẩm cán: 45
)I%63#"8B
)>?%6CJK8L
#)M"#A5@#N##(6=<$'N#08
)O@#N##(6=<$'N#6=<$'N#0HP
9)O@#N##(6=<$#(63#"QH
;)M"#A6=<$5#"6330DH/
3.3. Ch n ph ng pháp cán:ọ ươ 54
55
CH NG 4 : THI T K NG H C VÀ NG L C H C C A MÁYƯƠ Ế ẾĐỘ Ọ ĐỘ Ự Ọ Ủ 55
4.1. Ch n máy thi t k :ọ ế ế 55
4.1.1. Máy cán hai trục: 55
4.1.2. Máy cán ba trục: 56
4.1.3. Máy cán trục kép: 57
4.1.4. Máy cán nhiều trục: 57
4.1.5. Máy cán hình 2 giá cán: 58
4.1.6. Máy cán hình liên tục: 59
4.2. Thi t k ng h c máy :ế ế độ ọ 59
4.2.1. Động cơ điện: 60
4.2.2. Khớp nối và trục nối: 60
4.2.3. Bánh đà: 60
4.2.4. Hộp giảm tốc: 60
4.2.5. Hộp phân lực: 60
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 3
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
4.2.6. Giá cán: 61
4.2.7. Tính tốc độ của trục cán: 61
4.3 Thi t k ng l c h c cho máy cán:ế ế độ ự ọ 61
4.3.1. Tính lực cán: 62
)R:##"#6=<QG>)B8
)R:##"#6=<QG>)BH
#)R:##"#6=<QG>/)BH
)R:##"#6=<QG>8)BB
9)R:##"#6=<#"0G>H)BL
4.3.2. Tính mômen cán và các mômen khác sinh ra khi cán: 68
)S$-9#"B
)S$-9-"LP
#)S$-95$TL
)S$-97SL/
4.3.3. Tính công suất của động cơ: 74
77
CH NG 5 : TÍNH TOÁN THI T K CÁC C M K T C UƯƠ Ế Ế Ụ Ế Ấ 77
CHÍNH C A MÁYỦ 77
5.1. Thi t k h p gi m t c:ế ế ộ ả ố 77
5.1.1Phân phối tỉ số truyền: 77
5.1.2 Tính bộ truyền bánh răng cấp nhanh: 79
5.1.3 Tính bộ truyền bánh răng cấp chậm: 85
5.1.4 Thiết kế trục cho hộp giảm tốc: 90
5.1.5Tính then cho các trục: 102
5.1.6 Tính chọn ổ đỡ: 104
5.1.7 Cấu tạo vỏ hộp: 108
5.2.1 Xác định các thông số của hộp phân lực: 112
5.2.2 Tính toán thiết kế trục cho hộp phân lực: 114
5.2.3 Tính chọn ổ đỡ: 117
5.3. Tính toán thi t k giá cán:ế ế 118
4.3.1.Trục cán: 118
5.3.2Tính toán khung giá cán: 122
5.3.3 Tính chọn gối đỡ và ổ đỡ cho trục cán: 127
5.3.4.Vít nén và cơ cấu điều chỉnh lượng ép : 130
4.4. Tính ch n kh p n i và tr c n i :ọ ớ ố ụ ố 132
4.4.1. Khớp nối: 132
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 4
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
5.4.2.Trục nối và ổ nối trục cán: 135
5.5. Tính toán bánh à :đ 136
5.6. Bàn nâng h :ạ 138
5.6.1. Nhiệm vụ của bàn năng hạ 138
5.6.2. Sơ đồ động của bàn nâng hạ 138
5.6.3 .Nguyên lý làm việc của bàn nâng hạ 138
5.7 Bàn d n h ng :ẩ ướ 139
5.8.C c u l t thép :ơ ấ ậ 139
CH NG 6 : N NG SU T VÀ AN TOÀN V N HÀNH MÁYƯƠ Ă Ấ Ậ 140
6.1. N ng su t :ă ấ 140
6.2 An toàn v n hành máy :ậ 140
6.5.1. Yêu cầu về lắp ráp: 141
6.2.2. Chế độ và dầu bôi trơn máy cán: 141
6.2.3. An toàn vận hành máy: 141
6.2.4. Bảo dưỡng máy: 142
K T LU NẾ Ậ 143
TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 144
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 5
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn phát triển hiện nay đồng thời với sự tiến bộ không ngừng của khoa
học _kỷ thuật, tự động hóa Cùng với sự phát triển đó thì ngành cơ khí đóng vai trò
nòng cốt trong chủ trương phát triển kinh tế _ xã hội của nước ta để phấn đấu đến năm
2020 nước ta chính thức trở thành nước công nghiệp.
Ngành Cơ khí nói chung và Cơ khí chế tạo máy nói riêng muốn có phát triển và bền
vững hay không phần lớn dựa vào sự phát triển của ngành luyện kim, trong đó có ngành
luyện cán thép. Ngoài ra, đối với công cuộc hiện đại hoá đất nước hiện nay, thép là một
sản phẩm không thể thiếu trong các ngành kỹ thuật công nghiệp và đặc biệt là trong
ngành xây dựng. Nhu cầu về sản lượng thép ngày một tăng cao, vì vậy tăng năng suất sản
xuất thép là điều tất yếu.
Trong 5 năm học tại trường đại học bách khoa_đại học Đà Nẵng, được sự nhất trí của
Khoa em được thầy Nguyễn Đắc Lực giao đề tài tốt nghiệp là : máy cán thép rằn, đường
kính Ø16 mm với các nội dung chính sau :
Cơ sở lý thuyết của quá trình biến dạng kim loại
lý thuyết về cán kim loại
Thiết kế công nghệ và lỗ hình truc cán
Thiết kế động học, động lực học máy
Tính toán thiết kế các cụm kết cấu máy
Tính năng suất toàn máy
An toàn vận hành máy
Được sự hướng dẫn tận tình của các thầy giáo trong khoa, thầy hướng dẫn và các anh kỹ
sư đi trước đã giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này, do thời gian có hạn nên ko
tránh khỏi những thiếu sót nên em mong các thầy cô có thể đóng góp ý kiến và giúp đỡ
cho em.
Em xin chân thành cảm ơn !
Đà Nẵng ngày tháng năm 2012
Cao Thanh Khánh
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 6
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CỦA QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG KIM LOẠI
1.1. Khái niệm về biến dạng của kim loại:
Dưới tác dụng của ngoại lực hoặc nhiệt độ, thế năng của nguyên tử trong kim loại
thay đổi. sự dịch chuyển của các nguyên tử tạo ra sự biến dạng theo các giai đoạn: biến
dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá huỷ.
1.1.1.Biến dạng đàn hồi :
Là biến dạng khi thôi tác dụng lực vật trở về hình dạng ban đầu. Khi tăng tải trọng
(tải trọng tác dụng nhỏ hơn P
p
)thì biến dạng kim loại ∆l tăng theo tỷ lệ bậc nhất với ứng
suất, là quan hệ tuyến tính theo định luật Hook. Trên đồ thị là đoạn OP.
1.1.2.Biến dạng dẻo :
Là biến dạng sau khi thôi tác dụng lực biến dạng vẫn tồn tại, nó tương ứng với giai
đoạn chảy của kim loại. Biến dạng dẻo xảy ra khi ứng suất của lực tác dụng lớn hơn giới
hạn đàn hồi khi tải trọng từ P
p
÷P
b
thì độ biến dạng dẻo kèm theo biến dạng đàn hồi trên
đồ thị đoạn P
b
.
1.1.3.Biến dạng phá huỷ :
Khi ứng suất của tác dụng đạt đến giá trị lớn nhất P
b
(lớn hơn độ bền của kim loại )
thì trong kim loại bắt đầu suất hiện vết nứt tại đó ứng suất tăng nhanh gây nên ứng suất
tập trung, kích thước vết nứt tăng lên cuối cùng là phá huỷ kim loại (điểm C trên đồ thị ).
Hình 1.1 : đồ thị quan hệ giữa lực và biến dạng
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 7
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
1.2.Biến dạng dẻo của kim loại :
1.2.1.Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể:
Tùy theo cấu trúc tinh thể của mỗi loại, các giai đoạn trên có thể xảy ra với các
mức độ khác nhau. Trong đơn tinh thể kim loại, các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự
xác định, mỗi nguyên tử dao động quang một vị trí cân bằng của nó (a).
a.Biến dạng đàn hồi:
Dưới tác dụng của ngoại lực, mạng tinh thể bị biến dạng. Khi ứng suất sinh ra
trong kim loại chưa vượt quá giới hạn đàn hồi, các nguyên tử kim loại dịch chuyển không
quá một thông số mạng (b), nếu thôi tác dụng lực, mạng tinh thể lại trở về trạng thái ban
đầu.
b. Biến dạng dẻo:
Khi ứng suất sinh ra trong kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi, kim loại bị biến
dạng dẻo, nguyên nhân là do sự trượt song tinh.
►Sự trượt:
Một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo 1 mặt phẳng
nhất định, gọi là mặt phẳng trượt (c).
Khi trượt, trên mặt trượt mối liên kết giữa các nguyên tử ở về 2 phía mặt trượt bị
đứt, nhưng lại tạo với nguyên tử đối diện ở vị trí mới mối liên kết mới. Các nguyên tử
kim loại dịch chuyển tương đối với nhau đúng bằng số nguyên lần thông số mạng.
Rõ ràng mặt và phương xảy ra sự trượt phải có liên kết giữa các mặt trượt với nhau
phải yếu hơn. Các mặt phương thỏa mãn điều kiện này là các mặt phương có mật độ
nguyên tử lớn nhất, là các mặt phương cơ bản.
Nếu như trong mạng tinh thể luôn có lệch thì chúng luôn luôn là nơi xuất phát của
các quá trình trượt, sự trượt tác động đến các nguyên tử ở trên mặt trượt một cách nối tiếp
cho nên ở mỗi thời điểm có một số lượng hạn chế các nguyên tử tham gia quá trình
trượt .
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 8
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
Hình 1.2 : sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể
►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 1 khoảng tỷ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh.
Trong những điều kiện thường của biến dạng dẻo, song tinh không có vai trò đáng
kể nhưng sẽ tăng lên khi giảm nhiệt độ hoặc tăng tốc độ biến dạng.
Ví dụ: đơn tinh thể Cd có ứng suất trượt thực tế là 0,3÷0,7 N/mm
2
còn gây ra song tinh
phải tới 4,22÷3,34 N/mm
2
.
Nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm cho thấy biến dạng dẻo do song tinh gây
ra rất bé, nhưng khi có song tinh trượt sẽ xảy ra nhanh hơn.
1.2.2.Biến dạng dẻo trong đa tinh thể :
Kim loại và hợp kim là tập hợp của nhiều đơn tinh thể (hạt tinh thể). Cấu trúc của
chúng được gọi là cấu trúc đa tinh thể. Trong đa tinh thể biến dạng dẻo có hai dạng: biến
dạng trong nội bộ hạt và biến dạng vùng tinh giới hạt.
Biến dạng ở vùng tinh giới hạt có các đặc điểm sau:
● Do các định hướng khác nhau nên khi tác dụng tải trọng đa tinh thể, các hạt sẽ biến
dạng khác nhau. Hạt nào có mạng định hướng thuận lợi cho trượt sẽ bị biến dạng dẻo
trước với ứng suất tương đối nhỏ, ngược lại hạt có phương mạng không thuận lợi cho
trượt và biến dạng sau với ứng suất lớn hoặc không biến dạng. Theo các nghiên cứu cho
thấy: các mặt trượt tạo với các hướng của ứng suất chínhì một góc xấp xỉ 45
0
sẽ xảy ra
biến dạng một cách thuận lợi nhất ứng với ứng suất bé nhất .Giữa các hạt có độ biến dạng
không đều.
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 9
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
● Các hạt trong đa tinh thể không độc lập mà gắn bó với nhau do đó sự biến dạng dẻo
của mỗi hạt luôn luôn có ảnh hưởng đến hạt bên cạnh và chúng bị cản trở, do vậy các hạt
trong đa tinh thể có thể bị trượt ngay trong nhiều hệ trượt khác nhau . Và xảy ra đồng
thời sự quang của các mặt và các phương trượt .
● Vùng biên giới các hạt có sự xắp xếp không trật tự, do đó sự trượt khó phát triển ở
đây, vì không hình thành mặt trượt và phương trượt. Trong kim loại đa tinh thể, khó có
thể trượt liên tục từ hạt này sang hạt khác.
Từ những đặc điểm trên ta rút ra kết luận : làm nhỏ hạt kim loại không những tăng
độ bền mà cả độ dẻo của kim loại và hợp kim.
Quá trình biến đạng ở đa tinh thể chủ yếu do các hạt xảy ra trượt và quay tương
đối với nhau. Do trượt và quay của hạt, trong các hạt lại xuất hiện các mặt trượt thuận lợi
mới giúp biến dạng trong kim loại tiếp tục phát triển.
1.3. Phá huỷ :
Quá trình biến dạng tăng dần với một mức độ nào đó trong kim loại sẽ phá huỷ
Đây là một dạng hỏng nghiêm trọng mà không thể khắc phục được. Cơ chế của quá trình
phá huỷ: đầu tiên hình thành và phát triển vết nứt từ kích thước siêu vi mô, vi mô đến vĩ
mô .
1.3.1.Phá huỷ trong điều kiện tải trọng tĩnh:
Phá huỷ có thể kèm theo biến dạng dẻo ở mức độ tương đối gọi là phá huỷ dẻo.
Phá huỷ dẻo xảy ra với tốc độ nhỏ cần nhiều lực nên ít nguy hiểm.
Điêu kiện để phá huỷ dẻo xảy ra là biến dạng dẻo và trạng thái ứng suất kéo 3
chiều trong vùng có thắt cục bộ.
Phá hủy hầu như không có biến dạng dẻo vĩ mô kéo theo xảy ra tức thời nên khá
nguy hiểm. Bề mặt ngoài đứt khi phá huỷ thường vuông góc với ứng suất pháp lớn nhất
như mặt vi mô thì có thể là theo mặt phẳng tinh thể xác định với mặt dòn, ở bên trong
mọi hoạt hạt.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phá huỷ là nhiệt độ, tốc đô, biến dạng và tập trung
ứng suất.
Ứng suất cần thiết để phát triển vết nứt :
2. .
.
s
E
c
C
ξ
π
σ
=
Trong đó :
E : môdun đàn hồi .
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 10
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
C: kích thích đặc trưng vết nứt ban đầu.
s
ξ
sức căng bề mặt .
1.3.2. Phá huỷ trong điều kiện tải trọng thay đổi theo chu kỳ :
Cơ chế phá huỷ cũng xảy ra bằng cách tạo thành và phát triển vết nứt.
Sự phá huỷ mỏi phụ thuộc vào các yếu tố : ứng suất tác dụng số chu kỳ tác dụng
của tải trọng, yếu tố tập trung ứng suất.
1.3.3.Phá huỷ ở nhiệt độ cao :
Sự tạo nên vết nứt dẻo có thể theo cơ chế sau : các hạt trượt lên nhau theo biên
giới có tập trung ứng suất tạo nên vết nứt.
1.4. Các ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tính chất của kim loại, hợp kim :
1.4.1. Sau biến dạng dẻo trong kim loại tồn tại hai loại ứng suất dư:
- Ứng suất dư tế vi (loại II,III).
- Ứng suất dư thô đại (loại I).
a/ Ứng suất dư tế vi :
Là loại ứng suất tồn tại trong kim loại sau khi bỏ tải trọng biến dạng và được cân
bằng trong phạm vi từng phần nhỏ của hạt hay trong từng hạt. Người ta đánh giá ứng suất
tế vi qua độ xê dịch trung bình của thông số mạng
a
a
∆
hoặc khoảng cách giữa các mặt
d
d
∆
. Giá trị của úng suất dư tế vi bằng tích số của độ xê dịch trung bình với môđun đàn
hồi.
Nguyên nhân sự tồn tại ứng suất tế vi: do biến dạng dẻo xảy ra không đồng đều
giữa các hạt, do hình thành các mặt trượt, tạo nên biến dạng càng lớn, ứng suất tế vi càng
lớn. Ứng suất dư tế vi gắn liền với xô lệch mạng có tác dụng cản trở chuyển động của
lệch do làm độ tăng bền.
b/Ứng suất dư thô đại :
Là loại ứng suất tồn tại trong cả thể tích kim loại hay ở giữa các phần, sinh ra do
biến dạng không đồng đều trên toàn tiết diện. Nói chung ứng suất thô đại là không có lợi,
nó có thể là một trong những nguyên nhân gây ra phá huỷ kim loại . Tuy nhiên trong một
số trường hợp, người ta cố tình tạo ra ứng suất dư thô đại theo một quy luật nào đó để
tăng khả năng làm việc của chi tiết kim loại, như tạo ra bề mặt ứng suất nén dư bằng cách
lăn ép, phun bi để làm tăng giới hạn mỏi.
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 11
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
1.4.2. Biến dạng dẻo làm biến đổi cơ tính kim loại :
Biến dạng dẻo lằm biến đổi cơ tính kim loại theo hướng tăng bền hay còn gọi là
hoá bền( biến cứng), làm tăng giới hạn bền, giới hạn chảy, giới hạn đàn hồi, độ cứng,
nhưng làm giảm độ dẻo, độ dai.
Nguyên nhân : là do biến dạng dẻo có thể làm tăng độ cứng và giới hạn bền
khoảng 1,5÷ 3 lần. Sự bền hoá( hoá cứng )là phương pháp tốt, có phần đơn giản để làm
tăng độ bền, độ cứng của kim loại. Tuy nhiên, sự bền cứng ảnh hưởng xấu đến công nghệ
: tính gia công cắt và biến dạng dẻo.
1.4.3. Biến dạng dẻo làm biến đổi lý tính, hoá tính của kim loại :
Biến dạng dẻo làm tăng xô lệch mạng, làm nhỏ hạt. Các yếu tố này làm giảm tính
dẫn điện( tăng điện trở), giảm tính dẫn nhiệt, độ thấm từ, cảm ứng từ dư.
Khối lượng riêng kim loại sau biến dạng dẻo có thể tăng lên do bẹp các lỗ khí, rỗ
co.
Kim loại đã qua biến dạng dẻo có hoạt tính hoá học cao hơn trong các phản ứng
hoá học, dễ bị ăn mòn.
1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và biến dạng dẻo của kim loại :
Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng của
ngoại lực mà không bị phá huỷ. Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào hàng loạt nhân tố
khác nhau như : trạng thái ứng suất, ứng suất dư, thành phần hoá học và tổ chức kim
loại,t
0
1.5.1.Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất :
Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo của kim loại. Qua
thực nghiệm cho thấy kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng
suất nén mặt, nén đường hoặc chịu ứng suất kéo.
1.5.2 Ảnh hưởng của ứng suất dư :
Khi kim loại bị biến dạng nhiều, tồn tại ứng suất dư lớn bên trong vật thể sẽ làm
tính dẻo của kim loại giảm mạnh (biến cứng) và giảm độ bền, độ dai. Nếu ứng suất dư
lớn có thể làm vật biến dạng hoặc phá huỷ.
Khi nung nóng kim loại đạt nhiệt độ từ 0,25÷0,3 Tr(nhiệt độ nóng chảy)ứng suất
dư và xô lệch mạng giảm làm tính dẻo của kim loại phục hồi trở lại .
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 12
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
1.5.3 .Ảnh hưởng của thành phần hoá học và tổ chức kim loại :
Thành phần hoá học có ảnh hưởng đến tính dư và biến dạng của kim loại. Nó
quyết định bởi nguyên tố cơ bản, nguyên tố hợp kim và tạp chất.
Nguyên tố cơ bản tạo nên tổ chức cơ sở để quyết định tính dư và biến dạng dẻo
của kim loại và hợp kim. Nguyên tố hợp kim tạp với kim loại cơ sở những liên kết kim
loại có tổ chức phức tạp làm cho kim loại rất cứng và giòn, đồng thời nó làm xê lệch
mạng, làm cản trở quá trình trượt dẫn đến kim loại cũng làm ảnh hưởng lớn đến tính dẻo
của nó.
1.5.4 .Ảnh hưởng của nhiệt độ :
Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ. Khi kim loại ở nhiệt độ cao
thì các phần tử bị dao động nhiệt làm suy giảm lực liên kết giữa các phần tử, do đó làm
tăng tính dẻo của kim loại. Đồng thời dao đông nhiệt có khả năng đưa các phần tử từ
trạng thái mất cân bằng về trạng thái cân bằng, do đó làm giảm sự xê dịch khử biến cứng
và tăng tính dẻo.
1.5.5. Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng:
Tăng tốc độ biến dạng thì làm giảm tính dẻo của kim loại. Nếu tốc độ của quá
trình biến cứng khi biến dạng lớn hơn tốc độ của quá trình khử biến cứng. Ngoài ra tốc
độ của biến dạng tăng còn làm sinh nhiều nhiệt, hiệu ứng nhiệt làm cho kim loại đạt tới
nhiệt độ mà tại đó tính dẻo thấp, còn làm tăng cứng lớn hơn tốc độ biến cứng. Do hiệu
ứng nhiệt mà nhiệt độ của kim loại tăng dần lên làm cho kim loại chuyển từ vùng dòn
sang vùng dẻo.
1.5.6 .Ảnh hưởng của ma sát ngoài:
Ma sát ngoài làm thay đổi hình thức lực do đó làm thay đổi trạng thái ứng suất
chính của vật thể. Ngoài ra ma sát ngoài còn cản trở biến dạng tự do của vật thể, làm cho
vật thể biến dạng không đồng đều làm tăng lực và công biến dạng. Cản trở sự di chuyển
của kim loại trong khuôn rèn và dập thể tích do đó vật có khả năng làm giảm việc điền
đầìy khuôn.
1.6. Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo :
Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có ba dạng ứng
suất chính sau:
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 13
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
- Ứng suất đường :
τ
σ
max
=
1
2
- Ứng suất mặt :
τ
σ σ
max
( )
=
−
1 2
2
- Ứng suất khối :
τ
σ
max
max max
( )
=
−
T
2
a.Ứng suất đơn.
b.Ứng suất phẳng.
c.Ứng suất khối.
Trong gia công áp lực thì thường gặp các trạng thái: Ứng suất khối.
- Khi chịu ứng suất khối:
2
minmax
max
σσ
τ
−
=
Khi chịu ứng suất mặt:
2
21
max
σσ
τ
−
=
Khi kim loại chịu ứng suất đường: τ
max
=
2
σ
Nếu σ
1
= σ
2
= σ
3
thì τ = 0 và không có biến dạng
Điều kiện biến dạng dẻo: τ
max
≥τ
giớihạn.
Khi kim loại chịu ứng suất đường thì trạng thái biến dạng dẻo là:
σ σ
1
=
ch
⇔τ
max
=
σ
ch
2
Khi chịu ứng suất mặt thì trạng thái biến dạng dẻo là :
21
σσ
−
=
σ
ch
Khi chịu ứng suất khối thì trạng thái biến dạng dẻo là :
ch
σσσ
=−
minmax
.
Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo.
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 14
U
U
U
U
/
U
Hình1.3 :Trạng thái ứng suất
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau biến dạng đàn hồi. Thế năng của biến dạng đàn hồi
ở đây
A = A
0
+ A
h
(1.1)
Trong đó:
A
0
- thế năng để thay đổi thể tích vật thể.
A
h
- thế năng để thay đổi hình dáng vật thể.
Trong trạng thái ứng suất khối,thế năng biến dạng đàn hồi theo định luật Hook xác định
A= (σ
1
ε
1
+σ
2
ε
2
+σ
3
ε
3
)/3. (1.2)
Như vậy, biến dạng tương đối theo định luật Hook:
ε
1
=
1 2 3
1
[ ( )]
E
σ µ σ σ
− −
ε
2
=
2 1 3
1
[ ( )]
E
σ µ σ σ
− −
(1.3)
ε
3
=
3 2 1
1
[ ( )]
E
σ µ σ σ
− +
Theo (1) thế năng toàn bộ của biến dạng được biểu thị:
A =
1 2 3 1 2 2 3 3 1
1
[ 2 ( . . . )]
2E
σ σ σ µ σ σ σ σ σ σ
+ + − + +
(1.4)
Lượng tăng tương đối thể tích của vật trong biến dạng đàn hồi bằng tổng biến
dạng trong ba hướng vuông góc.
∆V
V E
= + + =
−
+ +
ε ε ε
µ
ε ε ε
1 2 3 1 2 3
1 2
( )
(4) (1.5)
Ở đây µ : hệ số Pyacon tính đến vật liệu biến dạng.
E : Mođun đàn hồi của vật liệu.
Thế năng làm thay đổi thể tích bằng:
A
0
=
2
1 2 3
1 2 3
1 1 2
( )
2 3 6
V
V E
σ σ σ
µ
σ σ σ
+ +
∆ −
= + +
(5) (1.6)
Thế năng đế thay đổi hình dạng vật thể:
A
h
=A-A
0
=
2 2 2
1 2 2 3 3 1
1
[( ) +( ) +( ) ]
6E
µ
σ σ σ σ σ σ
+
− − −
(1.7)
Vậy thế năng đơn vị để biến hình khi biến dạng đường sẽ là:
A
h
=
1
6
2
2
+
µ
σ
E
c
(1.8)
suy ra :
2 2 2 2
1 2 2 3 3 1
( ) ( ) ( ) 2
c
const
σ σ σ σ σ σ σ
− + − + − = =
(1.9)
Đây gọi là phương trình dẻo.
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 15
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
Khi cán kim loại, tấm kim loại biến dạng ngang không đáng kể:
Theo (3) ta có: σ
2
=
1 3
[ ( )]
µ σ σ
+
(1.10).
Khi biến dạng dẻo không tính đến đàn hồi, thể tích vật thể không đổi : vậy ∆v =0
Theo (1.6) ta có:
)(
21
321
εεε
µ
++
−
E
= 0.
µ
21
−
= 0 thì
0
=
µ
,5 (1.11)
Theo (1.10) và (1.11) ta có:
1 3
2
2
σ σ
σ
+
=
(1.12)
Ta có thể viết phương trình dẻo như sau:
ch
σσσ
2
3
32
=+
= 1,15
ch
σ
(1.13)
Trong trượt song tinh, khi
32
σσ
−=
, trên mặt phẳng nghiêng, ứng suất pháp bằng không
ứng suất tiếp khi α = 45
0
1 3
max
2
σ σ
σ
+
=
(1.14)
So sánh với (1.13) khi
31
σσ
−=
.
chph
σσ
3
1
=
= k = 0,58 σ
ch
(1.15)
k : gọi là hằng số dẻo ở trạng thái ứng suất khối. Phương trình dẻo có thể viết :
constk
==−
2
31
σσ
= 1,15
ch
σ
(1.16)
Phương trình dẻo (1.16) rất quan trọng để giải các bài toán gia công biến dạng
Tính đến hướng của các ứng suất, phương trình dẻo (1.16) được viết lại :
k2)()(
31
=±−±
σσ
(1.17)
1.7. Các định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực.
1.7.1. Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo:
Khi biến dạng dẻo xảy ra đồng thời có cả biến dạng đàn hồi tồn tại. Quan hệ giữa
biến dạng đàn hồi và lực tác dụng biểu thị bằng định luật Húc.
Định luật này giúp chúng ta khi thiết kế hệ thống lỗ hình phải tính đến biến dạng
đàn hồi, có nghĩa là kích thước sau khi gia công sẽ khác với kích thước của hệ thống lỗ
thiết kế.
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 16
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
1.7.2. Định luật thể tích không đổi khi biến dạng dẻo:
Thể tích kim loại trước và sau khi biến dạng là không đổi.
V
1
=V
2
=const
V
1
và V
2
là thể tích kim loại trước và sau khi biến dạng.
Xét một vật thể có kích thước biến dạng và sau biến dạng là :
L
0
, b
0
, h
0
, L
1
, b
1
, h
1
Ta có : L
0
.b
0
.h
0
= L
1
.
b
1
.h
1
Từ đây : ln
0
1
l
l
+ ln
0
1
b
b
+ ln
0
1
h
h
=0
Ký hiệu ln
0
1
l
l
=σ
1
ln
0
1
b
b
= σ
2
ln
0
1
h
h
=σ
3
==> σ
1
+σ
2
+σ
3
=0
Là phương trình điều kiện thể tích không đổi
Định luật này có ý nghĩa thực tiễn, nó cho biết chiều dài sau khi biến dạng dưới
tác dụng của ngoại lực
1.7.3. Định luật trở lực bé nhất:
Khi biến dạng dẻo kim loại, thì mỗi phần tử của kim loại biến dạng dẻo sẽ dịch
chuyển theo hướng có trở lực bé nhất (hoặc hướng có pháp tuyến ngắn nhất).
Nhờ định luật này ta có thể xác định được quy luật chảy, tức hướng chảy của kim
loại khi gia công kim loại bằng áp lực.
1.7.4. Định luật ứng suất dư:
Trong bất cứ một kim loại biến dạng nào cũng được sinh ra một ứng suất dư cân
bằng nhau. Ứng suất dư này tồn tại bên trong vật thể đến khi biến dạng làm giảm tính
dẻo, độ bền và độ dai va đập làm cho vật thể biến dạng hoặc phá huỷ. Khi phân tích ứng
suất chính cần tính đến ứng suất dư và khắc phục hậu quả của nó sinh ra.
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 17
α
Hình 1.4 : Định luật trở lực bé nhất
E
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
1.7.5. Định luật đồng dạng:
Trong điều kiện biến dạng đồng dạng, hai vật thể có hình dạng hình học đồng dạng
nhau. Nhưng kích thước khác nhau sẽ có đơn vị áp lực như nhau, nếu gọi a
1
,b
1
, c
1
, F
1
, v
1
là kích thước, diện tích và thể tích của vật thể 1, a
2
, b
2
, c
2
, F
2
, v
2
là kích thước, diện tích
và thể tích của vật thể 2
Gọi p
1
, p
2
, A
1
, A
2
là lực và công biến dạng tác dụng lên vât thể 1 và 2
2
1
a
a
=
2
1
b
b
=
2
1
c
c
=n
2
1
F
F
=n
2
2
1
v
v
=n
3
Theo định luật động dạng thì :
2
1
p
p
=n
2
2
1
A
A
=n
3
Định luật này rất quan trọng cho phép ta thử mẫu có kích thước nhỏ để xác định các
ảnh hưởng của biến dạng tới tổ chức cơ tính và lý tính của kim loại.
1.8.Các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực :
Gia công kim loại bằng áp lực là một trong những phương pháp cơ bản để chế tạo
các chi tiết máy và các sản phẩm kim loại thay thế cho phương pháp đúc hoặc gia công
cắt gọt.
Gia công kim loại bằng áp lực thực hiện bằng cách dùng ngoại lực tác dụng làm
cho kim loại ở trạng thái nóng hoặc nguội bị biến dạng dẻo, kết quả là sẽ làm thay đổi
hình dạng của vật thể kim loại mà không phá huỷ tính liên tục và độ bền của chúng.
Đặc điểm của phương pháp gia công kim loại bằng áp lực là:
- Gia công kim loại ở trạng thái rắn.
- Là dạng gia công không phoi.
- Sau khi gia công, kim loại không những thay đổi hình dạng kích thước mà còn
thay đổi về cơ lý tính như: kim loại mịn chặt hơn, hạt kim loại đồng đều hơn, tổ chức của
hạt kim loại thay đổi thành tổ chức thớ, khuyết tật do đúc được khử, cơ tính và độ bền
của kim loại được nâng cao.
- Có khả năng cho ra chi tiết có chất lượng bề mặt, độ bóng, độ chính xác cao.
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 18
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
Gia công kim loại bằng áp lực có nhiều phương pháp và có thể chia thành 2 ngành
chính:
+ Cán, kéo, ép thuộc ngành luyện kim
+ Rèn tự do, rèn khuôn, dập tấm thuộc ngành cơ khí.
Hình thức gia công kim loại bằng áp lực có thể là gia công nóng (nhiệt độ kết thúc
gia công lớn hơn nhiệt độ kết tinh lại) hoặc là gia công nguội (nhiệt độ bắt đầu gia công
nhỏ hơn nhiệt độ kết tinh lại).
1.8.1 Cán kim loại :
Cán là phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại được biến dạng qua khe hở
giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau. Hình dáng kích thước khe hở giữa hai trục cán
quyết định hình dáng kích thước tiết diện ngang của sản phẩm. Qúa trình chuyển động
của kim loại qua khe hở giữa trục cán là nhờ ma sát sinh ra giữa hai trục cán và kim loại
cần gia công.
Hình 1.5 : sơ đồ cán
Sản phẩm chia làm 4 loại (loại tấm,loại hình,ống,đặc biệt ).
+ Loại tấm gồm các tấm mỏng, chiều dày từ 0,2 - 3,75 mm .loại tấm dày: 4 - 60
mm, loại cuộn dày từ (0,2 - 2 ) mm.
+ Loại hình: bao gồm các loại có tiết diện đơn giản : vuông , tròn , chữ nhật , lục
giác
+ Loại ống: bao gồm các mối hàn và các loại ống không có mối hàn.
+ Loại đặc biệt: loại này được dùng trong ngành đặc biệt như chế tạo ôtô, tàu thuỷ,
máy bay
Sơ đồ công nghệ cán một số thép thông dụng :
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 19
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
Hình 1.6 : máy cán thép dày
a) Cán rộng b) Cán dài
Hình 1.7 cán hình
a) Cán thép tròn b) Cán thép vuông c) Cán thép góc
Hình 1.8 : cán ống không có mối hàn
1.8.2 . Kéo kim loại :
* Thực chất,đặc điểm và công dụng
+ Thực chất: kéo sợi là quá trình kéo phôi kim loại qua lỗ khuôn kéo làm cho tiết diện
ngang của phôi giảm và chiều dài tăng. Hình dáng kích thước của chi tiết giống lỗ khuôn
kéo.
+ Đặc điểm: -Kéo sợi có thể thực hiện ở trạng thái nóng hoặc nguội.
-Kéo sợi cho ta sản phẩm có độ chính xác cấp 2÷4 và độ bóng ∇4÷∇9
+ Công dụng:-Kéo sợi dùng để chế tạo các thỏi,ống,sợi bằng thép và kim loại màu.
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 20
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
-Kéo sợi còn dùng gia công tinh các mặt ngoài các ống cán có mối hàn và
một số công việc khác.
* Quá trình kéo sợi:
Tùy theo từng kim loại, hình dáng lỗ khuôn, mỗi lần kéo tiết diện có thể giảm
xuống 15% đến 35%. Tỷ lệ giữa đường kính trước và sau khi kéo gọi là hệ số kéo dài :
)cot1(
1
1
0
α
σ
gfPd
d
K
+
+==
d
0
,d
1
:đường kính sợi trước và sau khi kéo (mm)
σ
:giới hạn bền của kim loại (N/mm
2
)
α góc nghiêng của lỗ khuôn
P: áp lực của khuôn ép lên kim loại (N/mm
2
)
f: hệ số ma sát
Kéo sợi có thể kéo qua một hoặc nhiều lỗ khuôn kéo nếu tỷ số giữa đường kính
phôi và đường kính sản phẩm vượt quá hệ số kéo cho phép. Số lượt kéo có thể được tính
toán như sau:
0 0 1
1
1 2
2
; ;
n
n
n
d d d
d
d d d
k k k k
−
= = = =
0
0
lg lg lg ;
n
n
n
d
k n k d d
d
= ⇒ = −
ta có :
0
lg lg
lg
n
d d
n
k
−
=
Hình 1.9 : Máy kéo sợi thẳng
1. Kim loại 2. Khuôn kéo 3.Cơ cấu kéo 4. Xích
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 21
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
Hình 1.10.Máy kéo có tang cuộn
a.Máy kéo một khuôn,b.Máy kéo nhiều khuôn không trượt
c.Máy kéo nhiều khuôn có trượt
1.8.3. Ép kim loại :
*Nguyên lý chung :
Ép là phương pháp chế tạo các sản phẩm kim loại bằng cách đẩy kim loại chứa
trong buồng ép kín hình trụ, dưới tác dụng của chày ép kim loại biến dạng qua lỗ khuôn
ép có tiết diện giống tiết diện ngang của chi tiết.
Hình 1.11.Sơ đồ nguyên lý ép kim loại
a,b.Ép sợi thanh,c.Ép ống
1.Piston,2.Xilanh,3.Kim loại,4.Khuôn ép,5.Lõi tạo lỗ
Hệ số ép:
1
0
S
S
=
µ
*Khuôn ép
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 22
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
Hình 1.12.Kết cấu khuôn ép
a.Hình côn,b.Hình phễu,c.Hình trụ
Vật liệu chế tạo khuôn là thép hợp kim chứa W,V,Mo,Cr,vv hoặc hợp kim cứng.
*Đặc điểm và ứng dụng :
Ép là phương pháp sản xuất các thanh thỏi có tiết diện định hình có năng suất cao,
độ chính xác và độ nhẵn bề mặt cao. Trong quá trình ép kim loại chủ yếu chịu ứng suất
nén nên tính dẻo tăng, do đó có thể ép được các sản phẩm có tiết diện ngang phức tạp.
Nhược điểm của phương pháp là kết cấu ép phức tạp, khuôn ép yêu cầu chống mòn cao.
Phương pháp nàyđược ứng dụng rộng rãi để chế tạo các thỏi kim loại màu có d=5÷200
mm, các ống có đường kính ngoài đến 800 mm, chiều dày từ 1,5÷8 mm và một số profin
khác.
1.8.4.Rèn tự do :
Thực chất, đặc điểm của rèn tự do :
Thực chất: Rèn tự do là phương pháp gia công áp lực mà kim loại biến dạng
không bị khống chế bởi một mặt nào khác ngoài bề mặt tiếp xúc giữa phô kim loại với
dụng cụ gia công. Dưới tác dụng của lực do búa gây ra và phản lực từ đe, khối kim loại
biến dạng, sự biến dạng chỉ bị khống chế bởi hai mặt trên và dưới, còn các mặt xung
quanh hoàn toàn tự do.
Hình 1.13.Sơ đồ rèn tự do
1.Búa,2.Khối kim loại,3.Đe
Đặc điểm: - Độ chính xác,độ bóng bề mặt chi tiết không cao.
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 23
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
- Chất lượng và tính chất kim loại từng phần của chi tiết khó đảm bảo
giống nhau nên chỉ gia công các chi tiết đơn giản hay các bề mặt không định hình.
- Chất lượng sản phẩm phụ thuộc tay nghề công nhân.
- Thiết bị và dụng cụ rèn tự do đơn giản.
- Rèn tự do được dùng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc hay hàng loạt
nhỏ. Chủ yếu dùng cho sửa chữa và thay thế.
Thiết bị rèn tự do :
Thiết bị rèn tự do bao gồm: thiết bị gây lực, thiết bị nung, máy cắt phôi, máy nắn
thẳng, máy vận chuyển…
Rèn tự do có thể tiến hành bằng tay hoặc bằng máy. Rèn tay chủ yếu dùng trong
sửa chữa, rèn máy chủ yếu dùng trong phân xưởng cơ khí.
Theo đặc tính tác dụng lực, các máy dùng để rèn tự do được chia ra: máy tác dụng
lực va đập(máy búa), máy tác dụng lực tĩnh(máy ép). Trong đó máy búa hơi là thiết bị
được sử dụng phổ biến nhất.
1.8.5 .Dập thể tích :
*Định nghĩa và đặc điểm:
Dập thể tích là phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại biến dạng trong
một không gian hạn chế bởi bề mặt lòng khuôn.
Ưu điểm:
• Chế tạo phôi có hình dạng phức tạp hơn rèn tự do.
• Năng suất cao, dễ cơ khí hóa và tự động hóa.
• Độ chính xác và độ bóng bề mặt phôi cao.
• Chất lượng sản phẩm đồng đều, ít phụ thuộc tay nghề công nhân.
Nhược điểm:
• Thiết bị cần có công suất lớn, độ cứng vững và độ chính xác cao.
• Chi phí chế tạo khuôn cao, khuôn là việc trong điều kiện nhiệt độ và áp lực lớn.
Hình 1.14 :Sơ đồ kết cấu một bộ khuôn rèn
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 24
Đồ án tốt nghiệp Máy cán thép rằn
1.Khuôn trên,2.Rãnh chứa ba-via,3.Khuôn dưới,4.Chuôi đuôi én,
5.Lòng khuôn,6.Cửa ba-via
*Thiết bị dập thể tích
+ Máy búa hơi nước-không khí nén:Làm việc với hơi nước áp suất 7÷9 at hoặc không
khí nén có áp suất từ 6÷8 at, trọng lượng phần rơi từ 500kg đến 43 tấn.
+ Máy ép thủy lực: Ưu điểm của máy ép thủy lực là: lực ép lớn, chuyển động của đầu
ép êm và chính xác, điều khiển hành trình ép và lực ép dễ dàng. Nhược điểm của nó là
chế tạo phức tạp, bảo dưỡng khó khăn.
+ Máy ép trục khuỷu: Máy ép trục khuỷu có lực ép từ 16÷10000 tấn.
1.8.6, Dập tấm :
*Thực chất, đặc điểm và công dụng
Thực chất: dập tấm là phương pháp gia công áp lực tiên tiến để chế tạo các sản
phẩm hoặc chi tiết bằng vật liệu tấm, thép bản hoặc thép dải. Dập tấm được tiến hành ở
trạng thái nguội (trừ thép C có s>10mm)nên còn gọi là dập nguội.
Vật liệu dùng trong dập tấm thường là: thép cacbon, thép hợp kim mềm, đồng nhôm và
hợp kim của chúng… vật liệu phi kim như: giấy cactong, ebonit, amiang…
Đặc điểm: - Năng suất lao động cao do dễ cơ khí hóa và tự động hóa.
- Chuyển động của thiết bị đơn giản, công nhân không cần trình độ cao,
đảm bảo độ chính xác cao.
- Có thể dập được những chi tiết phức tạp và đẹp, có độ bền cao…
Công dụng: dập tấm được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là
công nghiệp chế tạo máy bay, nông nghiệp, ô tô, thiết bị điện…
*Thiết bị dập tấm
Máy ép trục khuỷu
Máy ép thủy lực
Cao Thanh Khánh - Lớp 07C1A Trang 25
