Đồ án thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 1
LỜI NÓI ĐÂU
Nước ta nằm trong vành đai nhiệt đới, nguồn tài nguyên dồi dào phong phú đáp ứng
đầy đủ cho nền nông nghiệp phát triển. Nhưng kể từ khi thị trường mở cửa, sự hội nhập đầu
tư KH- KT ở bên ngoài ồ ạt vào nước ta, nền kinh tế nược ta chuyển biến và dần dần đi lên
thành nước công nghiệp phát triển. Cùng với thời gian, sự khai thác nguồn tài nguyên sẵn
có phục vụ cho các ngành công ngày càng cạn kiệt đi. Công nghiệp phát triển đi đôi với
nhiều nhà máy xí nghiệp mọc lên nên cần nhiều vật liệu xây dựng trong đó có xà gồ gỗ.
Rừng ngày càng cạn kiệt cùng YỚi việc cấm khai thác nên gỗ không đáp ứng được nhu cầu
cần thiết.
Chính vì thế máy uốn xà gồ ra đời để đáp ứng nhu cầu đó.
Với nhiệm vụ: “THIẾT KẾ MÁY UỐN ĐỊNH HÌNH XÀ GỒ THÉP”, cũng là đề
tài rất quen thuộc, máy uốn cũng được sữ dựng nhiều trong sản xuất, nhưng tài liệu tham
khao còn nhiều hạn chế. Song với sự hương dẫn tận tình của thầy giáo NGUYỄN THẾ
TRANH cùng quá trình tìm hiểu thực tế và tài liệu tham liên quan em đã hoàn thành đề tài
đúng thời hạn được giao.
Trong quá trình tính toán, thiết kế, do khả năng còn hạn chế và thời gian có hạn nên
em không tránh khỏi những sai sót. Kính mong sự chỉ dẫn, cảm thông của quý Thầy.
Em xin chân thành cảm om.
Đà nẵng, ngay . tháng . năm 2008.
Sinh viên thực hiện:
VŨ CÔNG VINH
CHƯƠNG 1: GIỚI THIÊU NHU CẦU sử DUNG THÉP TẤM HIÊN
NAY
• • •
1.1 NHU CẦU THÉP TẤM HIỆN NAY
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
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 2
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.
l
ẻ
2 MỘT SỐ LOẠI THÉP TẤM VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ:
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 l,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 4- 3,75 mm.
Chiều rộng: b = 600 4- 2.200 mm.
+Thép tấm dày: s = 4 -ỉ- 60 mm; b = 600 4- 5.000 mm.
L = 4.000 4- 12.000 mm.
+ Thép tấm dải: s = 0,2 4- 2,5 mm; b = 200 4- 1.500 mm.
L = 4.000 4- 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 thuyền phải qua quá
quá trình cắt thép tấm ra các kích thướt và hình dạng khác nhau phù họp 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
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 3
o
Hình 1-1: Sản phẩm thép tấm trong nghành điện
- 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.
IZZZZZZ

V
zzzzZzi zzzzZzk \ZZZZZÀ

Hình 1-2: Sản phẩm trong thép tẩm xây dựng
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 4
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,
- 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 cần phải có những máy cán tôn, máy cán các loại ống tròn, máy uốn xà gồ thép
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.
CHƯƠNG 2: Cơ SỞ VÀ CÔNG NGHÊ UỐN ĐINH HÌNH THÉP TẤM
• •
2.1 Cơ SỞ UỐN ĐỊNH HÌNH THÉP TẤM
2.1
ề
l 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.
2.1.2 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 hương doc, bị kéo ở hương ngang.
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 lán 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 lứn và ngược lại
2.1.2.1 Xác định chiầi dài phôi uốn:
1
Hình 2-1 phôi trước khi uốn.
-Xác định vị trí lớp trung hòa, chiều dài lớp trung hòa ở vùng biến dang.
-Chia kêt cấu của chi tiệt sản phẩm thành những đoạn thẳng và những đoạn cong đơn
giản.
-Cộng chiều dài các đoạn lại:Chiều dài các đoạn thẳng theo bản vẻ chi tiêt, còn phần
cong được tính theo chiều dài lớp trung hòa.
-Chiều dài phôi được tính theo công thức:
L =
ỵ
l +
ỵ_ỊP^
r + XJS) (Z1)
180°
Trong đó : ẹ = 180° - a°
^l :Tổng chiều dài các đoạn thẳng.
^
n(p
(r + X.S) : Chiều dài lớp trung hòa chổ bị uốn.
180°
r :bán kính uốn phía trong.
X :hệ số phụ thuộc vào tỉ số : - (vị trí lớp trung tính ), X tra bảng 2-1
s
{theo [5] trang 74 -bảng 29}.
Bảng 2-1: Hệ sổ X để uốn góc 90° (thép 10 -20).

R/s
0.1 0.2
0.25 0.3 0.4 0.5
0.6 0.8
Hệ sô X 0.3 0.33 0.35 0.36 0.37 0.38 0.385 0.405
R/s
1
1.5
1.8 2
2.5 3 4 5
Hệ sô X 0.42 0.44 0.45 0.455 0.46 0.47 0.475 0.48
Vị trí của lớp trung hòa được xác định bởi bán kính lớp trung hòa p và được xác
định theo công thức :
(2
'
2)
(2.3)
B
tb
:Chiều rộng trung bình củavật liệu uốn.
B:Be rộng phôi liệu ban đầu.
S: Chiều dày của vật liệu.
R: Bán kinh uốn phía trong.
Hệ số biến mỏng của vật liệu, trị số cho trong bảng 46 của [5].
B
h
' '
: Hệ sô biên rộng, trị sô cho trong bảng 47 của [5].
B
S. r

ệ = —, S: Chiêu dày vật liệu sau khi uôn tại điêm giửa cung uôn.
s
Trong thưc tế sản xuất ,bán kinh lớp trung hòa được xác định theo công
thức:
p =r +X.S
2.1.2.2 Bán kỉnh nhỏ nhất và lởn nhất:
Nếu bán kinh quá nhỏ sẻ làm đứt vật liệu ở tiết diện uốn ,còn nếu quá lớn sẻ không
có khả năng giữ được hình dạng sau khi đua ra khỏi khuôn uốn (Ả > Ắ
min
).
_ Kx
-Bán kính lớn nhất: r - ——
max r\ _
2ơ
t
E: Modun đàn hồi của vật liệu khi kéo .
s: Chiều dày vật uốn .
a
T
: Giới hạn chảy của vật liệu.
(2.4)
-Bán kính nhỏ nhất: r_:_ = (— - D —.
Bảng 2-2 :Bảng hệ số k:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 9
*Các yếu tố ảnh hưởng tới bán kính khi uốn:
+Cơ tính vật liệu và trạng thái nhiệt luyên: Nếu vật liệu có tinh dẻo tốt và đả qua ủ
mềm thì r
min
.có giá trị nhỏ hom khi biến dạng.

+Ảnh hưởng của góc uôn: Cùng một bán kính như nhau, các góc uốn a càng nhỏ thì
khu vực biến dạng càng lớn.
+Ảnh hưởng của trạng thái mặt cắt của vật liệu: Khi cắt phôi trên mặt cắt có ba via
hoặc nhiều vết nứt thì khi uốn sẻ sinh ra ứng lực tập trung và tại những nơi đó dể gãy bởi
vây vẩn tăng W
2.1
ế
3 Công thức tính lực uốn:
Lực uốn trong khuôn dập bao gồm uốn tự do và lực là phẳng (tinh chỉnh) vật liệu. Trị
số lực phẳng lớn hơn nhiều so với lực uốn tự do.
Lực uôn được tính theo công thức:
DC 2
P=
ũ
^a
b
n = BSa
b
k
1
(N) (2.5)
Sf r r r
Với = — :Hệ số uốn tự do lấy theo bảng 2-3 (Theo bảng 39 của [5]).
Trạng thái vật liệu
u hoăc ram
Bị biên cưng
Vật liêu Hướng đường uôn
Vuông góc Cùng song Vuông góc Cùng song
với đường song với với đường song với
vân đường vân vân đường vân

8:10;C; C
T2
- 0.4 0.4 0.8
15;20; C
T3
0.1 0.5 0.5 1.0
25;30; C
T4
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; C-T7 0.7 1.3 1.3
2.0
Bảng 2-3:Hệ số kj đế uốn tự do.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 10
B: Chiều rộng của dải.
S: Chiều dày vật uốn.
n: Hệ số đặc trưng của biến cứng n =1.6 -ỉ-1.8.
ơ
b
: Gới hạn bền của yật liệu.
L: Khoảng cách giửa hai điểm tựa.
-Lực uốn chỉnh tinh theo công thức:
P=q.F (N) (2.6)
q : Áp lực tinh chỉnh (là phẳng)(N/mm
2

) tra bảng 2-4 (theo bảng 38 của [5])
Bảng 2-4: Giá trị gần đúng của áp lực tỉnh chỉnh góc q (N/mm
2
).
F: Diện tích phôi được tinh chỉnh
2.1.4 Tính đàn hồi khi uốn:
Như ta đả biết, khi uốn kim loại không phải toàn bộ kim loại ở phần cong chịu biến
dạng dẻo mà có một phần còn ở biến dạng đàn hồi. Vì vậy, khi không còn lực uốn nửa thì
vật không hoàn toàn dữ nguyên hình dạng và kich thước ban đầu giống như hình dáng của
chày và cối và đó gọi là biến dạng đàn hồi sau khi uốn.
Hiện tượng đàn hồi làm sai lệch góc uốn và bán kính uốn vì vậy muốn cho chi tiết có
góc uốn và bán kính đả cho thì phải làm bán kinh và góc uốn của khuôn và chày thay đổi
đúng bằng trị số đàn hồi.
Vât liêu Hệ sô phụ thuộc vào tỉ sô 1/s
8 10
15
20
25 30
Thép 10,15,đông thau nhôm mêm 0.23 0.18
0.12
0.09 0.073 0.06
Thép 20,25,nhôm đã biên cứng
0.21
0.17
0.11
0.086 0.07 0.057
Thép 30,40
0.2
0.16
0.10

0.08 0.065 0.053
Vât liêu Chiêu dày vật liệu
Đên 1 l-s-3 3-Ỉ-6 6-H10
Nhôm 1.5+2 20-ỉ-30 30-ỉ-40 40-Ỉ-50
Đông thau 2-7-3 30-7-40 40-7-60 60 -=-80
Thép 10-ỉ-20 3-5-4 40-ỉ-60 60-ỉ-80 80-100
Thép 25-5-35 4 + 5 50-ỉ-70 70 H-100 100-5-120
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 11
Trị số hồi phục đàn hồi với uốn tự do không có tinh chỉnh : Khi uốn tự do trị số hồi
phục phụ thuộc vào tính chất đàn hồi của vật liệu, mức độ biến dạng khi uốn (tỉ sô r/s), góc
uốn và phương pháp uốn (chữ V, chữ u, chữ C)
Dưới đây là những công thức để xác định gần đúng độ hồi phụcđàn hồi khi uốn
tự do :
+Khi uốn thành hình chữ V:
tg/3 = 0,375f
ks E
+Khi uốn thành hình chữU:
tgfi = ồ,15^
ơ
f ks
E
Với: p : Góc hồi phục đàn hồi một phía.
k: Hệ số xác định yị trí lớp trung hòa phụ thuộc vào r/s, bằng (1-x).
1: Khoảng cách giửa các điểm tựa, tức là các mép cối (mm).
lirCánh tay đòn uốn .
li=r
c
+r
ch

+l,25s (mm). r
c
:Bán
kính góc tròn của cối. r
ch
:Bán kinh góc tròn
của chày. a
T
: Giới hạn chảy của yật liệu
bảng 2-5.
Bảng 2-5: Giới hạn chảy của vật liệu:
E: Modun đàn hồi của vật liệu,
x: Hệ số tra bảng 29 của [5].
Ta lấy p theo bảng 2-6 (theo bảng 36 của [5]) nhưng phải nhân với 0.6 -ỉ-0.7 vì uốn
chữ u, xem như uốn hai góc liên tiếp.
Thép ơ
ch
(N / mm
2
)
CT38 240
CT51 270
Bảng 2-6:Góc đàn hồi khỉ góc uốn 90°:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 12
Hình 2-3:sơ đồ uốn thép tẩm 2.2
CỒNG NGHỆ UỐN ĐỊNH HÌNH THÉP TẨM:
Giả sử khi uốn tấm phẳng thành dạng cong như hình 2-3 thì ta phải chọn góc
uốn a cho hợp lý để tránh bị nứt kim loại, đứt ở vùng uốn.
Góc uốn giới hạn otmax trong mổi lần uốn được tính :

Omax < arcsin[L/(e.cotg 1 °25 ’)] <arcsin(L/40,4.e) (2.7)
Trong đó: L: khoảng cách giửa hai cặp trục liên tiếp.
E: cánh tay đòn từ điểm đặt lực đến điểm bắt đầu uốn e = —.
3k
K: chiều dài đoạn cần uốn.
Do đó, khi uốn ta phải chọn góc uốn cần thiết a sao cho thỏa mản điều kiện a < .
max
Đồng thời a đủ lớn để giảm số lần biến dạng.
Vât liệu R/s Chiều dày vật liệu
Đen 0.8 0.8-2
>2
Góc đàn hồi p
Thép ơ
b
=350N/mm
2
<1
4
2 0
Đồng thau ơ
b
đến35ON/mm
2
1*5 5 3
1
Nhôm kẻm >5
6
4
2
Thép ơ

b
=400-h500N/mm
2
<1
5
2 0
Đông thau 1*5
6
3
1
ơ - 350 4- 4007V/ mm
2
>5
8
5 3
Cu ;Au
<1
7 4
2
Thép <T
b
>550 (N/mm
2
) 1*5 9 5 3
>5
12
7 5
2.1.5 Góc giới hạn cho mỗi lần uốn.
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 13
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép

2.2.1 Uốn xà gồ bằng máy nhấn :
Xà gồ thép 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.
Hình 3-5 :Sơ đồ nguyên lỷ máy nhấn.
2.2.2 Uốn xà gồ bằng phương pháp uốn Kên tục.
Sơ đồ nguyên lý:
Hình 3-6 :Sơ đồ nguyên lý uốn xà gồ liên tục.
1 -Tang 2-Cụm dao cắt trước 3-Cụm lô uốn
4 -Cụm dao cắt sau và đột lộ.
Phôi liệu cung cấp cho hệ thống có chiều dày và chiều rộng nhất định được uốn vào
tang (1) đi vào cụm lô uốn (3) qua cụm dao cắt trước(2). Xà gồ qua (3) sẻ được đột lỗ và cắt
4
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 14
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
(nếu cần) ở cum dao cắt và đột lỗ sau (4)
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 15
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH NGUYÊN
LÝ UỐN ĐINH HÌNH XÀ GỒ & TÍNH TOÁN ĐÔNG
HOC MÁY
• •
3.1 NGUYÊN LÝ UỐN ĐỊNH HÌNH XÀ GỒ THÉP:
3.1.1 Giói thiệu về xà gồ thép:
Cùng với sự phát triển của nền công nghiệp nền kinh tế thì các công trình, các khu chế
xuất, nhà máy, các xưởng củng được hình thành và phát triển. Do đó xà gồ gỗ trước đây không
thể cung cấp đủ được nửa và thanh xà gồ thép ra đời và được sử dụng rộng rải.
Xà gồ củng rất đa dạng, được uốn định hình với nhửng dạng khác nhau phù họp với nhu
cầu sử dụng. Hiện nay xà gồ đả cho ra nhiều loại hình, như: Chữ u,

c, những phổ biến hơn là loại xà gồ chữ c với các kích thước thay đổi từ 80 -T- 200mm.
Xà gồ hiện nay được uốn từ phôi thép tấm, YỚi các kích thước phôi thép tùy theotừng
loại xà gồ lớn bé khác nhau.
Dĩ nhiên với đà phát triển của xã hội,thanh xà gồ thép ra đời thay thế cho xà gồ gỗ trước
đây có nhiều ưu điểm hom, sản xuất theo công nghệ mới nhiều mẩu mả,cán theo yêu cầu cần
sử dụng,kích cở nào củng được,không có giơi hạn chiều dài,gọn nhẹ, đảm bảo chịu lực tuổi thọ
cao, không thấm nước, chịu mưa năng tôt
Nhờ ưu điểm trên cùng với sự phát triển của nền kinh tế và hạn chế khai thác rừng mà
công nghệ chế tạo xà gồ thép được đầu tư phát triển đáp ưng nhu cầu đòi hỏi của đất nước.
Các đặc trưng của xà gồ chữ c được thể hiện ở hình 3-1.
* Vật liệu chế tạo:
Vật liệu xà gồ thường là thép cacbon thường ,ăaạc sử dụng rông rải, giá thành thấp, dể
chế tạo.
Phôi uốn xà gồ là thép cuốn có kích thước theo loại xà gồ lớn nhỏ. Sau khi cán, để xà
gồ có tuổi thọ cao , chịu tác động của môi trường thì phải phủ một lớp sơn chống rỉ, đồng thời
tạo thẩm mĩ cho sản phẩm.
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 16
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
3
ể
l
Ề
2 Quá trình uốn xà gồ thép:
Xà gồ thép được chế tạo từ phôi tấm mỏng biến dạng qua 3 quá trình là: Quá trình gấp
mép, Quá trình gấp thân, và quá trình chỉnh sửa.
Tùy theo góc uốn lớn nhất mà ta xác định được góc uốn cho mỗi bước ở 2 quá trình
đầu và tuy theo góc đàn hồi mà quá trình chỉnh sửa được thực hiện như thế nào.
Xác định số lần uốn theo quá trình uốn xà gồ thép:
Đầu tiên ta dựa vào công thức (2.7 ) để xác định góc tới hạn cho mỗi lần uốn: Omax <
arcsin[L/(e.cotgl°25’)] < arcsin(L/40,4.e)

* Ở quá trình gấp mép (hình 3-2)
Chiều dài đoạn cần uốn k = b. Suy ra e = —.
3k
L ta chọn sơ bộ khoảng cách hai cặp trục liên tiếp. Từ công thức (2.5) ta xác định được
(Xmax.
Ta chọn góc uốn a sao cho a < a
msx
.
Ở hình (3-1) ta chón góc uốn là a
ì
, Qua 2 làn uốn ta được góc a
2
(a
2
- 2a
ì
) để giảm số
lần uốn và a
2
<90° để thực hiệnquá trình chỉnh sửa .
Hình 3-1 :Xà gồ chữ c
Bảng 3-1: Kích thước một số sản phẩm xà gồ chũ C:
ã
b
c
s
80
10
40 1,5
100

10-=-15
o
•I-
Ui
1.5-7-2
120
•I-
o
o
in
•I-
o
"3
-
1.5+2
150
o•I-
to
o•I-
Ui
1.5-7-2
200
20-ỉ-25
o
in
•I-
o
"3-
2.5
2

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 17
* Ở quá trình gấp thân (hình 3-3)
Chiêu dài đoạn cân uôn c. Suy ra e = —.
3k
Từ công thức (2.5)suy ra góc oCmax chọn a < a
mm
.Ở hình (3.3)quá trình gấp thân
qua 2 lần uốn
ế
Lần uốn thứ nhất uốn một góc a
ì
lần uốn thứ hai được một goc a
4
=2a
3
(a
4
<90°).
* Ở quá trình chỉnh sửa (hình 3-4)
Với sán phấm là xà gồ chữ c nên các góc cuối cùng cần đạt đượclà 90°.
Thông thường ở quá trình gấp mép và gấp thân cuối cùng ta đươc a
2
và OC4, góc còn
lai cần chỉnh sửa là 90°-a
2
và 90°-(X4 .Ở hình 3-4 qua lần chỉnh sửa thứ nhất: sửa gấp thân
là góc a
5
,sửa gấp mép là a

6
.
Lần chỉnh sửa thứ hai: a
7
=a
g
=90°.SỞ dĩ phải qua các lần chỉnh sủa như vậy để đảm
bảo độ bền chảy tại các điểm uốn.
Lần chỉnh sửa thứ ba: Tiếp theo gấp mép gấp thân a
9
=aio>90° để khử bỏ tính đàn hồi
của yật liệu mà tùy vao vật liệu mà ta chọn giá trị goc a
9
,cxio.
Cuối cùng chỉnh sủa các góc của xà gồ bằng 90° đẻ cho ra sản phẩm. Tổng các lần
uốn ơ các quá trình trên ta có được số lần uốn cho quá trình uốn xà gồ thép.
Ở quá trình gấp mép,phối được biến dạng như hinh 3-2
li
li
Hình 3-2: Quá trình gấp mép Quá trình gấp thân, phôi thép được biến dạng như hình 3-3
____I___
____I___
Trang 18
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
Hình 3-3: Quả trình uốn thân Ở quá trình chỉnh sửa, từ dạng
cuối của quá trình gấp thân,phôi tiếp tục bị uốn như hinh 3-4.
____I___
____I___
Hình 3-4 Quá trình chinh sửa.
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C

____I___
<_v
____I___
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 19
3.1.3. Các thiết bị chế tạo xà gồ:
3.1.3.1 Tạo xà gồ bằng máy nhẩn :
Xà gồ thép được chế tạo từ phôi tấm dài đem dập uốn từng cạnh một trên máy nhấn
thủy lực .
Hình 3-5 :Sơ đồ nguyên lỷ máy nhấn.
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 xà gồ 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 a sao cho a+p = 90°.
Với góc p là góc đàn hồi sau khi nhấn.
3.1.3.2. Tạo xà gồ bằng phương pháp uốn liên tục:
Sơ đồ nguyên lý:
4
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 20
Hình 3-6 :Sơ đồ nguyên lỷ uốn xà gồ liên tục.
1
-Tang 2-Cụm dao cắt trước 3-Cụm lô uốn
4
-Cụm dao cắt sau và đột lộ.
Phôi liệu cung cấp cho hệ thống có chiều dày và chiều rộng nhất định được uốn vào
tang (1) đi vào cụm lô uốn (3) qua cụm dao cắt trước(2).Xà gồ qua (3) sẻ được đột lỗ và cắt
(nếu cần) ở cum dao cắt và đột lỗ sau (4).

* Ưu điểm ;
+ Độ chính xác cao và năng suất cao .
+ Chiều dài thanh xà gồ được điều chỉnh trước và chính xác, có thể tạo xà gồ có chiều
dài lớn.
+ Có thể dể dàng thay đổi kích thước xà gồ bằng cách thay đổi cụm tiêu chuẩn trên trục
uôn.
+ Không đòi hỏi trình độ tay nghề công nhân đưng máy cao.
3.2 SO SÁNH PHÂN TÍCH VÀ LựA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ:
Việc lựa chọn hình dạng, số trục cán phụ thuộc vào kích thước biên dạng của sản phẩm
uốn. Đe có biên dạng của thanh xà gồ thì trục uôn có các lô uốn được thiết kế các lô hình dạng
phù hợp với từng bước để tạo nên biên dạng xà gồ.
3.2.1 Đặc thù quá trình uốn xà gồ:
-Đăc thù quá trình uốn là sự uốn tự do, sự uốn kim loại theo bán kính đả cho, không
cần đến trục uốn bên trong để định hình trong các công đoạn cuối tạo nên các biên dạng của xà
gồ.
- Chổ uốn của xà gồ được tạo qua 2 giai đoạn:
+Ở giai đoạn đầu: bằng các trục uốn bóp các vùng bị uôn.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 21
+Giai đoạn cuối: Bằng sự uốn tự do khi cho uốn được tạo hình theo bán kính đả cho
không có dụng cụ tạo hình bên trong .
Chất lượng của biên dạng thành phẩm, kích thước mặt cắt củng nhờ sụ ổn định của quá
trình tạo hình,phụ thuộc vào phương pháp biến dạng.
Trong quá trình uốn tự do tạo xà gồ ta sủ dụng hai loại trục uốn: không có mặt uốn bên
của trục uốn trên và có định vị mặt bên và mặt trên.
* Phương pháp thiết kế không có mắt can bên của trục cán trên kim loại bị uốn bắt đầu
vùng tiếp xúc N-N ở mặt ngoài của trục uốn trên (hĩnh 3-7).
Hình 3-7: Khi uôn không cỏ mặt côn uốn bên của trục uôn trên .
Phương pháp thiết kế có định vị mặt bên và mặt trên: mặt bên của kim loại bị uốn một
góc cho trước đồng thời bị nén bởi bờ côn của trục can trên, phương pháp này được sử dụng

nhiều hom vì nó khử được sự xê dịch ngang của tấm kim loại.Ngoài ra,còn tạo được bán kính
chổ uốn đúng với thiết kế tính toán (hình 3-8).
Hình 3-8: uốn có mặt cổn uốn trên, uốn bên của trục uốn trên.
3.2.2 Thiết lấp biến dạng và số lần uốn:
Xác định kích thước sản phẩm:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 22
Việc lựa chón kích thước xà gồ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:chiều rộng phồi dải,
hình dạng xà gồ và nhu cầu sử dụng của moi người. Hiện nay các loại xà gồ chữ c đang sử
dụng có chiều rộng từ 80-ỉ-200mm,có chiều cao từ 40-ỉ-50mm.
%
Hình 3-9: Kích thước sản phẩm xà gồ.
Ở tất cả các loại xà gồ kính thước a và c là quan trọng nhất đòi hỏi tương đối chính xác để chế
tạo và sử dụng. Kích thước b đòi hỏi không cao lắm mà được chọn sao cho b=10-ỉ-25mm là
được.
Bán kính uốn cho phép:
Xà gồ là sản phâm của quá trình uốn liên tục uốn 4 góc vuông từ tấm phằng. Uốn đồng
thời hai góc vuông dưới và hai góc trên.Quá trình uốn xà gồ chia làm ba giai đoạn: uốn mép
trên, 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 họp lý để cho ra sản phấm đạt yêu cầu.
-Bán kính uốn lớn nhất được tính theo công thức (2.3).
EB
r —
max r\ _
2ơ
t
Ưng với xà gồ làm thép CT38 ta có giới hạn chảy là: a
T
=240(N/mm

2
) (theo bảng
2.II của [4]).
Mô đun đàn hôi: E =2,1.10
5
(mm
2
)
Với chiều dày thép tấm s=2,5 mm ta có bán kính lán nhât khi uốn ta có bán kính lớn
nhất khi uốn là:
2,1.10
5
.2,5
= 875
2.240
Bán kính nhỏ nhất khi uốn được tính theo công thuc(2.4):
s , 1
Trong đó : 5 : Độ giản dài tương đối (%).
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 23
3.1)
S: Chiều dày vật liệu s=2mm.
Tuy nhiên ta có thẻ tính toán theo công thức kinh nghiệm(2.5) là:
= K.S với K là hệ sô tra ở bảng(2.2)
Vật liệu là thép CT38 nên ứng với CT3 ở bảng 2.2 nên: K=0,5.
Bán kính nhỏ nhất là: ^„=0,5.2,5=1,25 (mm).
* Ta phải chon bán kinh uốn sao cho r. <r< r .Chon r =1,6mm.
r • min max •
Xác định kích thước rộng của phôi:
Khi uốn chi tiết có nhiều góc uốn thì phôi uốn đước tính theo công thức:

L = YL
i +
Y*V(r
i+
x
rS
)
Trong đó: lị, r
i5
Xi và (p=180°-a 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 xà gồ.
Xem như quá trình uốn 4 góc (p=90°.với ĩi=const và Xị=const.
li
S
%
12
_h_
Hình 3-10 Kích thước phôi uốn xà gồ.
Công thức tính phôi uốn xà gồ:L=21i+l
2
+l
3
+4—(r + x.s).
Ta có kết quả bảng 4-1
Bảng 3-2: Kích thước phôi uốn xà gồ.
ll h I3 s rfx.s L(mm)
10
40 80 1,5 2,23 194
10
50

100
1,5 2,23 234
10
50
120 2
2,41 255
20
50 150 2,5 2,56 306
25 50
200
2,5 2,56 366
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 24
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy uốn định hình xà gồ thép
SVTH: Vũ Công Vinh _ Lớp 03C1C Trang 25
Sổ ỉần uốn và thiết lập biên dạng:
Các phương pháp bổ trí con lăn hình thành biên dang:
Ta có hai phương pháp bố trí con lăn hình thành biên dạng xà gồ.
Phương án 1: Bố trí con lăn tạo hình xà gồ nằm ngửa lên trên. Con lăn trên đóng vai trò
là cối. Biên dạng được hình thành từ dưới lên trên theo thư tự gấp mép rồi gấp thân, như hình
3-11.
Hình 3-11: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 lãn tạo xà gồ nằm úp. Con lăn trên đóng vai trò như cốivà con lãn dưới đóng vai trò như
chày. Ban đầu tạo gấp mép rồi đến tạo gấp thân.
Hình 3-12: 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 yật liệu khả năng
con lãn trục uốn được thuận lợi, sản phẩm tạo ra có hình dáng đẹp và dể cắt sản phẩm ta chọn
phương án hai.

Thiết lập biên dạng:
2 3