THIẾT KẾ MÁY CÁN-UỐN TOLE 7 SÓNG

GVHD :.....................

Máy Cán Tole 7 Sóng

MỞ ĐẦU
Ngày nay tole là loại vật tư rất quan trọng trong dân dụng, công nghiệp.
Nó được dùng làm tấm lợp bao che cho các công trình xây dựng như nhà ở nhà
xưởng, kho tàng, lán trại …. Với tấm lợp bằng kim loại (tole) còn có ưu điểm
làm giảm khối lượng khung sườn đáng kể, thời gian sử dụng lâu dài, tính thẩm
mỹ cao.
Trong khi đó nước ta có trên 75 triệu dân với một nền kinh tế dang trên đà
phát triển, do vậy nhu cầu về tấm lợp trong xây dựng và công nghiệp rất cao,
đặc biệt là tấm lợp bằng kim loại (tole). Nhưng do máy móc, thiết bị dùng để sản
xuất tấm lợp bằng kim loại hầu như chúng ta đều phải nhập từ nước ngoài như:
Nhật Bản, Đài Loan… với giá thành rất cao. Cho nên thiết kế máy cán-uốn tole
tạo sóng là điều hết sức cần thiết và có ý nghĩa thiết thực.
Xuất phát từ những suy nghĩ phải góp phần cho việc phát triển công
nghiệp nước nhà, hạ giá thành thiết bị và tạo một mặc hàng công nghiệp. em đã
dược thầy Minh giao cho nhiệm vụ “THIẾT KẾ MÁY CÁN-UỐN TOLE 7
SÓNG”.
Nội dung bao gồm các phần sau :
- Giới thiệu các tấm lợp bằng kim loại (tole).
- Các loại máy cán-uốn tôn tạo sóng.
- Công nghệ cán-uốn tole tạo sóng.
- Cơ sở của quá trình cán-uốn kim loại.
- Phân tích và chọn phương án thiết kế máy.
- Tính toán thiết kế máy.
- Kết luận chung.

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

-1-


GVHD :.....................

Máy Cán Tole 7 Sóng

CHƯƠNG I : CÁC LOẠI TOLE VÀ NHU CẦU SỬ
DỤNG TẤM LỢP
1.1 : GIỚI THIỆU VỀ TẤM LỢP
Trong cuộc sống nhu cầu sử dụng tấm lợp của con người ngày càng
cao do đó đòi hỏi các tấm lợp phải đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng của con
người. Trước đây hầu hết các tấm lợp được làm từ đất sét (ngói),
phêroximăng, nhựa PVC… những loại này có nhiều nhược điểm nên bây
giờ ít đươc sử dụng. Trong đó các loại tấm lợp bằng kim loại (tole) ngày
càng dược sử dụng nhiều vì thế nó ưu điểm sau :
+ Độ bền của tấm lợp bằng kim loại cao hơn so với tấm lợp bằng
phêroximăng , đất sét, nhựa PVC…

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

-2-


Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

+ Thời gian sử dụng lâu hơn, khả năng chống chịu lại tác hai môi
trường cao hơn.

+ Gọn nhẹ, có tính thẩm mỹ cao.
+ Khó hư hỏng, khó thấm nước.
+ Kết cấu sườn lợp gọn nhẹ, tiết kiệm được kết cấu khung sườn
nhà.
1.1.1 : Phân loại tole
Tole có chiều dày từ 0.1- 1,0 mm, chiều rộng từ 380-1060mm, để
tạo điều kiện cho việc vận chuyển phôi liệu dễ dàng, các nhà máy cán thép
sản suất ra các tấm kim loại và cuộn lại thành cuộn lớn, với khối lượng 1
cuộn gần 5 tấn có chiều dày và chiều dày và chiều rộng nhất định. Các loại
tole này thường được nhập từ nước ngoài như BHP của Australia, POMINI
của Italia, SMS của Đức, VAI của Áo, NKK và KAWASAKI của Nhật,
ANMAO của Đài Loan, Trung Quốc, Công ty tole Phương Nam khu công
nghiệp biên Hòa Đồng Nai…Các cuộn thép này đã có sẵn lớp bảo vệ lợp,
người ta phải tạo sóng cho tole, tùy theo nhu cầu người sử dụng tạo ra sóng
cho tole là sóng thẳng, sóng tròn hay sóng ngói.
Các loại tole có sóng thường dùng là :
+ Tole sóng vuông.
+ Tole sóng tròn.
+ Tole sóng ngói.
Các loại tole này thường có 5 sóng, 7 sóng, 9 sóng. Làm mái thẳng, mái
vòm, chiều dày thường 0.2, 0.28, 0.35, 0.4, 0.5, 0.75 (mm).

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

-3-


Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

a/ Tole sóng vuông :

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

-4-


Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

b/ Tole sóng ngói :

c/ Tole sóng tròn :

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

-5-


Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

1.1.2 : Vật liệu dùng làm tole:
Có rất nhiều loại vật liệu khác nhau:
+ Loại bằng nhôm : Loại này rất đắc tiền, nhưng có ưu điểm là nhẹ, dẻo
dễ cán, bền trong môi trường tư nhiên. Nhược điểm là chịu lực kém nên cũng ít
sử dụng

+ Loại bằng thiết, kẽm : Loại này bền cao, có tính dẽo tốt nhưng giá thành
cao.
+ Loại bằng thép : Sử dụng thép carbon chất lượng trung bình với µ-b≤
400Mpa.
Loại này kém bền trong môi trường không khí, dễ bị oxi hóa… Để khắc phục
hiện tượng trên, người ta thường mạ kẽm hoặc sơn tĩnh diện các cuộn phôi tấm.
1.2 : CÁC LOẠI MÁY CÁN TOLE TẠO SÓNG
Cho đến nay hầu hết các loại máy cán tole sử dụng ở nước ta đều là nhập
ngoại, giá thành rất cao, trong khi đó đất nước ta còn khó khăn về kinh tế, Do đó
để đáp ứng nhu cầu về tấm lợp cho người sử dụng với giá thành rẻ hơn so với
các tấm lợp nhập ngoại, mà độ bền vẫn tương tự nhau.
Hiện nay nước ta đã có một vài cơ sỡ tiến hành sản xuất ra các loại máy
cán tole tạo sóng với giá thành thấp hơn nhiều so với máy nhập ngoại. Do vậy
sản phẩm tole cán có giá thành hợp lý, đáp ứng được thị yếu của nhu cầu người
sử dụng, sản phẩm tiêu thụ ngày càng nhiều hơn, rộng rãi hơn.
Việc sản xuất ra các máy cán-uốn tole rẽ tiền, trang bị cho các khu vực
còn thỏa mãn được điều kiện vận chuyển. Vì có những công trình xây dựng yêu
cầu có những tấm lợp với chiều dài lớn, việc vận chuyển xa sẽ có nhiều khó
khăn. Tole phẳng được sản xuất sẵn, có chiều dài tới 1200 mét, khối lượng gần 5
tấn, được cuộn lại thành cuộn có đường kính < 1.2 mét nên dễ vận chuyển. Và
hiện nay nước ta có vài đơn vị sản xuất máy để cung cấp cho thị trường, tại Đà
Nẵng có cơ sở sản xuất : công ty điện chiếu sáng Đà Nẳng. Các đơn vị vị này
sản xuất máy cán với giá chỉ bằng 1/3 so với giá nhấp ngoại. Hơn thế nữa trong
thời gian gần đây các công ty chế tạo máy cán tole còn sản xuất ra máy cán tole
hai tầng với năng xuất cao.
HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

-6-

Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

1.3 THÔNG SỐ CÁC LOẠI MÁY CÁN TOLE THƯỜNG DÙNG
1.3.1 : Đối với tole sóng vuông :
+ Tole khổ 914mm tạo tole 7 sóng
Diện tích hữu dụng là : 125*6 = 750 (mm)
+ Tole khổ 1200mm tạo 9 sóng
Diện tích hữu dụng là : 125*8 = 1000 (mm)
+ Biên dạng, các thông số tole sóng vuông như sau :

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

-7-


Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

1.3.2 : Đối với sóng ngói :
+ Tole khổ 914mm tạo tole 5 sóng
Diện tích hữu dụng là : 194*4 = 760 (mm)
+Tole khổ 1200mm tạo 6 sóng
Diện tích hữu dụng là : 190*5 = 950 (mm)
+Biên dạng, các thông số tole sóng ngói như sau

1.3.3 : Đối với sóng tole tròn:

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

-8-


Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

+ Chiều dài hiệu dụng : 74*10 = 740 (mm)
1.3.4 : Đối với tole vòng :
Loại tole này được cán lại vòng sau khi đã cán tạo sóng, quá trình tạo
vòng là do các khía được tạo trên hai lô cán. Bán kính vòng được thay đổi bởi
hai lô cán đầu ra.
+ Tole khổ 914mm tạo tole 7 sóng
Diện tích hữu dụng là : 125*6 = 750 (mm)
+ Tole 1200mm tạo 9 sóng
Diện tích hữu dụng là : 125*8 = 1000 (mm)

1.4: QUAN SÁT BỀ MẶT CỦA CÁC TẤM LỢP BẰNG KIM LOẠI
1.4.1: Vật liệu và độ bền
Trước đây các tấm lợp mà sử dụng trong nước ta đều từ nước ngoài đa số là
của Mỹ, vật liệu làm chúng thường bằng nhôm, thiết, thép dẻo. Nên các tấm lợp
này có độ bền rất cao, chịu tác động của môi trường tốt, thời gian sử dụng rất lâu
dài. Đa số các tấm lợp này đều có dạng sóng tròn, sóng vuông chiều dài thường
là 2.4, 3, 3.5 (m) và chiều rộng thường là 0.8, 1, 1.2 (m).
Trong thời gian này thì trên thị trường xuất hiện nhiều loại tấm lợp khác
nhau cũng được nhập từ nhiều nước như Nhật Bản, Đài Loan, Liên Xô ….với
nhiều loại, hình dáng, kích cỡ, màu sắc. Nhưng vật liệu chế tạo các tấm này
không còn tốt như ngày xưa nửa, vì giá thành vật liệu đắt. Nên người ta thường

dùng thép có độ cứng cao hơn và được mạ lớp kẽm hay sơn phủ bảo vệ, do vậy
mà độ bền cũng không thua kém gì so với tấm lợp làm bằng vật liệu tốt.

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

-9-


GVHD :.....................

Máy Cán Tole 7 Sóng

Vì điều kiện khí hậu của nước ta có độ ẩm cao, chịu mưa có hàm lượng
axit nên các tấm lợp bằng kim loại thường được dùng bị oxi hóa bởi môi trường,
nên bị hư hỏng chủ yếu là sét, rỉ.
1.4.2 : Tìm hiểu thị trường của sử dụng tấm lợp:
Hầu hết các tấm lợp sử dụng ngày nay đều làm bằng kim loại (thép), phổ
biến là các tấm lợp có dạng sóng vuông, sóng tròn hay sóng ngói. Trong khi đó
công trình xây dựng ngày càng nhiều, yêu cầu về bao che cao, độ thẩm mỹ, độ
bền cao. Nên tấm lợp bằng kim loại có thể đáp ứng được nhu cầu đó, nhưng các
tấm lợp nhập ngoại thì có giá thành cao nên hầu hết các tấm lợp đều do ta chế
tạo mà giá thành lại rẻ hơn nhiều, nên đáp ứng được mọi yêu cầu của tầng lớp
con người.
1.4.3 : Quan sát bề mặt các tấm tole trước và sau cán :
*/ Trước khi cán :
Kim loại trước khi cán mềm hơn, không bị trầy xướt, nứt tế vi. Ta quan
sát trên kính hiển vi và nhìn được hình dạng của chúng như sau :

Tấm sơn phủ

Tấm mạ kẽm

Hình 1.3 : Hình dáng kim loại trước khi cán.

*/ Sau khi cán :
HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 10 -


GVHD :.....................

Máy Cán Tole 7 Sóng

Kim loại bị biến cứng, bề mặt bị trầy xướt, xuất hiện vết nứt tế vi, đôi khi
tấm lợp còn bị rách, đứt. Ta quan sát trên kính hiển vi thấy hình dạng của chúng
như sau :

Tấm sơn phủ

Tấm mạ kẽm
Hình 1.3 : Hình dáng kim loại sau khi cán

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 11 -


GVHD :.....................

Máy Cán Tole 7 Sóng

CHƯƠNG II : CÔNG NGHỆ CÁN TOLE
TẠO SÓNG
2.1 : YÊU CẦU CHUNG CỦA MÁY CÁN TOLE TẠO SÓNG :
Máy cán tole tạo sóng phải làm thay đổi kết cấu kim loại (phôi liệu) từ
thép tấm thẳng thành biên dạng tole theo ý muốn.
+ Máy làm việc phải cho hiệu quả và năng xuất cao nhất, đảm bảo chất
lượng tấm lợp là tốt nhất , phế phẩm là thấp nhất.
+ Các máy cán tole đều cán tole theo phương pháp cán nguội do vậy trục
cán phải có độ cứng vững cao, độ bóng cao.
+ Số sóng trên 1 tấm tole thường là :
- Tole 7 sóng
- Tole 9 sóng
+ Tạo hình dáng tole ít gây sai số biên dạng kích cỡ.
+ Tấm lợp phục vụ cho nhu cầu che nắng, che mưa, trang trí…nên yêu
cầu tấm lợp về mùa nắng phải chịu được nhiệt độ do mặt trời chiếu vào.
Về mùa mưa thì phải giải quyết vấn đề thoát nước, tránh thấm nước. Tole
phải có độ bền thích hợp để tránh trường hợp gió mạnh làm hư hỏng rách,
đứt…
2.2 : SƠ ĐỒ MÁY CÁN TOLE TẠO SÓNG :
Để tạo hình dáng sóng tole theo yêu cầu, thì ta có nhiều cách bố trí sơ đồ
máy để cán. Nhưng tùy theo từng trường hợp cụ thể mà ta có cách bố trí sao cho
HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 12 -


Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

hợp lý nhất, kinh tế nhất. Thông thường một máy cán tole có sơ đồ hoạt dộng
như sau :

Phôi cuộn 1 được đặt vào trục quay nhờ thiết bi cầu trục, tấm phôi phẳng
được dẫn qua máng dẫn 2, qua dao cắt phẳng qua hệ thống trục và con lăn cán.
Sau khi ra khỏi hệ thống trục và con lăn cán thì tole đã được tạo sóng theo yêu
HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 13 -


Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

cầu. Dao cắt hình làm việc khi nào tole có đủ chiều dài yêu cầu, quá trình cán
chỉ dừng hoạt dộng khi lô cán dừng chuyển động. Sau đó đưa tole qua băng
chứa 9. Dao cắt phẳng cắt tole ra khỏi cuộn phôi kết thúc 1 quá trình làm việc
của máy.
Máy được dẫn động bằng 1 động cơ, thường đặt ở giữa, và truyền chuyển
động về 2 phía. Với cách bố trí như vậy lực cán phân bố đều về 2 phía nên kết
cấu máy cứng vững, nhỏ gọn, tole biến dạng đều tạo chất lượng tốt cho sản
phẩm tole cán.

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 14 -

Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

2.2.1 SƠ ĐỒ ĐỘNG
BỘ GIẢM TỐC NẰM TRONG ĐỘNG CƠ

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 15 -


Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

2.3 : CÁC PHƯƠNG PHÁP CẤP PHÔI CHO MÁY.
Để cung cấp phôi cho máy cán, có thể cấp phôi bằng tay, bằng máy. Tùy
theo yêu cầu công việc, năng xuất mà ta chọn phương pháp cấp phôi hợp lý.
Phôi sử dụng cho máy cán tole thường có 2 dạng sau :
- Phôi dạng tấm : loại này ít sử dụng vì khi cần cấp liên tục thì
phải lắp thiết bi lắp tự dộng và yêu cầu chiều dài tole cố định.
Nhưng khi yêu cầu tole cán kích cở lớn, dài thì gây khó khăn
cho việc bố trí phân xưởng nên loại này không có hiệu quả kinh
tế.
- Phôi dạng cuộn : Phôi loại này phù hợp cho tole cán vì ít chiếm
diện tích nhà xưởng, phôi có thể cấp liên tục với chiều dài tùy ý,
HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 16 -


Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

Nhưng vì cuộn nên khối lượng lớn yêu cầu nhà xưởng phải bố
trí thiết bị nâng chuyển.
Qua đó ta thấy phôi sử dụng cho máy cán tole dưới dạng cuộn là hợp lý
hơn.
2.4 : QUÁ TRÌNH CÁN KIM LOẠI
+ Cán nguội là hình thức gia cong kim loại dưới nhiệt độ kết tinh lại, tức
là gia công kim loại ở nhiệt độ thường (Tcan < Tktl). Sản phẩm của cán nguội có
chiều dày từ 0.08-1.0 mm. Thậm với kim loại màu còn cho độ mỏng thấp 0.0071.0mm và có cơ tính cao,chất lượng bề mặt và độ chính xác cao.
+ So với cán nóng, cán nguội có đặc điểm sau:
- Quy trình công nghệ của cán nguội phức tạp hơn nhiue62, nó
bao gồm nhiều công đoạn từ khâu chuẩn bị phôi cho tới tinh
chỉnh và cần nhiều thiết bị phức tạp khác.
- Do trở kháng biến dạng của kim loại ở trạng tahi1 nguội lớn hơn
nên tiêu hao năng lượng lớn (áp lực F, mômen cán M, công xuất
động cơ P).
-

Ma sát giữa vật cán và trục cán lớn nên bề mặt trục mau mòn,
do vậy trục phải có cơ tính đặc biệt, chịu mòn cao.

-

Khả năng ép kim loại thấp do đó năng xuất thấp

- Cán nguội làm cho hạt kim loại bị vỡ vụn, mạng tinh thể bị xô
lệch làm cơ tính kim loại tăng (biến cứng). Tùy theo mức độ
tăng biến cứng từng loại vật liệu mà mỗi kim loại chỉ có thể làm
giảm chiều dày đến một mức độ nhất định. Nếu ta tiếp tục cán
thì sẽ sinh ra nứt, vỡ, rách tấm cán. Để khắc phục tình trạng này
ta tiến hành ủ trung gian nhằm hồi phục cơ tính ban đầu. Tuy
nhiên phải trong một chiều dày nhất định mà nhà máy có thể cán
được.
- Khi cán ứng xuất sinh ra phải nhỏ hơn nhiều so với giới hạn bền
cho phép của vật liệu trục.

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 17 -


GVHD :.....................

Máy Cán Tole 7 Sóng

- Để đạt được chất lượng và cơ tính của tấm cán nguội cao thì
yêu cầu công nghệ phải được tiến hành với qui trình chặc chẽ,
thiết bi phải tốt , vận hành máy có dộ chính xác cao, rung động
là ít nhất.
- Sản phẩm sau khi cán nguội có cơ tính, lý tính tăng lên là vì khi
cán nguội cơ tính, lý tính lim loại bị thay đổi, tổ chức kim loại
đầu tiên biến dạng có dạng hạt nghĩa là kom loại đang có tính
dẳng hướng ( mọi tính chất theo mọi phương là như nhau).
Nhưng sau khi bị biến dạng các hạt tinh thể bị vở vụn, kéo dài ra

theo phương cán và có dạng thớ, sợi kim loại có tính dị hướng
( tính chật kim loại theo các hướng khác nhau thì khác nhau).

a)

b)

Hình 2.3 : Sự thay đổi cấu trúc kim loại trước (a) và sau (b) biến
dạng khi cán

-

Khi cán nguội sồ lương khuyết tật trong cấu trúc tinh thể tăng, tỷ
trọng của thép giảm đi, từ những yếu tố trên dẫn đến việc tăng
độ bền (Sb), độ cứng (HB), còn độ dẻo (S%) giảm đi

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 18 -


Máy Cán Tole 7 Sóng

GVHD :.....................

Hình 2.4 : sự phụ thuộc của cơ tính vào độ biến dạng
Máy cán tole tạo sóng làm việc theo nguyên tắc cán nguội, do đó khi cán
thì phải trải qua nhiều bước nhất định. Mổi bước làm thay đổi một lượng nhất
định, và cuối cùng sẽ tạo ra hình dáng của sản phẩm. Do vậy các máy cán tole
hiện nay bố trí nhiều trục cán và mỗi trục cán làm biến dạng một lượng nhất

định để tạo thành sóng tole theo yêu cầu.
2.5 : BIẾN DANG CỦA KIM LOẠI KHI CÁN
Bất kỳ một kim loại nào đều có một độ cứng nhất định, khi chịu tác dụng
của ngoại lực thì sảy ra hiện tượng biến dạng bao gồm : Biến dạng đàn hồi, biến
dạng dẻo và phá hủy ta có đồ thị biểu diễn như sau :
Từ đồ thị kéo ta thấy rằng :
+ khi tải trọng đặt vào nhỏ :P < Pp thì độ biến dạng ž1 tỷ lệ bật nhất với
tải trọng. Khi bỏ qua tải trọng thì sự biến dạng mất đi, sự biến dạng như vậy gọi
là biến dạng đàn hồi hay biến dạng tỷ lệ.
+ Khi tải trọng đặt vào lớn cụ thể là P > Pc thì dộ biến dạng ž1 tăng nhanh
theo tải trọng, khi bỏ tải trọng thì mẫu không trở về dường cũ mà song song với
HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 19 -


GVHD :.....................

Máy Cán Tole 7 Sóng

đoạn OP nên cuối cùng mẫu sẽ bị dài thêm một đoạn. Như vậy ngoài phần biến
dạng dàn hồi còn có phần biến dạng dư hay còn gọi là biến dạng dẻo. Với biểu
đồ trên khi có tải trong Pa mẩu bị dài thêm một doạn là Oa0, còn a0a’ là phần biến
dạng đàn hồi đã bị mất.
+ Khi tải trọng dặt vào lớn hơn nữa, sau khi chịu dược tải trọng cao nhất
Pp, trong kim loại sảy ra biến dạng cục bộ. Lúc đó tuy tải trọng tác dụng giảm đi
mà biến dạng vẫn tăng, kim loại ở chỗ biến dạng bị đứt và đi tới phá hủy ở điểm
d.

Hình 2.5 : Đồ thị kéo

2.5.1 : Sự trượt của tinh thể kim loại
Sự trượt là hình thức chủ yếu của biến dạng dẻo, một hình thức khác ít
gặp hơn đó là song tinh.

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 20 -


GVHD :.....................

Máy Cán Tole 7 Sóng

Trượt là sự chuyển dời tương đối giữa các phần tử cảu tinh thể theo những
mặt và phương nhất định, gọi là mặt và phương trượt.

Hình 2.6 : Sơ đồ trượt tinh thể
2.5.2 : Ứng suất gây ra tượt
Khác với biến dạng đàn hồi, chỉ có thành phần ứng suất tiếp trên phương trượt
mới có tác dụng gây ra sự trượt.

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 21 -


GVHD :.....................

Máy Cán Tole 7 Sóng

Hình 2.7 : Sơ đồ biểu diễn lực
Từ hình ta thấy tinh thể bị kéo theo phương chiều trục với lực kéo P làm
với pháp tuyến cảu mặt trượt một góc j . Chiếu P lên mặt phẳng trượt ta được
phần tiếp tuyến với mặt trượt là Pt = P×sinµ. Phương trượt làm với Pt một góc
là

λ , thành phần tiếp tuyến của lức P trên phương trượt sẽ là :
Ptt = Pt ×cos λ = P×sin ϕ ×cos λ

Giả sử mặt cắt ngang của tinh thể là Fo thì diện tích mặt trượt sẽ là :

Fo
cos j

Vậy ứng suất tiếp t trên mặt trượt sẽ là :

t

=

Ptt
f tt

Ptt ×cos λ
P × sin ϕ × cos λ × cos ϕ
Pt
=
=
F0

cos ϕ

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 22 -


GVHD :.....................

Máy Cán Tole 7 Sóng

t

=

1 P ×sin 2ϕ×cos λ
×
2
F0

+ Khi j = 00 hay j = 900 thì Sin2 ϕ = 0 nên t = 0, sự trượt không sảy
ra
+ Khi j = 450 thì Sin2 ϕ = 1 nên t = max, lúc này khả năng sảy ra sự
trượt là lớn nhất.
2.5.3 : Hình thái trượt :

Hình 2.8 : Sơ đồ hình thái trượt
Đầu tiên sự trượt sảy ra ở hệ mà tại đó ứng xuất tiếp lả lớn nhất

t

,

max

ứng với ϕ = 45o . Các mặt trượt đi tương đối với nhau một khoảng nhất định thì
dừng lại, cách nhau một khoảng nhất định, vì vậy trong nhiều trường hợp, sau
khi kéo dơn tinh thể có dạng như chuổi sếp nghiêng. Sau khi trượt thấy có biến

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 23 -


GVHD :.....................

Máy Cán Tole 7 Sóng

dạng dư, có thề coi nó như là tổng các bật thang của các mặt trượt thoát ra trên
bề mặt.
2.5.4 : Song tinh :
Khi chịu tác dụng của ứng xuất tiếp

t

trong tinh thể có sự chuyển động

tương đối của các mặt phân tử này so với mặt phân tử khác. Và kết quả của sự
chuyển dịch đó là sự đối xứng giữa hai bộ phận qua một mặt phẳng cố định gọi
là mặt song tinh.

+ Nguyên tử trên các mặt trượt xê dịch với nhau một khoảng tỉ lệ thuận xo
với khoảng cách từ mặt đó đến mặt song tinh.
+ Song tinh sảy ra đột ngột chứ không từ từ như quá trình trượt do đó tải
trọng va đập tạo ra nhiều song tinh hơn là tải trọng thường.
+ Song tinh thường xảy ra ở nơi tập trung ứng suất và trước khi bị phá
hủy.
Bên cạnh đó quá trình song tinh còn tạo điều kiện cho mặt trượt vào vị trí
thuận lợi nhất, giúp cho quá trình biến dạng xảy ra dễ dàng.

Hình 2.9 : Hình dáng mặt song tinh

2.5.5 : Hiện tượng xảy ra sau biến dạng dẻo.
Sau khi biến dạng dẻo kim loại bị biến cứng, mạng tinh thể bị xô lệch với
mật độ cao, tồn tại ứng suất bên trong…do đó nó trở lại trạng thái không cân
bằng với năng lương dự trử cao và có xu hướng trở về trạng thái cân bằng. Với

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 24 -


GVHD :.....................

Máy Cán Tole 7 Sóng

đa số kim loại hiện tượng xảy ra rất chậm ở nhiệt độ thường. Trong quá trình
biến dạng dẻo sinh ra các hiện tượng sau :
+ Thay đổi hình dạng của đơn tinh thể.
• Trước khi biến dạng tinh thể có dạng cầu.
• Sau biến dạng các tinh thể bị vặn vẹo, kéo dài ra thành thớ.

+ Hướng của đa tinh thể từ vô hướng quay về hướng của lực tác dụng do
đó tinh thể bị kéo dài theo hướng đó.

a) Vô hướng

b) Dị hướng

Hình 2.10 : Hướng tinh thể khi bị biến dạng
Bên cạnh đó nó còn gây ứng suất dư do biến dạng không đồng đều cùng
lúc và biến dạng trong nội bộ hạt tinh thể không đều. Có 3 loại ứng suất dư tồn
tại sau biến dạng là :
+ Ứng suất sinh ra giữa các bộ phận cảu vật thể S1
+ Ứng suất sinh ra giữa các hạt của vật thể S2
+ Ứng suất sinh ra trong nội bộ của hạt tinh thể S3
Các ứng suất này tồn tại là nguyên nhân làm cho vật thể kim loại bị cong
vênh, nứt nẻ… sau khi bị biến dạng.
2.6 : QUÁ TRÌNH UỐN KIM LOẠI
2.6.1 : Khái niệm
Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trong công nghệ
dập nguội, uốn tức là biến đổi (phẳng) tấm, tròn, dây hay ống biến đổi thành
nhửng chi tiết có dạng hình cong, hình gấp khúc hay hình dạng khác…

HSTH :Phạm Văn Hiến- Lê Hoàng Linh-Vương Huỳnh Tuấn Anh

- 25 -