THIẾT kế máy lốc tôn “u”có KÍCH THƯỚC PROFIN THAY đổi từ 50 – 150 MM

Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

Mục lục
Lời nói đầu
Phần một-Máy cán lịch sử phát triển và triển vọng.
I. Khái niệm về sản phẩm cán và máy cán...
1.Khái niệm về sản phẩm cán..
2.Khái niệm về sản phẩm cán..
II.Lịch sử phát triển của máy cán.
1.Lịch sử phát triển của máy cán thép trên thế giới.
2.Lịch sử phát triển của máy cán thép Việt Nam..
Phần hai : Tổng quan về máy lốc .
I.Khái niệm về máy lốc tôn Frôfin hình chữ U.
II.Định nghĩa và phân loại máy lốc
1.Định nghĩa.
2.Phân loại máy lốc..
III.Các thiết bị chính trên máy lốc và một số thông số cơ bản.
Phân ba : Nghiên cứu quá trình biến dạng của phôI để chọn bớc công
nghệ tạo hình
I.Chọn phơng pháp công nghệ để tính toán ...
II.Sơ bộ về phơng pháp uốn
III.Sự biến dạng của phôI khi tạo hình trên máy lốc.
IV.Thiết kế lỗ hình gia công.
1.Khá niệm lỗ hình trục cán ...
2.Yêu cầu của quá trình thiết kế lỗ hình trục cán
3.Những nguyên tắc cơ bản khi thiết kế lỗ hình trục cán
3.1.Nghiên cứu lỗ hình của trục tạo hình của một số máy lốc tơng
tự
3.2.Thiết kế lỗ hình thô.
3.3.Tính toán thiết kế lỗ hình đúng...
3.4.ảnh hởng của sự vặn xoắn của sản phẩm trong quá trình tạo hình

3.5.Sự mòn và phục hồi lỗ hình
V.Chọn phơng pháp khi thiết kế sơ đồ động..
1.Chọn loại bộ truyền ..
2.Chọn hệ thống cấp năng lợng.
Phần bốn :Tính toán và thiết kế các cụm chi tiết máy lốc công suất
động cơ và hộp giảm tốc...
I.Tính toán phôi.
1


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

II.Tính toán lực tạo hình
III.Tính toán vận tốc tạo hình .
IV.Tính toán mô men tĩnh quy về trục động cơ
V. Tính toán công suất cho từng trục quy về trục trung tâm ..
VI.Chọn động cơ..
VII.Tính toán hộp giảm tốc của bộ truyền ..
VII.Tính toán nghiệm bền một số chi tiết cơ bản
A. Tính toán nghiệm bền trục trung tâm
B. Nghiệm bền then trên trục thứ nhất..
1.Tính toán trục tạo hình của cặp lô tạo hình ..
2.Tính mối ghép then theo điều kiện bền dập và cắt
C.Tính toán trục tạo hình .
a.Sơ đồ lực..
b.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực..
c.Xác định đờng kính và chiều dài của các đoạn trục..
d.Kiểm nghiệm độ bền trục
e.Tính toán kiểm nghiệm then
D.Thiết kế , tính toán chọn khảng cách trục tạo hình

E.Thiết kế tính toán cho ổ trục tạo hình .
F.Thiết kế tính toán kết cấu khớp nối ..
G.Thiết kế tính toán và kiểm nghiệm bộ truyền dẫn đai..
H.Thiết kế tính toán khoảng cách giữa các cặp lô tạo hình và bố trí
bánh răng dẫn động trong máy
I.Thiết kế tính toán các cụm kết cấu
1.Thiết kế các cụm kết cấu trục của bánh răng trung gian
2.Thiết kế các cụm kết lô đứng.
Phần năm một số bản vẽ chi tiết ..
Phần kết luận
Tài liệu tham khảo

2


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

Thiết kế máy lốc tôn ucó kích thớc profin thay
đổi từ 50 150 MM
LờI NóI Đầu
Ngày nay khoa học phát triển nhiều máy móc hiện đại đã thay thế hoàn
toàn sức lao động con ngời .Việc thiết kế và chế tạo máy mơic có tính
năng cao hơn trớc là một nhu cầu rất cần thiết đến nền công nghiệp lạc
hậu nớc ta hiện nay .Nhiệm vụ đặt ra là phảI thiết kế nh thế nào để tối u
nhất và tìm ra phơng pháp gia công sao cho phù hợp
Hiện nay có rất nhiều phơng pháp công nghệ tiên tiến , một trong
những phơng pháp có hiệu quả cao trong nghành cơ khí là phơng pháp
gia công kim loại bằng áp lực (hay còn gọi là phơng pháp gia công
không phoi ).
Hiện nay phơng pháp gia công bằng áp lực đợc ứng dụng rộng rãi trong

nghành cơ khí , ở những nớc có nền công nghiệp tiên tiến phơng pháp
này đợc tự động hoá ở mức cao , nhiều trang thiết bị máy móc có tính
năng kĩ thuật hiện đại đã đợc thiết kế và chế tạo , một trong những máy
móc thiết bị đó có thể nói đến máy tạo hình profin của vật liệu dạng
tấm (hay còn gọi là máy lốc)
Maý Lốc có nhiều loại đa dạng và phong phú , tuy vậy chúng đều có
điểm chung : Đó là sự tác động của lực và vât liệu dạng tấm từ các cặp
lô dẫn và sau nhiều bớc công nghệ (Tức là qua nhiều cặp lô tạo hình )để
tạo ra đợc hình dáng nh mong muốn.
Thiết kế và chế tạo máy lốc cỡ nhỏ cũng chính là nội dung của đồ án
này .Đề tài đợc xây dựng nhằm chuẩn hoá thiết kế máy lốc sao cho phù
hợp với xu hớng tự động hoá và cơ khí hoá , là cơ sở mở rộng và nâng
cao hiệu quả của phơng pháp gia công này .
Với một đề tài khá phức tạp đòi hỏi ngời thiết kế phải am hiểu nhiều
lĩnh vực : gia công áp lực , công nghệ cán , lí thuyết dẻo..,mặt khác
trong điều kiện hiếm về tài liệu ,kiến thức về lĩnh vực gia công áp lực
không đợc đi sâu, kinh nghiệm thiết kế cha có vì vậy mà không thẻ
tránh khỏi những sai sót . Nhóm sinh viên thực hiện đồ án luôn mong
muốn có sự góp ý và chỉ bảo của các thầy cô giáo trong khoa cơ khí nói
3


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

chung ,bộ môn máy và ma sát nói riêng để nội dung của đồ án đợc tốt
hơn.
Cuối cùng với lòng biết ơn sâu sắc nhóm sinh viên thiết kế xin gửi lời
cảm ơn tới thầy giáo Phạm Văn Hùng đã nhiệt tình hớn dẫn và giúp
đỡ ,tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thực tập , nghiên cứu đề tài tốt
nghiệp đạt kết quả tốt.

Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo .

Phần i
I. KHáI NIệM Về SảN PHẩM CáN Và MáY CáN
1. Khái niệm về sản phẩm cán và máy cán:
Các sản phẩm cán hàng ngày luôn ở bên chúng ta, nó trực tiếp
hoặc gián tiếp đợc dùng trong đời sống hàng ngày để phục vụ con ngời.
Ngoài ra nó đợc dùng rộng rãi trong nông nghiệp, công nghiệp, chế
4


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

biến thực phẩm, giao thông vận tải, quốc phòng, dầu khí, vũ trụ, phát
thanh truyền hình, xây dựng và cầu đờng...
Vì lẽ đó mà ngành cán thép rất đợc chú ý và phát triển mạnh trên
thế giới.
Các máy cán và các khu liên hợp sản xuất máy cán ngày càng đợc
cơ khí hoá, tự động hoá để không ngừng nâng cao năng suất và giảm
nhẹ cờng độ lao động cho con ngời. Sản phẩm cán có rất nhiều loại, đặc
biệt là cán thép. Thép cán chiếm một khối lợng rất lớn trong công
nghiệp luyện kim và công nghệ chế tạo vật liệu. Sản lợng thép và thép
cán của mỗi quốc gia là một trong những thớc đo về chỉ tiêu kinh tế và
sức mạnh kinh tế của mỗi nớc. Sản phẩm thép cán gồm có thép hình,
thép tấm, thép ống và các loại thép cán đặc biệt. Trong các loại thép
hình lại chia ra các loại thép tròn, vuông, dẹt, gai, ray xe lửa, ray tàu
điện, thép dầm chịu lực chữ U, chữ I, chữ T... Thép tấm thì chia ra các
loại dày, vừa, mỏng, rất mỏng, băng giấy kim loại. Thép ống có loại
ống hàn và ống không hàn... Các loại sản phẩm cán đặc biệt có thép
chu kỳ, thép đóng cọc, các loại bi tròn, bánh xe lửa, vành xe lửa...

2. Khái niệm về máy cán thép:
Từ xa xa con ngời đã biết dùng những vật thể tròn bằng đá hoặc
bằng gỗ có dạng hình trụ tròn xoay để nghiền bột làm bánh, ép mía làm
đờng, ép các loại dầu lạc, dầu ôliu, dầu hớng dơng... Những vật thể
hình trụ tròn xoay này dần dần đợc thay thế bằng đồng, nhôm hoặc
thép và chế tạo thành những chiếc trục cán dễ dàng tháo lắp trên những
bệ máy có khung giá cán, thế là máy cán đã đợc hình thành. Những
chiếc trục cán lúc đầu bé bằng cổ tay, cổ chân ngời, trục quay tròn nhờ
sức ngời. Khi sản xuất đòi hỏi năng suất cao, trục cán ngày càng lớn,
máy càng ngày càng to, con ngời không quay đợc nữa và ngời ta đã
phải dùngtrâu, bò, ngựa để kéo, vì vậy cho đến nay thế giới vẫn dùng
đơn vị đo công suất của động cơ là KW hoặc mã lực (sức ngựa).
Năm 1771 máy hơi nớc ra đời, lúc này các máy cán đợc truyền
động quay bằng hơi nớc. Từ khi điện ra đời, máy cán đợc dẫn động
bằng động cơ điện. Đến nay có những máy cán thép đợc dẫn động bởi
những động cơ có công suất từ 5000 đến 7800 KW trục cán có đờng
kính bằng 1300 đến 2000 mm, máy nặng hàng trăm tấn, các máy phục
vụ cho quy trình công nghệ và các thiết bị phụ khác có tới vài chục
chiếc và có tổng trọng lợng lên tới vài ngàn tấn. Ngày nay do sự hoàn
thiện và tiến bộ không ngừng về khoa học kỹ thuật cho nên các máy
cán hoàn toàn đợc điều khiển tự động và làm việc theo chơng trình.
Máy chuyên dùng cán thép ở trạng thái nóng hoặc ở trạng thái
nguội đợc gọi là máy cán thép. Máy cán thép đợc chia ra nhiều loại,
máy cán thép hình đợc gọi là máy cán hình, máy cán thép tấm đợc gọi
là máy cán tấm, còn máy chuyên dùng để cán các loại ống đợc gọi là
5


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

máy cán ống... Máy cán nói chung và máy cán thép nói riêng đều do 3
bộ phận hợp thành, đó là: nguồn năng lợng, bộ phận truyền động và giá
cán.
II. LịCH Sử PHáT TRIểN CủA MáY CáN THéP.
1. Lịch sử phát triển của máy cán thép trên thế giới.
Máy cán thép lúc đầu đợc vận hành bằng cách dùng ngựa để kéo.
Sản phẩm của nó là thép hình đơn giản dùng để chế tạo ra các loai vũ
khí thô sơ nh: gơm, đao, giáo, mác, các cỗ xe ngựa, làm hàng rào...
Máy cán lúc đầu chỉ có hai trục quay ngợc chiều nhau. Đến năm 1864
chiếc máy cán ba trục đầu tiên đợc ra đời chạy bằng hơi nớc và cho sản
phẩm cán phong phú hơn có cả thép tấm và thép hình, đồng tấm và dây
đồng. Do kỹ thuật ngày càng phát triển, do nhu cầu về vật liệu thép tấm
phục vụ cho các ngành công nghiệp đóng tàu, chế tạo xe lửa, ngành
công nghiệp nhẹ... mà chiếc máy cán với giá cán bốn trục đã ra đời vào
năm 1870. Sau đó các máy cán với giá cán 6 trục, 12 trục, 20 trục và
các loại máy cán đặc biệt khác đợc ra đời để cán các vật liệu cực mỏng,
siêu mỏng và dị hình nh máy cán bi, cán thép chu kỳ, máy đúc cán liên
tục.
Nhiều máy cán kết hợp lại để cán một sản phẩm theo quy trình
công nghệ đó là các máy nh: máy cán thô, máy cán phá, nhóm giá cán
thô, nhóm giá cán trung gian, nhóm giá cán tinh, máy cán liên tục, máy
cán bố trí liên tục... Ngoài ra, ngời ta còn dùng rất nhiều thiết bị khác
để tiến hành tự động hoá, cơ khí hoá, tin học hoá... trong sản xuất, đồng
thời dùng để hoàn thiện sản phẩm theo quy trình công nghệ mới. Các
thiết bị này là máy cắt, lò nung, lò nhiệt luyện, các con lăn, bàn nâng
hạ, máy nắn thép, máy bó, sàn làm nguội... Tất cả các thiết bị chính và
phụ đó đợc bố trí sắp đặt trong xởng cán, hay trong khu liên hợp luyện
cán thép theo trình tự công nghệ. Nh vậy chúng ta có định nghĩa khái
quát về xởng cán nh sau: Xởng cán thép là một tập hợp bằng nhà cửa
có bố trí các thiết bị chính của máy cán và các thiết bị phụ theo một

dây truyền công nghệ để sản xuất thép cán.
Trên thế giới có những xởng cán với chiều dài từ 500m đến 4000m,
năng suất rất cao nh Khu liên hợp luyện cán thép của công ty POSCO
Hàn Quốc có năng suất 20 triệu tấn/năm, trong lúc đó Trung Quốc có
Khu liên hợp luỵện cán thép lớn nhất do Đức bán thiết bị đặt tại khu
luỵện cán thép Bảo Sơn (cách Thợng Hải khoảng 16 km) chỉ đạt 6 triệu
tấn/năm. Nhng Trung Quốc là nớc có sản lợng thép cán cao nhất thế
giới, đạt hơn 100 triệu tấn vào năm 1997.
2. Lịch sử phát triển của ngành cán thép Việt Nam.
6


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

Trớc năm 1960, ngành cán thép Việt Nam coi nh không có. Trớc
năm 1954 các loại thép hầu nh nhập từ Pháp về, sau năm 1954 thép
nhập về nớc ta từ các nớc thuộc Liên Xô (cũ), Trung Quốc và các nớc
Đông Âu. Kế hoạch 5 năm lần thứ nhất (1960-1965) nhà nớc ta đầu t
xây dựng Khu gang thép Thái Nguyên dới sự giúp đỡ của Trung Quốc,
vì chiến tranh cho nên công cuộc xây dựng phải dở dang. Năm 1975,
Nhà máy luyện cán thép Gia Sàn - Thái Nguyên đợc đa vào hoạt động
với năng suất 5 vạn tấn/năm, đây là nhà máy cán thép đầu tiên có trên
miền Bắc nhờ sự viện trợ của Đức (Cộng hoà dân chủ Đức cũ). Miền
Nam giải phóng ta tiếp nhận thêm nhà máy cán thép hình cơ nhỏ nh:
Vicasa, Vikimcô,... (năng suất bấy giờ khoảng 5 vạn tấn/năm). Đến
năm 1978, Nhà máy cán thép Lu Xá-Thái Nguyên có năng suất 12 vạn
tấn/năm đã đi vào hoạt động. Cho đến năm 1986 cả nớc chỉ đạt
khoảng12 vạn tấn thép cán/năm. Từ khi công cuộc đổi mới do Đảng ta
đề xớng và lãnh đạo ngành cán thép đã phát triển khá mạnh mẽ. Các xí
nghiệp liên doanh cán thép giữa Việt Nam và nớc ngoài đã hình thành

từ Bắc đến Nam nh: Công ty thép Việt - úc (VINAUSTEEL ) ở Hải
Phòng có năng suất 18 vạn tấn /năm, Công ty thép NASTEELVINA
liên doanh giữa Việt Nam và Singapo ở Thái Nguyên có năng suất 12
vạn tấn/năm, Công ty thép Việt - Nhật ở Vũng Tàu, Công ty thép ống
VINAPIPE liên doanh giữa Việt Nam và Hàn Quốc, Công ty thép ống
Hoà Phát... Tính đến năm 2000 cả nớc ta đã sản xuất khoảng 2 triệu tấn
can thép. Thép của chúng ta phục vụ đợc một phần nhu cầu xây dựng
cho đất nớc và đã tham gia xuất khẩu.
Từ chỗ phải đa ra nớc ngoài mài lại trục cán và phải nhờ các
chuyên gia nớc ngoài tiện các lỗ hình trục cán trong những thập kỷ 60
và 70, đến nay các nhà cán thép Việt Nam đã thiết kế chế tạo đợc
những máy cán hình cỡ lớn 650 và cán hình cỡ vừa và nhỏ 450, 350,
250. Ngoài ra họ còn có khả năng thiết kế những khu liên hợp gang
thép quy mô vừa và nhỏ có năng suất từ 1-3 triệu tấn/năm. Trong công
cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc, ngành luyện kim - công
nghệ vật liệu và ngành cán thép rất đợc Đảng và Chính phủ quan tâm.

Phần ii: tổng quan về máy lốc.
7


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

I.

Khái niệm về máy lốc có profin dạng chữ
u.

Máy lốc tôn là một thiết bị gồm một dàn mang các cặp lô có profin
giống profin của sản phẩm, đợc dẫn động bởi động cơ điện, nhờ sự

chuyển động của cặp lô tạo hình này mà vật liệu (thép tấm) sau khi di
chuyển qua các cặp lô sẽ có đợc hình dáng nh đã thiết kế.
Máy lốc tôn thực chất là một dạng máy nguội, dới dạng gia công
bằng áp lực (phơng pháp gia công không phoi). Quá trình tạo hình
profin sản phẩm là quá trình gây biến dạng dẻo dới tác dụng của ngoại
lực (nhờ vào các lô cuốn).
Sản phẩm của máy lốc tôn đa dạng và phong phú (đặc trng của nó
là mặt cắt ngang (profin) của sản phẩm không thay đổi theo chiều dài)
và đợc ứng dụng rộng rãi trong thực tế: tấm lợp, thanh dầm... trong kết
cấu xây dựng, kích thớc của sản phẩm có thể đạt tới 2000mm theo
chiều rộng, chiều dài lên tới hàng chục mét (sản phẩm phôi đợc cấp
liên tục).
Hiện nay có rất nhiều loại máy lốc tôn, ở nớc ta cũng có một số cơ
sở sản xuất máy lốc, tuy nhiên với điều kiện sản xuất và giá thành nên
chỉ sản xuất những loại máy lốc gia công những sản phẩm có profin
đơn giản nh: U, C, dạng sóng (tấm lợp tôn)...
Dới đây là một số biên dạng sản phẩm của máy lốc tôn (hình vẽ).

Tấm lợp dạng sóng vuông

Thành chân của gia công đuờng tàu

Sảm phẩm dạng ống tròn

Sản phẩm hình vuông

II Định nghĩa và phân loại máy lốc tôn:
Máy lốc tôn là tổng hợp 3 bộ phận chính: nguồn năng lợng , các bộ
phận truyền dẫn động và gia tốc .
Lốc thép là một trong những nghành gia công kim loại bằng lực nghĩa

là lãm vật cán biến dạng nhng khối lợng và thể tích của nó sau khi gia
công vẫn không thay đổi .Đây là công nghệ gia công không phoi .Công
8


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

nghệ lốc khác với công nghệ cắt gọt kim loại nh tiện , phay , bào ở
chỗ không tiêu hao kim loại trong quá trình gia công . Trong gia công
có phoi nh tiện , phay , bào lơng tiêu hao trong quá trình gia công là rất
lớn .
2. Phân loại máy lốc:
2.1. Phân loại theo cách bố trí:
Dựa vào cách bố trí máy hoặc số trục có trên máy mà đặt tên cho nó
nh máy có một giá lốc, máy lốc hai trục đảo chiều (máy này dùng động
cơ điện một chiều và cứ sau một lần lốc là phải đảo chiều), máy lốc
hành tinh, máy lốc vạn năng, máy lốc bán liên tục và máy lốc liên tục...
Máy lốc liên tục phải đảm bảo hai điều kiện:
Điều kiện 1: Vật lốc đồng thời ăn vào trục lốc của tất cả các giá
lốc.
Điều kiện 2: Thể tích của vật lốc qua các lỗ hình luôn luôn bằng
nhau, có nghĩa là:
V1=V2=V3=...Vn-1=Vn=C.
Theo lý thuyết lốc, ta có:
V1=F1.n1
V2=F2.n2
.................
Vn=Fn.nn
Nh vậy:
F1.n1=F2.n2=F3.n3=.......=Fn-1.nn-1=Fn.nn=C

Nếu kể đến lợng vợt trớc trong lốc thép ta có:
F1(n1+ s1)=F2(n2+s2)= F3(n3+s3)=......Fn(nn+ sn)=C
Hoặc:
F1(v1+ s1)=F2( v2+s2)=F3(v3 + s3)=.....Fn(vn + sn)=C
Trong đó:
V1,V2,V3,.. Vn: Thể tích kim loại qua các lỗ hình t số 1 đến số n
n1,n2,n3,... nn: Tốc độ quay của trục lốc t giá 1 đến giá thứ n
v1,v2,v3,... vn: Tốc độ lốc từ giá lốc 1 đến giá lốc thứ n
s1,s2,s3,... sn: Lợng vợt trớc từ giá lốc 1 đến giá lốc thứ n
C
: Hằng số
Cách phân loại này thờng dựa vào đặc điểm thiết bị để gọi tên các
giá lốc khi bố trí thiết bị trong xởng và trong dây chuyền công nghệ,
khi thiết kế máy, khi so sánh các giá lốc và các máy lốc với nhau và
nhất là khi cần mua hoặc lắp đặt các thiết bị phụ để cho các máy lốc
hoạt động.
2.2. Phân loại theo công dụng:
Phơng pháp này phổ biến trên toàn thế giới. Phân chia máy theo
công dụng nghĩa là dựa vào mục đích sử dụng máy, vào sản phẩm của
9


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

máy và quy trình công nghệ mà máy đảm nhiệm để gọi tên và phân
loại.
*Khái quát một số máy lốc:
Máy lốc có nhiều loại, mỗi loại lại có một đặc tính riêng biệt, khi
thiết kế phải tìm hiểu và chọn đợc kiểu máy phù hợp với nhiệm vụ thiết
kế. Để có đợc sơ đồ tối u, dới đây ta đa ra một số dạng máy lốc thờng

dùng để gia công sản phẩm có biên dạng U.
2.2.1. Máy lốc đợc điều chỉnh bằng chơng trình số:
Lý thuyết điều khiển ngày càng đợc ứng dụng rộng rãi vào trong
thực tiễn, đặc biệt trong lĩnh vực gia công kim loại. Với yêu cầu năng
suất, sản phẩm tạo ra phải có sự chính xác, chất lợng cao, nhiều nhà
máy đã đa những bộ điều khiển vào xử lý quá trình gia công trên máy
lốc. Nhờ bộ phận điều khiển này máy đợc tự động hoá hoàn toàn từ
khâu cấp phôi, cắt phôi, uốn thẳng phôi và sản phẩm.
Bộ điều khiển có thể là bộ điều khiển số (NC) hoặc bộ điều khiển tơng tự, nó tự động điều khiển tốc độ vòng quay của động cơ, đóng ngắt
mạch điều khiển hệ thuỷ lực của máy cắt phôi hay hệ uốn thẳng phôi...
Hiện đại hoá (đó là xu hớng hiện nay), ngời ta có thể điều khiển
quá trình gia công của máy bằng máy tính điện tử, chơng trình gia công
đã đợc lập trình từ trớc. Ưu điểm của nó là thuận tiện trong quá trình
gia công, thời gian gia công nhanh (tức là những bớc công nghệ nếu có
thay đổi thì nó đã có sẵn những modun tổng bộ nhớ của máy tính điện
tử và chỉ việc thay đổi câu lệnh trong modun đó). Nhờ có màn hình
điều khiển mà ngời đứng máy (hay ngời lập trình) có thể xem trớc quá
trình gia công trên máy nhờ công thức mô phỏng, vì vậy có thể tránh
khỏi những sai sót trong quá trình gia công.
2.2.2. Máy lốc điều khiển bằng thuỷ lực:
ở một số máy lốc lớn, kích thớc của trục lớn ngời ta sử dụng hệ
thuỷ lực để điều chỉnh, căn chỉnh trục hay hệ thống máy cắt... Hệ thống
thuỷ lực có giá thành thấp hơn và dễ tìm mua trên thị trờng cho nên
nhiều máy do Việt Nam sản xuất chủ yếu là dùng hệ thống thuỷ lực.
2.2.3. Một số dạng máy lốc khác:
Những sản phẩm có profin đơn giản, yêu cầu độ chính xác không
cao, kích thớc nhỏ... ngời ta thiết kế những loại máy lốc đơn giản nó chỉ
gồm một giá cán mang từ 4 đến 6 cặp lô cán tạo hình và đợc dẫn động
bằng động cơ điện... Mọi thao tác đều phải có sự tham gia của các công
nhân.

III . Các thiết bị chính trên tay máy lốc và một số thông số cần
thiết :
Một máy lốc đơng gian đều phải có ba bộ phận đó là :
10


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

- Nguồn năng lợng : Động cơ diện .
- Bộ phận truyền động : hộp giảm tốc , hộp truyền lực , hộp khớp
nối .
- Giá tạo hình : khung giá , trục tạo hình , gối đỡ bạc lót .
Ngoài ra máy lốc còn đợc bổ trợ bằng một số thiết bị khác nhằm làm
cho quá trình gia công đợc nhanh và tự động : Máy nắn phô và sản
phẩm , máy thuỷ lực cắt đứt sản phảmm sau khi gia công , thiết bị cấp
phôi hệ thống bôi trơn , làm mát ..
Một số sơ đồ động của máy lốc:

Hộp giảm
tốc I

Hộp giảm
tốc II

Hình 1 : Dạng sơ đồ động

Lô tạo hình

Động co điện
Hộp giảm tốc

Hình 2 : Dạng sơ đồ động 2

11


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

Động co điện
Hộp giảm tốc

Hộp chia mô đen

Hình 3 : Dạng sơ đồ động
Động cơ dùng trong máy lốc là loại động cơ một chiều hoặc xoay
chiều, nó phụ thuộc nhiều vào việc điều chỉnh tốc độ lốc và trong quá
trình lốc có tăng tốc hoặc giảm tốc. Máy lốc dùng động cơ điện một
chiều có đắt hơn do trang thiết bị điện nhng thao tác rất thuận lợi và
không dùng hộp giảm tốc nh máy lốc dùng động cơ điện xoay chiều (vì
động cơ điện một chiều có thể dễ dàng điều chỉnh đợc tốc độ vô cấp,
tuy nhiên với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật trong
thời gian gần đây ngời ta đã điều chỉnh đợc tốc độ của động cơ xoay
chiều bằng bộ biến đổi một chiều). Động cơ điện một chiều có thể
dùng hộp truyền lực nhng cũng có khi hai động cơ một chiều đợc đấu
thẳng vào trục lốc.
Máy lốc có thể bố trí một giá lốc hoặc nhiều giá lốc, các giá lốc có
thể lốc đợc nhiều lần qua lại nhng có khi mỗi giá lốc chỉ lốc một lần
tuỳ theo công dụng của máy và phụ thuộc vào quy trình công nghệ sản
xuất của sản phẩm.
ở một số máy lốc trong những nhà máy sản xuất thép, nó đợc gắn

liền với dây chuyền sản xuất thép, tức là:
Lò luyện thép Máy cán tấm Máy lốc profin Máy cắt.
Tức là máy lốc có phôi đợc cấp liên tục thì cuối giá tạo hình đợc bố
trí máy cắt sản phẩm, máy cắt có lỡi cắt đợc thiết kế đặc biệt tuỳ theo
profin của sản phẩm.
Một số máy lốc còn bố trí những thiết bị nắn sản phẩm bằng hệ
thống con lăn ở những sản phẩm dài, vật liệu sản phẩm có cơ tính cao,
trong quá trình gia công thông thờng hay bị cong vênh, vặn xoắn (dạng
vỏ đỗ) ở phía sau giá tạo hình phải bố trí thêm một số lô dẫn để hình
dạng sản phẩm đợc ổn định.

12


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

PHầN III:
NGHIÊN CứU QUá TRìNH BIếN DạNG CủA PHÔI TấM
Để CHọN BƯớC CÔNG NGHệ TạO HìNH.
i. CHọN PHƯƠNG PHáP CÔNG NGHệ Để TíNH TOáN:
Từ phôi ban đầu là dạng tấm phẳng, mỏng, ra tới sản phẩm dạng
hình chữ U, có thể có rất nhiều phơng pháp gia công nh: dập, gấp,
uốn, lốc... Với phôi có kết cấu dạng dải dài ta chọn phơng pháp lốc là u
việt nhất. Sản phẩm của phơng pháp này sử dụng đợc ngay, cơ tính cao,
không phải qua công đoạn gia công cơ khí.
ii. SƠ Bộ Về PHƯƠNG PHáP CÔNG NGHệ UốN:
Uốn là một trong những nguyên công thờng gặp nhất trong dập
nguội. Uốn là biến phôi phẳng(tấm) hay ống thành những chi tiết có
hình cong đều hay gấp khúc theo ý muốn.
Uốn kim loại tấm đợc thực hiện do biến dạng dẻo đàn hồi xảy ra

khác nhau ở hai mặt của phôi uốn.
Phụ thuộc vào kích thớc và hình dạng vật uốn, dạng phôi ban đầu,
đặc tính của quá trình uốn trong khuôn, có thể uốn trên máy uốn thuỷ
lực, máy ép trục khuỷu, máy ép lệch tâm, máy ép ma sát. Ngoài ra ngời
ta còn uốn trên các giá máy băng tay hoặc máy chuyên dùng.
Phơng pháp tạo hình bằng máy lốc thực là phơng pháp công nghệ
uốn liên tục. Trong phơng pháp này, quá trình tạo hình dới tác động của
ngoại lực...
13


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

Dụng từ từ , sản phẩm đợc hình thành sau một quá trình biến dạng
dẻo của vật liệu gia công .
Hầu nh tất cả các vật thể rắn dới tác dụng của ngoại lực dù ít hay
nhiều đều có sự thay đổi về kích thớc và hình dạng. Ngời ta gọi biến
dạng dẻo là biến dạng d khi quá trình xảy ra không có sự phá huỷ . Trị
số biến dạng d đến lúc phá huỷ thì ngơi ta gọi là mức độ dẻo của kim
loại .Thực chất của biến dạng dẻo là sự chuyển vị các phần tử kim loại
đối với nhau song sự dịch chuyển đó phảI xảy ra trong giới hạn là
không đợc phá vỡ các mối liên hệ giữa các phần tử kim loại .
Ta nghiên cứu phơng pháp uốn cho một chi tiết đơn giản( chi tiết chữ
V)Dể thấy đợc quá trình biến dạng của phôi uốn :
Đầu tiên chày chỉ tiếp xúc với phôI từ điểm đầu chày .Trong quá trình
chày đI xuống sẽ uốn cong phôI và thu nhỏ dần bán kính uốn . Cuối
cùng phôI bị ép chặt giữa chày và cối hay cạch chữ V. Đợc nắn
thẳng và phần đỉnh có bán kính(R) uốn nhỏ nhất theo đầu chày .Nhng
thực tế giữa phôI và chày bao giờ cũng có khe hở .Vì lực uốn tác dụng
chủ yếu ở đầu chày nên quá trình biến dạng dẻo cũng xảy ra.

Các lớp kim loại phía trong góc uốn (phía chày) bị nén và co lại ở hớng
dọc và bị kéo ở hớng ngang. Các lớp ngoài (phía cối) chịu kéo và giãn
dài ở hớng dọc và bị nén ở hớng ngang. Giữa các lớp co ngắn và giãn
dài là lớp trung hoà.
Khi uốn những dải thép hẹp xảy ra sự sai lệch rất lớn của tiết diện
ngang, bao gồm sự giảm chiều dày ở chỗ uốn, độ giãn rộng ở trong góc
với sự tạo thành độ cong ngang và hiện tợng co mặt ngoài.
Do sự biến mỏng vật liệu và sai lệch hình dạng tiết diện ngang, lớp
trung hoà ở chỗ uốn sẽ không đi qua giữa tiết diện nữa mà dịch chuyển
về phía bán kính nhỏ. Khi uốn dải rộng hoặc tấm cũng xảy ra sự biến
mỏng vật liệu, nhng hầu nh không có sai lệch về tiết diện ngang, bởi vì
trở kháng của vật liệu có chiều rộng lớn sẽ chống lại sự biến dạng theo
hớng ngang.
Phần lớn các trờng hợp uốn xảy ra với trị số biến dạng lớn, kim loại
ngoài ứng suất kéo và nén dọc trục, còn có ứng suất nén hớng kính,
xuất hiện do áp lực của các kim loại nén lên các lớp bên trong và đạt đợc trị số cực đại ở lớp trung hoà.
Khi uốn những phôi hẹp (uốn có thành, gân) thì trạng thái biến
dạng là khối vì tiết diện ngang của phôi bị biến dạng ở ba hớng. Theo
mức độ tăng dần chiều rộng của phôi uốn, biến dạng ngang dần dần
giảm đi và trở thành rất nhỏ do đó trở kháng quá lớn gây ra bởi chiều
rộng của phôi, vì vậy mà thực tế có thể lấy nó bằng không và coi nh
biến dạng phẳng.
Từ định luật thể tích không đổi, ta suy ra biến dạng giãn dài ở một
hớng về trị số bằng biến dạng do ngắn ở hai hớng khác.
14


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

Nh vậy trong trờng hợp uốn phôi rộng thì biến dạng của nó có thể

đợc xem nh biến dạng trợt.
Cần phải phân biệt: Khi uốn với bán kính góc lợn nhỏ thì mức độ
biến dạng dẻo lớn, khi uốn với bán kính góc lợn lớn thì mức độ biến
dạng nhỏ.
Khi uốn với bán kính góc lợn nhỏ thì ứng suất mà biến dạng không
đợc tập trung ở dới chày mà đợc phân bố theo chiều dài lớn của phôi
giữa các gối tựa. Do đó phôi đợc uốn theo đờng cong parabol với độ
cong tăng dần và tay đòn uốn bị giảm đi.
Trong quá trình uốn lớp kim loại ở bên trong bị nén, lớp bên ngoài
bị kéo. Giữa lớp bị nén và bị kéo là lớp trung hoà, lớp này không thay
đổi chiều dài. Khi uốn phôi có các tiết diện khác nhau (hình tròn, hình
thoi, hình thang), đặc tính biến dạng ngang sẽ khác đi, hệ số biến dạng
mỏng và vị trí của lớp trung hoà cũng khác đi.
Trong trờng hợp uốn ngời ta có thế sử dụng phôi đợc nung nóng
hoặc tuỳ thuộc vào từng loại vật liệu, hình dáng và kích thớc. Trong trờng hợp uốn bằng trên máy tạo hình ngời ta thờng gia công nguội. Thực
tế để tạo đợc profin của sản phẩm hình chữ U bằng phơng pháp uốn
trên máy tạo hình ngời ta thờng chọn một trong ba kiểu (hay phơng
pháp) thiết kế lốc hình sản phẩm uốn thông dụng, đó là:
Phơng pháp I: Tâm thay đổi theo phơng ngang .
Phơng pháp II: Tâm cố định.
Phơng pháp III: Tâm thay đổi theo chiều thẳng đứng.
Đặc điểm của các phơng pháp trên:
*Phơng pháp I:
Đặc trng cho sự mềm dẻo theo bán kính cố định bằng
bán kính lợn bên trong của hình dạng sản phẩm, trong hai phơng pháp
này chỉ cho ta thấy hớng uốn theo thứ tự các bớc. Khi tạo hình theo phơng pháp I thì phần thẳng k trong qúa trình uốn tạo hình có tổng số
phần nằm ngang của băng sau mỗi lần dịch chuyển chỉ bằng phần k
nhỏ với góc uốn tăng dần. Trong lần dịch chuyển cuối cùng thì k i= 0,
nghĩa là phần thẳng biến thành phần cung cong. Vì vậy, nếu chọn kiểu
lỗ hình theo phơng pháp I thì khi tính toán với chiều rộng lỗ hình trục

dới và trên, phải bổ sung phần ki vào hai phía với phần nằm ngang của
lỗ hình và trong quá trình tạo hình không thay đổi.
*Phơng pháp II:
Biết trớc đợc phần thẳng k đợc uốn trong quá trình tạo hình với
giá trị góc uốn tăng dần và giá trị k cũng tăng dần. Phần đờng thẳng
mép biên dạng I1 trong quá trình tạo hình không thay đổi, phần k tăng
lên đến đoạn thẳng I1 khi tính toán phần nghiêng lỗ hình trục dới.
*Phơng pháp III:
Bán kính uốn giảm dần đến bán kính lợn tạo hình bên trong.
Phần phôi thẳng I1 trong quá trình tạo hình chuyển thành bán kính cong
R4 và kết quả tăng dần độ uốn cong theo phần I2 (R1>R2>R3>R4).
15


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

Kết luận:
Từ 3 phơng pháp trên ta thấy:
ở phơng pháp I và II có bán kính uốn không đổi qua các lần biến
dạng theo các phần. Nh thế một phần cong lại, nghĩa là các phân tố
biến dạng có độ cao (độ dày sản phẩm) và chiều rộng lớn (chiều dài
phần uốn) thì dễ làm thay đổi tiết diện ngang.
Ví dụ:
Khi tạo hình có bán kính không đổi, băng có chiều dày S>2
mm thì trong trờng hợp này áp lực tăng dần, làm biến dạng và dẫn đến
sự thay đổi tiết diện ngang. Ngoài ra yêu cầu quan trọng hơn là phải
chế tạo lỗ hình (trục tạo hình) một cách chính xác, điều này khó thực
hiện với điều kiện chế tạo đơn chiếc vì yếu tố giá thành.
Sự phân bố vận tốc ngoài của trục khi tạo hình sản phẩm theo phơng pháp II, trong dịch chuyển tiếp theo cũng tăng dần nghĩa là sự mài
mòn trục cán tăng lên cuối cùng xuất hiện sự trợt trong khuôn tạo hình,

phần còn lại đợc tách ra tới khi lỗ hình đợc khắc phục.
Sự phân bố vận tốc khi uốn mép biến dạng theo phơng pháp I cũng
bỏ qua một lợng nhỏ và mép biến dạng dễ dàng di chuyển tự do trong
lỗ hình bất kỳ.
Phổ biến nhất dùng phơng pháp III. Phơng pháp này cho phép tạo
hình trên toàn bộ ột trục sản phẩm có chiều dày khác nhau. Phần lớn
không tơng ứng với bán kính lợn của trục, chiều dài không ảnh hởng
đến quá trìnhtoạ hình.Hai giá cán tinh đảm bảo nhận đợc chiều rộng toạ
hình cần thiết với bán kính lợn cho phép.
Phơng pháp III đợc sử dụng khi và chỉ khi thiết kế lỗ hình có phần
thẳng ở giữa. Có thể sử dụng trong trờng hợp tạo hình uốn kiểu lòng
máng.
Trên hình vẽ cho ta thấy hình dáng trung gian của sản phẩm lòng
máng, phần nó nằm ở phần ngang ở dới đáy và bên trên với biến dạng
đơn. Khi chiều dày lớn và phần nằm ngang có độ cứng lớn điều này đợc
giảI thích với sự uốn dát mỏng lớn dần xuất hiện vết nứt, lỗ hình sai
lệch . Một số dạng sản phẩm chọn theo phơng pháp III : Tạo hình ghép
chữ U hình lòng máng, thép chũ C bản(tấm) có gân, hình lợn sóng (giải
phân cách mềm trong nghành giao thông) và một số sản phẩm phục vụ
cho kinh tế nông nghiệp.
Vì vậy ta chọn phơng pháp III là tối u.
III. Sự BIếN DạNG CủA BĂNG (PHÔI) KHI TạO HìNH TRÊN
MáY LốC:
Băng kim loại từ dạng tấm phẳng, dau khi qua các cặp trục tạo hình
có hình dáng thay đổi, thành chữ U dần dần đợc hình thành, vật liệu
không chỉ biến dạng tại vùng mà nó tiếp xúc với lỗ tạo hình mà trên
thực tế nó còn biến dạng tại những vùng lân cận.
16

Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

Trên đây là sơ đồ biểu thị sự thay đổi hình dạng dảI vật liệu theo hai
mức độ biến dạng chiều dài thớ biên đợc thay đổi một lợng nhỏ .Xác
định đại lợng này thông qua chiều cao của cạch a chiều dài tạo hình l
và góc nối của mép .
Giả thiết phôi đang bắt đầu vào lỗ hình thứ nhất prôfin của sản phẩm
(cắt qua tâm của trục tạo hình ) có góc .Tại vùng A vât liệu của băng
kim loại bị biến dạng nhiều nhất , cách một khoảng l nào đó tại vùng B
vật liệu bị biến dạng it nhất và góc tại đó hầu nh bằng không .
Vấn đề đặt ra là phải tìm giá trị của (1) bằng bao nhiêu để cho quá trình
tạo hình đợc hiệu quả và phát huy đợc công suất của máy (thiết bị).
Tuỳ theo vật liệu gia công, bề rộng, độ dài của dải băng kim loại
càng rộng mà ta xác định giá trị của (1) cho thích hợp. Nếu khoảng
cách giữa các cặp lô tạo hình trên giá nhỏ hơn (1), thì sau khi phôi qua
cặp lô tạo hình thứ hai cặp lô tạo hình thứ nhất phải chịu thêm một
phần lực do sự biến dạng của dải băng dới tác động của cặp lô gây nên
khi đó sự mài mòn sẽ rất lớn, công hữu ích trên các cặp trục làm việc
giảm đi.
Theo một số tài liệu về máy lốc của nớc ngoài (Nga, Tiệp) với kích
thớc bằng kim loại có bề rộng (60-70) và bề dày là 5mm, thì nên chọn
giá trị (1) là (400-500)mm, khoảng biến thiên này phụ thuộc vào vật
liệu của dải băng, vận tốc tạo hình ở đây ta lấy giá trị (1) theo máy có
sẵn.
III. Thiết kế lỗ hình gia công.
1. Khái niệm về lỗ hình trục cán:
Có thể nói tất cả các loại thép hình có biến dạng (tiết diện) đơn
giản nh tròn, vuông, ba cạnh, ... và có tiết diện (biến dạng) phức tạp nh
thép góc, các loại dầm chữ I, C, U, thép ray (trong cán nóng hoặc cán
nguội) đều đợc cán trên các trục đã đợc tạo các rãnh có biến dạng tơng

ứng. Biến dạng rãnh 2, 3, 4 trục, trục tạo thành một biến dạng (ca kíp)
gọi là lỗ hình khi cán. Nói cách khác, lỗ hình chính là lỗ xuyên ánh
sáng do biến dạng (rãnh) của các trục cán tạo ra trên một mặt phẳng
thẳng đứng đi qua đờng tâm trục cán.
Ví dụ:

17


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

trục cán
Trục cán

trục cán

Dạng hai trục cán

Dạng ba trục cán
dạng bốn trục cán

2 . Yêu cầu của quá trình thiết kế lỗ hình trục cán :
Một trình thiết kế lỗ hình trục cán gọi là hợp lý khi quá trình đó đảm
bảo các yếu tố sau :
Dung sai cần thiết của sản phẩm
Chất lợng của sản phẩm cao cả về cơ và lý tính
Hiệu suất của máy đạt cao nhất
Điều kiện ăn kim loại ổn định.
Tiêu hao ít năng lợng phân bố tảI trọng cho động cơ đồng đều
theo từng lần cán .

Tuổi bền của các trục cán là lớn nhất .
Điềukiện thao tác trên máy phảI thuận lợi cho khả năng cơ giới
hoávà tự động hoá cao .
Để thiết kế lỗ hình trục cán của một sản phẩm nào đó cũng cần phải
biết những đặc tính cơ bản của máy cán, kích thớc trục cán, số lợng giá
cán, phơng thức cán liên tục hay không liên tục ... Thiết kế lỗ hình trục
cán cho một sản phẩm ở mỗi loại máy cán rất khác nhau vì các nguyên
nhân sau:
- Khác nhau về cấu tạo và kiểu máy.
- Khác nhau về số lợng, kết cấu giá cùng các thiết bị cơ khí phụ
thuộc.
- Khác nhau về mức độ cơ khí hoá và tự động hoá.
- Khác nhau về công suất của động cơ truyền động.
- Khác nhau về hình dáng kích thớc phôi cũng nh mác của vật
liệu.
- Khác nhau về trình độ tay nghề của công nhân.
18


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

2. Những nguyêng tắc cơ bản khi thiết kế lỗ hình trục cán:
Quá trình thiết kế lỗ hình trục cán phụ thuộc vào sản phẩm cán,
kiểu máy, đặc điểm kỹ thuật của máy, công suất động cơ, chất lợng kim
loại và một số yếu tố khác.
*Xác định số lần cán (chế độ ép) phải xuất phát từ khả năng trục
cán ăn đợc vào kim loại (góc ). Trong trờng hợp độ bền trục, công
suất động cơ không bảo đảm phải tăng số lần cán. Đôi khi số lần cán
còn phụ thuộc vào cách bố trí các giá cán... Sản phẩm thiết kế có dạng
hình chữ C, đợc lốc từ tròn cuộn dải băng thép tiêu chuẩn do đó ta phải

tính độ bền trục, công suất động cơ sao cho đủ để lốc sản phẩm lớn
nhất trong một lần cán.
*Xác định lợng ép (
) ở những lần cán đầu tiên theo góc ăn
cho phép các lần cán sau phải xem xét theo độ bền của trục, công suất
động cơ, chất lợng sản phẩm...
*Xác định lợng ép ở lỗ hình tinh và trớc tinh theo điều kiện biến
dạng trong lỗ hình để đạt đợc độ chính xác của sản phẩm và điều kiện
mài mòn lỗ hình, cụ thể nh sau:
-Với lỗ hình tinh:
-Với lỗ hình trớc tinh:
*Xác định kích thớc phôi ban đầu trên cơ sở dung sai âm cho
phép và xác định nh sau:
-Kích thớc phôi ở trạng thái nguội ang:
-Kích thớc phôi ở trạng thái nóng an:
an=
*Thiết kế lỗ hình phải xuất phát từ kích thớc sản phẩm.
Kích thớc lỗ hình sẽ là kích thớc sản phẩm theo tiêu chuẩn có xét
đến hệ số nở nóng của thép.
*Tính toán lợng giãn rộng (b) trong lỗ hình phải chính xác.
Khoảng trống của lỗ hình dành cho giãn rộng bao giờ cũng phải lớn
hơn lợng giãn rộng tính toán.
bkl=
Trong đó: bkl - Chiều rộng kim loại sau cán.
blh - Chiều rộng của lỗ hình.
*Đối với các sản phẩm có biên dạng phức tạp (thép chữ C, thép chữ
I, thép đờng ray,...) phải chia lỗ hình thành các phân tố riêng biệt và
tính hệ số biến dạng cho từng phân số đó. Do đó cần cố gắng giảm bớt
số lỗ hình phức tạp. Quá trình thiết kế lỗ hình bắt buộc theo hớng ngợc
với hớng cán.

19


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

*Với máy cán bố trí giá cán theo hàng phải chú ý phân bố số lần
cán ở các giá cán hợp lý để đảm bảo năng suất cao và phụ tải trên các
giá. Với máy cán liên tục phải bảo đảm tốc độ cán lớn.
* Tính bền tải trọng động cơ và hộp giảm tốc.
Đây là yếu tố rất quan trọng, khi tính toán chính xác tải trọng động
cơ và hộp giảm tốc sẽ giúp ta chọn đợc động cơ phù hợp làm tiết kiệm
năng lợng, giảm giá thành sản phẩm. Yếu tố này đợc tính toán kỹ trong
phần 3 của đồ án này.
*Tính tuổi bền của trục:
Đây cũng là yếu tố không kém phần quan trọng, việc nghiên cứu
kỹ lực tạo hình, vận tốc tạo hình, ... sẽ giúp ta tính đợc công suất của
các trục và chọn đợc đờng kính của các trục sao cho phù hợp để tránh
phải thay trục nhiều lần (khi chế tạo trục nhỏ bị gãy trục), giảm năng
suất của máy (phải dừng máy lại để gia công và thay thế trục khác),
lãng phí vật t chế tạo trục (do chế tạo trục lớn quá khả năng làm việc
cần thiết). Yếu tố này cũng đợc tính kỹ trong phần 3 của đồ án này.
Đối với máy lốc có prôfin sản phẩm dạng chữ U ta chia ra làm
hai nhóm lỗ hình trục tạo hình, đó là: lỗ hình gia công thô và lỗ hình
gia công tinh.
Trong phần III, ta đã chọn phơng án III để xác định phơng pháp tạo
hình, tuy nhiên do yêu cầu của máy là sản phẩm có kích thớc prôfin
thay đổi từ (50 150)mm, do đó bề rộng và chiều cao của lỗ hình
cũng thay đổi, tuy nhiên trong đồ án này chỉ tính toán cho kích thớc sản
phẩm lớn nhất, còn các kích thớc khác thì ta chỉ việc thay đổi các bậc.
3.1. Nghiên cứu lỗ hình của trục tạo hình của máy lốc tơng tự:

ở một số nhà máy ta thờng sử dụng lỗ hình hở, tức là làm cho
quá trình biên dạng của vật liệu đợc tự do một vài cặp lô tạo hình thô
sau đó đợc các cặp lô tạo hình tinh định hình dạng sản phẩm.
Trong những máy lốc cũ, ngời ta thờng thiết kế biến dạng lô trên và lô
dới tơng ứng với biên dạng prôfin của phôi quả từng bớc công nghệ .
Dạng lỗ hình này hình 1 1 a) cho ta thấy illu(. độ tạo hình ổn định
hơn nhờ các cáp lực từ hai phía của cặp lô tạo hình . Tuy nhiên trong
quá trình gia công ma sát giữa phôi và lô tạo hình rất lớn làm sinh ra
nhiệt độ và mài mòn lớn
Với những máy có yêu cầu tốc độ tạo hình lớn, gai công những vật liệu
có cơ
tính cao đòi hỏi gia công chính xác ta thờng bố trí lỗ hình theo kiểu chữ
"U" ngợc (hình 1 lb) để quá anh bôi trơn và làm mát các lô tạo hình đợc
20


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

thuận lợi. Lô dới đợc thay thế bằng hai bánh xe miết sát vào vùng vật
liệu từ vùng biến dạng để tạo hình dáng cần thiết. Đối với những máy
có đờng kính trục tạo hình lớn, tốc độ tạo hình cao ngời ta không làm
liền lô toạ hình một khối mà tách ra thành một số phần riêng biệt , giữa
các phần đợc liên hệ với nhau bằng còng bi dể giảm ma sát và tạo tốc
độ quay ổn định . Nh vậy nó sẽ làm giảm sự mài mòn của bề mặt lô tạo
hình .
Nếu vận tốc vòng trục theo bán (hình cơ bản ban đầu là V0 và
bằng vận
tốc di chuyển dọc theo biên dạng dọc theo máy, theo bề mặt đã có đờng
kính D.và vận tốc bằng : .
V1 = V0 . D1/DOH

(Trong đó DOH Là đờng kính danh nghĩa của trục dới)
Xuất hiện sự chênh lệch giữa vận tốc hình thành biến dạng và các
phân tố lỗ hình dẫn đến năng suất thấp làm mất mát năng lợng , làm bề
mặt tạo hình bị xớc .
sảy sát chỗ lội , chỗ lõm.... đồng thời với cờng độ mài mòn các phân tố
lô hình và sự tăng kích cỡ hình dạng.
.Trên hình ta thấy, để đảm bảo truyền động mo men xoắn, mép
tạo hình đã gồm nhóm các đờng kính xoay tự do xung quanh ổ trục
làm đảo, lắc trên trục truyền động các hình đang thực hiện . Vận tốc
vòng không chuyển động các phân tố lỗ hình xấp xỉ bằng vận tốc di
chuyển biến dạng. Nhờ có sự giảm bớt này với sự chênh lệch nhỏ giữa
vận tốc biến dạng và bề mặt trục đảm bảo cải thiện đợc chất lợng phôi
tạo hình , giảm sự mài mòn trục , giảm hao phí năng lợng trong quá
trình tạo hình.
Để giảm sự ma sát giữa mặt nút của bề mặt truyền động và không
truyền động (ra bị chặn bởi ổ trục định vị. Giải pháp thêm ổ lăn vào các
lỗ tạo hình rất có lợi trong việc làm giảm ma sát và mài mòn, tuy nhiên
giải pháp này chỉ áp dụng với những máy cần gia công chính xác , còn
21


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

đối với những sản phẩm không đòi hỏi độ chính xác cao thì giải pháp
này càng làm tăng giá thành và rất khó khăn cho việc chế tạo.
Trong một số máy lốc hiện nay , ngời ta thờng thiết kế biến. dạng
của lô dới theo biên dạng của prôfin sản phẩm theo các bớc công nghệ,
còn lô tạo hình phía chỉ bố bố 'trí hai lô đĩa tại vùng biến dạng (hay
vùng cần tác dụng lực) để tạo thêm không gian cho phôi (dải vật liệu)
biến dạng tự do hơn và giảm ma sát , giảm sự mài mòn trục.

ở đây phôi (đãi vật .liệu) đợc uốn chủ yếu dới' tác dụng lực của lô
dới , hình dạng của dải băng kim loại đợc thay đổi theo hình của quả lô
dới ,lô trên chỉ có tác dụng chặn phôi không cho phôi đi lên . Sở dĩ phôi
bị biến dạng theo hình đang của quả lô dới vì bao giờ trong dải băng
kim loai khi bị biến dạng ' cũng tồn tại một phán lực dàn hồi Phản lực
này sẽ đẩy dải băng kim loại ép chặt vào quả lô dới

Lô trên

Lô dứơi

Hình 9 : Sơ đồ vùng biến dạng tự do

Trên hình vẽ, vùng gạch chéo là vùng tự do, vùng này cho phép thành
của chữ
22


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

"U,, biến dạng tự do không bị chèn ép bởi lô tạo hình. Để thiết kế máy
lốc tôn có prôfin dạng "U" này ta chọn kiểu bố trí lỗ hình theo cách bố
trí nh trên.
3.2. Thiết kế lỗ hình gia công thô:
Với yêu cầu của sản phẩm là có kích thớc thay đổi từ 80 đến 250 mm vì
vậy
ta không thể thiết kế các cặp lô có kích thớc theo bề rộng của sản phẩm
yêu cầu . Vì vậy trên lô tạo hình ta tách ra .từng phần. Đối với. :trục
tạo hình phía dới bao gồm: hai lô (ria có dạng côn ( góc côn theo góc
toạ hình) và một lô trụ , ở trục tạo hình

phía trên ta bố trí hai lô ra và một lô trụ . Các phần lô này đợc ép
sát vào nhau tạo nên lỗ hình .
Trong phần lô trụ, do đặc điểm của phơng pháp tạo hình , ta
không cần thiết phải chế tạo lô trụ có đờng kính bằng nhau theo chiều
trục , bởi vì trên biến dạng prôfin của sản phẩm có phần thẳng đứng
không gia công , mà chỉ có phần biến dạng tại góc "chữ U" nh vậy tại
đây đờng kính lô trụ phải bằng nhau .Khi thay đổi kích thớc phôi để giá
công sản phẩm , bề rộng của lô táo hình cũng thay đổi , có thể sử dụng
một số bạc để thay đổi khoảng cách: có thể sử dụgll bạc liền hoặc bạc
hai nửa. Ưu điểm của bạc liền là dễ chế tạo , .: giá thành thấp, tuy
nhiên quá trình thay đổi trong lắp ráp và trong quá trình thay thế rất
khó khăn nên ngời ta ít dùng .

23


Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

L

Hình 10 : Biến dạng của sản phẩm gia công

Gía trị ) biến thiên trong khoảng từ ( 0 :100 )mm vì vậy ta sử dụng 5
bạc hai
nửa, trong đó có 3 chiếc có độ dày 40mm và hai chiếc có độ dày là
20mm, ta hoán đổi cho nhau để có đợc bề rộng theo yêu cầu. .

24

Giáo viên hớng dẫn: Phạm Văn Hùng

25

45

60

75

90

Hình 11 : Sơ đồ lốc sản phẩm

Chọn số cặp lô tạo hình thô theo số các góc tạo hình chọn góc tạo hình
sao cho đảm bảo điều kiện dải vật liệu đi vào lỗ hình một cách dễ dàng
và có lợi nhất
Với góc tạo hình
Để đảm bảo độ cứng vững và chế tạo dễ dàng , ta chọn bề dày của
các lô tạo hình nh sau :

25