Thiết kế và chế tạo máy tán đinh tán theo phương pháp orbital

LỜI CẢM ƠN
Thông qua luận văn tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám
hiệu nhà trường và tập thể quý thầy cô Khoa Cơ Khí trường Đại học Bách Khoa Thành
phố Hồ Chí Minh đã ra sức giảng dạy, truyền đạt kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm
thực tế trong suốt thời gian học tập tại trường. Đó là những điều hữu ích và thiết thực giúp
em trang bị cho mình những kiến thức nền tảng để hoàn thành luận văn này.
Cùng với đó, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Phan Đình Huấn
đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực tập
tại xưởng và làm luận văn tốt nghiệp. Nhờ đó, em vừa có thể củng cố kiến thức chuyên
môn, vừa có thêm kinh nghiệm thực tiễn cũng như học hỏi được những bài học quý báu về
những nhân cách cần có của một người kỹ sư. Và em tin rằng, những kiến thức đó cũng sẽ
là hành trang hỗ trợ đắc lực cho em trong công việc mai sau.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn cơ khí khóa 15 vì đã cùng em đồng hành
trong khoảng thời gian học tập.
Em xin kính chúc mọi người dồi dào sức khỏe và đạt được nhiều thành công trong
công việc cũng như trong cuộc sống.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện.
Trương Minh Khải

i


LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại 4.0, việc nâng cao chất lượng sản xuất, giảm giá thành và tăng sản
lượng là điều mà mọi doanh nghiệp cần quan tâm đến để có thể cạnh tranh với các doanh
nghiệp khác. Không một sản phẩm nào có thể cạnh tranh được nếu giá thành sản phẩm cao
hơn các sản phẩm cùng loại, có tính năng tương đương với các hãng khác. Trong bối cảnh
nền kinh tế đang gặp phải các vấn đề như chi phí lao động, chi phí vật tư,… ngày càng tăng
buộc các doanh nghiệp phải tìm kiếm các phương pháp sản xuất tối ưu để giảm giá thành
sản phẩm. Để làm được điều đó chúng ta cần phải tìm ra một giải pháp công nghệ mới có

tính tối ưu hơn.
Nhận thức được tầm quan trọng đó, các doanh nghiệp Việt Nam không ngừng cải tiến
các máy móc, trang thiết bị hiện đại, tự động hoặc bán tự động hóa sản xuất. Ở hầu hết các
doanh nghiệp sản xuất kiềm cắt móng tay ở Việt Nam, các công đoạn gần như chỉ làm thủ
công. Trong đó có một khâu rất quan trọng là khâu tán rivet. Để tạo được sản phẩm hàng
loạt và chất lượng đảm bảo ta cần phải một người thợ lành nghề và có kinh nghiệm để vận
hành máy tán. Tuy nhiên tỉ lệ phế phẩm cũng còn rất cao. Để giải quyết vấn đề này, cần
phải có một máy tán có thể điều khiển hành trình tán và lực tán để sản phẩm đạt được độ
đồng nhất.
Xuất phát từ những điều trên, kết hợp với thầy hướng dẫn luận văn PGS. TS Phan
Đình Huấn cùng với công ty Công Nghệ Sài Gòn, em thực hiền đề tài “Thiết kế và chế tạo
máy tán đinh tán theo phương pháp orbital”. Với những năm gần đây, máy tán rivet được
nhập về Việt Nam và phát triển rất nhiều vì nhu cầu lớn của nó.
Với nhiệm vụ như trên, em đã đưa ra được quy trình gồm tập thuyết minh giới thiệu
và tính toán, các bản vẽ nguyên lý, các bản vẽ lắp, các bản vẽ gia công.
Tuy nhiên thiếu sót là khó tránh khỏi vì kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế
chưa có nhiều và thời gian thực hiện lực văn hạn hẹp. Do đó, em rất mong nhận được mọi
sự đóng góp của quý thầy/cô để đề tài được hoàn thiện hơn.

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... i
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................ vi
DANH MỤC BẢNG TRA .............................................................................................. viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................. ix
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................. 1

1.1.

Giới thiệu về mối ghép đinh tán.......................................................................... 1

1.1.1.

Tổng quan về mối ghép đinh tán ................................................................. 1

1.1.2.

Các loại đinh tán và vật liệu làm đinh tán. ................................................. 1

1.1.3.

Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng............................................................ 3

1.1.4.

Nguyên lý tán rivet. ....................................................................................... 3

1.2.

Tổng quan về máy tán rivet trên thế giới và Việt Nam. ................................... 9

1.2.1.

Tình hình nghiên cứu và thị trường máy tán rivet trên thế giới ............ 10

1.2.2.

Tình hình nghiên cứu công nghệ và máy tán rivet ở Việt Nam .............. 10

1.3.

Tổng quan sản phẩm kiêm cắt móng. .............................................................. 11

1.3.1.

Công dụng .................................................................................................... 11

1.3.2.

Cấu tạo. ........................................................................................................ 11

1.3.3.

Phân loại. ...................................................................................................... 11

1.4.

Giới thiệu quy trình sản xuất kiềm cắt móng. ................................................. 13

1.5.

Kết luận. .............................................................................................................. 17

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ................. 18
2.1.

Phân tích phương án thiết kế ............................................................................ 18

2.1.1.

Cơ cấu trục khuỷu và con trượt................................................................. 18

2.1.2.

Vít me và đai ốc bi. ...................................................................................... 19

2.1.3.

Vít me và đai ốc bi kết hợp với đầu tán rivet Orbital. ............................. 21

2.1.4.

Tán thủy lực và khí nén. ............................................................................. 23

2.1.5.

Sử dụng thủy lực, khí nén kết hợp với đầu quay Orbital kiểu 1. ........... 24

iii


2.1.6.
2.2.

Sử dụng thủy lực, khí nén kết hợp với đầu quay Orbital kiểu 2. ........... 26

Kết luận ............................................................................................................... 28

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÁY TÁN RIVET .............................................................. 29
3.1. Tính toán lực tán. .................................................................................................. 29
3.2. Tính toán đầu tán. ................................................................................................. 30
3.3.

Tính toán dây đai ............................................................................................... 32

3.3.1.

Tính toán sơ bộ dây đai .............................................................................. 32

3.3.2.

Tính lại khoảng cách trục a theo l = 825 ................................................... 35

3.3.3.

Xác định số đai............................................................................................. 36

3.3.4.

Xác định các lực trên đai ............................................................................ 37

3.4.

Tính toán trục dẫn. ............................................................................................ 38

3.4.1.

Chọn loại vật liệu ......................................................................................... 38

3.4.2.

Phân tích lực và chọn đường kính ............................................................. 38

3.4.3.

Chọn then cho trục nối với bánh đai ......................................................... 39

3.4.4.

Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn ........................................................ 40

3.5.

Tính toán xylanh khí nén .................................................................................. 41

3.6.

Tính toán ổ bi...................................................................................................... 44

3.6.1.

Tính toán ổ bi côn. ....................................................................................... 44

3.6.2.

Tính toán ổ lăn ở đầu tán. .......................................................................... 46

3.7.

Tính toán con trượt ............................................................................................ 49

3.8.

Kết luận ............................................................................................................... 50

CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO CHI TIẾT MÁY ................................................................... 51
4.1.

Các chi tiết chế tạo. ............................................................................................ 51

4.2.

Chê tạo chi tiết thứ trục..................................................................................... 51

4.2.1.

Phân tích chi tiết gia công. .......................................................................... 51

4.2.3.

Thiết kế nguyên công. ................................................................................. 52

4.2.4.

Tra lượng dư gia công. ................................................................................ 58

4.2.5.

Xác định chế độ cắt. .................................................................................... 59

4.3.

Chế tạo chi tiết ổ đỡ đầu tán rivet. ................................................................... 62

4.3.1.

Phân tích chi tiết gia công. .......................................................................... 62

iv


4.3.2.

Lập quy trình công nghệ............................................................................. 63

4.3.3.

Thiết kế nguyên công. ................................................................................. 64

4.3.4.

Xác định lượng dư. ...................................................................................... 72

4.3.5.

Xác định chế độ cắt. .................................................................................... 73

4.3.6.

Chương trình gia công trên CNC. ............................................................. 76

4.4.

Kết luận ............................................................................................................... 85

CHƯƠNG 5: VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ MÁY ........................................................... 86
5.1. Hệ thống khí nén. .................................................................................................. 86
5.2. Vận hành và bảo trì............................................................................................... 86
5.2.1. Vận hành máy. ................................................................................................ 86
5.2.2. Bảo trì máy ...................................................................................................... 87
5.3. Kết luận. .............................................................................................................. 88
CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI. ............................. 89
5.1. KẾT LUẬN ............................................................................................................ 89
5.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỂ TÀI ......................................................................... 89
PHỤ LỤC A: THÔNG SỐ VẬT LIỆU THÉP CT3. .................................................... 90
PHỤ LỤC B: THÔNG SỐ VẬT LIỆU THÉP C45 ...................................................... 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 92

v


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1-1: Cấu tạo mối ghép đinh tán .................................................................................. 1
Hình 1-2: Các loại đinh tán. ................................................................................................ 2
Hình 1-3: Phương pháp tán động. ....................................................................................... 4
Hình 1-4: Quỹ đạo tán Radial ............................................................................................. 5
Hình 1-5: Nguyên lý tán Orbital ......................................................................................... 6

Hình 1-6: Quỹ đạo tán Orbital ............................................................................................ 7
Hình 1-7: Mối ghép đinh tán. .............................................................................................. 9
Hình 1-8: Bề mặt đinh tán thẩm mỹ ................................................................................... 9
Hình 1-9: Mối ghép đinh tán yêu cầu chính xác ................................................................. 9
Hình 1-10: Máy tán rivet ở Nhật nhập về Việt Nam ........................................................ 10
Hình 1-11: Kiềm mang tròn .............................................................................................. 12
Hình 1-12: Kiềm máng vuông .......................................................................................... 12
Hình 1-13: Kiềm 2 mang .................................................................................................. 12
Hình 1-14: Kiềm 3 mang .................................................................................................. 12
Hình 1-15: Kiềm sử dụng lò xo ........................................................................................ 13
Hình 1-16: Kiềm sử dụng 2 chống .................................................................................... 13
Hình 1-17: Phôi thép tròn ................................................................................................. 13
Hình 1-18: Phôi được gia nhiệt ......................................................................................... 13
Hình 1-19: Dập tạo hình ................................................................................................... 14
Hình 1- 20: Kiềm sau dập ................................................................................................. 14
Hình 1-21: Khoan lỗ lắp đinh tán ..................................................................................... 15
Hình 1-22: Phay bề mặt kiềm ........................................................................................... 15
Hình 1-23: Kiềm trước khi tán. ......................................................................................... 15
Hình 1-24: Kiềm sau khi tán rivet .................................................................................... 15
Hình 1-25: Tôi mũi kiềm .................................................................................................. 16
Hình 2-1: Sơ đồ nguyên lý máy tán trục khuỷu ............................................................... 18
Hình 2-2: Sơ đồ nguyên lý máy tán vít me đai ốc ........................................................... 20
Hình 2-3: Sơ đồ nguyên lý máy tán orbital dưới kết hợp sử dụng vít me đai ốc bi ........ 22
Hình 2-4: Sơ đồ nguyên lý máy tán sử dụng thủy lực ..................................................... 24
Hình 2-5: Sơ đồ nguyên lý máy tán sử dụng khí nén kết hợp với đầu Orbital ................ 25
Hình 2-6: Sơ đồ nguyên lý máy tán Orbital kết hợp khí nén kiểu 2 ................................ 27
Hình 3-1: Thông số motor ............................................................................................... 31
Hình 3-2: Thông số pulley ............................................................................................... 34
Hình 3-3: Thông số dây đai ............................................................................................. 35
Hình 3-4: Thống số tapped bushing 1610 ......................................................................... 37

Hình 3-5: Thông số tapped bushing 1008 ........................................................................ 38
Hình 3-7: Sơ đồ mạch khí nén ......................................................................................... 42
Hình 3-8: Thông số của xylanh ....................................................................................... 44

vi


Hình 3-9: Thông số ổ bi côn ............................................................................................ 45
Hình 3-10: Thông số ổ chặn ............................................................................................ 47
Hình 3-11: Thông số ổ đỡ ................................................................................................ 48
Hình 3-12: Thông số con trượt ........................................................................................ 50
Hình 4-1: Thông số dao tiện ngoài .................................................................................. 53
Hình 4-2: Thông số dao tiện rãnh ..................................................................................... 54
Hình 4-3: Thông số dao tiện ren ...................................................................................... 55
Hình 4-4: Thông số dao phay ngón Ø6mm ..................................................................... 58
Hình 4-5: Thông số dao khoan Ø15 mm ......................................................................... 66
Hình 4-6: Thông số dao móc lỗ ....................................................................................... 66
Hình 4-7: Thông số dao phay mặt đầu Ø63mm ............................................................... 67
Hình 4-8: Thông số dao phay ngón Ø12mm ................................................................... 68
Hình 4-9: Dao móc lỗ dùng cho máy phay CNC ............................................................. 69
Hình 4-10: Đầu gắn dao móc lỗ trên máy phay CNC ...................................................... 70
Hình 4-11: Thông số dao phay chữ T dày 1,5mm ........................................................... 70
Hình 4-12: Thông số mũi khoan Ø4mm .......................................................................... 71
Hình 4-13: Thông số mũi taro M24x1,5 .......................................................................... 72
Hình 5-1: Sơ đồ mạch khí nén ......................................................................................... 86

vii


DANH MỤC BẢNG TRA

Bảng 3-1: Thành phần hóa học thép CT3 ......................................................................... 29
Bảng 3-2: Đặc tính vật liệu thép CT3 ............................................................................... 29
Bảng 3-3: Bảng thông số vật liệu thép hợp kim 12CrNi3A.............................................. 30
Bảng 3-4: Bảng thông số then ........................................................................................... 39
Bảng 4-1: Bảng lượng dư gia công .................................................................................. 59
Bảng 4-2: Thông số gia công trục .................................................................................... 62
Bảng 4-3: Bảng quy trình công nghệ ............................................................................... 63
Bảng 4-4: Bảng lượng dư gia công ổ đỡ đầu tán ............................................................. 72
Bảng 4-5: Bảng thông số chế độ cắt ................................................................................ 75
Bảng 5-1: Kế hoạch bảo trì máy ...................................................................................... 88

viii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
F (N)

Lực tán.

T (Nmm)

Mô men xoắn yêu cầu.

Fa (N)

Lực dọc trục.

Fr (N)

Lực hướng tâm.

Ftt (N)

Lực tán khi sử dụng đầu Orbital.

Fms (N)

Lực ma sát.

Fđ (N)

Lực căng dây đai.

L (mm)

Chiều dài đai

V (m/p)

Tốc độ cắt.

n (v/p)

Số vòng quay trục chính.

t (mm)

Chiều sâu cắt.

s (mm/v)

Lượng chạy dao

ix


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về mối ghép đinh tán.
1.1.1. Tổng quan về mối ghép đinh tán
Mối ghép bằng đinh tán là loại mối ghép không thể tháo được, được sử dụng để ghép
các tấm kim loại bằng đinh tán (rivet). Đinh tán là một thanh hình trụ tròn có mũ ở hai đầu,
một đầu được chế tạo cùng lúc với đinh tán gọi là mũ sẵn, đầu còn lại được tạo trong quá
trình tán đinh vào mối ghép gọi là mũ tán.

Hình 1-1: Cấu tạo mối ghép đinh tán
Nguyên tắc liên kết của mối ghép đinh tán:
-

Thân đinh tán tiếp xúc với lỗ của các tấm ghép, lỗ của các tấm đệm, đinh tán có
tác dụng như một cái chốt cản trở sự trượt tương đối giữa các tấm ghép với nhau,
giữ các tấm ghép với tâm đệm.

-

Để tạo mối ghép đinh tán, người ta gia công lỗ trên các tấm ghép có thể được gia
công bằng khoan hay đột, dập. Lỗ tấm ghép có đường kính bằng hoặc lớn hơn
đường kính thân đinh tán. Khi tán thì đường kính thân sẽ được chèn và tra khít
vào đường kính lỗ.

-

Tấm ghép không được dày quá 25 mm.

Mối ghép đinh tán được sử dụng trong các mối ghép quan trọng, chịu tải trọng va đập lặp
lại và tải trọng dao động với cường độ lớn: trong kết cấu máy bay, kết cấu cầu, cần trục,…
những mối ghép nếu đốt nóng sẽ bị vênh hoặc giảm chất lượng, mối ghép làm bằng các vật
liệu chưa hàn trong ngành chế tạo ô tô cho khung các ô tô tải.
1.1.2. Các loại đinh tán và vật liệu làm đinh tán.
a) Các loại đinh tán và mối ghép
Theo hình dạng đầu đinh tán

1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Hình dạng đinh tán chủ yếu được tiêu chuẩn. Tùy theo hình dạng của mũ đinh ta có
thể chia ra các loại: đinh mũ chỏm cầu, mũ côn, mũ chìm, mũ nửa chìm,… Đinh tán mũ
chỏm cầu được sử dụng phổ biến nhất. Ngoài các loại đinh tán kể trên trong kết cấu máy
bay, cơ cấu chính xác,… người ta sử dụng đinh tán rỗng. Ngoài ra, người ta còn sử dụng
đinh tán mũ nổ. Đinh tán rỗng được sử dụng để tán vào kim loại, vào gỗ, vào da, vải,…

Hình 1-2: Các loại đinh tán.
Theo phương pháp tán:
- Tán nguội, quá trình tán đinh có thể tiến hành ở nhiệt độ môi trường. Tán nguội dễ
dàng thực hiện, giá rẻ; nhưng cần lực lớn, dễ làm nứt đầu đinh. Tán nguội chỉ dùng với
đinh tán kim loại màu và đinh tán thép có đường kính d nhỏ hơn 10 mm.
- Tán nóng, đốt nóng đầu đinh lên nhiệt độ khoảng (1000÷1100)℃ rồi tiến hành tán.
Tán nóng không làm nứt đầu đinh; nhưng cần thiết bị đốt nóng, các tấm ghép biến dạng
nhiệt, dễ bị cong vênh.

Theo kết cấu người ta phân biệt:
- Theo kết cấu mối ghép:
Tùy theo công dụng và kết cấu của mối ghép, mối ghép đinh tán được chia ra:
+ Mối ghép chắc: mối ghép chỉ dùng để chịu lực không cần đảm bảo kín khít (sử
dụng trong các kết cấu kim loại máy và công trình xây dựng).
+ Mối ghép chắc kín: vừa dùng để chịu lực vừa đảm bảo kín khít (nồi hơi, bình áp
suất, đường ống ga,…).
+ Mối ghép chồng: hai tấm ghép có phần chồng lên nhau.
+ Mối ghép giáp mối: hai tấm ghép đối đầu, đầu của 2 tấm ghép giáp nhau.

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
+ Mối ghép một hàng đinh: trên mỗi tấm ghép chỉ có một hàng đinh.
+ Mối ghép nhiều hàng đinh: theo dãy hoặc dạng bàn cờ.
b) Vật liệu làm đinh tán
Đinh tán thường làm bằng kim loại dễ biến dạng, bằng thép cacbon như CT2, CT3,
C10, C15 hoặc trong các trường hợp đặc biệt sử dụng thép hợp kim. Thân đinh tán thường
là hình trụ tròn có đường kính d, giá trị của d nên lấy theo dãy số tiêu chuẩn. Các kích
thước khác của đinh tán được lấy theo d, xuất phát từ điều kiện sức bền đều.
- h = (0,6 ÷ 0,65).d
- R = (0,8 ÷ 1).d
- l = (S1 + S2) + (1,5 ÷ 1,7).d.
1.1.3. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng.
a) Ưu điểm: So với mối ghép hàn, mối ghép đinh tán có ưu điểm:
+ Ổn định, chắc chắn, chịu được tải trọng rung động, dễ kiểm tra.
+ Ít gây hư hỏng mối ghép khi phải tháo lắp.
b) Nhược điểm: Hao tốn nhiều kim loại, giá thành cao, hình dáng, kết cấu cồng kềnh.
c) Phạm vi sử dụng: Do sự phát triển công nghệ hàn, phạm vi sử dụng đinh tán đang

dần dần bị thu hẹp lại. Tuy nhiên, mối ghép đinh tán vẫn còn được sử dụng trong:
+ Các mối ghép chịu lực lớn, đòi hỏi độ chắc chắn trong các kết cấu, các công trình
xây dựng.
+ Các mối ghép chắc, kín trong nồi hơi, bình chứa chịu áp lực.
+ Các mối ghép đặc biệt quan trọng như cầu, cầu trục và những mối ghép trực tiếp
chịu tải trọng chấn động hoặc va đập.
+ Các mối ghép không thể nung nóng được.
+ Các mối ghép bằng các kim loại không thể hàn được.
1.1.4. Nguyên lý tán rivet.
Từ những năm 1840-1930, phương pháp tán đã được sử dụng rộng rãi để ghép các
vật liệu bằng gỗ. Đinh tán lúc này cũng được làm từ gỗ. Với sự phát triển của công nghiệp
sắt thép những năm 1900, đinh tán thép đã ra đời. Đinh tán được sử dụng để ghép các vỏ
tàu, kết cấu xây dựng. Mối ghép đinh tán rất bền và chắc chắn. Nhiều loại công nghệ ghép
kim loại hiện tiên tiến đã ra đời.Tuy nhiên, mối ghép đinh tán vẫn được ứng dụng rộng rãi.
Ngày nay, máy tán rivet được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất xe
tải, xe bus, ô tô, xe máy, tàu hỏa, động cơ nông nghiệp, hầm mỏ, máy bay, xây dựng cầu…
Với nhu cầu của các sản phẩm sử dụng tán rivet ngày càng tăng, việc sản xuất máy tán
rivet sẽ ngày càng phát triển, có tiềm năng kinh tế cao. Phương pháp tán rivet trong nước
vẫn còn lạc hậu, còn nhiều xí nghiệp sản xuất sản phẩm sử dụng máy dập cơ với chất lượng
mối ghép và năng suất thấp.

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Hiện nay, ở trong nước chưa đơn vị nào nghiên cứu và chế tạo máy tán rivet. Việc
nghiên cứu về nguyên lý và thiết kế máy vẫn còn khá mới. Máy tán chủ yếu là nhập từ
nước ngoài với chi phí cao để sử dụng. Chính vì thế, việc nghiên cứu, nắm bắt công nghệ
chế tạo máy tán rivet trong công nghiệp sẽ trở thành nền tảng để giảm chi phí, thúc đẩy gia
tăng sản xuất và phát triển kinh tế.

Một số nguyên lý tán rivet chính:
a) Tán động
Là phương pháp tán rivet sử dụng lực tán từ trên xuống, có gia tốc. Đầu rivet được
làm loe ra và có nhiều hình dạng tùy theo đầu trục chính máy tán. Phương pháp tán này
diễn ra nhanh và có chu kì là 0.5 giây.

Hình 1-3: Phương pháp tán động.
b) Tán tĩnh
Phương pháp tán Rivet tĩnh tác dụng lực tán từ trên xuống, bên dưới được bố trí
khuôn cố định giữ một đầu đinh tán, bên trên là đầu tán không xoay. Đinh tán được đặt
xuyên qua hai tấm vật liệu cần được ghép nối và được định hình bằng khuôn, đầu tán di
chuyển lên xuống tạo lực ép lên đầu đinh tán. Đầu đinh tán được làm loe ra giữ chặt các
tấm ghép với nhau, đến khi đinh tán đạt được hình dạng theo yêu cầu. Phương pháp này
diễn ra nhanh chóng và có chu kì phổ biến là 0,5 giây.
Phương pháp tãn tĩnh tạo được lực tán lớn, trục tán chuyển động đều, gia tốc bằng
không. Phương pháp này có thể dùng thủy lực, khí nén tạo lực ép đinh tán, ngoài ra có thể
điều chỉnh được hành trình có độ chính xác cao để gia công được các chi tiết với các kích
thước khác nhau thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật khắt khe. Khi cần điều khiển chính xác có
thể sử dụng động cơ servo điều khiển bằng PLC, ta có thể lập trình cho máy chạy các hành
trình khác nhau, vận tốc khác nhau tùy theo nhu cầu gia công các loại Rivet.
Máy tán đinh tĩnh được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như xe ôtô, máy bay, và đầu
máy xe lửa, hàng dệt may và da, khung kim loại, đồ nội thất , chốt cửa và thậm chí cả điện
thoại di động, linh kiện điện tử.
c) Tán Radial

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Phương pháp tán radial gần giống với phương pháp tán Orbital. Quá trình vận hành êm ái

và sản phẩm các khớp đạt được chất lượng và độ bóng cao. Tán Radial có thể được điều
chỉnh để tạo chốt chặt hoặc lỏng tùy theo yêu cầu của sản phẩm. Phương pháp tán Radial
kiểm soát mối ghép trong giới hạn cho phép tốt hơn một chút so với tán Orbital.
Sự khác biệt chính giữa hai phương pháp này, trục dập không được giữ ở một góc cố định
với trục trục chính. Góc giữa trục dập và trục chính thay đổi liên tục giữa 0-6 độ. Góc giữa
hai trục là 00 khi trục thẳng hàng.
Trục dập quay quanh đinh tán, lực dập hình thành được phân bố theo mô hình hoa thị, do
đó, lực dập di chuyển liên tục qua các trọng tâm của trục dập và các chân đinh tán.

Hình 1-4: Quỹ đạo tán Radial

d) Tán Orbital
Tán đinh Orbital là một công nghệ tương đối mới, trong đó đinh tán được miết bởi
chuyển động quay lệch tâm của dụng cụ tán. Chuyển động quay này làm cho diện tích tiếp
xúc giữa dụng cụ tán và phôi nhỏ hơn, do đó, lực tác dụng và ma sát trong quá trình hình
thành mối ghép sẽ thấp hơn.

5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1-5: Nguyên lý tán Orbital
Quá trình này có phần tương tự như phương pháp tán tĩnh, dụng cụ tán sử dụng một
lực dọc trục nén để tạo nên biến dạng dẻo một đầu của đinh tán. Sự khác biệt là trong
phương pháp tán orbital, trục tán quay ở một góc cố định thường 3 - 60 và sử dụng lực dọc
trục và lực xuyên tâm để dần dần chuyển đinh tán thành hình dạng xác định trước. Không
giống như các phương án khác, quá trình hoàn tất trong một lần duy nhất, phương pháp
này đòi hỏi đầu tán quay nhiều lần và thường mất 1,5 - 3 giây để hoàn thành quá trình. Hầu
hết hoạt động trong quá trình hình thành quỹ đạo được tập trung tại đầu của dụng cụ, không

dùng toàn bộ bề mặt dụng cụ, vì vậy làm giảm tới 80% lực tán. Đinh tán và các bộ phận
lắp ghép sẽ chịu ít ứng suất. Tán orbital tạo ra bề mặt mịn màng, ngoài ra trong một số ứng
dụng, nó loại bỏ những vết nứt do tác động lực mạnh. Quá trình tán Orbital êm hơn so với
quá trình tán nguội khác.
Quỹ đạo tán Orbital
Phương pháp tán orbital có trục lệch một góc 3° hoặc 6°. Trục chính tác dụng lực theo
phương thẳng đứng lên Rivet đồng thời xoay tròn cho đến khi hình dáng của Rivet theo
nhu cầu được hoàn thành. Hình dạng đã hoàn thành của Rivet có chiều cao và đường kính
đúng theo đặc điểm kĩ thuật quy định.
Tán orbital phù hợp cho nhiều vật liệu: kim loại, chất dẻo, bao gồm hầu như tất cả các loại
thép nhẹ, hầu hết các loại thép không gỉ và thép hợp kim được xử lý nhiệt, vật liệu cứng,

6


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
và kim loại màu như nhôm, đồng, …Ngay cả hợp kim thép cứng Rockwell 54C cũng có
thể được sử dụng.

Hình 1-6: Quỹ đạo tán Orbital

Diện tích bề mặt tán (KF) của phương pháp tán Orbital nhỏ hơn so với diện tích bề mặt tác
dụng của các phương pháp tán tĩnh khác (bằng 20%). Từ đó giảm lực tán cần thiết và giảm
thiệt hại do lực va chạm lớn gây ra.
Ưu nhược điểm của máy tán sử dụng nguyên lý Orbital
Máy tán orbital được dùng rộng rãi trong phanh ôtô, máy bay, đầu máy xe lửa, ngành
dệt, da thuộc, dầm kim loại, cửa sổ, cửa ra vào, chốt cửa, thậm chí là điện thoại di động…
Nhiều loại vật liệu có thể tán với nhau mà sử dụng phương pháp orbital như các vật liệu
mỏng, dễ vỡ, các linh kiện điện tử.
 Ưu điểm:

 Lực tán thấp.
 Quá trình tán yên tĩnh và an toàn với điều khiển chính xác và nhất quán.
 Tác động nhẹ nhàng lên các bộ phận, ảnh hưởng ít nhất hoặc không ảnh hưởng đến
khu vực không tiếp xúc của phôi.
 Đặc biệt phù hợp cho việc kiểm soát sức bền chốt.
 Ít lực, ít không gian, ít năng lượng, ít vốn, chi phí thấp.

7


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
 Phạm vi tán rộng của các đầu tán có sẵn.
 Bề mặt tán đẹp.
 Vật liệu: nhôm, thép, đồng thau, đồng thiếc, đồng, chì, không gỉ, nhựa, …
 Nhược điểm:
 Chu kì tán lớn.
 Chi phí sản xuất cao.
 Khó bảo trì, sửa chữa.
 Chu kì tán lớn so với phương án tán tĩnh.
Những chi tiết cần sử dụng máy tán Rivet theo nguyên lý Orbital:
 Những chi tiết cần lực tán thấp để giảm hiện tượng tạo thành tang trống ở thân rivet.
Những chi tiết này cần chuyển động xoay của hai bộ phận được tán với nhau: kìm,

8


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1-7: Mối ghép đinh tán.
 Những chi tiết cần bề mặt tán thẩm mỹ

Hình 1-8: Bề mặt đinh tán thẩm mỹ
 Vật liệu làm đinh tán có giới hạn biến dạng chảy cao nhưng yêu cầu lực tán nhỏ để
đảm bảo không ảnh hưởng đến các chi tiết khác

Hình 1-9: Mối ghép đinh tán yêu cầu chính xác
1.2.

Tổng quan về máy tán rivet trên thế giới và Việt Nam.

9


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và thị trường máy tán rivet trên thế giới
Trên thế giới, việc nghiên cứu về công nghệ và sản xuất máy tán rivet rất phát triển.
Công nghệ máy tán rivet hoàn thiện và đa dạng. Nhiều loại máy tán với các nguyên lý khác
nhau và ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau. Ngoài những công nghệ tán truyền thống,
các nhà sản xuất máy tán rivet trên thế giới đã phát triển nhiều công nghệ mới như: máy
tán CNC, máy tán dây chuyền, robot tán… dùng cho việc gia công hàng loạt vừa và lớn.

Hình 1-10: Máy tán rivet ở Nhật nhập về Việt Nam
Hình 5 thể hiện hình ảnh máy tán rivet ở doanh nhiệp Việt Nam có xuất xứ từ Nhật.
Đây là máy tán tĩnh điều khiển bằng servo. Máy chạy ổn định. Mối ghép đinh tán có chất
lượng tốt, độ đồng đều cao cho tất cả các sản phẩm.
Một số công ty sản xuất máy tán rivet nổi tiếng trên thế giới:
Grant Riveters (Mỹ). />GUILLEMIN (Pháp). www.guillemin.net
Orbitform (Mỹ). />SENSHUGIKEN (Nhật). />Các công ty của Mỹ và Châu Âu được thành lập từ rất lâu đời, chiếm thị phần lớn về máy
tán rivet trên toàn thế giới. Thị trường máy tán ở Châu Âu và Mỹ ổn định, trong khi thị
trường ở châu Á rất phát triển. Như công ty GUILLEMIN (Pháp) đã phân phối trên toàn

cầu khoảng 15000 máy tán rivet các loại.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu công nghệ và máy tán rivet ở Việt Nam

10


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Hiện nay, ở trong nước chưa có máy tán rivet nào được chế tạo và thương mại hóa một
cách chính thức. Hầu hết các máy được sử dụng tại các doanh nghiệp có xuất xứ từ Trung
Quốc, Đài Loan. Trong lãnh vực đào tạo, ở trường đại học Bách Khoa- Đại học Quốc gia
TP HCM, việc thiết kế máy tán rivet đã được thực hiện ở cấp bậc đại học. Một số đề tài tốt
nghiệp kỹ sư về thiết kế máy tán rivet được trình bày ở mục sau. Tuy nhiên việc tiếp cận
công nghệ máy tán chỉ dừng lại ở trên lý thuyết, chưa có chế tạo và sản xuất thực tế.
1.3. Tổng quan sản phẩm kiêm cắt móng.
1.3.1. Công dụng
Kềm cắt móng là một dụng chăm sóc móng được sử dụng phổ biến trong dịch vụ
làm nail. Kềm cắt móng gồm hai lưỡi cắt ở hai bên, có lực cắt rất mạnh và dứt khoát. Ngoài
tác dụng cắt móng, nhiều phụ nữ còn sử dụng kìm cắt móng để làm sạch vùng da chết
quanh móng, tạo điều kiện cho móng phát triển tốt hơn.
1.3.2. Cấu tạo.

Hình 1-12: Cấu tạo kiềm cắt móng
Kềm cắt móng thường được thiết kế nhỏ gọn để thuận tiện cho việc cất giữ và mang
theo bên người. Kềm cắt móng được cấu thành từ các bộ phận cơ bản như: hai má kềm,
đinh tán, lò xo (hoặc chống). Hai má kềm có hình dạng như càng cua được lắp ghép với
nhau nhờ đinh tán tạo thành mối ghép bản lề. Nhờ vậy mà hai má kềm có thể xoay tương
đối với nhau kết hợp với lò xo (hoặc chống) tạo nên sự thuận tiện khi cắt móng.
1.3.3. Phân loại.
Trong thị trường ngày nay có rất nhiều loại kềm cắt móng khác nhau thể hiện sự đặc
trưng của mỗi công ty sản xuất. Sự khác nhau không chỉ ở hình dạng tổng thể, kích thước

mà còn ở vật liệu và kết cấu.

11


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Dựa vào vật liệu, kềm cắt móng có các loại: kềm thép không gỉ, kềm thép chuyên
dụng.
Dựa vào kết cấu:
-

Kềm mang vuông và kềm mang tròn.

Hình 1-12: Kiềm máng vuông

Hình 1-11: Kiềm mang tròn
-

Kềm 2 mang và kềm 3 mang.

Hình 1-13: Kiềm 2 mang
-

Hình 1-14: Kiềm 3 mang

Kềm sử dụng lò xo và kềm sử dụng chống (1 chống và 2 chống).

12

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1-15: Kiềm sử dụng lò xo
1.4.

Hình 1-16: Kiềm sử dụng 2 chống

Giới thiệu quy trình sản xuất kiềm cắt móng.
Quy trình sản xuất kềm cắt móng có thể được mô tả như sau:
-

Tạo phôi: phôi thép tròn được cắt thành từng đoạn ngắn sau đó được gia nhiệt đến
một nhiệt độ nhất định (tùy theo vật liệu). Để đảm bảo độ bền, phôi liệu được sử
dụng để làm kềm cắt móng thường là thép cacbon cao hoặc thép không gỉ.

Hình 1-18: Phôi được gia
Hình 1-17: Phôi thép tròn

-

nhiệt

Dập tạo hình: phôi sau khi gia nhiệt được dập nóng khuôn hở, tạo hình cơ bản hai
má kềm.

13


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1-19: Dập tạo hình
-

Cắt bavia: sản phẩm sau khi dập sẽ có bavia (lượng vật liệu dư xuất hiện theo
đường phân khuôn). Để cắt bavia cần có một khuôn cắt bavia.

Hình 1- 20: Kiềm sau dập

-

Gia công cơ: gia công mặt phẳng định vị và lỗ lắp ghép đinh tán trên hai má
kềm, lỗ lắp ghép lò xo (chống).

14


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1-21: Khoan lỗ lắp đinh

Hình 1-22: Phay bề mặt kiềm

tán
-

Tán rivet lắp ghép hai má kềm với nhau.

Hình 1-23: Kiềm trước khi tán.
-

Tôi mũi kềm

15

Hình 1-24: Kiềm sau khi tán rivet


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1-25: Tôi mũi kiềm
-

Mài sắc lưỡi cắt và mài bóng các bề mặt kềm.

a)

b)
Hình 1-28: Mài bề mặt kềm

-

Kiểm tra.

16