Đề tài Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị sản xuất Lagiăng ô tô

từ trong ra ngoài. chương II nghiên cứu máy tương tự. I. Sơ đồ động một số dạng của máy lốc. Về nguyên tắc chung của phần lô tạo hình (giá tạo hình) không có gì khác nhau chủ yếu là khác nhau phần phân phối lực cho các trục tạo hình. Một máy lốc đơn giản nhất đều phải có ba bộ phận chính: - Nguồn năng lượng: Động cơ điện. - Bộ phận truyền động: hộp giảm tốc, hộp truyền lực, trục khớp nối ... - Giá tạo hình: khung giá, trục tạo hình, gối đỡ, bạc lót ... Ngoài ra máy lốc còn được bổ trợ bằng một số thiết bị khác nhằm làm cho quá trình gia công được nhanh và tự động như: - Máy nắn thẳng phôi và sản phẩm. - Máy thuỷ lực cắt đứt sản phẩm sau khi gia công. - Thiết bị cấp phôi. - Hệ thống bôi trơn, làm mát ... Dưới đây là một số mô hình của chúng: Hình 2.1 sơ đồ máy lốc hai nguồn dẫn. Hình 2.1 là sơ đồ máy mỗi trục sử dụng một nguồn dẫn độc lập, chỉ áp dụng cho những máy có công suất lớn hơn 100 kW. Hình 2.2 Sử dụng một nguồn dẫn động. Hình 2.2 là máy lốc sử dụng duy nhất một nguồn dẫn động cho toàn máy, dùng đối với máy có công suất nhỏ. Hình 2.3 Hệ dẫn động có thêm hộp chia mômen. Hình 2.3 là sơ đồ dẫn động từ một động cơ và bố trí thêm hộp chia mômen. Trong một số nhà máy sản xuất thép, máy lốc được bố trí gắn liền với dây truyền sản xuất thép tức là: Lò luyện thép -> máy cán tấm -> máy lốc profin -> máy cắt. Tức là máy lốc có phôi được cấp liên tục thì cuối giá tạo hình sẽ được bố trí máy cắt sản phẩm, máy cắt có lưỡi cắt được 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 có chiều dài lớn, vật liệu sản phẩm có cơ tính cao, trong quá trình gia công thường bị cong vênh, vặn xoắn (dạng vỏ đỗ) vì vậy ở phía sau giá tạo hình phải bố trí thêm một số lô dẫn có tác dụng nắn phôi để hình dạng của sản phẩm được ổn định và không có phế phẩm. II. máy lốc tấm lợp 11 múi. Hình 2.4 Máy lốc tấm lợp 11 múi. Máy lốc tấm lợp 11 múi hoạt động trên nguyên tắc dùng lô tạo hình để biến dạng dẻo vật liệu. Từ động cơ truyền mômen cho các trục tạo hình để tạo ra sản phẩm, từ tấm tôn phẳng (cuộn) qua các cặp trục tạo hình 1,2,3,4 với các góc nâng dần để tạo ra được biên dạng của múi chính giữa (nguyên tắc lốc từ giữa sang hai bên) sau đó nhờ các trục tạo hình 5,6,7,8 cũng với các góc nâng như các cặp trục 1,2,3,4 để lốc hai múi hai bên của tấm tôn (cuộn), cứ như thế cho đến trục tạo hình 20 là trục tạo hình lần cuối biên dạng của cả 11 múi ta được sản phẩm của sản phẩm. Nguyên tắc lốc từ giữa ra vì nếu ta lốc từ hai bên vào giữa thì phôi sẽ bị căng (giống như tờ giâý ta giữ hai bên) không thể lốc được biên dạng ở giữa nếu chạy phôi sẽ bi rách vì vậy nguyên tắc chung là lốc từ giữa profin sang hai bên. III. Máy lốc “U” “C”. Hình 2.5 Máy lốc U C. Máy lốc “U” “C” dùng để tạo hình chi tiết có dạng chữ “U” hoặc “C” có dạng profin đơn giản hơn tấm lợp nên số trục tạo hình của máy ít hơn nguyên tắc tạo hình của máy này cũng là dùng các trục tạo hình để biến dạng dẻo vật liệu theo nguyên tắc đối xứng từ giữa sang hai bên. Từ động cơ mômen được truyền đến các trục tạo hình để tạo hình chi tiết. Máy lốc chữ “U” có 6 cặp trục tạo hình và một cặp trục hình trụ dùng để kéo phôi vào. Từ phôi thẳng phải qua bốn bước gia công sơ bộ (tương ứng với các góc a có giá trị từ 00 tới 750) và hai bước gia công tinh chỉnh (sửa đúng), tương ứng với các góc a có giá trị từ 750 đến 900. Phôi thẳng qua cặp trục tạo hình thứ nhất được nâng lên góc a1 = 250 tiếp đó qua cặp trục tạo hình thứ hai được nâng lên góc a2 = 450 tiếp đó qua cặp trục thứ ba được nâng lên góc a3 = 600 tiếp đó qua cặp trục tạo hình thứ tư được nâng lên góc a4 = 750 tiếp đó qua cặp trục thứ năm được nâng lên góc a5 = 900 cặp trục tinh chỉnh a6 = a5 định lại hình dáng của sản phẩm “U”. Dưới đây là sơ đồ từng bước công nghệ gia công phôi tấm để tạo sản phẩm có biên dạng “U”. Hình 2.6 Quy trình lốc sản phẩm chữ U. Nếu chọn các góc trung gian nhỏ (< 100 á 150) thì quá trình biến dạng của phôi được ổn định hơn, trong quá trình gia công giữa phôi và trục tạo hình không có sự và đập. Tuy nhiên nếu chọn quá nhỏ thì số trục tạo hình trên máy lốc tăng lên, điều đó dẫn đến máy cồng kềnh, chế tạo phức tạp, giá thành cao... Nếu chọn các góc trung gian lớn (khoảng 300) có thể giảm được số cặp lô tạo hình trên máy lốc như vậy sẽ làm cho kết cấu máy gọn... nhưng nếu chọn quá lớn (>300) dẫn tới hiện tượng va đập giữa phôi và trục và khả năng ăn phôi qua các cặp trục tạo hình rất khó, có trường hợp không thể gia công được. Đối với máy lốc chữ “C ” quy trình lốc qua 12 cặp trục bao gồm cả trục hình trụ ban đầu và quá trình biến dạng theo trình tự như Hình 2.7 Hình 2.7 Quy trình lốc sản phẩm chữ C. Vì sản phẩm lagiăng mặc dù có biên dạng profin tương đối phức tạp nhưng có thể gia công theo những bước như gia công sản phẩm “U” vì vậy ta chọn máy lốc “U” “C” là máy tương tự để chế tạo máy lốc sản phẩm “lagiăng”. Sơ đồ tổng thể của toàn máy lốc có dạng. Hình 2.8 Sơ đồ động của máy lốc Lagiăng. Chương III Nghiên cứu sự biến dạng của phôi trong quá trình lốc. i. nghiên cứu sự biến dạng của vật liệu. 1. Khái quát về biến dạng. Sự dịch chuyển tương đối giữa các chất điểm, các phần tử của vật thể rắn dưới tác dụng của ngoại lực, nhiệt độ hoặc của một nguyên nhân nào đó dẫn tới sự thay đổi về hình dạng, kích thước của nó gọi là biến dạng. Tất cả mọi phương pháp trong Gia công áp lực (GCAL) đều dựa trên một tiền đề chung là thực hiện một qúa trình biến dạng dẻo. Vật liệu dưới tác dụng của ngoại lực sẽ thay đổi hình dáng và kích thước mà không mất đi sự liên kết bền chặt của nó. Khả năng cho phép thực hiện một qúa trình biến dạng dẻo được coi là một đặc tính quan trọng của kim loại. Để làm sáng tỏ qúa trình biến dạng của kim loại ta hãy theo dõi thí nghiệm kéo đơn giản, dưới tác dụng của lực kéo, mẫu kéo liên tục bị kéo dài cho tới khi bị kéo đứt. Trong thí nghiệm kéo với các thiết bị phù hợp ta có thể đo được lực kéo và độ giãn dài tương ứng, từ đó xác định ứng suất và biến dạng theo mối quan hệ sau: Hình 3.1 Quá trình biến dạng của vật liệu. Hình 3.1 là đường cong ứng suất-biến dạng của một kim loại không có vùng chảy rõ rệt trong thí nghiêm kéo. Đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa ứng suất và độ giãn dài tương đối e gọi là đường cong ứng suất và biến dạng. Xét ứng xử của kim loại khi biến dạng có thể chia đường cong ứng suất biến dạng ra làm hai vùng. - Vùng biến dạng đàn hồi: Khi lực kéo còn nhỏ thì mẫu chỉ biến dạng đàn hồi, đặc trưng của giai đoạn này là khi ta dỡ bỏ tải trọng thì mẫu lại phục hồi lại chiều dài ban đầu. Trong vùng này tồn tại mối quan hệ tuyến tính giữa ứng suất s và biến dạng e, chúng tuân theo định luật Hooke: s=Ee Môdun đàn hồi E đặc trưng cho thuộc tính đàn hồi của vật liệu dưới tác dụng ứng suất pháp. Vùng biến dạng đàn hồi được giới hạn đàn hồi RC. Việc xác định chính xác giới hạn đàn hồi RC nhiều khi rất khó khăn nên người ta thường quy định lấy RP0,01 làm giới hạn đàn hồi, đó là ứng suất tương ứng với mức độ biến dạng dư e = 0,01%. - Vùng biến dạng đàn hồi dẻo: Nếu tải trọng tăng lên khiến ứng suất trong mẫu vượt quá giới hạn đàn hồi thì vật liệu bắt đầu qúa trình chảy dẻo. Trong vùng này nếu dỡ bỏ tải trọng thì mẫu không phục hồi được chiều dài ban đầu mà vẫn bị dài thêm ra một đoạn và trên đường cong ứng suất biến dạng được thể hiện bằng mức độ biến dạng dư e. ứng suất làm cho vật liệu bắt đầu chảy dẻo gọi là giới hạn chảy RP. Trong kỹ thuật người ta quy định giới hạn chảy là ứng suất gây nên một lượng biến dạng dư bằng 0,2% và được ký hiệu là RP0,2 đối với các vật liệu có đường cong ứng suất-biến dạng không có vùng chảy rõ rệt, còn đối với những vật liệu có đường cong ứng suất-biến dạng có vùng chảy rõ rệt thì việc xác định RP là dễ dàng. Trong tất cả các phương pháp GCAL thì qúa trình biến dạng được thức hiện trong vùng đàn hồi dẻo. Mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng là quan hệ phi tuyến. Kèm theo biến dạng dẻo bao giờ cũng có biến dạng đàn hồi. Nói chung biến dạng đàn hồi so với biến dạng dẻo được thực hiện trong các phương pháp GCAL là không đáng kể, và có thể bỏ qua, song trong một số trường hợp nhất thiết phải để ý đến ảnh hưởng của nó (ví dụ biến dạng đàn hồi khi uốn). ứng suất ứng với lực kéo lớn nhất trong thí nghiệm kéo là giới hạn bền kéo: Kể từ khi đặt tải cho tới khi lực kéo đạt giá trị lớn nhất mẫu bị kéo dài ra nhưng tiết diện của mẫu hầu như giảm đồng đều trên suốt chiều dài của mẫu, giai đoạn này gọi là giai đoạn giãn đồng đều. Qua giai đoạn giãn đồng đều mẫu bị co thắt cục bộ và do vậy lực kéo giảm đi, theo đó ứng suất cũng giảm. Hình 3.2 Đường cong ứng suất biến dạng. Hình trên là phần đầu của đường cong ứng suất biến dạng với ứng suất danh nghĩa s và ứng suất thức tế s’. Trong vùng dẻo do mẫu bị kéo dài ra nên tiết diện tức thời A của mẫu tại bất cứ thời điểm nào của qúa trình kéo cũng nhỏ hơn tiết diện ban đầu A0, vì thế ứng suất thực tế tồn tại trong mẫu s’ = luôn luôn lơn hơn ứng suất danh nghĩa s và bởi vậy đường cong ứng suất thực-biến dạng s’ = f’(e) luôn luôn nằm bên trên đường cong s = f(e). Trong giai đoạn giãn đồng đều ở thí nghiệm kéo thì trong mẫu tồn tại trạng thái ứng suất đơn và ở giai đoạn này ứng suất thực chính là vùng ứng suất chảy klực (phân biệt với giới hạn chảy Rp). Như vậy đường cong ứng suất biến dạng là đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của ứng suất chảy vào mức độ biến dạng. Mức độ biến dạng càng lớn thì ứng suất cần thiết để duy trì biến dạng càng tăng (ứng suất s’ tăng cho tới khi mẫu bị phá huỷ). Đây là một đặc điểm hết sức quan trọng của vật liệu kim loại mà bất cứ qúa trình biến dạng nào cũng cần chú ý đến.. Trong thí nghiệm kéo, kể từ khi mẫu bắt đầu co thắt cục bộ thì trạng thái ứng suất trong mẫu đã chuyển từ trạng thái ứng suất đơn sang trạng thái ứng suất khối và bởi vậy đường cong ứng suất thực-biến dạng trong giai đoạn này cũng mất đi ý nghĩa thực tiễn của nó. Điểm B trên đường cong ứng suất biến dạng (Hình 1) đánh dấu giai đoạn mất ổn định trong qúa trình kéo. Điểm C ứng với khi suất hiện sự đứt gẫy của mẫu, nó nói lên khả năng biến dạng của vật liệu không còn nữa. Khả năng này phụ thuộc rất nhiều vào vật liệu và những điều kiện biến dạng. Để đánh giá khả năng biến dạng của vật liệu trong thí nghiệm kéo cần xác định các đại lượng sau: + Độ thắt tiết diện tương đối Z%: Trong đó: Ag: là tiết diện mặt đứt gẫy. + Độ giãn dài tương đối A%: Trong đó: lg: là chiều dài làm việc của mẫu khi bị gẫy đứt. - Vùng phá huỷ: Khi tải trọng tiếp tục tăng lên khiến ứng suất trong mẫu vượt quá giới hạn đàn hồi dẻo thì mẫu sẽ bị phá huỷ, mẫu sẽ không có khả năng phục hồi sau khi bỏ tải trọng tác dụng. Vùng phá huỷ được ứng dụng khi gia công biến dạng tạo hình phá huỷ như cắt tấm, cắt dải, ở đó nếu ta cần có được sản phẩm cần thiết thì ta phải tác dụng vào phôi một lực sao cho nó có thể thắng được trở lực cắt lý thuyết của phôi, tức là lực tác dụng vượt qua giai đoạn biến dạng đàn hồi và vùng biến dạng dẻo. 2. Phân loại các phương pháp biến dạng. Trên thực tế có tới hàng mấy trăm phương pháp biến dạng khác nhau và trong mỗi phương pháp đồng thời xuất hiện nhiều trạng thái ứng suất khác nhau, chúng biến đổi trong qúa trình biến dạng. Bởi vậy chỉ có thể căn cứ vào những ứng suất có tác dụng chủ yếu đối với các qúa trình biến dạng, lấy đó làm tiêu chuẩn để phân loại các phương pháp biến dạng. Dựa trên quan điểm này có thể phân chia các phương pháp biến dạng thành 5 nhóm sau đây: -Biến dạng nén: Trạng thái dẻo trong vật thể biến dạng dạng chủ yếu được gây nên bởi ứng suất nén một hoặc nhiều chiều. Thuộc nhóm này có các phương pháp cán, rèn tự do, rèn khuôn và ép chảy. -Biến dạng kéo nén: Trạng thái dẻo trong vật thể biến dạng chủ yếu được gây nên bởi ứng suất kéo và nén. Thuộc nhóm này có các phương pháp keó, dập, vuốt, uốn vành và miết. -Biến dạng kéo: Trạng thái dẻo trong vật thể biến dạng chủ yếu được gây nên bởi ứng suất kéo một hoặc nhiều chiều. Thuộc nhóm này có các phương pháp kéo giãn, dập phình, dập định hình. -Biến dạng uốn: Trạng thái dẻo trong vật thể biến dạng chủ yếu được gây nên bởi trọng tải uốn. Thuộc nhóm này có các phương pháp uốn với dụng cụ chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay. -Biến dạng cắt: Trạng thái dẻo trong vật thể biến dạng chủ yếu được gây nên bởi tải trọng cắt. Thuộc nhóm này có các phương pháp trượt, xoắn. Ngoài ra ta còn phân chia các phương pháp biến dạng thành: -Biến dạng nóng. -Biến dạng nguội. -Biến dạng nửa nóng (ví dụ đối với thép biến dạng ở 680á800°C). Ranh giới giữa biến dạng nóng và biến dạng nguội là nhiệt độ kết tinh lại. Theo cách phân loại này thì biến dạng chì ở nhiệt độ thường là biến dạng nóng, còn biến dạng Molipđen ở 1073°K vẫn là biến dạng nguội. Cách phân loại này ngày nay còn phổ biến song cũng gây nhiều sự bàn cãi bởi lẽ qúa trình hồi phục nhất là đối với thép hợp kim cao ngày càng đóng vai trò đáng kể đối với ứng suất của vật liệu trong qúa trình biến dạng. Hình 3.3 Sơ đồ các phương pháp biến dạng. 3. Những vấn đề chung cần xem xét khi nghiên cứu qúa trình biến dạng. Tuy có rất nhiều phương pháp biến dạng khác nhau nhưng bất cứ một qúa trình biến dạng nào cũng hàm chứa 6 khu vực cần xem xét: - Khu vực 1: Là vùng biến dạng. ở đầy cần nghiên cứu hành việc của vật liệu trong trạng thái dẻo, xác định ứng suất, biến dạng, tốc độ biến dạng, dòng chảy chảy kim loại, sự phân bố nhiệt độ, các qúa trình tế vi xảy ra trong vật liệu biến dạng (chuyển động của lệch, hồi phục, kết tinh lại, chuyển biến pha, khuyếch tán...). -Khu vực 2: Báo gồm những vấn đề thuộc vật liệu phôi trước khi biến dạng, ví dụ thành phần hàng hoá, cấu trúc tinh thể, tổ chức, các tính chất cơ học, chất lượng bề mặt phôi. Những vấn đè này có ảnh hưởng rất lớn đến ứng xử của vật liệu trong vùng biến dạng và tính chất của sản phẩm. -Khu vực 3: Bao gồm những vấn đề về tính chất của sản phẩm sau khi biến dạng, ví dụ tổ chức và các tính chất cơ học, chất lượng bề mặt và độ chính xác của sản phẩm. Những vấn đề này sẽ quyết định chất lượng sản phẩm khi sử dụng. Hình 3.4 Hệ thống những vấn đề cần xem xét đối với một qúa trình biến dạng. - Khu vực 4: Là ranh giới giữa vật thể biến dạng và dụng cụ biến dạng bởi vậy những vấn đề cần phải giải quyết là ma sát bôi trơn, mài mòn, trong đó cặp vật liệu phôi và dụng cụ cũng đóng một vai trò nhất định. - Khu vực 5: Để thực hiện một qúa trình biến dạng không thể không có dụng cụ biến dạng, bởi vậy những vấn đề về kết cấu, vật liệu, chất lượng gia công và độ chính xác của dụng cụ là những vấn đề được đặt ra ở đây bởi lẽ chúng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng làm việc, tuổi thọ của dụng cụ, chất lượng bề mặt và độ chính xác của sản phẩm. - Khu vực 6: ở khu vực này có thể xảy ra những phản ứng bề mặt giữa vật thể biến dạng và môi trường xung quanh, ví dụ như oxy hoá tạo thành vẩy oxít trong biến dạng nóng, xâm nhập của chất khí khi biến dạng những khoa học đặc biệt. Những phản ứng xảy ra đều gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bề mặt cũng như tính chất của khu vực 3. Ii. sơ bộ về phương pháp công nghệ trên máy lốc lagiăng. Phương pháp tạo hình bằng máy lốc thực chất là phương pháp uốn tạo hình liên tục. Trong phương pháp này, quá trình tạo hình sản phẩm dưới tác động của ngoại lực tác động từ từ, sản phẩm được hình thành sau một quá trình biến dạng dẻo của vật liệu gia công. Hầu như tất cả mọi vật rắn dưới tác dụng của ngoại lực dù ít hay nhiều đều có sự thay đổi về kích thước và hình dạng. Người ta gọi biến dạng dẻo là biến dạng dư khi quá trình xảy ra không có sự phá huỷ. Trị số biến dạng dư đến lúc phá huỷ thì gọi là mức độ dẻo của kim loại. Thực chất biến dạng dẻo là sự chuyển vị của các phần tử kim loại đối với nhau song sự dịch chuyển đó phải xảy ra trong giới hạn là không được phá vỡ các mối liên hệ giữa các phần tử kim loại. Ta nghiên cứu phương pháp uốn cho một chi tiết đơn giản (chi tiết chữ “V”) để thấy được quá trình biến dạng của phôi uốn. Hình 3.5 Sơ đồ phương pháp uốn chữ V. 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 dẫn bán kính uốn. Cuối cùng phôi bị kẹp chặt giữa chày và cối, cạnh chữ “V” được nắn thẳng và phần đỉnh có bán kính uốn (r) nhỏ nhất theo đầu chày. Nhưng thực tế giữa phôi và chày bao giờ cũng có khe hở nhỏ. Vì lực uốn tác dụng chủ yếu ở đầu chày nên quá trình biến dạng dẻo cũng xảy ra ở đó. Bởi vậy, sau khi khử bỏ lực tác dụng thì vật liệu còn có lượng đàn hồi trở lại, biểu hiện ở góc đàn hồi khi uốn. Các lớp kim loại phía trong góc uốn (phía chày) bị nén và co lại ở hướng dọc và bị kéo ở hướng ngang. Các lớp ngoài (phía cuối) chịu kéo và giãn dài ở hướng dọc và bị nén ở hướng ngang. Giữa các lớp co ngắn và giãn dài là lớp trung hoà. Khi uốn những dải thép hẹp có sự sai lệch rất lớn của tiết diện ngang, bao gồm sự giảm chiều dầy ở chỗn uốn, độ giãn rộng ở trong góc với sự tạo thành độ cong ngang và hiện tượng co mặt ngoài. Do sự biến mỏng của 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, nhưng hầu như không có sai lệch tiết diện ngang, bởi vì trở kháng của vật liệu có chiều rộng lớn sẽ chống lại sự biến dạng theo hướng ngang. Phần lớn các trường 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 hướng kính xuất hiện do áp lực của kim loại nén lên các lớp bên trong và đạt được trị số cực đại ở lớp trung hoà. Khi uốn những phôi hẹp (sản phẩm có thành, gân ... ) thì trạng thái biến dạng là khối vì tiết diện ngang của phôi bị biến dạng ở ba hướng. Theo mức độ tăng dần chiều rộng của phôi uốn, biến dạng ngang dần dần giảm đi và trở kháng rất nhỏ do trở kháng qua lớn gây ra bởi chiều rộng của phôi, vì vậy mà thực tế có thể coi bằng không và coi như biến dạng phẳng. Từ định luật thể tích không đổi, ta suy ra biến dạng giãn dài ở một hướng về trị số bằng biến dạng co ngắn ở hai hướng khác nhau. Trong phương pháp uốn người ta có thể sử dụng phôi được nung nóng hoặc làm nguội tuỳ thuộc vào từng loại vật liệu, hình dáng và kích thước. Thực tế, để tạo được profin của sản phẩm “lagiăng” bằng phương pháp uốn trên máy tạo hình (ở đây là máy lốc “lagiăng”) người ta thường chọn phương pháp tâm cung tròn thay đổi theo chiều thẳng đứng. Phương pháp này được sử dụng khi và chỉ khi thiết kế lỗ hình có phần thẳng ở giữa. có thể sử dụng trong trường hợp lốc sản phẩm kiểu lòng máng ( sản phẩm được thể hiện trong hình vẽ dưới đây). Hình 3.6 Phương pháp lốc hình lòng máng. Trên hình vẽ cho ta thấy hình dáng trung gian của sản phẩm lòng máng, phần l2 nằm ở phần ngang ở dưới đáy và bên trên thành của sản phẩm. Khi chiều dầy lớn và phần nằm ngang có độ cứng lớn điều này được giải thích với sự uốn dát mỏng lớn dần và xuất hiện vết nứt tại cung uốn cong. Một số sản phẩm có thể chọn theo phương pháp công nghệ trên như sản phẩm hình lòng máng, sản phẩm có biên dạng chữ “C”, biên dạng hình lượn sóng ... IIi. sự biến dạng của phôi tấm khi tạo hình trên máy lốc “lagiăng”. Băng kim loại từ dạng tấm phẳng, sau khi qua các trục tạo hình có hình dáng thay đổi, biên dạng của “lagiăng” dần dần được hình thành, phôi kim loại không chỉ biến dạng tại vùng mà nó tiếp xúc với trục tạo hình mà trên thực tế nó còn biến dạng tại những vùng lân cận. 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 được thay đổi một lượng nhỏ DL. xác định đại lượng DL thông qua chiều cao của cạnh a, chiều dài tạo hình L và góc a. Giả thiết phôi đang bắt đầu vào biên dạng của cặp trục tạo hình thứ nhất. Tại đây profin của sản phẩm (cắt qua tâm trục tạo hình) có góc tạo hình là a. Tại vùng A và B vật liệu của băng kim loại bị biến dạng nhiều nhất, cách một khoảng L nào đó, tại vùng C vật liệu bị biến dạng ít nhất và góc a tại đó hầu như bằng không. Hình 3.7 Sơ đồ biểu diễn biến dạng đều quá trình lốc. Vấn đề đặt ra là phải tìm giá trị của L bằng bao nhiêu để cho quá trình tạo hình được hiệu quả và phát huy được công suất của máy và thiết bị. Tuỳ theo vật liệu gia công, bề rộng, độ dài của phôi kim loại mà ta xác định giá trị của L cho thích hợp. Nếu khoảng cách giữa các cặp trục tạo hình trên giá nhỏ hơn giá trị L và nếu phôi tiếp tục dịch chuyển tới cặp lô tạo hình tiếp theo thì sau khi phôi qua cặp lô tạo hình đó tại cặp lô tạo hình phía trước phải chịu thêm một phân lực do sự biến dạng của phôi dưới tác động của cặp lô sau 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, với kích thước sản phẩm có bề rộng 170 (mm) và bề dầy là 4 (mm) và L = 1200 (mm). Chương IV. Tính toán thiết kế máy lốc. i. chọn góc công nghệ để gia công sản phẩm “lagiăng”. Để tạo được sản phẩm có profin dạng phức tạp từ phôi tấm góc uốn biến thiên phức tạp theo dạng profin của lagiăng. Ta có thể chọn các góc trung gian tương ứng với các bước công nghệ, cũng như máy lốc “U” góc trung gian lớn hay nhỏ phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Theo máy lốc “U”,”C” thì các góc tạo hình tương ứng với các bước tạo hình của nó, nhưng đối với máy lốc “Lagiăng” thì các bước công nghệ tương ứng với profin của chúng, tương tự như máy tham khảo ta chọn số các cặp lô bằng số cặp lô của máy lốc “U”, “C”. Hình 4.1 Cácbước công nghệ lốc Lagiăng. Nhận xét: như vậy để có được sản phẩm “Lagiăng” từ phôi dạng tấm phẳng phải qua bốn bước gia công sơ bộ và hai bước gia công tinh chỉnh tương ứng với profin của chi tiết. II. thiết kế biên dạng trên các trục tạo hình sơ bộ và trục tạo hình sửa đúng trên máy lốc. Đối với máy lốc có profin dạng phức tạp người ta thường chia trục tạo hình thành hai nhóm trục khác nhau đó là: - Nhóm trục gia công sơ bộ. - Nhóm trục tham gia vào quá trình tinh chỉnh biên dạng sản phẩm. 1. Tham khảo một số biên dạng trên trục tạo hình sơ bộ của một số máy lốc tương tự. Trong một số máy lốc người ta thường thiết kế biên dạng lô trên và lô dưới của các trục tạo hình sơ bộ tương ứng với biên dạng của sản phẩm qua từng bước công nghệ trên máy. Dưới đây là một số biên dạng trên trục tạo hình sơ bộ hay dùng: Hình 4.2 Mặt cắt của một số biên dạng trục gia công trên máy lốc Lagiăng. Dạng lỗ hình (Hình 4.2a) trên đây cho ta thấy quá trình tạo hình ổn định hơn vì áp lực gây lên từ hai phía của cặp lô tạo hình tác động lên phôi sẽ phân bố đều trên bề mặt của phôi. Tuy nhiên trong quá trình gia công giữa phôi và trục tạo hình có chuyển động tương đối với nhau do đó nếu bố trí như vậy thì ma sát giữa phôi và lô tạo hình rất lớn tạo điều kiện cho quá trình mài mòn diễn ra nhanh hơn. Với những máy lốc có yêu cầu tạo hình lớn, gia công những vật liêu có cơ tính cao và đòi hỏi gia công chính xác kích thước của sản phẩm người ta thường bố trí theo kiểu ngược (Hình 4.2b) để quá trình bôi trơn và làm mát các lô tạo hình được thuận lợi. Để giảm ma sát giữa các lô tạo hình với phôi, nhiều máy lốc không sử dụng lô liền mà trên mỗi trục tạo hình bố trí nhiều phần lô được ghép với nhau, do kích thước đường kính ở các phần lô trên trục không bằng nhau, do vậy giữa các phần lô có đường kính không bằng nhau thì chúng có vận tốc dài (tương ứng với mỗi giá trị khác nhau của bán kính lô tạo hình) khác nhau (vì có số vòng quay như nhau) vì vậy trong quá trình tạo hình sản phẩm luôn có hiện tượng trượt giữa phôi và lô tạo hình, nên có thể bố trí thêm ổ lăn vào nơi tiếp giáp giữa các lô trên trục với nhau rất có lợi vì giảm được ma sát và giảm sự mài mòn giữa phôi và lô tạo hình trong quá trình gia công, tuy nhiên giải pháp này chỉ áp dụng với những máy cần gia công chính xác sản phẩm, còn đối với những sản phẩm không đòi hỏi độ chính xác cao thì giải pháp này rất tốn kém, làm tăng giá thành của máy và rất khó khăn cho quá trình chế tạo trục tạo hình. Đối với máy lốc “Lagiăng” người ta thường thiết kế biên dạng của lô dưới theo biên dạng của sản phẩm sao cho tương ứng với từng bước công nghệ. 2. Thiết kế kết cấu trục tạo hình của máy lốc Lagiăng. Với yêu cầu của đề tài là kích thước của sản phẩm có thể thay đổi. Ta không thể thiết kế các cặp lô có kích thước thay đổi theo kích thước của sản phẩm. Cứ mỗi loạt sản phẩm có kích thước khác nhau phải thay đổi các cặp lô trên trục của máy với kích thước tương ứng, vì vậy ta phải chế tạo trục lô dài hơn và có bạc lót ở hai đầu trong quá trình thay thế sẽ thay thế bạc lót. 2.1 Tính toán thiết kế lô tạo hình thô. Thiết kế lô tạo hình có đường kính xác định làm sao để đảm bảo quá trình lốc không gây ra những hư hỏng của sản phẩm, đường kính của quả lô phụ thuộc vào nhiều yếu tố một trong số những yếu tố đó là: - Quá trình lốc phải đảm bảo mômen xoắn trên trục, lực ép và ma sát trên trục nhằm đảm bảo quá trình tạo hình của sản phẩm. - Kích thước của các trục tạo hình việc lắp then và đường kính của các cặp bánh răng. Vì vậy quá trình tính toán đường kính các quả lô dựa trên sự tạo hình của sản phẩm qua các bước cô