Đề tài nghiên cứu khoa học: Thiết kế và chế tạo module xoay trong tạo hình ống 3 trục CNC

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:47

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Thiết kế và chế tạo module xoay trong tạo hình ống 3 trục CNC" nhằm đưa tự động hóa vào quá trình sản xuất của các ngành công nghiệp thay thế cho thủ công để tăng năng suất, giảm thời gian sản xuất; Tạo tiền đề cho các công cụ sản xuất khác được đưa vào hoạt động.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài nghiên cứu khoa học: Thiết kế và chế tạo module xoay trong tạo hình ống 3 trục CNC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MODULE XOAY TRONG TẠO HÌNH ỐNG 3 TRỤC MÃ SỐ: SV2020-74 SKC 0 0 7 3 4 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MODULE XOAY TRONG TẠO HÌNH ỐNG 3 TRỤC SV2020 – 74 Chủ nhiệm đề tài: Đặng Hoàng Đức –MSSV:16143055 TP Hồ Chí Minh, 7/2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MODULE XOAY TRONG TẠO HÌNH ỐNG 3 TRỤC SV2020 – 74 Thuộc nhóm ngành khoa học: Cơ khí Chế tạo máy SV thực hiện: Đặng Hoàng Đức Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa:16143CL4A, Khoa CLC Năm thứ: 4 /Số năm đào tạo: 4 Ngành học: Công nghệ chế tạo máy Người hướng dẫn: ThS. Hồ Ngọc Bốn TP Hồ Chí Minh, 7/2020
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BẢN GIẢI TRÌNH CHỈNH SỬA BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN 1. Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo module xoay trong tạo hình ống 3 trục CNC. 2. Mã số đề tài: SV2020 - 74 3. Họ và tên chủ nhiệm: Đặng Hoàng Đức. 4. Họ và tên GVHD: Hồ Ngọc Bốn. 5. Đơn vị công tác: Đại học SPKT tp.HCM 6. Giải trình chỉnh sửa báo cáo tổng kết đề tài: Nội dung góp ý của Hội TT Kết quả chỉnh sửa, bổ sung Ghi chú đồng (1) (2) (3) (4) Thêm danh mục bảng biểu, tài 1 Sửa nội dung thuyết minh liệu tham khảo, thêm phần kết quả. Ghi chú: (2): Liệt kê tóm tắt các ý kiến đóng góp của Hội đồng. (3): Ghi rõ các nội dung chỉnh sửa và ghi rõ trang đã được chỉnh sửa. (4): Giải trình các nội dung không chỉnh sửa và các ý kiến khác với ý kiến của Hội đồng (nếu có). Tp. HCM, ngày tháng năm Giảng viên hướng dẫn Chủ nhiệm đề tài (Ký và họ tên) (Ký và họ tên)
MỤC LỤC 1. LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ 1 2. TÓM TẮT NGHIÊN CỨU ....................................................................................... 2 3. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................................................................... 3 1.1 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN:........................................................... 3 1.3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: .......................................................... 4 1.4 TÍNH MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI: ....................................... 4 1.5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI: .......................................... 5 1.5 TÍNH KHẢ THI CỦA PHƯƠNG PHÁP: ............................................................. 5 4. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ......................................................................... 6 2.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY UỐN KIM LOẠI:........................................................... 6 2.2 CHỌN SƠ BỘ VỀ DẠNG ỐNG: ........................................................................... 6 2.3 PHƯƠNG PHÁP UỐN NÉN: ................................................................................. 9 5. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ ............................................................ 22 3.1 LỰA CHỌN HỆ THỐNG CƠ KHÍ:.................................................................. 22 3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ: .............................................................................. 23 3.3 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU: ......................................................... 24 3.4 THIẾT KẾ CHẾ TẠO: ......................................................................................... 29 6. CHƯƠNG 4: TỔNG KẾT ...................................................................................... 32 7. TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 33
MỤC LỤC SƠ ĐỒ HÌNH VẼ HÌNH 2.1 Phương pháp uốn nén .............................................................................. 10 HÌNH 2.2 Phương pháp uốn ống khối uốn xoay ...................................................... 11 HÌNH 2.3 Uốn bằng búa đập .................................................................................... 12 HÌNH 2.4 Uốn dập.................................................................................................... 13 HÌNH 2.5 Búa và khối đỡ ......................................................................................... 15 HÌNH 2.6 Các mặt đỡ và khoảng cách giữa các đoạn uốn ....................................... 16 HÌNH 2.7 Phần ngoài của phôi được bao bọc đủ ..................................................... 17 HÌNH 2.8 Phần ngoài của phôi bao bọc không đủ ................................................... 18 HÌNH 2.9 Các khó khăn khi uốn ống ....................................................................... 19 HÌNH 2.10 Uốn ống vòng ........................................................................................ 20 HÌNH 3.3.1 Một loại máy uốn trên thị trường ......... Error! Bookmark not defined. HÌNH 3.3.2 Máy uốn đa dụng có nhiều cánh tay robotError! Bookmark not defined. HÌNH 3.3.3 Một số loại máy trên thị trường Việt NamError! Bookmark not defined. HÌNH 3.4 Máy uốn ống 3 trục.................................. Error! Bookmark not defined. HÌNH 3.5 Nguyên lý hoạt động phương án 1 .......... Error! Bookmark not defined. HÌNH 3.6 Nguyên lý hoạt động phương án 2 .......................................................... 22 HÌNH 3.3.7 Mô hình toàn máy ................................. Error! Bookmark not defined. HÌNH 3.3.8 Bộ kéo phôi ........................................... Error! Bookmark not defined. HÌNH 3.9 Bộ uốn phôi ............................................. Error! Bookmark not defined. HÌNH 3.10 Động cơ bước ........................................................................................ 24 HÌNH 3.11 Điều khiển cả bước ................................................................................ 24 HÌNH 3.12 Điều khiển nửa bước ............................................................................. 25 HÌNH 3.13 Điều khiển vi bước ................................................................................ 25 HÌNH 3.14 Kích thước thiết kế chế tạo rulo ............ Error! Bookmark not defined. HÌNH 3.15 Kích thước chế tạo bạc dẫn hướng ........ Error! Bookmark not defined. HÌNH 3.16 Kích thước thiết kế chế tạo bạc đỡ ........ Error! Bookmark not defined. HÌNH 3.17 Kích thước thiết kế chế tạo chi tiết đỡ ... Error! Bookmark not defined. HÌNH 3.18 Kích thước thiết kế chế tạo chi tiết phụ ................................................. 29 HÌNH 3.19 Thông số cơ tính của inox ..................... Error! Bookmark not defined. 1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo module xoay trong tạo hình ống 3 trục. - Chủ nhiệm đề tài: Đặng Hoàng Đức Mã số SV: 16143055 - Lớp: 16143CL4 Khoa: CLC Tiếng Việt - Thành viên đề tài: Stt Họ và tên MSSV Lớp Khoa 1 Hoàng Văn Thiện Lương 16143101 16143CL4 CLC Tiếng Việt 2 Nguyễn Bá Phát 16143112 16143CL4 CLC Tiếng Việt - Người hướng dẫn: ThS. Hồ Ngọc Bốn 2. Mục tiêu đề tài: Tính toán, thiết kế phương án xoay phôi trong việc tạo hình 3D. 3. Tính mới và sáng tạo: Nâng cấp hệ thống uốn thuần túy bằng việc thay đổi góc nghiêng của mặt phẳng chứa phôi. 4. Kết quả nghiên cứu: Chế tạo thành công module xoay. Báo cáo tổng kết. 5. Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài: Làm mô hình nâng cao khả năng học tập cho sinh viên, làm máy móc giúp giảm thiểu sức lao động, nâng cao năng suất và giảm giá thành 6. Công bố khoa học của SV từ kết quả nghiên cứu của đề tài Ngày 8 tháng 7 năm 2020 SV chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (kí, họ và tên)
Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề tài: Ngày tháng năm Người hướng dẫn (kí, họ và tên)
1. LỜI CẢM ƠN Trong suốt bốn năm học tập và rèn luyện tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh được sự dạy bảo và hướng dẫn của thầy cô giáo trong trường đã giúp chúng em học hỏi và tiếp thu được nhiều kiến thức về khoa học kỹ thuật, hoạt động xã hội… cũng như sự giúp đỡ của bạn bè và gia đình trong thời gian vừa qua. Nhờ vào sự giúp đỡ này mà chúng em đi gần hết con đường đại học để rồi được làm nghiên cứu khoa học như ngày hôm nay. Chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Hồ Ngọc Bốn. Người đã tận tình giúp đỡ chúng em thực hiện nghiên cứu khoa học, góp ý vào những thiếu sót của nhóm. Chúng em đã học hỏi được rất nhiều kinh nghiệm từ thầy, một lần nữa chúng em chân thành cảm ơn đến thầy. Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả mọi người đã giúp đỡ nhóm hoàn thành tốt nghiên cứu khoa học này. Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 07 năm 2020 Sinh viên thực hiện Đặng Hoàng Đức Hoàng Văn Thiện Lương Nguyễn Bá Phát 1
2. TÓM TẮT NGHIÊN CỨU “ Thiết kế, chế tạo module xoay trong tạo hình ống 3 trục ” Xã hội phát triển đi đôi với nhu cầu của con người ngày một cao, để đáp ứng cho những yêu cầu trong việc tăng năng suất làm việc, máy uốn kim loại tự động ra đời và để thay thế cho sức người trong quá trình làm khuôn bế đồng thời tiết kiệm thời gian cũng như kinh phí của nhà sản xuất. Đề tài được tiến hành qua nhiều bước: tìm hiểu nhu cầu thực tế, phát triển ý tưởng, giải pháp, triển khai thiết kế, tính toán và mô phỏng tính bền vững của kết cấu, thực hiện gia công các chi tiết cần thiết và lắp ráp thành một máy hoàn chỉnh, kiểm tra và chạy thử ở nhiều chế độ khác nhau. Máy uốn thép được điều khiển bằng động cơ bước và được lập trình tự động có thể cho ra sản phẩm có độ chính xác cao về hình dạng và sai số kích thước đáp ứng yêu cầu khách hàng . Tuy nhiên, máy vẫn còn hạn chế như quá trình gia công phát ra tiếng ồn, hạn chế trong lập trình, khả năng nắn bẻ phôi còn yếu, do thiếu kinh phí nên động cơ bẻ yếu chỉ bẻ được phôi có đường kính nhỏ. Nhóm hy vọng có thể phát triển máy uốn kim loại hơn nữa, bằng cách khắc phục các nhược điểm trên và có thể lập trình bẻ được nhiều hình dạng hơn cũng như sử dụng động cơ lớn có thể bẻ được phôi lớn để đáp ứng được nhu cầu của khách hàng một cách tốt nhất . Sinh viên thực hiện : Đặng Hoàng Đức Hoàng Văn Thiện Lương Nguyễn Bá Phát 2
3. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN: Trong xu thế công nghiệp hóa - hiện đại hóa của thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển mạnh mẽ. Nước Việt Nam ta là nước đang phát triển nên những nghành đi đầu như công nghiệp cần vận dụng những sáng tạo khoa học kỹ thuật và cơ sở hạ tầng để góp phần nâng cao năng suất lao động, thay thế dần sức lao động của con người. Sự phát triển này đã dẫn đến nhiều chủng loại máy ra đời nhằm phục vụ cho nhu cầu thiết yếu của con người. Hiện nay trên thế giới, máy uốn ống được sử dụng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và trong xây đựng trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại ống khác nhau có đường kính cũng như vật liệu làm ống rất đa dạng. Việc chế tạo máy uốn phù hợp với nhu cầu rất cần thiết. Trên thế giới đã có nhiều loại máy uốn khác nhau, từ thủ công, bán tự động cho đến tự động NC và CNC với các bán kính khác nhau rất đa dạng Ở Việt Nam cũng đã xuất hiện nhiều loại máy khác nhau, nhưng hầu hết là sản phẩm được nhập khẩu từ nước ngoài nên giá thành còn rất cao. Nhu cầu của khách hàng còn lại đa dạng nên việc chế tạo được máy uốn ống ở trong nước sẽ giúp cho sử dụng sản phẩm được tăng mạnh không chỉ trong nước mà cả nước ngoài, bên cạnh đó còn tăng vị thế cạnh tranh của thị trường trong nước ngoài trong lĩnh vực công nghiệp. Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy uốn ống nhằm phục vụ cho nhu cầu xã hội là rất cần thiết, đồng thời cùng với sự định hướng và hướng dẫn của thầy ThS. Hồ Ngọc Bốn, nhóm sinh viên chúng em đã chọn đế tài: “Thiết kế, chế tạo module xoay trong tạo hình ống 3 trục”. 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: -Giúp chúng em biết tới và tìm hiểu những công nghệ hiện đại của nước ngoài. Vận dụng những kiến thức đã học để nghiên cứu. -Đưa tự động hóa vào quá trình sản xuất của các ngành công nghiệp thay thế cho thủ công để tăng năng suất, giảm thời gian sản xuất -Tạo tiền đề cho các công cụ sản xuất khác được đưa vào hoạt động. 3
1.3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: 1.3.1 Phương pháp thu thập dữ kiện - tham khảo tài liệu:  Phương pháp thu thập và tổng hợp tai liệu: Thu thập, phân tích và biên dịch tài liệu liên quan tới kỹ thuật uốn ống . Đảm bảo tính chọn lọc và tận dụng được kết quả của các nghiên cứu trước, phù hợp với nội dung nghiên cứu của đề tài để tiết kiệm thời gian.  Phương pháp phân tích thực nghiệm: Dựa vào các kết quả và những lần thất bại trong thí nghiệm, thực nghiệm. Lựa chọn được kiểu dáng phù hợp, tối ưu hóa sau khi các kết quả đã thu thập được trong quá trình thí nghiệm. Áp dụng quy trình thí nghiệm trên các thiết kế khác nhau của máy uốn ống 3 trục(thiết kế 2D, 3D và Ansys).  Phương pháp phân tích so sánh: Dựa vào kết quả của quá trình mô phỏng và thực nghiệm so sánh giữa thiết kế của máy uốn ống 3 trục về các yếu tố: năng suất của máy trên một đơn vị thời gian; độ sai số cho phép của sản phẩm. 1.3.2 Xử lý dữ kiện: Các dữ kiện sau khi thu thập phải được chọn lọc, sắp xếp và phân tích kỹ lưỡng. Tài liệu sử dụng là tài liệu có chất lượng cao, chủ yếu là tài liệu gốc. Tổng hợp các dữ kiện theo cách tương quan với phần điện 1.3.3 Trình bày: Trình bày theo cấu trúc để phù hợp với nội dung , thời gian và mục tiêu yêu cầu của chương trình đào tạo của trường. Trình bày khái quát và các danh mục phải liên kết với nhau 1 cách chặt chẽ giữa các phần cơ khí và điện. 1.4 TÍNH MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI: -Thay thế được quy trình công nghệ uốn ống thủ công sang tự động. 4
-Làm tiền đề cho các nghiên cứu chuyên sâu về máy uốn ống tự động với các hình dạng bất kỳ phù hợp với điều kiện, nhu cầu thực tế. -Tạo nền móng cho sự phát triển của hệ thống uốn ống tâm biến thiên 1.5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI: 1.5.1 Kết quả nghiên cứu: -Tập tài liệu thiết kế, bản vẽ module xoay. -Mô hình. 1.5.2 Giới hạn đề tài: Vì trong thực tế các ống được sử dụng trong cơ khí và xây dựng thường có đường kính từ 6 - 10. Mặt khác do thời gian, điều kiện, phương tiện nghiên cứu và đặc biệt là về mặt kinh phí còn hạn chế. Do vậy, giới hạn của đề tài chỉ dừng lại ở mức độ : -Tính toán lực uốn của máy uốn kim loại tự động cho phôi inox có đường kính từ 10 mm. -Cải tiến cơ cấu và điều khiển tự động quá trình uốn ống. -Gia công lắp ráp mô hình máy uốn kim loại với vật liệu mềm và có kích thước nhỏ hơn thực tế như: inox, đồng, ... 1.5 TÍNH KHẢ THI CỦA PHƯƠNG PHÁP: Với sự lập ra đầy đủ các bước tiến hành như chuẩn bị về thiết bị máy móc, phương pháp nghiên cứu, thời gian cũng như trình tự thực hiện việc nghiên cứu và thi công đề tài một cách khoa học thì khi đó sẽ có cơ sở để thành công uốn ống 3 trục với tâm biến thiên, cải tiến được nhược điểm của các phương pháp, thiết bị thủ công hay bán tự động và đồng thời đáp ứng được nhu cầu thực tế. 5
4. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY UỐN KIM LOẠI: 2.1.1 Khái niệm: Máy uốn ống là loại máy gia công kim loại bằng áp lực dể uốn ra những sản phẩm có hình dáng, có kích thước nhất định. Máy gồm các bộ phận: nguồn động lực, bộ truyền động và cơ cấu uốn. Sản phẩm uốn rất đa dạng và phong phú, có thể là kim loại như thép, inox, đồng, inox…được dùng rộng rãi trong thực tế trong đó, máy uốn đã và đang được ứng dụng nhiều trong công nghiệp, như trong sản xuất ô tô, xe máy (khung xe, pô xe…), các sản phẩm trang trí nội thất (bàn, ghế, cầu thang, ban công…), các loại ống khí, ống của máy điều hòa không khí, ống thủy lực… 2.1.2 Lịch sử phát triển của máy uốn: Máy uốn là một sản phẩm của ngành cơ khí chế tạo dùng để uốn những phôi liệu thành những sản phẩm có ích cho đời sống của con người. Nó góp phần đáng kể vào việc giảm sức lao động của con người trong quá trình làm ra sản phẩm. Máy uốn có rất nhiều loại và được dùng phổ biến ở rất nhiều nước trên thế giới trong đó có cả Việt Nam chúng ta. Máy uốn ống có nhiều loại như máy uốn ống bằng thủy lực, máy uốn ống bằng điện, máy uốn ống bằng điện thủy lực… Sự phát triển của máy uốn ngày càng mạnh, trước đây mấy chục năm những sản phẩm uốn chỉ tạo nên bằng tay rồi sau đó phát triển dần lên uốn bằng máy để giảm sức người và uốn bán tự động rồi đến tự động cho tới tận khâu cấp phôi. 2.2 CHỌN SƠ BỘ VỀ DẠNG ỐNG: 2.2.1 Chọn bán kính hợp lý: Thông thường bán kính hợp lý có nghĩa là bán kính đường tâm uốn cong là bội số chẵn của đường kính ngoài của ống. Bán kính sẽ được chọn là 3 × D, 2 × D hoặc 1 × D, trong đó D là đường kính ngoài của ống. 6
Hình 2-1. Bán kính uốn cong lớn hơn sử dụng ít vật liệu hơn. Chọn bán kính là bội số chẵn của đường kính ống giảm số tiền đầu tư vào công cụ bằng cách tránh khả năng có một số bộ phận cho cùng một ống mỗi đường kính được tạo ra để tạo ra một bán kính ngẫu nhiên. Ngoài ra, có ít có khả năng xảy ra sai sót trong quá trình sản xuất dụng cụ. Duy trì thiết kế nhất quán sẽ giảm thời gian đầu cần thiết để thực hiện hoặc mua dụng cụ thích hợp. 2.2.2 Bán kính đường tâm tối thiểu của uốn cong: Bán kính tối thiểu mà ống có thể uốn cong được là một hàm độ giãn dài của vật liệu. Nếu bên ngoài của khúc uốn mà kéo dài quá độ giãn dài cho phép, nó bị gấp khúc hoặc gãy. Công thức sau đây nêu ra được sử dụng để uốn cong tối thiểu bán kính có thể. Công thức này không tính đến ma sát giữa ống và bộ uốn. 0.50𝐷 Phương trình xác định bán kính nhỏ nhất của khúc cua là: 𝑅= 𝐸 Trong khi: R : bán kính đường tâm tối thiểu của khúc cua, (mm) D : đường kính ngoài của ống, (mm) E : độ giãn dài 2.2.3 Sự giảm độ dày của ống sau khi uốn(làm mỏng độ dày): Lượng thành ngoài của ống sẽ bị giảm hoặc mỏng đi trong khu vực uốn cong phụ thuộc vào tỷ lệ giữa đường tâm bán kính của chỗ uốn cong và đường kính ống. Tỷ lệ này do bị chịu ảnh hưởng trực tiếp của ma sát và lượng làm phẳng cho phép ở khúc uốn cong. Ma 7
sát được đưa vào khi ống được kéo qua trục tâm. Việc xuất hiện ma sát là do lực tác dụng bởi áp suất bộ uốn và việc sử dụng chất bôi trơn trên các dụng cụ hoặc ống cũng ảnh hưởng trực tiếp đến lượng ma sát. Ma sát luôn xuất hiện với nhiều lượng khác nhau trong bất kỳ sự uốn cong nào. Sự cán phẳng cũng được sinh ra nhưng ở một mức độ nhỏ trong tất cả uốn cong, và sự hiện diện của nó có xu hướng bù đắp yếu tố ma sát. Làm phẳng phụ thuộc vào loại vật liệu, độ dày của ống, góc và bán kính uốn cong. Do đó, nó không thể được tính bằng công thức toán học trước được. Phương trình để sử dụng để tính toán hướng tới giảm thành dày ống: 𝑹 𝑿= × 𝑾 𝑫 𝑹+ 𝟐 X: giảm thành dày, (%) R : bán kính đến đường tâm của khúc uốn, tính bằng (mm) D : đường kính ngoài của ống trước khi uốn, (mm) W : độ dày thành ống trước khi uốn, (mm) 2.2.4 Xác định độ dài của máy sau khi uốn ống: Trong tất cả các kiểu uốn, trục trung hòa (trong đó phần không kéo dài cũng không bị nén) di chuyển từ đường tâm của chi tiết về phía bên trong của khúc uốn. Lý tưởng nhất là chiều dài phát triển của một bộ phận nên được tính toán bằng cách sử dụng trục trung hòa. Vì nó không thể xác định chính xác trục trung hòa nếu không có thử nghiệm, chiều dài phát triển được tính dọc theo đường tâm của mảnh. Một phương pháp tính toán vật liệu được sử dụng để uốn cong là tính toán suy ra độ dài của cung được mô tả bởi đường tâm. Phương trình độ dài của cung này là: LA = 0,0175 RA Trong đó: LA: chiều dài cung, tính bằng (mm) R: bán kính đường tâm của khúc cua, tính bằng (mm) A: góc uốn cong 8
Tổng độ dài cung và độ dài thẳng để xác định chiều dài của phần dọc theo đường tâm của nó. Sẽ luôn luôn dài hơn một chút so với chiều dài thực tế. Sau khi uốn cong một vài chỗ, chiều dài thực tế có thể dễ dàng xác định và đủ vật liệu có thể được cắt theo chiều dài này để hoàn thành lô sản xuất 2.3 PHƯƠNG PHÁP UỐN NÉN: Phương pháp uốn nén sử dụng một nhóm những công cụ có hình dạng giống với phương pháp uốn kéo ,ngoài trừ khối định hình (stationary form)là cố định và khối di chuyển hình dáng giống với khối kẹp (gọi là khối uốn – wiping shoe) ở phương pháp trước. Ở phương pháp này, phôi ống sẽ được kẹp vào giữa khối định hình với một chi tiết kẹp (clamp) và khối uốn sẽ xoay quanh khối định hình kéo theo phần chiều dài phôi uốn theo biên dạng khối định hình. Tuy nhiên, khi phôi ống cần uốn nhiều vị trí thì phải cần đến trục đỡ (mandrel) mà phương pháp uốn nén hầu như không dùng đến trục đỡ Ngoài ra, phương pháp uốn nén làm cho các thớ kim loại dãn hay nén lại không đều so với việc uốn kéo. Về vận hành có thể dùng thêm động cơ hoặc điều khiển bằng tay. 9
HÌNH 4.1 Phương pháp uốn nén 2.3.1 Điều khiển bằng tay: Quy trình này dùng sức người phù hợp với những đoạn cong đơn giản, chu kì làm việc ngắn, những đoạn ống chỉ cần một chỗ uốn giúp giảm chi phí máy móc và chi phí công nghệ. Nhược điểm của việc điều khiển này là nếu quy trình sản xuất có các nguyên công đặc biệt ví dụ như uốn ống rỗng có bề dày mỏng với yêu cầu đẩy phôi ra nhanh. Với những ưu nhược điểm trên, việc điều khiển bằng tay là sự lựa chọn tốt nhất khi các bước uốn có thời gian thực hiện thấp và với đa dạng các kiểu như ống rỗng cũng như ống đặc, uốn các thanh phẳng… Quá trình uốn dùng sức đẩy từ con người và định hình chỗ uốn bằng những công cụ uốn bao gồm:  Khối đình hình có phần lõm vào có biên dạng giống với biên dạng mong muốn  Khối kẹp hay khối giữ giữ chắc chắn phôi trong quá trình uốn  Khối di chuyển đẩy phôi theo khối định hình Khối định hình, khối kẹp phải chắc chắn phần lõm với kích thước thật chính xác với đường tâm của vật liệu làm cho chỗ uốn đạt yêu cầu đề ra. 10
Với những lần uốn thực tế, yêu cầu bán kính tối thiểu của uốn bằng tay bằng 1,5 lần đường kính ngoài của ống. Nếu có sử dụng trục đỡ, bán kính của đường tâm cong theo phần uốn phải ít nhất là 2,5 lần đường kính ngoài của ống. Và nếu không dùng trục đỡ, bề dày ống rỗng tối thiểu phải từ 0,25-0,35 đường kính ống. Khi uốn những phần uốn gần với đoạn cuối đường ống cần để lại một đoạn thẳng dài ít nhất bằng đường kính ống. nếu đoạn uốn cần ngay tại đoạn cuối thì cũng để lại như trên sau đó cắt đi. Về độ đàn hồi của vật liệu, khi uốn ống sẽ làm biến dạng ống gây nên một lực đàn hồi khiến cho sai lệch về kích thước bán kính, chiều dài khúc uốn. Chính vì thế, khối định hình phải thiết kế với bán kính nhỏ hơn so với bán kính yêu cầu. Lượng đàn hồi luôn liên hệ với cơ tính vật liệu, kích thước, độ cứng, cũng như là bán kính uốn. Thông thường luôn phải thực nghiệm để có được tính toán chính xác kích thước cho khối định hình. 2.3.2 Phương pháp uốn ống khối uốn xoay: Phương pháp trên được khuyến khích cho đoạn uốn lớn với bán kính đường tâm ít nhất bằng 4 lần đường kính bên ngoài của ống. Ngoài ra phương pháp còn thực hiện tốt với trường hợp uốn ống nhựa hoặc ống rỗng bề dày lớn với góc uốn nhỏ, đây là phương pháp hiệu quả nhất dùng để uốn góc uốn nhỏ cho hầu hết các dạng ống.Khối định hình và khối uốn được trình bày ở hình 2.13 với kích thước ở phần lõm chính xác vừa với ống. Ống phôi không được phép trượt trong quá trình uốn bởi vì chỉ cần một khoảng trượt nhẹ sẽ gây nên méo ống sai yêu cầu chế tạo. HÌNH 4.2 Phương pháp uốn ống khối uốn xoay 11
Trường hợp uốn hơn 180 độ thường là có thể đạt được nhưng phôi sẽ bật mạnh ra do sự cơ tính vật liệu. Vì thế, nên chia ra làm 2 bước uốn và tấm định hình nên đặt ngang với mặt đất. 2.3.3 Uốn dùng búa đập: Uốn dùng búa dập là một trong những phương pháp cũ nhất, đơn giản nhất để uốn ống. Nó dùng một chi tiết xem như là một cái dầm để uốn ống. Có thêm hai khối đỡ giữ ống và lực có vai trò chính dịch chuyển dầm uốn là dùng xi lanh thủy lực đẩy thẳng vào trục tâm của phôi uốn. Quy trình này uốn được ống với góc độ và bán kính ống theo mong muốn Dầm uốn là một khối với chức năng định hình có thể di chuyển và gắn vào một ống xi lanh thủy lực của máy tại hình 2.14. Mặt tác động vào phôi của dầm được gia công với biên dạng và bán kính cong theo mong muốn uốn. Hai khối đỡ cũng có biên dạng giống với biên dạng ống. HÌNH 4.3 Uốn bằng búa đập Cả hai đều được gắn vào trục có khả năng xoay vì thế chúng luôn đỡ và duy trì lực đỡ xuyên suốt quá trình uốn. Ngoài ra, phương pháp này không cần lực kẹp duy trì trong quá trình uốn. 12