Chương Cán kéo - ép Chương vi Cán - kéo ép kim loại - cán I Thực chất, đặc điểm : 1- Thực chất, đặc điểm : Qúa trình cán cho kim loại biến dạng hai trục quay ngược chiều (gọi hai trục cán) có khe hở nhỏ chiều cao phôi, kết làm cho chiều cao phôi giảm, chiều dài chiều rộng tăng lên Hình dạng khe hở hai trục cán định hình dạng sản phẩm Qúa trình phôi chuyển động qua khe trục cán nhờ ma sát hai trục cán với phôi Chương vi Cán - kéo ép kim loại Chương vi Cán - kéo ép kim loại 2- Các thông số cán Căn vào đặc trưng biến dạng vật cán cách bố trí trục cán mà trình cán chia làm ba dạng: cán dọc (sản phẩm thép tấm, thép hình), cán ngang (cán bánh răng, cán chu kì), cán nghiêng (cán ngang xoắn) Khi cán hai trục cán quay liên tục ngược chiều Nhờ ma sát tiếp xúc vật cán ăn liên tục vào trục cán biến dạng Sau biến dạng chiều dày vật cán giảm dần, chiều dài tăng lên, chiều rộng tăng lên chút hình dáng vật cán thay đổi Vùng biến dạng vùng kim loại biến dạng dẻo nằm phạm vi tác dụng trục cán Vùng ABCD vùng biến dạng quy ước Chương vi Cán - kéo ép kim loại H.V.2 - Sơ đồ vùng biến dạng kim loại cán; - vật cán; - trục cán Chương vi Cán - kéo ép kim loại O N T P P N T O Chương vi Cán - kéo ép kim loại Điều kiện cán vào Điều kiện để kim loại cán gọi điều kiện cán vào, kim loại tiếp xúc với trục cán điểm a A phía trục cán tác dụng nên vật cán lực phản lực N lực ma sát T Nếu hệ số ma sát trục cán phôi f T = N.f f = tg ( góc ma sát) T = tg = f N => Lực T N chia thành thành phần: Nằm ngang thẳng đứng Thành phần nằm ngang Nx = N sin Tx = T cos Thành phần thẳng đứng Ny = P cos Ty = T sin Chương vi Cán - kéo ép kim loại Thành phần lực thẳng đứng có tác dụng làm biến dạng kim loại thành phần nằm ngang có tác dụng kéo vật cán vào đẩy vật cán + Để cán thành phần lực nằm ngang phải thoả mãn điều kiện sau: Tx > Nx f N cos > N sin f cos > sin (vì f = tg) tg > tg > Nghĩa hệ số ma sát phải lớn tg góc ăn (hoặc góc ma sát phải lớn góc ăn ) Chương vi Cán - kéo ép kim loại Để vật cán ăn vào trục cán phải đảm bảo lượng ép tuyệt đối nhỏ bán kính trục cán nhân với bình phương hệ số ma sát Hệ số ma sát f có giá trị sau: Khi cán nóng trục cán có gờ, rãnh f = 0.45 0,6 ; trục cán hình f = 0,36 0,47 ; trục cán f = 0,27 0,36 Khi cán nguội trục cán có độ bóng bình thường f = 0,09 0,18, có độ bóng V10 V12 f = 0,03 0,09 Trong thực tế sản xuất người ta thường dùng phương pháp làm cho vật cán dễ ăn vào trục cán cán dọc sau: Chương vi Cán - kéo ép kim loại Tạo gờ rãnh bề mặt trục cán Phương pháp hay dùng cho máy cán lớn để sản xuất phôi cán với lần cán thô ban đầu Mục đích để tăng lư ợng ép dẫn dến tăng suất giá cán tinh người ta không dùng loại trục Đập bẹp đầu phôi cán phương pháp dùng nhiều cán để tạo cho hàm lượng ban đầu bé lượng cần cán, để tăng suất cánvà an toàn thiết bị phư ơng pháp dùng cho lần cán thô ban đầu 10 Chương vi Cán - kéo ép kim loại Quá trình kéo sợi thực qua số khuôn kéo (nếu tỉ số đường kính phôi đường kính sản phẩm vượt hệ số kéo cho phép) Số lượt kéo cần thiết n tính toán sau: cần kéo phôi có đường kính thành vật có đường kính qua số lần kéo trung gian nhận kích thước thì: 28 Chương vi Cán - kéo ép kim loại - Kéo lần - Kéo lần - Kéo lần n d1 = K d1 d d2 = = k K d n d o dn = = n K K d0 K = = n lg K = lg d lg d n dn n lg d lg d n n= lg k 29 Chương vi Cán - kéo ép kim loại Lực kéo sợi phải đảm bảo đủ lớn kim loại biến dạng thắng lực ma sát kim loại khuôn, lực kéo phải thoả mãn điều kiện: ứng suất tiết diện khỏi khuôn phải nhỏ giới hạn bền cho phép Lực kéo sợi xác định theo công thức sau: Fo p = b F1 lg (1 + f cot g ), F1 b - giới hạn bền kim loại, lấy giá trị trung bình giới hạn bền vật liệu trước sau kéo, N/mm2 F0, F1 -diện tích tiết diện trước sau kéo, mm2; f- hệ số ma sát khuôn vật liệu.30 Chương vi Cán - kéo ép kim loại 2- công dụng Kéo sợi dùng để chế tạo thỏi, ống sợi thép kim loại mà kéo dây ống có đường kính từ vài mm (có trường hợp nhỏ nữa) đến vài trục mm mà phương pháp gia công khác không thực Kéo sợi dùng để gia công tinh bề mặt ống cán có mối hàn số công việc khác để chế tạo sản phẩm có tiết diện phức tạp khác mà phương pháp gia công tiến hành khó khăn 31 Chương vi Cán - kéo ép kim loại 32 Chương vi Cán - kéo ép kim loại II KHUÔN KéO Và MáY KéO SợI khuôn kéo 33 Chương vi Cán - kéo ép kim loại 2- máy kéo sợi: 34 Chương vi Cán - kéo ép kim loại - ép kim loại I Thực chất, đặc điểm - thực chất, đặc điểm ép trình đẩy kim loại chứa buồng ép kín hinh trụ tác dụng chày ép kim loại chui qua lỗ khuôn ép có tiết diện giống tiết diện ngang chi tiết Tiết diện buồng ép lớn tiết diện sản phẩm lần tốc độ sản phẩm V lớn tốc độ chày ép nhiêu lần V1 Fbuongep = V0 Flokhuon ép thường thực trạng thái nóng, lực 35 ép tới hàng vạn Chương vi Cán - kéo ép kim loại ép có số ưu điểm sau: độ xác cao; chất lượng cao; tính sản phẩm cao, ép xong không cần gia công khí; suất cao (ví dụ ép ống có đường kính 84mm, day 3mm, lần ép thời gian - 2,5 phút đoạn ống dài 13 mét; ép thỏi đồng thau đư ờng kính 150mm dài 500 - 600mm cần phút ép thành thỏi có = 25 mm); trạng thái ứng suất nén khối nên khả biến dạng dẻo tốt cho phép chế tạo sản phẩm có hình dạng phức tạp từ kim loại hợp kim có độ dẻo Nhược điểm phương pháp hao mòn nhanh (xi lanh, pit tông, khuôn ép) làm việc với lực nhiệt độ cao; hao phí kim loại nhiều, đặc biệt ép ống (các ống nhỏ hao phí 12- 15%, ép ống lớn hao phí đến 45%) 36 Chương vi Cán - kéo ép kim loại 2- Công dụng ép thường dùng để ép sản phẩm từ kim loại đồng, kẽm, thiếc, chì, nhôm, magiê hợp kim chúng ép dùng để ép dạng sản phẩm thép, hợp kim chịu nóng (khi phải có thêm chất bôi trơn tốt) ép dùng để chế tạo chi tiết có hình dạng phức tạp mà dùng phư ơng pháp khác khó khăn thực 37 Chương vi Cán - kéo ép kim loại 38 Chương vi Cán - kéo ép kim loại II phương pháp ép kim loại - ép thuận ép thuận trình ép mà hướng chuyển động chày ép chiều với hướng sản phẩm 39 Chương vi Cán - kéo ép kim loại - ép nghịch Là trình ép mà hướng chuyển động chày ép ngược chiều với hướng sản phẩm 40 Chương vi Cán - kéo ép kim loại - Phương pháp ép ống Chế tạo loại chi tiết rỗng có tiết diện ngang dùng phương pháp ép ống 41 Chương vi Cán - kéo ép kim loại II KHUÔN éP 42