Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của đất nước ,nhu cầu của con người ngày càng phong phú
và đa dạng, nhiều công trình ,nhà ở mọc lên một cách nhanh chóng. Do đó nhu cầu sử
dụng tấm lợp ngày càng tăng nhanh, đặt biệt là các loại tấm lợp bằng kim loại. Yêu cầu
đặt ra đối với các loại tấm lợp ngày càng cao về hình dạng, màu sắt và kích thướt, trong
khi đó nước ta chưa sản xuất được phôi để tạo ra các sản phẩm trên mà phải nhập từ nước
ngoài .Để có những sản phảm đến với người tiêu dùng có mẫu mã đẹp,kích thướt như
mong muốn và giá thành phù hợp thì việc thiết kế chế tạo ra “dây chuyền cán tôn tạo
song lợp nhà” là cần thiết.
Sau một thời gian dài nghiên cứu ,tìm hiểu dược sự giúp đỡ ,gợi ý của các thầy cô
trong Khoa và sự tận tình hướng dẫn của thầy Trần ngọc Hải em đã chọn và thực hiện đề
tài “Thiết kế dây chuyền cán tôn sóng ngói lợp nhà”. Đây là một đề tài tương đối phổ
biến và có tính khả thi cao và cần thiết. Nếu sự đầu tư đúng hướng và ngày càng mạnh
vào lĩnh vực cơ khí của đất nước như hiện nay thì việc thiết kế chế tạo ra một dây chuyền
sản xuất như thế hoàn toàn có thể thực hiện được.
Mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo nhưng do vốn kiến thức còn hạn
chế tài liệu lại khan hiếm, thời gian có hạn và chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế lại phải
giải quyết một nhiệm vụ lớn nên đề tài sẻ không tránh khỏi những sai suất Rất mong sự
góp ý của các thầy cô và các bạn để đề tài dược hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin gởi đến thầy Trần ngọc Hải cùng các thầy cô trong khoa Cơ Khí,
lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất.
Đà Nẵng, tháng 6 năm 2010
Sinh viên thiết kế

Đào minh Chí

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 1


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 2


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
..............................................................

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 3



Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
..............................................................

Chương 1
GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
1.1. Giới thiệu về tôn sóngong :
1.1.1 . Khái niệm :
Trong cuộc sống hiện nay, nhu cầu về tấm lợp ngày càng cao. Người ta sản xuất
và sử dụng rộng rải, phổ biến nhất là tôn kim loại. Đó là những tấm kim loại được dát
mỏng, thường sử dụng với chiều dày từ 0,25mm đến 0,5mm, với chiều rộng từ 0,92m đến
1,22m. Tôn sử dụng nhiều làm tấm lợp, che chắn.
Hiện nay tôn phẵng được sản xuất thành từng cuộn là chủ yếu,với khối lượng mổi
cuộn khoản 5 tấn, chiều dày và chiều rộng nhất định. Các loại tôn cuộn thường được nhập
khẩu từ nước ngoài như : BHP - ÚC, NKK- NHẬT, ANMAO- ĐÀI LOAN, HÀN
QUỐC...Và đã có sẳn lớp bảo vệ oxi hóa thường gọi là tôn mạ màu, tôn mạ kẻm, tôn
lạnh. Để tăng thêm độ cứng vững và thuận tiện khi sử dụng người ta tạo sóng cho nó và
vấn đề tạo sóng là vấn đề cần thiết cho sử dụng. Việc tạo sóng tôn cũng là bước công

nghệ quan trọng và liên quan đến nhiều yếu tố.
Tùy thuộc yêu cầu sử dụng mà người ta chọn biên dạng sóng mà tạo sóng thẳng
hay sóng ngoái. Tôn sóng thẳng có tôn sóng vuông và sóng tròn, loại sóng tròn do trước
đây sản xuất theo cỡ nên gây khó khăn trong việc sử dụng.

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 4


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

So với các loại tấm lợp ở nước ta thường sử dụng như ngói, nhựa, mirô xi măng,
giấy lợp... Thì tôn kim loại có nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt là loại tôn sóng ( sóng vuông,
sóng ngói), sản xuất theo công nghệ mới, cán cắt theo yêu cầu sử dụng và được thể hiện:
- Kích thước gọn nhẹ.
- Ít hư hỏng, không thấm nước.
- Kết cấu sàn lợp gọn, nhẹ, tiết kiệm được vật liệu (thanh xà bằng gỗ hay thép)
- Tuổi thọ cao.
- Bức xạ nhiệt.
- Chiều dài tôn theo yêu cầu.
Nhờ những ưu điểm trên, cùng với sự phát triển của nền kinh tế mà công nghệ chế
tạo tôn được đầu tư phát triển đáp ứng nhu cầu và việc sử dụng tôn ngày càng rộng rải.
1.1.2. Phân loại :
Việc phân loại tôn có nhiều cách. Có thể dựa vào thành phần vật liệu, công dụng
sản phẩm, biên dạng tôn, kích thước màu sắc... Có thể phân loại sơ bộ như sau :
- Thành phần vật liệu có tôn kẻm, tôn nhôm, tôn thép, tôn mạ kẻm, mạ nhôm...
- Theo màu sắc.

- Theo số sóng: 5 sóng, 7 sóng, 9 sóng
- Theo công dụng: Loại mái vòm, mái thẳng, tôn lạnh...
- Theo biên dạng: Tôn sóng vuông, sóng tròn, sóng ngói...
- Theo chiều dày: 0,3mm, 0,4mm, 0,45mm...
1.1.3. Vật liệu chế tạoo :
Vật liệu làm tôn là những tấm thép các bon chất lượng trung bình( σ b ≤ 400N/mm 2 ), được
sử dụng rộng rải, sản lượng cao, dể khai thác, dể chế tạo, giá thành hạ.
Loại tôn thép các bon kém bền trong môi trường không khí nước mưa... Để khắc
phục hiện tượng trên người ta thường mạ kẻm, thiếc hoặc sơn màu sau khi đã cán thành
tấm.
Ngoài tôn thép cácbon người ta còn sử dụng tôn hợp kim hay tôn nhôm. Tôn thì
bền nhưng giá thành cao, còn tôn nhôm thì nhẹ, dẻo dễ cán bền trong không khí và giá
thành cũng cao. Hai loại tôn này ít sử dụng.
1.2.Các loại máy cán tôn tạo song :
Cho đến nay hầu hết các loại máy cán tole sử dụng ở nước ta đều nhập ngoại, giá
thành rất cao, trong khi đó đất nước ta còn khó khăn về kinh tế. Do đó để đáp ứng nhu cầu

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 5


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

về tấm lợp cho người sử dụng với giá thành hạ hơn so với các tấm lợp nhập ngoại, mà độ
bền vẫn tương tự nhau.
Hiện nay nước ta đã có một vài cơ sở đã tiến hành sản xuất ra các loại máy cán tole
tạo sóng với giá thành thấp hơn nhiều so với máy nhập ngoại. Do vậy sản phẩm tole cán

có giá cả hợp lý, đáp ứng được thị hiếu và nhu cầu sử dụng, sản phẩm tiêu thụ với số
lượng ngày càng nhiều hơn, rộng rãi hơn.
Việc sản xuất ra các máy cán - uốn tole rẻ tiền, trang bị cho các khu vực còn thoả
mãn được điều kiện vận chuyển. Vì có những công trình xây dựng yêu cầu tấm lợp có
chiều dài lớn, việc vận chuyển xa sẽ gặp nhiều khó khăn. Tole phẳng được sản xuất sẵn,
có chiều dài tới 1200 mét, khối lượng gần 5 tấn, được cuộn lại thành cuộn có đường kính
< 1,2m nên dễ vận chuyển. Và hiện nay trong nước ta có vài đơn vị sản xuất máy để cung
cấp cho thị trường, tại Đà Nẵng có cơ sở sản xuất : công ty điện chiếu sáng Đà nẵng. Các
đơn vị này đã sản suất máy cán với giá máy cán chỉ khoảng 1/3 giá nhập ngoại. Hơn thế
trong thời gian gần đây các công ty chế tạo máy cán tole còn sản xuất ra các loại máy cán
tole hai tầng với năng suất cao.
1.3.Các thông số các loại tôn thường dùng :
1.3.1. Đối với tole sóng vuông :
+ Tole khổ 914mm tạo tole 7 sóng
Diện tích hữu dụng là : 125×6 = 750(mm)
+ Tole khổ 1200mm tạo 9 sóng
Diện tích hữu dụng là : 125×8 = 1000(mm)
+ Biên dạng, các thông số tole sóng vuông như sau:

Hình 1.1. Hình dáng biên dạng sóng vuông

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 6


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà


1.3.2 . Đối với tole sóng ngói :
+ Tole khổ 914mm tạo tole 5 sóng
Diện tích hữu dụng là : 190×4 = 760(mm)
+ Tole khổ 1200mm tạo tole 6 sóng
Diện tích hữu dụng là : 190×5 = 950(mm)
+ Biên dạng, các thông số tole sóng ngói như sau

Hình 1.2 : Hình dáng biên dạng sóng ngói
1.3.3. Đối với tole sóng tròn :

74
74×10 = 740(mm)

Hình 1.3. Hình dáng biên dạng sóng tròn

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 7


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

+ Chiều dài hiệu dụng : 74×10 = 740 (mm)
1.3.4 . Đối với tole vòng :
Loại tole này được cán lại vòng sau khi đã cán tạo sóng, quá trình tạo vòng là do các
khía được tạo trên hai lô cán. Bán kính vòng được thay đổi bởi lô cán đầu ra
+ Tole khổ 914mm tạo tole 7 sóng
Diện tích hữu dụng là : 125×6 = 750(mm)

+ Tole khổ 1200mm tạo 9 sóng
Diện tích hữu dụng là : 125×8 = 1000(mm)
1.4.3. Quan sát bề mặt các tấm tole trước và sau khi cán :
* Trước khi cán :
Kim loại trước khi cán mềm hơn, không bị trầy xước, nứt tế vi. Ta quan sát trên
kính hiển vi và nhìn được hình dạng của chúng như sau :

Tấm mạ kẽm
Tấm sơn phủ
Hình 1.4 . Hình dáng kim loại trước khi cán
*/ Sau khi cán tạo sóng :
Kim loại bi biến cứng, bề mặt bị trầy xước, xuất hiện vết nứt tế vi, đôi khi tấm lợp
còn bị rách, đứt. Ta quan sát trên kính hiển vi và thấy hình dạng của chúng như sau :

Tấm mạ kẽm

Tấm sơn phủ
Hình 1.5. Hình dáng kim loại sau khi cán

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 8


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

1.5.Nhu cầu sử dụng :
Trước đây do nhu cầu chất lượng cuộc sống thấp, công nghệ chưa phát triển, vấn

đề tấm lợp chưa được quan tâm. Cùng với thời gian loại tấm lợp bằng tôn được ra đời,
được cải thiện lần, và đã sản xuất ra những loại tấm đã tạo lượn sóng sẳn và có các kích
thước nhất định. Nhưng loại này giá thành cao, không thuận lợi cho sử dụng,nên nhu cầu
sử dụng còn hạn chế.
Ngày nay cùng với sự phát triển chung của khoa học kỷ thuật, sự hội nhập và hợp
tác, đầu tư sản xuất. Nền kinh tế nước ta đã từng bước phát triển, đưa tiến độ khoa học
vào thực tế sản xuất, đời sống dần dần được nâng cao. Từ đó nảy sinh nhiều nhu cầu thiết
yếu vấn đề xây dựng cơ bản, kết cấu hạ tầng ngày càng nhiều. Do vậy vấn đề sử dụng tấm
lợp mà nhất là tôn ngày càng nâng lên. Nó đặt ra một số yêu cầu mới về giá cả màu sắc và
mẫu mã... Đáp ứng yêu cầu đó các nhà sản suất đã đầu tư nghiên cứu và ra được tôn tấm
phẳng quấn thành cuộn với nhiều màu sắc kích thướt ngang cũng như độ dày của tôn.
Để tiện lợi đưa vào sử dụng người ta chế tạo ra máy cán tạo sóng từ tôn phẳng và
cắt chiều dài theo yêu cầu. Hiện nay tôn sóng được sản suất và bày bán rộng rãi trên thị
trường với nhiều màu sắc và chủng loại đa dạng như tôn chịu nhiệt, tôn sóng vuông, tôn
sóng tròn, tôn sóng ngói, tôn mái vòm. Tôn sóng có nhiều cỡ song, kích thước chiều
ngang từ 0,92m đến 1,22m. Nên việc lựa chọn loại tôn đểù sử dụng rất dể dàng.
Nhìn chung việc lựa, sử dụng loại sóng tôn (sóng vuông, sóng tròn hay sóng ngói)
nó còn tùy thuộc vào đặc điểm lối kiến trúc của công trình xây dựng. Đa số hiện nay
người ta sử dụng tôn sóng thẳng (Sóng vuông, sóng tròn) và nó phù hợp thẩm mỹ với nhà
thông dụng và công nghiệp. Cùng chủng loại tôn nhưng tôn sóng ngói có giá thành cao
hơn một ít. Tôn sóng ngói dùng phù hợp với những nhà có kiến trúc hiện đại ( 4 mái, 6
mái), biệt thự, hoặc các kiểu kiến trúc cổ mà về yêu cầu thẩm mỹ không thể thay bằng tôn
sóng thẳng được, nên nhu cầu sử dụng tôn sóng ngói ít hơn. Trong tương lai theo đà phát
triển, nhu cầu về thẩm mỹ thì tôn sóng ngói cũng có triển vọng cao. Một đặc điểm nữa
của tôn sóng ngói là nó chỉ lợp một chiều nên khi sử dụng lợp các phần chéo thì phải bỏ
một phần diện tích tôn.

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 9



Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

Chương 2

CÔNG NGHỆ UỐN TÔN TẠO SÓNG
2.1. Yêu cầu chung của máy uốn tôn tạo sóng.
Máy uốn tôn tạo sóng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 10


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

- Máy phải làm thay đổi kết cấu kim loại (phôi liệu) từ thép tấm phẳng thành biên
dạng tôn theo ý muốn, có thể là sóng vuông hay sóng ngói, thẳng hay cong.
- Máy làm việc phải cho hiệu quả và năng suất cao nhất, đảm bảo chất lượng tấm
lợp là tốt nhất, phế phẩm là ít nhất.
- Các máy uốn tôn đều uốn tôn theo phương pháp uốn nguội, do vậy trục uốn phải
có độ cứng vững cao, có độ bóng cao.
- Số sóng trên 1 tấm tôn thường dùng là 5 sóng, 7 sóng, 9 sóng, 11 sóng.
- Tạo hình dáng tôn ít gây sai số biên dạng, kích cỡ.
- Tấm lợp phục vụ cho nhu cầu che nắng, che mưa, trang trí,... nên yêu cầu tấm lợp

về mùa nắng phải chịu được nhiệt độ do mặt trời chiếu vào, về mùa mưa thì phải giải
quyết vấn đề thoát nước, tránh thấm nước. Tôn phải có độ bền thích hợp để tránh trường
hợp gió mạnh làm hư hỏng, rách, đứt, ...
2.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình biến dạng dẻo kim loại
2.2.1. Các loại biến dạng trong kim loại
Các vật liệu kim loại nói chung khi chịu tác dụng của ngoại lực sẽ biến dạng theo ba
giai đoạn đựoc thể hiện trên biểu đồ kéo hình 2.1:
σ
B

σb
σth

T
A

σch

O

C

ε

ε%

Hình 2.1. Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất và biến dạng
- Biến dạng đàn hồi (đoạn OA): là biến dạng kim loại xảy ra khi lực tác dụng chưa
vượt quá giới hạn đàn hồi, khi thôi tác dụng lực, lượng biến dạng bị mất đi và kim loại trở
về trạng thái ban đầu. Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng là tuyến tính và tuân theo định

luật Hooke.
- Biến dạng dẻo (đoạn AB): là biến dạng xẩy ra khi lực tác dụng vượt quá giới hạn
đàn hồi, sau khi thôi tác dụng lực kim loại tồn tại biến dạng dư. Đặc điểm của giai đoạn
này là lực không tăng trong khi biến dạng vẫn tăng.

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 11


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

- Biến dạng phá hủy (đoạn BC): là biến dạng khi có lực tác dụng vượt quá giới hạn
bền của vật liệu, lượng biến dạng vẫn tiếp tục xẩy ra, cho đến khi không cần đến lực tác
dụng vẫn có biến dạng dư và cuối cùng vật liệu bị phá huỷ.
Quá trình biến dạng dẻo trong kim loại gồm biến dạng dẻo trong đơn tinh thể và biến
dạng dẻo trong đa tinh thể.
a) Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể
Lực tác dụng vào vật thể được phân thành hai loại lực là lực pháp tuyến N và lực tiếp
tuyến τ. Chỉ có lực tiếp tuyến mới gây nên sự biến dạng dẻo trong kim loại. Trên hình 2.2
giới thiệu hình học của quá trình trượt và song tinh trong đơn tinh thể. Khi τ < τth kim loại
xẩy ra biến dạng đàn hồi, mạng tinh thể bị nghiêng một góc tức thời γ ứng với biến dạng
đàn hồi khi chịu tác dụng của ngoại lực (hình 2.2.b). Khi thôi tác dụng lực, mạng tinh thể
sẽ quay lại như mạng tinh thể ban đầu và không xảy ra biến dạng dư. Khi τ > τth ngoài
biến dạng đàn hồi, trong đơn tinh thể xuất hiện sự biến dạng dẻo (hình 2.2.c). Khi bỏ tác
dụng ngoại lực, trong mạng tinh thể sẽ xuất hiện sự biến dạng dư với ít nhất là một đơn vị
thông số mạng (hình 2.2.d). Sự biến dạng trong đơn tinh thể xảy ra theo 2 hình thức: trượt
và song tinh.

- Trượt là sự dịch chuyển một phần tinh thể đi một khoảng cách bằng số nguyên
lần hằng số mạng trên mặt phẳng xê dịch và song song với phần còn lại. Mặt phẳng xẩy ra
sự xê dịch gọi là mặt trượt, đó là những mặt có mật độ sắp xếp nguyên tử lớn (hình 2.2.c).
- Song tinh là sự dịch chuyển một phần tinh thể đi khoảng cách bằng số lẻ lần hằng
số mạng, khi đến vị trí mới các nguyên tử đối xứng với phần còn lại của mạng tinh thể
qua mặt đối xứng còn là mặt song tinh (hình 2.2.e).

γ

τ

τ
τ

a)

b)

τ
c)

τ

τ

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A
d)

α


τ
e)

trang 12


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

Hình 2.2. Sơ đồ hình học trượt và song tinh trong đơn tinh thể
a) Mạng tinh thể bình thường; b) Mạng tinh thể biến dạng đàn hồi; c) Mạng tinh thể
trượt có biến dạng đàn hồi; d) Mạng tinh thể sau khi trượt; e) Mạng tinh thể song tinh.
b) Biến dạng dẻo trong đa tinh thể
Biến dạng dẻo trong đa tinh thể xẩy ra trước hết trong nội bộ từng đơn tinh thể (thường
là các hạt kim loại), sau đó mới biến dạng giữa các đơn tinh thể.
- Quá trình thứ nhất xẩy ra biến dạng dẻo trong từng đơn tinh thể (hạt kim loại)
tuân theo quy luật trượt và song tinh. Những hạt kim loại nào có hướng sắp xếp thuận lợi
với lực tác dụng sẽ xảy ra sự trượt và song tinh trước, những hạt nào có mạng tinh thể sắp
xếp ít thuận lợi hơn sẽ xảy ra sự trượt và song tinh sau, thậm chí có những hạt không xảy
ra trượt và song tinh.
- Quá trình thứ hai xảy ra biến dạng giữa các hạt kim loại với nhau. Quá trình này
xảy ra chủ yếu trên biên giới hạt kim loại, làm vỡ nát hạt, cấu trúc mạng tinh thể trên biên
giới hạt kim loại bị xô lệch làm cho sự trượt và song tinh khó xảy ra vì vậy vật liệu bị
biến cứng, trở nên dòn và dễ bị phá huỷ...
2.2.2. Tính dẻo của kim loại
Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng của ngoại
lực mà không bị phá huỷ. Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào hàng loạt các nhân tố khác
nhau như: thành phần và tổ chức kim loại, nhiệt độ, trạng thái ứng suất chính, ứng suất
dư, ma sát ngoài, lực quán tính, tốc độ biến dạng.

Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể, lực liên kết giữa các nguyên tử khác
nhau chẳng hạn đồng, nhôm dẻo hơn sắt. Đối với các hợp kim, kiểu mạng thường phức
tạp, xô lệch mạng lớn, một số nguyên tố tạo các hạt cứng trong tổ chức cản trở sự biến
dạng, do đó tính dẻo giảm. Thông thường kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc nhiều pha,

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 13


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

các tạp chất thường tập trung ở biên giới hạt làm tăng xô lệch mạng cũng làm giảm tính
dẻo của kim loại.
Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại khi tăng nhiệt độ
tính dẻo tăng, dao động nhiệt của các nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả
năng khuếch tán của các nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng đều hơn. Một số kim loại
và hợp kim ở nhiệt độ thường tồn tại ở pha kém dẻo, khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thì
hình thành pha có độ dẻo cao.
Khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất
dư lớn làm cho tính dẻo của kim loại giảm mạnh (hiện tượng biến cứng). Khi nhiệt độ
kim loại đạt từ 0,25÷0,30Tnc (nhiệt độ nóng chảy) ứng suất dư và xô lệch mạng giảm làm
cho tính dẻo của kim loại phục hồi trở lại (hiện tượng phục hồi). Nếu nhiệt độ nung đạt
tới 0,4Tnc trong kim loại bắt đầu xuất hiện quá trình kết tinh lại, tổ chức kim loại sau khi
kết tinh lại có hạt đồng đều và lớn hơn, mạng tinh thể hoàn thiện hơn nên tính dẻo tăng.
Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo của kim loại khi chịu
ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đường hoặc chịu
ứng suất kéo. Ứng suất dư, ma sát ngoài làm thay đổi trạng thái ứng suất chính trong kim

loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm.
2.2.3. Trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo
Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có 3 dạng ứng suất
chính sau:
Hình 2.3. Ứng suất tác dụng lên phần tử kim loại
σ1
σ1
σ1
σ2

σ2
σ3
- Ứng suất đơn

: τmax = σ1/2

- Ứng suất phẳng: τmax = (σ1 - σ2)/2
- Ứng suất khối :τmax = (σmax - σmin)/2

(2.1)
(2.2)
(2.3)

Nếu σ1 = σ2 = σ3 thì τ = 0 và không có biến dạng. Ứng suất chính để kim loại biến dạng
dẻo là giới hạn chảy (σch)
Điều kiện biến dạng dẻo:

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 14



Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

- Khi kim loại chịu ứng suất đơn:
σ 1 = σ ch tức là τmax = σch/2

(2.4)

- Khi kim loại chịu ứng suất phẳng:
σ 1 − σ 2 = σ ch

(2.5)

- Khi kim loại chịu ứng suất khối:
σ max − σ min = σ ch

(2.6)

⇒ Các phương trình trên gọi là các phương trình dẻo.
Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau khi biến dạng đàn hồi. Thế năng của biến dạng đàn hồi:
A = A0 + Ah

(2.7)

Trong đó:
A0: thế năng để thay đổi thể tích vật thể (trong biến dạng đàn hồi thể tích của vật thể
tăng lên, tỉ trọng giảm xuống).

Ah: thế năng do thay đổi hình dáng vật thể.
Trạng thái ứng suất khối, thế năng biến dạng đàn hồi theo định luật Hooke được xác định:
Α = (σ1ε1 + σ2ε2 + σ3ε3)/2

(2.8)

Trong đó: ε là độ biến dạng dài của vật liệu.
Như vậy biến dạng tương đối theo định luật Hooke:
ε1=

1
[σ1 − µ(σ2 + σ3)]
E

ε2=

1
[σ2 − µ(σ3 + σ1)]
E

(2.9)


(2.10)
ε3=

1
[σ3 − µ(σ1 + σ2)]
E


(2.11)

Trong đó: µ - là hệ số Poisson (đối với thép µ = 0,25 ÷ 0,33).
Theo (2.8) thế năng của toàn bộ biến dạng được biểu thị:
A=

[

1
σ 12 + σ 22 + σ 32 − 2 µ (σ 1σ 2 + σ 2σ 3 + σ 3σ 1 )
2E

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

]
trang 15


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

Lượng tăng tương đối thể tích của vật trong biến dạng đàn hồi bằng tổng biến dạng trong
3 hướng vuông góc:
∆V
1 − 2µ
= ε1 + ε 2 + ε 3 =
(σ 1 + σ 2 + σ 3 )
V
E


Trong đó:

(2.12)

E - môđun đàn hồi của vật liệu.
V - thể tích của phân khối sau khi biến dạng

Thế năng để làm thay đổi thể tích:
A0 =

∆V (σ 1 + σ 2 + σ 3 ) 1 − 2 µ
=
(σ 1 + σ 2 + σ 3 )
2V
3
6E

(2.13)

Thế năng dùng để thay đổi hình dáng vật thể:
Ah = A - A 0 =

1+ µ
[(σ 1 − σ 2 ) 2 + (σ 2 − σ 3 ) 2 + (σ 3 − σ 1 ) 2 ]
6E

(2.14)

Vậy thế năng đơn vị để biến hình khi biến dạng đơn sẽ là:

A0 =

1+ µ
.2σ 0
6E

(2.15)

Từ (2.14) và (2.15) ta có:
(σ 1 − σ 2 ) 2 + (σ 2 − σ 3 ) 2 + (σ 3 − σ 1 ) 2 - 2σ 0 = const

Đây gọi là phương trình năng lượng biến dạng dẻo.
Khi các kim loại biến dạng ngang không đáng kể thì theo (2.8) ta có thể viết:
σ2 = µ(σ1+σ2)

(2.16)

Khi biến dạng dẻo (không tính đến biến dạng đàn hồi) thể tích của vật không đổi, vậy ∆V
=0
Từ (2.13) ta có:

1 − 2µ
(σ 1 + σ 2 + σ 3 ) = 0
6E

Từ đó ta có

1− 2 µ = 0, vậy µ = 0,5

:


(2.17)
Từ (2.16) và (2.17) ta có:

σ2 =

σ1 + σ 3
2

(2.18)

Vậy phương trình dẻo có thể viết:

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 16


Đồ án tốt nghiệp
σ1 − σ 3 =

2
3

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà
σ 0 = 0,58σ 0

(2.19)

Trong trượt tinh khi σ1 = - σ3 thì trên mặt nghiêng ứng suất pháp bằng 0, ứng suất tiếp khi

α = 450
τmax =

σ1 + σ 3
2

(2.20)

So sánh (2.20) với (2.19) khi σ1 = -σ3 ta có:
τ max =

σ0
= k = 0,58σ 0
3

(2.21)

Vậy ứng suất tiếp lớn nhất là: k = 0,58σ0 gọi là hằng số dẻo. Ở trạng thái ứng suất khối
phương trình dẻo có thể viết là:
σ1-σ3 = 2k = const
2k =

2
3

σ 0 = 1,156σ 0

(2.22)

⇒ Phương trình dẻo (2.19) rất quan trọng để giải các bài toán trong gia công kim loại

bằng áp lực.
Tính theo hướng của các áp suất, phương trình dẻo (2.19) chính xác nhất là được viết:
(±σ1) - (±σ3) = 2k.

(2.23)

2.2.4. Biến dạng dẻo của kim loại trong trạng thái nguội
Thực tế cho thấy với sự gia tăng mức độ biến dạng nguội thì tính dẻo của kim loại sẽ
giảm và trở nên giòn khó biến dạng.
Hình vẽ dưới đây trình bày đường cong về mối quan hệ giữa các tính chất cơ học của thép
và mức độ biến dạng rất rõ ràng nếu biến dạng vượt quá 80% thì kim loại hầu như mất hết
tính dẻo.
100
80
Độ bền
σb

60
40
20
0

20

40

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

60


80

Độ giãn dài δ
%
δ%

trang 17


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

Hình 2.4. Mối quan hệ giữa các tính chất cơ học và mức độ biến dạng
2.3. Lý thuyết về dập tấm và công nghệ dập tấm
2.3.1. Khái niệm về dập tấm
Quá trình công nghệ là toàn bộ các tác động trực tiếp làm thay đổi hình dạng, kích
thước, tính chất và trạng thái của phôi ban đầu để đạt được mục đích nào đó. Quá trình
công nghệ bao gồm những nguyên công và được sắp xếp theo một trình tự nhất định.
Dập tấm là một phần của quá trình công nghệ bao gồm nhiều nguyên công công nghệ
khác nhau nhằm làm biến dạng kim loại tấm để nhận được các chi tiết có hình dạng và
kích thước cần thiết với sự thay đổi không đáng kể chiều dày của vật liệu và không có phế
liệu ở dạng phoi.
Dập tấm thường được thực hiện với phôi ở trạng thái nguội (nên còn gọi là dập nguội)
khi chiều dày của phôi nhỏ (thường S ≤ 4 mm) hoặc có thể phải dập với phôi ở trạng thái
nóng khi chiều dày của vật liệu lớn (S > 4 mm).
Nguyên công là một phần của quá trình công nghệ được thực hiện bởi một hay một số
công nhân ở một vị trí nhất định trên một máy bao gồm toàn bộ những tác động liên quan
để gia công phôi đã cho. Ví dụ như cắt hình, đột lỗ, dập vuốt, uốn, v.v...


Ưu điểm:
- Sản phẩm dập tấm có độ cứng vững và khẳ năng lắp lẫn cao.
- Có thể dập được các vật dập phức tạp với hình thức đẹp, có độ bóng bề mặt sản
phẩm cao.
- Năng suất sản xuất cao, dễ cơ khí hoá và tự động hoá.
- .v.v....

Nhược điểm:
- Khi biến dạng tấm mỏng để nhận được vật dập hình dáng phức tạp, cần phải trải
qua nhiều bộ khuôn dập, giá thành chế tạo bộ khuôn cao nên khi sản xuất với số lượng
lớn giá thành sản phẩm sẽ giảm đi.
2.3.2. Sự thay đổi tính chất của thép tấm theo thời gian và trong quá trình gia công
a) Sự hoá già do biến dạng
Hệ quả của hoá già kim loại là làm giảm tính dẻo và nâng cao tính bền của kim loại. Vì
vậy kim loại trở nên dòn và kém dẻo. Xu hướng của sự hoá già kim loại khi biến dạng tuỳ
thuộc vào thành phần nitơ tự do chứa trong thép và đặc biệt là cacbon trong nền cứng
(pherit). Trong quá trình hoá già, các nguyên tử cacbon và nitơ khuếch tán và tập trung

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 18


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

vào các vùng biến dạng của mạng tinh thể, xung quanh lệch. Điều đó cản trở sự di chuyển
của lệch và gây khó khăn cho quá trình biến dạng dẻo. Sự hoá già biến dạng xảy ra không
đồng đều, trước tiên nó làm tăng độ cứng của kim loại tại các vùng có mật độ các nguyên

tử nitơ và cacbon cao, chủ yếu là ở mặt trượt, tại đây đặc biệt có nhiều lệch.
b) Mặt trượt
Mặt trượt xuất hiện trên bề mặt của các chi tiết, nhất là khi dập các chi tiết không sâu
với mức độ biến dạng nhỏ (5 ÷ 10%), làm giảm độ nhẵn bóng bề mặt. Sự xuất hiện các
mặt trượt có liên quan đến tính chất cơ học không đồng đều của phôi. Sự không đồng đều
này là do sự hoá giá trong quá trình biến dạng xảy ra. Trên bề mặt của chi tiết sau khi dập
có thể quan sát thấy những phần lồi lõm tương ứng với mặt trượt.
c) Sự phát sinh hiện tượng ăn mòn (gỉ)
Trong quá trình biến dạng dẻo nguội kim loại xảy ra sự hoá bền. Sự hoá bền cùng với
một số hiện tượng khác làm cho khả năng chống ăn mòn của kim loại bị giảm đi. Tuy
vậy, do những điều kiện không giống nhau, sự thay đổi hình dạng của các vùng phôi kề
nhau sau khi bỏ ngoại lực tác dụng sẽ phát sinh những ứng suất dư tế vi loại một. Những
ứng suất dư này khi có sự ăn mòn sâu vào các tinh thể sẽ làm suy yếu liên kết ở biên giới
giữa các hạt và có thể gây ra những “mầm” giòn tự phát của các sản phẩm kim loại hoặc
của các bán sản phẩm.
2.3.3. Công nghệ dâp tấm
Công nghệ dập tấm được chia làm hai nhóm nguyên công cơ bản: nhóm nguyên công
cắt và nhóm nguyên công tạo hình.
a) Nhóm nguyên công cắt
Các nguyên công thuộc nhóm này gồm:
- Nguyên công cắt đứt
- Nguyên công dập cắt và đột lỗ
b) Nhóm nguyên công tạo hình
Nguyên công tạo hình là những nguyên công dịch chuyển một phần kim loại của phôi
đối với phần còn lại mà phôi không bị phá huỷ. Nhóm nguyên công tạo hình này gồm:
- Nguyên công uốn.
- Nguyên công dập vuốt.
- Nguyên công uốn vành
- Nguyên công tóp miệng.
- Nguyên công miết.


SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 19


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

- Nguyên công giãn phồng.
- Nguyên công in nổi.
2.4. Lý thuyết về quá trình uốn kim loại
2.4.1. Quá trình uốn
Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trong công nghệ dập nguội, uốn
tức là biến phôi phẳng (tấm), tròn, dây hay ống thành những chi tiết có hình cong hay gấp
khúc, hình dạng khác.
Phụ thuộc vào hình dáng và kích thước vật uốn, dạng phôi ban đầu, đặc tính của quá
trình uốn trong khuôn, uốn có thể tiến hành trên máy ép lệch tâm, ma sát hay thủy lực, đôi
khi có thể tiến hành trên các dụng cụ uốn bằng tay hoặc trên các máy chuyên dùng.
2.4.2. Đặc điểm của quá trình uốn
Đặc điểm của quá trình uốn kim loại là khi uốn các kim loại tấm để đạt được những chi
tiết có kích thước và hình dạng cần thiết, người ta nhận thấy rằng với tỷ số chiều rộng và
chiều dày của phôi khác nhau, với mức độ biến dạng khác nhau (tỷ số giữa bán kính uốn
và chiều dày vật liệu khác nhau) và giá trị góc uốn khác nhau thì quá trình biến dạng xảy
ra tại vùng uốn cũng có những đặc điểm khác nhau.
- Tại vùng uốn các thớ ngang vẫn phẳng và vuông góc với trục phôi
- Các thớ dọc bị biến dạng khác nhau ở hai phía của phôi, các lớp kim loại ở phía
trong góc uốn (phía bán kính nhỏ) thì bị nén và co ngắn theo hướng dọc, đồng thời bị kéo
và giãn dài theo hướng ngang. Các lớp kim loại ở phía ngoài góc uốn (phía bán kính lớn)

thì bị kéo và giãn dài theo hướng dọc và đồng thời bị nén và co ngắn theo hướng ngang,
tạo thành độ cong ngang.
- Khi uốn những dải phôi rộng (b>2S), chiều dày vật liệu giảm, mặt cắt ngang của
phôi bị thay đổi không đáng kể, có thể coi như không đổi bởi vì trở lực biến dạng của vật
liệu có chiều rộng lớn chống lại sự biến dạng theo hướng ngang. Khi đó các lớp kim loại
ở phía trong góc uốn chỉ bị nén và co ngắn theo hướng dọc còn các lớp kim loại ở phía
ngoài góc uốn chỉ bị kéo và giãn dài theo hướng dọc.
- Khi uốn với mức độ biến dạng lớn, các lớp kim loại ở phía ngoài phôi bị kéo và
giãn dài đáng kể, dễ gây ra hiện tượng nứt, gẫy. Vì vậy khi cắt phôi uốn cần phải chú ý bố
trí sao cho đường uốn vuông góc với thớ uốn của phôi, tránh để đường uốn song song với
thớ uốn.
- Tại vùng uốn có những lớp kim loại bị nén và co ngắn lại đồng thời có những lớp
kim loại bị kéo và giãn dài theo hướng dọc. Vì vậy giữa các lớp đó thế nào cũng tồn tại

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 20


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

một lớp có chiều dài bằng chiều dài ban đầu của phôi. Lớp này gọi là lớp trung hoà biến
dạng. Lớp trung hoà biến dạng là cơ sở tốt nhất để xác định kích thước của phôi khi uốn
và xác định bán kính uốn nhỏ nhất cho phép.

S

S

a)

b

b)
Hình 2.5. Biểu hiện của lớp trung tính. a) Trước khi uốn; b) Sau khi uốn
- Khi uốn với bán kính uốn lớn, mức độ biến dạng ít, vị trí lớp trung hoà biến dạng
nằm ở giữa chiều dày của dải phôi. Nghĩa là bán kính cong ρbd của lớp trung hòa được xác
định theo công thức sau:
ρbd = r + S/2
Trong đó :

(2.24)
ρbd : bán kính cong của lớp trung hoà

r : Bán kính uốn
S : Chiều dày vật liệu

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 21


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

S

ρ

ρb

r

d
bd

Hình 2.6. Bán kính cong của lớp trung hoà
- Khi uốn với mức độ biến dạng lớn thì tiết diện ngang của phôi thay đổi nhiều,
chiều dày vật liệu giảm. Khi đó lớp trung hoà biến dạng không đi qua giữa mà bị dịch về
phía tâm cong, ở đây bán kính cong lớp trung hoà được xác định như sau :
B
r ξ
ρ bd = tb .S .ξ .( + )
(2.25)
B
S 2
Trong đó:

Btb : chiều rộng trung bình của tiết diện uốn, Btb = (B1+B2)/2

B1, B2 : chiều rộng phía trên và phía dưới dải sau khi uốn
B : chiều rộng của phôi ban đầu
Btb
: hệ số biến rộng
B

S : chiều dày vật liệu
r : bán kính uốn phía trong
ξ = S1/S : hệ số biến mỏng

S1 : chiều dày vật liệu sau khi uốn tại điểm giữa cung tròn
Trong thực tế thì bán kính cong lớp trung hoà được xác định như sau:
ρ = r + x.S
Trong đó:

(2.26)
r : bán kính uốn phía trong,

x : hệ số xác định khoảng cách lớp trung hoà đến bán kính uốn phía trong, x phụ
thuộc vào tỷ số

r
S

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 22


Đồ án tốt nghiệp
Khi

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

r
lớn hơn 6.5, sự thay đổi hình dạng tiết diện không đáng kể. Lúc đó x = 0.5 và ρ
S

S
2


= r+ .
2.4.3. Tính phôi uốn
Để tính toán chiều dài phôi đảm bảo kích thước của chi tiết sau khi uốn thì cần phải:
- Xác định vị trí lớp trung hòa, chiều dài lớp trung hòa ở vùng biến dạng.
- Chia kết cấu của chi tiết uốn thành những đoạn thẳng và cong đơn giản .
- Tổng cộng chiều dài của các đoạn đó lại. Chiều dài của các phần thẳng không
thay đổi, còn các phần cong được tính theo chiều dài lớp trung hòa.
a) Trường hợp bán kính uốn r > 0.5S
Chiều dài phôi được xác định theo công thức :
π .ϕ i
L = ∑ li + ∑
( ri + xi .S )
(2.27)
180

Trong đó :
- ϕi = 1800 - αi
-

Σli : tổng chiều dài các đoạn thẳng
π .ϕ i

∑ 180

0

(ri + xi .S ) , chiều dài các lớp trung hoà

- ri : bán kính uốn cong phía trong .

- xi : hệ số phụ thuộc vào tỷ số r/S.
- S : chiều dày vật uốn .
b) Trường hợp bán kính uốn r < 0.5S
α0
Khi uốn một góc ϕ < 90 thì L = l1 + l 2 + 0 .0,5S
90
0

(2.28)

2.4.4. Bán kính uốn lớn nhất và bán kính uốn nhỏ nhất cho phép
Quá trình uốn bán kính uốn phía trong được quy định trong một giới hạn nhất định. Nếu
quá lớn vật uốn sẽ không có khả năng giữ được hình dáng sau khi thôi tác dụng lực (ra
khỏi khuôn) vì chưa đạt đến trạng thái biến dạng dẻo. Nếu bán kính uốn quá nhỏ có thể
làm nứt, đứt vật liệu tại tiết diện uốn. Do vậy ta có bán kính uốn như thế nào là hợp lý.
- Bán kính uốn lớn nhất cho phép được xác định theo công thức :

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 23


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà
rmax =

Trong đó :

E.S

2σ ch

(2.29)

E : môđun đàn hồi vật liệu khi kéo (kG/mm2)

σch : giới hạn chảy của vật liệu (kG/mm2)
S : chiều dày vật liệu
- Bán kính uốn nhỏ nhất cho phép là giá trị bán kính uốn giới hạn có thể uốn được
đối với mỗi loại vật liệu. Được quy định theo mức độ biến dạng cho phép ở lớp ngoài
cùng và được xác định theo công thức:
S 1
rmin = ( − 1)
(2.30)
2 δ
Trong đó :

δ: độ giãn dài tương đối của vật liệu (%)

Trong thực tế bán kính uốn nhỏ nhất cho phép được xác định theo công thức thực nghiệm
đơn giản hơn:
rmin = K.S
Trong đó:

(2.31)

K : là hệ số tra bảng
S : Chiều dày vật liệu (mm)

Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số bán kính uốn

- Cơ tính của vật liệu và trạng thái nhiệt luyện: Nếu vật liệu có tính dẻo tốt và đã
qua ủ mềm thì rmin có trị số nhỏ hơn so với khi đã qua biến dạng.
- Ảnh hưởng của góc uốn: Cùng một bán kính uốn như nhau nếu góc uốn α càng
nhỏ thì khu vực biến dạng càng lớn.
- Góc làm bởi đường uốn và hướng uốn: Khi đường uốn vuông góc với hướng uốn
thì rmin cho phép nhỏ hơn so với khi đường uốn dọc theo hướng uốn từ 1.5 ÷ 2 lần.
- Ảnh hưởng của tình trạng mặt cắt vật liệu: Khi cắt phôi uốn trên mặt cắt có nhiều
bavia hoặc nhiều vết nứt thì khi uốn sẽ sinh ra ứng lực tập trung và tại những nơi đó dễ
sinh ra vết nứt, bởi vậy cần phải tăng trị số rmin lên.
2.4.5. Tính đàn hồi khi uốn
Trong quá trình uốn không phải toàn bộ phần kim loại ở phần cung uốn đều chịu biến
dạng dẻo mà có một phần còn ở biến dạng đàn hồi. Vì vậy khi thôi không còn tác dụng

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

trang 24


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy cán tole sóng ngói lợp nhà

của lực uốn thì vật uốn không hoàn toàn giữ nguyên như hình dáng của chày và cối uốn,
và đó gọi là hiện tượng đàn hồi sau khi uốn.
Hiện tượng đàn hồi thường gây ra sai lệch về góc uốn và bán kính uốn .Vì vậy muốn cho
chi tiết có góc uốn và bán kính uốn đã cho thì ta phải làm bán kính và góc của khuôn và
chày thay đổi một lượng đúng bằng trị số đàn hồi.
Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được trị số đàn hồi phụ thuộc chủ yếu vào loại vật
liệu, chiều dày vật liệu, hình dáng chi tiết uốn, bán kính chi tiết uốn tương đối r/S, lực uốn
và phương pháp uốn.

Khi giới hạn chảy càng cao, tỷ số r/S càng lớn và chiều dày vật liệu càng nhỏ thì hiện
tượng đàn hồi càng lớn.

α

r

S

α+β

Hình 2.7. Góc đàn hồi khi uốn
Khi uốn với tỷ số r/S < 10 thì sai lệch chủ yếu là góc uốn, còn bán kính uốn thay đổi
không đáng kể. Trị số góc đàn hồi cho sẵn trong sổ tay.
Góc đàn hồi được xác lập bởi hiệu số giữa góc của vật uốn sau khi uốn và góc của chày
cối uốn:

β = α0 - α

Trong đó :

α : Góc của chày và cối uốn (độ)

(2.32)

α0: Góc của vật uốn khi chưa thôi lực uốn (độ)

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A

ρ


Khi uốn với tỷ số r/S > 10 thì sau khi uốn cả góc uốn và bán kính uốn đều bị thay đổi.
Khi đó bán kính cong của chày được xác
định dựa vào sơ đồ.
Pc
2.4.6. Công thức tính lực uốn
Lực uốn trong khuôn dập bao
gồm lực uốn tự do và lực là phẳng
vật liệu. Trị số lực là phẳng
thường lớn hơn nhiều so với lực
tự do.
B

trang 25