BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
MÁY UỐN ỐNG BA TRỤC CNC
S

K

C

0

0

3

9

5

9

MÃ SỐ: SV2020-82

S KC 0 0 7 3 4 2

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2020

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 CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
MÁY UỐN ỐNG BA TRỤC CNC
SV2020 – 82

Chủ nhiệm đề tài: Hồng Văn Thiện Lương

TP Hồ Chí Minh, 10/2020


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 CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
MÁY UỐN ỐNG BA TRỤC CNC
SV2020 – 82

Thuộc nhóm ngành khoa học: Cơ khí Chế tạo máy
SV thực hiện: Hồng Văn Thiện Lương


Nam, Nữ: Nam

Dân tộc: Kinh
Năm thứ: 4 /Số năm đào tạo: 4

Lớp, khoa:16143CL4
Ngành học: Cơ khí Chế tạo máy
Người hướng dẫn: ThS. Lê Bá Tân

TP Hồ Chí Minh, 10/2020


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
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 chế tạo hệ thống điều khiển máy uốn ống ba trục CNC.
2. Mã số đề tài: SV2020 - 82
3. Họ và tên chủ nhiệm: Hoàng Văn Thiện Lương.
4. Họ và tên GVHD: Lê Bá Tân
5. Đơn vị cơng tác: Đại học SPKT tp.HCM
6. Giải trình chỉnh sửa báo cáo tổng kết đề tài:

TT

Nội dung góp ý của Hội
đồng

Kết quả chỉnh sửa, bổ sung

Ghi chú

(1)

(2)

(3)

(4)

1

Sửa tên đề tài cho phù hợp

Thiết kế chế tạo hệ thống điều
khiển máy uốn ống ba trục
CNC.

2

Chỉnh sửa thuyết minh

Chỉnh sửa phần thiết kế HMI


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 khơng chỉnh sửa và các ý kiến khác với ý kiến của Hội đồng
(nếu có).

Giảng viên hướng dẫn
(Ký và họ tên)

Tp. HCM, ngày

tháng năm

Chủ nhiệm đề tài
(Ký và họ tên)


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên với tình cảm sâu sắc và chân thành nhất, cho phép chúng em được bày
tỏ lòng biết ơn đến tất cả các cá nhân và tổ chức đã tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ
chúng em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài này. Trong suốt thời
gian từ khi bắt đầu học tập tại trường đến nay, chúng em đã nhận được rất nhiều sự
quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô và bạn bè.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến thầy Lê Bá Tân đã truyền đạt
vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Nhờ có
những lời hướng dẫn, dạy bảo của các thầy cô nên đề tài nghiên cứu của chúng em
mới có thể hồn thiện tốt đẹp.
Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy– người đã trực tiếp giúp đỡ,
quan tâm, hướng dẫn em hoàn thành tốt bài báo cáo này trong thời gian qua.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 1 tháng 9 năm 2020
Sinh viên thực hiện
Hoàng Văn Thiện Lương
Nguyễn Thanh Hoàng
Nguyễn Bá Phát


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
“Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển máy uốn ống ba trục CNC.”
Nền công nghiệp Việt Nam đang trong quá trình hình thành và phát triển, để đưa đất
nước trở thành một quốc gia có nền cơng nghiệp hiện đại, chúng ta cần vận dụng
khối óc, sự sáng tạo khoa học kỹ thuật vào trong nền công nghiệp hiện nay ở nước
ta. Song song với quá trình phát triển đó, địi hỏi phải có cơ sở hạ tầng đầy đủ để
đáp ứng cho nhu cầu phát triển công nghiệp. Nhầm để đáp ứng lại nhu cầu tăng
trưởng khá nóng của ngành xây dựng cơng nghiệp và dân dụng, địi hỏi chúng ta
phải có phương thức xây dựng, thi cơng nhanh gọn, chính xác và hiệu quả làm việc
cao. Máy uốn thép, uốn ống là những công cụ cần thiết cho cuộc sống ngày nay,
nhằm phục vụ cho các cơng trình, nhà ở các vật dụng trong gia đình hầu hết đều sử
dụng những thiết bị này… Bên cạnh những thiết bị máy móc dồi dào hiện có để
phục vụ sản xuất nhưng vẫn chưa đủ để đáp ứng cho những nhu cầu nhỏ lẻ của các
công ty, xí nghiệp như hiện nay. Nhóm đã nghiên cứu và chế tạo máy uốn ống
nhằm đáp ứng những nhu cầu trên.
Hiện nay trên thế giới, thép được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và
trong xây dựng trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại thép khác nhau có đường
kính cũng rất đa dạng, nhận thấy được tầm quan trọng của sắt thép chính vì vậy việc
chế tạo máy duỗi, cắt phù hợp, tăng nâng suất với nhu cầu rất cần thiết. Trên thế
giới hiện nay máy duỗi, cắt rất đa dạng nhỏ ngọn từ bằng tay, đến các máy lớn sử
dụng động cơ, thủy lực, rồi đến NC hay CNC có thể duỗi, cắt, uốn với nhiều bán
kính khác nhau với độ chính xác và năng suất rất cao.

Sinh viên thực hiện
Hoàng Văn Thiện Lương
Nguyễn Thanh Hoàng
Nguyễn Bá Phát


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... 1
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ......................................................................................................... viii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN............................................................................................. 1
1.1 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỒ ÁN. ..............................1
1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN. ..............................................................................1
1.3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ......................................................2
1.3.1 Phương pháp thu thập dữ kiện - tham khảo tài liệu: .................................2
1.3.2 Xử lý dữ kiện: ...........................................................................................2
1.3.3 Trình bày đồ án: ........................................................................................2
1.4 TÍNH MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI. ..................................2
1.5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI. .....................................3
1.5.1 Kết quả nghiên cứu: ..................................................................................3
1.5.2 Giới hạn đề tài: ..........................................................................................3
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................ 4
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN ............................................................. 29
VÀ LẬP TRÌNH .............................................................................................................. 29
3.1 TỔNG QUAN CÁC CƠ CẤU CỦA MÁY: ..................................................29
3.2 CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG. .........................................................31
3.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN. .................................................................41
3.4.1 Sơ đồ hệ thống điện:................................................................................41
3.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN. .....................................................43
3.4.1 Thuật toán................................................................................................43
3.5 HỆ THỐNG HIỂN THỊ. ................................................................................62

CHƯƠNG 4 : GIA CÔNG THỬ NGHIỆM ................................................................. 69
CHƯƠNG 5: TỔNG KẾT .............................................................................................. 77
5.1
5.1.1

Kết quả:........................................................................................................77
Đạt được: ..................................................................................................77

5.2 Đề xuất phương án khắc phục của đề tài ........................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 78


DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
HÌNH 2.1 Đồ thị tổng quan phương pháp uốn............................................................6
HÌNH 2.2 Giá trị nhỏ nhất của cắc thơng số uốn ........................................................6
HÌNH 2.3 Uốn dạng xoay kéo.....................................................................................6
HÌNH 2.4 Cơ cấu uốn kéo ...........................................................................................8
HÌNH 2.5 Mẫu thiết kế khối uốn ................................................................................9
HÌNH 2.6 Khối kẹp ...................................................................................................10
HÌNH 2.7 Các cơng cụ phụ .......................................................................................11
HÌNH 2.8 Trục đỡ .....................................................................................................12
HÌNH 2.9 Thơng số chọn trục đỡ ..............................................................................13
HÌNH 2.10 Bộ trợ lực khối đẩy.................................................................................15
HÌNH 2.11 Các dạng lỗi thường gặp khi uốn ống tròn .............................................16
HÌNH 2.12 Phương pháp uốn nén ............................. Error! Bookmark not defined.
HÌNH 2.13 Phương pháp uốn ống khối uốn xoay .... Error! Bookmark not defined.
HÌNH 2.14 Uốn dùng búa đập .................................. Error! Bookmark not defined.
HÌNH 2.15 Uốn dập .................................................. Error! Bookmark not defined.
HÌNH 2.16 Búa và khối đỡ ....................................... Error! Bookmark not defined.
HÌNH 2.17 Các mặt đỡ và khoảng cách giữa các đoạn uốn ... Error! Bookmark not

defined.
HÌNH 2.18 Phần ngồi của phôi được bao bọc đủ ... Error! Bookmark not defined.
HÌNH 2.19 Phần ngồi của phơi bao bọc khơng đủ.. Error! Bookmark not defined.
HÌNH 2.20 Các khó khăn khi uốn ống...................... Error! Bookmark not defined.
HÌNH 2.21 Uốn ống vịng ......................................... Error! Bookmark not defined.
HÌNH 3.1 Mơ hình tồn máy ....................................................................................29
HÌNH 3.2 Bộ kéo phơi ..............................................................................................30
HÌNH 3.3 Bộ uốn phơi ..............................................................................................30
HÌNH 3.4 Động cơ step 86BYG250H + driver DMA860H .....................................31
HÌNH 3.5 Động cơ step 57HSZ2N + driver HBS57 ................................................32
HÌNH 3.6 Điều khiển cả bước ..................................................................................33
HÌNH 3.7 Điều khiển nửa bước ................................................................................33
HÌNH 3.8 Điều khiển vi bước ...................................................................................34
HÌNH 3.9 Nguồn 48VDC MW s800-48 ...................................................................34
HÌNH 3.10 Nguồn 24VDC MW s250-24 .................................................................34
HÌNH 3.11 PLC MITSUBISHI FX3U-64MT ES/A ................................................35
HÌNH 3.12 Màn hình cảm ứng Weinview TK6071IP ..............................................36
HÌNH 3.13 Attomat AT06-2/32 ................................................................................37
HÌNH 3.14 Cảm biến quang chữ U EE-SX671 ........................................................37
HÌNH 3.15 Cơng tắc hành trình V-156-1C25 ...........................................................38
HÌNH 3.16 Relay Omron MY4N-GS .......................................................................39
HÌNH 3.17 Nút nhấn dừng khẩn cấp LA38-11ZS ....................................................39


HÌNH 3.18 Nút nhấn LA38-11BN ............................................................................40
HÌNH 3.19 sơ đồ đấu nối driver, động cơ và màn hình ............................................41
HÌNH 3.20 sơ đồ mạch điều khiển PLC ...................................................................42
HÌNH 3.21 đồ thị tính tốn góc uốn và chuyển động rulo ........................................43
HÌNH 3.22 Cửa sổ Program Linkage Order Setting .................................................61
HÌNH 3.23 Màn hình khởi động ...............................................................................62

HÌNH 3.24 Màn hình điều khiển chính.....................................................................63
HÌNH 3.25 Màn hình nhập liệu.................................................................................65
HÌNH 3.26 Màn hình điều khiển thủ cơng................................................................66
HÌNH 3.27 Hệ thống nút nhấn cơ .............................................................................67
HÌNH 4.1 Kết quả chạy thử nghiệm lần 1 (105; 45; 0) ............................................70
HÌNH 4.2 Kết quả chạy với α=0,75 ..........................................................................70
HÌNH 4.3 Kết quả thử nghiệm lần 2 (105; 180; 0) ...................................................71
HÌNH 4.4 Hiện tượng đùn phơi ................................................................................71
HÌNH 4.5 Thử nghiệm sau khi khắc phục ................................................................72
HÌNH 4.6 Sản phẩm thử nghiệm lần 3 ......................................................................74
HÌNH 4.7 Bản vẽ ghi đơng xe máy ...........................................................................75
HÌNH 4.8 Sản phẩm uốn ...........................................................................................76


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển máy uốn ống ba trục CNC.
- Chủ nhiệm đề tài: Hoàng Văn Thiện Lương
- Lớp: 16143CL4

Mã số SV: 16143101

Khoa: CLC Tiếng Việt

- Thành viên đề tài:
Stt

Họ và tên


MSSV

Lớp

Khoa

1

Nguyễn Thanh Hoàng

16143072

16143CL4

CLC Tiếng
Việt

2

Nguyễn Bá Phát

16143112

16143CL4

CLC Tiếng
Việt

- Người hướng dẫn: ThS. Lê Bá Tân

2. Mục tiêu đề tài:
'Tính tốn lập trình hệ thống điều khiển. Hồn thiện mạch điều khiển
3. Tính mới và sáng tạo:
Uốn ống bằng phương pháp không tâm
4. Kết quả nghiên cứu:
Mạch điều khiển máy uốn ống CNC 03 trục. 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 mơ hình nâng cao khả năng học tập cho sinh viên, làm áy 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 1 tháng 9

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

1 tháng

9

năm 2020

Người hướng dẫn

(kí, họ và tên)


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỒ ÁN.
Động cơ thúc đẩy:
Nền công nghiệp Việt Nam đang trong quá trình hình thành và phát triển, để đưa đất
nước trở thành một quốc gia có nền cơng nghiệp hiện đại, chúng ta cần vận dụng
khối óc, sự sáng tạo khoa học kỹ thuật vào trong nền công nghiệp hiện nay ở nước
ta. Song song với quá trình phát triển đó, địi hỏi phải có cơ sở hạ tầng đầy đủ để
đáp ứng cho nhu cầu phát triển công nghiệp. Nhầm để đáp ứng lại nhu cầu tăng
trưởng khá nóng của ngành xây dựng cơng nghiệp và dân dụng, địi hỏi chúng ta
phải có phương thức xây dựng, thi cơng nhanh gọn, chính xác và hiệu quả làm việc
cao. Máy uốn thép, uốn ống là những công cụ cần thiết cho cuộc sống ngày nay,
nhằm phục vụ cho các cơng trình, nhà ở các vật dụng trong gia đình hầu hết đều sử
dụng những thiết bị này… Bên cạnh những thiết bị máy móc dồi dào hiện có để
phục vụ sản xuất nhưng vẫn chưa đủ để đáp ứng cho những nhu cầu nhỏ lẻ của các
công ty, xí nghiệp như hiện nay. Nhóm đã nghiên cứu và chế tạo máy uốn ống
nhằm đáp ứng những nhu cầu trên.
Hiện nay trên thế giới, thép được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và
trong xây dựng trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại thép khác nhau có đường
kính cũng rất đa dạng, nhận thấy được tầm quan trọng của sắt thép chính vì vậy việc
chế tạo máy duỗi, cắt phù hợp, tăng nâng suất với nhu cầu rất cần thiết. Trên thế
giới hiện nay máy duỗi, cắt rất đa dạng nhỏ ngọn từ bằng tay, đến các máy lớn sử
dụng động cơ, thủy lực, rồi đến NC hay CNC có thể duỗi, cắt, uốn với nhiều bán
kính khác nhau với độ chính xác và năng suất rất cao.
Nguồn gốc đề tài
Ngày xưa, người dân chưa có máy móc đã sử dụng sức người để bẻ và uốn là chính
và đó được gọi là phương pháp thủ công, khi nhu cầu con người cao hơn thì cần chế
tạo ra những máy móc để thay thế con người. Hiện nay trên thế giới đã có rất là

nhiều loại máy uốn ống sử dụng cơ cấu bằng tay, máy uốn bằng điện, máy uốn bằng
thủy lực, và máy uốn bằng CNC…
1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN.
Việc nghiên cứu thành công máy uốn ống đã giúp cho con người tiết kiệm được
thời
gian, tiền bạc và sức người trong việc sản xuất những sản phẩm uốn.

1


Máy uốn ống 3 trục tự động hóa ra đời nhằm thay đổi công việc uốn ống từ thủ
công sang quy trình tự động, từ đó nâng cao năng suất công việc, giảm giá thành
sản phẩm và giảm nhân công.
1.3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.
1.3.1 Phương pháp thu thập dữ kiện - tham khảo tài liệu:
Thu thập và nghiên cứu tài liệu là một công việc quan trọng cần thiết cho bất kỳ
hoạt động nghiên cứu khoa học nào. Các nhà nghiên cứu khoa học luôn đọc và tra
cứu tài liệu có trước để làm nền tảng cho NCKH. Đây là nguồn kiến thức quí giá
được tích lũy qua quá trình nghiên cứu mang tính lịch sử lâu dài. Vì vậy, mục đích
của việc thu thập và nghiên cứu tài liệu nhằm:

Giúp cho người nghiên cứu nắm được phương pháp của các nghiên cứu đã
thực hiện trước đây.

Làm rõ hơn đề tài nghiên cứu của mình.

Giúp người nghiên cứu có phương pháp luận hay luận cứ chặt chẻ hơn.

Có thêm kiến thức rộng, sâu về lĩnh vực đang nghiên cứu.


Tránh trùng lập với các nghiên cứu trước đây, vì vậy đở mất thời gian, công
sức và tài chánh.

Giúp người nghiên cứu xây dựng luận cứ (bằng chứng) để chứng minh giả
thuyết NCKH.
1.3.2 Xử lý dữ kiện:
Sau khi đã tiếp nhận các dữ kiện, ta bắt đầu chọn lọc ra các dữ kiện cần thiết
cho yêu cầu, các dữ kiện phải được tổng hợp 1 cách chính xác, trực quan, đồng
thời phải nghiên cứu các thông số và điều chỉnh cho thích hợp với thơng số máy
1.3.3 Trình bày đồ án:
Đồ án tốt nghiệp được trình bày theo yêu cầu của nhà trường, phải khái quát
được vấn đề 1 cách tồn diện, đi sâu vào những phần chính, nêu rõ yêu cầu và
mục đích của đồ án. Đồng thời, các danh mục phải liên kết với nhau 1 cách chặt
chẽ, tránh tình trạng rời rạc thành phần khơng hồn chỉnh.
1.4 TÍNH MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.
 Thay thế quy trình uốn ống từ thủ cơng sang tự động hóa.
 Tạo tiền đề cho sự hồn thiện các phương pháp uốn tự động.
 Đặt nền móng cho sự phát triển của hệ thống uốn không tâm.

2


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 máy uốn ống tự động.
Mơ hình máy uốn ống tự động.
1.5.2 Giới hạn đề tài:
Vì đây là mơ hình nên chỉ sử dụng được cho các loại ống có kích thước đường
kính từ  6 -  10. Do thời gian, điều kiện, khả năng nghiên cứu và mặt kinh phí
cịn hạn chế nên giới hạn của đề tài chỉ:

- Tính tốn thơng số uốn cho phơi inox có đường kính  10 mm.
- Xây dựng cơ cấu và điều khiển tự động q trình uốn.
- Gia cơng lắp ráp mơ hình máy uốn kim loại giới hạn dài 1m
1.6 TÍNH KHẢ THI CỦA PHƯƠNG PHÁP.
Máy được xây dựng từ các phương pháp đã được kiểm nghiệm thực tế, được thiết
kế và tính toán 1 cách kĩ lưỡng cũng như trải qua nhiều lần thực nghiểm và sửa đổi.
Do đó, hồn tồn có đủ điều kiện và cơ sở tin rằng máy uốn ống 3 trục không tâm
sẽ là 1 bước tiến lớn cho nền công nghiệm uốn ống, tạo tiền đề cho sự phát triển các
loại hình uốn khác nhau.

3


1. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1

Giới thiệu tổng quan về phương pháp uốn:

Những ống rỗng hay ống đặc có thể uốn được trên một hoặc nhiều mặt phẳng bởi ít
nhất một trong những phương pháp uốn cơ bản nếu tiết diện của ống có hình dạng
đồng đều tại một đoạn có kích thước đủ dài để kẹp ống với một lực thích hợp.
Tất cả những phương pháp uốn kim loại sử dụng để uốn cong những ống thẳng đều
có một đặc điểm chung là: sau khi uốn cong, độ dài khúc cong lồi luôn dài hơn độ
dài khúc lõm vào của chỗ uốn cong. Sự khác nhau ở độ dài biên dạng có thể được
nhận thấy rõ rệt bởi hai kiểu:
Uốn: các thớ ngoài của ống bị dãn dài ra, là nơi có sức căng bề mặt lớn trong
khi các thớ trong của ống được ép lại, làm ngắn lại
Định hình bằng kéo dãn: các thớ ngồi được kéo dãn để đạt được góc độ
cong tốt hơn so với các thớ trong của ống.
Các phương pháp uốn kim loại có thể được chia ra thành như sau:

-

Uốn dạng xoay-kéo (Rotary-draw bending)
Uốn nén ép (Compression bending)
Uốn vịng (Roll bending)
Định hình bằng kéo dãn

Từng kiểu uốn trên có đặc điểm riêng rõ rệt và đều có ưu nhược điểm riêng của nó.
Những kiểu uốn trong thực tế giúp đạt được yêu cầu được xác định cũng như góc độ
lớn nhất mà từng phương pháp có thể đạt được được thể hiện ở bảng 2.1.

4


Bảng 2.1 Thơng số góc uốn của từng phương pháp uốn
Việc lựa chọn quy trình uốn cho ống dựa vào:
Số lượng ống phải uốn và chất lượng đặt ra từ trước.
Kích thước đường kính, bề dày thành và bán kính nhỏ nhất khi uốn cần đạt
được.
Hai đồ thị giúp tổng quan lại giữa các phương pháp uốn phù hợp với khoảng đường
kính ống cùng với độ dày ống ở độ thị 2.1. Cũng như quan hệ giữa độ dày của ống
với bán kính uốn nhỏ nhất ở độ thị 2.2.

5


HÌNH 1-1 Đồ thị tổng quan phương pháp uốn

HÌNH 1-2 Giá trị nhỏ nhất của cắc thông số uốn
1.2 Uốn dạng xoay-kéo (Rotary-draw bending):

1.2.6 Cấu tạo, tổng quan hệ thống uốn dạng xoay-kéo:
Uốn kéo ra là phương pháp chính sử dung trên máy uốn dạng xoay, máy uốn này có
cơng suất lớn, đa dạng (thủy lực, khí nén, điện/cơ khí), điều khiển bằng tay hoặc
cũng có thể điều khiển số. Những loại máy này đóng góp ở khoảng 95% quá trình
uốn ống. Những cơng cụ cần thiết cho việc uốn kéo bao gồm phần biên dạng uốn có
thể xoay (rotating bending form), khối kẹp (clamping die), và khối đẩy (pressure
die) được thể hiện ở hình 2.3.

HÌNH 1-3 Uốn dạng xoay kéo

6


Tại phương pháp này, phôi ống sẽ đi theo phần biên dạng uốn và đuọc kẹp chắc
chắn bởi khối kẹp. Khi khối biên dạng xoay, nó sẽ kéo phơi theo tạo thành một lực
lên khối đẩy điều này giúp cho ống sẽ không gãy xuyên suốt trục gá bên trong. Khối
đẩy co thể là cố định hoặc di động với phôi để giúp giảm/ loại bỏ ma sát trượt khi
tác động.
Phương pháp uốn kéo là phương pháp rất linh hoạt, có thể thay đổi sao cho phù
hợp. Có thể uốn đến 180 độ với trong một lần uốn cũng như nhiều lần uốn hoặc uốn
hỗn hợp bằng cách sử dụng những cơng cụ đặc biệt (ví dụ như một trục đỡ chỗ
uốn). Phương pháp này có thể đảm bảo thớ bên trong kim loại khi uốn ở mức phù
hợp với bán kính nhỏ và khi uốn rỗng bề dày nhỏ.
Giới hạn của phương pháp này là cần nhiều công cụ phức tạp cho các chỗ uốn phức
tạp cũng với việc phải làm cứng lại những điểm tiếp tuyến trong khoảng uốn.
Phương pháp uốn này có thể chia thành 5 phương pháp nhỏ A B C D E ứng với độ
phức tạp của máy uốn giảm dần giúp phân loại từng dạng uốn,
PHƯƠNG PHÁP A
Phương pháp A sử dụng đầy đủ các cơng cụ ở hình 2.4. Khối biên dạng xoay là
khối chính giúp định hình đường kính của phơi tại chỗ uốn. Hệ thống bao gồm

những phần định hình ống có kích thước đúng với biên dạng ngồi của ống cũng
như phần uốn và cũng hỗ trợ xuyên suốt phần bao ngoài cũng như bên trong khi
khối biên dạng xoay xoay. Một khối ngay phía phải khối xoay hỗ trợ thêm bên
ngoài ngay tại điểm tiếp tuyến uốn.
Trục đỡ với những con bi lăn hỗ trợ bên trong ống cũng như phía đầu và phía cuối
của chỗ uốn, con lắn sẽ nằm bên trong ống hỗ trợ bên trong giúp khi uốn tránh được
việc gãy ống hoặc không đạt yêu cầu. Số bi lắn cần có phụ thuộc vào độ uốn của
ống rỗng, bán kính uốn,..
Thêm vào đó cịn có khối đẩy giúp giữ ống, cung cấp thêm lực giữ giúp ống không
bị trượt.

7


HÌNH 1-4 Cơ cấu uốn kéo
PHƯƠNG PHÁP B
Phương pháp B không sử dụng nút kép như trên, một kẹp tiêu chuẩn giúp phụ cho
phần đỡ (cleat). Do đó, phương pháp này sử dụng với máy uốn có cơng suất để uốn
những ống có thành dày hơn
PHƯƠNG PHÁP C
Phương pháp C sử dụng khối biên dạng xoay, khối kẹp, khối đẩy, trục đỡ có bi lăn
và kẹp tiêu chuẩn giúp uốn được bán kính uốn lớn hơn và tránh nhăn chỗ uốn
PHƯƠNG PHÁP D
Phương pháp D sử dụng gần như giống với phương pháp C ngoại trừ trục đỡ lúc
này không có dùng bi lăn mà là dạng nút hoặc dạng bao phía trong khúc uốn.
Phương pháp có thể uốn được ống bề dày mỏng với bán kính lớn (R/D=5).
PHƯƠNG PHÁP E
Phương pháp E bỏ đi phần trục đỡ phù hợp với những dạng ống có bán kính uốn
lớn, đường kính ống lớn, bề dày ống dày khi độ cong hay độ nhăn chỗ uốn là không
quan trọng

1.2.7 Công cụ uốn:
Khối định hình uốn.
Khối định hình uốn hay khối uốn là một bộ phận quan trọng nhất được sử dụng
trong phương pháp uốn kéo bởi vì nó định hình nên bán kính uốn củaống. Ngồi ra
khối uốn cịn hỗ trợ mặt ngồi mặt ngồi phía trong khi khối uốn xoay. Độ dài cong
của khối uốn đúng bằng độ dài cong của đoạn uốn trên phôi
Độ dài kẹp dựa vào độ dày ống rỗng, đường kính ống, bán kính uốn, độ bền uốn
của ống,… Cần đủ độ dài để cho phần bi lăn hay nút kẹp.

8


Vật liệu để uốn thường là thép cacbon thấp hay thép công cụ với sản lượng khoảng
vài ngàn lần uốn/ tháng. Khối uốn bằng thép dụng cụ được tôi đến 58-62 HRC dựa
vào mục đích sử dụng. Nếu sử dụng thép cacbon cao thì tơi khoảng 50-55 HRC.
Bề mặt khi ống tựa vào cũng rất quan trọng, cần phải mài tinh ngồi ra có thể dùng
lớp thép khơng gỉ bên ngồi hoặc là lớp nhơm cho độ bóng cao.
Khối uốn có kích thước độ chính xác rất cao về đường kính cũng như độ dài. Hình
2.5 thể hiện lên những mẫu thiết kế khối uốn thường dùng. Được thiết kế tiêu chuẩn

cho máy cũng như các tính toán, lắp ghép cùng với các rãnh sao cho linh hoạt nhất.
HÌNH 1-5 Mẫu thiết kế khối uốn
Khối kẹp
Khối kẹp là khối thẳng được cắt một lịng hình trụ lõm tại 1 mặt, hình dáng
đúng với đường kính ngồi của phơi. Khối kẹp được lắp có chức năng khi kẹp với
khối uốn tạo thành đường kính ngồi phơi và tạo nên lực kẹp giữ trong quá trình
uốn. Việc di chuyển của khối khi kẹp và khi khơng kẹp là một quy trình tự động.
Chiều dài khối kẹp là có kích thước được giới hạn bới tính tốn. Nó phải đủ
độ dài để giữ chắc phơi tránh phơi trượt. Kích thước độ dài bằng 3 lần đường kính
ngồi phơi, bề rộng của khối nhỏ hơn 2 lần đường kính ngồi của phơi. Với máy

uốn nhiều đoạn có thể ghép các khối kẹp lại với nhau

9


HÌNH 1-6 Khối kẹp
Khi uốn những ống rỗng có bề dày rất nhỏ nhưng có đường kính lớn, khối
kẹp khơng có khả năng giữ do khơng được kẹp q lớn nên dễ gây ra việc phôi
trượt và nhăn tại chỗ uốn. Nếu tăng lực uốn sẽ làm móp ống đồng thời có thể làm
hư trục đỡ bi lăn (nếu có). Vì thế, nên sử dụng nút kẹp hoặc kết hợp nút kẹp và khối
chèn thêm. Cịn với ống có thành dày hoặc ống đặc có thể dùng lực kẹp lớn ơm sát
đường kính ngồi ống giúp định hình uốn dễ dàng.
Vật liệu chế tạo khối kẹp từ thép cacbon thấp được tơi cải thiện. Phần tiếp
xúc với ống có độ bóng cao.

Khối đẩy
Khối đẩy định vị phơi tại vị trí cần thiết, là khối chịu lực kéo tạo nên biên
dạng khi khối uốn xoay. Áp lực đặt vào khối được điều chỉnh để cân bằng sức kéo
và ứng suất nén khi uốn. Thiết kế khối đẩy gồm ba dạng cơ bản:
-

-

Khối đẩy di động, thiết kế thông dụng nhất, di chuyển tịnh tiến cùng phôi khi uốn.
Cấu tạo dạng khối hình hộp chữ nhật với một mặt lõm theo đường kính ống cần
uốn.
Khối đẩy cố định: cấu tạo giống với khối di động nhưng khơng di chuyển trong q
trình uốn.
Loại khối xoay sử dụng một khối xoay với mặt lõm giống như rãnh puli.


10


1.2.8 Những cơng cụ phụ:

HÌNH 1-7 Các cơng cụ phụ
Trục đỡ
Là một công cụ hỗ trợ dành cho ống rỗng có bề dày từ rất mỏng đến mỏng, được
luồn vào bên trong ống tại những đoạn uốn giúp ống không bị móp, gãy trong q
trình uốn. Có nhiều loại trục đỡ với thiết kế khác nhau
Ở hầu hết các máy uốn, trục đỡ được gắn vào một trục phần phía sau máy có độ dài
có khả năng điểu chỉnh với tính tốn liên hệ với bán kính uốn và điểm tiếp tuyến,
Độ dài của trục thường dựa vào bán kính uốn. Các dạng cơ bản bao gồm:
Dạng nút: dạng đơn giản nhất dùng cho các ống khi uốn có giới hạn uốn thấp. Cấu
tạo từ một khối trụ với một đầu tiện có bán kính cong, trên trục có khoan một lỗ để

11


gắn với phần trục đỡ gắn ở phía sau. Trục đỡ dạng này hỗ trợ tại điểm độ bền uốn
với quá giới hạn.
Dạng định hình: là dạng cải tiến từ dạng nút với một mặt có kích thước giống với
bán kính uốn phần bị kéo ra. Độ dài của trục dạng định hình khơng với q ½
đường kính ống bên ngồi.
Dạng vừa nút và định hình: cấu tạo từ thép cacbon thấp được tơi thể tích cũng như
mặt ngồi. Mặt ngồi được có độ bóng cao giúp giảm lực ma sát với ống phôi khi
làm việc. Thường được sử dụng uốn cho thép khơng gỉ với độ chống mài mịn dưới
khả năng chịu lực tốt.
Dạng bi lăn: cấu tạo từ dạng định hình gắn thêm một bi lăn, có thể đỡ tốt cho cả
trước và sau của chỗ uốn. Dạng trục đỡ này giúp ngăn chặn việc kéo căng hay phá

hủy đoạn đã uốn của phơi. Cần có thêm một cơ cấu truyền động giúp kéo trục đỡ
sau mỗi lần uốn.
Phần bi lăn được làm từ thép cacbon cao trong khi phần thân làm từ thép thông
dụng hoặc kim loại màu, sau khi gia công và tôi cả hai phần đều có kích thước cần
thiết và độ bóng bề mặt
Dạng nhiều bi lăn: cải tiến từ một bi lăn lên thành nhiều hơn để có thể đỡ nhiều
đoạn cong bên trong ống chỗ uốn hơn

HÌNH 1-8 Trục đỡ
Việc lựa chọn các dạng trục đỡ với từng loại ống cũng rất quan trọng, có thể tổng
qt bằng hình 2.9. (với P: dùng nút hoặc không cần, CP: dạng bi với bước nhỏ; RP:
dạng bi với bước bình thường; UCP: dạng bi với bước rất nhỏ)

12


HÌNH 1-9 Thơng số chọn trục đỡ
1.2.9 Uốn các biên dạng khác:
Uốn ống vuông
Ống vuông được sử dụng rộng rãi những sản phẩm bàn ghế văn phòng cũng như
các sản phẩm sử dụng ngồi trời, so với ống trịn thì ống vng sẽ khó uốn hơn. Tuy

13


nhiên, khi uốn thì kim loại sẽ được kéo ra với tất cả hướng nên ống vuông vẫn được
sử dụng rộng rãi.
Bốn góc vng của ống phơi thường có bo nhẹ. Trong quá trình uốn, một mặt sẽ
bị nén lại lúc này kim loại sẽ dày theo phương vng góc cũng như dãn theo
phương song song so với bề mặt ống. Nếu khơng có kiểm sốt, sẽ gây nên vết nhăn

tại phần ép do bị nén lại
Ba yếu tố chính cần quan tâm khi uốn ống vuông là vật liệu của phội, máy móc
và bơi trơn trong việc uốn
 Vật liệu: với kích thước thì các rãnh của khối xoay, khối đẩy hay trục đỡ bên
trong phải có kích thước bền trong của như bên ngồi ống chính xác nhất có thể.
Nguyên tắc khi uốn ống thứ nhất là đoạn cần uốn tại bốn góc ống phải cùng bán
kính uốn; thứ hai là khoảng và lượng của đường hàn nối bên trong ống; thứ ba là
nên phải vệ sinh ống sạch bên ngồi khi trước khi uốn.
 Cơng cụ: nên đặt khối xoay song song với mặt đất; có thêm các truyền động thủy
lực giúp hỗ trợ q trình n;
u cầu với máy móc uốn ống vng là: việc dẫn phôi vào máy phải dễ dàng;
cung cấp đủ áp lực; sau khi uốn việc đổi vị trí cũng như thoát phôi cũng dễ dàng.
Trục đỡ của máy dùng dạng 2-3 bi, ống vng với kích thước 20x20 và dày
1,25mm thường dùng loại 1 bi khơng có thêm khối đỡ.
 Bơi trơn và làm sạch: bôi trơn đúng giúp giảm đi ma sát, gãy móp ống xuống tối
thiểu. Lau sạch phơi trước khi uốn chống hư hại bề mặt làm việc cho khối đỡ cũng
như các khôi kẹp, xoay.
1.2.10 Một số dụng cụ mở rộng của máy:
Trục đẩy phôi
Trục đẩy phôi tác dụng lực vào đầu cuối phôi để đẩy hoặc tăng thêm chuyển
động tiến của phơi khi nó được kéo qua khối xoay. Điều này giúp máy có thể kéo
được phôi ống bề dày mỏng hơn, giảm được độ dài khối kẹp cũng như lực kẹp, giúp
những đoạn uốn cuối dễ uốn, giúp các chỗ uốn không quá nhăn. Lực đẩy có thể đến
từ động cơ điện, thủy lực điều khiển với van.
Bộ trợ lực cho khối đẩy (pressure die assist)
Dựa vào ngun lí, tác dụng của trục đẩy phơi. Thay vì kẹp cũng như đẩy vào
ống, khối đẩy được đẩy qua cơ cấu cơ khí, xi lanh thủy lực, khí nén hoặc động cơ
servo. Giúp giảm được độ dài khối kẹp, các vết khi kẹp ống.

14