Chơng 2 gia công kim loại bằng áp lực
2.1 Khái niệm về gia công kim loại bằng áp lực
GCKL bằng áp lực là phơng pháp làm biến dạng phôi để tạo nên nhứng sản
phẩm có hình dạng và kích thớc theo yêu cầu .
Sản phẩm của GCAL đợc dùng nhiều trong ngành chế tạo máy hoặc sửa chữa
máy; trong các ngành điện, điện tử, tin học, xây dựng, kiến trúc, cầu đờng và trong
công nghiệp chế tạo hàng tiêu dùng
2.1.1 Đặc điểm
Kim loại gia công ở thể rắn, sau khi gia công không những thay đổi hình dáng, kích
thớc mà
còn thay đổi cả cơ tính, lý tính, hoá tính của kim loại nh kim loại mịn chặt hơn, hạt
đồng đều, khử các khuyết tật do đúc gây nên nh rỗ khí, rỗ co v.v , nâng cao cơ tính
và tuổi bền của chi tiết v.v
Ví dụ : kim loại tạo thành thớ sau khi cán, kéo; kim loại mịn chặt hơn do lực ép
khi dập,
GCAL có thể thực hiện ở trạng thái nguội đối với kim loại có tính dẻo cao nh đồng
(Cu), nhôm (Al), Để tăng tính dẻo ngời ta phải tiến hành nung nóng trớc khi gia
công đối với kim loại khó biến dạng, kim loại có độ bền cao. Khi nung nóng có thể
xảy ra hiện tợng ôxy hoá tạo nên lớp vảy sắt , làm hao phí kim loại, tăng ma sát
trong thành khuôn; Có thể xảy ra hiện tợng mất các bon, hiện tợng cháy, nứt nẻ,
hiện tợng quá nhiệt làm thay đổi tính chất của vật liệu. Nên cần chọn chế độ nung :
thời gian nung và khoảng thời gian nung hợp lý.
Khi gia công tinh thờng ngời ta gia công nguội vì độ chính xác cao.
GCAL là một quá trình sản xuất cho phép ta nhận các chi tiết có kích thớc chính
xác, chất lợng bề mặt chi tiết tốt, lợng phế liệu thấp và chúng có tính cơ học cao
so với các vật đúc.
Gia công kim loại bằng áp lực cho năng suất cao vì có khả năng cơ khí hoá và tự
động hoá cao. Nh các máy chế tạo ren ốc vít, nút chai,
2.1.2 Các phơng pháp gia công kim loại bằng áp lực
Gia công áp lực gồm có các phơng pháp chính sau : Cán kim loại, kéo kim
loại, ép kim loại, rèn tự do, Rèn khuôn ( hay còn gọi là dập thể tích, dập khối) và dập

uá tính
Hình 2-1 Sơ đồ tác dụng lực

Phản lực và lực ma sát
Phản lực (R): là lực luôn thẳng góc với mặt tựa và ngợc chiều với lực tác dụng chính.
Phản lực thờng sinh ra trên bộ phận cố định của thiết bị và thẳng góc với mặt tựa của
thiết bị. Khi tính phản lực ta cần tính đến lực ma sát vì nó ảnh hởng lớn đến quá trình
biến dạng.
Lực ma sát (F
ms
): ngợc chiều với sự dịch chuyển trong kim loại và có trị số:
F
ms
= fR
f - Hệ số ma sát R - lực pháp tuyến;

P

P
b
a
Hình 2-2 a, Biến dạng toàn bộ b,Biến dạng một phần

Lực quán tính :
Là lực sinh ra do sự di động không đều của các chất điểm trong vật thể khi biến
dạng. (Hay nói cách khác là do biến dạng không đều và tốc độ biến dạng không đều).
Trị số của lực quán tính: F = m.a
m - khối lợng của vật chuyển động;
a - Gia tốc của chất điểm chuyển động
Vì nghiên cứu về gia tốc chuyển động của các chất điểm rất phức tạp nên khi

Do sự nung nóng không đều;
Sự biến dạng giữa các bộ phận không đều;
Tổ chức kim loại bị thay đổi;
Do tác dụng của các hiện tợng lý hoá;
Nội lực có khả năng làm giảm độ bền, làm ảnh hởng đến khả năng làm việc của
kết cấu cho nên sau khi gia công cần khử bỏ các nội lực. Nội lực có thể khử bỏ hoặc
giảm băng các phơng pháp nhiệt luyện hoặc gia công cơ học.
2.2.2 Khái niệm về các loại biến dạng
Trong quá trình gia công ngời ta lợi dụng biến dạng dẻo của kim loại để tạo ra
những sản phẩm có hình dạng và kích thớc theo yêu cầu. Để xác định quy trình công
nghệ gia công hợp lý và khoa học chúng ta cần biết cơ sở lý thuyết của quá trình biến
dạng kim loại khi gia công.
Sự tạo nên hình dáng của vật thể hay sản phẩm phụ thuộc vào mức
độ biến dạng của kim loại . Trong gia công áp lực có ba loại biến dạng: biến dạng đàn
hồi, biến dạng dẻo và biến dạng phá huỷ.
a- Biến dạng đàn hồi : là biến dạng mà sau khi thôi tác dụng nó sẽ trở về trạng thái
ban đầu của vật thể.
b- Biến dạng dẻo : là biến dạng mà sau khi khử bỏ lực tác dụng kim loại không trở về
hình dạng và trạng thái ban đầu của nó. Khi ta tác dụng vào vật thể một lực, vật thể bị
biến dạng. Lợng biến dạng còn tồn tại sau khi ta khử bỏ tải trọng gọi là biến dạng d.
Biến dạng d xuất hiện khi ứng suất bên trong vật thể vợt quá giới hạn đàn hồi. Quá
trình biến dạng d mà trong đó trên các phần của vật thể không có sự phá huỷ thô đại
(nứt nẻ) gọi là quá trình biến dạng dẽo. Trong biến dạng dẻo luôn tồn tại biến dạng đàn
hồi, nên ta cần tính đến lợng biến dạng này khi thiết lập quy trình gia công cho hợp lý
.
c- Biến dạng phá huỷ : là biến dạng mà sau khi khử bỏ lực tác dụng trên bề mặt kim
loại tồn tại các vết nứt thô đại hay kim loại bị nứt, gẫy, phá huỷ.
44
Gia công áp lực là phơng pháp làm biến dạng dẻo vật liệu nhằm chế tạo sản
phẩm hay tạo phôi cho gia công cơ khí, nâng cao cơ tính cho vật liệu, loại trừ khuyết tật

Hình 2-4 Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể
c
d

Khi tác dụng lên đơn tinh thể thì đơn tinh thể chịu 2 ứng suất: ứng suất pháp và ứng
suất tiếp.
Khi tác dụng lên tinh thể một tải trọng kéo nén thuần tuý tức là véc tơ của ứng suất
pháp thẳng góc với mặt tinh thể thì khi tải trọng tăng, khoảng cách giữa các phân tử
tăng. Nếu ứng suất pháp nhỏ hơn giới hạn đàn hồi thì sau khi khử bỏ tải trọng , các
nguyên tử sẽ trở về vị trí cân bằng. Nếu ứng suất pháp lớn hơn giới hạn đàn hồi thì
lúc đó mối liên kết giữa các nguyên tử bị phá vở. Nh vậy với tải trọng kéo nén
thuần tuý, tinh thể chỉ tồn tại biến dạng đàn hồi hay biến dạng phá huỷ.
Dới tác dụng của lực P không thẳng góc với mặt phẳng trợt (mặt phảng tinh thể)
lực P đợc phân ra hai thành phần:
+ Theo ph
ơng pháp tuyến
+ Theo phơng tiếp tuyến;

45

P
P
2
P
1
ra biến dạng dẻo trong kim loại, các mặt trợt là các mặt phẳng có mật độ nguyên tử
cao nhất. Biến dạng dẻo do song tinh gây ra rất bé, nhng khi có song tinh, trợt sẽ xẩy
ra thuận lợi hơn.
e- Biến dạng trong đơn tinh thể
Biến dạng dẻo của đa tinh thể: kim loại và hợp kim là tập hợp của nhiều đơn tinh
thể (hạt tinh thể), cấu trúc của chúng đợc gọi là cấu trúc đa tinh thể. Trong đa tinh thể,
biến dạng dẻo có hai dạng: biến dạng trong nội bộ hạt và biến dạng ở vùng tinh giới
hạt. Sự biến dạng trong nội bộ hạt do trợt và song tinh. Đầu tiên sự trợt xẩy ra ở các
hạt có mặt tr
ợt tạo với hớng của ứng suất chính một góc bằng hoặc xấp xỉ 45
o
, sau đó
mới đến các mặt khác. Nh vậy, biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xẩy ra không
đồng thời và không đồng đều. Dới tác dụng của ngoại lực, biên giới hạt của các tinh
thể cũng bị biến dạng, khi đó các hạt trợt và quay tơng đối với nhau. Do sự trợt và
quay của các hạt, trong các hạt lại xuất hiện các mặt trợt thuận lợi mới, giúp cho biến
dạng trong kim loại tiếp tục phất triển.
46
2.3 Các hiện tợng xảy ra khi biến dạng dẻo.
2.3.1 Hiện tợng biến cứng
Trong quá trình biến dạng dẻo phát sinh ra các hiện tợng sau:
Thay đổi hình dạng của đơn tinh thể của đơn tinh thể.
Hớng của đa tinh thể thay đổi từ vô hớng quay về trục tác dụng của lực tác dụng
do đó tinh thể bị kéo dài theo hớng đó từ vô hớng thànhcó hớng nhất định.
Gây nên ứng suất d - do biến dạng không đều cùng lúc & biến
dạng trong nội bộ hạt tinh thể không đều. Các ứng suất này có thể tồn tại và làm cho
vật thể bị cong vênh, nứt sau khi biến dạng.
2.3.2 Hiện tợng biến mềm
Là quá trình biến kim loại từ trạng thái mất cân bằng có thế năng tự do cao (do
biến cứng) về trạng thái cân bằng (có thế năng bé) nhờ sự nung nóng , tạo điều kiện

Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể, lực liên kết giữa các nguyên tử
khác nhau do đó tính dẻo của chúng cũng khác nhau, chẳng hạn đồng, nhôm dẻo hơn
sắt. Đối với các hợp kim, kiểu mạng thờng 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
47
thờng kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc một pha dẻo hơn hợp kim có cấu trúc
nhiều pha. Các tạp chất thờng tập trung ở biên giới hạt, làm tăng xô lệch mạng cũng
làm giảm tính dẻo của kim loại.
2.4.2 ảnh hởng của nhiệt độ
Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại khi tăng
nhiệt độ, tính dẻo tăng. Khi tăng nhiệt độ, 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 thờng tồn tại ở pha kém dẻo, khi
ở nhiệt độ cao chuyển biến thù hình thành pha có độ dẻo cao. Khi ta nung thép từ
20ữ100
0
C thì độ dẻo tăng chậm nhng từ 100ữ400
0
C độ dẻo giảm nhanh, độ giòn tăng
(đối với thép hợp kim độ dẻo giảm đến 600
0
C), quá nhiệt độ này thì độ dẻo tăng nhanh.
ở nhiệt độ rèn nếu hàm lợng cácbon trong thép càng cao thì sức chống biến dạng càng
lớn.
2.4.3 ảnh hởng của ứng suất d
Khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch mạng tăng,
ứng suất d lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh (hiện tợng biến cứng). Khi nhiệt
độ kim loại đạt từ 0,25 - 0,30T
nc
(nhiệt độ nóng chảy), ứng suất d và xô lệch mạng

1


2
3


1


2


1
Hình 2-7 Biểu diễn các loại ứng suất khi biến dạng

- ứng suất đờng:
max
=
1
/2; - ứng suất mặt:
Hình 2-8 ảnh hởng của trạng thái ứng suất đến tính dẻo của kim loại
Tính dẻo tăng từ trạng thái kéo khối đến nén khối

2.4.5 ảnh hởng của tốc độ biến dạng
Sau khi rèn dập, các hạt kim loại bị biến dạng do chịu tác dụng mọi phía nên
chai cứng hơn, sức chống lại sự biến dạng của kim loại sẽ lớn hơn, đồng thời khi nhiệt
độ nguội dần sẽ kết tinh lại nh cũ. Nếu tốc độ biến dạng nhanh hơn tốc độ kết tinh lại
thì các hạt kim loại bị chai cha kịp trỡ lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng,
do đó ứng suất trong khối kim loại sẽ lớn, hạt kim loại bị dòn và có thể bị nứt.
Nếu lấy 2 khối kim loại nh nhau cùng nung đến nhiệt độ nhất định rồi rèn trên
máy búa và máy ép, ta thấy tốc độ biến dạng trên máy búa lớn hơn nhng độ biến dạng
tổng cộng trên máy ép lớn hơn.
49
2.5. Một số định luật áp dụng trong gia công áp lực
2.5.1 . Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo
Khi biến dạng dẻo của kim loại xảy ra đồng thời đã có biến dạng đàn hồi tồn tại.
Quan hệ giữa chúng qua định luật Hooke. Khi biến dạng kích thớc của kim loại so với
kích thớc sau khi thôi tác dụng khác nhau.
Biến dạn
g
đàn hồi
Biến dạn

2.5.3. Định luật thể tích không đổi
" Thể tích của vật thể trớc khi biến dạng bằng thể tích sau khi biến dạng"
H.B.L = h.b.l ln ln ln
H
h
B
b
L
l
++=01
+
2
+
3
= 0
với:
1
,
2
,
3
- biến dạng thẳng hoặc ứng biến chính.
Từ các công thức trên ta có kết luận:
Khi tồn tại cả 3 ứng biến chính thì dấu của 1 ứng biến chính phải khác dấu với dấu



3
1
04= ,
nghĩa là sau khi chồn có 60% chuyển theo chiều rộng và
40% chuyển theo chiều dài.
ứng dụng định luật này để tính toán phôi hoặc xác định mức độ biến dạng.

2.5.4. Định luật trở lực bé nhất
Trong quá trình biến dạng, các chất điểm của vật thể sẽ di chuyển theo hớng
nào có trở lực bé nhất. Khi ma sát ngoài trên các hớng của mặt tiếp xúc đều nhau thì
một chất điểm nào đó trong vật thể biến dạng sẽ di chuyển theo hớng có pháp tuyến
nhỏ nhất. Khi lợng biến dạng càng lớn tiết diện sẽ chuyển dần sang hình tròn làm cho
chu vi của vật nhỏ nhất.
Ví dụ: Khi vuốt, bớc vuốt phải nhỏ hơn chiều rộng phôi.
Hình 2- 11 Hình dáng của phôi sau khi chồn


độ dẫn nhiết tăng dần khi nhiệt độ tăng.
Kim loại có độ dẫn nhiệt càng lớn thì thời gian nung càng ít.
Hiện tợng ôxyhoá
Kim loại khi nung trong lò, do tiếp xúc với không khí, khí lò nên bề mặt nó dễ bị
ôxyhoá và tạo nên lớp vảy sắt. Sự mất mát kim loại đến 4 ữ 6%, còn làm hao mòn thiết
bị, giảm chất lợng chi tiết v.v
Quá trình ôxy hoá xảy ra do sự khuyết tán của nguyên tử ôxy vào lớp kim loại
và sự khuyết tán của nguyên tử kim loại qua lớp ôxyt ở mặt ngoài vật nung để tạo thành
3 lớp vảy sắt: FeO - Fe
3
O
4
- Fe
2
O
3
. Nhiệt độ nung trên 570
0
c lớp vảy sắt tăng mạnh và
trên 1000
0
C lớp vảy sắt dày đặc phủ kín mặt ngoài vật nung, nhiệt độ tiếp tục tăng lớp
ôxyt này bị cháy, đồng thời tạo nên lớp ôxyt mới. Ôxy hoá có thể do ôxy của không khí
hoặc do oxy có trong khí CO
2
, trong hơi nớc H
2
O.
O
4
+ O
2
= 6 Fe
2
O
3
;
52
Lớp bên ngoài rất mỏng Fe
2
O
3
chiếm khoảng 2 % toàn bộ chiều dày; Lớp Fe
3
O
4

chiếm khoảng 18%
Hiện tợng mất cácbon
Hiện tợng mất cácbon trên bề mặt của vật nung sẽ làm thay đổi cơ tính của chi
tiết, có khi tạo nên cong vênh, nứt nẻ khi tôi. Quá trình mất các bon là do các chất khí
O
2
, CO
2
, H
2
O, H

2
= 3Fe + CH
4
ặ

-/-
Tác dụng mạnh nhất là H
2
O rồi đến CO
2
, O
2
, H
2

Để giảm sự mất C có thể dùng chất sơn phủ lên bề mặt vật nung.
Hiện tợng quá nhiệt
Khi nung thép quá nhiệt độ tới hạn (T > T
đ
- 150)
o
C và giữ lâu thì kích thớc hạt
ôstenit càng lớn, làm cho tính dẻo của kim loại giảm nhiều, có thể tạo nên nứt nẻ khi
gia công hoặc giảm tính dẻo của chi tiết sau này.
Đối với thép cacbon nhiệt độ quá nhiệt dới đờng đặc khoảng 150
0
trở lên.
Thép các bon kết cấu (%C <0,4%) Nhiệt độ quá nhiệt khoảng 1300
o
C;

Sau khi bị cháy thì kim loại phải vứt đi hoặc cắt bỏ phần bị cháy.
Nứt nẻ:
Hiện tợng nứt nẻ xuất hiện bên ngoài hoặc bên trong kim loại.
Nguyên nhân: Do ứng suất nhiệt sinh ra vì sự nung không đều, tốc độ nung
không hợp lý v.v ứng suất nhiệt này cùng với ứng suất d sẵn có của phôi (cán, đúc)
khi vợt qua giới hạn bền của kim loại sẽ gây ra nứt nẻ.
Đối với thép thờng xảy ra nứt nẻ ở t
0
< 800
0
C.
53
2.6.2 Chế độ nung kim loại
Yêu cầu đối với chế độ nung là phải thoả mản các yêu cầu kỹ thuật và kinh tế.
Đạt tính dẻo cao, không có khuyết tật và chi phí ít.
Chọn khoảng nhiệt độ nung:
Yêu cầu:
Đảm bảo kim loại dẻo nhất. Kim loại biến dạng tốt và hao phí ít nhất.
Chất lợng vật nung phải đợc bảo đảm.
Đối với thép cácbon dựa trên giản đồ Fe-C để chọn khoảng nhiệt độ nung khi GCAL 727
1147
911
Vùng gia
công áp lực
Vùng quá nhiệ
t
Vùng cháy

ktgc
= TAr3 + ( 20 40 )
o
C
Đối với thép sau cùng tích
Sở dĩ phải kết thúc dới đờng Acm và trên Ac1 vì:
Nếu trên Acm thì mặc dù kim loại ở trạng thái 1 pha có tính dẻo cao , nhng khi
nguội sẽ tiết ra xêmentít (Fe
3
C) ở dạng lới làm giảm tính dẻo.
Nếu kết thúc dới A
cm
thì lúc gia công xêmentít bị vở vụn ra khi gia công ở dạng hạt
nên vật gia công vẫn có độ bền và độ dẻo cao.
Đối với thép trớc cùng tích:
Nếu kết thúc gia công dới đờng Ac3 thì mặc dù kim loại ở trạng thái 2 pha nhng
pha fe rít có độ dẻo cao nên vẫn gia công đợc không ảnh hởng đến chất lợng sản
phẩm.
54
ứng với mỗi kim loại và hợp kim có một khoảng nhiệt độ nung xác định . Chúng
ta có thể tham khảo trong các sổ tay về rèn dập hay gia công áp lực.
Thời gian nung
Thời gian nung cần phải chọn hợp lý để đảm bảo:
Yêu cầu kỹ thuật: Nhiệt độ phân bố đều, chất lợng vật nung đảm bảo tốt không nứt
nẻ, không bị biến dạng cong vênh, không có khuyết tật,
Yêu cầu kinh tế: nung chi tiết nhanh, không hao phí nhiều kim loại, năng suất cao,
giảm lợng nhiên liệu
Thời gian nung phụ thuộc:
1. Tính chất của kim loại (Tính dẫn nhiệt, tính dẫn nhiệt cao thì thời gian nung càng
nhanh;

Phơng pháp
xế phôi

1
1,4
1,3
1,4
2 D
2
D
2,0 4 Hình 2- 15 Sự phụ thuộc thời gian nung và phơng pháp xếp phôi

55
2.6.3 Các phơng pháp nung phôi liệu khi gia công áp lực : Nung trong các thiết bị
đơn giản nh lò rèn thủ công, lò phản xạ, lò buồng đốt than, lò điện,
Các phơng pháp nung phôi liệu khi gia công áp lực : Nung trong các thiết bị
đơn giản nh lò rèn thủ công, lò phản xạ, lò buồng đốt than, lò điện,
Lò rèn thủ công


Không khí thổi theo cửa gió 1 theo ống dẫn qua ghi lò 5 để đốt cháy nhiên liệu 4 (than)
trong buồng lò 3 (đợc cờng lực nhờ vỏ lò bằng thép 2), bụi và khói theo nón 6 qua
ống khói 7 ra ngoài. Lò này đơn giản, rẻ tiền nhng không khống chế đợc nhiệt độ,
năng suất nung thấp, hao tốn kim loại nhiều, nhiệt độ vật nung không đều v.v chỉ dùng
trong các phân xởng sửa chữa để nung vật nhỏ.

b. Lò buồng (lò phản xạ)
Là lò có nhiệt độ khoảng không gian công tác của lò đồng nhất. Lò buồng là
một buồng kín, khống chế đợc nhiệt độ nung, có thể xếp nhiều phôi, sự hao phí kim
loại ít, phôi không trực tiếp tiếp xúc với nhiên liệu. Lò buồng thuộc loại lò hoạt động
chu kỳ, có thể dùng nhiên liệu (than đá, khí đốt, dầu) hoặc điện trở. Trên hình sau trình
bày sơ đồ một lò buồng dùng nhiên liệu rắn.

56 1


57
2.7 Cán kim loại
2.7.1 Khái niệm chung về cán kim loại
a. Khái niệm : Cán kim loại là quá trình biến dạng kim loại giữa hai trục cán có khe hở
nhỏ hơn chiều cao của phôi, kết quả làm cho phôi giảm chiều cao , chiều dài và chiều
rộng tăng. Hình dạng của sản phẩm do hình dạng của khe hở giữa hai trục cán quyết
định.
Cán kim loại đợc sử dụng rộng rãi vì nó không chỉ làm thay đổi hình dạng của
phôi mà còn nâng cao chất lợng phôi kim loại : Phá huỷ tổ chức kim loại đúc có nhiều
khuyết tật, tổ chức dạng nhánh cây có nhiều rổ khí, tạo nên tổ chức mới có độ chắc,
hạt nhỏ mịn chặt hơn, độ bền cao, khắc phục đợc các khuyết tật trong kim loại.
b. Sơ đồ quá trình cán kim loại
Hình 2-18 Sơ đồ nguyên lý cán kim loại
D
A

A

P

I
B
A

- chiều cao trớc và sau khi cán.
B
o
, B
1
- chiều rộng trớc và sau khi cán.
L
o
, L
1
- Chiều dài trớc và sau khi cán.
Vùng ABB'A' - gọi là vùng biến dạng;
Cung AB,A'B' tiếp xúc với trục cán gọi là cung ăn ( hay cung tiếp xúc).
Góc - gọi là góc ăn hay góc tiếp xúc;
Góc - gọi là góc ma sát;

c. Các thông số đặc trng cho quá trình cán
Hệ số kéo dài :
21
1
1
===
F
F
L
L
o
o
à


1
- L
o

Lợng giãn rộng tuyệt đối :

B = B
1
- B
od. Điều kiện cán vào

Khi kim loại tiếp xúc với trục cán tại hai điểm A A' mỗi phía của trục cán tác
dụng lên vật cán 2 lực :
* Phản lực N;
* Lực ma sát T T = f.N
* Hệ số ma sát f = T/ N = tg
Để phôi đi qua đợc khe hở giữa hai trục cán lực Tx cần lớn hơn lực Nx
Tx > Nx Tx = T Cos = f.N.Cos
Nx = NSin
f.N.Cos > NSin

==> f > Sin/ Cos
f > tg mà f = tg
tg > tg


>

Hai trục quay cùng vận tốc góc, (cùng số vòng quay);
Có trạng thái bề mặt nh nhau (có nghĩa là có cùng hệ số ma sát);
Không tính đến quá trình biến dạng đàn hồi của trục cán;
Phôi có kích thớc tiết diện ngang không thay đổi trên toàn bộ chiều dài
b,h = const
Các điều kiện khác cũng phải giống nhau ( tổ chức kim loại, nhiệt độ, thành phần
hoá học, công nghệ bôi trơn, trạng thái bề mặt, )

2.7.2. Sản phẩm cán
Sản phẩm cán rất đa dạng, đợc phân ra bốn nhóm chính: dạng hình, dạng tấm,
dạng ống và dạng đặc biệt.
Loại hình: Các sản phẩm dạng hình đợc chia ra
Loại hình đơn giản : dạng (a), gồm có thanh, thỏi tiết diện tròn, vuông, chữ
nhật, lục giác, bán nguyệt tiết diện vuông , chữ nhật, tròn, lục giác,
Loại hình phức tạp : dạng hình phức tạp (b) có tiết diện chữ V, U, I, T, Z
H
ình 2-19. Một số loại sản phẩm cán

1 2 3 4 5 6 5 4 7
Hình 2- 20 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy cán
1. Trục cán 2. Trục các- đăng 3. Hộp phân lực
4. Khớp nối 5. Bánh đà 6. Hộp giảm tốc 7. Động cơ
Hình 2- 21 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo một máy cán thép hình
61

Hình 2- 22 Hình dáng bên ngoài bộ truyền cho các trục cán

Phân loại máy cán :

+ Máy cán thép tấm;
+ Máy cán ống;
+ Máy cán đặc biệt nh cán răn, cán bi, cán vành xe,

Hình 2 - 24 Sơ đồ nguyên lý máy cán bi thép

Căn Cứ theo sự bố trí trục cán ngời ta chia ra :
+ Máy cán đơn
+ Máy cán đờng thẳng :
+ Máy cán 2 cấp :
+ Máy cán nhiều cấp :
+ Máy cán bán liên tục :
+ Máy cán liên tục : Hình 2 - 25 Sơ đồ bố trí các trục trong 1 dây chuyền cán
63
Error!
64
H×nh 2-29 S¬ ®å nguyªn lý m¸y c¸n thÐp thái
H×nh 2- 30 S¬ ®å nguyªn lý m¸y c¸n thÐp ®Þnh h×nh 65
2.8. Kéo kim loại
2.8.1. Thực chất, đặc điểm và công dụng
Thực chất: Kéo sợi là quá trình kéo phôi kim loại qua lổ khuôn làm cho tiết diện
ngang của phôi giảm và chiều dài tăng. Hình dáng và kích thớc của chi tiết do lổ
khuôn kéo quyết định.
Đặc điểm
Kéo sợi có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội.
Có thể kéo hầu hết vật liệu kim loại màu, kim loại đen, chất dẻo,
Có thể kéo các sản phẩm đặc hay rỗng
Độ bóng, độ chính xác cao; cơ tính đợc nâng cao.
Nhợc điểm : Khuôn mau mòn và mòn không đều gây h hỏng sản phẩm; sản phảm
dễ bị biến cứng nên khi kéo nhiều lần cần phải nhiệt luyện.
Công dụng:
Kéo sợi dùng để chế tạo các thỏi, ống, sợi bằng thép và kim loại màu.
Kéo sợi còn dùng gia công tinh bề mặt ngoài các ống cán có mối hàn và một số công
việc khác.

<=
{k] Hệ số kéo cho phép;



gfP
k
b
cot1(
1][
+
+=
;
F
o
, F
1
- Tiết diện trớc và sau khi kéo lần 1;. Mỗi lần kéo tiết diện giảm từ
(15-35) % ;
do, dn - đờng kính phôi và đờng kính sau khi kéo lần thứ n.
66