Chương 4: Cán dọc trong lỗ hình

Để sản xuất thép hình người ta phải dùng các trục cán có tiện rãnh. Hai rãnh(hoặc ba rãnh) của hai (hoặc ba) trục cán hợp lại tạo thμnh một khoảng trống trênmặt phẳng chứa các tâm trục cán gọi lμ lỗ hình. Trong quá trình cán, kim loại sẽđiền đầy lỗ hình vμ tạo ra tiết diện có hình dáng nh− lỗ hình.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 4: Cán dọc trong lỗ hìnhGi¸o tr×nh: Lý thuyÕt c¸n Ch−¬ng 4 C¸n däc trong lç h×nh4.1- R·nh trôc c¸n 4.1.1- C¸c kh¸i niÖm vÒ khu«n h×nh §Ó s¶n xuÊt thÐp h×nh ng−êi ta ph¶i dïng c¸c trôc c¸n cã tiÖn r·nh. Hai r·nh(hoÆc ba r·nh) cña hai (hoÆc ba) trôc c¸n hîp l¹i t¹o thµnh mét kho¶ng trèng trªnmÆt ph¼ng chøa c¸c t©m trôc c¸n gäi lµ lç h×nh. Trong qu¸ tr×nh c¸n, kim lo¹i sÏ®iÒn ®Çy lç h×nh vµ t¹o ra tiÕt diÖn cã h×nh d¸ng nh− lç h×nh. Cïng víi sù ®iÒn ®Çy,trong thùc tÕ cã thÓ x¶y ra hoÆc kh«ng ®iÒn ®Çy hoÆc ®iÒn qu¸ ®Çy. Trong c«ng nghÖ c¸n h×nh th× lç h×nh cã thÓ chia thµnh hai nhãm: nhãm lçh×nh ®¬n gi¶n (vu«ng, trßn, thoi, «van...) vµ nhãm lç h×nh phøc t¹p ®Ó s¶n xuÊt c¸cs¶n phÈm cã tiÕt diÖn phøc t¹p (gãc, ch÷ I, ch÷ U, thÐp ®−êng ray c¸c lo¹i...). C¸c lç h×nh ®¬n gi¶n th−êng ®−îc tËp hîp theo tõng hÖ gäi lµ hÖ thèngkhu«n h×nh. VÝ dô: hÖ thèng lç h×nh hép ch÷ nhËt - vu«ng (a), thoi - thoi (b), thoi -vu«ng (c), «van - vu«ng(d), «van - trßn (e)...a) b) c) d) e) H×nh 4.1- C¸c hÖ thèng r·nh h×nh ®¬n gi¶n. 4.1.2- Sè liÖu thùc nghiÖm vÒ mèi quan hÖ cña c¸c thèng sè c«ng nghÖ c¸ntrong lç h×nh vµ c¸n trªn trôc ph¼ng VÒ vÊn ®Ò c«ng nghÖ c¸n trong lç h×nh ®−îc nhiÒu t¸c gi¶ ®Ò cËp vµ còng ®·cã nhiÒu c«ng tr×nh ®−îc c«ng bè, vÝ dô nh− mét sè c«ng tr×nh cña c¸c t¸c gi¶Bakh¬tin«p, Golovin, Strern«p, Pavlop... Trong sè c¸c th«ng sè c«ng nghÖ cã gãc ¨n khi c¸n trªn trôc ph¼ng vµ cã lçh×nh. α KH 1 = (4.1) α TP bP 0,6 + 0,025 b LHtrong ®ã, αKH: gãc ¨n khi c¸n trªn trôc cã lç h×nh. αTP: gãc ¨n khi c¸n trªn trôc kh«ng cã lç h×nh (trôc ph¼ng). bP: chiÒu réng s¶n phÈm, kÓ c¶ bavia. BKH: chiÒu réng lç h×nh. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa - §¹i häc §µ N½ng 43Gi¸o tr×nh: Lý thuyÕt c¸n Qua biÓu thøc (4.1) ta thÊy khi tû sè bP/bKH ≥ 4 th× gãc ¨n khi c¸n trªn trôcph¼ng b»ng gãc ¨n c¸n trong lç h×nh (αKH = αTP). Nghiªn cøu v−ît tr−íc c¸n trong lç h×nh ng−êi ta nhËn thÊy, l−îng v−ît tr−ícë ®¸y lç h×nh lín h¬n v−ît tr−íc c¸n trªn trôc ph¼ng (khi mäi th«ng sè c«ng nghÖkh¸c kh«ng ®æi). KÕt qu¶ nghiªn cøu vÒ d·n réng ∆b cho thÊy nÕu nh− mäi th«ng sè c«ngnghÖ ®Òu nh− nhau th× chØ sè d·n réng ∆b/∆h c¸n trªn trôc ph¼ng n»m trong ph¹mvi gi÷a chØ sè d·n réng khi c¸n cã l−îng Ðp t¨ng víi khi c¸n cã l−îng Ðp gi¶m. ⎛ ∆b ⎞ ⎛ ∆b ⎞ ⎛ ∆b ⎞ ⎜ ⎟ < ⎜ ⎟ Gi¸o tr×nh: Lý thuyÕt c¸n §iÒu kiÖn ®Ó cã ®ång d¹ng vÒ vËt lý khi biÕn d¹ng dÎo c¸c vËt thÓ th× ph¶i cãc¸c ®iÒu kiÖn gièng nhau vÒ thµnh phÇn ho¸ häc, tæ chøc tinh thÓ ®Æc tr−ng vÒ giac«ng c¬ vµ gia c«ng nhiÖt. NÕu nh− c¸c ®iÒu kiÖn vÒ ®ång d¹ng nãi trªn ®−îc ®¶m b¶o th× ¸p lùc trªn bÒmÆt tiÕp xóc gi÷a kim lo¹i vµ trôc c¸n sÏ nh− nhau, ®ång thêi tû sè gi÷a ¸p lùc toµnphÇn b»ng tû sè gi÷a c¸c bÒ mÆt cã lùc t¸c dông. Tû sè gi÷a c«ng tiªu hao b»ng tû sègi÷a thÓ tÝch cña chóng. VÊn ®Ò quan s¸t ®iÒu kiÖn ®ång d¹ng biÕn d¹ng kh¸ khã kh¨n, nhÊt lµ ë nhiÖt®é cao. Chóng ta biÕt r»ng, khi thÓ tÝch cña mét vËt thÓ gi¶m ®i th× tû sè diÖn tÝch bÒmÆt víi thÓ tÝch ®ã l¹i t¨ng lªn, ®ång thêi nhiÖt ®é biÕn d¹ng cña vËt thÓ cã thÓ tÝchbÐ sÏ gi¶m nhanh h¬n so víi vËt thÓ cã thÓ tÝch lín. ®Ó thùc hiÖn ®−îc c¸c ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng ®ång d¹ng (nhÊt lµ ®ång d¹ng vÒ c¬häc) nhÊt thiÕt ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn: FK = idem (Gupkin) Vtrong ®ã, FK: diÖnt Ých tiÕp xóc gi÷a trôc c¸n vµ kim lo¹i. Lý thuyÕt ®ång d¹ngtrong qu¸ tr×nh c¸n ®−îc coi nh− mét trong c¸c ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu qu¸ tr×nhc¸n. Bëi v× sù biÕn ®æi c¸c th«ng sè c«ng nghÖ cña qu¸ tr×nh c¸n, vÝ dô nh− chiÒu dµicung tiÕp xóc lx, gãc ¨n α, l−îng Ðp tû ®èi ε%, tèc ®é biÕn d¹ng U theo chiÒu réngcña lç h×nh lµ kh¸ phøc t¹p dï cho lµ c¸n mét ph«i cã tiÕt diÖn ®¬n gi¶n trong mät lçh×nh ®¬n gi¶n (h×nh 4.2). Trong thùc tÕ s¶n xuÊt, b¶n th©n thÐp h×nh cã hµng ngµn chñng lo¹i (theo diÖntÝch tiÕt diÖn) vµ l¹i cã hµng chôc ngµn kÝch th−íc kh¸c nhau, øng dông lý thuyÕt®ång d¹ng cã thÓ cho phÐp ta tËp hîp chóng thµnh tõng nhãm, tõng lo¹i ®Ó tiÖn choviÖc nghiªn cøu qu¸ tr×nh biÕn d¹ng khi c¸n trong lç h×nh. u l l ε l u u l ε α α ε α ε u α H×nh 4.2- Sù thay ®æi c¸c th«ng sè c¬ b¶n trong vïng biÕn d¹ng theo chiÒu réng khu«n h×nh4.3- Sù ®ång d¹ng h×nh häc cña vËt c¸n Gi¶ thiÕt chóng ta cÇn biÕn ®æi mét sè tiÕt diÖn phøc t¹p cña vËt c¸n vÒ tiÕt Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa - §¹i häc §µ N½ng 45Gi¸o tr×nh: Lý thuyÕt c¸ndiÖn ®¬n gi¶n nhÊt (h×nh hép ch÷ nhËt) ®−¬ng nhiªn hai diÖn tÝch tiÕt diÖn nµy ph¶i®¶m b¶o b»ng nhau. §Æt: h, b, ω: chiÒu cao, chiÒu réng, diÖn tÝch tiÕt diÖn phøc t¹p cña vËt c¸n. a = h/b: tû sè gi÷a hai trôc ®Æc tr−ng. hc, bc, ωc: chiÒu cao, chiÒu réng, diÖn tÝch tiÕt diÖn ®¬n gi¶n cña vËtc¸n t−¬ng ®−¬ng. ac = hc/bc: tû sè gi÷a hai trôc cña tiÕt diÖn t−¬ng ®−¬ng (hai c¹nh h×nhch÷ nhËt). Theo tÝnh chÊt ®ång d¹ng th× ph¶i cã ®iÒu kiÖn: ω = ωc vµ a = ac. Do ®ã, tacã: bc = a.hc vµ ω = hc.bc (4.5) ω®ång thêi: hc = (4.6) ...