TỔNG QUAN
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỒ ÁN
Trong bối cảnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa toàn cầu và tại Việt Nam, sự phát triển của khoa học - công nghệ đang diễn ra mạnh mẽ, góp phần nâng cao năng suất lao động và thay thế dần sức lao động con người Sự phát triển này đã dẫn đến sự ra đời của nhiều loại máy móc phục vụ nhu cầu thiết yếu, trong đó máy uốn đang được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, đặc biệt là lĩnh vực may mặc.
Trong ngành may, máy uốn dao bế đã trở thành công cụ quan trọng, giúp giảm thiểu sức lao động và nâng cao hiệu quả sản xuất Trước đây, quá trình làm khuôn bế cắt dập chủ yếu thực hiện bằng tay, tốn nhiều công sức nhưng năng suất không cao Hiện nay, nhờ vào sự hỗ trợ của máy móc, công việc này trở nên nhẹ nhàng hơn và năng suất tăng đáng kể, từ đó giúp giảm chi phí sản xuất trong ngành may mặc.
Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại máy uốn thép từ thủ công đến tự động, nhưng tại Việt Nam, phần lớn sản phẩm vẫn là hàng nhập khẩu, dẫn đến giá thành cao và hạn chế đáp ứng nhu cầu khách hàng Việc sản xuất máy uốn thép trong nước không chỉ giúp giảm giá thành sản phẩm mà còn nâng cao khả năng cạnh tranh của ngành công nghiệp Việt Nam trên thị trường toàn cầu.
Để đáp ứng nhu cầu xã hội về máy uốn đai thép, nhóm sinh viên chúng em đã quyết định nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy uốn kim loại điều khiển số Dưới sự định hướng và hướng dẫn của thầy PGS.TS Phạm Huy Tuân, đề tài này không chỉ mang tính thực tiễn mà còn thể hiện sự sáng tạo và ứng dụng công nghệ trong lĩnh vực chế tạo máy.
MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN
- Vận dụng kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề trong quá trình thiết kế và chế tạo
- Đưa tự động hóa vào quá trình sản xuất của các ngành công nghiệp phụ trợ
- Tạo tiền đề cho các công cụ sản xuất khác được đưa vào hoạt động
PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1.3.1 Phương pháp thu thập dữ kiện - tham khảo tài liệu:
Các công trình nghiên cứu khoa học hiện nay đều dựa trên nền tảng của các nghiên cứu trước đó, đồng thời tích hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau.
Trong đề tài này, người nghiên cứu đã tìm hiểu các nguồn tài liệu khác nhau nói về máy uốn thép, các công thức có liên quan
Việc tham khảo tài liệu là rất quan trọng đối với người nghiên cứu, giúp họ có cái nhìn tổng quan về đề tài và bổ sung kiến thức, lý luận cũng như các phương pháp giải quyết vấn đề Tuy nhiên, quá trình nghiên cứu tài liệu cần tuân theo quy tắc kế thừa, chọn lọc và phát triển Dựa trên các tài liệu đã thu thập, người nghiên cứu sẽ chọn lọc và phát triển kiến thức theo hướng phù hợp với đề tài của mình.
Trong quá trình thực hiện đề tài, dữ liệu chủ yếu được thu thập từ thư viện của trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật, Đại học Bách Khoa, thư viện Khoa Học Tổng Hợp, cùng với các nhà sách và tiệm sách báo cũ.
Mặc dù sách vở không đề cập đến nhiều vấn đề quan trọng, nhưng nhờ sự hướng dẫn tận tình từ thầy hướng dẫn, các giảng viên khác và sự hỗ trợ từ bạn bè sinh viên, người nghiên cứu đã tích lũy được những kiến thức cần thiết để thực hiện đề tài này.
Các dữ kiện đã được thu thập, chọn lọc và phân tích kỹ lưỡng để hình thành lý luận Tài liệu sử dụng có chất lượng cao, chủ yếu là tài liệu gốc, đảm bảo tính chính xác của nội dung.
Đồ án tốt nghiệp cần được trình bày theo cấu trúc phù hợp với nội dung và thời gian nghiên cứu, đồng thời đáp ứng yêu cầu chương trình đào tạo của trường Việc trình bày công trình nghiên cứu khoa học không chỉ là một quá trình kỹ thuật mà còn là sự sáng tạo sâu sắc Nắm vững bút pháp trong nghiên cứu giúp người nghiên cứu làm rõ kết quả đạt được, phát triển chúng và mở rộng kiến thức mới.
TÍNH MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Làm chủ được quy trình công nghệ uốn đai thép tự động
Nghiên cứu về máy uốn đai thép tự động đang được phát triển để đáp ứng các hình dạng đa dạng, phù hợp với điều kiện và nhu cầu thực tế.
Tạo được nguồn tài liệu tham khảo cho lĩnh vực khoa học công nghệ cũng như trong cuộc sống.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Tập tài liệu thiết kế, bản vẽ máy uốn đai thép tự động
Mô hình máy uốn đai thép tự động liên tục
Trong thực tế, các đai thép được sử dụng trong ngành cơ khí và xây dựng thường có đường kính từ 6 đến 10 Tuy nhiên, do hạn chế về thời gian, điều kiện nghiên cứu và kinh phí, đề tài này chỉ dừng lại ở mức độ nhất định.
- Tính toán lực uốn của máy uốn kim loại tự động cho phôi nhôm có đường kính từ 3 - 5 mm
- Cải tiến cơ cấu và điều khiển tự động quá trình uốn đai thép
- Gia công lắp ráp mô hình máy uốn kim loại với vật liệu mềm và có kích thước nhỏ hơn thực tế như: nhôm, đồng,
1.6 TÍNH KHẢ THI CỦA PHƯƠNG PHÁP
Với sự chuẩn bị kỹ lưỡng về phương tiện, phương pháp nghiên cứu và thời gian thực hiện, đề tài nghiên cứu sẽ đạt hiệu quả cao, khắc phục nhược điểm của các phương pháp và thiết bị trước đó, đồng thời đáp ứng nhu cầu thực tế trong ngành công nghiệp và đời sống.
1 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP UỐN:
Các ống rỗng hoặc ống đặc có khả năng uốn trên một hoặc nhiều mặt phẳng bằng ít nhất một trong những phương pháp uốn cơ bản, miễn là tiết diện ống có hình dạng đồng đều và đủ dài để kẹp với lực thích hợp Tất cả các phương pháp uốn kim loại đều có điểm chung là sau khi uốn, độ dài của khúc cong lồi luôn dài hơn độ dài của khúc lõm Sự khác biệt này trong độ dài biên dạng có thể được nhận thấy rõ qua hai kiểu khác nhau.
Khi ống bị uốn, các thớ ngoài của ống sẽ bị dãn dài, tạo ra sức căng bề mặt lớn, trong khi các thớ bên trong lại bị ép lại và ngắn lại.
- Định hình bằng kéo dãn: các thớ ngoài 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)
- Định hình bằng kéo dãn
Mỗi kiểu uốn đều có những đặc điểm riêng biệt cùng với ưu và nhược điểm khác nhau Việc áp dụng các kiểu uốn này trong thực tế giúp đáp ứng các yêu cầu cụ thể và xác định góc độ tối đa mà từng phương pháp có thể đạt được, như được thể hiện trong bảng 3-1.
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
Các đồ thị trong bài viết này cung cấp cái nhìn tổng quan về mối quan hệ giữa các phương pháp uốn ống, đường kính ống và độ dày ống, thể hiện qua đồ thị 3-1 Đồng thời, đồ thị 3-2 cũng minh họa mối quan hệ giữa độ dày ống và bán kính uốn nhỏ nhất, giúp người đọc hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình uốn ống.
2.1.1 Uốn dạng xoay-kéo (Rotary-draw bending): a Cấu tạo, tổng quan hệ thống uốn dạng xoay-kéo:
Phương pháp uốn kéo ra là kỹ thuật chính được sử dụng trên máy uốn dạng xoay, với công suất lớn và đa dạng (thủy lực, khí nén, điện/cơ khí), có thể điều khiển bằng tay hoặc số Các loại máy này chiếm khoảng 95% quy trình uốn ống Để thực hiện uốn kéo, cần có các công cụ như phần biên dạng uốn có thể xoay, khối kẹp và khối đẩy, như được minh họa trong hình 3-3.
Trong phương pháp này, phôi ống được kẹp chắc chắn bởi khối kẹp và di chuyển theo biên dạng uốn Khi khối biên dạng xoay, lực kéo được tạo ra giúp ống không bị gãy trong quá trình gia công Khối đẩy có thể là cố định hoặc di động, nhằm giảm thiểu hoặc loại bỏ ma sát trượt trong quá trình tác động.
Phương pháp uốn kéo là một kỹ thuật linh hoạt, cho phép điều chỉnh để phù hợp với nhu cầu cụ thể Nó có khả năng uốn đến 180 độ chỉ trong một lần hoặc thực hiện nhiều lần uốn, cũng như uốn hỗn hợp bằng các công cụ đặc biệt như trục đỡ Phương pháp này đảm bảo rằng cấu trúc bên trong của kim loại được duy trì tốt khi uốn với bán kính nhỏ, đặc biệt là khi uốn các vật liệu rỗng có độ dày mỏng.
Phương pháp này có nhược điểm là yêu cầu sử dụng nhiều công cụ phức tạp cho các chỗ uốn phức tạp, đồng thời cần phải làm cứng lại các điểm tiếp tuyến trong khu vực 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 tận dụng toàn bộ công cụ như trong hình 3-4, với khối biên dạng xoay là phần chính để định hình đường kính của phôi trong quá trình uốn Hệ thống bao gồm các phần định hình ống khớp với biên dạng ngoài của ống, đồng thời hỗ trợ cả bên ngoài lẫn bên trong khi khối biên dạng xoay hoạt động Ngoài ra, một khối phụ phía phải khối xoay cung cấp hỗ trợ bổ sung ngay tại điểm tiếp tuyến uốn.
Trục đỡ với các con bi lăn được đặt bên trong ống, cũng như ở hai đầu của vị trí uốn, giúp hỗ trợ quá trình uốn Những con bi lăn này nằm trong ống hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc uốn mà không làm hỏng vật liệu.
17 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 còn có khối đẩy giúp giữ ống, cung cấp thêm lực giữ giúp ống không bị trượt
Phương pháp B không sử dụng nút kép mà thay vào đó áp dụng một kẹp tiêu chuẩn hỗ trợ cho phần đỡ (cleat) Nhờ đó, phương pháp này có thể được sử dụng với máy uốn có công suất cao để uốn các ống có thành dày hơn.
Phương pháp C áp dụng khối biên dạng xoay, khối kẹp, khối đẩy, và trục đỡ có bi lăn tiêu chuẩn, giúp uốn với bán kính lớn hơn và ngăn chặn hiện tượng nhăn tại vị trí uốn.
Phương pháp D tương tự như phương pháp C, nhưng thay vì sử dụng bi lăn, phương pháp này sử dụng nút hoặc bao ở vị trí trục đỡ trong khu vực uốn Phương pháp này có khả năng uốn ống với độ dày mỏng và bán kính lớn (R/D=5).
