Máy cán tấm là gì? Nguyên lý hoạt động và ứng dụng

1.0Máy cán tấm là gì?

Máy cán tấm là một thiết bị chuyên dụng dùng để cán các tấm kim loại thành nhiều hình dạng khác nhau—thường là hình trụ, hình bán nguyệt, hình nón, hình elip và thậm chí là hình nhiều bán kính hoặc hình vuông. Sử dụng một bộ con lăn được tôi cứng chính xác, máy uốn cong tấm kim loại phẳng thành hình dạng mong muốn và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.

1.1Định nghĩa của máy cán tấm

MỘT máy cán tấm (còn được gọi là con lăn tấm hoặc con lăn kim loại tấm) được thiết kế để tạo thành các tấm kim loại phẳng thành hình trụ hoặc các hình dạng cong khác thông qua năng lượng cơ học hoặc thủy lực. Các ứng dụng điển hình bao gồm chế tạo ống, bồn chứa, bình chịu áp suất và các thành phần cấu trúc. Trong khi chức năng chính là cán các tấm phẳng thành hình trụ, một số mô hình có thể đảo ngược quy trình—làm phẳng các tấm đã cán trước đó—mặc dù việc sử dụng như vậy ít phổ biến hơn.

1.2Máy cán tấm hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của máy cán tấm dựa trên các ổ đĩa cơ học hoặc thủy lực để điều khiển kim loại giữa các con lăn đã tôi cứng. Đầu tiên, tấm phẳng được kẹp giữa hai con lăn. Con lăn thứ ba (hoặc đôi khi là con lăn thứ tư) tác dụng lực để bắt đầu quá trình uốn trước—đảm bảo uốn chặt, chính xác ngay từ mép. Khi các con lăn quay, tấm được kéo qua và liên tục uốn cho đến khi đạt được hình dạng hoặc cung tròn mong muốn.

1.3Cán tấm kim loại là gì?

Cán tấm kim loại (còn được gọi là uốn tấm hoặc tạo hình) là một quá trình cơ bản trong đó các tấm kim loại phẳng dần dần được định hình thành các hình cung hoặc hình trụ bằng cách áp dụng lực được kiểm soát. Phương pháp này cho phép định hình các hình học phức tạp với độ chính xác cao và rất cần thiết trong sản xuất hiện đại.

Kỹ thuật này dựa trên biến dạng dẻo, trong đó vật liệu trải qua sự thay đổi hình dạng vĩnh viễn mà không bị nứt. Khi tấm kim loại đi qua các con lăn, lực nén khiến kim loại bị biến dạng và uốn cong. Độ cong kết quả phụ thuộc vào một số yếu tố: đường kính con lăn, độ dày và thành phần vật liệu, áp suất tác dụng và tốc độ cán. Với những tiến bộ trong công nghệ, quy trình cán tấm đã trở nên hiệu quả hơn, chính xác hơn và dễ tự động hóa hơn.

1.4Ứng dụng công nghiệp của cán tấm

Cán tấm đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp do tính linh hoạt và độ tin cậy của nó. Dưới đây là các ngành chính và ứng dụng tiêu biểu:

2.0Các loại máy cán tấm

Hiểu về Phân loại Trục tấm theo Số lượng Trục, Hệ thống Truyền động, Phương pháp Kiểm soát và Ứng dụng

2.1Theo số lượng con lăn

• Máy cán tấm hai trục
  Được thiết kế cho các nhiệm vụ nhẹ, máy hai trục thường được sử dụng cho các tấm mỏng trong các hoạt động quy mô nhỏ. Với cấu trúc đơn giản và kích thước nhỏ gọn, chúng lý tưởng cho các phòng thí nghiệm và các nhiệm vụ cán cơ bản.

• Máy cán tấm ba trục
  Cấu hình được sử dụng phổ biến nhất, có ba con lăn, thích hợp để cán các tấm mỏng đến trung bình và các hình trụ có đường kính lớn. Được biết đến với sự cân bằng giữa hiệu suất và tính linh hoạt, chúng được sử dụng rộng rãi trong chế tạo kim loại nói chung.

• Máy cán tấm bốn trục
  Được trang bị bốn con lăn, những máy này cung cấp độ chính xác và khả năng kiểm soát cán tốt hơn, phù hợp với các tấm dày hơn và hình học phức tạp hơn. Chúng thường được sử dụng trong môi trường công nghiệp có độ chính xác cao, nơi đòi hỏi độ chính xác nhất quán.

• Cuộn đĩa đôi(Cũng được coi là một loại cấu hình hai cuộn)
  Những máy này nhỏ gọn và được thiết kế cho các hoạt động cơ bản liên quan đến kim loại tấm mỏng. Phổ biến trong các xưởng nhỏ, chúng đáp ứng nhu cầu cán tối thiểu ở độ chính xác thấp và mức tải thấp.
• Máy cán tấm hình nón
  Được thiết kế riêng cho việc cán các phôi hình nón, máy này thường được trang bị một phụ kiện cán hình nón dựa trên máy cán tấm ba con lăn hoặc bốn con lăn. Nó phù hợp để sản xuất các thành phần hình nón được sử dụng trong các ngành công nghiệp như tháp gió và bể chứa.

2.2Theo phương pháp lái xe

• Máy cán tấm thủ công
  Được vận hành bằng tay quay hoặc bàn đạp chân, con lăn thủ công lý tưởng cho các nguyên mẫu, nhiệm vụ DIY và sử dụng trong giáo dục. Chúng có chi phí thấp và dễ sử dụng, nhưng chỉ giới hạn ở các ứng dụng nhẹ với yêu cầu độ chính xác thấp.
• Máy cán tấm cơ khí
  Được điều khiển bằng động cơ hoặc hệ thống bánh răng, những máy này phù hợp với tải trọng thấp đến trung bình và sản xuất hàng loạt nhỏ. Chúng có hoạt động đơn giản và lý tưởng để cán các tấm mỏng thành các hình dạng đơn giản.

• Máy cán tấm thủy lực
  Sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển các con lăn, những máy này xử lý tải trọng cao hơn và cung cấp lực uốn và độ chính xác lớn hơn. Các loại thủy lực phổ biến bao gồm:
  • Máy thủy lực 3 trục:Con lăn trên được dẫn động bằng thủy lực, phù hợp với các tấm có độ dày trung bình đòi hỏi độ chính xác và lực tạo hình cao.
  • Máy thủy lực 4 trục:Cả bốn con lăn đều được cung cấp năng lượng thủy lực, mang lại độ chính xác và khả năng kiểm soát tốt hơn cho các hình dạng phức tạp và các ứng dụng nặng hơn.

• Máy đối xứng thủy lực: Hoạt động với các con lăn trên và dưới đối xứng, lý tưởng cho các tấm nặng và vật liệu có độ bền cao, đảm bảo độ ổn định khi lăn.
• Máy cán tấm thủy lực CNC: Kết hợp công nghệ thủy lực với điều khiển số bằng máy tính (CNC) để tự động hóa quy trình cán. Chúng được thiết kế để sản xuất khối lượng lớn, giảm đầu vào thủ công và tăng tính nhất quán.

2.3Theo Hệ thống điều khiển

• Máy cán tấm CNC
  Được trang bị hệ thống điều khiển bằng máy tính, con lăn CNC được thiết kế cho các nhiệm vụ hiệu suất cao, độ chính xác cao liên quan đến hình học phức tạp. Chúng hỗ trợ các hoạt động lặp lại và thường được sử dụng trong môi trường sản xuất hàng loạt.
• Máy cán tấm thủy lực CNC
  Những máy này tích hợp sức mạnh thủy lực với lập trình CNC để cung cấp cả tính linh hoạt và độ chính xác cao khi tạo hình. Chúng lý tưởng cho các hoạt động quy mô lớn đòi hỏi tự động hóa và khả năng xử lý nhiều loại vật liệu và hình dạng.

2.4Theo Kịch bản Ứng dụng

• Con lăn tấm thủ công nhỏ
  Phù hợp nhất cho các nhiệm vụ tải thấp, độ chính xác thấp trong phòng thí nghiệm, xưởng nhỏ và phát triển nguyên mẫu. Những máy này có giá cả phải chăng và dễ vận hành.
• Con lăn tấm thủy lực hạng nặng
  Được thiết kế cho sản xuất quy mô lớn và tấm kim loại dày, những máy này cung cấp độ ổn định và khả năng chịu tải đặc biệt. Chúng thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp nặng như sản xuất bình chịu áp suất, sản xuất ống lớn và chế tạo bể chứa.
• Con lăn tấm cơ học hạng nhẹ
  Lý tưởng cho các tấm kim loại mỏng và các ứng dụng có yêu cầu độ chính xác thấp hơn. Chúng thường được tìm thấy trong sản xuất quy mô nhỏ, nơi ngân sách, không gian và sự đơn giản là mối quan tâm chính.

3.0Máy cán tấm hoạt động như thế nào?

Nguyên lý và hoạt động của máy cán tấm

3.1Quy trình vận hành của máy cán tấm

• Nâng cuộn dưới cùng và định vị tấm kim loại
  Đầu tiên, nâng con lăn dưới lên ngang bằng với tấm đột để nó nằm cao hơn hai con lăn kia. Trượt tấm kim loại vào giữa các con lăn, đảm bảo nó thẳng hàng vuông góc với con lăn ép được nâng lên.
• Cố định tấm và điều chỉnh các cuộn
  Sau khi tấm kim loại được cố định, hạ cuộn đầu tiên (phía trên) xuống và điều chỉnh cuộn thứ ba hoặc thứ tư đến vị trí thích hợp để có thể đi qua một cách trơn tru. Tại thời điểm này, tấm kim loại được căn giữa trên tấm đột.
• Hoạt động uốn trước
  Nâng cuộn bên đỡ tấm kim loại để tạo ra “bẻ cong trước” hoặc độ cong ban đầu. Bước này giúp đảm bảo độ chính xác và độ tròn trong phần cán cuối cùng.
• Hoàn tất quá trình cán
  Đưa tấm kim loại qua máy cho đến khi nó vượt qua con lăn trên cùng. Sau đó, hạ con lăn uốn trước và nâng con lăn uốn đối diện vào vị trí cán. Máy tiếp tục đưa tấm kim loại qua các con lăn, kẹp chặt và uốn cong thành hình vòng cung hoặc hình trụ mong muốn.
• Hàn và Hoàn thiện
  Cuối cùng, hai cạnh của tấm kim loại được hàn lại với nhau để tạo thành một hình trụ hoàn chỉnh hoặc hình dạng mong muốn.

3.2Nguyên lý hoạt động của máy cán tấm

Mặc dù máy cán tấm có nhiều loại và sản xuất ra các hình trụ có hình dạng hoặc kích thước khác nhau, nhưng nhìn chung chúng đều tuân theo trình tự vận hành tương tự nhau. Sự khác biệt chính nằm ở kích thước của sản phẩm cuối cùng, nhưng tất cả đều hướng đến mục tiêu tạo ra hình tròn hoặc hình trụ đồng nhất.

Máy cán tấm thường được cung cấp năng lượng bởi hệ thống thủy lực hoặc cơ học và được trang bị ba hoặc bốn con lăn kim loại cứng. Máy cán tấm bốn trục là loại phổ biến nhất vì chúng có thể xử lý hiệu quả nhiều loại hình trụ khác nhau.

• Bốn Cuộn: Hai con lăn bên có thể điều chỉnh giúp kiểm soát hình dạng và kích thước của đường cong cuối cùng.
• Cấu hình cuộn:Ba con lăn phía dưới và một con lăn phía trên lớn hơn hoạt động cùng nhau để đảm bảo uốn chính xác tấm kim loại.

Trong khi các thiết kế cụ thể có thể thay đổi tùy theo nhu cầu ứng dụng, máy uốn bốn trục tiêu chuẩn vẫn là cấu hình được sử dụng rộng rãi nhất do độ chính xác và tính linh hoạt của nó.

3.3Các bước vận hành máy uốn tấm bốn trục

• Nâng con lăn phía dưới lên để căn chỉnh với tấm đột.
• Đặt tấm kim loại vuông góc với cuộn dưới cùng.
• Hạ thấp trục lăn phía trên và kéo tấm kim loại vào trong cho đến khi nó nằm chính giữa tấm đột.
• Nâng cuộn đầu tiên (trước khi uốn) lên để bắt đầu uốn cong và bắt đầu đưa tấm thép qua.
• Hạ thấp trục uốn trước và nâng trục đối diện lên để tạo thành hình vòng cung.
• Tiếp tục đưa đĩa vào cho đến khi tạo thành một hình trụ đầy.
• Hàn hai cạnh của tấm lại với nhau để hoàn thiện hình trụ.

4.0Thiết lập lực uốn cho máy uốn/cán tấm

4.1Đánh giá khối lượng công việc

Bước đầu tiên trong quá trình uốn tấm kim loại là đánh giá tải trọng làm việc cần thiết của máy cán tấm. Điều này đảm bảo máy tạo ra áp suất chính xác để đạt được bán kính uốn bên trong hoặc bên ngoài mong muốn. Trong bước này, người vận hành xem xét các biến số như độ dày tấm và loại vật liệu để đảm bảo độ chính xác khi tạo hình. Đánh giá tải trọng phù hợp đặt nền tảng cho quá trình uốn chính xác và nhất quán.

4.2Cố định tấm kim loại

Sau khi lực uốn được thiết lập, tấm kim loại phải được định vị chắc chắn trên bàn làm việc của máy uốn. Điều này rất quan trọng để ngăn ngừa chuyển động không mong muốn trong quá trình uốn. Căn chỉnh chính xác đảm bảo biến dạng đồng đều và giảm nguy cơ bất thường hoặc biến dạng. Việc cố định đúng cách cũng tăng cường an toàn vận hành và giảm thiểu khả năng xảy ra tai nạn.

4.3Kẹp trước / Uốn trước

Trước khi bắt đầu uốn thực tế, người vận hành thường sử dụng kỹ thuật kẹp trước hoặc uốn trước để uốn nhẹ các cạnh của tấm vào trong. Bước này giúp tạo ra quá trình uốn mượt mà hơn và ngăn ngừa nếp nhăn hoặc khuyết tật cạnh, đảm bảo sự chuyển đổi tự nhiên giữa bề mặt phẳng và cong. Nó cũng giảm thiểu ứng suất lên tấm, giảm nguy cơ biến dạng và cải thiện độ chính xác tổng thể của quá trình uốn.

4.4Quá trình uốn

Sau khi lực được thiết lập, tấm được cố định và quá trình uốn trước hoàn tất, hoạt động uốn có thể bắt đầu. Người vận hành kích hoạt máy cán và áp lực được áp dụng đồng đều khi tấm đi qua các con lăn, dần dần tạo thành hình dạng mong muốn. Có thể thực hiện tinh chỉnh trong quá trình này để đáp ứng các thông số kỹ thuật về kích thước. Với mỗi lần đi qua, tấm trải qua biến dạng được kiểm soát, tạo ra độ cong mịn và đồng nhất. Do quá trình này phức tạp, nên khuyến nghị những người vận hành có kinh nghiệm để đảm bảo hiệu quả và độ chính xác.

5.0Uốn trước: Bốn lý do chính để chọn máy cán có tính năng này

5.1Loại bỏ chất thải

Uốn trước đảm bảo căn chỉnh chính xác cả hai đầu vật liệu, giảm thiểu đáng kể phế liệu. Bằng cách tạo ra hình dạng hình học tối ưu để cán, nó làm giảm tổn thất vật liệu không cần thiết. Người vận hành có tay nghề đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện uốn trước để tối đa hóa việc sử dụng vật liệu.

5.2Không cần cắt tỉa thêm

Trong môi trường sản xuất hiệu suất cao, mọi nguồn lực đều có giá trị, đặc biệt là vật liệu dùng để cắt tỉa. Uốn cong trước cả hai đầu vật liệu đảm bảo căn chỉnh đúng, loại bỏ nhu cầu cắt tỉa sau khi cán. Điều này giúp tiết kiệm cả thời gian và vật liệu.

5.3Tiết kiệm thời gian

Trong sản xuất quy mô lớn, thời gian bằng tiền bạc. Mỗi phút chậm trễ làm tăng chi phí sản xuất. Uốn trước giúp người vận hành tạo hình dạng mong muốn nhanh hơn, giảm thời gian vận hành trên mỗi tấm. Điều này dẫn đến nhiều bộ phận được sản xuất trong cùng một khung thời gian, tăng hiệu quả chung.

5.4Đường cong mượt mà với bán kính và độ dày đồng nhất

Uốn trước là điều cần thiết để đạt được kết quả cán chất lượng cao. Nó đảm bảo bề mặt vẫn nhẵn trong khi vẫn duy trì độ cong và độ dày vật liệu đồng đều. Uốn trước đúng cách giúp tăng độ chính xác khi tạo hình và giảm thiểu các vấn đề xử lý hạ nguồn, đảm bảo sản phẩm cuối cùng đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt.

6.0Máy cán tấm nào phù hợp với dự án của bạn?

Việc lựa chọn máy cán tấm phù hợp phụ thuộc vào nhu cầu sản xuất, độ dày vật liệu, độ cong mong muốn và ngân sách của bạn. Dưới đây là bảng phân tích các loại máy cán tấm phổ biến và các tính năng của chúng:

6.1Máy cán tấm ép 3 trục

Lý tưởng cho các ứng dụng nhẹ, có sẵn trong các phiên bản cơ học hoặc thủy lực. Tấm được kẹp giữa hai con lăn thẳng đứng, trong khi con lăn lệch thứ ba di chuyển lên trên để uốn cong tấm theo bán kính mong muốn. Thường được sử dụng cho sản xuất quy mô nhỏ nhưng đòi hỏi nhiều lao động thủ công hơn cho khối lượng lớn hơn.

6.2Máy cán tấm kẹp đôi

Phù hợp với nhiều loại công suất từ nhẹ đến nặng. Có sẵn ở cả cấu hình 3 cuộn và 4 cuộn, thường có một cuộn cố định ở trên và hai cuộn bên có thể điều chỉnh. Thiết kế này loại bỏ nhu cầu tháo và định vị lại tấm, nâng cao hiệu quả sản xuất—đặc biệt là đối với vật liệu có độ dày trung bình.

6.3Máy cán tấm 4 trục

Có thêm một con lăn bên dưới con lăn trên cùng để kẹp liên tục. Máy này có thể thực hiện uốn trước, cán và hoàn thiện theo cùng một hướng, giúp tăng hiệu quả đáng kể. Máy lý tưởng cho sản xuất khối lượng lớn, đặc biệt là với các tấm dày hơn.

6.4Máy cán tấm 3 trục

Một lựa chọn linh hoạt cho các ứng dụng chung. Thường yêu cầu uốn cong trước mép trước khi cán. Các cuộn thay đổi hướng trong quá trình này. Mặc dù chậm hơn một chút so với máy 4 cuộn, nhưng nó có thiết kế cơ học đơn giản hơn.

6.5Máy cán tấm 2 trục

Được thiết kế cho các tấm mỏng, những máy này sử dụng các con lăn phủ polyurethane đường kính lớn để nhanh chóng tạo thành các tấm thành các hình trụ có đường kính nhỏ. Phù hợp nhất cho sản xuất chuyên biệt, tốc độ cao với khả năng tạo hình hạn chế.

6.6Máy cán tấm thủ công

Được sử dụng cho các hoạt động quy mô nhỏ và vật liệu nhẹ. Cung cấp chi phí thấp và hoạt động đơn giản, lý tưởng cho các nhiệm vụ cán cơ bản và sản xuất cấp độ sở thích.

6.7Máy cán tấm thủy lực

Được cung cấp năng lượng bởi hệ thống thủy lực, loại này có khả năng xử lý tải trọng nặng và đạt độ chính xác cao. Được sử dụng rộng rãi trong sản xuất quy mô lớn và để cán các vật liệu dày hơn.

📩 Bạn muốn tìm hiểu thêm về cách lựa chọn và cấu hình máy cán tấm kim loại? Hãy liên hệ với ALEKVS để được tư vấn chuyên môn!

7.0Ứng dụng của máy cán tấm

Máy cán tấm được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Sau đây là một số ứng dụng phổ biến:

• Ngành công nghiệp ô tô: Được sử dụng để sản xuất các bộ phận thân xe như cửa, mui xe và nắp cốp, cũng như các bộ phận kết cấu như khung và dầm.
• Ngành hàng không vũ trụ: Được ứng dụng trong sản xuất các bộ phận máy bay như vỏ cánh, tấm thân máy bay và vỏ động cơ.
• Ngành thiết bị gia dụng: Cần thiết để tạo thành các bộ phận được sử dụng trong tủ lạnh, lò nướng và máy giặt, chẳng hạn như cửa, vỏ và tấm kết cấu.
• Ngành xây dựng: Đóng vai trò quan trọng trong sản xuất mái kim loại, tấm ốp tường và các thành phần kết cấu xây dựng.
• Ngành công nghiệp điện tử: Được sử dụng để chế tạo các linh kiện cho thiết bị điện tử, bao gồm bảng mạch, đầu nối và vỏ kim loại chính xác.

8.0Làm thế nào để chế tạo máy cán tấm thủ công bằng kim loại phế liệu?