Bài 3.4Biến dạngChương 3 · Gia công tạo hình khối

Kéo dây

Kéo một thanh qua các khuôn nhỏ dần

Kéo dây kéo một thanh kim loại qua một loạt lỗ nhỏ dần cho đến khi nó thành dây. Cáp điện, kẹp giấy, lò xo, hàng rào và dây thép trong lốp xe ô tô đều bắt đầu như vậy. Đó cũng là bước đầu để làm một con vít: sợi dây bạn thấy ở đây cấp cho máy móc của hai bài tiếp theo.

Ảnh: European Coal and Steel Community, CC BY-SA 4.0, qua Wikimedia Commons

Kéo dây: một khuôn nhìn cận cảnh, rồi một máy nhiều khuônTrên: những gì xảy ra bên trong một khuôn (các bước 1 đến 4). Dưới: một máy kéo dây lặp lại nó nhiều lần (các bước 5 và 6). Các số trong vòng tròn khớp với các bước bên dưới.

Cách hoạt động

Chuẩn bị thanh. Vật liệu ban đầu là thanh cán nóng, thường dày khoảng 5,5–8 mm, được giao dạng cuộn. Nó được làm sạch vảy, và đầu mút được vuốt nhọn (làm mỏng đi) để luồn qua khuôn.
Bôi trơn. Thanh đi qua một hộp bột xà phòng hoặc một bể dầu. Chất bôi trơn giảm ma sát và nhiệt bên trong khuôn.
Ép trong khuôn. Khuôn là một đầu rất cứng (cacbua vonfram, hoặc kim cương cho dây mịn) với lỗ hình nón. Hình nón ép kim loại, và một đoạn thẳng ngắn gọi là vùng định cỡ đặt đường kính cuối cùng.
Kéo bằng tang quay. Một tang quay (tang trống có động cơ) kéo dây qua khuôn. Kéo, không phải đẩy, mới làm nó hoạt động: dây ra mỏng hơn, dài hơn và nhanh hơn lúc vào.
Lặp lại qua nhiều khuôn. Một khuôn chỉ giảm được tiết diện khoảng 15–30%, nếu không dây sẽ đứt dưới lực kéo. Vì vậy máy kéo dây nối nhiều khuôn và tang quay, mỗi khuôn nhỏ hơn khuôn trước một chút.
Ủ và cuộn. Kéo làm kim loại cứng hơn và cứng vững hơn (biến cứng). Dây đồng thường được ủ (nung để làm mềm lại), rồi quấn vào ống cuộn; dây thép làm vít được cuộn thành cuộn cho bước tiếp theo.

Thông số chính

Vật liệu: Đồng, nhôm, thép cacbon thấp và cao, thép không gỉ, vonfram, vàng và các kim loại quý khác
Chi tiết thường gặp: Dây điện, dây làm vít và đinh, dây lò xo, hàng rào, dây lốp, dây hàn, dây đàn guitar
Kích thước chi tiết: Từ thanh hoặc que khoảng 25 mm đến dây mảnh hơn sợi tóc (khoảng 0,01 mm)
Độ chính xác: Đường kính thường trong khoảng ±0,01–0,05 mm; dây rất mảnh chặt hơn nhiều
Bề mặt hoàn thiện: Nhẵn và sáng; bóng với đồng, thường phủ lớp chất bôi trơn còn sót với thép
Số lượng phù hợp: Sản lượng rất lớn; dây chuyền chạy hàng giờ trên một cuộn nặng một tấn trở lên
Chi phí khuôn dụng cụ và máy: Khuôn: vài chục đến vài trăm USD mỗi cái (khuôn kim cương đắt hơn). Máy nhiều khuôn: hàng trăm nghìn USD trở lên
Tốc độ: Dây thép thường rời khuôn cuối với tốc độ vài mét mỗi giây; dây đồng mịn hàng chục mét mỗi giây

Ưu điểm và hạn chế

Ưu điểm

Dây rất chính xác, tròn và nhẵn với chi phí thấp mỗi kilôgam
Kéo nguội làm kim loại bền hơn nhiều (hữu ích cho lò xo và dây lốp)
Nhanh, liên tục và tự động hóa cao
Khuôn rẻ, bền, dễ thay để đổi cỡ mới

Hạn chế

Chỉ cho sản phẩm dài, mảnh có tiết diện không đổi
Mỗi khuôn chỉ lấy đi một ít nên cần nhiều lượt
Kim loại bị cứng lại và thường cần ủ giữa các giai đoạn
Bụi bẩn, bôi trơn kém hoặc khuyết tật trong thanh có thể làm dây đứt

Ứng dụng

ĐiệnDây dẫn đồng và nhôm cho cáp, cuộn dây động cơ, đường dây điện
Chi tiết ghép nốiDây thép cho vít, bu lông, đinh tán và đinh
Ô tôDây lốp, lò xo, khung ghế, dây phanh và dây ly hợp
Xây dựngDây dự ứng lực cho bê tông, hàng rào, lưới, dây buộc
Hàng tiêu dùngKẹp giấy, móc áo, dây đàn guitar và piano, dây chuyền trang sức

Cách nhận biết

Một sợi dây tròn, nhẵn hoàn hảo, đường kính không đổi dọc suốt chiều dài.
Những đường mảnh, thẳng dọc theo dây dưới kính lúp, do khuôn để lại.
Một lớp màng hơi xỉn hoặc nhờn trên dây thép, do chất bôi trơn khi kéo.
Kim loại sáng, đàn hồi: dây kéo bật lại nhiều hơn dây mềm đã ủ.

So sánh với

Đùn3.3ép đùn đẩy kim loại qua khuôn, nên tạo được hình dày, phức tạp; kéo thì kéo và phù hợp với tiết diện mỏng, đơn giản.Cán3.2cán tạo ra thanh mà kéo dây bắt đầu từ đó; kéo dây sau đó cho đường kính cuối chính xác.Dập đầu nguội3.5bước tiếp theo trong câu chuyện con vít: dây kéo được cắt và đầu được tạo hình.

Xem video

Mecholic - For Mechanical Engineering · Toàn bộ quy trình, giải thích từng bước

Fundamentals of manufacturing processes · Hình dạng khuôn và mỗi lượt giảm được bao nhiêu

International Wire Group · Một nhà máy dây thực tế: kéo, ủ và cuộn

Bekaert · Kéo dây thép công nghiệp

Xem ảnh thật

Wikipedia: Wire drawing — nguyên lý, khuôn, bôi trơn và máy nhiều khuôn, kèm ảnh
Tìm ảnh trên Wikimedia Commons

Ghi nhớ

Kéo dây kéo thanh qua các khuôn hình nón; mỗi khuôn làm nó mỏng và dài hơn một chút.
Nhiều khuôn liên tiếp biến thanh dày thành dây mịn, với ủ để làm mềm khi cần.
Dây thép kéo là nguyên liệu để làm vít, chủ đề của hai bài tiếp theo.