Đồ án công nghệ chế tạo máy

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
PHẦN I
NHU CẦU SẢN XUẤT THÉP TẤM
Trong sự phát triển của các lĩnh vực cơ khí như: Chế tạo máy, giao thông
vận tải, điện lực, xây dựng, đóng tàu..., thì nhu cầu về sử dụng thép tấm ngày
một tăng; nhằm trang bị cho sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước.
Do đó đòi hỏi phải tìm ra các biện pháp gia công thép tấm năng suất cao
nhằm tạo ra thành phẩm hoặc bán thành phẩm phục vụ cho một quá trình công
nghệ. Nhu cầu về thép tấm cũng hết sức đa dạng:
-Trong ngành chế tạo máy : Thép tấm được sử dụng trong các thân máy
của các máy cắt kim loại, vỏ máy, khung sườn xe máy, ...
-Trong ngành cơ khí ô tô, việc sử dụng thép tấm không thể thiếu được, các
thép tấm được dùng làm các khung sườn gầm, lót sàn xe ô tô, che kín thùng xe,
các bộ phận che kín khác ...
-Trong ngành điện : Thép tấm được dùng làm kết cấu các cột điện cao thế,
các sản phẩm trong lĩnh vực điện như các lá thép trong stato của động cơ điện,
các cánh quạt cỡ lớn, các tấm thép mỏng dùng làm các lá thép để ghép lại trong
chấn lưu đèn ống , máy biến thế, các hộp công tơ điện...
Hình 1.1- Sản phẩm làm từ thép tấm
-Trong xây dựng, các thép hình cỡ lớn trong các dầm cầu được tạo thành
từ các tấm thép tấm dày cắt nhỏ, hay thép tấm được dùng để liên kết với nhau
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
để tạo nên các kết cấu thép bền vững hơn như nó liên kết với nhau có thể bằng
mối hàn, bulông hoặc đinh tán .
Hình 1.2- Kết cấu hàn từ thép tấm
-Trong ngành chế biến, thép tấm được sử dụng rộng rãi không kém, nó
được dùng để chế tạo các thùng chứa, bể chứa, các chai, hộp để đóng gói, ...

-Trong ngành đóng tàu thép tấm dùng làm vỏ, kết cấu khung tàu thuyền.
Ngoài ra thép tấm còn được dùng để dập ra các đồ dùng dân dụng phục vụ đời
sống hay trong ngành công nghiệp hàng không dùng để che chắn, nắp đậy thân,
cửa của máy bay, tên lửa, ...
Với nhu cầu sử dụng hiện tại của thép tấm, cần thiết phải có các máy
móc, thiết bị để cắt các loại thép tấm phục vụ công nghiệp, đặc biệt trong lĩnh
vực cơ khí chế tạo
TT Tên Độ dày
(mm)
Bề rộng
(mm)
Chiều dài
( m )
1 Thép lá cán nguội 0,8 1250 19,6
2 Thép lá cán nguội 1,0 1250 23,54
3 Thép lá cán nguội 1,2 1250 30,4
4 Thép lá cán nguội 1,5 1250 36,79
5 Thép lá cán nguội 0,5 1000 7,85
6 Thép lá 2,0 1000 31,4
7 Thép lá 2,5 1250 61,3
8 Thép tấm 3,0 1250 176,62
9 Thép tấm 3,0 1500 212
10 Thép tấm 4 1500 282,6
11 Thép tấm 5 1500 353,25
12 Thép tấm 6 1500 423,9
13 Thép tấm 8 1500 565,2
14 Thép tấm 10 1500 706,5
15 Thép tấm 12 2000 1.130,4
16 Thép tấm 14 1500 989,1
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C

Trang 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
17 Thép tấm 16 2000 1.507,2
18 Thép tấm 18 1500 1.271,7
19 Thép tấm 20 2000 1.884
20 Thép lá cán nguội 0,5-0,6 1250 13.229
21 Thép lá cán nguội 0,7-0,9 1250 13.038
22 Thép lá cán nguội 1,0-1,1 1250 13.038
23 Thép lá cán nguội 1,2-1,5 1250 13.038
24 Thép lá cán nguội 2,0 1410 12.467
Bảng I - Thống kê các loại thép tấm
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
PHẦN II
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẮT KIM LOẠI
I-CÁC ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CẢU SẢN PHẨM :
Sản phẩm thép tấm hết sức đa dạng, song hầu hết sản phẩm sau khi cắt mới
chỉ là bán thành phẩm phục vụ cho một quá trình công nghệ. Để thuận lợi cho
các công đoạn sản xuất tiếp theo cũng như đảm bảo chất lượng của thiết bị khi
hoàn thành, tấm thép cắt ra phải đảm bảo một số yêu cầu sau:
+ Mép cắt phải trơn, thẳng
+ Sự biến dạng nằm trong giới hạn cho phép
+ Đảm bảo đúng yêu cầu về kích thước
II-CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CẮT THÉP TẤM:
1. Biến dạng dẻo kim loại:
Dưới tác dụng của ngoại lực kim loại biến dạng theo các giai đoạn : biến
dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá huỷ .Tuỳ theo cấu trúc tinh thể của mỗi kim

loại, các giai đoạn trên có thể xảy ra ở các mức độ khác nhau dưới tác dụng của
ngoại lực và tải trọng
Hình 2.1- Biểu đồ biến dạng dẻo kim loại
-Khi tải trọng tác dụng nhỏ hơn P
đh
thì biến dạng kim loại tăng theo
đường bậc nhất, đây là giai đoạn biến dạng đàn hồi : biến dạng mất đi sau khi
khử bỏ tải trọng.
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 4
ΔlΔdΔdh
Pđh
Pd
P
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
-Khi tải trọng từ P
dh
→ P
d
thì độ biến dạng tăng với tốc độ nhanh, đây là
giai đoạn biến dạng dẻo, kim loại bị biến đổi kích thước, hình dạng sau bỏ tải
trọng tác dụng lên nó .
-Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn nhất thì trong kim loại bắt đầu xuất
hiện vết nứt, tại đó ứng suất tăng nhanh và kích thướt vết nứt tăng lên, cuối
cùng kim loại bị phá huỷ . Đó là giai đoạn phá huỷ : tinh thể kim loại bị đứt
rời .
Trong kim loại đơn tinh thể các nguyên tử kim loại sắp xếp theo một trật
tự xác định, mỗi nguyên tử luôn dao động xung quanh vị trí cân bằng của nó
(Hình 2.2- a)

b)
c)
d)
a)
τ
τ
τ
τ
τ
τ
Hình 2.2- Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể kim loại
Dưới tác dụng của ngoại lực hay cắt kim loại bằng áp lực, mạng tinh thể
bị biến dạng . Khi lực tác dụng nhỏ, ứng suất sinh ra trong kim loại chưa vượt
quá giới hạn đàn hồi, các nguyên tử kim loại dịch chuyển không quá một thông
số mạng , nếu thôi tác dụng lực thì mạng tinh thể lại trở về trạng thái ban đầu
(Hình 2.2-b).
Khi ứng suất sinh ra trong kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi thì kim
loại bị biến dạng dẻo do trượt và song tinh .
Theo hình thức trượt, một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với
phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định, mặt phẳng này gọi là mặt trượt .
Theo hình thức song tinh, một phần tinh thể vừa trượt, vừa quay đến một
vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh.
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
Các nguyên tử kim loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỷ lệ với khoảng
cách đến mặt song tinh .
Các lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trượt là hình thức chủ yếu gây ra
biến dạng dẻo trong kim loại khi lực tác dụng lên nó sinh ra ứng suất lớn hơn

giới hạn đàn hồi nhưng chưa vượt ứng suất phá huỷ hay ứng suất giới hạn bền
của vật liệu . Đây là giai đoạn thứ hai của quá trình cắt kim loại, giai đoạn này
xảy ra trước quá trình kim loại bị phá huỷ hay quá trình kim loại bị cắt đứt .
Trong quá trình biến dạng dẻo kim loại vì ảnh hưởng của các nhân tố như :
nhiệt độ không đều, tổ chức kim loại không đều, lực biến dạng phân bố không
đều, ma sát ngoài vv... đều làm cho kim loại sinh ra ứng suất dư , bên trong bất
cứ kim loại biến dạng dẻo nào cũng đều sinh ra ứng suất dư, sau khi thôi tác
dụng ứng suất dư vẫn còn tồn tại .
2.Sự thay đổi tính chất của thép tấm trong quá trình gia công:
Khi cắt tính chất của thép tấm bị thay đổi. Sở dĩ như vậy là trong quá
trình cắt biến dạng dẻo nguội làm cấu trúc tinh thể thay đổi: mật độ khuyết tật
tăng lên mạnh mẽ dẫn tới độ bền kim loại tăng lên, kích thước và hình dạng các
hạt kim lọai cũng như hướng của trục tinh thể thay đổi làm phát sinh ứng suất
dư và xuất hiện những mặt trượt kích thích quá trình hóa già của kim loại.
a)Sự hóa già do biến dạng:
Hệ quả của sự hóa già kim loại là giảm tính dẻo (độ giãn dài tỷ đối giảm)
và nâng cao tính bền của kim lọai (trở lực biến dạng, giới hạn chảy và độ cứng
tăng).Sự hóa già biến dạng xảy ra không đồng đều, trước tiên nó làm tăng độ
cứng của kim loại tại các vùng có mật độ các nguyên tử nitơ và các bon cao,
chủ yếu là ở mặt trượt, tại đây đặc biệt có nhiều lệch
Đối với thép các bon thấp, sự hóa già do biến dạng xảy ra mãnh liệt hơn
sau khi biến dạng dẻo nguội; cường độ của nó tỷ lệ thuận với mức độ biến
dạng, nhiệt độ môi trường xung quanh và thời gian.
b)Mặt trượt:
Mặt trượt là những dấu vết vật lý do biến dạng dẻo cục bộ gây ra. Mặt
ttrượt xuất hiện tại vùng gần mép cắt, làm giảm độ nhẵn bóng bề mặt. Sự xuất
hiện các mặt trượt có liên quan đến tính chất cơ học không đồng đều của phôi.
Sự không đồng đều này là do sự hóa già trong quá trình biến dạng gây ra. Trên
vùng bề mặt này sau khi cắt có thể quan sát thấy những phần lồi lõm tương ứng
với các mặt trượt.

c)Sự phát sinh hiện tượng ăn mòn:
Trong quá trình xảy ra biến dạng dẻo nguội kim loại xảy ra sự hóa bền.
Sự hóa bền cùng với một số hiện tượng khác làm cho khả năng chống ăn mòn
của kim loại giảm đi. Tuy vậy, do những điều kiện không giống nhau, sự thay
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
đổi hình dạng của các phôi kề nhau sau khi cắt sẽ phát sinh những ứng suất dư
tế vi. Những ứng suất dư này khi có sự ăn mòn sâu và các tinh thể sẽ làm suy
yếu liên kết ở biên giới giữa các hạt và có thể gây ra những mầm giòn tự phát
của các sản phẩm kim loại hoặc bán thành phẩm.
3. Nguyên lý biến dạng khi cắt:
Quá trình cắt được chia làm hai giai đoạn:
+ Giai đoạn ép vào kim loại: Hai lưỡi dao tỳ vào bề mặt kim loại làm xô
lệch các thớ kim loại nhưng chưa làm đứt chúng
+ Giai đoạn cắt : Hai lưỡi dao tiếp tục ép sát vào nhau làm các thớ kim
loại bị trượt và tách khỏi nhau
Để tìm hiểu nguyên lý biến dạng, ta khảo sát nguyên công cắt phôi và cắt
chia, nhằm xác định các thông số cần thiết cho việc tính toán công nghệ .
Trong quá trình tách một phần kim loại này ra khỏi phần kim loại khác
có thể chia thành các giai đoạn riêng biệt:
h
c)
b)
a)
Z
Z
Z
Hình 2.3- Các giai đoạn của quá trình cắt

Ở giai đoạn đầu của quá trình cắt biến dạng dẻo tập trung ở mép làm
việc của lưỡi cắt sau đó ổ biến dạng bao quanh lưỡi cắt ( H2.4-a)
Giai đoạn hai bắt đầu khi có sự chuyển dịch tương đối giữa phần này với
phần kia của tấm (H2.4-b) Ở giai đoạn này nó tạo ra bề mặt phẳng nhẵn, bóng
và được san phẳng bởi lực ma sát F hướng theo bề mặt bên của lưỡi dao
Do sự tiến lại gần nhau của các lưỡi cắt, mức độ biến dạng tăng lên và
khi đó tính dẻo của kim loại bị mất đã bắt đầu giai đoạn 3. Các vết nứt xuất
hiện, phát triển và phá huỷ kim loại cho đến khi kết thúc quá trình tách phần vật
liệu này ra khỏi phần vật liệu khác của tấm (H2.4-c). Sự phá huỷ kim loại xảy
ra ở phía trước mép làm việc của lưỡi dao trong tấm, vì vậy các vết nứt gọi là
các vết nứt phá vỡ trước
Sự đứt vỡ bắt đầu khi lưỡi dao éo sâu vào trong tấm đến một chiều sâu h
xác định. Chiều sâu này tuỳ thuộc tính chất cơ lý của kim loại và chiều dày S
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
của tấm, nếu vật liệu càng dẻo thì h càng lớn. Các giai đoạn của quá trình cắt
được đặc trưng bởi hình dạng của bề mặt cắt.
h
S
III
I
II
Hình 2.4- Bề mặt bên của phần kim loại được cắt ra
Vùng I là vùng uốn của tấm do các lớp kim loại liền kề với bề mặt cắt
( dọc theo bề rộng của tấm) bị bao trùm bởi biến dạng dẻo thay đổi từ giá trị
không ở lớp giới hạn ngoài cùng đến giá trị cực đại ở bề mặt bị tách ra.
Vùng II là vùng có bề mặt sáng bóng, được san phẳng bởi lực ma sát.
Vùng III là vùng bề mặt nứt vỡ được tạo ra do sự xuất hiện và phát triển

của các vết nứt. Các vết nứt này tạo với bề mặt của tấm một góc θ xác định và
được gọi là góc nứt tự do. Giá trị của góc θ = ( 4 ÷ 6 )º tuỳ thuộc vào tính chất
cơ lý của vật liệu
δ
α
β
γ
α
γ
β
δ
γ
: goïc træåïc
: goïc sau
: goïc càõt
: goïc sàõc
M
F
F
N
R
a
b
a
R
N
Q
M
S
Hình 2.5 - Sơ đồ tác dụng lực khi cắt

Bộ phận làm việc là những lưỡi cắt nhấn sâu vào trong kim loại làm cho
nó bị biến dạng dẻo cho đến khi tách hoàn toàn một phần vật liệu này ra khỏi
phần vật liệu khác. Giữa các lưỡi cắt có một khe hở Z. Khi cắt sẽ sinh ra mô
men uốn M bằng tích số giữa lực cắt đặt tại lưỡi cắt với khoảng cách lớn hơn
khe hở Z một chút:
M = a.R , trong đó a > Z
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
Mô men uốn làm cho phôi cắt bị quay đi. Khi đó sẽ sinh ra phản lực N ở
bề mặt bên của lưỡi cắt. Tấm kim loại sẽ ngừng quay khi mô men uốn M cân
bằng với mô men do phản lực N gây ra:
M = a.R = N.b
Trong quá trình cắt nếu tấm kim loại bị quay đi một góc thi chất lượng
mặt cắt sẽ rất kém, bị ba via và đôi khi không thể cắt được nếu trị số khe hở Z
lớn. Vì vậy cần phải loại bỏ hiện tượng quay của tấm trong quá trình cắt bằng
cơ cấu kẹp với lực kẹp Q, đồng thời giảm khe hở giữa hai lưỡi dao đến trị số
thích hợp và mài dao vát góc trước γ.
Tuỳ thuộc vào khe hở giữa các lưỡi cắt Z và độ lún sâu của lưỡi dao vào
chiều dày tấm h tại thời điểm bắt đầu sự phá huỷ, các vết vết nứt vỡ xuất phát
từ các mép làm việc của lưỡi dao trên và dưới có thể song song với nhau hoặc
gặp nhau. Khi các vết nứt ở mép làm việc của các lưỡi cắt gặp nhau thì trị số
khe hở Z là tối ưu bởi vì khi đó chất lượng mặt cắt là tốt nhất, mặt cắt phẳng và
nhẵn.
Hình 2.6- Sơ đồ phân bố các vết nứt tại mép cắt
Trị số khe hở tối ưu được xác định nếu biết được giá trị của h và θ.
tu
Z
= ( S - h ).tg θ

Từ công thức trên ta có thể thấy rằng trị số khe hở tối ưu sẽ tăng lên khi
chiều dày vật liệu tăng và giảm trị số h ( vật liệu càng dẻo thì trị số khe hở tối
ưu càng nhỏ).
Tỷ số h/S tuỳ thuộc vào loại vật liệu phôi và tốc độ biến dạng. Giá trị
này có thể được xác định theo công thức kinh nghiệm:
h/S = 0,76 - 0,035.S - 0,0014.n (với thép có σb = 300MP)
trong đó : n- hành trình/phút của máy cắt
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
Trên thực tế trị số khe hở tối ưu Ztối ưu được xác định theo các số liệu
trên cơ sở thực nghiệm và những kinh nghiệm của những nhà máy tiên tiến. Đối
với thép mềm trị số khe hở tối ưu thay đổi tuỳ thuộc chiều dày vật liệu từ
0,02(khi S = 0,25) đến 0,82 ( khi S = 12,5).
Một cách gần đúng có thể coi rằng với S ≤ 4 thì:
tu
Z
= (0,03 ÷ 0,06) mm
Theo kinh nghiệm thực tế khi cắt thép tấm trên máy cắt dao nghiêng thì
tu
Z
= 1/30 chiều dày vật liệu
Các nhân tố ảnh hưởng
Sự thay đổi của
thông số
Sự thay đổi của lực
cắt P
Giới hạn bền
b

σ
tăng tăng
Nhiệt độ cao nhỏ
Khe hở ∆
tăng giảm
Bán kính góc lượn lưỡi dao r giảm giảm
Góc của lưỡi dao α giảm giảm
Tốc độ cắt tăng tăng
Bảng II- Các thông số ảnh hưởng đến lực cắt
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
PHẦN III
PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY
Trong thực tế có rất nhiều phương pháp cắt thép tấm như : Cắt thủ công,
cắt bằng ngọn lửa hàn khí, cắt bằng chùm tia laser, plasma hay các phương pháp
cắt bằng máy cắt có lưỡi dao ... Tùy theo hình dạng, kích thước của phôi, yêu
cầu kỹ thuật của sản phẩm cũng như qui mô sản suất mà ta có thể áp dụng
phương pháp cắt khác nhau. Mặt khác phương pháp cắt còn ảnh hưởng rất lớn
đến năng suất sản xuất. Ta tiến hành phân tích một số phương pháp cắt thép tấm
phổ biến hiện nay, từ đó chọn ra phương án thích hợp.
I- GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CẮT:
1.Phương pháp cắt thủ công:
Cắt thép bằng các phương pháp thủ công có nhiều cách, chẳng hạn như
phương pháp chặt bằng ve, tốn nhiều thời gian, các vết cắt không được thẳng và
sản phẩm tạo ra không đảm bảo yêu cầu về độ chính xác .
Phương pháp này chỉ áp dụng cho những phân xưởng thủ công, cắt các
thép tấm có chiều dày bé và tiết diện nhỏ .
Máy cắt thép thủ công: gồm hai lưỡi cắt và một cơ cấu cánh tay đòn và

đòn bẩy để tạo lực cho lưỡi cắt.
Máy này cũng chỉ áp dụng cắt những tấm thép có chiều dày và diện tích
bé, chủ yếu dùng trong các xưởng sản xuất vừa và nhỏ
2.Cắt bằng hồ quang điện hoặc ngọn lửa khí:
Cắt đứt kim loại đen, kim loại màu và kim loại bằng hồ quang hoặc ngọn
lửa khí là phương pháp đốt cháy làm cho vật cắt đạt tới điểm nóng, bị đẩy mạnh
và bị tách rời .
Cắt đứt bằng hồ quang: là quá trình nóng chảy hoặc cắt đứt kim loại
bằng nhiệt lượng hoặc hồ quang điện, điện cực hồ quang có thể là than hoặc
kim loại . Phương pháp này không kinh tế, khó thuận tiện khi chiều dày tấm
thép lớn, đường cắt không đều .
Cắt bằng khí là phương pháp cắt sử dụng nhiệt của ngọn lứa sinh ra khi
đốt cháy khí cháy trong dòng oxy để nung kim loại tạo thành các oxit và thổi
chúng ra khỏi mép cắt tạo thành rãnh cắt . Sơ đồ quá trình cắt kim loại bằng khí
được trình bày ở hình 3.1
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 11
N TT NGHIP Thit k mỏy ct
thộp tm
Doỡng họựn
hồỹp khờ chaùy
Doỡng oxy cừt
C
2
H
2
+O
2
O
2

Hỡnh 3.1- S ct bng khớ
Khi bt u ct, kim loi mộp ct c nung núng n nhit chỏy
nh nhit ca ngn la nung, sau ú cho dũng oxy thi qua, kim loi b oxy
hoỏ mónh lit to thnh oxit . Sn phm chỏy b nung chy v c dũng oxy
thi khi mộp ct, tip theo do phn ng chỏy ca kim loi to nhit mnh, lp
kim loi tip theo b nung núng nhanh v tip tc b t chỏy to thnh rónh
ct .
ct bng khớ, kim loi ct phi tho món mt s yờu cu sau :
+ Nhit chỏy ca kim loi phi thp hn nhit d núng chy.
+ Nhit núng chy ca oxit kim loi phi thp hn nhit núng chy
ca kim loi.
+ Nhit to ra khi kim loi chỏy phi ln nung mộp ct tt m
bo quỏ trỡnh ct khụng b giỏn on .
+Oxit kim loi núng chy phi loóng tt, d tỏch khi mộp ct.
+ dn nhit ca kim loi khụng quỏ cao, trỏnh s to nhit nhanh dn
n mộp ct b nung núng kộm, lm giỏn on quỏ trỡnh ct.
Thộp cỏc bon cú nhit chỏy 1350
0
C, nhit núng chy trờn 1500
0
C,
nhit chỏy t ti 70% lng nhit cn nung núng nờn rt thun li khi ct
bng khớ. Thộp cacbon cao do nhit chy thp nờn khú ct hn, khi ct
thng nung núng trc ti 300- 600
0
C. Thộp hp kim crụm hoc hp kim
niken do khi chỏy to thnh oxit crụm nhit chy ti 2000
0
C phi dựng thuc
ct mi ct c..., mt khỏc m bo cht lng phụi, nõng cao nng sut

v h giỏ thnh ct cn phi chn cỏc ch ct hp lý khỏc nhau nh ỏp sut
khớ ct, lng tiờu hao khớ ct , tc ct, khong cỏch cn khng ch t m
ct ti vt ct do ú vic dựng phng phỏp ny ct thộp tm khụng mang li
hiu qu kinh t cao cng nh nng sut thp, khú chuyn sang t ng hoỏ.
Nguyn Hu Ngon_ Lp 03C1C
Trang 12
N TT NGHIP Thit k mỏy ct
thộp tm
3.Ct bng tia laser:
Trong nhng nm gn õy ngi ta ó bt u s dng laser ct tt c
cỏc vt liu vi bt k cng no.
Nguyờn lý chung v ct bng laser l mt phng phỏp to rónh ct hoc
l nh vo ngun nhit bc x rt ln ca laser lm vt liu vựng ct chỏy lng
v bc hi i ra ngoi.
1- Maùy phaùt laser
2- Chuỡm tia laser
3- Gổồng phúng nghióng
4- Thỏỳu kờnh họỹi tuỷ
5- Chi tióỳt cừt
h
d
4
3
2
1
5
Hỡnh 3.2- S nguyờn lý ct bng tia laser
Ngun bc x laser 1 to ra chựm tia laser 2 i thng hoc i hng
nh gng phng 3 v c hi t nh thu kớnh hi t cú tiờu c f trong 4 .
Ngun nng lng laser tp trung trờn mt din tớch rt nh vi mt dũng

nhit to vựng tip xỳc b mt rt cao lm vt liu 5 núng chy v bc hi to
thnh rónh ct hoc l khoan .
Ct bng chựm tia laser cú ngun nhit tp trung vi mt mt nhit
cao, vỡ vy nú cú th ct tt c cỏc loi vt liu v hp kim ca nú. Rónh ct
hp, sc cnh v chớnh xỏc cao, ngoi ra nú cũn cú th ct theo ng thng
hay ng cong v cú th ct theo cỏc hng khỏc nhau nh quỏ trỡnh ct
khụng tip xỳc.
Ct thộp bng chựm tia laser cho nng sut cao, cú th c khớ koỏ v t
ng hoỏ d dng nhng phng phỏp ny cú nhng hn ch l chiu dy tm
ct nh hn 20 mm , thit b to tia laser cng nh cỏc thit b iu khin
chng trỡnh s CNC cú giỏ thnh cao .
4.Ct trờn mỏy ct cú li dao chuyn ng tinh tin:
Nguyn Hu Ngon_ Lp 03C1C
Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
a)Dao bố trí nghiêng:
Đặc điểm:
-Lưỡi dao và vật cắt chỉ tiếp xúc nhau trên một phần chiều rộng
+ Diện tích tăng từ 0 đến cực đại, đây là thời kỳ bẳt đầu cắt
+ Diện tích tiép xúc giữ ở giá trị cực đại, đây là thời kỳ ổn định
+ Diện tích tiếp xúc giảm từ cực đại về 0, thời kỳ kết thúc
-Trong thời kỳ ổn định lực cắt có giá trị cực đại và cố định
* Sơ đồ nguyên lý:
γ
L
L
d
Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý cặp lưỡi dao nghiêng
Ở phương pháp cắt này người ta thường bố trí lưỡi dao nghiêng một góc

γ so với bàn máy.Khi bố trí lưỡi dao trên nghiêng thì quá trình cắt xảy ra dần
dần, trên phần tách ra của tấm, vì thế lực cắt nhỏ hơn khi bố trí dao song song.
Ngoài ra tải trọng tĩnh đặt lên mép làm việc của lưỡi dao làm tăng độ cứng
vững của chúng .Góc nghiêng của lưỡi dao trên γ cần phải đảm bảo tự hãm,
nghĩa là với góc nghiêng đó trong quá trình cắt không có sự dịch chuyển tấm
trong mặt phẳng nằm ngang. Tùy theo chiều dày của tấm, góc nghiêng γ = (2 ÷
6)º, vật liệu càng dày góc γ càng lớn.
* Phương pháp xác định lực cắt:
Khi vật liệu có σ
b
> 500MPa thì chiều dày tấm lớn nhất có thể cắt đượcc
sẽ được xác định từ điều kiện lực cắt không đổi:
b
X
S
σ
500
=
trong đó:
X
S
là chiều dày của tấm thép
b
σ
là giới hạn bền của vật liệu
Lực cắt trên máy cắt dao nghiêng được xác định theo công thức :
γσ
tgSP
ct
2/.

2
=
Tại mỗi thời điẻm cắt , khi cắt trên máy cắt dao nghiêng ta có thể coi
diện tích gần đúng cắt : F = l.S/2
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
tức là bằng diện tích tam giác abc, vì l= S/tg γ nên F = S
2
/ 2tg γ
l
γ
S
a
c
b
Hình 3.4- Sơ đồ xác định lực cắt
Nếu coi lực cắt bằng tích số giữa diện tích cắt và trở lực cắt ta có:
γ
σ
tg
S
P
c
t
..5,0
2
=
Nếu tính đến độ cùn dao và các yếu tố ảnh hưởng thì lực cắt thực tế là:

γ
σ
tg
S
PkP
c
t
..5,0
).3,11,1(.
2
÷==
trong đó: k - hệ số = 1,1÷1,3.
t
P
- lực cắt tính toán theo công thức trên;
c
σ
- trở lực cắt của vật liệu
S - chiều dày vật liệu
γ - góc nghiêng của dao
Tính chất cơ lý của vật liệu, khe hở giữa các lưỡi cắt, tốc độ biến dạng,
điều kiện ma sát ... có ảnh hưởng đến trở lực cắt của vật liệu
c
σ
và do đó ảnh
hưởng đến lực cắt. Nếu vật liệu có độ bền càng lớn và tính dẻo càng giảm, cũng
như tốc độ biến dạng càng tăng thì trở lực cắt
c
σ
tăng, nếu khe hở giữa các lưỡi

cắt tăng thì
c
σ
giảm.
Trở lực cắt được xác định gần đúng theo giới hạn bền chảy
c
σ
= (0,7 ÷ 0,8)
b
σ
Khi cắt có thể xảy ra hiện tượng uốn (xoắn) các dải phôi xung quanh trục
của nó. Nếu γ càng lớn và chiều rộng của dải cắt càng nhỏ thì hiện tượng uốn
(xoắn) càng nhiều.
Khi cắt, lực cắt P ở các giai đoạn đã ổn định của quá trình cắt thay đổi
không đáng kể. Do đó công biến dạng sẽ là:
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
1000
.HP
A
=
Trong đó: H là hành trình làm việc. H = L.tg (L là chiều dài đường cắt), do đó:
1000
..
γ
tgLP
A
=

b)Dao bố trí song song:
Nói chung kết cấu và các thông số của cặp lưỡi dao song song cũng
giống như dao nghiêng, lực cắt trong trường hợp này được xác định theo công
thức:
c
SLkP
σ
...
=
Trong đó : k - hệ số = 1,1÷ 1,3
L- chiều dài đường cắt
S- chiều dày vật liệu
c
σ
- trở lực cắt của vật liệu.
II
I
S (mm)
14
12
8
4
0
50
100
150
P
(KN)
Hình 3.5- Sự thay đổi lực khi cắt trên máy cắt
I) dao nghiêng; II) dao song song

* Khi cắt trên máy cắt dao song song lực cắt P tăng nhanh và đạt giá trị
cực đại , sau đó giảm dần (đường II hình 5.5).
Khi cắt các tấm như nhau thì công biến dạng được đặc trưng bởi diện
tích của phần bề mặt giới hạn bởi đường cong I và II ( đường cong tải trọng làm
việc) là gần bằng nhau. Tuy nhiên ở trường hợp I lực cắt nhỏ hơn so với II. Do
đó công suất dẫn dộng của các máy cắt dao nghiêng nhỏ hơn so với máy cắt dao
song song .
5.Cắt trên máy cắt có lưỡi dao chuyển động quay:
a)Sơ đồ nguyên lý:
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
δ
h
Z
S
d
S
Hình 3.6- Kết cấu của dao cắt đĩa
Các máy cắt có lưỡi dao chuyển động quay gồm các lưỡi cắt (đĩa) có
cùng đường kính chuyển động quay ngược chiều nhau với cùng một tốc độ góc.
Các mép làm việc của các đĩa dao được đặt sao cho độ trùng dao d = (0,2 ÷
0,4 )S
Đặc điểm nổi bật khi cắt trên máy cắt dao đĩa là với một đường kính đĩa
dao xác định, các máy cắt không những chỉ cắt kim loại mà còn giữ chặt và kéo
kim loại vào vùng cắt. Vì vậy chiều dài của dải cắt là không giới hạn.
Thông số đặc trưng cho máy cắt dao đĩa là chiều dày lớn nhất của tấm
cắt, nó có thể cắt được tấm có chiều dày đến 25mm khi
b

σ
≤ 500 MPa.
b)Phương pháp xác định lực cắt:
d
β
α
N
α
a
b
c
P
S/2
N
a)
b)
d
T
T
T
L
R
l
α
1
S
α
D
T
R

Hình 3.7- Sơ đồ tác dụng lực khi cắt trên máy cắt dao đĩa
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
Chúng ta khảo sát điều kiện ăn dao của các đĩa dao. Ở thời điểm tiếp xúc
giữa dao với tấm có lực ma sát T và áp lực pháp tuyến N tác dụng lên tấm, các
đĩa dao sẽ kéo tấm kim loại vào vùng cắt khi :
2. T. cos α > 2.N.cos β
Theo hình vẽ ta có : β = (90º- α) và theo định luật Culông T = μ.N
( trong dó μ là hệ số ma sát tiếp xúc). Thay vào bất đẳng thức trên ta có :
2.μ.N.cos α > 2.N.sinα
Từ đó ta có: μ ≥ tg α
Như vậy để có thể kéo tấm, các đĩa cắt ở thời điểm bắt đầu cắt phải đảm
bảo sao cho tang của góc nghiêng giữa tiếp tuyến với đường bao của đĩa cắt tại
điểm tiếp xúc với tấm và trục nằm ngang (tgα) phải bằng hoặc nhỏ hơn hệ số
ma sát.
Ở giai đoạn ổn định của quá trình cắt , điều kiện ăn dao có thể viết dưới
dạng:
tb
tg
αµ
≥
trong đó
2/)(
1
ααα
+=
tb
.

Hay :
]2/)[(
1
εαµ
+>
tg
Do chiều dày S nhỏ so với đường kính đĩa dao, giá trị của góc α và
1
α
cũng rất nhỏ nên chúng ta có thể coi :
2/sin2/sin2/2/]2/)[(
111
ααααεα
+≈+≈+
tgtgtg
Như vậy điều kiên ăn dao có dạng:
2/sin2/sin
1
ααµ
+≥
Sử dụng một số phép biến đổi lượng giác và quan hệ hình học ta có:
)(
222
dSd
R
d
R
d
R
Sd

++=+
+
≥
µ
Từ điều kiện này ta có thể xác định được đường kính nhỏ nhất của đĩa
dao để đảm bảo điều kiện ăn dao trong quá trình cắt:
2
minmin
1
].5,0).([2
µ
SdSddDR
+++≥=
Như vậy đường kính dao sẽ càng lớn nếu như chiều dày vật liệu cắt S và
độ trùng dao d càng lớn, lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc của đĩa dao và tấm
càng nhỏ . Nếu d thay đổi trong khoảng ( 0,2 ÷ 0,4)S thì đường kính của đĩa dao
sẽ là:
2
)2,10,1(
µ
S
D
÷≥
Như vậy nếu hệ số ma sát μ= 0,15 thì D ≥(45÷55)S và nếu μ= 0,2 thì
D ≥(25÷30)S
Khi cắt trên máy cắt dao đĩa ổ biến dạng là tam giác có cạnh cong abc
(hình 3.6-b). Vì chiều dày S của vật liệu rất nhỏ so với bán kính đĩa dao R nên
có thể coi gần đúng tam giác abc là các tam giác có các cạnh thẳng.
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 18

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
Thành phần thẳng đứng của lực cắt P tác dụng theo đường song song với
đường nối tâm của các đĩa dao, sẽ bằng tích số giữa diện tích của ổ biến dạng F
với trở lực cắt
c
σ
cc
FP
σ
.
=
Trong đó
γ
tg
bc
l
l
bcF
2
;
2
.
==
và 2γ là góc ở đỉnh tam giác abc. Nếu coi :
2/)(
21
αααγ
+==
tb

thì điểm đặt lực P trùng với trọng tâm tam giác abc và ta có:
)(2
..
.
.4
..
.
22
ddS
RS
K
tg
RS
KP
c
tb
c
t
++
==
σ
α
σ
Như vậy lực cắt P sẽ tăng khi: S,
c
σ
, R tăng và độ trùng dao d giảm.
Lực cắt giảm khi d tăng
Mô men cắt cần thiết:

α
sin
2
D
M
=
( có thể coi
2
D
L
≈
)
Thay giá trị P vào công thức trên ta được:
ασ
cos..125,0
2
DSM
c
=
Thay giá trị của cosα vào ta được:
).(.125,0
2
SdDDSM
c
−−=
σ
Như vậy mô men cần thiết để quay các đĩa dao sẽ tăng lên khi tăng các
thông số chiều dày cắt S, trở lực cắt
c
σ

và đường kính đĩa dao D. Khi độ trùng
dao d tăng thì mô men M giảm.
6.Kết luận:
Ở trên ta đã đưa ra một số phương án cắt thép tấm. Thông qua ưu, nhược điểm
đánh giá các phương án ta có nhận xét như sau:
- Phương pháp dùng hồ quang quang điện hay ngọn lửa khí có thể cắt
được thép tấm có bề dày lớn nhưng chất lượng mép cắt không cao, năng suất
thấp, khó cơ khí hoá và tự động hoá. Do đó nó chỉ phù hợp khi cắt những tấm
dày, có hình dáng phức tạp.
- Phương pháp cắt bằng tia laser: Dùng chùm tia laser có thể gia công
được các loại vật liệu có cơ tính tốt , dế dàng cơ khí hoá và tự động hoá. Tuy
nhiên chiều dày cắt được tương đối mỏng, mặt khác thiết bị tạo nguồn laser
phức tạp và giá thành cao.
-Phương pháp cắt bằng cặp dao đĩa, phương pháp này tốc độ cắt chậm
hơn, năng suất thấp khi ta cắt thép tấm có chiều dày lớn tuy rằng lực cắt nó nhỏ,
do đó phương pháp này không hiệu quả .
- Phương pháp cắt bằng dao có lưỡi nghiêng : Phương pháp này tuy mép
cắt không được thẳng và đẹp nhưng lực cắt cần thiết không yêu cầu lớn, có thể
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
cắt theo những đường cắt cong, do đó không yêu cầu kết cấu máy phải cồng
kềnh, máy ít rung động đến xung quanh, do vậy ta chọn phương án lưỡi dao cắt
nghiêng để thiết kế máy .
III- PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY :
Như vậy ta đã phân tích chọn được phương án cắt dùng cặp lưỡi dao
nghiêng chuyển động tịnh tiến. Tuy nhiên để thực hiện chuyển động tịnh tiến
cũng có nhiều loại cơ cấu khác nhau.Do đó cần phải chọn phương án truyền
động hợp lý nhằm thoả mãn một số yêu cầu chủ yếu sau:

- Máy thiết kế có hình dạng và kết cấu hợp lý theo quan điểm công nghệ
chế tạo và lắp ráp .
- Vật liệu chế tạo chi tiết máy được chọn hợp lý, đảm bảo các yêu cầu liên
quan đến công dụng và điều kiện sử dụng máy .
- Có thể sử dụng các phương pháp công nghệ phù hợp để đơn giản hoá quá
trình chế tạo từ khâu chuẩn bị phôi đến gia công chế tạo, kiểm tra, lắp ráp và
nghiệm thu sản phẩm .
- Máy phải có khối lượng và kích thước nhỏ gọn .
- Giá thành và chi phí cho sử dụng là thấp nhất, phù hợp với điều kiện hiện
có.
Chuyển động tịnh tiến của dao trên có thể nhờ vào chuyển động của các cơ cấu
sau
1.Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu tay quay con trượt:
a) Sơ đồ nguyên lý:
1- Tay quay
2- Thanh truyền
3- Con trượt
Hình 3.8- Sơ đồ cơ cấu tay quay con trượt
b)Nguyên tắc hoạt động:
Tay quay 1 được dẫn động bởi động cơ điện chuyển động quay tròn,
truyền chuyển động cho thanh truyền 2. Thanh truyền đẩy con trượt 3 chuyển
động tịnh tiến dọc theo rãnh trượt
Đặc điểm: Cơ cấu này có nguyên lý làm việc và kết cấu đơn giản, độ
cứng vững cao, dễ chế tạo. Tuy nhiên tạo lực không lớn, dẫn động phức tạp và
khó điều khiển
2.Chuyển động tịnh tiến nhờ xy lanh thuỷ lực:
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 20
ω
v

1
2
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
Truyền dẫn thuỷ lực ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong chế tạo
máy, đặc biệt là trong các máy cắt, máy đột dập, máy gia công áp lực…
a)Sơ đồ nguyên lý:
1- Van phán phäúi
2- Xy lanh
3- Pêt täng
3
2
1
Hình 3.9- Sơ đồ hệ thống xy lanh thuỷ lực
b)Nguyên tắc hoạt động:
Dầu được bơm với áp suất cao từ bể dầu, qua các phần tử thuỷ lực như
van tràn, van an toàn, van phân phối ... sau đó được dẫn vào buồng bên trái của
xy lanh. Áp lực lớn của dầu sẽ đẩy pít tông tiến lên phía trước. Trong hành trình
ngược lại dầu được dẫn vào buồng bên phải đẩy pít tông lùi về.
c) Đặc điểm:
* Ưu điểm:
+ Truyền được công suất cao và lực lớn nhờ cơ cấu tương đối đơn giản,
hoạt động với độ tin cậy cao đòi hỏi ít về chăm sóc và bảo dưỡng
+ Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và vô cấp, dễ thực hiện tự động
hoá theo điều kiện làm việc làm việc hay theo chương trình cho sẵn
+ Kết cấu gọn nhẹ, vị trí các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc với
nhau, các bộ phận nối thường là các đường ống nối dễ đổi chỗ
+ Có khả năng giảm khối lượng và kích thước nhờ áp suất thuỷ lực cao
+ Làm việc êm, ít bị va đập nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thuỷ

lực và tính nén được của dầu
+ Tự động hoá đơn giản
* Nhược điểm:
+ Tổn thất trong đường ống và rò rỉ làm giảm hiệu suất và hạn chế
phạm vi sử dụng
+ Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được
của chất lỏng và tính đàn hồi của đường ống dẫn
+ Khó thực hiện sự đồng bộ hoá chính xác các chuyển động
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
+ Giá thành lắp đặt hệ thống thuỷ lực khá đắt tiền, phức tạp đòi hỏi phải
chế tạo chính xác .
3)Kết luận:
Qua hai phương án tạo chuyển động tịnh tiến để tạo lực cắt cho dao ta
thấy mỗi phương án đều có những ưu điểm riêng . Tuy nhiên xét về tính năng
kỹ thuật, công nghệ, khả năng tự động và làm giảm nhẹ công việc của công
nhân thì dùng cơ cấu tịnh tiến bằng xy lanh thuỷ lực dầu ép phù hợp nhất khi
cắt các loại thép cacbon, thép thường với chiều dày phôi đến 15mm và chiều
rộng cắt lớn nhất của tấm thép là 2000mm .
12
11
10
9
8
7
6
5
4

3
2
1
1- Bể dầu 7- Van tiết lưu
2- Bơm dầu 8- Van phân phối
3- Van tràn 9- Xy lanh sinh lực
4- Van cản 10- Dao cắt
5- Lọc tinh 11- Rãnh trượt
6- Ắc quy dầu 12- Bàn dao dưới
Hình 3.10- Sơ đồ hệ thống thuỷ lực tạo lực cắt
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
PHẦN IV
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY
I - DAO CẮT:
1)Tính toán sơ bộ chiều dài của lưỡi dao:
Theo kinh nghiệm chiều dài của lưỡi dao L :
L = B + ( 50
÷
150 ) (mm)
Trong đó : B là chiều rộng lớn nhất của tấm thép đem cắt . B
max
= 2000(mm)
Do đó : L = 2000 + 100 = 2100 (mm)
Chiều dài cần thiết của dao tương đối dài, do đó để đảm bảo được độ
chính xác, độ thẳng lưỡi dao và độ nhiệt luyện tốt, thông thường ta chế tạo từng
đoạn ngắn rồi ghép lại, ta chọn chiều dài của dao chia làm 4 đoạn, do đó chiều
dài của mỗi đoạn dao là :

L
0
=
)(525
4
2100
mm
=
2)Xác định hành trình của dao nghiêng .
∆
α
y
L
B
H
S
max
Hình 4.1- Sơ đồ xác định hành trình dao
Gọi y là chiều cao mở cực đại từ phía dưới của lưỡi dao trên tới mặt trên
của tấm thép đem cắt . Chọn y = 10mm .
B : Chiều rộng lớn nhất của tấm thép đem cắt . B
max
= 2000(mm) .

∆
: Độ trùng dao để đảm bảo cắt hết chiều rộng tấm thép

∆
= (10
÷

20 ) mm , chọn
∆
= 15 (mm)
L : Chiều rộng dao . L = 2100 (mm)
S
max
: chiều dày lớn nhất của tấm thép .
Do đó chiều dài hành trình cắt H :
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
H = y + S
max
+ B tg
γ
+
∆
= 10 +15 +2100 tg4
0
+15 = 186,84 lấy H = 187 (mm) .
3)Xác định vận tốc và thời gian cắt của đầu dao trên :
Vận tốc cắt của dao có ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ, năng suất cắt và chất
lượng của mép cắt, mặt khác vận tốc cắt còn ảnh hưởng đến độ rung động va
đập của máy. Vì vậy cần phải tính và chọn vận tốc cắt hợp lý để máy làm việc
tốt, đạt năng suất và yêu cầu thiết kế .
Đối với cắt thép tấm, với chiều dày tấm thép cắt a
max
= 15mm là khá lớn,
vì vậy vận tốc cắt nằm trong khoảng ( 5

÷
100 ) mm/s, với a
max
như vậy ta chọn
v = 50(mm/s )
4)Xác định thời gian đi xuống của đầu dao trên :
Thời gian cắt của dao trên đóng vai trò là một phần trong chu kỳ làm việc của
máy . Sau khi tính được độ vận hành của dao nghiêng là H = 187 mm
Thời gian của dao đi là :
t =
)(74,3
50
187
s
v
H
≈=
Vậy thời gian cắt chính của dao là : t = 3,74 ( s)
II- BỘ PHẬN KẸP CHẶT:
Momen sinh ra khi cắt có xu hướng làm cho vật liệu quay đi một góc
nhỏ trước khi bị cắt đứt. Hiện tượng quay này làm cho chất lượng bề mặt bị xấu
đi, mặt cắt không vuông góc với bề mặt tấm thép. Bởi vậy ta cần phải chống lại
sự quay đó, đồng thời ngăn cản bất kỳ một chuyển động nào có thể của phôi
trong quá trình cắt bằng cách thêm vào lực ép Q trên tấm vật liệu
Có nhiều cách để tạo nên lực Q, sau đây ta xét một vài phương án kẹp
chặt phôi có thể sau đây
1)Kẹp phôi bằng chính trọng lực của một khối kim loại
a)Sơ đồ nguyên lý:
5
4

3
1
2
P
1- Baìn dao dæåïi
2- Phäi càõt
3- Dao trãn
4- Khäúi kim loaûi
5- Giaï âåî
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Thiết kế máy cắt
thép tấm
Hình 4.2- Sơ đồ kẹp chặt bằng trọng lượng khối kim loại
b)Hoạt động :
Khi dao cắt 1 bắt đầu đi xuống thì khối lượng vật liệu kẹp chặt 2 cũng đi
xuống theo và xuống chạm vào tấm thép cần kẹp chặt trước . Dao tiếp tục đi
xuống cắt thì khối lượng này trượt lồng không trong rãnh 3 của dao cắt, lúc
khối lượng bắt đầu trượt lồng không là lúc lực kẹp của tấm thép đã cố định và
là lúc có lực kẹp lớn nhất
c)Ưu nhược điểm :
* Ưu điểm : Cơ cấu này hoạt động đơn giản, dễ thiết kế, dễ chế tạo
* Nhược điểm:
+ Kết cấu và khối lượng máy trở nên cồng kềnh,
+Lực kẹp không thể thay đổi khi cắt thép mỏng hoặc dày khác nhau
+Khi kẹp chặt va đập mạnh, kém cững vững cho máy .
2.Kẹp chặt bằng hệ thống thuỷ lực dầu ép hoặc khí nén .
a)Sơ đồ nguyên lý:
1- Baìn dao dæåïi
2- Phäi càõt

3- Dao trãn
4- Baìn keûp
5- Xy lanh
2
1
3
4
5
Hình 4.3 - Sơ đồ kẹp chặt bằng thủy lực
b)Hoạt động :
Dầu được đưa từ bơm (1) Qua van đảo chiều (2) rồi theo đường ống qua bộ
làm đều tốc độ vào buồng trên của xilanh đẩy piston đi xuống kẹp chặt phôi
trước khi cắt . Khi cắt xong đảo chiều van làm cho dầu đi vào buồng dưới của
xilanh đẩy piston đi lên, nhả phôi ra .
c)Đặc điểm :
-Ưu : Tạo được lực kẹp lớn nhờ dễ dàng tăng được áp suất để tăng lực
kẹp, dễ dàng điều khiển .
- Nhược : Cơ cấu phức tạp, đắt tiền .
3. Kẹp chặt bằng hệ thống các lò xo chịu nén gắn lên lưỡi dao trên :
Nguyễn Hữu Ngoạn_ Lớp 03C1C
Trang 25