THIẾT kế máy cắt tấm KIM LOẠI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA C

KHÍ

BỘ MÔN THI T K MÁY
---------------o0o---------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THI T K MÁY C T T M KIM LO I

GVHD: PGS.TS Ph m Huy Hồng
SVTH: Nguy n H u Tốn
MSSV: 20802256

TP.HCM, Tháng 12/2012


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập tại trường Đại học Bách Khoa TP HCM, em đã nhận
được sự chỉ bảo tận tình cũng như tâm huyết của tất cả các thầy cô giảng dạy tại Khoa Cơ
khí nói chung và Bộ môn Thiết kế máy nói riêng. Nhờ vậy mà em mới có đủ kiến thức
nền tảng để hoàn thành để hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp này.Xa hơn nữa là đủ
kiến thức để trở thành một kỹ sư trong tương lai. Vì những công lao to lớn ấy, em xin gửi
lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả các thầy cô, mong tất cà các thầy cô luôn khỏe mạnh, minh
mẫn để tiếp tục dẫn dắt lớp đàn em đi sau, tiếp tục sự nghiệp trồng người cao cả này.
Đặc biệt nhất, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc từ đáy lòng mình đến thầy
Phạm Huy Hoàng, người đã hướng dẫn em trong kỳ thực tập tốt nghiệp cũng như đề tài
luận văn này. Với sự chỉ bảo tận tình và đầy tâm huyết của thầy, em đã học hỏi được

nhiều điều từ thực tế, từ cuộc sống. Xin kính chúc thầy sức khỏe và mong thầy sẽ còn
tiếp tục truyền đạt kiến thức cho nhiều thế hệ sau hơn nữa.
Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên
Nguyễn Hữu Toán

i


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Ngày nay với sự phát triển nhanh chóng của ngành thép thế giới nói chung và tại Việt
Nam nói riêng, thép tấm đã, đang và sẽ là một mặt hàng không thể thiếu. Đặc biệt, ở Việt
Nam nhu cầu về thép tấm ngày càng tăng cao, đặt biệt là thép tấm khổ nhỏ với những ứng
dụng rộng rãi trong cuộc sống cũng như sản xuất ngày nay.
Được sự nhất trí của Bộ môn, em đã được Thầy hướng dẫn giao đề tài luận văn tốt
nghiệp là: Thiết kế máy cắt tấm kim loại. Luận văn này tập trung giải quyết các vấn đề
sau:
 Tìm hiểu dây chuyền sản xuất điếu ga tại nhà máy TNHH-TM Uyên Phát và máy
cắt phục vụ trong dây chuyền.
 Lựa chọn nguyên lý máy
 Tính toán, thiết kế kết cấu máy cần thiết.

ii


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ …i
TÓM TẮT LUẬN VĂN…………………………………………………………………..ii
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THÉP TẤM VÀ MÁY CẮT TẤM KIM
LOẠI TRONG NHÀ MÁY ........................................................................................... 4
1.1 Giới thiệu chung ................................................................................................... 4
1.2 Tìm hiểu nhu cầu về thép tấm khổ nhỏ trên thị trường ..................................... 5
1.3 Một số tiêu chuẩn thép tấm .................................................................................. 7
1.3.1 Tiêu chuẩn JIS G3141 ...................................................................................... 8
1.3.2 Tiêu chuẩn Yamaha ........................................................................................ 10
2.1 Quy trình sản xuất ống điếu ga tại công ty TNHH TM Uyên Phát. ................. 13
2.1.1 Cấu tạo ống điếu............................................................................................. 13
2.1.2 Quy trình sản xuất ống điếu ga. ...................................................................... 15
2.3 Máy cắt tấm phục vụ trong quy trình sản xuất ................................................. 16
2.3.1 Máy cắt cơ...................................................................................................... 16
2.3.2 Máy cắt thủy lực ............................................................................................. 16
2.4 Nhiệm vụ đề tài ................................................................................................... 17
Chương 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY .............................................................. 18
2.1 Sơ đồ chung nguyên lý máy cắt tấm .................................................................. 18
2.2 Phân tích và lựa chọn phương án cho dao cắt. .................................................. 19
2.2.1 Các phƣơng án cắt. ......................................................................................... 19
2.2.3 Lựa chọn phƣơng án. ...................................................................................... 21
2.3 Phân tích và lựa chọn phương án truyền động dao cắt .................................... 21
2.3.1 Các phƣơng án truyền động dao cắt. ............................................................... 21
2.3.2 Lựa chọn phƣơng án. ...................................................................................... 25
2.4 Phân tích và lựa chọn phương án cho cơ cấu kẹp phôi. .................................... 25
2.4.1 Các phƣơng án kẹp phôi. ................................................................................ 25
2.4.2 Lựa chọn phƣơng án. ...................................................................................... 26

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 1


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

2.5 Phân tích và lựa chọn phương án cho cơ cấu đỡ phôi. ..................................... 27
2.6 Phân tích và lựa chọn phương án cho hệ thống ra sản phẩm ........................... 28
2.6.1 Các phƣơng án. .............................................................................................. 28
2.6.2 Lựa chọn phƣơng án. ...................................................................................... 29
2.7 Bản vẽ sơ đồ động. .............................................................................................. 29
Chương 3: THIẾT KẾ MÁY ...................................................................................... 30
3.1 Tính toán động lực học và kết cấu cho bộ phận cắt. ......................................... 30
3.1.1 Tính lực cắt. ................................................................................................... 31
3.1.2 Tính toán xi lanh thủy lực cho bộ phận tạo lực cắt. ......................................... 31
3.1.3 Tinh toán các thông số của dao. ...................................................................... 32
3.2 Tính toán động lực học và kết cấu cho bộ kẹp phôi. ......................................... 35
3.2.1 Tính lực kẹp chặt ............................................................................................ 35
3.2.2 Tính toán xi lanh thủy lực cho bộ phận kẹp phôi. ........................................... 35
3.2.3 Lƣu lƣợng bơm của hệ thống kẹp phôi. .......................................................... 35
3.3 Tính toán động lực học và kết cấu cho bộ phận ra sản phẩm. ......................... 36
3.3.1 Lực cản chuyển động đối với nhánh làm việc (WLV) của băng tải ................... 36
3.3.2 Tính toán công suất, chọn động cơ. ................................................................ 37
3.4 Tính toán động lực học và kết cấu cho cơ cấu đỡ phôi. .................................... 38
3.4.1 Tính toán lực .................................................................................................. 38
3.4.2 Tính toán xi lanh thủy lực cho cơ cấu đỡ phôi. ............................................... 39
3.4.3 Lƣu lƣơng bơm của cơ cấu đỡ phôi. ............................................................... 39
3.5 Thiết kế hệ thống đo. .......................................................................................... 40

3.5.1 Nhiệm vụ ....................................................................................................... 40
3.5.2 Nguyên tắc hoạt động. .................................................................................... 40
3.5.3 Cấu tạo ........................................................................................................... 40
3.5.4 Tính toán bộ truyền vít-đai ốc......................................................................... 40
3.5.5 Chọn động cơ. ................................................................................................ 41
3.5.6 Tính toán bộ truyền đai răng. .......................................................................... 42
3.6 Kiểm tra khung máy........................................................................................... 43

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 2


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

3.6.1 Yêu cầu khung máy. ....................................................................................... 43
3.6.2 Vật liệu thiết kế khung máy. ........................................................................... 43
3.6.3 Lực tác dụng lên khung máy........................................................................... 43
3.6.4 Kiểm nghiệm bền theo ứng suất. .................................................................... 44
3.6.5 Chuyển vị khung máy. .................................................................................... 45
Chương 4 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC ...................... 46
4.1 Phương án cho hệ thống truyền động thủy lực. ................................................ 46
4.2 Các thành phần của hệ thống thủy lực. ............................................................. 48
4.3 Tính toán hệ thống thủy lực. .............................................................................. 49
4.3.1 Tính toán tiết diện đƣờng ống dẫn dầu............................................................ 49
4.3.2 Tính toán lƣu lƣợng bơm. ............................................................................... 49
4.3.3 Tính toán áp suất làm việc của bơm................................................................ 50
4.4 Chọn bơm............................................................................................................ 52

4.4.1 Công suất thủy lực bơm. ................................................................................. 52
4.4.2 Lựa chọn bơm ................................................................................................ 52
4.5 Động cơ dẫn bơm. ............................................................................................... 53
4.5.1 Công suất động cơ dẫn máy bơm. ................................................................... 53
4.5.2 Chọn động cơ. ................................................................................................ 53
4.5.3 Lƣu lƣợng bơm tính theo vòng quay. .............................................................. 53
Chương 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN........................................ 54
5.1 Phương án điều khiển tự động sử dụng Rơle. ................................................... 54
5.2 Điều khiển quá trình cắt. .................................................................................... 54
5.3 Lưu đồ giải thuật mạch điều khiển. ................................................................... 56
5.4 Mạch điều khiển. ................................................................................................ 57
5.5 Mô phỏng điều khiển điện kết hợp với thủy lực. ............................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO...……………………………………………………………..58

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 3


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THÉP TẤM VÀ MÁY CẮT TẤM
KIM LOẠI TRONG NHÀ MÁY
1.1 Giới thiệu chung
Trong các ngành công nghiệp hiện nay nhƣ: công nghiệp hàng không, công nghiệp
điện, công nghiệp ôtô, đóng tàu thuyền, xây dựng,…thép là một trong những nguyên vật
liệu không thể thiếu đƣợc.Theo hình dạng của thép, ngƣời ta chia thép ra làm 2 loại:thép
tấm và thép hình.Trong đó, thép tấm đƣợc sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp

kể trên. Thép tấm đƣợc tạo thành từ quá trình cán kim loại, kim loại bị biến dạng giữa 2
trục cán quay ngƣợc chiều nhau, có khe hở giữa 2 trục cán nhỏ hơn chiều dày của phôi
ban đầu. Kết quả làm chiều dày phôi giảm, chiều dài và chiều rộng tăng lên, tạo thành
dạng tấm hay ta còn gọi là thép tấm.
Hình dạng và kích thƣớc của phôi tấm tạo ra trong quá trình cán đƣợc tiêu chuẩn hoá,
do đó việc sử dụng thép tấm để tạo ra các sản phẩm phải qua quá trình cắt thép tấm ra các
kích thƣớc và hình dạng khác nhau phù hợp với yêu cầu của từng ngành, từng công việc
cụ thể.Tùy vào bề rộng của phôi tấm,ta có thể chia thép tấm thành hai loại:thép tấm khổ
lớn và thép tấm khổ nhỏ..Ta có thể thấy các sản phẩm đƣợc làm từ thép tấm khổ lớn nhƣ
vỏ tàu, khung, sƣờn, gầm ôtô, mái lợp kim loại, những ống kim loại lớn…

Hình 1.1 Vỏ tàu được làm từ thép tấm khổ lớn

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 4


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

Hình 1.2 Vỏ ô tô được làm từ thép tấm khổ lớn
1.2 Tìm hiểu nhu cầu về thép tấm khổ nhỏ trên thị trường
Trong ngành cơ khí, thép tấm khổ nhỏ đƣợc dùng để chế tạo các chi tiết, phụ tùng
trong xe máy…

Hình 1.3 Phanh đĩa trong xe máy

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 5


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

Thép tấm còn đƣợc sử dụng rộng rãi trong các ngành kỹ thuật điện nhƣ chế tạo các bộ
phận máy biến thế, thép kỹ thuật điện…

Hình 1.4 Lá thép máy biến thế được làm từ thép tấm
Trong ngành xây dựng, thép tấm đƣợc dùng để tạo ra các dạng thép hình có tiết diện
phức tạp.

Hình 1.5 Thép hình được tạo từ thép tấm
Ngoài ra thép tấm còn đƣợc sử dụng rất nhiều để tạo ra các sản phẩm phục vụ trực
tiếp cuộc sống con ngƣời, đặt biệt thép tấm khổ nhỏ đƣợc sử dụng rất nhiều trong các
thiết bị bếp ga, vỏ đồ hộp, đóng gói…

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 6


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

Hình 1.6 Những sản phẩm vỏ đồ hộp làm từ thép tấm

Hình 1.7 Cầu thang bằng thép tấm uốn gợn sóng
Với nhu cầu sử dụng thép tấm rộng lớn nhƣ thế, cần thiết phải có những máy cắt thép
tấm năng suất cao, độ chính xác cao, đƣợc điều khiển tự động hay bán tự động góp phần
đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của nền công nghiệp nói riêng cũng nhƣ nền kinh tế nói
chung, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nƣớc.
1.3 Một số tiêu chuẩn thép tấm
Để đánh giá đƣợc chất lƣợng của thép tấm, ngƣời ta đã đặt ra những tiêu chuẩn về
thành phần hóa học, cơ tính, hóa học, dung sai… của thép tấm. Đây là một số tiêu chuản
về thép tấm cán nguội: JIS G3141/SPCC, SPCD, SPCE; ASTM/A1006, 1008; EN 10130;
A336/SAE 1006; …

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 7


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

1.3.1 Tiêu chuẩn JIS G3141
1.3.1.1 Chất lƣợng sản phẩm và ký hiệu.
Ký hiệu
SPCC
SPCD
SPCE

Ghi chú
Chất lƣợng thƣơng mại

Chất lƣợng dập sâu thông thƣờng
Chất lƣợng dập sâu
Bảng 1.1 Chất lượng sản phẩm và ký hiệu của tiểu chuẩn JIS G3141

1.3.1.2 Thành phần hóa học
Ký hiệu
SPCC
SPCD
SPCE

C
Mn
P
S
0,12 Max
0,50 Max
0,040 Max
0,045 Max
0,10 Max
0,45 Max
0,035 Max
0,035 Max
0,08 Max
0,40 Max
0,030 Max
0,030 Max
Bảng 1.2 Thành phần hóa học thép trong các tiêu chuẩn JIS G3141

1.3.1.3 Cơ tính vật liệu
Ký

hiệu
chất
lƣợng

SPCC
SPCD
SPCE

Độ bền
Lƣợng giãn dài %
kéo
N/m2
Phân biệt theo bề dày danh nghĩa
..<0,25

0,25≤…<0,4

0,4≤...<0,6

0,6≤…<1

1≤...<1,6

1,6≤...
<2,5

…≥2,5

270
min

270
mim
270
min

32 min

34 min

36 min

37 min

38 min

39 min

34 min

36 min

38 min

39 min

40 min

41 min

36 min

38 min

40 min

41 min

42 min

43 min

Bảng 1.3 Cơ tính vật liệu thép tấm trong tiêu chuẩn JIS G3141

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 8


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

1.3.1.4 Độ cứng.
Loại theo độ cứng

Ký hiệu loại độ cứng

Độ cứng
HRB
HV

Độ cứng 1/8
8
50 đến 71
95 đến 130
Độ cứng 1/4
4
65 đến 80
115 đến 150
Độ cứng 1/2
2
74 đến 89
135 đến 185
Độ cứng 100%
1
85 min
170 min
Loại ủ
A
57 max
105 max
Tiêu chuẩn
S
65 max
115 max
Bảng 1.4 Độ cứng của thép tấm trong tiêu chuản JIS G3141
1.3.1.5 Dung sai chiều dày.
Phân biệt theo chiều rộng danh nghĩa (mm)
Phân biệt theo chiều dày danh
...
< 630 ≤...< 100 ≤...< 1250

nghĩa (mm)
630
1000
1250
1600

≤...< ...
≥
1600

... < 0.25

± 0.03 ± 0.03

± 0.03

-

-

0.25 ≤...< 0.40

± 0.04 ± 0.04

± 0.04

-

-

0.40 ≤...< 0.60

± 0.05 ± 0.05

± 0.05

± 0.06

-

0.40 ≤...< 0.80

± 0.06 ± 0.06

± 0.06

± 0.06

± 0.07

0.80 ≤...< 1.00

± 0.06 ± 0.06

± 0.07

± 0.08

± 0.09

1.00 ≤...< 1.25

± 0.07 ± 0.07

± 0.08

± 0.09

± 0.11

1.25 ≤...< 1.60

± 0.08 ± 0.09

± 0.10

± 0.11

± 0.13

1.60 ≤...< 2.00

± 0.10 ± 0.11

± 0.12

± 0.13

± 0.15

Bảng 1.5 Dung sai chiều dày thép tấm trong tiêu chuẩn JIS G3141

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 9


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

1.3.1.6 Dung sai chiều rộng.
Loại A

Loại B

Phân biệt theo chiều rộng danh nghĩa
(mm)

Phân biệt theo chiều rộng danh nghĩa
(mm)

... < 1250

... > 1250

... < 1250

... > 1250

+7
0

+10
0

+3
0

+4
0

Bảng 1.6 Dung sai chiều rộng trong tiêu chuẩn JIS G3141
1.3.2 Tiêu chuẩn Yamaha
1.3.2.1 Chủng loại và ký hiệu.

Hình 1.8 Chủng loại và ký hiệu thép trong tiêu chuẩn Yamaha

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 10


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

1.3.2.2 Thành phần hóa học.

Hình 1.9 Thành phần hóa học các loại thép trong tiêu chuẩn Yamaha

1.3.2.3 Cơ tính.

Hình 1.10 Cơ tính của các mác thép cán nguội

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 11


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

Hình 1.11 Cơ tính của các mác thép cán nguội (tiếp)

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 12


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

2.1 Quy trình sản xuất ống điếu ga tại công ty TNHH TM Uyên Phát.
2.1.1 Cấu tạo ống điếu.
Ống điếu là bộ phận quan trọng của bất kì 1 bếp gas nào, nó là khâu cuối cùng trƣớc
khi khí gas đƣợc đốt cháy.
Ống điếu có thể sản xuất theo phƣơng pháp đúc bằng gang hay đơn giản đƣợc dập
định hình rồi ghép lại thành ống điếu hoàn chỉnh.

Cấu tạo của 1 ống điếu đƣợc sản xuất theo phƣơng pháp dập gồm có : điếu trên,
điếu dƣới, miệng chén lớn, miệng chén nhỏ và bích điếu.

Hình 1.12 Sản phẩm ống điếu tại nhà máy

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 13


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

Hình 1.13 Các thành phần của ống điếu ga
1.
2.
3.
4.

Điếu dƣới.
Điếu trên.
Miệng chén lớn.
Miệng chén nhỏ.

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

5. Bích điếu.
6. Ống điếu hoàn chỉnh

Page 14


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

2.1.2 Quy trình sản xuất ống điếu ga.
Thép tấm dạng cuộn

Hệ thống kéo,
cán, cắt

Thép tấm có kính
thước lớn

Máy cắt tấm
kim loại

Thép tấm có kính
phù hơp cho quá
trình tạo sản phẩm

Máy dập
khuôn dập cắt

Máy dập
Khuôn dập cắt

Định hình hình dạng

ngoài điếu trên

Định hình hình dạng
ngoài điếu dưới

Máy dập
khuôn dập vuốt

Máy dập
khuôn dập vuốt

Điếu trên

Điếu dưới

Lắp ráp

Sản phẩm hoàn
chỉnh

Hình 1.14 Sơ đồ quy trình sản xuất ống điếu ga

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 15


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

2.3 Máy cắt tấm phục vụ trong quy trình sản xuất
Trƣớc khi đƣa thép tấm có kích thƣớc phù hợp cho quá trình dập tạo sản phẩm của
nhà máy, thì thép tấm có kích lớn phải trải qua công đoạn cắt nhỏ. Quá trình này đƣợc
thực hiện nhờ máy cắt tấm.
Máy cắt tấm trong nhà máy gồm có hai loại dựa theo phƣơng thức truyền động để tạo
lực: máy cắt cơ, máy cắt thủy lực.
2.3.1 Máy cắt cơ
 Nguyên lý hoạt động
Dựa trên nguyên lý truyền động của cơ cấu truc khuỷu – thanh truyền biến chuyển
động quay thành chuyển động tịnh tiến. Trục khuỷu quay truyền lực tác động vào đầu
dao, tạo áp lực cho đầu dao đi xuống thực hiện quá trình cắt.
 Ƣu điểm :
- Truyền động đƣợc công suất khá lớn.
- Hoạt động với độ tin cậy cao.
- Giá thành không quá cao.
 Nhƣợc điểm:
- Chỉ gia công đƣợc chi tiết có bề dày nhỏ.
- Không có thời gian dừng trong quá trình đầu dao tiếp xúc với bề mặt chi tiết vì
trục khuỷu, cam quay có chu kỳ.
- Khó điều chỉnh đƣợc vận tốc trong quá trình cắt
2.3.2 Máy cắt thủy lực
 Nguyên lý hoạt động
Hai xy lanh thủy lƣc tác động đồng thời, truyền lực tác động lên đầu dao, tạo áp lực
cho đầu dao đi xuống thực hiện quá trình cắt.
 Ƣu điểm:
- Gia công đƣợc chi tiết có bề dày khá lớn so với máy cắt cơ.
- Có thời gian dừng quá trình mà đầu dao tiếp xúc với bề mặt chi tiết.
- Điều chỉnh vận tốc chính xác.
- Dễ giám sát tình trạng máy nhờ van áp suất.

- Truyền đƣợc công suất lớn.
 Nhƣợc điểm:
- Sự rò rỉ của các linh kiện thủy lực và tổn thất áp suất trên đƣờng dẫn làm giảm
hiệu suất của hệ thống.

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 16


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

2.4 Nhiệm vụ đề tài
Qua các phần tìm hiểu trên, mục tiêu của để tài là Thiết kế máy cắt tấm kim loại. Với
các thông số kỹ thuật cơ bản đề ra cho đề tài này.
 Khổ thép
- Chiều rộng lớn nhất: 1500 mm
- Chiều dày : 1÷4 mm
 Đặc tính thép
- Vật liệu cắt: thép CT10
- Giới hạn bền của thép: 𝜍𝑏 = 800 N/mm2
 Vận tốc dao cắt
- Vận tốc xuống dao nhanh: 80 mm/s
- Vận tốc cắt: 10 mm/s
- Vận tốc lùi dao: 56 mm/s

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 17


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

Chương 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY
2.1 Sơ đồ chung nguyên lý máy cắt tấm
 Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý toàn máy
 Giải thích sơ đồ: khi ngƣời công nhân đƣa phôi cắt(1) vào đúng cữ cắt(5) nhờ con
lăn đỡ(4), bàn kẹp(2) kẹp chặt phôi cắt(1). Dao dƣới(8) gắn vào khung máy đứng
yên, dao trên(3) gắn vào bàn trƣợt chuyển động xuống thực hiện quá trình cắt. Sau
khi cắt xong. Dao trên(3) trở về vị trí ban đầu. Dao trên và bàn trƣợt chuyển động
lên xuống nhờ cơ cấu thủy lực, cơ cấu cam, hay cơ cấu trục khuỷu- thanh truyền.
Khi sản phẩm cắt(6) đƣợc cắt xong sẽ rơi xuống hệ thống ra sản phẩm(7) đi đến bộ
phận lƣu trữ.

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 18


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

2.2 Phân tích và lựa chọn phương án cho dao cắt.

2.2.1 Các phƣơng án cắt.
 Phƣơng án 1: cắt bằng dao thẳng song song.
 Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý cắt bằng dao thẳng song song
1. Dao dƣới
2. Phôi cắt
3. Dao trên
 Giải thích sơ đồ: trong cách bố trí thì 2 lƣỡi dao trên (3) và lƣỡi dao dƣới (1)
song song với nhau. Quá trình cắt xảy ra khi dao trên (3) đi xuống trong khi
dao dƣới (1) đứng yên. Trong khi làm việc mặt phẳng chuyển động của dao là
luôn luôn không đổi.
 Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo lắp ráp.
 Nhược điểm:
- Lực cắt lớn.

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 19


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

 Phƣơng án 2: cắt bằng dao nghiêng.
 Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý cắt bằng dao nghiêng

1. Dao dƣới
2. Phôi cắt
3. Dao trên
𝛼: góc nghiêng của dao trên so với phƣơng ngang.
L1: chiều dài dao trên
L2: bề rộng phôi cắt
 Giải thích sơ đồ:ở cách bố trí này, khi phôi (2) đúng kích thƣớc, dao trên (3) di
chuyển xuống trong khi dao dƣới (1) đứng yên. Quá trình cắt xảy ra xong thì
dao trên trở lại vị trí ban đầu.Ở phƣơng pháp cắt này ngƣời ta thƣờng bố trí
lƣỡi dao nghiêng một góc 𝛼 so với phƣơng ngang. Khi bố trí lƣỡi dao trên
nghiêng thì quá trình cắt xảy ra dàn dần trên phần tách ra của tấm, vì thế lực
cắt sẽ nhỏ hơn khi bố trí dao song song. Góc nghiêng của lƣỡi dao trên 𝛼 phải
đảm bảo tự hãm, nghĩa là với góc nghiêng đó trong quá trình cắt không có sự
dịch chuyển tấm trong quá trình nằm ngang. Tùy theo chiều dày của tấm, góc
nghiêng 𝛼 = (2 ÷ 6)0 , vật liệu càng dày thì góc 𝛼 càng lớn.
 Ưu điểm:
- Lực cắt nhỏ hơn so với cách bố trí dao thẳng song song.
 Nhược điểm:
- Sinh ra lực làm trƣợt phôi ngang khi cắt do lƣỡi dao trên đƣợc bố trí
nghiêng.

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 20


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

2.2.3 Lựa chọn phƣơng án.
 Phƣơng pháp cắt bằng dao thẳng song song thì mép cắt đẹp, thời gian mỗi nhát cắt
nhanh nhƣng lực cắt quá lớn, hơn nữa để cắt thép tấm có chiều dày lớn, lúc này lực
cắt sẽ rất lớn nên yêu cầu về độ bền của dao cũng nhƣ thân máy cao, rung động mạnh,
vì vậy ta không sử dụng phƣơng pháp này để thiết kế.
 Phƣơng pháp cắt bằng dao có lƣỡi nghiêng : phƣơng pháp này tuy mép cắt không
đƣợc thẳng và đẹp nhƣng lực cắt cần thiết không yêu cầu lớn, có thể cắt theo những
đƣờng cắt cong, do đó không yêu cầu kết cấu máy phải cồng kềnh, máy ít rung động
đến xung quanh, do vậy ta chọn phƣơng án lƣỡi dao cắt nghiêng để thiết kế máy .
2.3 Phân tích và lựa chọn phương án truyền động dao cắt
2.3.1 Các phƣơng án truyền động dao cắt.
 Phƣơng án 1: dùng trục khuỷu thanh truyền.
 Sơ đồ nguyên lý.

Hình 2.5 Sơ đồ dùng trục khuỷu thanh truyền tạo chuyển động tịnh tiến cho dao
4. Dao trên
5. Phôi cắt
6. Dao dƣới

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

7.Trục khuỷu
8. Thanh truyền (bánh lệch tâm)

Page 21


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Phạm Huy Hoàng

 Giải thích sơ đồ: trục khuỷu (7) chuyển động quay tròn truyền chuyển động
cho thanh truyền (8). Thanh truyền (8) đẩy dao trên (4) đi xuống hết hành trình
rồi kéo lên khi xong quá trình cắt. Việc điều chỉnh hành trình của dao đƣợc
thực hiện bằng cách điều chỉnh độ lệch tâm của thanh truyền (8).
 Ưu điểm:
- Độ cứng vững cao.
- Kết cấu tƣơng đối đơn giản.
 Nhược điểm:
- Để tạo lực cắt lớn và hảnh trình cắt dài thì kết cấu sẽ tăng lên.
- Khó điều khiển, dẫn đến dung sai cắt khó đảm bảo.
 Phƣơng án 2: dùng xy lanh thủy lực.
 Sơ đồ nguyên lý.

Hình 2.6: Sơ đồ tạo chuyển động cắt nhờ xi lanh thủy lực
1. Xy lanh thủy lực

5. Phôi cắt

3. Rãnh trƣợt

6. Dao dƣới

4. Dao trên

Thiết kế máy cắt tấm kim loại

Page 22