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

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

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

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


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

hiệu
chất
lƣợng

SPCC
SPCD
SPCE

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

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

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

-

-


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


+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

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


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

- 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


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

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