ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM
BẰNG THỦY LỰC

Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Phạm Thế Nhân
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Ngà
Số thẻ sinh viên: 101150035
Lớp: 15C1A

Đà Nẵng, 06/2020


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên:

5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
III.

Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ)

………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
IV.Đánh giá:
1. Điểm đánh giá:
2. Đề nghị:

/10
Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020
Người hướng dẫn


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên:

- Hiểu và vận dụng được kiến thức Toán và khoa học tự
nhiên trong vấn đề nghiên cứu
- Hiểu và vận dụng được kiến thức cơ sở và chuyên ngành
trong vấn đề nghiên cứu
- Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm mô phỏng,
tính toán trong vấn đề nghiên cứu
- Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng
dụng trong vấn đề nghiên cứu
- Có kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết vấn đề
- Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; có thể ứng dụng
thực tiễn:
Kỹ năng viết:

Điểm Điểm
tối đa trừ

Điểm
còn lại

80
15
25
10
10
10
10

- Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích

20

Lớp: 15C1A

Đề tài được chia thành các chương mỗi chương nêu lên những nội dung khác
nhau tập trung vào việc tính toán và chọn phương án thiết kế máy cắt thép tấm điều
khiển bằng thủy lực.
Chương 1: Tổng quan.
Chương 2: Thiết kế động học máy.
Chương 3: Tính toán động lực học và kết cấu máy.
Chương 4: Thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng PLC.
Chương 5: An toàn và vận hành máy.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:
NGUYỄN THẾ NGÀ
Số thẻ sinh viên: 101150035
Lớp: 15C1A
Khoa: Cơ Khí
Ngành: Công nghệ chế tạo máy
Tên đề tài đồ án:
Thiết kế máy cắt thép tấm bằng thủy lực.


1A0

Họ tên người hướng dẫn: T.S Nguyễn Phạm Thế Nhân
Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
Ngày hoàn thành đồ án:
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020
Trưởng Bộ môn
Người hướng dẫn
( Ký, ghi rõ họ tên )
( Ký, ghi rõ họ tên )

Nguyễn Phạm Thế Nhân


Đề tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay nước ta đang đẩy mạnh hiện đại hóa công nghiệp hóa, hiện đại hóa để
đưa đất nước ta sánh vai với các nước trong khu vực và trên thế giới. Muốn vậy thì
các ngành công nghiệp phải không ngừng đẩy mạnh sản xuất, mở rộng nhà máy, xí
nghiệp, cải tiến trang thiết bị để nâng cao chất lượng sản phẩm, nhờ chính sách đó đã
đưa đất nước ta phát triển nhanh chóng trong đó có một phần đáng kể đến là lĩnh vực
sản xuất phôi thép.
Để đáp ứng nhu cầu thực tế của người tiêu dùng và nền kinh tế, ngành sản xuất
phôi thép, thiết bị cơ khí cho ra đời những loại máy không ngừng về số lượng mà còn
về chất lượng tốt.
Với yêu cầu thực tế hằng năm rất lớn, để tạo ra được sản phẩm phôi thép nhất
thiết phải có thiết bị, máy móc chuyên dùng, đảm bảo yêu cầu sản xuất, yêu cầu công
nghệ và môi trường, đó chính là nhiệm vụ của ngành cơ khí.

các sản phẩm, vật dụng cho các ngành công nghiệp khác như: Công nghiệp hàng
không, công nghiệp điện, công nghiệp ôtô, đóng tàu thuyền, xây dựng, nông nghiệp...
Thép tấm hầu như được sử dụng rất nhiều trong các nghành công nghiệp kể trên.
Thép tấm được tạo thành từ quá trình cán kim loại, kim loại bị biến dạng giữa 2 trục
cán quay ngược 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.
Cán thép tấm có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội, ở mỗi loại
nó có các ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Cán ở trạng thái nóng cho ta những sản
phẩm có độ dày từ 1,5mm đến 60mm, còn ở trạng thái nguội cho ra sản phẩm mỏng
và cực mỏng độ dày từ 0,007mm đến 1,25mm. Các sản phẩm thép tấm được phân
loại theo độ dày của tấm thép:
+ Thép tấm mỏng:
Chiều dày: S = 0,2  3,75 mm.
Chiều rộng: b = 600  2.200 mm.
+Thép tấm dày :
S = 4  60 mm; b = 600  5.000 mm.
L = 4.000  12.000 mm.
+ Thép tấm dải :
S = 0,2  2 mm; b = 200  1.500 mm.
L = 4.000  60.000 mm.
Từ sự phân loại đó ta có các dạng phôi của thép tấm khác nhau như: dạng phôi
tấm hay dạng phôi cuộn, phôi dải.
Hình dạng và kích thước của phôi tấm tạo ra trong quá trình cán được tiêu chuẩn
hoá, do đó việc sử dụng thép tấm để tạo ra các sản phẩm như: thùng, sàn xe ôtô,
khung, sườn xe máy, các thiết bị nghành điện, các kết câu trong nghành xây dựng
như cầu, nhà cửa, hoặc sử dụng trong chính nghành cơ khí chế tạo, nghành tàu
thuyền ... phải qua quá quá trình cắt thép tấm ra các kích thước và hình dạng khác
nhau phù hợp với yêu cầu của từng nghành, từng công việc cụ thể:
- Trong nghành điện: Thép tấm được dùng để tạo ra các sản phẩm như là thép

GVHD: TS. Nguyễn Phạm Thế Nhân

Trang 3


Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực

Hình 1.2. Sản phẩm thép tấm trong xây dựng

- Trong nghành cơ khí: Thép tấm được sử dụng trong các thân máy của các máy
cắt kim loại, vỏ hộp giảm tốc bằng kết cấu hàn, khung, sườn xe, máy,...

Đường ống thủy điện.
Vỏ máy ép bemco.
Hình 1.3. Sản phẩm thép tấm trong cơ khí.

- Trong nghành cơ khí
ôtô: Việc sử dụng thép tấm
không thể thiếu được. Nó
được sử dụng làm khung,
sườn, gầm ôtô, lót sàn ôtô,
che kín thùng xe, và các bộ
phận che chắn khác.
- Trong chế biến thực
phẩm: Thép tấm được sử
dụng rộng rãi không kém,
nó được dùng để chế tạo
các thùng chứa, bể chứa,
Hình 1.4. Vỏ ôtô được làm từ thép tấm
hộp đóng gói,...

các mức độ khác nhau dưới tác dụng của ngoại lực và tải trọng
Biểu đồ biến dạng khi thí nghiệm kéo đứt kim loại như sau:
P Taíi

P

â

Pâh

âh

â

Âäü biãún daûng

Hình 1.5
Biểu đồ quan hệ giữa lực kéo P và độ biến dạng dài tuyệt đối l.

Khi tải trọng tác dụng nhỏ hơn Pđh thì độ biến dạng tăng theo đường bậc nhất,
đây là giai đoạn biến dạng đàn hồi: Biến dạng sẽ bị mất đi nếu ta bỏ tải trọng tác
dụng.
Khi tải trọng tăng từ Pđh → Pđ thì độ biến dạng tăng với tốc độ nhanh, đây là giai
đoạn biến dạng dẻo, kim loại sẽ bị biến đổi hình dạng và kích thước sau khi bỏ tải
trọng tác dụng lên nó.
Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn nhất Pđ thì trong kim loại bắt đầu xuất hiện vết
nứt, tại đó ứng suất tăng nhanh và kích thước vết nứt tăng lên, cuối cùng kim loại bị
phá huỷ. Đó là giai đoạn phá huỷ: Tinh thể kim loại bị đứt rời.

SVTH: Nguyễn Thế Ngà














Hình1.6 Biến dạng đàn hồi

Đối với nhiều vật liệu, quan hệ tuyến tính giữa ứng suất và biến dạng đàn hồi
được mô tả bằng định luật Hooke :
Phương trình cơ sở của lý thuyết đàn hồi:
 = E.
( cho kéo và nén )
( 1.1 )

 = G.

( cho xê dịch )

(1.2 )

Trong đó : E : modun đàn hồi của vật liệu
G : modun đàn hồi trượt

GVHD: TS. Nguyễn Phạm Thế Nhân

Trang 6


Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực

sinh ra ứng suất vượt quá giới hạn đàn hồi của vật liệu thì kim loại trở lại trạng thái
cân bằng, hay ở giai đoạn này quá trình cắt kim loại chưa xảy ra.
1.2.1.2. Biến dạng dẻo
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.

a

b

c

d

Hình 1.7 Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể

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. 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

1.2.1.3. Phá hủy
Quá trình biến dạng tăng dần với một mứt độ nào đó kim loại sẽ bị phá huỷ, đây
là dạng hỏng nghiêm trọng và không thể phục hồi được.
Cơ chế của quá trình phá huỷ: đầu tiên hình thành và phát triển các vết nứt từ
kích thước siêu vi mô đến vi mô, đến vĩ mô (bị phá huỷ).
a. Phá huỷ trong điều kiện tải trọng tĩnh
+ Phá huỷ dẻo: Là phá huỷ có kèm theo sự biến dạng dẻo với mức độ tương đối
Phá huỷ dẻo xảy ra với tốc độ nhỏ và cần nhiều năng lượng nên ít nguy hiểm. Điều
kiện cần thiết cho phá huỷ dẻo xảy ra là biến dạng dẻo và trạng thái ứng suất kéo ba
chiều trong vùng co thắt cục bộ .
+ Phá huỷ giòn: Hầu như không có biến dạng dẻo vĩ mô kèm theo, xảy ra tức
thời nên khá nguy hiểm. Bề ngoài mặt khi phá huỷ thường vuông góc với ứng suất
pháp lớn nhất nhưng bề mặt vi mô thì có thể là theo các mặt phẳng tinh thể xác định
(mặt vỏ giòn) ở bên trong mỗi hạt.
+ Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phá huỷ là: nhiệt đô, tốc độ biến dạng và sự tập
trung ứng suất.
Ứng suất cần thiết để phát triển vết nứt:

 2 E s 

  .C 

c = 

( 1.6 )

Trong đó :
E : mođun đàn hồi của vật liệu.

 s : Sức căng bề mặt.

có cấu trúc nhiều pha. Các tạp chất thường tập trung ở biên giới hạt, làm tăng xô lệch
mạng cũng làm giảm tính dẻo của kim loại.
1.2.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, hầu hết các kim loại khi
tăng nhiệt độ thì tính dẻo tăng. Khi tăng nhiệt độ, dao động nhiệt của các nguyên tử
tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả năng khuếch tán của các nguyên tử tăng làm
cho tổ chức đồng đều hơn. Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thường tồn tại ở
pha kém dẻo, khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thì hình thành pha có độ dẻo cao.
1.2.2.3. Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất chính






 












a)



1 − σ2

max =

+ Trạng thái ứng suất đường :  =

2


2

Nếu  1 =  2 =  3 thì =0 nghĩa là không gây ra biến dạng.
- Điều kiện để kim loại biến dạng dẻo bị phá huỷ:

max  giåïi haûn

+ Khi kim loại chịu trạng thái ứng suất đường thì điều kiện biến dạng dẻo là:


= ch

+ Khi kim loại chịu trạng thái ứng suất mặt thì điều kiện biến dạng dẻo là :
 1 −  2 = ch , tæïc

max = ch/2

+ Khi kim loại chịu trạng thái ứng suất khối thì điều kiện biến dạng dẻo là:

 max −  min = ch, max = ch/2

GVHD: TS. Nguyễn Phạm Thế Nhân

Trang 11


Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực

CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY
2.1. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CẮT THÉP.
Để thực hiện công việc cắt vật liệu, trong thực tế có nhiều phương pháp, công
nghệ khác nhau như: Phương pháp cắt thủ công, cắt bằng ngọn lửa hàn khí, cắt bằng
chùm tia laser, plasma hay các phương pháp dập tấm (dập cắt và đột lổ), cắt bằng
máy cắt thép tấm,... Tùy theo hình dạng, kích thước vật liệu cũng như qui mô sản
suất mà ta có thể áp dụng phương pháp cắt khác nhau cho hợp lý.
2.1.1. PHƯƠNG PHÁP 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.
2.1.2. CẮT BẰNG HỒ QUANG ĐIỆN HOẶC NGỌN LỬA KHÍ
Cắt đứt bằng hồ quang điện: 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 lửa sinh ra khi đốt cháy
khí cháy trong dòng oxy để nung kim loại tạo thành các oxit và thổi chúng ra khỏi

tạo thành oxit. Sản phẩm cháy bị nung chảy và được dòng oxy thổi khỏi mép cắt, tiếp
theo do phản ứng cháy của kim loại toả nhiệt mạnh, lớp kim loại tiếp theo bị nung
nóng nhanh và tiếp tục bị đốt cháy tạo thành rãnh cắt .
Để cắt bằng khí, kim loại cắt phải thoả mãn một số yêu cầu sau :
+ Nhiệt độ cháy của kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy.
+ Nhiệt độ nóng chảy của oxit kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của
kim loại.
+ Nhiệt toả ra khi kim loại cháy phải đủ lớn để nung mép cắt tốt đảm bảo quá
trình cắt không bị gián đoạn .
+ Oxit kim loại nóng chảy phải loãng tốt, dễ tách khỏi mép cắt.
+ Độ dẫn nhiệt của kim loại không quá cao, tránh sự toả nhiệt nhanh dẫn đến
mép cắt bị nung nóng kém, làm gián đoạn quá trình cắt.
Thép các bon có nhiệt cháy 1350°C, nhiệt độ nóng chảy trên 1500°C, nhiệt cháy
đạt tới 70% lượng nhiệt cần để nung nóng nên rất thuận lợi khi cắt bằng khí. Thép
cacbon cao do nhiệt độ chảy thấp nên khó cắt hơn, khi cắt thường nung nóng trước
tới 300°- 600°C. Thép hợp kim crôm hoặc hợp kim niken do khi cháy tạo thành oxit
crôm nhiệt độ chảy tới 2000°C phải dùng thuốc cắt mới cắt được..., mặt khác để đảm
bảo chất lượng phôi, nâng cao năng suất và hạ giá thành cắt cần phải chọn các chế độ
cắt hợp lý khác nhau như áp suất khí cắt, lượng tiêu hao khí cắt, tốc độ cắt, khoảng
cách cần khống chế từ mỏ cắt tới vật cắt do đó việc dùng phương pháp này để cắt
thép tấm không mang lại hiệu quả kinh tế cao cũng như năng suất thấp, khó chuyển
sang tự động hoá.
2.1.3. CẮT BẰNG CHÙM TIA LASER
Trong những năm gần đây người ta đã bắt đầu sử dụng laser để cắt tất cả các vật
liệu với bất kỳ độ cứng nào.
Nguyên lý chung về cắt bằng laser là một phương pháp tạo rãnh cắt hoặc lỗ nhờ
vào nguồn nhiệt bức xạ rất lớn của laser làm vật liệu vùng cắt cháy lỏng và bốc hơi
đi ra ngoài.
Nguồn bức xạ laser (1) tạo ra chùm tia laser (2) đi thẳng hoặc đổi hướng nhờ
gương phẳng (3) và được hội tụ nhờ thấu kính hội tụ có tiêu cự f trong (4). Nguồn

h

d

Hỡnh 2.2. S ct kim loi bng chựm tia laser

Ct thộp bng chựm tia laser cho nng sut cao, cú th c khớ hoỏ 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.
2.1.4. CT BNG CHM TIA PLASMA
to nờn dũng cỏc ion ngi ta s dng s phúng in vi khong cỏch ln
gia hai in cc. H quang s chỏy trong mt rnh tr kớn cỏch in vi in cc v
u m phun , ng thi nú c lm ngui mnh lit v b ộp bi ỏp lc ca dũng
khớ nộn (khớ tr). Nh cú h thng nh vy m nhit cú th tng lờn 10.000
20.000oC.

SVTH: Nguyn Th Ng

GVHD: TS. Nguyn Phm Th Nhõn

Trang 14


Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực

Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý cắt bằng plasma.
a/ Sơ đồ nguyên lý máy cắt bằng plasma ;
b/ Sơ đồ cấu tạo đầu cắt plasma (9)
1- Van nước làm mát, 2 - Bình chứa khí để vận chuyển bột kim loại,3,6 - van giảm áp,


a

z

b

c

Hình 2.5. Các giai đoạn của quá trình cắt.

+ Giai đoạn 2: Lực cắt tăng lên bắt đầu có sự dịch chuyển tương đối giữa phần
này với phần kia của tấm (hình 2.5b). Ở giai đoạn này tạo ra bề mặt nhẵn sáng bóng
và được san phẳng bởi lực ma sát F hướng dọc theo bề mặt bên của lưỡi dao. những
đường trượt này tạo ra đường dẻo hẹp hình bình hành, do đó biến dạng dẻo kèm theo
uốn và kéo các thớ kim loại cho đến khi bắt đầu xuất hiện các vết nứt. Theo kinh
nghiệm giai đoạn này dao cắt ăn sâu h2 = 20 đến 80% chiều dày h của phôi tùy thuộc
vào cơ tính của vật liệu và chiều dày của tấm, vật liệu càng dẽo thì h càng lớn.
+ Giai đoạn 3: Dao tiếp tục đi xuống, mưc độ biến dạng tăng lên và khi đó tính
dẽo của kim loại bị mất bắt đầu giai đoạn 3. Các vết nứt xuất hiện, phát triển va phá
hủy kim loại cho đến khi kết thuc quá trình tách vật liệu (hình 2.5c). Sự phá hủy kim
loại xẩy ra trước mép làm việc của lưỡi dao trong tấm, vì thế các vết nứt được gọi là
các vết nứt phá vở trước.
Tùy thuộc vào khe hở giửa các lưỡi cắt Z và độ lún sâu của lưỡi dao vào chiều
dày tấm h tại thời điểm bắt đầu phá hủy, các vết nứt vở xuất phát từ các mép làm
việc của lưỡi dao trên và dưới có thể song song với nhau (hình 2.6a) hoặc gặp nhau
(hình 2.6b). Khi các vết nứt ở mép làm việc của các lưỡi cắt gặp nhau thì trị số khe
hở Z là tối ưu vì khi đó chất lương mặt cắt là tốt nhất, mặt cắt phẳng và nhẵn.



Phương pháp cắt thép tấm bằng áp lực lưỡi cắt có ưu điểm : có năng suất cao, có
thể tạo lực cắt bằng các phương pháp khác nhau, giá thành rẻ, dễ tiến hành cơ khí
hoá và tự động hoá, phương pháp này phù hợp với ngành cơ khí nước ta hiện nay.
Để hiểu thêm về phương pháp này ta sẽ phân tích các loại kết cấu máy và dao để
chọn phương án sử dụng cho máy cắt thép tấm dưới áp lực lưỡi cắt.
2.1.5.1. Máy cắt dao thẳng song song
2.1.5.1.1. Công dụng và các thông số cơ bản
+ Công dụng: Máy cắt dao thẳng song song dùng để cắt các loại phôi và sản
phẩm có tiết diện vuông, chữ nhật, tròn... máy thường đặt sau máy cán phôi, cán phá,
cán hình cỡ lớn có tiết diện sản phẩm là đơn giản. Máy có nhiệm vụ cắt bỏ phần đầu,
phần đuôi vật cán và dùng để cắt phân đoạn vật cán theo kích thước qui định. Khi
làm việc mặt phẳng chuyển động của dao không đổi.
1
2

6

7

3





H

h

S



Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực

+ Các thông số cơ bản của máy theo trên hình 3.6:
H: Chiều cao vận hành dao
L: Chiều dài sản phẩm
S: Chiều cao lưỡi cắt
: Chiều dày lưỡi cắt

S

 = 2.5  3

h: Chiều dày vật cắt
b: Chiều rộng vật cắt
 : Độ trùng dao,  = (10  20) mm

l : Chiều dài lưỡi cắt
l = (3  4 ) b cho các máy có p = (60  260 ) tấn
l = (2  2.5) b cho các máy có p = (1000  1600 ) tấn
Góc cắt 90°, bốn góc đều cắt được.
Vật liệu làm bàn trượt: Thép CT6
Vật liệu làm dao

: Thép 6XHM,5X2BC, 55XHB, 55XH2

Theo kết cấu của máy, người ta phân ra làm hai loại: Loại có dao trên di động và
loại có dao dưới di động.
2.1.5.1.2. Phương pháp xác định lực cắt


c

h

Đây là thời kỳ mà lưỡi dao ăn vào
kim loại, lúc này lực cắt của dao từ từ
tăng lên (Pcặp tăng từ P0→Pmax). Để đặc
trưng cho độ nhanh chậm của quá trình
này người ta đưa ra thông số tỷ số chiều
sâu cắt tương đối 1:

T

(2.1)
GVHD: TS. Nguyễn Phạm Thế Nhân

Trang 18


Đề Tài: Thiết Kế Máy Cắt Thép Tấm Bằng Thủy Lực

Trong đó :
Z1: chiều sâu kim loại được cắt
h : chiều dày vật cắt
L

Z2/2

Q

h: là chiều dày ban đầu của vật cắt.
Qua thực tế và thí nghiệm, người ta thấy rằng lực cắt lớn nhất Pmax là ở cuối thời
kỳ cặp và đầu thời kỳ cắt và Pmax được tính theo công thức sau:
Pmax =  max .F = k1 . b .F

(2.3)

Trong đó:
k1 =

 max
b

= 0,6  0,7

k1 = 0,7 đối với thép mềm; k1 = 0,6 đối với thép cứng.
F: diện tích tiết diện được cắt, F = F1 = h1.b
b : chiều rộng vật cắt
h1: chiều dày còn lại: h1 = h - z1 = h (1- 1)

( 2.4)

Thay các giá trị trên vào ( 3.3 ), ta có:
Pmax =k1.k2.k3.  b .b.h(1 −  1 )

(2.5)

Trong đó:
SVTH: Nguyễn Thế Ngà


Máy cắt này dùng để cắt viền và cắt mép những băng thép có chiều rộng lớn, cắt
những tấm thép có kích thước nhất định theo tiêu chuẩn khi xuất xưởng. Để cắt được
thẳng và không bị ba via người ta làm dao có lưỡi hình tròn theo chiều của bán kính.
Máy cắt đĩa thường có hai loại: loại một cặp đĩa và loại nhiều cặp đĩa:
2.1.5.2.1. Sơ đồ nguyên lý
Nguyên lý của quá trình cắt bằng lưỡi dao đĩa là nhờ vào hai đĩa quay tròn
ngược chiều nhau với cùng một tốc độ quay, còn vật liệu cắt ( phôi ) được chuyển
dịch nhờ ma sát giữa kim loại và dao. Vị trí và kích thước của đĩa xác định theo
chiều dày của vật liệu cần cắt.

SVTH: Nguyễn Thế Ngà

GVHD: TS. Nguyễn Phạm Thế Nhân

Trang 20