Thiết kế và chế tạo thiết bị cắt kim loại tấm mỏng ứng dụng trong các ngành công nghiệp
Hiện nay, có rất nhiều phương pháp cắt kim loại dạng tấm. Tuy nhiên, cắt kim loại dạng tấm mỏng đang là một thách thức rất lớn đối với các doanh nghiệp sản xuất. Vì vậy, cắt kim loại dạng tấm mỏng đang là hướng nghiên cứu mới của các nhà khoa học và nhà sản xuất.
Cắt là sự tách một đối tượng vật lý thành hai hoặc nhiều phần, thông qua tác dụng của một lực [1]. Quá trình cắt giúp tạo hình dáng và kích thước cơ bản cho chi tiết. Để cắt vật liệu kim loại dạng tấm, trong thực tế có nhiều phương pháp khác nhau như: Cắt bằng kéo, cắt bằng ngọn lửa khí, cắt bằng laser, cắt bằng plasma, cắt bằng hồ quang điện, cắt bằng tia nước, cắt bằng tia lửa điện (cắt dây), cắt bằng thuỷ lực, cắt bằng khí nén, cắt bằng lực nén (trục khuỷu, trục cam). Tùy theo hình dạng, kích thước, chiều dày vật liệu, cũng như quy mô sản xuất để có thể áp dụng phương pháp và công nghệ cắt khác nhau cho hợp lý.
Theo khảo sát các công trình nghiên cứu, các công trình khoa học đã công bố ở trong nước và trên thế giới cho thấy: Cắt kim loại tấm mỏng đang là một thách thức rất lớn đối với các doanh nghiệp sản xuất hiện nay. Để giải quyết bài toán này, trong dây chuyền sản xuất các chi tiết dạng tấm mỏng, trước khi các tấm mỏng được hàn hoặc ghép nối với nhau, thì hai đầu của hai tấm kim loại mỏng sẽ được đưa qua hệ thống cắt để cắt bỏ phần đầu của tấm. Vì vậy, việc nghiên cứu giải pháp công nghệ mới để thiết kế được thiết bị cắt kim loại tấm mỏng là thực sự cấp thiết và hứa hẹn sẽ mở rộng khả năng ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất tiên tiến. Do đó, nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị và phát triển công nghệ cắt tấm mỏng để giảm chi phí sản xuất, tiết kiệm nguyên vật liệu, hạ giá thành sản phẩm; qua đó hỗ trợ doanh nghiệp đổi mới và cải tiến công nghệ sản xuất để tăng cường khả năng cạnh tranh là rất cần thiết.
Từ yêu cầu thực tế trên, nhóm tác giả tiến hành phân tích đặc điểm, tính chất, thành phần, điều kiện làm việc của thiết bị gá kẹp và cắt làm cơ sở nghiên cứu, thiết kế thiết bị cắt kim loại tấm mỏng để thay thế sản phẩm ngoại nhập nhằm giảm chi phí sản xuất, cải thiện năng suất và chất lượng sản phẩm, tăng hiệu quả kinh tế và khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp.
Nghiên cứu các tài liệu về công nghệ vật liệu, phương pháp cắt kim loại dạng tấm mỏng; các bài báo, báo cáo khoa học đã công bố ở trong và ngoài nước; sách tham khảo; tài liệu kỹ thuật của các hãng sản xuất. Mô phỏng quá trình gia công và lắp ghép các chi tiết, nguyên lý hoạt động của thiết bị cắt kim loại tấm mỏng. Trong bài viết này, chúng tôi đã nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị cắt kim loại dạng tấm mỏng với chiều dày đến 0,1 mm, chiều rộng đến 50 mm. Quá trình thử nghiệm thiết bị cắt một số loại vật liệu tấm như thép các bon thấp, thép không gỉ 304 và hợp kim đồng - kẽm. Điều đó sẽ giúp thiết bị được hoàn thiện và ứng dụng vào thực tế sản xuất.
tapchikhcn.saodo.edu.vn - số 1(80) năm 2023