Microsoft Word 2021 TLDC GT M� 26 TIEN CO BAN ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH TÂY NINH TRƯ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN NGÀNH S TRÌNH (Ban hành kèm theo Quyết định số của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Tây Ninh) ỦY BAN N[.]
THAO TÁC VẬN HÀNH MÁY TIỆN VẠN NĂNG
- Trình bày đầy đủ cấu tạo, công dụng, nguyên lý làm việc của máy tiện vạn năng
- Trình bày chính xác đặc tính kỹ thuật và ảnh hưởng của các yếu tố tới quá trình tiện
- Thao tác, vận hành máy tiện đúng quy trình, qui phạm
- Tổ chức nơi làm việc khoa học và đảm bảo an toàn cho người và thiết bị
1 Khái niệm cơ bản về gia công trên máy tiện vạn năng
2.2 Các bộ phận chính của máy tiện và tác dụng từng bộ phận
2.2.1 Ụ đứng với hộp tốc độ
2.2.3 Bộ bánh răng thay thế (Cơ cấu bánh răng đầu ngựa)
3 Thực hành vận hành máy tiện
4 Các biện pháp an toàn khi sử dụng máy tiện
1 Khái niệm cơ bản về gia công tiện trên máy tiện vạn năng
1.1 Khái niệm cơ bản về cắt gọt kim loại
Cắt gọt kim loại là phương pháp gia công phổ biến trong ngành chế tạo cơ khí, bao gồm các kỹ thuật như tiện, phay, bào mài và khoan Phương pháp này thực hiện việc loại bỏ một lớp kim loại dư trên bề mặt phôi nhằm đạt được hình dáng, kích thước và độ nhám bề mặt mong muốn.
1.2 Khái niệm cơ bản về tiện kim loại
Tiện kim loại là một trong những nghề cắt gọt kim loại đầu tiên trong ngành chế tạo máy, đóng vai trò quan trọng trong việc gia công chi tiết thô và tinh Nguyên lý hoạt động cơ bản của tiện kim loại là chi tiết quay tròn trong khi dao cắt di chuyển tịnh tiến.
* Trường hợp đặc biệt ngược lại là: Dụng cụ cắt quay tròn, chi tiết tịnh tiến
Quá trình cắt gọt kim loại là một hiện tượng vật lý phức tạp, bao gồm biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi và hiện tượng tỏa nhiệt Trong quá trình tiện kim loại trên máy tiện, để bóc đi một lớp kim loại, cần phối hợp hai chuyển động: chuyển động chính quay của chi tiết và chuyển động tịnh tiến của dụng cụ cắt.
1.Chuyển động chính: Là chuyển động quay tròn của phôi, chuyển động này tạo ra tốc độ cắt và tiêu thụ phần lớn công suất của máy
Chuyển động phụ là chuyển động tịnh tiến của xe dao, cho phép nó di chuyển theo chiều dọc, ngang hoặc xiên trong quá trình cắt gọt, đảm bảo rằng chi tiết luôn tiếp xúc liên tục với các lớp kim loại mới.
Chuyển động cắt và công suất cắt là hai yếu tố quan trọng trong nguyên lý cắt gọt kim loại trên máy tiện Sự kết hợp giữa hai chuyển động này tạo ra hiệu quả tối ưu trong quá trình gia công.
Trong quá trình gia công, các bề mặt cơ bản của chi tiết (phôi) được phân chia thành hai loại Thứ nhất, bề mặt chưa gia công (sẽ gia công) là bề mặt của phôi cần loại bỏ một lớp kim loại dư để đạt kích thước và hình dáng theo yêu cầu kỹ thuật Thứ hai, bề mặt đã gia công là bề mặt sau khi đã loại bỏ lớp kim loại, đạt được kích thước yêu cầu.
Bề mặt đang gia công, hay còn gọi là mặt cắt gọt, là bề mặt được hình thành do lưỡi dao trực tiếp cắt gọt Mặt cắt gọt có thể có nhiều hình dạng khác nhau như mặt côn, trụ, mặt phẳng, và mặt định hình Quá trình gia công này kết hợp hai chuyển động, tạo ra tốc độ cắt và công suất cắt, giúp bóc tách các lớp kim loại khỏi khối kim loại, và lớp kim loại được bóc tách này được gọi là phoi.
1.3 Quá trình tạo thành phoi
1.3.1 Sự biến dạng của kim loại trong quá trình cắt gọt
Dưới tác động của lực cơ học từ dao, nó cắt sâu vào bề mặt phôi, gây nén lớp kim loại và tạo ra ứng suất bên trong Khi dao tiếp tục ấn vào vật, ứng suất này tăng lên vượt quá lực liên kết giữa các phần tử kim loại, dẫn đến hiện tượng trượt và chuyển động của các phần tử bị nén trên mặt thoát của dao.
Dao tiếp tục chuyển động để cắt gọt thì các phần tử kim loại đó liên tiếp bị nén, trượt và chuyển động tạo thành phoi
Quá trình tạo thành phoi kim loại diễn ra qua ba giai đoạn chính: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và hiện tượng trượt Đầu tiên, biến dạng đàn hồi xảy ra khi lực F tác động vào khối kim loại, khiến các phần tử trong mạng tinh thể bị xê dịch nhưng sẽ trở về vị trí ban đầu khi lực không còn tác động Tiếp theo, biến dạng dẻo xảy ra khi lực F đủ mạnh để làm cho các phần tử trong mạng tinh thể xê dịch đến mức mà chúng không thể trở về vị trí ban đầu nếu không có tác động Cuối cùng, hiện tượng trượt là sự dịch chuyển tương đối giữa các phần tử tinh thể trong mạng khi bị tác động bởi lực F từ bên ngoài.
2 - Các phần tử của phoi3- Dao (dụng cụ cắt)H.2 Hình 1-2
1.3.2- Quá trình tạo thành phoi:
Trong quá trình cắt gọt, lực tác động từ dao lên phôi kim loại tạo ra lớp dư, khiến cho kim loại tách ra khỏi phôi, được gọi là phoi.
Quá trình tạo thành phoi trải qua 2 giai đoạn: a Giai đoạn 1: Giai đoạn chèn ép kim loại
Khi dao tiếp xúc với vật gia công, lực cơ học tác động lên khối kim loại làm cho các phần tử trong mạng bị xê dịch, dẫn đến hiện tượng biến dạng đàn hồi Nếu lực tiếp tục tác động, sẽ xuất hiện biến dạng dẻo và hiện tượng trượt, đánh dấu sự chuyển sang giai đoạn 2, giai đoạn trượt.
Khi dụng cụ cắt tác động lên khối kim loại, ứng suất trong kim loại tăng lên, vượt quá lực liên kết giữa các phần tử, dẫn đến hiện tượng biến dạng dẻo Lực tiếp tục làm cho các phần tử kim loại xê lệch và trượt tương đối, gây ra hiện tượng rạn nứt trên bề mặt lớp kim loại ở vùng cắt Quá trình này dần dần tách lớp kim loại ra khỏi khối, hình thành phoi.
Tùy theo điều kiện gia công và vật liệu lúc gia công trong quá trình cắt gọt sẽ tạo ra các loại phoi khác nhau
1.3.3 Các dạng phoi a- Phoi xếp: là phoi mà các phần tử riêng biệt có mối liên kết yếu hoặc tách rời nhau ra (H.1- 3.a)
Trong gia công thép có độ cứng cao, khi sử dụng tốc độ cắt thấp, có thể xuất hiện các loại phoi khác nhau Phoi bậc tạo thành dải với mặt dưới nhẵn và mặt trên có răng cưa, trong khi phoi dây hình thành thành dây có thể xoắn lò xo hoặc kéo dài thành dây dài.
Trong quá trình gia công các vật liệu như thép mềm, đồng đỏ, thiếc, hoặc chất dẻo với tốc độ cao, có thể tạo ra phoi vụn, tức là các hạt nhỏ không liên kết với nhau Đối với vật liệu gang xám và đồng thau, do tính chất giòn, quá trình gia công sẽ có những đặc điểm riêng cần lưu ý.
2 Đặc điểm, công dụng và phân loại máy tiện
Máy tiện là thiết bị cắt kim loại dùng để gia công các chi tiết có dạng trụ tròn xoay Thông thường, chi tiết được cố định trên mâm cặp và quay tròn, trong khi dao cắt sẽ di chuyển để thực hiện quá trình gia công Tuy nhiên, trên các loại máy tiện chuyên dụng, chi tiết có thể đứng yên và dao cắt sẽ quay tròn, như trong trường hợp của máy tiện cụt.
Máy tiện dùng để gia công các chi tiết dạng trục, dạng côn, các mặt định hình, cắt ren, cắt ranh, cắt đứt
Ngoài ra trên máy tiện còn có thể thực hiện các nguyên lý khác như: Khoan, khoét, doa, mài, cắt khía nhám, cắt ren bằng bàn ren, ta rô
2.3 Phân loại và ký hiệu a) Phân loại
Dựa vào công dụng, cấu tạo và mức độ tự động, người ta phân chia máy tiện thành các loại sau:
- Dựa vào công dụng, ta có:
( c) ( d) a) - Phoi xếp d) Phoi dây hình dải b) - Phoi bậc đ) Phoi vụn c) - Phoi dây xoắn
- Dựa vào cấu tạo, ta có:
Hình 1-6 Máy tiện đứng kiểu 1 giá đỡ
- Dựa vào mức độ tự động, ta có:
+ Máy tiện bán tự động
CÁC DẠNG BỀ MẶT VÀ YÊU CẦU KHI GIA CÔNG TIỆN
- Trình bày được các dạng bề mặt gia công tiện
- Xác định được các yêu cầu cơ bản của sản phẩm tiện
- Tổ chức nơi làm việc khoa học và đảm bảo an toàn cho người và thiết bị
1 Các dạng bề mặt cơ bản gia công trên máy tiện
2 Các yêu cầu của sản phẩm tiện
2.1 Độ chính xác kích thước
2.2 Yêu cầu hình dáng hình học
2.3 Yêu cầu về vị trí tương quan giữa các bề mặt
Bề mặt là yếu tố quan trọng mà chúng ta chạm vào khi cầm nắm một vật thể, như một chi tiết sản xuất Nhà thiết kế xác định kích thước và mối quan hệ giữa các bề mặt khác nhau, với các bề mặt danh nghĩa thể hiện đường viền thiết kế qua các đường trên bản vẽ kỹ thuật Những bề mặt này bao gồm các đường thẳng, hình tròn lý tưởng, lỗ tròn, cạnh và các bề mặt hoàn thiện về mặt hình học Trong khi đó, bề mặt thực tế của chi tiết sản xuất lại phụ thuộc vào quy trình chế tạo Sự đa dạng trong các quy trình sản xuất có thể tạo ra sự khác biệt lớn về đặc điểm bề mặt, do đó, kỹ sư cần nắm vững công nghệ liên quan đến các bề mặt này.
Bề mặt là quan trọng về mặt thương mại và công nghệ vì một số lý do, các lý do khác nhau đối với các ứng dụng khác nhau:
(1) Lý do thẩm mỹ – Các bề mặt phẳng mịn, không có vết trầy xước và các khuyết tật bề mặt nhằm mang lại ấn tượng tốt cho khách hàng
(2) Bề mặt ảnh hưởng tác động đến tính an toàn
(3) Ma sát và hao mòn phụ thuộc vào các đặc điểm bề mặt
(4) Bề mặt ảnh hưởng tác động đến tính chất cơ lý; ví dụ, các vết rạn nứt bề mặt có thể là điểm gây tập trung ứng suất
Các chi tiết lắp ráp có độ bền cao hơn khi bề mặt của chúng được xử lý thô nhám, đặc biệt là trong các mối nối và mối liên kết dính.
(6) Bề mặt láng (nhẵn, mịn, bóng phẳng) giúp tiếp xúc điện tốt hơn
Công nghệ bề mặt bao gồm việc xác định các đặc tính và kết cấu của bề mặt, đảm bảo tính toàn vẹn và nhất quán của nó, cũng như phân tích mối quan hệ giữa các quy trình sản xuất và đặc tính của bề mặt sau khi hoàn thiện.
2 Yêu cầu kỹ thuật khi gia công tiện
Tiện là một phương pháp gia công phức tạp, trong đó các bước thực hiện đóng vai trò quan trọng để đảm bảo chất lượng và độ chính xác của sản phẩm cuối cùng.
Quy trình tiện đúng cách:
Khi thực hiện tiện CNC, các điều cần thiết sau đây cần cân nhắc để đảm bảo quy trình gia công thành công:
Trước khi bắt đầu quá trình tiện, việc chuẩn bị và cài đặt máy CNC là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác và hiệu suất tối ưu trong gia công.
Lựa chọn dụng cụ cắt phù hợp cho từng bộ phận máy là yếu tố quan trọng giúp gia công nhanh chóng và chính xác, đồng thời giảm thiểu độ hao mòn của dụng cụ cắt.
Thiết lập các thông số gia công như tốc độ quay, sức ép cắt và chiều sâu cắt là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu Quy trình này giúp tối ưu hóa hiệu suất gia công và nâng cao độ chính xác của sản phẩm.
Theo dõi quá trình gia công là rất quan trọng, vì nó giúp phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn và đảm bảo máy móc hoạt động hiệu quả Việc kiểm tra thường xuyên không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn cho phép đưa ra giải pháp kịp thời khi có sự cố xảy ra.
Sau khi hoàn tất việc gia công các bộ phận máy, việc kiểm tra kết quả là rất quan trọng để đảm bảo chúng đáp ứng đầy đủ yêu cầu của khách hàng.
Với các điều cần thiết trên, quy trình tiện CNC sẽ trở nên hiệu quả hơn và đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng
Cách gá phôi vào máy tiện: Để gá phôi vào máy CNC để tiện, bạn có thể thực hiện các bước sau: cac-buoc-ga-phoi
Chuẩn bị phôi cần gia công:
Nắm rõ kích thước của phôi (đường kính, chiều dài, độ chính xác…) để lựa chọn mặt kẹp phù hợp
Làm sạch phôi và kiểm tra tình trạng bề mặt để đảm bảo không có cong vênh, lệch tâm hay lỗi dày mỏng Chọn loại kẹp phù hợp và lắp đặt chúng vào máy Đảm bảo làm sạch kẹp và mặt bàn bằng chổi hoặc khăn, tránh để bụi, dầu, cát và giấy nhám bám lại.
Để đảm bảo ổn định cho phôi trong quá trình tiện, cần tạo ra một mặt phẳng có độ bám dính vừa phải Khi gắn và kẹp phôi trong máy, hãy đặt phôi lên đế kẹp và đảm bảo rằng đáy phôi tiếp xúc hoàn toàn với mặt kẹp.
Để đảm bảo gia công chính xác, cần cài đặt đúng vị trí và hoạt động của kẹp trong máy tính điều khiển Sử dụng tay kẹp hoặc trợ lực để kẹp phôi chặt chẽ, tránh tình trạng lệch tâm, nghiêng hoặc xoay Trước khi tiến hành gia công, hãy kiểm tra lại vị trí của phôi để đảm bảo tính chính xác.
Trong quá trình lắp đặt và gá phôi vào máy CNC, việc tuân thủ các quy định an toàn lao động là rất quan trọng Bạn cần được đào tạo bài bản để đảm bảo an toàn cho bản thân và tránh gây hỏng hóc cho máy móc.
DAO TIỆN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH
- Trình bày được cấu tạo dao tiện và chế độ cắt khi tiện
- Tra bảng, chọn tốc độ cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt phù hợp với vật liệu gia công, vật liệu làm dao
- Điều chỉnh được chế độ cắt hợp lý khi tiện thép có độ cứng trung bình
- Đảm bảo an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp
1.1 Cấu tạo, vật liệu chế tạo dao tiện
2 Chế độ cắt khi tiện
2.1.Vận tốc cắt (tốc độ cắt) V
3 Tra bảng chọn chế độ cắt
3.1 Chọn số vòng quay n (Vg/ph)
3.2 Chọn chiều sâu cắt t (mm)
3.3 Chọn bước tiến S (mm/vg)
4 Thực hành mài dao tiện ngoài
5 Thực hành điều chỉnh chế độ cắt trên máy tiện
5.3 Điều chỉnh chiều sâu cắt
1 Bản chất của quá trình cắt gọt kim loại
Quá trình cắt gọt kim loại nhằm loại bỏ lớp dư trên bề mặt phôi để đạt được hình dáng, kích thước và độ nhám mong muốn Trong chế tạo máy, các dụng cụ cắt khác nhau được sử dụng, nhưng nguyên lý hoạt động của chúng tương tự nhau Dao tiện, một trong những dụng cụ cắt đơn giản nhất, có phần cắt gọt hình dạng như cái nêm Khi chịu tác dụng của lực cơ học, dao cắt sâu vào bề mặt phôi, tạo ra ứng suất trong tại lớp bị ép Khi ứng suất này vượt quá lực liên kết giữa các phần tử kim loại, phần tử bị nén sẽ trượt và di chuyển trên mặt thoát của dao Quá trình này tiếp tục tạo ra phoi, với các dạng phoi khác nhau tùy thuộc vào vật liệu gia công, bao gồm phoi vụn, phoi bậc và phoi dây.
Các phần tử kim loại di chuyển theo mặt nghiêng với góc β1 từ 30 đến 40 độ, trong khi các phần tử bên trong các tinh thể bị xê dịch với góc β2 từ 60 đến 65 độ.
Quá trình cắt gọt theo quy luật nhất định cho phép lựa chọn các yếu tố quan trọng như chế độ cắt, hình dáng dao, và dung dịch bôi trơn.
Hiện tượng co phoi xảy ra khi lớp kim loại bị cắt gọt, dẫn đến sự biến dạng và hình thành phoi Hình dạng của phoi có sự thay đổi, trong đó chiều dài của phoi thường được ký hiệu là L.
33 ngắn lại, chiều dày tăng lên so với lớp cắt Đó là hiện tượng co phoi, biểu thị bằng hệ số co phoi K
L0: chiều dài của mặt gia công (khoảng chạy dao) mm
L: chiều dài của phoi mm
Hệ số K luôn lớn hơn 1 (K = 1,1 10)
Hệ số K càng lớn biến dạng của phoi càng lớn
Dựa vào hệ số K, chúng ta có thể xác định sức bền cắt gọt của kim loại gia công, từ đó rút ra những kết luận quan trọng và áp dụng các biện pháp thực tiễn nhằm tối ưu hóa quá trình cắt gọt.
Trong quá trình gia công cơ khí, việc hớt bỏ lớp dư thông qua cắt tạo ra ba bề mặt khác nhau trên chi tiết Tại một thời điểm cụ thể trong quá trình tiện, ba bề mặt này có thể được phân biệt rõ ràng.
Mặt gia công là bề mặt mà dao sẽ cắt theo quy luật chuyển động, và tính chất của bề mặt này được gọi là tính chất bề mặt phoi.
Mặt gia công là bề mặt trên chi tiết mà lưỡi dao thực hiện quá trình tách phoi, nơi diễn ra các hiện tượng cơ-lý phức tạp.
Mặt đã gia công là bề mặt của chi tiết mà dao đã tác động qua quá trình cắt Tính chất của bề mặt này phản ánh các kết quả của hiện tượng cơ-lý diễn ra trong quá trình gia công.
Vùng cắt là phần kim loại của chi tiết được tách ra gần mũi dao và lưỡi cắt, nhưng vẫn chưa thoát ra ngoài Tại đây, các quá trình cơ-lý phức tạp đang diễn ra.
Tùy vào phương pháp gia công và yêu cầu tạo hình bề mặt, hệ thống công nghệ cần thực hiện các chuyển động tương đối để hình thành bề mặt cần gia công.
Những chuyển động tương đối nhằm hình thành bề mặt gia công gọi là
Mặt đã gia công Mặt đang gia công Mặt sẽ gia công n t s
Những chuyển động cắt gọt được phân làm hai loại chuyển động:
1.1 Chuyển động chính và tốc độ cắt v
Chuyển động chính là chuyển động tạo ra phoi và tiêu hao năng lượng cắt lớn nhất
Chuyển động chính có thể là chuyển động quay tròn như tiện, khoan, phay, mài; cũng có thể là chuyển động tịnh tiến như bào, xọc, truốt
Chuyển động chính trong các máy công cụ có thể được thực hiện bởi nhiều cơ cấu chấp hành khác nhau, chẳng hạn như chi tiết thực hiện trong quá trình tiện, hoặc dao thực hiện trong các quá trình bào, xọc, khoan, và phay Để mô tả chuyển động chính, chúng ta thường sử dụng hai đại lượng đặc trưng.
- Số vòng quay n trong đơn vị thời gian Số đo là vg/ph
- Tốc độ chuyển động chính hay gọi là vận tốc cắt (tốc độ cắt) ký hiệu là v Đơn vị là m/ph
Tốc độ cắt v là lượng dịch chuyển tương đối giữa dao và chi tiết theo phương vận tốc cắt v ứng với một đơn vị thời gian (ph)
Nếu chuyển động chính là chuyển động quay tròn, thì giữa vận tốc cắt (v), số vòng quay n (vg/ph) và đường kính chi tiết D (mm) có quan hệ sau:
Chuyển động phụ là những chuyển động tiếp tục tạo phoi
Lớp lượng dư là một khối không gian, vì vậy để tách hoàn toàn lớp không gian này, cần thực hiện số chuyển động tối thiểu theo ba phương của hệ trục tọa độ không gian vuông góc.
Như vậy ngoài chuyển động chính cần phải có hai chuyển động nữa vuông góc với nhau và vuông góc với phương chuyển động chính
Hai chuyển động này trong cắt gọt kim loại là chuyển động chạy dao và chuyển động theo phương chiều sâu cắt (hình 1.1)
+ Chuyển động chạy dao và lượng chạy dao s Để đặc trưng cho chuyển động chạy dao, thường dùng các đại lượng:
Lượng chạy dao, ký hiệu là s, đại diện cho sự dịch chuyển tương đối giữa dao cắt và chi tiết trong phương chạy dao tương ứng với một vòng quay của chuyển động chính, được đo bằng đơn vị mm/vòng.
+ Chuyển động theo phương chiều sâu cắt
Chuyển động theo phương chiều sâu cắt là một chuyển động phụ nhằm cắt hết chiều dày lớp lượng dư gia công cơ
Chuyển động chiều sâu cắt là quá trình gián đoạn diễn ra sau mỗi lần dao di chuyển Đặc trưng của chuyển động này là chiều sâu cắt t, thể hiện sự dịch chuyển tương đối giữa dao và chi tiết theo phương chiều sâu cắt trong mỗi lần chạy dao, với đơn vị tính là mm.
2 Lực và công suất cắt gọt
2.1 Các lực tác dụng vào dao trong quá trình cắt gọt
