CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Chương 8: MÁY CÔNG CỤ potx

Phân loại: - Theo khối lượng: - Theo độ chính xác của máy: - Theo mức độ gia công của máy gồm: + loại nhẹ: dưới 1 tấn + loại trung bình: dưới 10 tấn + loại hạng nặng: từ 10 tấn trở lên +

Chương 8: MÁY CÔNG CỤ

I PHÂN LOẠI VÀ KÝ HIỆU MÁY CÔNG CỤ

1.1 Phân loại:

- Theo khối lượng:

- Theo độ chính xác của máy:

- Theo mức độ gia công của máy gồm:

+ loại nhẹ: dưới 1 tấn + loại trung bình: dưới 10 tấn + loại hạng nặng: từ 10 tấn trở lên

+ độ chính xác thường + độ chính xác cao + chính xác rất cao

+ Máy vạn năng: có công dụng chung để gia công nhiều loại chi tiết có hình dạng, kích thước khác nhau

+ Máy chuyên môn hoá: dùng để gia công một loại hay một vài loại chi tiết có hình dạng

tương tự nhau (như dạng trục bậc, bạc, vòng bi v.v…)

+ Máy chuyên dùng: gia công một loại chi tiết có hình dạng kích thước nhất định

- Phân loại theo công cụ và chức năng làm việc: nhóm máy tiện, khoan, mài, phay, bào, v.v…

- Phân loại theo mức độ tự động hóa: máy thủ công, máy bán tự động, máy CNC, máy DNC

- Các chữ cái để chỉ rõ chức năng, mức độ tự động hoá, độ chính xác và cải tiến máy

Ví dụ: T620A: chữ T - tiện; số 6 - kiểu vạn năng; số 20 - chiều cao tâm máy là 200 mm tương ứng với đường kính lớn nhất gia công trên máy là 400mm, chữ A - đã cải tiến từ máy T620

 Theo tiêu chuẩn Việt Nam, máy công cụ có 5 cấp chính xác theo các chữ cái E, D, C, B, A

Trong đó E là cấp chính xác thường; B là cấp chính xác đặc biệt cao; A là cấp siêu chính xác

II CÁC CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG

2.1 Những khái niệm cơ bản:

Z d

d n

n

2

1 2

1 1

2.1.2 Phân loại cơ cấu truyền động:

- Cơ cấu truyền động phân cấp: cơ cấu truyền động chỉ cho một hoặc một số cấp tốc độ nhất định,

VD: các bộ truyền bánh răng, đai truyền,

- Cơ cấu truyền động vô cấp: là cơ cấu truyền động cho nhiều cấp tốc độ liên tục, VD: bánh ma

sát, truyền động thủy lực

- Cơ cấu truyền động gián đoạn: là cơ cấu truyền động mà phần bị động chỉ thực hiện được gián

đoạn sau mỗi hành trình đầy đủ của phần chủ động, VD: cơ cấu cóc dùng trong bàn chạy dao của máy bào

2.2 Các cơ cấu truyền động trong máy

:

2.2.1 Truyền động đai: Đai thang hay đai dẹt truyền chuyển động quay tròn giữa hai puli với tỷ số

truyền i

 2

1 2

1

n

n D

D

 - hệ số trượt D1, D2 - đường kính ngoài của các puli n1, n2 - vận tốc vòng của puli 1 và puli 2

2.2.2 Truyền động bánh

răng:

gồm những cặp bánh răng trụ hoặc côn ăn khớp với nhau

Loại truyền động này nhằm truyền chuyển động quay giữa các trục song song hay vuông góc với nhau nhờ các bánh răng

1

2 2

1

n

n Z

Z

i   Z1, Z2 - số răng của bánh răng

n1, n2 - số vòng quay của bánh răng

2.2.4 Truyền động trục vít me - đai ốc:

Biến chuyển động quay tròn thành chuyển động tịnh tiến

Độ dài tính tiến S được tính theo số vòng quay n và bước trục vít tx: S = n.t x

 Trục vít me có thể chỉ là một đầu mối, hai đầu mối, răng trái hay răng phải

2.2.5 Truyền động thanh răng - bánh răng:

Biến chuyển động quay thành tịnh tiến hoặc ngược lại

Sự ăn khớp giữa thanh răng có bước t = m và bánh răng có số răng Z được tính theo công thức:

2.3 Các cơ cấu thay đổi tốc độ:

3.1 Cơ cấu bánh răng di trƣợt: là cơ cấu dùng để thay đổi tốc độ quay giữa các trục

i 

3.3 Khối bánh răng hình tháp – cơ cấu nooctông:

Trên trục chủ động có một khối bánh răng hình tháp có số răng từ z1  z6 nhận cùng một số vòng quay n1 Để truyền sang trục bị động II cần có bánh răng trung gian za luôn luôn ăn khớp với bánh di trượt zb lắp trên trục II ở tại các

vị trí tương ứng sẽ có i tương ứng

b

i b

a a

i

Z

Z Z

Z Z

Z

3 Cơ cấu đảo chiều quay:

Theo nguyên tắc nếu số trục chẵn thì trục bị động quay ngược chiều với trục chủ động Nếu số trục là số lẻ, trục bị động và trục chủ động quay cùng chiều

III CÁC MÁY CÔNG CỤ CƠ BẢN

1 Khái niệm về định vị - chuẩn - gá kẹp trên máy công cụ:

1.1 Bậc tự do:

Một khối lập phương trong không gian bị khống chế bởi mặt xOy 3 bậc tự do: Tz, Qy, Qx; mặt yOz

2 bậc tự do: Tx, Qz; mặt zOx 1 bậc tự do: Ty

1.2 Nguyên tắc định vị: Khi bậc tự do đã được khống chế thì vị trí theo phương đó đã được xác

định, gọi là định vị

Điều kiện cần và đủ để một vật rắn trong không gian được định vị (cố định hoàn toàn) là: 6 bậc

tự do được khống chế, trong đó 3 bậc tự do phải được khống chế theo 3 phương khác nhau và một trục quay tức thời không trùng với 6 bậc tự do

- Mặt cầu khống chế 3 bậc tự do.

- Chốt trám chỉ khống chế 1 bậc tự do Những trường hợp siêu định vị gồm:

- Khống chế quá sáu điểm (sáu bậc tự do)

1.4 Chuẩn – gá kẹp:

- Chuẩn thô là bề mặt được chọn lần đầu, chỉ chọn một lần duy nhất

- Chuẩn tinh là bề mặt chọn để gá kẹp trong những bước gia công tiếp theo

Ví dụ: gia công bề mặt lỗ trên một phôi đúc hình trụ, ta có 2 trường hợp để chọn chuẩn thô:

- Nếu phôi đặc, ta chọn mặt trụ ngoài của phôi làm chuẩn và kẹp trên máy tiện, để khoan lỗ Sau đó lấy lỗ làm chuẩn tinh để gia công mặt t.

- Nếu phôi có lỗ đúc, ta lấy lỗ làm chuẩn thô, để gia công mặt trụ ngoài

Nguyên tắc chọn chuẩn thô:

- Chuẩn thô chỉ dùng một lần duy nhất

- Nếu có một bề mặt không gia công, ta chọn bề mặt đó làm chuẩn thô

- Nếu có một số bề mặt không gia công, ta chọn mặt có vị trí chính xác nhất

- Nếu các bề mặt đều gia công, chọn bề mặt có lượng dư đều đặn

Chuẩn tinh được chọn theo nguyên tắc sau:

- Chọn chuẩn tinh chính (tương tự lúc chi tiết làm việc) Ví dụ: gia công bánh răng, ta lấy lỗ làm chuẩn tinh để gia công các bề mặt (vì lỗ là bề mặt lắp ghép)

- Chuẩn tinh chọn trùng với gốc kích thước (tránh sai số tích luỹ)

- Tránh chọn chuẩn tinh trên bề mặt mà sau khi kẹp chặt bị biến dạng

- Chọn chuẩn tinh sao cho đồ gá thuận tiện

- Chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá

2 Máy tiện:

2.1 Công dụng và Phân loại: Máy tiện là loại có số lƣợng lớn trong nhà máy cơ khí (40  50%),

bởi vì máy tiện có thể gia công đƣợc nhiều dạng bề mặt:

- Mặt tròn xoay ngoài và trong (lỗ)

Gia công trên máy tiện có khả năng đạt độ chính xác rất cao và độ nhẵn trung bình R Z 40; 2,5 (5   6)

Máy tiện đƣợc phân loại căn cứ theo các yếu tố sau:

+ Căn cứ vào khối lƣợng của máy:

- Loại nhẹ  500 kg

- Loại trung  4000 kg

- Loại nặng  50 tấn

- Loại siêu nặng  400 tấn

+ Căn cứ vào công dụng của máy:

- Máy tiện ren vít vạn năng dùng gia công các loại ren và các công việc của máy tiện.

- Máy tiện nhiều dao (máy tiện Revonve): Cùng một lúc có nhiều lƣỡi dao cùng cắt.

- Máy tiện tự động và bán tự động là loại mà các thao tác và nguyên công đƣợc thực hiện

tự động hoàn toàn hay một phần.

- Máy tiện chuyên dùng chỉ để gia công một số bề mặt nhất định, loại hình hạn chế.

- Máy tiện đứng hay máy tiện cụt có mâm cặp lớn quay nằm ngang hay thẳng đứng để gia công các chi tiết có đường kính lớn đến 18  20m.

2.2 Máy tiện ren vít vạn năng:

Mâm cặp: kẹp chặt và tự định vị phôi, gắn trên trục chính

4 chấu: chi tiết không tròn xoay

3 chấu: chi tiết tròn xoay

Luy net

14

Mũi tâm: dùng để đỡ tâm các phôi tiện

Giá đỡ hay còn gọi là luynet: dùng để tăng độ cứng vững của phôi gia công Dùng giá đỡ có khả năng hạn chế sai số hình dạng do lực cắt của dao gây nên

a- loại tâm quay b- loại có khoét lõm c- loại có hình cầu

loại cố định loại di động Dao tiện bằng mảnh HK cứng

2.3 Dao tiện và các sơ đồ cắt: Mỗi một dạng bề mặt tương ứng với một loại dao tiện khác nhau

- Các dao tiện đầu thẳng 1 chỉ dùng để gia công mặt trụ hoặc côn ngoài (hình a)

- Các dao tiện đầu cong 2, 3, 4 dùng gia công mặt đầu hoặc mặt trụ trong

2.4 Một số PP gia công đặc biệt trên máy tiện:

Nói chung, gia công các dạng bề mặt hình trụ hay mặt đầu trên máy tiện khá đơn giản Tuy nhiên, một

số dạng bề mặt như lệch tâm, côn trong và ngoài, các mặt ren đòi hỏi phải có kỹ thuật riêng

+ Gia công mặt côn:

dùng dao rộng bản xoay bàn dao trên

đánh lệch ụ động

- Dao rộng bản chỉ tiện đoạn côn có chiều dài ngắn với góc nghiêng  bất kì Dao rộng bản chịu lực lớn và chỉ có bước tiến ngang S chạy tay hay tự động

- Với độ dài l nhỏ, góc nghiêng nhỏ có thể quay bàn dao trên một góc  bằng:

l

d D tg

2





 D- đường kính lớn d- đường kính nhỏ

l- chiều dài đoạn côn

- Nếu đoạn côn có chiều dài lớn và giá trị góc nghiêng nhỏ ( 8 0 ) có thể lợi dụng độ rơ của ụ sau, đánh lệch một đoạn h bằng:

l

L h

h- phần lệch tâm L- chiều dài tổng tính từ hai mũi tâm l- chiều dài phần côn

+ Gia công ren: Tuỳ theo dạng ren và yêu cầu, người ta sử dụng ba phương pháp tiến dao khác nhau:

a- ăn dao thẳng: dùng để cắt ren nhỏ, hai lưỡi cùng cắt sẽ chịu lực lớn, nhưng cả hai mép đều nhẵn

b- ăn dao nghiêng theo 1 mép: chỉ có một lưỡi tham gia cắt,

sẽ giảm lực nhưng mép bên phải kém nhẵn bóng Phương pháp này được dùng khi cắt thô có kích thước lớn

Chú ý: Các loại ren vuông hay hình thang, giai đoạn đầu cũng thường cắt tam giác, sau đó dùng dao định hình để sửa đúng

3 Máy khoan – doa:

3.1 Công dụng và Phân loại: Máy khoan - doa dùng để gia công lỗ hình trụ bằng các dụng cụ cắt

như: mũi khoan, mũi khoét và dao doa

- Máy khoan là loại máy tạo ra lỗ thô, khi khoan chỉ đạt độ chính xác thấp, độ bóng nhỏ (2- 3 hay Rz100 - Rz60)

- Để nâng cao độ chính xác và độ bóng bề mặt lỗ, phải dùng khoét hay doa trên máy doa Sau khi doa, độ chính xác đạt cấp 1 hoặc 2 và độ bóng có thể đạt (7  8)

- Máy khoan, doa có chuyển động chính là chuyển động quay tròn của trục mang dao Chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của dao

- Riêng trên máy khoan có thể dùng dụng cụ ta rô, bàn ren để gia công ren

3.2 Máy khoan:

- Máy khoan bàn: là loại

máy đơn giản, nhỏ, đặt

trên bàn nguội Lỗ khoan

lớn nhất d  10mm Máy

thường có ba cấp vòng

quay với số vòng quay lớn

- Máy khoan đứng: là loại dùng gia công các loại lỗ đơn có đường kính trung bình  50 mm Máy có trục chính mang mũi khoan cố định Phôi phải dịch

chuyển sao cho trùng tâm mũi khoan

- Máy khoan cần: để gia công đường kính lỗ lớn trên các phôi có

khối lượng lớn không dịch chuyển thuận lợi được Do đó, toạ độ của

mũi khoan có thể dịch chuyển quay hay hướng kính để khoan các lỗ

có toạ độ khác nhau

1- trụ đứng 2- cần

3- đầu trục chính

- Máy khoan nhiều trục: là loại có thể

lắp cùng một ụ khoan các mũi khoan

cùng làm việc theo một chế độ Máy

dùng trong sản xuất hàng loạt

- Máy khoan sâu: có trục chính nằm ngang để khoan các lỗ có độ sâu lớn VD: khoan lòng súng, lòng pháo,

3.3 Dụng cụ cắt trên máy khoan - doa:

+ Mũi khoan: trong cắt gọt kim loại có các loại mũi khoan ruột gà, mũi khoan

sâu, mũi khoan tâm,…

n - số vòng quay mũi khoan [vòng/phút]

Chiều sâu cắt t khi khoan trên phôi chƣa có lỗ là:

2

d

t 

Lƣợng chạy dao của khoan sau mỗi vòng quay là Sz = 2S [mm/vòng]

(khoan có hai lƣỡi cắt chính)

+ Mũi khoét và dao doa: Dụng cụ để khoét và doa

dùng để mở rộng lỗ khoan, tăng độ chính xác và

độ bóng bề mặt lỗ tròn xoay Khác với mũi khoan,

mũi khoét và dao doa có số lưỡi cắt nhiều hơn

- Số rãnh của mũi khoét thường từ 3  4 và nghiêng với trục một góc  Sau

khi khoét đạt độ chính xác cấp 4  5, độ bóng R Z 40  R Z 20 (4  5) Khi cần

tăng độ chính xác lên gấp 1  2 và độ bóng từ (6  8) thì sử dụng dao doa

+ Tarô: là dụng cụ để gia công ren trong Có

thể lắp trên trục khoan hoặc thao tác bằng

tay.

- Ứng với một kích thước, mộ bộ tarô có từ 2

 3 chiếc để cắt từ thô đến tinh

4 Đặc điểm công nghệ khi khoan trên máy:

4.1 Lực tác dụng lên mũi khoan:

- Lực hướng kính Py cân bằng, chỉ có lực Px và Pz gây ra mất ổn định và gây

xoắn lên mũi khoan Vì vậy, khi gia công khoan cần lưu ý đến đặc điểm này

- Chế độ cắt quá lớn làm tăng Pz sẽ gãy mũi khoan

- Lượng ăn dao Sz lớn sẽ gây ra mất ổn định và mất chính xác lỗ gia công

- Nếu lực Py không cân cũng gây lệch hướng khoan

4.2 Thiết kế kết cấu có lỗ khoan hợp lý:

a- không hợp lý b- hợp lý

 Khi khoan các lỗ có đường kính lớn: phải khoan nhiều lần Lần thứ nhất chỉ khoan lỗ với đường kính 15mm Sau đó khoan rộng dần với chiều sâu cắt hợp lý:

2

d

D

 Các lỗ phân bố trên một toạ độ nhất định , nên dùng

gá khoan có toạ độ tương ứng nhằm bảo đảm độ chính xác giữa các lỗ với nhau

4 Máy bào, xọc:

4.1 Đặc điểm, Công dụng và Phân loại:

Công dụng:

- Dùng để gia công các mặt phẳng ngang, đứng hay nằm nghiêng;

- Gia công thuận tiện các loại rãnh thẳng với tiết diện khác nhau: mang cá, chữ "T", dạng răng thân khai,…

- Máy cũng có khả năng gia công chép hình để tạo ra các mặt cong một chiều

Đặc điểm: Chuyển động chính của máy là chuyển động tịnh tiến khứ hồi (gồm một hành trình có tải và một hành trình chạy không) Chuyển động chạy dao thường là chuyển động gián đoạn Do chuyển động thẳng có quán tính lớn và hữu hạn nên tốc độ không cao, năng suất thấp Gia công trên máy bào, xọc chỉ đạt độ chính xác thấp và độ nhẵn kém

Phân loại:

- Máy bào thuận lợi khi gia công các bề mặt dài và hẹp phía ngoài

- Máy xọc chỉ dùng hạn chế trong gia công rãnh trong (rãnh then, bánh răng trong,…)

- Máy bào ngang: dùng để gia công những phôi không lớn (thường nhỏ hơn 600mm)

1- vỏ của cơ cấu culit 2- tay kẹp đầu trượt 3- tay gạt của trục nâng bàn máy 4- tay gạt của trục tiến độ ngang 5- bàn máy

6- giá dao

- Máy bào giường: dùng để gia công các phôi lớn như thân máy

 Bàn máy cùng với phôi di chuyển theo chiều dọc (chuyển động chính) còn dao bào kẹp trên giá dao thì di chuyển theo chiều ngang (chuyển động tiến).

 Trên máy bào giường có thể gia công những phôi dài tới 12m trên ba mặt cùng một lúc (mặt trên và hai mặt bên).

- Máy xọc: là một loại máy bào đứng có đầu máy chuyển động theo chiều thẳng đứng

 Máy xọc đƣợc dùng để gia công trong lỗ, rãnh, mặt phẳng và mặt định hình của phôi có chiều cao không lớn và chiều ngang lớn

1- giá dao 2- thân máy 3- bàn máy

4.3 Kỹ thuật bào:

a- bào thô: t và S lớn b- dao bào mặt mút: bào giường, mặt thẳng đứng c- dao bào nghiêng: bào mặt nghiêng

d- bào rãnh: dao cong e- bào rãnh: dao thẳng

4.4 Dao bào:

a- dao bào ngoài b- dao bào mặt mút c- dao bào cắt

d- dao bào định hình e- dao bào thẳng g- dao bào cong

4.5 Sơ đồ cắt khi bào, xọc:

Gia công rãnh mang cá

Gia công rãnh chữ T

GC trên máy bào GC trên máy xọc

5 Máy phay:

5.1 Đặc điểm, phân loại và công dụng:

Đặc điểm: - Trong máy phay, chuyển động chính là chuyển động quay tròn của dao phay nên cấu tạo của dao thường phù hợp với sự quay tròn của trục dao nằm ngang hay thẳng đứng

- Phay là phương pháp không chỉ đạt năng suất cao mà còn đạt được độ nhẵn bóng, độ chính xác xấp xỉ với khi gia công tiện

Công dụng: Máy phay dùng phổi biến để gia công mặt phẳng, các loại rãnh cong và phẳng, các dạng bề mặt định hình Một số máy phay chuyên để gia công bánh răng

- Loại dao gia công bánh răng nhƣ dao phay môđuyn, dao

phay lăn răng hoặc xọc răng,…

Tùy thuộc vào dạng bề mặt gia công có các loại sau:

Dao phay mặt đầu

Máy phay đứng

Dao phay trụ Dao phay ngón

5.3 Sơ đồ cắt khi phay: Dù loại dao phay gì thì sơ đồ cắt của nó cũng tương tự như nhau

- Khi phay dao quay tròn theo tốc độ của trục chính máy phay Tốc độ này tính theo công thức sau:

 D- đường kính của dao phay (mm). n - số vòng quay của trục chính (vg/ph)

- Vì dao phay có Z lưỡi cắt nên sau một vòng hoặc một phút các lưỡi tham gia cắt một lượng bằng nhau, do đó ta chia ra:

+ Lượng chạy dao răng S Z (mm/răng) + Lượng chạy dao vòng S V (mm/vòng) + Lượng chạy dao phút S (mm/ph)

S = S V n = S Z z.n

z - là số răng của dao phay.

n - số vòng quay của dao trong một phút

- Chiều sâu phay t (mm) là chiều sâu lớp kim loại cắt đi trong một hành trình phay (khoảng cách giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưa gia công)

- Chiều rộng phay B (mm) là chiều rộng đã gia công sau một hành trình phay đo theo phương song song với trục dao

- Chiều dày cắt a (mm) thay đổi từ a min đến a max đó là khoảng cách giữa hai vị trí kế tiếp nhau của quỹ đạo chuyển động của một điểm trên lưỡi cắt đo theo phương vuông góc với lưỡi cắt chính