Bài giảng môn học Máy công cụ 1

Đồng TS Vũ Ngọc Pi MỤC LỤC *Nội dung Trang *Mục lục *Đề cương chi tiết học phần Chương I. CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ .. 1.1. Giới thiệu máy công cụ ................................. 1.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng máy công cụ 1.3. Phương pháp tạo hình bề mặt trên máy công cụ 1.4. Phân loại chuyển động trong máy công cụ 1.5. Truyền dẫn động học của máy công cụ 1.6. Liên kết động học của máy công cụ 1.7. Cấu trúc động học máy công cụ 1.8. Điều chỉnh động học máy công cụ Chương II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG 2.1. Máy Tiện 2.1.1. Công dụng và phân loại 2.1.2. Máy tiện ren vạn năng 2.2. Máy khoan - Máy Doa - Máy tổ hợp 2.2.1. Máy khoan 2.2.1.1. Công dụng và phân loại 2.2.1.2. Máy khoan đứng 2A135 2.2.1.3. Các máy khoan khác 2.2.2. Máy doa 2.2.2.1. Công dụng và phân loại 2.2.2.2. Máy doa ngang vạn năng 262G 2.2.2.3. Các máy doa khác 2.2.3. Máy tổ hợp 2.3. Máy Phay 2.3.1. Công dụng và phân loại 2.3.2. Điều chỉnh động học Máy phay ngang vạn năng 6M82 2.3.3. Các máy phay khác 2.3.4. Đầu phân độ vạn năng 2.3.4.1. Công dụng, Cấu tạo 2.3.4.2. Tính toán phân độ 2.3.4.3. Đầu phân độ quang học 2.4. Máy bào - Máy xọc - Máy chuốt 2.4.1. Máy bào ngang 2.4.1.1. Công dụng 2.4.1.2. Các bộ phận 2.4.2. Máy xọc 2.4.3. Máy bào giường 2.4.4. Máy chuốt 2.5. Máy mài 2.5.1. Công dụng và phân loại 2.5.2. Máy mài tròn ngoài 2.5.3. Máy mài tròn trong 2.5.4. Máy mài không tâm 2.5.5. Máy mài phẳng 2.5.6. Máy mài nghiền và máy mài rà 2.5.7. Máy mài chuyên dựng Chương III. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ Các phương pháp gia công bánh răng trụ Phương pháp chép hình Phương pháp bao hình Máy phay lăn răng Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy Điều chỉnh động học máy phay lăn răng Máy xọc răng bao hình Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng Sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy Điều chỉnh động học máy xọc răng bao hình Các cơ cấu đặc biệt của máy xọc răng Máy mài răng Công dụng và nguyên lí mài răng Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy Điều chỉnh động học máy mài răng bao hình Các máy gia công bánh răng khác Máy phay then hoa Máy gia công thanh răng Máy cán răng Máy tiện răng Máy cắt răng bằng dao phay răng lược Chương IV. CÁC MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN Nguyên lí tạo hình bánh răng côn theo phương pháp bao hình Máy gia công bánh răng côn răng thẳng Các sơ đồ gia công Sơ đồ cấu trúc động học máy 5A26 Điều chỉnh động học máy 5A26 Máy gia công bánh răng côn răng cong Các dạng bánh răng côn răng cong Nguyên lý tạo hình bánh răng côn dạng răng cung tròn Sơ đồ cấu trúc động học máy 525 Điều chỉnh động học máy 525 Các máy gia công bánh răng côn khác Máy phay bánh răng côn chép hình Máy chuốt bánh răng côn răng thẳng Máy mài bánh răng côn Chương V. MÁY TIỆN HỚT LƯNG Công dụng Các sơ đồ hớt lưng răng dao Máy tiện hớt lưng vạn năng Công dụng Sơ đồ cấu trúc động học máy Điều chỉnh động học máy 1811 Chương VI. CÁC MÁY GIA CÔNG REN Các phương phápgia công ren Máy phay ren Các phương pháp phay ren Máy phay ren 561 Máy cán ren Các phương pháp cán ren Máy cán ren hướng kính 5933 Máy tiện ren chính xác Cơ cấu hiệu chỉnh bước ren chính xác Điều chỉnh máy tiện ren chính xác Máy mài ren Các sơ đồ mài ren Máy mài ren 5822 B. Phần thảo luận, bài tập * Phụ lục * Tài liệu tham khảo ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: MÁY CÔNG CỤ 1 (Học phần bắt buộc) 1. TÊN HỌC PHẦN: MÁY CÔNG CỤ 1 ( MEC518) 2. Số tín chỉ: 4 3. Trình độ cho sinh viên năm thứ 4. 4. Phân bố thời gian giảng dạy trong học kỳ: 4(4,2,8) Lên lớp lý thuyết: 6 tiết/tuần*8=48 Thảo luận, bài tập: 6 tiết/tuần*4=24 - Số tiết sinh viên tự học: 8tiết/ tuần. - Khác: Để có kết quả tốt sinh viên phải được thực hành đầy đủ. 5. Các học phần học trước: Dụng cụ cắt 1. 6. Học phần thay thế, học phần tương đương: Không. 7. Mục tiêu của học phần: Trang bị cho sinh viên khối kiến thức chuyên môn về máy công cụ. Có kỹ năng điều chỉnh động học và sử dụng máy công cụ trong thực tế sản xuất. 8. Mô tả vắn tắt nội dung học phần: Cơ bản máy công cụ; Các máy vạn năng; Các máy chuyên dùng và chuyên môn hóa. 9. Nhiệm vụ của sinh viên: 1. Nghe giảng với thời gian >80% tổng số thời lượng của học phần. 2. Chuẩn bị thảo luận . 3. Khác: Thực hành trên máy công cụ. 10. Tài liệu học tập: [1]. TS Hoàng Vị, ThS Nguyễn Thế Đoàn, KS Ngô Minh Tuấn, Máy công cụ, Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, 2011 [2]. Bộ môn máy và Tự động hoá, Bộ giáo trình máy cắt kim loại - Thái nguyên 1996 [3]. Nguyễn Anh Tuấn- Phạm Đắp, Thiết kế máy công cụ , NXB KHKT -1983 [4]. Phạm Đắp ,Tính toán thiết kế máy cắt kim loại , NXB: ĐH&HCN -1971 11. Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên và thang điểm: * Tiêu chuẩn đánh giá: 1. Chuyên cần. 2. Thảo luận, bài tập. 3. Kiểm tra giữa học phần 4. Thi kết thúc học phần 5. Tham quan thực hành * Thang điểm 1. Chuyên cần: Điều kiện dự thi. 2. Thảo luận, bài tập: 20% 3. Kiểm tra giữa học phần (viết): 20% 4. Thi kết thúc học phần (vấn đáp): 60% * Điểm học phần: {(thảo luận, bài tập)*0.2+(kiểm tra giữa học phần)*0.2+(thi kết thỳc học phần)*0.6} 12. NỘI DUNG CHI TIẾT HỌC PHẦN BIÊN SOẠN: TS.HOàNG VỊ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN: CHẾ TẠO MÁY Chương I. CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ Giới thiệu máy công cụ Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng máy công cụ Phương pháp tạo hình bề mặt trên máy công cụ Phương pháp quĩ tích Phương pháp chép hình Phương pháp bao hình Phương pháp tiếp xúc Phân loại chuyển động trong máy công cụ Chuyển động cắt gọt Chuyển động tạo hình Chuyển động khác Truyền dẫn động học của máy công cụ Truyền dẫn chuyển động quay Truyền dẫn chuyển động thẳng Liên kết động học của máy công cụ Cấu trúc động học máy công cụ Điều chỉnh động học máy công cụ Chương II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG Máy Tiện Công dụng và phân loại Máy tiện ren vạn năng Công nghệ gia công trên máy tiện Sơ đồ cấu trúc động học máy Điều chỉnh động học máy tiện ren vạn năng Máy khoan – Máy Doa - Máy tổ hợp Máy khoan Công dụng và phân loại Máy khoan đứng 2A135 Các máy khoan khác Máy doa . Công dụng và phân loại . Máy doa ngang vạn năng 262G . Các máy doa khác Máy tổ hợp . Máy Phay Công dụng và phân loại Điều chỉnh động học Máy phay ngang vạn năng 6M82 Các máy phay khác Đầu phân độ vạn năng Công dụng, cấu tạo Tính toán phân độ Đầu phân độ quang học . Máy bào - Máy xọc - Máy chuốt Máy bào ngang Công dụng Các bộ phận Máy xọc Công dụng Các bộ phận Máy bào giường Máy chuốt . Máy mài Công dụng và phân loại Máy mài tròn ngoài Máy mài tròn trong Máy mài không tâm Máy mài phẳng Máy mài nghiền và máy mài rà Máy mài chuyên dựng Chương III. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ . Các phương pháp gia công bánh răng trụ Phương pháp chép hình Phương pháp bao hình . Máy phay lăn răng Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy Điều chỉnh động học máy phay lăn răng . Máy xọc răng bao hình Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng Sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy Điều chỉnh động học máy xọc răng bao hình Các cơ cấu đặc biệt của máy xọc răng . Máy mài răng Công dụng và nguyên lí mài răng Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy Điều chỉnh động học máy mài răng bao hình . Các máy gia công bánh răng khác Máy phay then hoa Máy gia công thanh răng Máy cán răng Máy tiện răng Máy cắt răng bằng dao phay răng lược Chương IV. CÁC MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN Nguyên lí tạo hình bánh răng côn theo phương pháp bao hình Máy gia công bánh răng côn răng thẳng Các sơ đồ gia công Sơ đồ cấu trúc động học máy 5A26 Điều chỉnh động học máy 5A26 Máy gia công bánh răng côn răng cong Các dạng bánh răng côn răng cong Nguyên lý tạo hình bánh răng côn dạng răng cung tròn Sơ đồ cấu trúc động học máy 525 Điều chỉnh động học máy 525 Các máy gia công bánh răng côn khác Máy phay bánh răng côn chép hình Máy chuốt bánh răng côn răng thẳng Máy mài bánh răng côn Chương V. MÁY TIỆN HỚT LƯNG . Công dụng , Các sơ đồ hớt lưng răng dao . Máy tiện hớt lưng vạn năng Công dụng Sơ đồ cấu trúc động học máy Điều chỉnh động học máy 1811 Chương VI. CÁC MÁY GIA CÔNG REN Các phương phápgia công ren Máy phay ren Các phương pháp phay ren Máy phay ren 561 Máy cán ren Các phương pháp cán ren Máy cán ren hướng kính 5933 Máy tiện ren chính xác Cơ cấu hiệu chỉnh bước ren chính xác Điều chỉnh máy tiện ren chính xác Máy mài ren Các sơ đồ mài ren Máy mài ren 5822 13. Lịch trình giảng dạy. Tuần thứ Nội dung Tài liệu Hình thức dạy 1 Giới thiệu môn học máy công cụ. Mục tiêu của môn học. Các nội dung của môn học. Phương pháp học tập và nghiên cứu. Chương I. CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ Giới thiệu máy công cụ Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng máy công cụ Phương pháp tạo hình bề mặt trên máy công cụ Phân loại chuyển động trong máy công cụ Truyền dẫn động học của máy công cụ Liên kết động học của máy công cụ Cấu trúc động học máy công cụ Điều chỉnh động học máy công cụ [1]; [2] [3]; [4] Giảng (6 tiết) 2 Chương II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG Máy Tiện [1]; [2] [3]; [4] Giảng (6 tiết) 3 Các phương pháp tạo hình bề mặt gia công( Phương pháp chép hình; Bao hình ; Quỹ tích; Tiếp xúc). Sơ đồ cấu trúc động học máy công cụ. Các vấn đề cơ bản của truyền dẫn chuyển động trong máy công cụ. Điều chỉnh động học máy 16K20 [1]; [2] [3]; [4] Thảo luận (6 tiết) 4 Chương II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG (tiếp) Máy khoan – Máy Doa - Máy tổ hợp Máy Phay [1]; [2] [3]; [4] Giảng (6 tiết) 5 Chương II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG (tiếp) Máy bào - Máy xọc - Máy chuốt Máy mài [1]; [2] [3]; [4] Giảng (6 tiết) 6 1.Điều chỉnh động học máy 2A135 2. Điều chỉnh động học máy 6M82. 3. Điều chỉnh động học đầu phân độ yдг135 4. Điều chỉnh động học máy 262г [1]; [2] [3]; [4] Thảo luận (6 tiết) 7 Chương III. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ C¸c ph­¬ng ph¸p gia c«ng b¸nh r¨ng trô M¸y phay l¨n r¨ng [1]; [2] [3]; [4] Giảng (6 tiết) 8 KiÓm tra gi÷a kú. (3 t) 9 Chương III. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ M¸y xäc r¨ng bao h×nh M¸y mµi r¨ng C¸c m¸y gia c«ng b¸nh r¨ng kh¸c [1]; [2] [3]; [4] Giảng (6 tiết) 10 Điều chỉnh động học máy 5K32. Điều chỉnh động học máy 5140. Điều chỉnh động học máy 5п84 [1]; [2] [3]; [4] Thảo luận (6 tiết) 11 Chương IV. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN Nguyên lí tạo hình bánh răng côn theo phương pháp bao hình Máy gia công bánh răng côn răng thẳng Máy gia công bánh răng côn răng cong Các máy gia công bánh răng côn khác [1]; [2] [3]; [4] Giảng (6 tiết) 12 Chương V. MÁY TIỆN HỚT LƯNG Công dụng Các sơ đồ hớt lưng răng dao Máy tiện hớt lưng vạn năng Chương VI. CÁC MÁY GIA CÔNG REN Các phương phápgia công ren Máy phay ren Máy cán ren Máy tiện ren chính xác Máy mài ren [1]; [2] [3]; [4] Giảng (6 tiết) 13 Điều chỉnh động học máy 5A26 Điều chỉnh động học máy 525 Điều chỉnh động học máy 1811 Thảo luận (6 tiết) A. LÝ THUYẾT Chương I. CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ 1.1. Giới thiệu máy công cụ Máy công cụ được dùng trong sản xuất chế tạo máy và chế tạo thiết bị kỹ thuật. Là công cụ chính trong ngành chế tạo máy để chế tạo ra các chi tiết, cơ cấu theo hình dáng, kích thước, độ chính xác theo yêu cầu của máy móc, thiết bị, dụng cụ, và các sản phẩm dùng trong các ngành kỹ thuật, trong sản xuất, quốc phòng và phục vụ dân sinh. Có nhiều kiểu phân loại máy công cụ theo các mục tiêu khác nhau như chức năng, công dụng, mức độ vạn năng, độ chính xác, kích thước, trọng lượng, mức độ tự dộng hóa v.v... Máy tiện, máy khoan, máy doa, máy mài, máy phay là các tên gọi theo chức năng và công dụng của các máy công cụ. Các máy vạn năng (còn gọi là máy công cụ thông dụng) có phạm vi công nghệ rộng, có khả năng thực hiện được nhiều nguyên công khác nhau. Sản phẩm của máy vạn năng đa dạng, phạm vi điều chỉnh kích thước gia công trên máy rộng (như máy tiện ren vạn năng, máy phay vạn năng vv..). Các máy này được dùng rộng khắp trong sản xuất chế tạo máy và các ngành kỹ thuật khác. Máy vạn năng được trang bị thêm các thiết bị đặc biệt và có khả năng công nghệ rộng hơn máy cùng loại gọi là máy vạn năng rộng. Máy chuyên dùng là tên gọi của nhóm máy chỉ dùng để gia công các chi tiết cùng kiểu, loại có hình dáng phức tạp hoặc cấu tạo đặc biệt với kích thước khác nhau như bánh răng, trục khuỷu, ren, dụng cụ cắtvì vậy máy chuyên dùng được gọi theo công nghệ đặc trưng để gia công các kiểu loại chi tiết đó như các máy gia công bánh răng, gia công ren Trong sản xuất loạt, gia công một loại chi tiết cùng hình dáng, kích thước. Để nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm các máy công cụ được bố trí theo dây chuyền của quy trình công nghệ. Máy công cụ trong dây chuyền đó chỉ thực hiện một bước công nghệ vì vậy để đơn giản cho thiết kế cấu trúc, giảm chi phí sản xuất sử dụng máy chuyên môn hóa. Như vậy máy chuyên môn hóa là máy chuyên dùng có tính chuyên môn hóa cao. Trong các hệ thống sản xuất hiện đại, linh hoạt (Flexible Manufacturing System), sử dụng các máy công cụ hiện đại, có nhiều chức năng công nghệ khác nhau, điều khiển hiện đại, tự động hóa cao và linh hoạt là các trung tâm gia công (Machining Center). Độ chính xác của máy công cụ có liên quan tới rất nhiều vấn đề về kỹ thuật như thiết kế, chế tạo, lắp ráp, chức năng và công dụng cũng như đặc trưng công nghệ của máy. Mặt khác máy có độ chính xác càng cao giá thành của nó càng cao và để cho việc thiết kế, chế tạo hay sử dụng máy đảm bảo các yêu cầu kinh tế kỹ thuật còn phân loại máy theo cấp chính xác. Theo TCVN 1742 – 75, máy công cụ được phân loại theo 05 cấp độ chính xác: Máy cấp chính xác E là máy có độ chính xác thông thường, chủ yếu là máy vạn năng thông dụng. Máy cấp chính xác D là máy được thiết kế, chế tạo dựa trên cơ sở các máy có độ chính xác thông thường nhưng các chi tiết, cụm máy quan trọng được chế tạo chính xác hơn, chất lượng lắp ráp, tổ hợp máy cũng được nâng cao. Máy cấp chính xác C là máy có độ chính xác cao, bao gồm các máy gia công lần cuối. Việc thiết kế, chế tạo và lắp ráp tổ hợp máy yêu cầu đạt độ chính xác rất cao. Máy cấp chính xác B là máy có độ chính xác đặc biệt, nhóm máy này ngoài các yêu cầu kỹ thuật như các máy có độ chính xác cao, chúng còn phải có độ cững vững động lực học rất cao. Máy cấp chính xác A là máy có độ chính xác siêu cao, nhóm máy này đòi hỏi điều kiện làm việc theo qui định riêng và chế độ gia công chính xác. Máy được dùng để chế tạo các chi tiết quan trọng, có yêu cầu kỹ thuật cao nhất trong các thiết bị đo lường, điều khiển Kích thước, trọng lượng của máy công cụ liên quan trực tiếp đến phạm vi kích thước của chi tiết gia công trên máy, vì vậy việc phân loại theo trọng lượng có ý nghĩa thực tế cho việc chọn máy gia công hợp lí. Máy cỡ bé có trọng lượng máy nhỏ hơn 1 tấn thường dùng trong gia công chi tiết bé. Máy cỡ trung bình có trọng lượng đến 10 tấn là loại máy được dùng rộng rãi trong các nhà máy để gia công các chi tiết trung bình, khối lượng không lớn lắm. Máy cỡ lớn có trọng lượng máy đến 100 tấn dùng để gia công các chi tiết có kích thước, khối lượng lớn. Máy cực lớn có trọng lượng lớn hơn 100 tấn được thiết kế theo đặt hàng gia công các chi tiết siêu trường, siêu trọng. Theo kiểu, loại và mức độ hiện đại của hệ thống điều khiển máy công cụ. Có máy công cụ thông thường , máy bán tự động, máy tự động , máy điều khiển theo chương trình số Dựa vào chức năng công nghệ, công dụng, mức độ hiện đại của hệ thống điều khiển và các đặc tính kỹ thuật của máy công cụ để ký hiệu máy. Ở mỗi quốc gia, mỗi một hãng chế tạo máy đều có tiêu chuẩn kiểu ký hiệu máy khác nhau, nhưng về bản chất là giống nhau. Thông thường ký hiệu máy theo cách thức sau: Tên máy theo nhóm chức năng công nghệ_ những thông số kỹ thuật đặc trưng _hệ thống điều khiển hoặc chức năng đặc biệt. Ví dụ hệ thống ký hiệu của Liên Xô (cũ): Bảng 1.1. Ký hiệu máy cắt kim loại theo Liên Xô - Chữ số đầu tiên kí hiệu tên máy theo nhóm chức năng công nghệ: 1-máy tiện; 2 – máy khoan, doa; 3 – máy mài; 4- máy tổ hợp; 5 – máy gia công răng, gia công ren; 6- máy phay; 7 – máy bào, máy xọc, máy chuốt; 8 – máy cưa; máy cắt phôi; 9- các máy khác. - Chữ số tiếp theo kí hiệu kiểu máy theo các đặc trưng nhóm. - Nhóm số cuối cùng để chỉ các kích thước đặc trưng của máy. - Chữ cái đứng xen trong nhóm các chữ số để kí hiệu serial hoặc máy đã được cải tiến trên cơ sở loạt máy đã sản xuất. - Các chữ cái sau cùng kí hiệu các trang thiết bị kèm theo, hệ thống chức năng đặc biệt, hệ thống điều khiển... Tiêu chuẩn Việt Nam về kí hiệu máy dựa vào cơ sở trên, chỉ thay chữ số đầu tiên bằng tên máy viết tắt. 1.2. Các chỉ tiêu chất lượng của máy công cụ An toàn: Máy công cụ được thiết kế và đưa vào sản xuất phải đảm an toàn cho người sử dụng, môi trường và các trang thiết bị kỹ thuật khác trong hệ thống sản xuất. Vì vậy tất cả các chi tiết và các bộ phận chuyển động phải được che kín hoặc cảnh báo để đề phòng tai nạn, hệ thống điện phải có tiếp đất theo tiêu chuẩn an toàn, phải có tấm chắn phoi và dung dịch bôi trơn làm nguội. Các tay gạt điều khiển phải được bố trí đúng quy định an toàn và thuận tiện cho người sử dụng máy. Có các cơ cấu khóa lẫn chuyển động, cơ cấu phòng quá tải, cơ cấu dừng máy khẩn cấp, đèn tín hiệu cảnh báo Năng suất: Chỉ tiêu năng suất có thể được đặc trưng bởi thể tích kim loại được tách ra khỏi chi tiết gia công, hoặc diện tích bề mặt gia công, hoặc số lượng chi tiết được gia công trong một đơn vị thời gian. Các máy chuyên dùng và chuyên môn hóa, máy tự động và bán tự động, có thể sử dụng công thức tính năng suất: (chiếc/phút) Ở đây: lần lượt là thời gian chu kì gia công một chi tiết, thời gian công tác và thời gian chạy không của máy. Các máy vạn năng, các máy gia công thô, máy có thời gian chạy không và thời gian phụ lớn Sử dụng công thức tính năng suất công nghệ sau: (m3/ph) Trong đó: v(m/ph) - vận tốc cắt chính; s(m) - lượng chạy dao; t(m) - chiều sâu lớp cắt trên hành trình. Chính xác: Đánh giá độ chính xác của máy công cụ thông qua độ chính xác hình dáng chi tiết gia công và chất lượng bề mặt gia công trên máy. Độ chính xác của máy được hình thành bởi độ chính xác hình dáng của các chi tiết máy, độ chính xác về vị trí tương quan của đường hướng và các bộ phận di chuyển, đặc biệt độ song song và độ vuông góc của các đường hướng chuyển động của bàn máy, bàn dao.. là yếu tố quyết định độ chính xác hình học máy. Độ chính xác truyền dẫn chuyển động (động học) trên máy chịu ảnh hưởng lớn bởi sai số các tỉ số truyền của các cơ cấu truyền động và độ chính xác trong chế tạo, lắp ráp tổ hợp các bộ phận máy và chất lượng của động cơ điện. Mặt khác độ chính xác của máy phụ thuộc nhiều vào độ cứng vững, ít rung động dưới tác dụng của ngoại lực, ít ảnh hưởng đến độ chính xác hình học và động học trong quá trình gia công. Tin cậy: Máy công cụ phải duy trì được năng suất, độ chính gia công, không hỏng trong khoảng thời gian làm việc của máy theo dự tính. Độ tin cậy được xác định bằng tỉ số giữa thời gian làm việc thực tế của máy với thời gian dự định khi tính toán thiết kế máy, giá trị hệ số này giới hạn trong khoảng 0,8-0,98. Nâng cao độ tin cậy của máy bằng nâng cao tin cậy của từng chi tiết, bộ phận máy. Tính công nghệ: Kết cấu và vật liệu của các cơ cấu, cụm chi tiết máy của máy công cụ phải có tính công nghệ cao, sử dụng nhiều chi tiết được tiêu chuẩn hóa, các chi tiết máy được chế tạo từ các vật liệu chế tạo máy thông dụng, tháo lắp, điều chỉnh và hiệu chỉnh dễ, qui trình chế tạo thay thế và tháo lắp các chi tiết thay thế không phức tạp. Sử dụng vật liệu hiệu quả: Máy công cụ được tối ưu hóa kết cấu, kích thước, trọng lượng sẽ có hiệu quả cao trong việc sử dụng vật liệu. đánh giá việc sử dụng vật liệu hiệu quả qua số đơn vị khối lượng máy trên một đơn vị công suất (Kg/KW). Hiệu suất truyền lực: Máy công cụ sử dụng các cơ cấu truyền dẫn chuyển động và thực hiện chuyển động có hiệu suất cao. Các bề mặt ma sát trượt được thay thế bằng ma sát lăn. Bôi trơn tốt để giảm tổn thất công suất máy. Tăng hiệu quả sử dụng máy bằng cách giảm thời gian chạy không. Sử dụng và bảo dưỡng: Các cơ cấu điều khiển, điều chỉnh máy công cụ phải dễ sử dụng, qui trình vận hành, điều khiển máy không phức tạp. máy không đòi hỏi phải có chế độ chăm sóc, bảo dưỡng đặc biệt. chi tiết cần phải thay thế khi bảo dưỡng, sửa chữa được tiêu chuẩn hóa hoặc dễ chế tạo. Hiện đại: Kiểu điều khiển máy công cụ và hệ thống điều khiển của nó phản ánh mức độ hiện đại của máy công cụ, như máy điều khiển bằng cơ cấu cơ khí, thủy lực, điện tử, chương trình CNC Thẩm mĩ công nghiệp: Máy công cụ được thiết kế đẹp, có hình dáng máy hài hòa, màu sơn phù hợp với máy, tạo cảm giác thân thiện không gây mệt mỏi, căng thẳng cho người vận hành máy. 1.3. Phương pháp tạo hình bề mặt gia công trên máy công cụ Công nghệ gia công cắt gọt vật liệu trên máy công cụ có chức năng tạo hình các bề mặt chi tiết gia công theo yêu cầu kỹ thuật. Cơ chế hình thành bề mặt gia công khá phức tạp, không những phụ thuộc vào công nghệ gia công, dụng cụ gia công mà còn phụ thuộc vào các quá trình chuyển động, phối hợp chuyển động và điều khiển quá trình công nghệ gia công. Và với chủ định hướng vào định nghĩa về việc hình thành bề mặt gia công trên máy công cụ, bề mặt được hình thành do một đường di chuyển (đường tạo hình động- đường sinh) tựa trên một đường cố định (đường tạo hình tĩnh- đường chuẩn) theo một qui luật động học nào đó. Như vậy tạo hình bề mặt gia công trên máy công cụ thực chất là tạo hình đường sinh và đường chuẩn (thường gọi chung là đường tạo hình bề mặt). Trong thực tế có các phương pháp hình thành đường tạo hình bề mặt gia công trên máy công cụ như sau: Phương pháp quĩ tích: Đường tạo hình bề mặt được hình thành như là quĩ đạo chuyển động tương đối của một điểm trên lưỡi cắt của dụng cụ trên bề mặt gia công. Như vậy đường tạo hình bề mặt là vết ( quỹ tích ) chuyển động của chất điểm. Hình 1.1: Sơ đồ tiện bề mặt trụ ngoài Tiện bề mặt trụ ngoài trên máy tiện( hình 1.1 ), đường sinh là vết của mũi dao tiện để lại trên bề mặt trụ do chuyển động quay tròn của phôi tạo nên, đường chuẩn là vết của mũi dao tiện để lại trên bề mặt trụ do chuyển động tịnh tiến của bàn dao dọc theo song song với tâm máy tạo nên. Như vậy phương pháp hình thành đường tạo hình bề mặt ở đây đều là phương pháp quĩ tích, có một chuyển động tạo hình đường sinh và một chuyển động tạo hình đường chuẩn. Phương pháp quĩ tích thuận tiện cho việc hình thành đường tạo hình bề mặt là đường tròn hoặc đường thẳng, tuy nhiên nếu đường tạo hình bề mặt là đường cong phức tạp thì chuyển động tạo hình là hợp của các thành phần chuyển động, cấu trúc điều khiển máy rất phức tạp, mặt khác năng suất và chất lượng bề mặt gia công không cao. Phương pháp chép hình: Đường tạo hình bề mặt được chép hình từ biên dạng lưỡi cắt của dụng cụ. theo phương pháp này không cần chuyển động tạo hình mà chỉ cần chuyển động cắt vào và chuyển động định vị nhằm xác định vị trí dụng cụ trên bề mặt gia công. Tiện bề mặt trụ ngoài ( hình 1.2-a ) đường sinh(1) được chép hình bởi biên dạng lưỡi cắt của dao tiện, còn đường chuẩn(2) được hình thành theo phương pháp quĩ tích với chuyển động tạo hinh là chuyển động quay của chi tiết gia công. Phay bánh răng trụ bằng dao phay đĩa module ( hình 1.2-b ), biên dạng rãnh răng(đường sinh) được chép hình từ biên dạng lưỡi cắt của dao phay. Còn đường răng(đường chuẩn) được hình thành nhờ chuyển động tịnh tiến của phôi kết hợp chuyển động quay của dao phay. Sau khi phay xong một rãnh răng, quay phân độ phôi bánh răng và tiếp tục gia công rãnh răng khác. a, b, Hình 1.2: Sơ đồ chép hình biên dạng lưỡi cắt Việc hình thành đường tạo hình bằng phương pháp chép hình cho năng suất cao, cấu trúc máy đơn giản, biên dạng lưỡi cắt dụng cụ được thiết kế theo đường tạo hình vì vậy rất phù hợp với sản xuất chuyên môn hóa, sản xuất loạt. Trong sản xuất đơn chiếc cần lưu ý đến giá thành khi thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt. Gia công bề mặt theo phương pháp này có lực cắt lớn và thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt phức tạp. Phương pháp bao hình: Theo phương pháp này đường tạo hình bề mặt được hình thành như là đường bao các vị trí liên tiếp của hình bao(biên dạng lưỡi cắt của dụng cụ). Qui luật chuyển động bao hình được xác định theo lí thuyết ăn khớp của cặp biên dạng đối tiếp. Biên dạng lưỡi cắt được thiết kế phù hợp với biên dạng đường tạo hình để nhắc lại sự ăn khớp trong quá trình gia công bề mặt. Hình 1.3 mô tả một sơ đồ gia công răng theo phương pháp bao hình, theo nguyên lí nhắc lại sự ăn khớp của thanh răng với bánh răng. Ở đây, biên dạng răng (đường tạo hình bề mặt răng) là đường bao của các hình bao(các vị trí liên tiếp của biên dạng lưỡi cắt) của dụng cụ cắt có dạng thanh răng. Chuyển động bao hình biên dạng răng bao gồm chuyển động tịnh tiến của thanh răng (tạo ra vận tốc bao hình) và chuyển động quay tương ứng (ăn khớp) của bánh răng được gia công. Chuyển động tạo hình đường răng là chuyển động tịnh tiến tương đối dọc theo đường răng. Hình 1.3: Sơ đồ bao hình biên dạng răng Đường tạo hình bề mặt được hình thành theo phương pháp bao hình có độ chính xác hình học cao, cùng một biên dạng lưỡi cắt(hình bao) vẫn bao hình được các biên dạng khác do phối hợp các thành phần chuyển động tạo hình. Phương pháp được ứng dụng hiệu quả trên các máy chuyên dùng gia công răng. Phương pháp tiếp xúc: Đường tạo hình bề mặt được hình thành theo quá trình gia công như là một đường chuẩn tiếp xúc với vô số đường phụ là quĩ đạo chuyển động của chất điểm trên lưỡi cắt của dụng cụ. Hình 1.4: Phương pháp tiếp xúc Hình 1.4 mô tả phương pháp tiếp xúc để hình thành đường tạo hình bề mặt (1). Theo phương pháp này chất lượng tạo hình phụ thuộc nhiều vào năng suất tạo hình của máy, nếu tăng năng suất thì độ chính xác của đường tạo hình bề mặt giảm. 1.4. Các chuyển động trong máy công cụ Chuyển động cắt: là những chuyển động của khâu chấp hành như trục chính, bàn máy, hoặc bàn dao tham gia vào quá trình tạo phoi trên máy công cụ. Chuyển động của khâu chấp hành tạo vận tốc cắt gọi là chuyển động cắt chính. Chuyển động của khâu chấp hành duy trì quá trình cắt gọi là chuyển động chạy dao. Cơ cấu chấp hành thực hiện chuyển động cắt chính là chuyển động quay có tên gọi là trục chính hoặc trục dụng cụ. Cơ cấu chấp hành thực hiện chuyển động cắt chính là chuyển động tịnh tiến có tên gọi là bàn trượt hoặc bàn máy. Cơ cấu chấp hành thực hiện chuyển động chạy dao là chuyển động quay có tên gọi là bàn quay hoặc trục phôi. Cơ cấu chấp hành thực hiện chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến có tên gọi là bàn dao hoặc bàn máy(mang phôi). Chuyển động tạo hình: Các chuyển động của các khâu chấp hành tham gia vào việc hình thành bề mặt gia công trên máy công cụ gọi là chuyển động tạo hình. Theo tính chất của đường tạo hình bề mặt có chuyển động tạo hình đường sinh, chuyển động tạo hình đường chuẩn. Chuyển động tạo hình chỉ có một thành phần chuyển động gọi là chuyển động tạo hình đơn giản. Các chuyển động tạo hình có từ hai chuyển động thành phần trở lên và quan hệ động học với nhau gọi là chuyển động tạo hình phức tạp. Các thành phần chuyển động tạo hình có thể trùng với chuyển cắt và chuyển động khác trên máy. Khi tiện ren trên máy tiện (hình 1.5a), biên dạng ren được chép hình bởi biên dạng lưỡi dao tiện, đường ren được hình thành do hai chuyển động đồng thời gồm chuyển động quay (Q1) và chuyển động tịnh tiến (T2), có mối quan hệ động học với nhau. Nhóm động học tạo hình đường ren kể trên có hai thành phần chuyển động trùng với chuyển động cắt chính và chuyển động chạy dao. Tạo hình đường ren trên máy phay ren(hình 1.5b). Đường ren được hình thành theo phương pháp tiếp xúc. Chuyển động quay (Q1) có chức năng chạy dao dịch chuyển góc và chuyển động chạy dao tịnh tiến (T2) đều là chuyển động tạo hình đường ren. Chuyển động quay (Q3) là chuyển động cắt chính và hình thành đường phụ tiếp xúc với đường ren. Hình 1.5: Tạo hình đường ren Chuyển động phân độ: là chuyển động cần thiết để xác định vị trí tương quan của dụng cụ với phôi theo dịch chuyển góc, khi cần gia công nhiều bề mặt giống nhau. Ví dụ như gia công răng của bánh răng cần phải có chuyển động phân độ. Chuyển động phân độ có thể là chuyển động gián đoạn. Ví dụ khi gia công bánh răng bằng dao phay định hình, sau khi phay xong một rãnh răng cần phân độ để tiếp tục gia công rãnh răng khác. Chuyển động phân độ cũng có thể là chuyển động liên tục. Ví dụ khi gia công bánh răng bằng dao phay lăn răng thì quá trình phân độ thực hiện liên tục cùng với quá trình tạo hình biên dạng răng, chuyển động phân độ trùng với chuyển động tạo hình biên dạng răng. Chuyển động định vị: các chuyển động dịch dao để xác định vị trí tương quan của nó với chi tiết gia công để đạt kích thước gia công gọi là chuyển động định vị. Chuyển động định vị có xẩy ra quá trình cắt còn gọi là chuyển động ăn dao hay là chuyển động cắt vào. Chuyển động định vị chạy không còn gọi là chuyển động điều chỉnh. Trong sơ đồ xọc răng bao hình (hình 1.6), chuyển động (T2) xác định khoảng cách trục của dao với phôi là chuyển động định vị. Nó còn được gọi là chuyển động cắt vào hay là chuyển động ăn dao hướng kính. T 1 Q 1 Q 2 T2 Z d Z f Hình 1.6: Sơ đồ xọc răng Chuyển động phụ khác: là những chuyển động không tham gia trực tiếp vào quá trình cắt nhưng đảm bảo những điều kiện cần thiết để quá trình gia công các chi tiết trên máy được thực hiện, như là chuyển động gá đặt và kẹp chặt phôi, tiến hoặc lùi bàn dao, bàn máy(chuyển động nhanh chạy không), đóng mở các cơ cấu dẫn động, hoặc các chuyển động vận chuyển và cấp phôi, tháo hoặc thay đổi vị trí các dụng cụ cắt, tự động kiểm tra, đổi chiều, thu don phoi Truyền dẫn chuyển động trong máy công cụ Với máy công cụ, chuyển động cắt chính, chuyển động chạy dao, chuyển động tạo hình, chuyển động định vị vv có thể là chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay. Đối với truyền dẫn chuyển động quay bộ truyền cuối của truyền dẫn có thể là bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng, hay...ương khắc vạch. Hệ thống thấu kính có vai trò như kính lúp giúp ta xác định chính xác các vạch này khi quay. 2.3.4.2. Tính toán phân độ a, Phân độ trực tiếp: Hình 2.21. Sơ đồ phân độ trực tiếp Trục mang phôi liên kết với một đĩa chia có khắc sẵn một số vạch nào đó, thường là 12 vạch trên một vòng tròn (số vạch càng có nhiều ước số càng tốt). Khi phân độ đi k rãnh trên chi tiết gia công ta quay tay quay đi (số vạch/k) vạch. Vì vậy phân số này buộc phải chẵn. Và sai số của tay quay ảnh hưởng trực tiếp đến sai số phân độ trên chi tiết gia công. b, Phân độ gián tiếp: Hình 2.22. Sơ đồ phân độ gián tiếp - Để khắc phục nhược điểm này của đầu phân độ trực tiếp người ta cho thêm vào xích phân độ một bộ truyền trục vít bánh vít có tỷ số truyền k/z - Giả sử sai số của tay quay là sai số ảnh hưởng lên chi tiết phân độ là . Đặt người ta gọi N là đặc tính của đầu phân độ. Đặc tính của đầu phân độ càng lớn thì càng chính xác nhưng số vòng quay của tay quay cũng vì thế mà tăng lên. Để quay phôi đi vòng thì ta có phương trình. Ví dụ: N=40; phôi có Khi phân độ trực tiếp: vạch Phân độ gián tiếp: vòng tay quay c, Đầu phân độ có đĩa chia: Phân độ gián tiếp làm sai số tay quay giảm ảnh hưởng đi N lần xong vẫn chưa khắc phục được sai số do tay quay gây ra. Để xác định chính xác số vòng quay của tay quay người ta sử dụng phân độ có đĩa chia. c1, Phân độ đơn giản với đĩa chia: Hình 2.23. Sơ đồ phân độ đơn giản với đĩa chia Đĩa chia là một đĩa tròn, trên mỗi mặt đĩa có các hàng lỗ với số lượng lỗ khac nhau phân bố dưới dạng các vòng tròn đồng tâm. Trục của đĩa lỗ đồng trục với trục của tay quay. Khi chia đĩa lỗ ra phần bằng nhau thì ta có phương trình: Nếu phân độ có ở dạng tối giản bằng A/B mà B là ước số của một hàng lỗ nào trên đĩa lỗ thì ta áp dụng phương pháp phân độ đơn giản. Đầu phân độ YДГ135 (N=40) Mặt 1: 24,25,28,30,34,37,38,39,41,42,43 Mặt 2: 46,47,49,51,53,54,57,58,59,62,66 Ví dụ: gia công bánh răng thẳng có z=25 Ta có B=5 và là ước số của 25 (30) trên mặt 1 của đĩa chia ta có 　ta quay 1 vòng và 18 lỗ trên hàng có 30 lỗ ở mặt 1 và 18 lỗ co cữ xẻ quạt xác định. c2, Phân độ vi sai: d c b a 1 2 TC i=1 i=1 i=1 Z k 3 Hình 2.24. Sơ đồ phân độ vi sai Khi ở dạng tối giản song B không phải là ước của bất kì hàng lỗ nào trên đĩa chia (cả 2 mặt) ta phải tiến hành phân độ vi sai. - Lắp bánh răng thay thế trên đường truyền chuyển động quay từ trục chính về đĩa lỗ, xác lập nội liên giữa để tạo chuẩn động trên lỗ. - Giả sử là số răng cần phân độ. Chọn Z* trên một trong 2 mặt hoặc không có trên đĩa cũng được, sao cho Z* và Zf không chênh lệch nhau quá lớn và đặc biệt là phân số ở dạng tối giản thì phải là ước số của một hàng lỗ nào đó trên đĩa. Ta quay tay quay đi tức là có sai số vòng quay sinh ra: - Xích khử sai số được nối từ trục chính đĩa lỗ. - Phương trình cân bằng: - Ví dụ: hãy tính toán phân độ Z=71 Ta có: đã tối giản và trên đĩa lỗ không có 71 lỗ, cũng không có hàng nào có số lỗ là bội số của 71. vậy ta phải phân độ vi sai. Ta chọn Z*=70 và tính toán bánh răng thay thế như sau: Kiểm tra điều kiện chạm trục: Dấu (-) có nghĩa là ta phải lắp thêm bánh răng trung gian. Sơ đồ lắp như sau: trung gian Z30 Z80 Z70 Z60 Hình 2.25. Sơ đồ lắp bánh răng thay thế Sau khi lắp bánh rang thay thế như sơ đồ ta quay tay quay đi Vậy khi ta quay tay quay đi 16 lỗ trên hàng lỗ 28 thì phôi sẽ quay đi 1/71 vòng có nghĩa là quay đi 1 răng. Chú ý quay chiều nào cũng được nhưng trong 70 lần quay chỉ nên quay theo 1 chiều. c3, Phân độ phay rãnh xoắn: Hình 2.26. Sơ đồ phân độ phay rãnh xoắn Phân độ phay rãnh xoắn có 2 công việc khác nhau: Phân độ liên tục để tạo rãnh xoắn. Phân độ từ rãnh này sang rãnh khác, khi chi tiết có nhiều đầu mối, chi tiết rãnh xoắn điển hình là bánh răng nghiêng. + Để phân độ tạo rãnh xoắn ta có phương trình sau: Trong đó: là bước vít me dọc của bàn máy phay. T là bước xoắn của sản phẩm, với là góc xoắn của đường ren đã biết hoặc sẽ tính được. Dấu (+) hay dấu (-) trong phương trình tùy thuộc vào hướng xoắn của ren, dấu (+) khi xoắn phải và dấu (-) khi xoắn trái (phải lắp thêm bánh răng trung gian). + Để phân độ từ rãnh này sang rãnh khác có 2 trường hợp: - Nếu Zf cho phép phân độ đơn giản được ta rút chốt ra khỏi đĩa lỗ, vô hiệu hóa đường truyền dẫn qua bánh răng thay thế tới bàn máy và quay đi A lỗ trên hàng lỗ có B lỗ () sau đó chốt lại và gia công tiếp. - Nếu không phân độ đơn giản được ta không được phép thay ra để lắp vào trục chính như khi phân độ vi sai. Vì có thể lúc lắp không vào then hoặc chống đầu răng. Nếu vào được (do xoay trục chính hoặc tiến bàn máy độc lập nhau không qua nội liên ) làm sai quan hệ nội liên của rãnh, sẽ hỏng sản phẩm. Lúc này ta phải để nguyên và rút chốt tay quay như trường hợp 1 trong phân độ sang rãnh tiếp theo, mà phân độ cách quãng đi P rãnh, cơ sở của phương pháp này như sau: Khi đó trong đó B là số lỗ trên hàng được chọn, p là số rãnh phân độ cách quãng trên phôi (cố gắng chọn p để p và Z không có thừa số chung). Đặt thường thì A không nguyên , ta phải làm tròn A=A* nguyên và cố gắng chọn B và p sao cho là nhỏ nhất. Sau đó để phân độ rãnh khác (không liền kề) ta quay tay quay đi và chịu sai số . Sai số bước vòng sau một lần phân độ là . Và sai số tích lũy bước vòng sau Zf lần phân độ là . Tóm lạ: dù thay bánh răng thay thế để phân độ vi sai hay giữ nguyên để phân độ có sai số thì ta vẫn phải chịu sai số trong trường hợp không phân độ đơn giản được. c4, Đầu phân độ vạn năng YДГ 135 có các thông số sau: - Đặc tính: N=40 - Đĩa chia: Mặt 1: 24,25,28,30,34,37,38,39,41,42,43 Mặt 2: 46,47,49,51,53,54,57,58,59,62,66 - Bánh răng thay thế: Z=20,25,30,35,40,50,55,60,70,80,90,100 - Bước vít me dọc của bàn máy: Chú ý: Sau khi lắp bánh răng thay thế và phôi để gia công rãnh xoắn, nếu sử dụng dao phay đĩa ta phải xoay bàn may đi một góc β(góc nghiêng đường răng của phôi) để phương trình vận tốc dài trên lưỡi cắt trùng với phương phát triển của rãnh xoắn. Nếu là phay trên máy phay không xoay được bàn máy thì đầu trục đứng phải có đu xích để đánh lệch một góc tương ứng. Nếu phay rãnh xoắn bằng dao phay vấu thì không phải xoay bàn máy. Nếu bước xoắn lớn để tránh cắt lẹm nên dùng dao phay ngón. Chọn dao phay đĩa gia công phải theo modul và số răng của bánh răng gia công. Vì tùy theo modul nhưng bước răng (z quyết định) khác nhau thì bề rộng rãnh răng cũng thay đổi. Khi cắt một cặp bánh răng nghiêng ăn khớp, thì sau khi cắt xong một bánh thứ nhất, để cắt bánh còn lại thì ta chỉ việc lắp bánh răng trung gian vào chạc bánh răng thay thế để đảo chiều quay của phôi vì 2 bánh răng ăn khớp cùng góc nghiêng nhưng ngược hướng xoắn. Cùng với thao tác lắp bánh răng trung gian vào chạc bánh răng thay thế còn phải đánh lại bàn máy hay đánh lại đầu phay đứng. Góc độ xoay bàn có một thước đo độ để xác định. Góc độ đánh trục chính do một đu xích xác định. d. Đầu phân độ không có đĩa chia d1, Phân độ đơn giản Hình 2.27. Sơ đồ động đầu phân độ không có đĩa chia khi phân độ đơn giản Hình 2.28. Sơ đồ động đầu phân độ không có đĩa chia khi phân độ vi sai Hình 2.29. Sơ đồ động đầu phân độ không có đĩa chia khi phân độ rãnh xoắn. 2.3.5. Đầu phân độ quang học Đĩa khắc vạch được chia ra thành 60 vạch, ta nhìn thấy các vạch này nhờ vào hệ thống thấu kính. Hệ thống thấu kính có vai trò như một kính lúp, giúp ta xác định chính xác vạch này khi quay. 2.4. Máy bào - Máy xọc - Máy chuốt Các máy có chuyển động chính - chuyển động tạo ra tốc độ cắt là chuyển động thẳng được gọi chung là nhóm máy chuyển động thẳng, chúng bao gồm các loại: máy bào, máy xọc và máy chuốt. Chuyển động chính của nhóm máy chuyển động thẳng do dao hoặc do phôi thực hiện. Chu kỳ làm việc của máy là một hành trình kép, gồm có một hành trình làm việc và một hành trình nhanh (chạy không). Chuyển động thẳng có quán tính lớn nên tốc độ cắt gọt không cao, năng suất thấp. Nhóm máy chuyển động thẳng này chủ yếu dùng để gia công các mặt phẳng ở các vị trí khác nhau, sống trượt, rãnh mang cá, rãnh then, lỗ định hình, bánh răng. v.v... Hiện nay các công việc thực hiện trên máy bào và máy xọc có thể thay thế bằng máy phay hay máy chuốt có năng suất cao hơn. Do đó tỷ lệ máy bào và xọc trong tổng số máy cắt kim loại ở phần xưởng cơ khí không cao. Máy chuyển động thẳng thông dụng hiện nay như bào và xọc chủ yếu dùng trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ; trong các phân xưởng dụng cụ thí nghiệm và sửa chữa; khi gia công các mặt phẳng hẹp và dài, rãnh trong lỗ, lỗ nhiều cạnh. 2.4.1. Máy bào ngang 2.4.1.1. Công dụng Máy bào là máy cắt kim loại có chuyển động chính là chuyển động thẳng tịnh tiến khứ hồi, dùng để gia công các mặt phẳng ngang, đứng và nghiêng. Nó có thể cắt các rãnh thẳng có nhiều hình dáng khác nhau như rãnh chữ T, rãnh đuôi én.... Ngoài ra, đôi khi còn dùng máy bào để gia công những bể mặt định hình. - Máy bào dùng trong sản xuất có hai loại chủ yếu là: máy bào ngang và máy bào giường. Máy bào ngang được sử dụng để gia công những chi tiết nhỏ và có độ dài trong phạm vi từ 200 đến 800mm. Máy bào giường được dùng để gia công những chi tiết lớn hay chi tiết dài, chi hết có dạng hộp hoặc thân máy. 2.4.1.2. Các bộ phận chính Máy bào ngang có chuyển động chính là chuyển động thẳng tịnh tiến khứ hồi do dao thực hiện và chuyển động chạy dao là chuyển động không liên tục do phôi thực hiện. Đặc điểm kỹ thuật quan trọng nhất là chiều dài lớn nhất của bàn trượt, nó có thể từ 200÷2400mm. Hình dáng chung và các bộ phận chính của máy bào ngang được thể hiện trên hình 2.30 . Các bộ phận chính của máy gồm có bàn trượt (1) chuyển động thẳng tịnh tiến khứ hồi trên sống trượt của thân máy (2). Phía trước bàn trượt có lắp đầu dao (3). Đầu dao này có thể quay một góc nhất định và tịnh tiến theo hướng thẳng đứng. Trên sống trượt đứng của thân máy (2) có xà ngang (4). Trên xà ngang này lắp bàn máy (5) có thể di động ngang để thực hiện chuyển động chạy dao. Ở một số máy, phần trên của bàn máy (5) có thể quay một góc nhất định quanh trục nằm ngang để gia công bề mặt nghiêng. Chuyển động chính tịnh tiến khứ hồi của bàn trượt (1) được truyền động từ động cơ điện (6) qua hộp tốc độ và cơ cấu truyền dẫn culit – lắc. Ở một số máy có hành trình lớn, chuyển động chính được thực hiện bằng cơ cấu thuỷ lực xylanh-pistong hoặc cơ cấu bánh răng - thanh răng. Hình 2.30. Máy bào ngang * Cơ cấu culit – lắc trên máy bào ngang Máy bào nằm ngang thường dùng cơ cấu culit – lắc để thực hiện chuyển động chính tịnh tiến khứ hồi (hình 2.31). Cơ cấu culit - lắc gồm có cặp bánh răng để truyền chuyển động từ hộp tốc độ đến đĩa biên (1) có chốt lệch tâm (2). Trên chốt lệch tâm (2) có lắp con trượt (3) di tự do theo rãnh của cần lắc (4). Khi đĩa biên (1) quay tròn, cần lắc (4) lắc lư quanh tâm O2 . Đầu mút phía trên của cần lắc được nối liền với bàn trượt bằng khớp động với khâu (5), hoặc bằng khớp động di trượt. Do đó khi cần lắc (4) lắc lư sẽ truyền đến bàn trượt chuyển động tịnh tiến thẳng khứ hồi . Hai vị trí giới hạn của cần lắc xác định độ dài hành trình L của bàn trượt. Thời gian cần thiết để thực hiện hành trình công tác với vận tốc trung bình vc là tc và thời gian cần thiết thực hiện hành trình chạy nhanh ngược chiều là vn và tn. Chốt (2) lắp trên đĩa biên chuyển động với vận tốc đều tạo nên góc tương ứng với hành trình công tác bà góc tương ứng với hành trình chạy nhanh, thường >. Trong cả hai hành trình, bàn trượt đều đi một độ dài L nên: Tỷ số thông thường từ 1,5÷2,5. Nếu giảm độ dài hành trình L thì góc sẽ lớn đồng thời sẽ nhỏ. Vì biên độ của con trượt (3) thay đổi theo độ dài của hành trình của bàn trượt nên trong thời gian thực hiện hành trình kép bàn trượt di động với vận tốc không đều. Khi cần lắc ở vị trí giữa, vận tốc sẽ lớn nhất; và khi ở hai vị trí giới hạn hai bên thì bằng không (hình 2.31b). Vì vận tốc của bàn trượt không đều nên có thể phân biệt vận tốc đó thành các loại như sau: vận tốc trung bình vận tốc tức thời và vân tốc lớn nhất. a. Vận tốc trung bình của bàn trượt Nếu số vòng quay trong 1 phút của chốt (2) là n, thì thời gian cần thiết của hành trình công tác là: Và Do đó vận tốc trung bình của hành trình công tác: Và của hành trinh nhanh : Hình 2.31.. Nguyên lý làm việc của cơ cấu culit- lắc Nếu tính vận tốc trung bình trong một hành trình kép, tức là khi chiều dài của hành trình là 2L thì : b- Vận tốc tức thời của bàn trượt. Vận tốc tức thời là vận tốc được xác định tại các thời điểm bất kỳ của hành trình kép. Nếu vận tốc đều của chốt (2) hình 2.31a là v’ thi vận tốc này có thể phân thành 2 thành phần: một thành phần hướng theo phương của cần lắc và một thành phần hướng theo phương vuông góc với cần lắc. Lấy thành phần vuông góc với cần lắc tại chốt (2), chiếu nó lên phương di trượt của bàn máy thì xác định được vận tốc tức thời theo phương bàn trượt tại điểm đang xét. Xác định vận tốc tức thời của bàn trượt căn cứ vào thành phần vàn tốc tức thời theo phương bàn trượt tại điểm tiếp xúc giữa cần lắc và bàn trượt (tam giác đồng dạng). Vận tốc này được xác định hướng theo hướng di động của bàn máy. Vẽ đồ thị theo các tri số vận tốc này được biểu đồ hình 2.31b. c. Vận tốc lớn nhất của bàn trượt Vận tốc lớn nhất của bàn trượt có được khi cần lắc ở vị trí giữa. Dựa vào các tam giác đồng dạng ta có: (*) Trong đó: R - chiều dài của cần lắc r - bán kính quay của chốt (2) e - khoảng cách giữa tâm quay chốt và tâm quay cần lắc. Từ hai tam giác đồng dạng DO2O1N~DO2HM ta có : Thay trị số e vào công thức (*) và thay ta có : * Cơ cấu chạy dao trên máy bào ngang Chuyển động chạy dao ngang ở máy bào ngang là chuyển động thẳng không liên tục do bàn máy mang phôi thực hiện. Bàn máy (5) mang phôi trên hình 2.30 chuyển động tịnh tiến khứ hồi trên sống trượt ngangvcủa xà (4) theo hướng thẳng góc với hướng chuyển động của bàn trượt (1 ). Cơ cấu con cóc truyền chuyển động quay không liên tục đến trục vít me ngang của bàn máy theo sơ đồ ở hình 2.32. Cơ cấu chạy dao ngang gồm có bánh răng Zl lắp trên trục rỗng của đĩa biên, bánh răng Z2 ăn khớp với Zl và lồng trên trục cố định ở cần (1). Cần (1) nối với xà ngang bằng thanh (2). Khi xà ngang lên cao hay xuống thấp, thanh (2) mang cần (1 ) và bánh răng Z2 quay quanh bánh răng Zl làm cho liên hệ giữa bánh răng Zl và trục vít me ngang không thay đổi. Ở mặt đầu của bánh răng Z2 có lắp chốt lệch tâm (3). Chốt này nhờ thanh kéo (4) truyền chuyển động quay lắc tới tay gạt (5) của cơ cấu con cóc. Bánh cóc (6) được cố định trên trục vít me ngang truyền tới bàn máy chuyển động chạy dao ngang không liên tục. Điều chỉnh lượng chạy dao ngang bằng cách quay nắp (7) để che lấp một phần tương ứng của số răng bánh cóc (6). Như thế một phần hành trình của con cóc (8) sẽ trượt trên nắp (7) và một số răng nhất định sẽ được con cóc đẩy đi. Hình 2.32. Sơ đồ truyền động cơ cấu chạy dao Nếu số lượng răng bị con cóc đẩy đi trong một hành hình kép là x, số răng của bánh cóc là Z, bước ren của trục vít me ngang là tx và tỷ số truyền giữa bánh cóc và trục vít me là i thì lượng chạy dao ngang là : Ở một số máy bào ngang lượng chạy dao dược điều chỉnh bằng cách thay đổi vị trí của chốt lệch tâm (3). Ở một số máy bào hiện đại các bánh răng của cơ cấu chạy ngang được thay bằng cơ cấu cam để điều khiển chuyển động của bánh cóc. 2.4.2. Máy xọc 2.4.2.1. Công dụng Máy xọc là máy có chuyển động chính tạo ra tốc độ cắt là .chuyển động thẳng tịnh tiến khứ hồi của dao xọc theo phương thẳng đứng. Máy này dùng để gia công các mặt phẳng và mặt định hình, các rãnh trong và ngoài khuôn dập cũng như bánh răng, v.v... Ở nhưng máy xọc hiện đại thường dùng truyền động thủy lực để thực hiện chuyển động chính. Nếu dùng truyền động cơ khí để thực hiện chuyển động chính thì dùng cơ cấu culit- quay. Kích thước cơ bản đặc trưng cho máy xọc là hành trình lớn nhất của bàn trượt dao xọc và đường kính lớn nhất của bàn máy. Đối với máy xọc có công dụng chung, hành trình này có thể thay đổi trong phạm vi từ 100 đến1600mm, đường kính lớn nhất từ 240 đến 1600mm. Máy xọc dùng chủ yếu trong sản xuất đơn chiếc và sản xuất nhỏ. Hình 2.33. Máy xọc 2.4.2.2. Cơ cấu culit quay trên máy xọc Sơ đồ nguyên lý làm việc của cơ cấu culit- quay trong máy xọc được trình bày trên hình 2.34. Cơ cấu culit - quay gồm có đĩa biên (1) nhận truyền động từ hộp tốc độ. Trên chốt (2) của đĩa biên có nắp con trượt có thể di động trong rãnh trượt của tay đòn (3) khi đĩa biên quay quanh tâm O.Tay đòn (3) đặt lệch tâm với tâm đĩa biên một khoảng e và khi đĩa biên quay, tay đòn ( 3) quay quanh tâm O2 với vận tốc góc không đều. Đầu kia của tay đòn (3) lắp khớp động với thanh kéo (4) để di động bàn trượt của dao xọc. Muốn thay đổi hành trình của bàn trượt dao xọc dùng vít me (5) để di động đai ốc (6) trong rãnh của tay đòn (3). Cách tính các vận tốc làm việc của dao xọc tương tự như ở cơ cấu culit- lắc của máy bào ngang. Hình 2.34. Cơ cấu culit quay trên máy xọc 2.4.3. Máy bào giường Hình 2.35. Máy bào giường. 2.4.4. Máy chuốt a, Cụng dụng, phân loại Máy chuốt được sử dụng rộng rãi trong sản xuất loạt lớn và hàng khối để gia công các lỗ chính xác có prôfin bất kỳ, các bánh răng, các rãnh, các loại lỗ then hoa... Nó còn có thể gia công mặt phẳng, mặt định hình,v.v... Năng suất và độ chính xác khi gia công trên máy chuốt rất cao.Trên hình 2.36 trình bày các dạng prôfin lỗ trong được gia công trên máy chuốt. Máy chuốt thường được phân loại theo công dụng, theo vị trí dao chuốt và theo mức độ tự động hoá. Căn cứ vào công dụng : chuốt trong và chuốt ngoài. Căn cứ vào vị trí gá đặt dao chuốt: chuốt nằm ngang và chuốt thẳng đứng. Căn cứ vào trình độ tự động hoá: chuốt liên tục và chuốt gián đoạn. Hình 2.36 - Các prôfin lỗ trong được gia công trên máy chuốt Trên hình 2.37 trình bày hình dáng chung và các bộ phận cơ bản của máy chuốt nằm ngang 7520. Hình 2.37. Máy chuốt nằm ngang b, Máy chuốt đứng Hình dáng chung của loại máy chuốt bề mặt đứng được trình bày trên hình 2.38. Chi tiết được gá kẹp trên bàn máy (1), dao chuốt được gá kẹp chặt trên mặt gá (2), nó chuyển động dọc theo đường dẫn hướng thẳng đứng của thân máy (3) nhờ lực kéo của hệ thống xylanh - pistông thuỷ lực. Hình 2.38. Máy chuốt đứng 2.5. Máy mài Trong ngành chế tạo máy. những chi tiết máy yêu cầu có độ cứng, độ chính xác và độ bóng bề mặt cao thường phải qua các nguyên công gia công bán tinh và gia công tinh là nguyên công mài trên máy mài sau khi đã qua các nguyên công gia công thô hoặc nhiệt luyện. Máy mài là máy gia công tinh dược dùng rộng rãi trên mọi lĩnh vực của ngành chế tạo máy. Số lượng của nó nhiều nơi vượt quá 30% tổng số máy cắt kim loại trong phân xưởng cơ khí. Với yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác của các chi tiết máy, máy mài điều khiển số CNC hiện nay có vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng của các sản phẩm cơ khí chế tạo máy. 2.5.1. Công dụng và phân loại Máy mài là máy công cụ thực hiện nguyên công gia công tinh chính xác cao các chi tiết máy bằng phương pháp dùng đá mài có chuyển động quay tốc độ cao để cắt đi những lớp kim loại mỏng từ bề mặt chi tiết. Thông thường máy mài chỉ gia công những chi tiết đã qua các nguyên công gia công thô trên các máy khác nên lượng dư cắt gọt còn lại trênchi tiết cho nguyên công mài là không lớn. Hiện nay, trong một số trường hợp máy mài cũng được dùng để gia công thô. Các bề mặt được gia công trên máy mài có thể là mặt phẳng, mặt trụ ngoài hoặc trong, mặt côn, mặt định hình, các mặt xoắn của ren vít, răng bánh ràng .vv Yêu cầu quan trọng của máy mài là độ cứng vững phải cao. Các chi tiết chuyển động cần phải được cân bằng. Phần lớn các truyền động của máy đều được thực hiện bằng thủy lực, do đó giảm được chấn động, va đập và nâng cao được độ chính xác gia công. Có nhiều cách để phân loại máy mài, thông thường máy mài được phân loại theo hai căn cứ sau: căn cứ vào bề mặt gia công và căn cứ vào công dụng máy mài. Căn cứ vào bề mặt gia công có thể phân máy mài theo các nhóm sau: nhóm máy mài tròn, nhóm máy máy mài phẳng và nhóm máy mài bóng. Căn cứ vào công dụng máy mài có thể phân thành các loại như sau: máy mài tròn ngoài, máy mài tròn trong, máy mài không tâm, máy mài mặt phẳng, máy mài chuyên dùng (mài thô, mài sống trượt, then hoa, trục khuỷu...), máy mài sắc, máy mài chính xác cao (máy mài doa, máy mài bóng, máy mài siêu bóng), ... 2.5.2. Máy mài tròn ngoài a, Các chuyển động cơ bản Máy mài tròn ngoài có các chuyển động chạy dao là: chuyển động chạy dao vòng, chạy dao dọc và chạy dao ngang. Chuyển động chạy dao vòng v1(m/ph) là chuyển động quay vòng của chi tiết. Chuyển động chạy dao dọc s1(m/ph) là chuyển động tịnh tiến khứ hồi của bàn máy mang phôi hoặc của đá mài. Chuyển động chạy dao ngang s2(mm/htk) là chuyển động hướng kính theo chu kỳ của đá mài khi bàn máy thực hiện một hành trình kép hoặc hành trình đơn. Hình 2.39. Các chuyển động cơ bản của máy mài tròn ngoài b, Đặc điểm và các bộ phận chính Máy mài tròn ngoài thường dùng để mài mặt ngoài của các chi tiết tròn xoay mặt trụ hay mặt côn. Một số máy mài tròn ngoài vạn năng còn có trang bị một bộ phận để mài lỗ. Các bộ phận chính của máy ( hình 2.40) là thân máy (1), bàn máy (2). Trên bàn máy lắp ụ trước (3) và ụ sau (4) để giá đỡ chi tiết gia công (5). Trên thân máy phía sau lắp ụ đá mài (6) mang đá mài (7). Kết cấu của máy mài phụ thuộc vào độ chính xác, hình dáng và kích thước của chi tiết gia công. Căn cứ vào chuyển động tương đối giữa dao và phôi, máy mài tròn ngoài thường có hai kiểu được trình bày trên hình 2.40. Hình 2.40. Hình chiếu bằng của máy mài tròn ngoài Kiểu máy a : Hình 2.41 – Các bộ phận chung của máy mài tròn ngoài Thân máy; 2- Ụ trục chính; 3- Bàn máy; 4- Đầu đá; 5- Ụ động; 6 Bảng điều khiển thủy lực; 7- Cữ khống chế hành trình; 8 – Tay gạt đảo chiểu chuyển động Bàn máy mang phôi thực hiện chuyến động tịnh tiến khứ hồi – chạy dao dọc s1 song song với trục của phôi trước đá mài để gia công hết chiều dài phôi. Loại máy này dùng để gia công những chi tiết có đường kính nhỏ hơn 500÷700mm (hình 2.40a). Kiểu máy b: Đá mài thực hiện chuyển động tịnh tiến khứ hồi - chạy dao dọc s1 song song với trục của phôi. Loại này dùng để gia công những chi tiết có đường kính lớn (hình 2.40b). Cả hai loại máy đều có chuyển động chạy dao ngang s2 (chạy dao ăn sâu) do đá mài thực hiện theo hướng vuông góc với trục của phôi để cắt hết lượng dư gia công. Chuyển động chạy dao dọc tịnh tiến khứ hồi của hai loại máy trên đều được thực hiện nhờ hệ thống thuỷ lực, trên cạnh bên của bàn máy có 2 vấu di động ở hai đầu có tác dụng thay đổi hành trình chạy dao dọc và đảo chiều chuyển động khi nó chạm vào tay gạt 8 trên hình 2.41. Ụ đá có cơ cấu dịch chuyển theo hướng vuông góc với trục phôi, có tay quay dùng để di chuyển bàn dao theo hướng chạy dao dọc và tay quay để điều khiển lượng chạy dao hướng kính S2. Căn cứ vào phạm vi sử dụng thì máy mài tròn ngoài có thể chia thành hai loại: máy mài tròn ngoài thông thường và máy mài tròn ngoài vạn năng. Máy mài tròn ngoài thông thường không lắp bộ phận mài lỗ. Bàn máy có thể quay xung quanh trục thẳng đứng một góc ± 60 nên có thể gia công mặt côn có độ côn không lớn. Để nâng cao năng suất làm việc, trên máy thường trang bị cơ cấu chạy dao nhanh, cơ cấu di động ụ sau bằng dầu ép,v.vLoại máy này dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối. Máy mài tròn ngoài vạn năng không những có bàn máy mà cả ụ đá mài và ụ trước đều có thể quay xung quanh trục thẳng đứng một góc lớn. Do đó có thể gia công được các mặt côn có dộ côn lớn. Ngoài ra máy còn trang bị thêm bộ phận đẻ mài tròn trong. Loại máy này dùng trong sản xuất hàng !oại nhỏ hoặc đơn chiếc mà công việc gia công mặt ngoài và mặt trong thường thay đổi. Kich thước cơ bản của máy mài tròn ngoài là: đường kính lớn nhất của phôi (ở máy mài tròn ngoài vạn năng từ 100÷1600 mm), khoảng cách lớn nhất giữa hal mũi tâm (150÷12500mm), góc quay lớn nhất của ụ đá và bàn máy để mài côn. 2.5.3. Máy mài tròn trong Máy mài tròn trong là loại máy dùng đề mài tinh lỗ có dạng trụ hoặc côn, đôi khi cũng dùng để mài mặt đầu. Đường kính lớn nhất của lỗ có thể gia công trên máy tử f 25÷800 mm, với độ nhãn bề mặt đến Rz=1.6. Tùy thuộc vào vị trí của trục chính, có thể phân máy mài tròn trong thành hai loại : Máy mài tròn trong ngang và đứng. Các chuyển động cơ bản của máy mài tròn trong được trình bày trên hình 2.42. Hình 2.42. Các chuyển động cơ bản của máy mài tròn trong Chuyển động tạo hình trên máy mài tròn trong bao gồm các chuyển động: chuyển động chính, chuyển động chạy dao vòng, chuyển động chạy dao dọc và chuyển động chạy dao ngang. Chuyển động chính V là chuyển động vòng của đá mài. Vì đường kính đã bị lỗ giới hạn nên muốn vận tốc cắt đạt đến khoảng v = 50 m/s thì số vòng quay của đá phải đạt đến n= 24000 vòng/phút. Chuyền động chạy dao vòng v1 do phôi thực hiện (hình 2.42a), hoặc do đá mài thực hiện với chuyển động hành tinh (hình 2.42b). Trên cơ sở này phân biệt hai phương pháp mài : mài chi tiết quay và mài hành tinh (dùng cho chi tiết lớn). Chuyển động chạy dao s1 là chuyển động thẳng tịnh tiến khứ hồi do phôi (hình 2.42a) hoặc do đá mài (hình 2.42b) thực hiện. Chuyển động chạy dao ngang s2 là chuyển động hướng kính theo chu kỳ chạy dao dọc của ụ đá mài. Các bộ phận chính của máy mài tròn trong chi tiết quay (hình 2.43) bao gồm: thân máy (1), ụ gá chi tiết (2), ụ đá (3), tay quay (7) điều khiển chạy dao hướng kính, tay gạt (9) đảo chiều bàn máy, tay quay (10) di chuyển bàn máy bằng tay. Các bộ phận chính của máy mài tròn trong chuyển động hành tinh (hình 2.44) bao gồm: Thân máy (1), ụ đầu mài (2), cụm truyền động chính (3), trục chính đá mài quay tròn (4). Ụ đầu mài (2) thông qua cơ cấu hành tinh làm trục chính (4) quay hành tinh. Máy mài tròn trong chuyến động hành tinh có thể gia công trường kinh lỗ tới 1500 mm chiều sâu 3000 mm. Hình 2.43. Các bộ phận chính của máy mài tròn trong chi tiết quay Hình 2.44. Các bộ phận chính của máy mài tròn trong chuyển động hành tinh. 2.5.4. Máy mài không tâm a, Công dụng Máy mài không tâm là loại máy mài dùng để gia công mặt trụ ngoài liên tục hoặc mặt trụ trong của các chi tiết không có lỗ định tâm, trong điều kiện sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. Máy mài không tâm chủ yếu dùng để gia công các chi tiết hình trụ có đường kính không đổi hoặc các chi tiết hình trụ ngắn có gờ. Ngoài ra nó còn có thể dùng để mài các bề mặt định hình, bề mặt côn, mặt xoắn (mặt ren), v.v... + So với máy mài tròn ngoài (máy mài có tâm), máy mài không tâm có những ưu điểm như sau: - Năng suất cao hơn vì giảm được nhiều thời gian phụ như kẹp chặt phôi; quá trình gia công có thể thực hiện liên tục từ chi tiết này sang chi tiết khác. - Lượng dư gia công có thể nhỏ, vì trong quá trình gia công, chi tiết tự định tâm. Lượng chạy dao có thể lớn do độ cứng vững của máy lớn và có gối đỡ nên chi tiết không sợ bị cong. Có thể gia công những chi tiết có đường kính rất bé và điều khiển máy không cần công nhân bậc cao. + Nhược điểm của máy không tâm là: - Khó đạt độ đồng tâm giữa lỗ trong và lỗ ngoài. - Không thể gia công những chi tiết có rãnh theo chiều trục ở mặt ngoài. b, Nguyên lý mài không tâm Tuỳ thuộc vào bề mặt cần mài, có thể phân biệt hai nguyên lý mài không tâm: mài mặt ngoài và mài mặt trong. b1) Nguyên lý mài không làm mặt ngoài Nguyên lý thực hiện các chuyển trong khi mài không tâm mằt trụ ngoài được trình bày trên hình 2.45. Trên hình 2.45a, bánh (1) là đá mài hình trụ, bánh (2) là đá dẫn có dạng hình yên ngựa (hypecboloit). Chi tiết gia công (3) đặt giữa hai bánh đá trên, tựa trên thanh đỡ (4) và trượt dọc theo máng dẫn (5). Đá mài (1) có vận tốc cắt v1= 30 ÷ 40 m/s để gia công chi tiết. Đá dẫn (2) quay cùng chiều với đá mài với vận tốc v2= 10÷50 m/ph để tạo nên chuyển động chạy dao vòng v3 và chuyển động chạy dao dọc s của chi tiết gia công. Đá dẫn không có tác dụng mài chi tiết. Nó có nhiệm vụ làm cho phôi quay tròn, nhờ lực ma sát giữa hai mặt đá. Lực ma sát này cần phải lớn hơn lực cắt (hệ số ma sát của đá dẫn trên thép khoảng 0,6). Thanh đỡ có thể thay đổi và điều chỉnh được. Tuỳ theo vật liệu của chi tiết gia công, thanh đỡ làm bằng những vật liệu khác nhau. Nếu phôi là thép hoặc kim loại, thanh đỡ cần là thép chống mòn, thép cao tốc hoặc thép hợp kim cứng. Để giảm rung động, bề mặt tì của thanh đỡ cần vát nghiêng về phía đá dẫn một góc từ 30÷400. Để tránh kẹt, chi tiết gia công cần đặt cao hơn đường nối liền tâm hai đá một đoạn h = (0,15÷0,25)d nhưng không quá 10÷12 mm (d là đường kính chi tiết gia công). Hình 2.45. Sơ đồ nguyên lý mài không tâm mặt ngoài. Mài không tâm mặt ngoài thường dùng ba phương pháp: phương pháp mài dọc, mài ngang và mài với gối tì. - Phương pháp mài dọc Phương pháp mài dọc là phương pháp mài không tâm mặt trụ ngoài với lượng chạy dao dọc s (hình 2.45a). Phương pháp này dùng để gia công các chi tiết hình trụ có đường kính không đổi trên suốt chiều dài. và cả những phần hình trụ có đường kính lớn nhất trên chi tiết định hình hay có bậc. Khi mài với phương pháp mài dọc, ngoài chuyển động vòng v3, chi tiết gia công còn có chuyển động chạy dao dọc s theo chiều trục. Để thực hiện chuyển động chạy dao dọc, trục của đá dẫn phải đặt nghiêng một góc a so với trục của chi tiết gia công. Nếu vận tốc của đá dẫn là v2, phôi sẽ chuyển động với hai thành phần : - Tốc độ chạy dao vòng: v3 = v2cosa - Lượng chạy dao dọc : s = v2sina Nếu v2= const thì lượng chạy dao dọc càng lớn khi góc a càng lớn Khi mài thô: a= 1.5÷60 : Khi mài tinh a = 0.5 ÷1.50 Lượng chạy dao dọc tính theo công thức không bao giờ đạt được 100% vì phôi không chỉ lăn mà còn bị trượt. Tổn thất do hiện tượng trượt khoảng 2÷5%. Để gia công liên tục những chi tiết ống hoặc chi tiết thanh, dùng một bộ phận cấp phôi liên tục. Khi gia công bằng phương pháp mài dọc, nhờ có mũi sửa đá bằng kim cương nên đá dẫn được tạo thành hình hipecpoloit. Nhờ đó đá dẫn tiếp xúc với chi tiết không chỉ trên một điểm mà trên một đường thẳng. - Phương pháp mài ngang Phương pháp mài ngang là phương pháp mài không tâm mặt trụ ngoài với lượng chạy dao ngang bằng cách di động chính xác đá mài (1) hoặc đá dẫn (2) theo hướng kính, thẳng góc với trục của ch...tính toán: (vòng) Trục động cơ M (vòng) trục cam K Phương trình điều chỉnh động học: Công thức điều chỉnh: is = Cs. (4.16) * Xích phân độ: Chuyển động quay phân độ xảy ra liên tục, tính từ thời điểm bắt đầu chu kỳ đến kết thúc chu kỳ, phôi quay một góc chứa Zi răng để phân độ. Trong thời gian này cam quay một vòng, đồng thời bánh răng chủ động của cơ cấu bánh răng tổ hợp ăn khớp hết một lượt trên vành răng tổ hợp. Xích động học phân độ xác định từ cam K – 10 – 11 – 12 – 13 – 14 – Phôi bánh răng côn. Lượng di động tính toán 1 (vòng) Cam K (vòng) Phôi bánh răng côn. Phương trình điều chỉnh động học: Công thức điều chỉnh: (4.17) Zi - Số răng phân độ. *Xích bao hình : Chuyển động bao hình biên dạng răng tồn tại khi bán răng chủ động Z0 đang ăn khớp trên cung răng lớn trên bánh răng tổ hợp và có xích tính toán điều chỉnh từ giá dao 18 – 17 – 1/ix – 16 – 15 - - 11 – 12 – iy – 13 – 14 – phôi bánh răng côn. Lượng di động tính toán; (vòng) Giá dao (vòng) phôi bánh răng côn Phương trình điều chỉnh động học: Chú ý rằng: Công thức điều chỉnh: (4.17) Điều chỉnh động học máy 525 Máy 525 do Liên Xô chế tạo, là máy phay bánh răng côn răng cong, dạng cung tròn theo phương pháp bao hình, bán tự động. Máy có khả năng gia công bánh răng côn có mmax=12 ; Dmax= 500. Máy sử dụng dao phay chuyên dùng có profine răng dao dạng thanh răng sinh. Phay bánh răng côn trên cơ sở nhắc lại quá trình ăn khớp của bánh răng côn dẹt đỉnh với bánh răng côn. Sơ đồ dộng (Hình 4.19) mô tả các truyền dẫn chuyển động của máy 525. Dựa vào sơ đồ động của máy hướng dẫn điều chỉnh động học theo các trình bày dưới đây. Điều chỉnh xích truyền dẫn chuyển động chính: chuyển động quay của dao được dẫn động từ động cơ (N=4,5 kw; n=2900 vòng/phút) theo phương trình điều chỉnh động học: 2900 Chọn bánh răng thay thế chạc điều chỉnh tốc độ theo: (4.19) Hình 4.19. Sơ đồ động máy 525 Điều chỉnh xích chạy dao công tác : Điều chỉnh xích chạy dao công tác theo thời gian bao hình(tct), trong thời gian này trục Cam K thực hiện góc quay: (vòng) để điều khiển quá trình bao hình. Phương trình điều chỉnh động học: Chọn bánh răng thay thế chạc điều chỉnh tốc độ theo: (4.20) *Thời gian chạy không: Góc quay còn lại của cam (2000) tương ứng với thời gian chạy không (tck), dùng để điều khiển và thực hiện quay ngược chiều giá dao, tiến, lùi bàn máy. Kết thúc quá trình bao hình cam điều khiển li hợp đóng đường truyền chạy không. Vì vậy thời gian chạy không trong chu kỳ không đổi. tck = 3 (giây) nếu sử dụng tỉ số truyền tck = 5 (giây) nếu sử dụng tỉ số truyền Điều chỉnh xích phân độ: Trong gia công bánh răng côn, nếu bộ truyền có tỉ số truyền bé ( ), biên dạng răng thân khai của bánh răng có góc côn lớn có độ cong rất bé. Vì vậy có thể gia công bánh răng góc côn lớn bằng phương pháp cắt vào(chép hình răng dao). Còn bánh răng góc côn bé được gia công theo phương pháp bao hình có cải biến biên dạng răng, bộ truyền đó được gọi là bộ truyền bán bao hình. Như vậy điều chỉnh xích phân độ theo theo phương pháp cắt vào ứng dụng cho gia công bánh răng có góc côn lớn trong bộ truyền bán bao hình và gia công thô. Điều chỉnh xích phân độ theo phương pháp bao hình gia công tinh bánh răng côn. Xích điều chỉnh động học điều chỉnh phân độ xác định từ bánh răng chủ động (Z=14) của cơ cấu đảo chiều bánh răng tổ hợp đến phôi bánh răng côn. Xác định số vòng quay của bánh răng Z14: *Gia công theo phương pháp bao hình: 24 Chọn bánh răng thay thế chạc điều chỉnh phân độ theo: (4.21) *Gia công theo phương pháp cắt vào (chép hình): 24 Chọn bánh răng thay thế chạc điều chỉnh phân độ theo: (4.22) Điều chỉnh xích bao hình : Tính toán điều chỉnh xích bao hình xác định tương quan tỉ lệ chuyển động quay của giá dao với bàn máy các phương trình điều chỉnh theo phương pháp bao hình và phương pháp cắt vào: *Gia công theo phương pháp bao hình : Chọn bánh răng thay thế chạc điều chỉnh bao hình theo: (4.23) *Gia công theo phương pháp cắt vào (chép hình): Chọn bánh răng thay thế chạc điều chỉnh bao hình theo: (4.24) Điều chỉnh xích cải biến biên dạng răng: Gia công cải biến biên dạng răng cho bánh răng góc côn bé trong bộ truyền bánh răng côn bán bao hình. Và bộ truyền hypoid. Chuyển động quay từ trục vít dẫn động giá dao (k=2) qua bộ truyền bánh răng trụ (Z26;Z38)- chạc bao hình cải biến iM – bộ truyền trục vít bánh vít(k2;Z54) có chốt lệch tâm tác động làm trục vít tịnh tiến – bánh vít Z135 làm giá dao quay phụ (không đều) cải biến biên dạng răng. Hệ số e (Độ lệch tâm) phụ thuộc vào hệ số cải biến biên dạng răng và được hướng dẫn trong hướng dẫn sử dụng máy. Chương V. MÁY TIỆN HỚT LƯNG Công dụng Trong thực tế có 2 loại dao: + Dao răng nhọn + Dao có góc trước bằng không và để giữ cho biên dạng răng không bị thay đổi sau nhiều lần mài lại (góc sau không thay đổi) thì đường cong hớt lưng được thiết kế tối ưu, đó là đường cong logarit và nó phụ thuộc vào đường kính dao và modul. Như vậy làm cho máy phức tạp và khi hớt lưng 1 con dao thì phải có 1 cam điều khiển Thay cho việc sử dụng đường cong logarit người ta sử dụng đường cong Acsimet , khi đó cần sử dụng 1 Cam có thể điều khiển được các loại dao khác nhau. Nhưng khi sử dụng đường cong này thì biên dạng răng dao bị thay đổi sau 1 số lần mài lại và sai số đó thực tế chấp nhận được. ntc Tk nk Đường ácsimet Dao Hình 5.1. Sơ đồ hớt lưng răng dao : Là nhóm hớt lưng (nhóm phân độ) *Máy tiện hớt lưng là máy có độ chính xác cao (Vì nó được sử dụng để gia công dụng cụ cắt). Dùng để hớt lưng Dao phay đĩa modul, Dao phay vấu modul , dao phay trụ răng thẳng , dao phay trụ răng xoắn , dao phay trục vít, tarô , bàn ren . . . Các sơ đồ hớt lưng răng dao a. Hớt lưng dao phay đĩa modul : 4 M 2 1 3 iv 7 ntc T1 ix 5 6 K TC nk Dao phay đĩa module Hình 5.2. Sơ đồ cấu trúc động học hớt lưng dao modul * Xích tốc độ : i (5.1) * Xích hớt lưng (Phân độ) : Từ TC – 4 – 5 – ix – 6 – 7 – cam K 1 (vòng) TC (Vòng) Cam K k : Là số đường cong cam và thông thường k =1 (5.2) b . Hớt lưng dao phay trụ răng thẳng : nk 2 M 1 5 ix 7 6 3 TC ntc 4 K T1 9 is 8 Td m,Z 10 iv Hình 5.3. Sơ đồ cấu trúc động học hớt lưng dao phay trụ răng thẳng * Xích tốc độ : i * Xích hớt lưng (phân độ): Từ TC – 4 – 5 – ix – 6 – 7 – cam K 1 (vòng) TC (Vòng) Cam K k : Là số đường cong cam và thông thường k =1 * Xích chạy dao tiện trơn : Từ TC – 4 – 8 – is – 9 – 10 – BRTR mang bàn dao dọc 1 (Vòng) TC Sd (mm) Bàn dao dọc (5.3) c. Hớt lưng dao phay trục vít nk Td K tvm T1 ntc TC t A B C nkp Đường ren Đường răng Dao tiện Dao trục vít Hình 5.4. Các chuyển động để hớt lưng dao phay trục vít (5.4) : Là nhóm hớt lưng : Là nhóm cắt ren Để hớt lưng đúng đỉnh của dao thì : 1 (Vòng) TC (Vòng) Trục chính quay phụ (Vòng) Trục chính quay phụ 1 (Vòng) TC ( Vòng ) Cam K 1 ( Vòng ) TC (Vòng) cam K quay phụ : Là nhóm vi sai 1 (Vòng) TC Bàn dao dọc Bàn dao dọc (Vòng) Cam K quay phụ Ta thấy : - Cần có chuyển động quay của TC để tạo ra tốc độ cắt - Để cắt đúng đường ren thì phải có xích cắt ren - Để có chuyển động hớt lưng cần phối hợp 2 chuyển động với nhau đó là và T - Để hớt đúng đỉnh của răng dao thì Cam phải có chuyển động quay phụ nkp nk t vm K nkp ntc B C Td TC t A T1 10 15 S 11 M 1 2 iv 3 4 iy 5 9 ix 8 12 14 iz 13 7 6 Hình 5.5. Sơ đồ cấu trúc động học hớt lưng dao phay trục vít * Xích tốc độ * Xích cắt ren: (5.4) * Xích hớt lưng ( phân độ) * Xích vi sai: Từ vít me – 7 – 13 – iz – 14 - - 11 – 12 - Trục Cam K (Vòng) Vít me dọc ( Vòng ) Cam K quay phụ (5.6) Chú ý : Khi hớt lưng tarô và Bàn ren không cấu trúc máy không có xích vi sai vì rãnh răng của chúng là thẳng (đối với trục vit Acsimet). d. Hớt lưng dao phay trụ răng xoắn : 1 M K 7 10 S 15 14 13 iz 6 5 iy 9 8 ix nk Td 12 11 nkp T1 TC 3 iv 2 4 ntc t A C B m, Z Hình 5.6. Sơ đồ cấu trúc động học hớt lưng dao phay trụ răng xoắn * Xích tốc độ : * Xích hớt lưng (phân độ): * Xích chạy dao tiện trơn : Từ TC – 4 – 8 – is – 9 – 10 – BRTR mang bàn dao dọc 1 (Vòng) TC Bàn dao dọc (5.7) * Xích vi sai: Từ BRTR – 7 – 13 – iz – 14 - - 11 – 12 - Trục Cam K Sđ (mm) Bàn dao ( Vòng ) Cam K quay phụ (vòng) Bàn dao ( Vòng ) Cam K quay phụ Máy tiện hớt lưng 1811 1 : Máy tiện 8 : Gia công dụng cụ cắt 11 : chiều cao tâm máy ( 110 mm ) Dmax = 220 (mm) * Công dụng : - Hớt lưng dao phay đĩa modul , dao phay vấu modul , tarô , bàn ren , dao phay trục vít , dao phay trụ răng thẳng , dao phay trụ răng xoắn . . . - Tiện bề mặt trụ trơn (trong và ngoài) tiện mặt đầu , vát mép - Tiện ren chính xác * Xích tốc độ : Từ động cơ 910(V/p) Hoặc 2800(v/p) qua BT- - Đến trục II , từ trục II sang trục III qua khối bánh răng 3 bậc và qua BT Đến trục IV , qua đến trục V _Trục chính * Xích chạy dao tiện trơn : Từ trục chính Bàn dao mang dao chạy dao ocjd 1 li hợp M4 đóng (XX) qua BTTVBV () Li hợp M5 đóng , qua đến BTBRTR (Z=12 , m=3) Hoặc khi M4 ngắt thì Đến trục XX qua BTTVBV () Li hợp M5 đóng , qua đến BTBRTR ( Z=12 , m=3 ) Chú ý: M5 được ngắt khi điều chỉnh chạy dao dọc bằng tay * Xích chạy dao tiện ren : Từ TC đến Vít me dọc mang bàn dao. - Với ikđ = 4 - Với ikđ = 16 * Xích hớt lưng (phân độ) Từ trục chính đến trục Cam K 1 Li hợp M1 đóng Đóng li hợp M3(XIV) K - Với ikđ = 4 - Với ikđ = 16 * Xích vi sai : - Khi hớt lưng dao phay Trục vít : (Vòng) Vít me dọc ( Vòng ) Cam K quay phụ (5.8) Chú ý : M2 đóng - Khi hớt lưng dao phay trụ răng xoắn : Sd(mm) Bàn dao ( Vòng ) Cam K quay phụ Hay ( Vòng ) Trục thanh răng ( Vòng ) Cam K quay phụ (M5đóng) (M2 ngắt) Chương VI. CÁC MÁY GIA CÔNG REN Các phương pháp gia công ren Để gia công ren trên thực tế người ta sử dụng nhiều phương pháp gia công khác nhau : Tiện ren: Được sử dụng rất rộng rãi để cắt ren trên các máy tiện bằng dao tiện ren, dao răng lược, ta rô, bàn ren, đầu cắt ren . . . Phay ren: Sử dụng dao phay đia, dao phay lược, dao phay ren trục vít, cắt ren trên các máy chuyên dùng. Cán ren : Dùng các con lăn cán để cán ren trên các máy cán, năng suất cao. Mài ren : Để nâng cao độ chính xác và độ bóng bề mặt ren sau các nguyên công cắt ren khác. Máy phay ren Các phương pháp phay ren Hình 6.1. Các sơ đồ phay ren Bản chất của việc phay ren là: Sử dụng dao phay đĩa 1, có biên dạng lưỡi cắt là hình dáng ren được cắt có chuyển động quay tròn (chuyển động chính). Đồng thời nó là chuyển động chạy dao bằng cách cho chi tiết 2 quay chậm và chi tiết 2 (hoặc dao phay 1) chuyển động dọc trục. Chi tiết 2 quay được 1 vòng thì chuyển động dọc trục di chuyển được một lượng bằng bước ren được cắt. Khi bắt đầu cắt cần có chuyển động chạy dao ngang để cắt hết chiều sâu ren. Trong thực tế thường gặp các phương pháp phay ren (bằng dao phay đĩa, dao phay lược, dao phay trục vít và dao phay vấu), nhưng phổ biến nhất là dùng dao phay đĩa và dao phay lược. Dùng dao phay đĩa khi cắt các ren bước lớn còn dao phay lược dùng cắt các chi tiết ngắn, ren nhỏ, đường kính lớn (Hình 6.1) Dao phay cắt ren hình răng lược thực chất là moottj bộ phận ghép nhiều dao phay ren nên tất cả các vòng ren theo chiều dài chi tiết gia công đều được cắt đồng thời, phôi chỉ cần quay một vòng là cắt xong vì phần cuối của vòng rãnh ren do đĩa dao này cắt lại vừa trùng với phần đầu của vòng rãnh ren do đĩa dao kế tiếp vừa cắt xong. Tuy nhiên trong thực tế người ta thường để phôi quay hơn một vòng thì sẽ cắt xong ( hoặc vòng) tùy theo từng máy. Chiều dài nhỏ nhất của dao phay cần lớn hơn chiều dài phần ren được cắt từ 2 đến 3 bước ren. Dao phay lược cũng có thể cắt ren ngoài và cả ren trong (các ren ống) Máy phay ren 561 Máy phay ren 561 dùng để phay ren và phay trục then hoa, trục răng. Hình 6.2. Sơ đồ động máy phay ren 561 A. Khi phay ren 1. Xích động học quay trục dao phay. Thực hiện từ động cơ N=3 (KW), n=1450 (v/ph) qua bộ truyền đai 1-2. Qua hộp tốc độ có 5 cấp tốc độ đến trục III rồi qua các bộ truyền bánh răng 11-12;13-14; và 15-16 đến trục dao. Trong hộp tốc độ có 2 bánh răng hai bậc di trượt và li hợp vấu : do đó có 5 tỷ số truyền tạo ra 5 cấp tốc độ: (đó là : ; ; ; và một cấp khi đóng li hợp vấu để truyền trực tiếp) 2. Xích động học truyền dẫn mang trục phôi. Trục phôi khi quay có 2 chuyển động (Quay chậm khi phay ren và quay nhanh khi gia công trục then hoa, trục răng). Chuyển động quay chậm của trục phôi bắt đầu từ trục III, qua cơ cấu đảo chiều bánh răng côn 17-18, qua trục bao hình (với các bánh răng thay thế ). Qua bộ truyền xích 19-20, rồi qua hộp chạy dao. Hộp này có 2 dãy trục phân bố trùng tâm với nhau, trên các trục có các bánh răng và thay đổi sự ăn khớp nhờ có các khối bánh răng di trượt 2 bậc. Tiếp đó chuyển động qua bánh răng côn 45-46 đên trục vít – bánh vít 47-48, qua cơ cấu phân phối. Cơ cấu này gồm một số các bánh răng và các li hợp vấu A và B. Bánh vít 48 lồng không trên trục rỗng VI và chỉ khi ly hợp B đóng xuống dưới (Hình 6.2) thì nó mới truyền chuyển động quay chậm cho trục rỗng VI. Khi trục VI quay, qua bộ truyền trục vít - bánh vít 49-50 đến trục chính phôi IX (quay chậm) Về truyền dẫn của hộp chạy dao như sau : Như vậy khi phay ren ta đặt , còn chạy dao vòng nhờ thay đổi ở hộp chạy dao. 3. Xích truyền dẫn chạy dao dọc của đầu dao phay. Khi phay ren xích động học này sẽ nối với trục chính của phôi với trục vít me (di chuyển dọc của đầu dao phay). (1 vòng phôi 1 loại ren t) Xích bắt đầu từ trục chính phôi qua bánh răng 55-56, qua li hợp A đóng sang trái (còn ly hợp C nằm ở vị trí trung gian), qua trục xích cắt ren đến trục vít me VIII của trục bàn dao. Trong hành trình ngược (sang phải), sau khi cắt xong đầu dao phải lùi nhanh về bên phải, chuyển động đi tắt ngang từ trục V qua bánh răng 51-52- Ly hợp C đóng xuống dưới ăn khớp với bánh răng 52 và truyền chuyển động cho trục VII, trục này luồn vào bên trong trục rỗng VI, rồi qua cặp bánh răng nghiêng 59-60 đến trục vít me. Ly hợp A lúc này ngắt ra (mở sang phải) B. Khi phay trục then hoa hoặc trục răng bằng phương pháp bao hình 1. Xích động học quay trục dao phay (Tương tự như phay ren). Thực hiện từ động cơ N=3 (KW), n=1450 (v/ph) qua bộ truyền đai 1-2. Qua hộp tốc độ có 5 cấp tốc độ đến trục III rồi qua các bộ truyền bánh răng 11-12;13-14; và 15-16 đến trục dao. Trong hộp tốc độ có 2 bánh răng hai bậc di trượt và li hợp vấu : do đó có 5 tỷ số truyền tạo ra 5 cấp tốc độ: (đó là : ; ; ; và một cấp khi đóng li hợp vấu để truyền trực tiếp) 2. Xích động học truyền dẫn quay trục phôi. Khi phay trục then hoa hoặc trục răng thì trục phôi quay nhanh hơn, thực chất này là xích bao hình. Nên nó được nối chuyển động quay của dao qua trục III, qua cặp đảo chiều bánh răng côn 17-18, qua trục bao hình đến trục V qua bánh răng 53-54 vì bánh răng 54 lồng không trên trục rỗng VI nên ly hợp vấu B phải đóng lên trên để truyền chuyển động từ bánh răng 54 đến trục VI rồi qua trục bánh vít 49-50 đến trục chính của phôi. 3. Truyền dẫn chạy dao dọc của đầu dao phay. Máy cán ren Các phương pháp cán ren. Hình 6.3. Các sơ đồ cán Các máy cán ren ngày nay đã được sử dụng rộng rãi vì cán ren cho năng xuất cao. Theo dụng cụ cán, các máy cán gồm các loại : Cán bằng cán ren phẳng (Hình a). Cán bằng con lăn cán ren (Hình b). Cán bằng con lăn cán ren và bàn cán cung tròn (Hình c). Máy cán ren hướng kính 5933. Máy cán ren hướng kính 5933 làm việc theo nguyên tắc cán bằng con lăn. Đường kính ren được cán 630 mm, chiều dài phần có ren lớn nhất : 40 mm, bước ren lớn nhất tmax=2,5 mm. Hình 6.4. Sơ đồ động máy cán ren 5933 Các chuyển động cần thiết để hình dáng dạng ren gồm có : Chuyển động quay của con lăn cán trên trục I của trục cố định. Chuyển động quay của phôi và chuyển động dịch chuyển của nó trong quá trình cán. Xích chuyển động quay của con lăn cán bắt đầu từ động cơ điện N=2,8 KW , n=1420 (v/ph), qua bộ truyền đai 1-2, các bánh răng thay thế của trục tốc độ a-b bánh răng 3-4 đến trục I. Thay đổi bánh răng thay thế a-b có thể điều chỉnh tốc độ quay của con lăn cán trong giới hạn 39 265 v/ph. Từ trục I của ụ cố định qua ly hợp răng 13, truyền chuyển động quay qua các bánh răng 5,6,7 đến trục II của ụ động. Vận tốc quay của trục II cũng tương tự như trục I. Do ụ di động có dịch chuyển nên liên hệ giữa các trục I và II được thực hiện nhờ có khớp cầu của các tay đòn 8 và 9. Dịch chuyển ngang của trục di động được thực từ cam 15, Cam nhận được chuyển động quay bắt đầu từ trực II qua bánh răng thay thế a1-b1, qua trục vít bánh vít 10-11 đến cam. Cứ sau một vòng quay của cam 15 thì ren trên bề mặt chi tiết gia công được hình thành xong, sau đó máy dừng lại ngắt ly hợp vấu 12. Tùy theo thời gian gia công mà điều chỉnh tốc độ quay của cam 15 bằng các bánh răng thay thế a1-b1 . Trước khi cán cần điều chỉnh sao cho các điều chỉnh của con lăn cán dịch chuyển tương đối với nhau trên 1/2 bước được điều chỉnh bằng cách : Ngắt ly hợp 13 sau đó quay 1 trong 2 trục chính I và II để các bước ren trên 2 con lăn lệch nhau 1/2 bước, trên ly hợp này có 100 răng. Nghĩa là khi quay đi 1 răng các đỉnh ren mới dicjk chuyển 1% bước ren. Máy tiện ren chính xác Trong sản xuất dụng cụ, khi chế tạo các dụng cụ cắt ren người ta dùng các máy tiện ren chính xác. Các máy này có trục vít me có đọ chính xác cao và có cơ cấu hiệu chỉnh. Cơ cấu hiệu chỉnh bước ren chính xác. Dùng để khử khe hở giữa đai ốc và vít me nhằm tăng độ chính xác các bước ren được cắt. Ví dụ : Sai số tích lũy về bước ren ở những máy có cơ cấu hiệu chỉnh chỉ là 0,003 mm trên chiều dài phần ren là 50 mm và 0,005 mm trên chiều dài là 300 mm ; Trong khi đó cùng các máy như vậy không có cấu hiệu chỉnh thì các sai số bước ren tăng gấp 4 5 lần. Các phương pháp hiệu chỉnh bước vít me : Phương pháp quay đai ốc. Hình 6.5. Sơ đồ hiệu chỉnh quay đai ốc 1- Thước hiệu chỉnh ; 2- Đai ốc ; 3- Vít me máy Trên bàn máy ta đặt thước nghiêng 1 góc so với đồng tâm của máy. Khi bàn máy di chuyển một lượng S thì thước 1 di chuyển theo và đẩy di chuyển 1 di chuyển 1 lượng h1. (6.1) Con trượt 2 sẽ tác động qua dưỡng chép hình 3 làm di chuyển tay kéo 4 một lượng : (6.2) Thông qua hệ thống tay kéo 4 làm cho đai ốc quay một góc với : (6.3) Từ đó ta có : Như vậy lượng di chuyển dọc bổ sung cho bàn máy sau một vòng quay của trục chính sẽ là : (6.4) tvm : bước của vít me; còn , , r thể hiện trên Hình 6.5 Phương pháp trục vít me dịch chuyển dọc trục bổ sung. Hình 6.6. Sơ đồ hiệu chỉnh vít me dọc. Thước hiệu chỉnh 1 đặt trên bàn máy nghiêng một góc . Khi bàn máy cùng với thước 1, sau 1 vòng quay của trục chính, di chuyển một lượng S dọc thì thước thông qua cơ cấu bánh răng – thanh răng 6 quay ống 5. Ống ren bên ngoài có ren bước tống còn bên trong là lỗ rỗng để đầu trục vít quay tự do. Ống 5 khi quay sẽ có chuyển động dọc và truyền cho trục vít me, làm cho trục vít me có chuyển động dọc bổ sung thêm 1 lượng . Số vòng quay của bánh răng (trong bộ truyền thanh răng 6) sau 1 vòng quay của trục chính sẽ là : ; m , z : mô đun và số răng bánh răng (thanh răng 6) Vậy chuyển động dọc bổ sung của bàn máy cùng trục vít me sau 1 vòng quay của trục chính là : (6.5) Phương pháp dùng cơ cấu vi sai quay bổ sung thêm cho trục vít me. Hình 6.7. Sơ đồ hiệu chỉnh cơ cấu vi sai quay thêm cho vít me. Tương tự như trên khi bàn máy cùng với thước hiệu chỉnh 1 di chuyển dọc một lượng S dọc, sau một vòng quay của trục chính thì thanh răng 3 di chuyển 1 lượng S2 ngang. (6.6) Khi đó bánh răng 2 gắn với bánh răng côn của cơ cấu vi sai sẽ quay đi một vòng. (6.7) Khi coi và ta có : trục vít me sẽ quay bổ sung thêm một lượng là : (6.8) Di chuyển dọc bổ sung của bàn máy sau 1 vòng quay của trục chính là : (6.8)  : Góc hiệu chỉnh Điều chỉnh máy tiện ren chính xác 1622. Hình 6.8. Sơ đồ động máy 1622 Máy tiện ren chính xác dùng để gia công lần cuối các trục ren vít có cấp chính xác cao. Chiều dài lớn nhất của trục vít ren ngoài là 2500 mm Đường kính trục vít gia công : Nhỏ nhất : 20 mm Lớn nhất : 85 mm Trên máy có cơ cấu hiệu chỉnh bố trí ở mặt phía sau băng máy. Hộp tốc độ có 6 cấp. Đảo chiều quay của trục chính bằng đổi chiều quay của trục động cơ. Chuyển động từ động cơ 18 có hai cấp tốc độ, qua hộp tốc độ , qua hai bộ truyền đai 14-15 và 16-17 đến trục chính. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi sự ăn khớp của các khối bánh răng di trượt 2 và 3 bậc trong hộp tốc độ. Di chuyển dọc của bàn dao được bắt đầu từ trục chính, qua trục bánh răng thay thế rồi đến trục vít me tvm=12 mm. (6.9) t : là bước ren được cắt. Sai số hoặc bước ren được cắt trên máy sẽ được điều chỉnh nhờ cơ cấu thước hiệu chỉnh, việc hiệu chỉnh bước ren được cắt sẽ xảy ra theo hai trường hợp : Trường hợp 1 : Giả thiết rằng cần cắt một trục vít me có bước danh nghĩa là t0 sau khi đem nhiệt luyện vít me, bước của nó sai lệch đi so với kích thước danh nghĩa một lượng là . Như vậy để bù vào sự sai lệch đó bước ren được cắt thực tế trên máy sẽ là : tc = t0 + . Điều chỉnh máy để cắt t0 sẽ do các bánh răng (a, b, c, d) đảm nhiệm, còn hiệu chỉnh lượng thì do cơ cấu thước hiệu chỉnh đảm nhiệm (Hình 6.7). Ở phương pháp này có cơ cấu hiệu chỉnh dùng phương pháp quay đai ốc. Khi bàn cùng thước 1 di chuyển một bước cắt tc (bước cắt ren) thì đai ốc 2 quay một góc (trên hình không vẽ) với :  ; R : Bán kính phần trong quay. (6.9) Đai ốc 2 quay 1 vòng thì bàn di chuyển một lượng bằng bước vít me (tvm) của máy, đai ốc 2 quay vòng thì : (6.10) Vậy phương trình tính toán của xích động học để di chuyển bàn dao có dạng : 1 (vòng) Trục chính == tc Giải và biến đổi phương trình trên ta có : = tc ; Đặt (6.11) Trường hợp 2 : Muốn hiệu chỉnh để bù trừ sai số của dao, sai số bước vít me của máy gây ra người ta thường dùng thước hiệu chỉnh khác. Thước này có biên dạng được xác định tương ứng với đại lượng sai số của bước trục vít me trên máy. Máy mài ren Mài ren thường được sử dụng trong chế tạo dụng cụ cắt hoặc trong một số mối liên kết bằng ren đòi hỏi độ chính xác cao. Người ta thường dùng máy mài ren để mài ren ngoài, ren trong hình trụ (cả hình côn) ; ren một đầu mối và ren nhiều đầu mối. Các sơ đồ mài ren Hình 6.9. Các sơ đồ mài ren Máy mài ren 5822 Hình 6. Sơ đồ động máy mài ren 5822 Trên thân máy 1 sống dẫn hướng 2 di chuyển. Bên trái bàn máy là ụ trước 3 với truyền dẫn chuyển động quay cho phôi. Bên phải là ụ sau 4. Ụ mài 5 cũng được lắp trên thân máy với truyền dẫn độc lập. Bảng 6.1. Thông số bộ truyền trên sơ đồ máy mài ren 5822 Số thứ tự 10 11 12 13 14 15 20 21 22 23 24 26 27 31 32 Số răng 2 38 96 24 60 60 28 42 20 20 35 26 26 2 36 Số thứ tự 6 7 8 9 Số thứ tự 25 33 F Bánh đai 94 153 78 172 Bước vít 16’’ 3.35 1. Xích chuyển động chính. Từ trục động cơ 34 bộ truyền đai 6-7 trong 307 (thay thế bánh đai) trục đá. 2. Xích chạy dao vòng (quay phôi) Bắt đầu từ động cơ 35 qua bộ truyền đai 8-9 trục vít bánh vít 10-11 trục phôi.  : hệ số trượt ; d8 và d9 : thay thế được 3. Xích di chuyển dọc bàn dao máy Từ bánh răng 12-13, a-b-c-d đến vít me 25 có bước tvm : (6.12) Máy 5822 cón có cơ cấu riêng dùng để mài hớt lưng các răng dụng cụ cắt, với bánh răng thẳng hoặc răng nghiêng. Khi mài hớt lưng dụng cụ rãnh răng thẳng chỉ cần điều chỉnh trạc hớt lưng e-k còn khi hớt lưng dụng cụ có rãnh răng nghiêng thì phải điều chỉnh trạc vi sai m-n , p-q và cả trạc hớt lưng e-k 4. Xích di chuyển ụ mài Khi mài hớt lưng : Bắt đầu từ trục chính qua trục vít bánh vít 11-10-20-21 đến cơ cấu vi sai e-f-k bánh răng 22-23 ; 24-25 ; 27-26 cam hớt lưng. Vậy công thức điều chỉnh mài hớt lưng :   (6.13) Z : số rãnh trên dụng cụ Xích quay bổ sung khi mài hớt lưng dụng cụ có rãnh răng là đường xoắn : Từ trục chính m-n , p-q trục vít bánh vít 31-32 rồi qua chạc điều chỉnh vi sai (ivs) sau đó đi tiếp đến cam hớt lưng : (6.14) Dtbình : đường kính trung bình dụng cụ hớt lưng  : góc nghiêng của rãnh t : bước ren cần mài Trên máy còn có cơ cấu hiệu chỉnh để bù sai số bước của trục vít me tvm : Cơ cấu này gồm có thước hiệu chỉnh quay 16, gắn với con lăn 17, đòn bẩy 18 và đai ốc 19 của trục vít me. THẢO LUẬN 1. Buổi 1 1, Các phương pháp tạo hình bề mặt gia công( Phương pháp chép hình; Bao hình ; Quỹ tích; Tiếp xúc). 2, Sơ đồ cấu trúc động học máy công cụ. 3, Các vấn đề cơ bản của truyền dẫn chuyển động trong máy công cụ. 4, Điều chỉnh động học máy 16K20 2. Buổi 2 1, Điều chỉnh động học máy 2A135 2, Điều chỉnh động học máy 6M82. 3, Điều chỉnh động học đầu phân độ yдг135 4, Điều chỉnh động học máy 262г 3. Buổi 3 1, Điều chỉnh động học máy 5K32. 2, Điều chỉnh động học máy 5140. 3, Điều chỉnh động học máy 5п84 4. Buổi 4 1, Điều chỉnh động học máy 5A26 2, Điều chỉnh động học máy 525 3, Điều chỉnh động học máy 1811 NGÂN HÀNG CÂU HỎI, BÀI TẬP Công dụng và phân loại máy công cụ (cho ví dụ). Các hệ thống ký hiệu máy công cụ (cho ví dụ). Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng máy công cụ (Phân tích chỉ tiêu an toàn, năng suất, độ chính xác). Các phương pháp tạo hình bề mặt gia công trên máy công cụ . Phân loại chuyển động trong máy công cụ. Truyền dẫn động học của máy công cụ (Định nghĩa về truyền dẫn; Các thành phần truyền dẫn và ký hiệu ) Liên kết động học của máy công cụ(Liên kết trong ;Liên kết ngoài ;Nhóm động học.) Cấu trúc động học máy công cụ (Phân loại; Các phương pháp nối động ; Điều chỉnh không vi sai ) Điều chỉnh động học máy (cho ví dụ). Máy tiện ren vít vạn năng (Kí hiệu, công dụng , tạo hình bề mặt trụ trơn và các thành phần chuyển động trên máy, Sơ đồ cấu trúc động học của máy tiện ren vít vạn năng, điều chỉnh động họcxích chạy dao tiện trụ trơn của máy). Máy tiện ren vít vạn năng (Kí hiệu, công dụng , tạo hình bề mặt ren và các thành phần chuyển động trên máy, Sơ đồ cấu trúc động học của máy tiện ren vít vạn năng, điều chỉnh động học xích cắt ren của máy). Máy tiện ren vít vạn năng (Kí hiệu, công dụng , sơ đồ cấu trúc động học của máy tiện ren vít vạn năng, trình bày các phương pháp cắt ren nhiều đầu mối trên máy). Máy tiện ren vít vạn năng (Kí hiệu, công dụng , sơ đồ cấu trúc động học của máy tiện ren vít vạn năng, trình bày các phương pháp tiện các bề mặt côn trên máy). Máy tiện ren vít vạn năng (Kí hiệu, công dụng , sơ đồ cấu trúc động học của máy tiện ren vít vạn năng, trình bày các phương pháp cắt ren chính xác, cắt ren ngoài bảng trên máy). Máy khoan (Kí hiệu, công dụng , phân loại máy khoan, tạo hình bề mặt gia công, các thành phần chuyển động trên máy khoan đứng, Sơ đồ cấu trúc động học của máy khoan đứng vạn năng, điều chỉnh động học máy, phương pháp gia công ren trên máy khoan) Máy phay (Kí hiệu, công dụng , phân loại máy phay, tạo hình bề mặt gia công, các thành phần chuyển động trên máy phay ngang vạn năng, sơ đồ cấu trúc động học của máy phay ngang vạn năng, điều chỉnh động học máy). Đầu phân độ vạn năng( Kí hiệu, công dụng , phân loại, trình bày tính toán, điều chỉnh động học đầu phân độ khi phân độ đơn giản để phay bánh răng trụ răng thẳng, cho ví dụ) Đầu phân độ vạn năng( Kí hiệu, công dụng , phân loại, trình bày tính toán, điều chỉnh động học đầu phân độ khi phân độ vi sai để phay bánh răng trụ răng thẳng, cho ví dụ). Đầu phân độ vạn năng( Kí hiệu, công dụng , phân loại, trình bày tính toán, điều chỉnh động học đầu phân độ khi phân độ phay rãnh xoắn để phay bánh răng trụ răng nghiêng hoặc rãnh xoắn, cho ví dụ). Máy doa (Công dụng và phân loại ;Máy doa ngang vạn năng 262G) Máy mài (Công dụng và phân loại ; các sơ đồ mài tròn ngoài ; Máy mài tron trong; mài không tâm) Sơ đồ truyền dẫn Máy mài 3180 Các phương pháp gia công bánh răng trụ ( Phương pháp chép hình; Phương pháp bao hình ). Máy xọc răng bao hình. ( Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng. Sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy. Điều chỉnh động học máy 5140.Các cơ cấu đặc biệt của máy xọc răng) Máy phay lăn răng (Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng. Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy. Điều chỉnh động học máy 5K32.) Máy vê đầu răng (Công dụng và các sơ đồ gia công) Máy cà răng ( Công dụng và các chuyển động. Máy cà răng 5702) Máy mài răng (Công dụng và nguyên lí mài răng. Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy. Điều chỉnh động học máy mài răng 5P84) Các máy gia công bánh răng khác(Máy phay then hoa .Máy gia công thanh răng. Máy cán răng. Máy tiện răng . Máy cắt răng bằng dao phay răng lược.) Nguyên lý tạo hình bánh răng côn theo phương pháp bao hình. Máy gia công bánh răng côn răng thẳng ( Các sơ đồ gia công. Sơ đồ cấu trúc động học máy 5A26. Điều chỉnh động học máy 5A26) Máy gia công bánh răng côn cong(Các dạng bánh răng côn cong . Bánh răng côn dạng răng cung tròn và nguyên lí tạo hình trên máy. Sơ đồ cấu trúc động học máy 525. Máy gia công bánh răng côn dạng cung tròn 525). Các máy gia công bánh răng côn khác (Máy phay răng côn chép hình . Máy chuốt răng côn răng thẳng. Máy mài răng côn ) Công dụng và Các sơ đồ hớt lưng răng dao. Máy tiện hớt lưng vạn năng ( Công dụng. Sơ đồ cấu trúc động học máy.Điều chỉnh động học máy 1811). Các phương pháp gia công ren. Máy phay ren (Các phương pháp phay ren . Máy phay ren 561). Máy cán ren ( Các phương pháp cán ren . Máy cán ren hướng kính 5933). Máy tiện ren chính xác ( Cơ cấu hiệu chỉnh bước ren chính xác . Điều chỉnh máy tiện ren chính xác. ) Máy mài ren ( Các sơ đồ mài ren . Máy mài ren 5822). TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Anh Tuấn- Phạm Đắp, Thiết kế máy công cụ , NXB KHKT -1983 [2]. Bộ môn máy và Tự động hoá, Bộ giáo trình máy cắt kim loại - Thái nguyên 1996. [3]. PGS TS Phạm Văn Hùng – PGS TS Nguyễn Phương, Cơ sở máy công cụ , Nhà xuất bản Khoa học & Kỹ thuậtT - 2007 [4]. P H Joshi, Machine Tools handbook- Design and operation, Mc- Graw- Hill –2007. [5]. Manufacturing Engineering Handbook, Macmillan/ Mc- Graw- Hill, 2002 [6] MACHINING AND METALWORKING HANDBOOK, MACMILLAN/ MC- GRAW- HILL, 2002 .