Giáo trình Máy cắt kim loại - Nghề: Cắt gọt kim loại

lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Hiện nay, nhu cầu giáo trình dạy nghề để phục vụ cho các trường Trung học chuyện nghiệp và Dạy nghề trên phạm vi toàn quốc ngày một tăng, đặc biệt những giáo trình đảm bảo tính khoa học, hệ thống, ổn định và phù hợp với điều kiện thực tế công tác dạy nghề ở nước ta. Trước nhu cầu đó Khoa Cơ Khí Trường Cao Đẳng Nghề Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu biên soạn quốn giáo trình trên cơ sở tập hợp và chọn lọc từ các giáo trình tiên tiến đang được giảng dạy ở một số trường có bề dày truyền thống thuộc các ngành nghề khác nhau để xuất bản. Giáo trình “Máy cắt kim loại” được biên soạn với nội dung ngắn gọn, dễ hiểu nhằm cung cấp cho các học sinh với các kiến thức cơ bản về vẽ Autocad. Trong quá trình biên soạn giáo trình mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh được những hạn chế nhất định. Chúng tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến xây dựng của các bạn đọc và các nhà chuyên môn cho quốn giáo trình này ngày càng hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 26 tháng 08 năm 2015 Tham gia biên soạn 1. Lê Tiến Thành - Chủ biên BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY CẮT KIM LOẠI Khái niệm về máy Máy là tất cả những khí cụ hoạt động theo nguyên tắc cơ học dùng làm thay đổi một cách có ý thức về hình dáng hoặc vị trí của vật thể. Cấu trúc, hình dáng và kích thước của máy rất khác nhau. Tuỳ theo đặc điểm sử dụng của nó, ta có thể phân thành hai nhóm lớn: Máy dùng để biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác để sử dụng thích hợp hơn được gọi là máy biến đổi năng lượng. Máy dùng để thực hiện một công việc nhất định gọi là máy công cụ. Như vậy, máy công cụ là loại máy dùng để thay đổi hình dáng và kích thước của các vật thể cho phù hợp với nhu cầu sử dụng. Theo tiêu chuẩn Việt Nam máy công cụ bao gồm 5 loại: Máy cắt kim loại Máy gia công gỗ Máy gia công áp lực Máy hàn Máy đúc Những máy công cụ dùng để biến đổi hình dáng của các vật thể kim loại bằng cách lấy đi một phần thể tích trên vật thể ấy vớí các dụng cụ và chuyển động khác nhau, được gọi là máy cắt kim loại. Vật thể cần làm biến đổi hình dáng gọi là phôi hay chi tiết gia công . Phần thể tích lấy đi của vật thể gọi là phoi, dụng cụ dùng để lấy phoi ra khỏi chi tiết gia công gọi là dao cắt. Toàn bộ quá trình làm thay đổi hình dáng của vật thể bằng phương pháp cắt như trên gọi là quá trình gia công cắt. Những máy công cụ thực hiện quá trình gia công cắt gọt gọi là máy cắt kim loại. Ngoài phương pháp gia công cắt , người ta còn dùng nhiều phương pháp gia công khác như là gia công cán nguội, cán nóng, rèn, dập, hàn, điện hoáThực hiện các phương pháp gia công này ta có các loại máy tương ứng . Vài nét lịch sử về sự phát triển của máy công cụ Từ xưa, con người đã biết dùng những khí cụ bằng tay và dùng sức của đôi tay để tạo nên những vật dùng bằng đất sét, gỗ, xương, đá và sau đó bằng nhiều thứ kim loại. Yêu cầu về văn hoá của con người đòi hỏi phải nâng cao sản xuất và như thế, bắt buộc con người phải nghĩ ra các cơ cấu có thể làm giảm nhẹ sức lao động của mình. Khái niệm về máy đã phát sinh và thu hút mạnh mẽ sự chú ý của con người. Sự chế tạo, sau đó là sự sản xuất với quy mô lớn những vật dùng cho con người đòi hỏi nhiều cơ cấu khác nhau. Việc sản xuất ra các cơ cấu máy đã trải qua một thời gian khá dài và cho đên ngày nay đã hình thành ngành công nghiệp chế tạo máy. Xu hướng phát triển của ngành chế tạo máy Ngày nay, ngành chế tạo máy đang bước thời kỳ phát triển chưa từng có. Nhu cầu về máy cắt kim loại vẫn tiếp tục tăng, nhằm đáp ứng quá trình công nghiệp hóa của các nước. Tuy nhiên, sản lượng máy cắt kim loại có khả năng giảm xuống, vì chất dẻo sẽ thay thế dần kim loại. Để thoả mãn yêu cầu của nền sản xuất hiện đại, máy cắt kim loại cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau: Có năng suất cao, đảm bảo độ chính xác và độ bóng bề mặt của chi tiết gia công. Có trình độ tự động cao, sử dụng đơn giản và dễ dàng. Kích thước nhỏ gọn, tổn phí vật liệu trên một đơn vị công suât thấp. Đảm bảo tính linh hoạt về công nghệ và về kết cấu. Việc thực hiện các yêu cầu trên là một nhiệm vụ phức tạp, phải dùng các biện pháp tổng hợp và sử dụng những thành tựu mới của nhiều lĩnh vực như: dầu ép, khí ép, điện tử, vi mạch, Tuỳ trình độ phát triển và hoàn cảnh mỗi nước, phương hướng để giải quyết các yêu cầu nói trên có khác nhau, nhưng về cơ bản, phương hướng chính yếu để phát triển máy cắt kim loại bao gồm các mặt sau đây: Nâng cao vận tốc cắt Nâng cao độ chính xác Xây dựng các môdun máy Hình thành hệ thống gia công linh hoạt Tự động hóa và hiện đại hóa Phân loại máy cắt kim loại Máy cắt kim loại được phân loại theo các phương pháp sau: Theo phương pháp cắt Máy tiện, phay, bào, xọc, khoan, mài, máy gia công bánh răng Theo trình độ vạn năng Máy vạn năng: là loại máy có thể thực hiện nhiều nguyên công khác nhau của nhiều loại chi tiết khác nhau. Vì thế loại máy này thích hợp trong sản xuất đơn chiếc, sản xuất hàng loạtnhỏ. Máy chuyên môn hóa: dùng để gia công một loại hay một vài loại chi tiết có hình dạng tương tự, nhưng kích thước khác nhau như trục nhiều bậc, vòng ổ bi, ống bạcchủ yếu được dùng trong sản xuất hàng loạt. Máy chuyên dùng: Dùng để gia công các kích thước cùng loại với số lượng lớn như máy để sản xuất bu lông, máy tiện trục khuỷu, v. v Loại máy này chủ yếu dùng trong sản xuất hàng khối, hay sản xuất hàng loạt lớn. Ngoài ra người ta còn phân loại máy cắt kim loại theo độ chính xác như máy có độ chính xác cao: máy doa máy có độ chính xác thường. Người ta còn có thể phân loại theo trọng lượng của máy hay mức độ tự động hoá của máy. Như máy hạng vừa thì nặng dưới 10 tấn, máy hạng nặng thì trên 10 tấn, hạng lớn từ 10 đến 30 tấn Phân loại theo mức độ tự động hoá thì có máy tự động, máy nửa tự động, máy tổ hợp. BÀI 2: ĐỘNG HỌC MÁY CẮT KIM LOẠI Trước khi bắt đầu việc nghiên cứu các tính năng và cấu tạo cụ thể của từng máy, ta cần biết một số khái niệm về động học, tức là về chuyển động, về sự hợp thành chuyển động, về mối liên hệ chuyểân động trong máy cắt kim loại. Bề mặt gia công Bề mặt hình học của những chi tiết máy rất đa dạng do đó việc chế tạo các bề mặt này trên máy cắt kim loại có nhieu phương pháp khác nhau. Để xác định các chuyển động cần thiết tạo ra các bề mặt đó ta cần nghiên cứu các dạng bề mặt thường gia công trên máy cắt kim loại. Các dạng bề mặt thường gặp là : Bề mặt tròn xoay: Các loại bề mặt tròn xoay được tạo thành do một đường sinh chuyển động tương đối với một đường chuẩn. Mặt trụ được hình thành do đường sinh là một đường thẳng quay xung quanh đường chuẩn là vòng tròn . Nếu đường sinh không song song với trục quay sẽ tạo ra mặt côn. Nếu đường sinh là đường cong hoặc đường gấp khúc, ta sẽ có mặt tròn xoay. Mặt phẳng : Các dạng mặt phẳng được tạo thành bởi đường sinh là đường thẳng, đường cong, hoặc đường gấp khúc di động trên đường chuẩn là đường thẳng. Bề mặt đặc biệt : Gồm có các mặt trụ, mặt nón không tròn xoay và mặt cam. Ngoài ra còn có các mặt dạng thân khai , asimet, cánh tua bin, mái chèo v.v Tóm lại: từ các dạng hình học của các bề mặt nói trên, ta có thể tạo chúng bởi hai đường sinh sau đây: Đường sinh do các chuyển động đơn giản : thẳng và quay tròn đều của máy tạo nên như đường thẳng , đường tròn hay cung tròn, đường thân khai hay đường xoắn ốc Đường do các chuyển động thẳng và quay tròn không đều của máy tạo nên như đường parabôl, hyperbôl, elíp, xoắn lôgagit Những đường sinh nói trên chuyển động tương đối với một đường chuẩn sẽ tạo ra cacù bề mặt của các chi tiết gia công. Do đó một máy cắt kim loại muốn tạo ra được bề mặt gia công phải truyền cho cơ cấu chấp hành (dao, phôi) các chuyển động tương đối để tạo ra các đường sinh và đường chuẩn. Những chuyển động cần thiết để tạo nên đường sinh và đường chuẩn gọi là chuyển động tạo hình của máy cắt kim loại. Chuyển động tạo hình Chuyển động tạo hình gồm các chuyển động tương đối giữa dao và phôi để tạo thành bề mặt gia công . Chuyển động tạo hình gồm có chuyển động vòng và chuyển động thẳng. Vận tốc của những chuyển động này quan hệ với nhau theo một tỉ lệ nhất định. Trong chuyển động tạo hình có thể bao gồm nhiều chuyển động, mà vận tốc của chuyển động này phụ thuộc vào vận tốc của những chuyển động kia . Các chuyển động như thế gọi là chuyển động thành phần. Do đó một chuyển động tạo hình gồm một hay nhiều chuyển động thành phần. Ví dụ : Chuyển động tạo hình để tạo nên mặt trụ của hai chi tiết gia công gồm cò hai chuyển động thành phần I và II Chuyển động tạo hình có hai loại : đơn giản và phức tạp Chuyển động tạo hình đơn giản: Chuyển động do một chuyển động thành phần thực hiện (gồm chuyển động thẳng hay vòng) Chuyển động tạo hình phức tạp: Chuyển động do nhiều chuyển động thành phần tạo thành. Ví dụ như chuyển động tạo hình đường xoắn ốc, phôi quay một vòng thì yêu cầu dao phải tịnh tiến một bước ren t. Chuyển động tạo hình mặt côn có chuyển động tịnh tiến song song với đường sinh của mặt côn là chuyển động được phối hợp giữa hai chuyển động thẳng I và II. Chuyển động tạo hình có khi còn gồm 3 chuyển động tạo nên, nhưng trên máy cắt kim loại không dùng số chuyển động thành phần lớn hơn 4 vì cơ cấu máy sẽ rất phức tạp. Chuyển động tạo hình là chuyển động quan trọng nhất trong máy cắt kim loại nên cần phải phân tích, bố trí chuyển động này đến các cơ cấu chấp hành (phôi, dao) cho thích hợp, mới đảm bảo cho máy làm việc chình xác, năng suất cao và kết cấu đơn giản. Phương pháp tạo hình Để hình thành các dạng bề mặt của các chi tiết bằng kim loại, người ta dùng rất nhiều phương pháp để chế tạo như : đúc, cán, ép, cắt gọt.. Máy cắt kim loại tạo hình các chi tiết gia công bằng cách cắt phoi với các phương pháp sau đây : Phương pháp chép hình (hay phương pháp định hình) Chép hình là phương pháp tạo hình bằng cách để cạnh của lưỡi dao cắt trùng với đường sinh của bề mặt gia công (hình a). Ở đây lưỡi dao cắt mới hình thành một đường sinh . muốn hình thành bề mặt gia công ta phải cho đường sinh chuyển động theo đường chuẩn. Nếu đường chuẩn là đường thẳng ta sẽ có bề mặt gia công là mặt định hình. Máy thực hiện là máy bào hoặc máy phay chép hình. Nếu đường chuẩn là đường tròn, ta sẽ có mặt tròn xoay định hình. Máy thực hiện là máy tiện chép hình. Nếu đường chuẩn là đường cong , bề mặt gia công sẽ có dạng cam. Các đường chuẩn này có thể tạo thành bằng mẫu chép hình, bằng cam, hoặc điều chỉnh và phối hợp các xích truyền động của máy. Phương pháp theo vết Phương pháp theo vết (còn gọi là phương pháp quĩ tích) là phương pháp hình bề mặt gia công do tổng cộng các vết chuyển động của lưỡi dao tạo nên (hình b). Nói một cách khác: quĩ tích các vết chuyển động của dao cắt là đường sinh của bề mặt gia công . Phương pháp bao hình Phương pháp bao hình là phương pháp tạo hình do lưỡi dao chuyển động tạo thành nhiều bề mặt phụ, tiếp tuyến liên tục với bề mặt gia công. Quĩ tích của những điểm tiếp tuyến này chính là đường sinh của bề mặt gia công (hay còn gọi là hình bao của lưỡi cắt). Hình (c) giới thiệu phương pháp bao hình trên máy xọc răng. Ơû đây, dạng thân khai của răng chính là hình bao của các mặt cắt do các lưỡi cắt hình thành ở các điểm 1, 2, 3, Trên máy cắt kim loại, mỗi máy không chỉ thực hiện một chuyển động tạo hình mà thường dùng các phương pháp phối hợp với nhau, như trên máy tiện có thể dùng phương pháp chép hình và phương pháp theo vết. Hình dáng của bề mặt gia công không những bị ảnh hưởng của hình dáng đường sinh và phương pháp tạo hình, mà còn phụ thuộc vào vị trí tương đối của đường sinh với đường chuẩn.Ví dụ nếu thay đổi vị trí ban đầu của đường sinh so với đường chuẩn, ta có mặt trụ, nếu đường sinh song song với trục xoay, sẽ có mặt côn , nếu đường sinh cắt trục xoay và hình hyperbôl (hình yên ngựa) nếu đường sinh chéo nhau với trục xoay. Tổ hợp chuyển động Muốn tạo thành những chuyển động tạo hình trên máy, tức là xác định chuyển động tương đối giữa dao và phôi, ta cần biết các mối liên hệ và chuyển động và sự tổ hợp các chuyển động giữa những khâu chấp hành với nguồn truyền động và giữa những khâu chấp hành với nhau. Mối liên hệ về sự chuyển động và tổ hợp các chuyển động được biểu thị bằng một loại sơ đồ gọi là sơ đồ kết cấu động học. Sơ đồ kết cấu động học là loại sơ đồ qui ước , biểu thị vắn tắt các kết cấu cơ bản thực hiện chuyển động , biểu thị những mối liên hệ về chuyển động và tổ hợp các chuyển động của máy . i v i v i s V S Bàn dao Phôi Sơ đồ kết cấu động học của máy tiện t x ĐC Trục chính Ví dụ : biểu thị các kết cấu cơ bản thực hiện chuyển động, mối liên hệ và sự tổ hợp thực hiện chuyển động của máy tiện người ta dùng sơ đồ kết cấu động học như sau: Ở đây nguồn truyền động là động cơ, cơ cấu chấp hành là trục chính, bàn dao. Chuỗi nối liền nguồn chuyển động với các cơ cấu chấp hành hay nối liền giữa các cơ cấu chấp hành với nhau gọi là xích truyền động . Trong xích truyền động có các cơ cấu điều chỉnh hay các cơ cấu chấp hành gọi là các khâu của xích truyền động. nhiều xích truyền động hợp lại tạo thành thành sơ đồ kết cấu động học của máy. Sau đây ta lần lượt nghiên cứu một số sơ kết cấu động học để tạo nên các xích truyền động của máy cắt kim loại. Xích chuyển động tạo hình Tuỳ theo tính chất của xích chuyển động tạo hình, các xích truyền động để thực hiện chuyển động tạo hình có thể là đơn giản hoặc phức tạp. Ta có 3 loại sơ đồ kết cấu động học cơ bản thực hiện chuyển động tạo hình sau: Xích tạo hình đơn giản Sơ đồ kết cấu động học thực hiện chuyển động tạo hình đơn giản bao gồm các xích truyền động thực hiện các xích truyền động thực hiện các chuyển động thành phần độc lập nhau như ở các máy phay, khoan, mài Người ta có thể dùng riêng từng động cơ cho từng xích truyền động Ví dụ như sơ đồ kết cấu động học của máy phay. Xích truyền động thực hiện chuyển động chính, xích truyền động thực hiện lệnh chạy dao do hai động cơ riêng biệt đảm nhiệm. Kết cấu của máy vì thế cũng sẽ được đơn giản. Các chuyển động thành phần v và s đều độc lập với nhau và tạo nên chuyển động tạo hình đơn giản. Xích tạo hình phức tạp Gồm hai tổ hợp hoặc một số chuyển động thành phần với nhiếu xích truyển động và nhiều khâu trung gian. Ví dụ : hình trên là sơ đồ kết cấu động học thực hiện chuyển độn tạo hình phức tạp của máy tiện ren vít. Ở đây cần có các khâu trung gian để đảm bảo sự phối hợp chuyển động giữa dao và phôi từ một nguồn truyền động . Những khâu trung gian này phải đảm bảo: một vòng chuyển động của phôi dao phải tịnh tiến một bước ren t. Khâu trung gian là những bánh răng điều chỉnh tạo thành chạc điều chỉnh is, chuyển động tạo hình phức tạp là QT. Ở nhiều loại máy như máy xọc răng, chuyển động tạo hình do nhiều chuyển động phức tạp tạo thành. Khi đó số khâu chấp hành thường ít hơn khâu chuyển động thành phần hình thành chuyển động tạo hình phức tạp. Xích tạo hình hỗn hợp: Xích tạo hình hỗn hợp bao gồm xích tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp. Hình bên là sơ đồ kết cấu động học của máy phay ren vít, đặc trưng cho loại xích này. Trong hai chuyển động tạo hình có một phức tạp là chuyển động Q1 và T, và một chuyển động đơn giản là Q2. Những chuyển động tạo hình này được thực hiện do 3 chuyển động thành phần: Q1 và T do động cơ I và Q2 do động cơ II thực hiện độc lập với hai chuyển động trên. Xích phân độ Trong máy cắt kim loại , ngoài các xích thực hiện chuyển động tạo hình, còn có xích phân độ . Nó không phải thực hiện chuyển động tạo hình, nhưng cần thiết để hình thành các bề mặt giống nhau, phân bố đều nhau trên bề mặt của chi tiết gia công . Thí dụ khi gia công xong một răng của bánh răng , chi tiết gia công cần quay một góc để gia công răng kế tiếp. Để có thể xét đến mối liên hệ giữa chuyển động phân độ và chuyển động tạo hình, ta đề cặp một vài chuyển động phân độ đơn giản như sau: Hình bên thể hiện xích phân độ được hình thành bằng cách dùng tay để quay đĩa phân độ được thưc hiện bằng cách đóng bộ ly hợp với động cơ luôn chuyển động. Những chuyển động phân độ nói trên là những chuyển động phân độ đơn giản, ở nhiều loại máy đòi hỏi phân độ phức tạp , như lưỡi dao của dao phay lăn phân bố trên các đường xoắn ốc. Khi hớt kưng , dao này lăn, chuyển động phân độ phức tạp là chuyển độ xoắn ốc. Thông thường máy có một nhóm phân độ nhưng cũng có khi cần nhiều nhóm chuyển động phân độ. Ví dụ để hớt lưng dao phay răng nhiếu đầu mối, máy hớt lưng cần phải có hai nhóm phân độ : nhóm thứ nhất dùng để phân bố trên dao lăn (chuyển động phân độ là chuyển động xoắn) nhóm thứ hai dùng phân độ cho số đầu mối (chuyển động phân độ là chuyển động vòng hay chuyển động thẳng). Tổ hợp chuyển động phân độ và chuyển động tạo hình có rất nhiều phương án phụ thuộc vào đặc tính của chuyển động trong từng máy. Ta xét sự tổ hợp đơn giản nhất khi cắt ren nhiều đầu mối sau đây: Nếu k là số mối ren định cắt , sau khi cắt xong một bước ren , ta mở ly hợp L để phôi tiếp tục quay một góc ( lúc này dao đứng yên). Sau khi phôi đã quay một góc , ta đóng bộ ly hợp L lại và tiếp tục cắt ren thứ hai. Trên thực tế ở các máy tiện ren vít, người ta không dùng bộ ly hợp L. Khi muốn cắt ren thứ hai , ta ngừng hẳn máy lại và lấy tay quay bánh răng lắp trên trục chính một góc và tiếp tục cắt ren thứ hai (nếu như máy không có bộ phận cắt ren nhiều đầu mối riêng ). Hình bên trình bày sự tổ hợp chuyển động phân độ và chuyển động tạo hình của máy phay bành răng thẳng bằng dao định hình. Ở đây trục chính mang phôi là khâu chấp hành thực hiện chuyển động vòng phân độ Q1. Trong nhóm phân độ có xích phân độ nối liền đĩa chia độ với trục chính mang phôi . Toàn bộ nhóm phân độ do động cơ I quay. Các chuyển động chạy dao và mang dao do các động cơ khác thực hiện. Xích vi sai Để hình thành một số bề mặt gia công, trên một số máy cắt kim loại cần loại xích truyền động tổng hợp để bù trừ một số chuyển động truyền đến khâu chấp hành. Loại cơ cấu tổng hợp chuyển động thường dùng nhất là cơ cấu vi sai và xích truyền động thực hiện tổng hợp chuyển động gọi là xích vi sai. Thông thường , chuyển động vi sai được dùng trong trường hợp cần truyền đến khâu chấp hành một chuyển động phụ có chu kỳ (thêm hay bớt), khi không cần ngừng chuyển động của các khâu chấp hành. Có khi người ta dùng xích vi sai để thực hiện một chuyển động không đều . Ở đây , trục cam nhận hai nguồn truyền động từ cơ cấu điều chỉnh ix và iy. Cơ cấu vi sai VS thực hiện tổng hợp hai chuyển động này thành một chuyển động đã được bù trừ chuyển đến cam. Điều chỉnh chuyển động Khi chuyển việc gia công một chi tiết này sang một chi tiết khác , các thông số trong xích truyền động sẽ thay đổi một phần, hoặc toàn bộ . Do đó trong mỗi nhóm truyền động máy cần có một cơ cấu điều chỉnh. Muốn xác định các thông số điều chỉnh , cần phải căn cứ vào xích truyền động để lập phương trình truyền động . Từ phương trình truyền động ta tìm ra quan hệ giữa các thông số của cơ cấu điều chỉnh gọi là công thức điều chỉnh. Công thức điều chỉnh này phụ thuộc vào lượng di động tính toán và các hệ số cố định của xích truyền động . Ví dụ: Điều chỉnh máy tiện ren vít theo sơ đồ kết cấu động học của máy tiện (trang 7) với các bước sau: Điều chỉnh xích vận tốc: Muốn thay đổi vận tốc vòng cho phù hợp với chi tiết gia công, ta phải tiến hành điều chỉnh xích vận tốc. Trong trường hợp này: - Khâu cuối cùng : trục động cơ điện và trục chính mang phôi. - Lượng di động tính toán : nđc(v/p) của động cơ điện thích ứng với nf (v/p) của phôi. - Phương trình chuyển động : nđc . iv = nf Ở đây : iv là tỉ số truyền của hợp tốc độ (cơ cấu điều chỉnh) - Công thức điều chỉnh: Hai lượng di động tính toán nf vàø nđc đã biết, ta xác định được thông số điều chỉnh iv . Căn cứ trên các vị trí tay gạt được chỉ dẫn ở hợp tốc độ, ta điều chỉnh iv (thực tế khi điều chỉnh, là điều chỉnh lượng di động nđc . iv đã được tính trước đó). Điều chỉnh xích cắt ren vít - Khâu cuối cùng của xích cắt ren vít: trục chính mang phôi và bàn dao. - Lượng di động tính toán : 1 vòng quay của trục chính mang phôi à 1 bước ren t mm của ren vít. - Phương trình chuyển động : 1vg.is.tx = t Ở đây : is là tỉ số truyền của cơ cấu điều chỉnh (bánh răng thay thế) tx bước ren của vít me - Công thức điều chỉnh: t và tx là những trị số đã biết, ta xác định is và điều chỉnh các bánh răng thay thế Chuyển động của máy cắt kim loại Để thực hiện nhiệm vụ gia công, máy cắt kim loại cần có những chuyển động tương đối giữa dao và phôi theo một quy luật nhất định được gọi là chuyển động tạo hình. Đứng về mặt công nghệ, chuyển động tạo hình có hai dạng cơ bản Chuyển độ`ng chính: là chuyển động tạo ra vận tốc cắt để thực hiện quá trình cắt. Chuyển động chính có thể là chuyển động vòng hay chuyển động thẳng. Kí hiệu: v Chuyển động chạy dao: là chuyển động đảm bảo qua trình cắt được thực hiện liên tục. Kí hiệu: s Vì chuyển động chính của máy cắt kim loại có thể là chuyển động vòng hay chuyển động thẳng, nên máy cắt kim loại cũng có thể phân thành hai nhóm chính: Nhóm thứ nhất gồm những máy có chuyển động chính là chuyển động vòng như máy tiện, máy revônve, máy khoan, phay, v.v Vận tốc cắt (vận tốc chuyển động chính) v = (mm/phút) Lượng chạy dao s = (mm/vòng) Ơû đây: d – đường kính của phôi hay của dao (mm) n – số vòng quay của trục chính (v/p) L – độ dài chuyển động của dao (mm) T – thời gian cần thiết để gia công chi tiết (phút) Nhóm thứ hai gồm những máy có chuyển động chính là chuyển động thẳng như máy bào, máy xọc, truốt v.v Vận tốc cắt (vận tốc chuyển động chính) vs = (m/phút) Lượng chạy dao s = (mm/htk) Ơû đây: n – số hành trình kép trên một phút (htk/p) L – độ dài chuyển động của dao (mm) B– chiều rộng của bề mặt gia công (mm) Chuyển động chính và chuyên động chạy dao được thực hiện trên một số máy cắt kim loại được trình bày ở hình dưới đây: Truyền động của máy cắt kim loại Bất kỳ chiếc máy cắt kim loại nào cũng đều có những cơ cấu nhận năng lượng từ bên ngoài truyền cho các bộ phận tương ứng, dưới dạng các chuyền động. Tập hợp các cơ cấu này gọi là hệ thống truyền động của máy. Phân loại truyền động Truyền động tập trung Là loại truyền động được thực hiện từ một trục truyền chính do một động cơ quay, và dùng đai truyền đưa truyền động đến tất cả các máy. Loại truyền động này chỉ còn ở các phân xưởng cơ khí cũ. Khuyết điểm căn bản là khi động cơ hỏng, cả phân xưởng ngừng làm việc; dùng nhiều đai truyền làm cho phân xưởng cồng kềnh, an toàn lao động kém. Truyền động phân nhóm Căn bản cũng giống như truyền động tập trung, chỉ khác là dùng nhiều trục truyền chủ động. Mỗi trục do một động cơ riêng quay và truyền chuyển động cho một nhóm máy. Truyền động riêng lẻ Mỗi máy do một động cơ riêng thực hiện truyền động. Như thế, tất cả các truyền động trên máy có thể do một hay nhiều động cơ thực hiện. Loại truyềân động này được sử dụng hầu hết trong các phân xưởng cơ khí hiện đại. Đứng về mặt điều chỉnh vận tốc của máy, truyền động có thể phân thành: Truyền động phân cấp: là truyền động chỉ thực hiện được một số cấp vận tốc trong một phạm vi nhất định. Truyền động vô cấp: là lại truyền động có thể thực hiện được vô số cấp vận tốc trong một phạm vi đã cho. Tỷ số truyền Trong hệ thống truyền động của máy cắt kim loại thường dùng nhiều cơ cấu truyền động như đai truyền, xích, bánh răng, vít vô tận, v.v Với những cơ cấâu này, các trục thực hiện những số vòng quay nhất định. Ta gọi tỷ số giữa vòng quay n2 của trục bị động và n1 của trục chủ động là tỉ số truyền. Tỉ số truyền được kí hiệu bằng chữ i, tức là: i = Ta có tỉ số truyền của từng cơ cấu đã học trong môn ‘chi tiết máy’: Tỉ số truyền của đai truyền (nếu không tính đến hiện tượng trượt) i = Ơû đây: d1 – đường kính của puli chủ động d2 – đường kính của puli bị động Tỉ số truyền của bánh răng i = Ơû đây: z1 – số răng của bánh răng chủ động z2 – số răng của bánh răng bị động Tỉ số truyền của trục vít - bánh vít i = Ơû đây: k – số đầu mối của trục vít z – số răng của bánh vít Nếu trong xích có nhiều cơ cấu thực hiện truyền động, tỉ số truyền của xích truyềân động bằng tích các tỉ số truyền của từng cơ cấu riêng biệt, tức là: i = i1.i2.i3.in Sơ đồ động Để biểu thị cách bố trí tương đối của tất cả các thành phần trong xích truyền động, biểu thị các đường truyền động từ khâu đầu tiên của xích đên tất cả các thành phần còn lại, người ta dùng một loại sơ đồ gọi là sơ đồ động. Hình dáng các chi tiết dùng trong sơ đồ động có thể vẽ dưới dạng phối cảnh, nhưng phần lớn người ta dùng các kí hiệu quy ước được trình bày trong bảng BÀI 3: MÁY TIỆN Máy tiện là loại máy cắt kim loại được dùng rộng rãi để gia công các vật thể tròn xoay, trong một số trường hợp dùng để gia công vật thể định hình. Công dụng máy tiện Máy tiện chủ yếu dùng để gia công ba nhóm chi tiết chính: Chi tiết trục: có chiều dài lớn gấp nhiều lần đường kính. Chi thết dĩa: có chiều dài nhỏ gấp nhiều lần đường kính. Chi tiết bạc Ngoài ra, máy tiện còn dùng để thực hiện nhiiều nguyên công khác. Những dạng công việc chính đực thực hiện trên máy tiện có thể tóm tắt ở hình dưới. Trên máy tiện còn lắp mũi khoan, mũi khoét, bàn ren, tarô ở ụ động để khoan, khoét, cắt ren, hay lắp con lăn ở bàn dao để cán rãnh khía. Phân loại máy tiện Về mặt công nghệ, máy tiện có thể phân thành: máy tiện vạn năng và máy tiện chuyên môn hoá Về mặt kết cấu, kết hợp với công dụng, máy tiện có thể phân thành Máy tiện vạn năng: phân thành hai nhóm Máy tiện chép hình: được trang bị các cơ cấu chép hình để gia công những chi tiết có hình dáng đặc biệt. Loại máy này thường chỉ dùng một trục trơn. Máy tiện chuyên dùng: là loại dùng để gia công một vài loại chi tiết nhất định như máy tiện ren chính xác, máy tiện hớt lưng, máy tiện trục khuỷu, máy tiện bánh xe tàu hoả v.v Máy tiện đứng: là loại máy có trục chính thẳng đứng dùng để gia công các loại chi tiết có hình dáng phức tạp và nặng. Máy tiện cụt: dùng để gia công chi tiết nặng có đường kính lớn hơn nhiều lần chiều dài. Máy tiện nhiều dao: là loại máy tiện có nhiều bàn dao chuyển động độc lập, để cùng một lúc có thể gia công chi tiết với nhiều dao. Máy tiện revôlve: dùng để gia công hàng loạt những chi tiết tròn xoay với nhiều nguyên công. Toàn bộ dao cắt cần thiết được lắp trên một bàn dao đặc biệt gọi là đầu revôlve có trục quay thẳng đứng hoặc nằm ngang. Máy tiện tự động và nửa tự động: dùng để sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. Máy tiện ren vít vạn năng Máy tiện ren vít vạn năng là loại máy thông dụng nhất trong nhóm máy tiện. Nó được các nhà máy sản xuất máy tiện trên thế giới không ngừng cho ra đời những loại máy mới với mức độ hoàn chỉnh cao. Tại Việt Nam nhà máy sản xuất máy công cụ số 1 đã sản xuất hàng loạt máy tiện ren vít vạn năng như T616, T630, và loại máy phổ biến hiện nay là T620. Máy tiện ren vít vạn năng có thể gia công rất nhiều loại chi tiết, nhưng chủ yếu là các loại chi tiết có bề mặt tròn xoay và cắt ren. Tuy máy tiện ren vít vạn năng có nhiều cỡ, nhiều loại nhưng nó có những đặc điểm cơ bản giống nhau. Do đó, ta chỉ cần đi sâu vào một vài máy để có thể hiểu được nhiều kiểu máy khác Những bộ phận cơ bản (xem hình dáng chung của máy tiện ren vít vạn năng) Máy tiện ren vít vạn năng T620 Đặc tính kỹ thuật Đường kính lớn nhất của phôi có thể gia công: Ø 400 mm Khỏang cách giữa hai mũi tâm, có 3 cỡ: 710, 1000, 1400 mm Số cấp vòng quay của trục chính: z = 23 Số vòng quay của trục chính: n = 12,5 ÷ 2000 v/p Ren cắt được: Ren quốc tế: 1÷ 192 Ren Anh: 24 ÷ 2/1” Ren modun: 0,5 ÷ 48p Ren Pitch: 96 ÷ 1P Lượng chạy dao: Dọc: 0,07 ¸ 4,16 mm/v Ngang: 0,035 ¸ 2,08 mm/v Động cơ điện: Công suất: N = 10 kw Số vòng quay: n = 1450 v/p Truyền động của máy: (xem sơ đồ động máy tiện ren vít vạn năng T620) Để thực hiện các chuyển động tạo hình, hầu hết các loại máy tiện thường có hai xích truyền động: xích tốc độ và xích chạy dao 1b. Xích tốc độ: Trên trục I chỉ có một số vòng quay, và nhờ bộ li hợp ma sát dĩa L1, truyền chuyển động cho trục II với tỉ số truyền: (ở đây: tỉ số truyền được thể hiện bằng số răng của hai bánh răng ăn khớp nhau). Như thế, trục II có hai cấp số vòng quay, và từ đây truyền chuyển động cho trục III với các tỉ số truyền: . Bây giờ trục III có 2 x 3 = 6 cấp vận tốc. Từ đây truyền động được phân thành hai nhánh: Nhánh thứ nhất: Chuyển động từ trục III đi thẳng đến trục chính với tỉ số truyền và thực hiện được 6 x 1 = 6 cấp vận tốc của trục chính từ n = 630 ¸ 2000 v/p Nhánh thứ hai: Chuyển động từ trục III đi qua hai tỉ số truyền để đến trục IV. Từ trục IV, qua hai tỉ số truyền khác là để đến trục V; từ trục V qua tỉ số truyền để đến trục chính. Như thế, nhánh này thực hiện được 6 x 2 + 6 = 18 cấp vận tốc của trục chính từ n = 12,5 ¸ 630 v/p. Với hai nhánh truyền động, hộp tốc độ thực hiện được tất cả 6 + 18 = 24 cấp vận tốc của trục chính (2 x 3 x 3 + 6 = 24), nhưng vì có một cấp vận tốc (n = 630v/p) có hai xích truyền động cùng thực hiện trùng nhau, nên số cấp vận tốc của trục chính máy T620 chỉ còn lại z = 23. Trong hộp tốc độ, hai khối bánh răng di trượt 34-39 và 47-55-38 do tay gạt a điều khiển, hai khối bánh răng di trượt 88-60 và 22-49 do tay gạt b điều khiển. Trên trục I còn có còn có bộ li hợp ma sát dĩa hai chiều L1 dùng để đóng mở máy và đảo chiều trục chính. Bộ li hợp này do tay gạt c điều khiển. Khi đảo chiều, truyền động từ trục I qua trục II phải qua hai tỉ số truyền của cơ cấu đảo chiều . Khi bộ li hợp ma sát L1 ở vị trí mở máy, phanh (thắng) lắp ở trục III cũng tức thì làm việc, hãm trục chính lại. Tóm lại, từ những xích truyền động trên, ta có thể xác định số vòng quay bất kì nào của trục chính. Muốn viết phương trình của xích truyền động, ta cần biết khâu đầu và khâu cuối của xích, tức là dộng cơ điện và trục chính. Ngoài ra, ta phải biết các thành phần của xích truyền động là các cặp bánh răng thực hiện các tỉ số truyền giữa các trục O-I-II-III-IV-V-VI. Nếu ta cho số vòng quay của động cơ là nđ, tỉ số truyền của hai puli là ip = và các tỉ số truyền bằng số răng của các bánh răng ăn khớp nhau, phương trình số vòng quay trục chính sẽ là: nđ.ip. = n1 ¸ 18 = n18 ¸ 23 Ơû đây: n1 ¸ 18 : là số vòng quay từ n1 ¸ n18 v/p