Tài liệu Bài giảng máy công cụ thái nguyên

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY BÀI GIẢNG MÔN HỌC MÁY CÔNG CỤ 1 Theo chƣơng trình 150 TC Số tín chỉ: 04 (Lƣu hành nội bộ) Thái Nguyên, năm 2011 1 Biên soạn: Hoàng Vị Dƣơng Công Định - Nguyễn Thuận - Nguyễn Thế Đoàn Vũ Nhƣ Nguyệt - Ngô Minh Tuấn - Hoàng Trung Kiên BÀI GIẢNG MÔN HỌC MÁY CÔNG CỤ 1 Theo chƣơng trình 150 TC Số tín chỉ: 04 (Lƣu hành nội bộ) Thái Nguyên, ngày 10 tháng 12 năm 2010 Trƣởng bộ môn Trƣởng khoa Cơ khí 2 MỤC LỤC Nội dung Trang *Mục lục 3 *Đề cƣơng chi tiết học phần 6 Chƣơng I. CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ 1.1. Giới thiệu máy công cụ 13 1.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng máy công cụ 17 1.3. Phƣơng pháp tạo hình bề mặt trên máy công cụ 18 1.4. Phân loại chuyển động trong máy công cụ 21 1.5. Truyền dẫn động học của máy công cụ 23 1.6. Liên kết động học của máy công cụ 23 1.7. Cấu trúc động học máy công cụ 24 1.8. Điều chỉnh động học máy công cụ 25 Chƣơng II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG 26 2.1. Máy Tiện 26 2.1.1. Công dụng và phân loại 26 2.1.2. Máy tiện ren vạn năng 27 2.2. Máy khoan - Máy Doa - Máy tổ hợp 35 2.2.1. Máy khoan 35 2.2.1.1. Công dụng và phân loại 35 2.2.1.2. Máy khoan đứng 2A135 35 2.2.1.3. Các máy khoan khác 38 2.2.2. Máy doa 40 2.2.2.1. Công dụng và phân loại 40 2.2.2.2. Máy doa ngang vạn năng 262 40 2.2.2.3. Các máy doa khác 43 2.2.3. Máy tổ hợp 44 2.3. Máy Phay 45 2.3.1. Công dụng và phân loại 45 2.3.2. Điều chỉnh động học Máy phay ngang vạn năng 6M82 46 2.3.3. Các máy phay khác 49 2.3.4. Đầu phân độ vạn năng 51 13 3 2.3.4.1. Công dụng, Cấu tạo 51 2.3.4.2. Tính toán phân độ 52 2.3.4.3. Đầu phân độ quang học 59 2.4. Máy bào - Máy xọc - Máy chuốt 59 2.4.1. Máy bào ngang 60 2.4.1.1. Công dụng 60 2.4.1.2. Các bộ phận 60 2.4.2. Máy xọc 65 2.4.3. Máy bào giƣờng 66 2.4.4. Máy chuốt 67 2.5. Máy mài 68 2.5.1. Công dụng và phân loại 68 2.5.2. Máy mài tròn ngoài 69 2.5.3. Máy mài tròn trong 71 2.5.4. Máy mài không tâm 74 2.5.5. Máy mài phẳng 77 2.5.6. Máy mài nghiền và máy mài rà 79 2.5.7. Máy mài chuyên dựng 79 Chƣơng III. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ 81 3.1. Các phƣơng pháp gia công bánh răng trụ 82 3.1.1. Phƣơng pháp chép hình 82 3.1.2. Phƣơng pháp bao hình 83 3.2. Máy phay lăn răng 84 3.2.1. Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng 85 3.2.2. Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy 85 3.2.3. Điều chỉnh động học máy phay lăn răng 98 3.3. Máy xọc răng bao hình 103 3.3.1. Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng 103 3.3.2. Sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy 104 3.3.3. Điều chỉnh động học máy xọc răng bao hình 108 3.3.4. Các cơ cấu đặc biệt của máy xọc răng 109 3.4. Máy mài răng 110 4 3.4.1. Công dụng và nguyên lí mài răng 110 3.4.2. Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy 110 3.4.3. Điều chỉnh động học máy mài răng bao hình 114 3.5. Các máy gia công bánh răng khác 116 3.5.1. Máy phay then hoa 116 3.5.2. Máy gia công thanh răng 116 3.5.3. Máy cán răng 116 3.5.4. Máy tiện răng 116 3.5.5. Máy cắt răng bằng dao phay răng lƣợc 117 Chƣơng IV. CÁC MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN 119 4.1. Nguyên lí tạo hình bánh răng côn theo phƣơng pháp bao hình 120 4.2. Máy gia công bánh răng côn răng thẳng 124 4.2.1. Các sơ đồ gia công 125 4.2.2. Sơ đồ cấu trúc động học máy 5A26 127 4.2.3. Điều chỉnh động học máy 5A26 129 4.3. Máy gia công bánh răng côn răng cong 129 4.3.1. Sơ đồ cấu trúc động học máy 525 133 4.3.2. Điều chỉnh động học máy 525 137 Chƣơng V. MÁY TIỆN HỚT LƢNG 141 5.1. Công dụng 141 5.2. Các sơ đồ hớt lƣng răng dao 141 5.3. Máy tiện hớt lƣng vạn năng 145 5.3.1. Công dụng 146 5.3.2. Sơ đồ cấu trúc động học máy 147 5.3.3. Điều chỉnh động học máy 1811 148 Chƣơng VI. CÁC MÁY GIA CÔNG REN 149 6.1. Các phƣơng phápgia công ren 149 6.2. Máy phay ren 149 6.2.1. Các phƣơng pháp phay ren 149 6.2.2. Máy phay ren 561 150 6.3. Máy cán ren 152 5 6.3.1. Các phƣơng pháp cán ren 152 6.3.2. Máy cán ren hƣớng kính 5933 152 6.4. Máy tiện ren chính xác 154 6.4.1. Cơ cấu hiệu chỉnh bƣớc ren chính xác 154 6.4.2. Điều chỉnh máy tiện ren chính xác 156 6.5. Máy mài ren 158 6.5.1. Các sơ đồ mài ren 158 6.5.2. Máy mài ren 5822 B. Phần thảo luận 159 C. Ngân hàng câu hỏi, bài tập 162 * Tài liệu tham khảo 165 161 ĐỀ CƢƠNG 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 đƣợc thực hành đầy đủ. 5. Các học phần học trƣớc: Dụng cụ cắt 1. 6. Học phần thay thế, học phần tƣơng đƣơng: 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 lƣợng của học phần. 2. Chuẩn bị thảo luận . 6 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 TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN: CHẾ TẠO MÁY Chƣơng I. CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ 1.1. Giới thiệu máy công cụ 1.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng máy công cụ 1.3. Phƣơng pháp tạo hình bề mặt trên máy công cụ 1.3.1. Phƣơng pháp quĩ tích 1.3.2. Phƣơng pháp chép hình 1.3.3. Phƣơng pháp bao hình 1.3.4. Phƣơng pháp tiếp xúc 7 1.4. Phân loại chuyển động trong máy công cụ 1.4.1. Chuyển động cắt gọt 1.4.2. Chuyển động tạo hình 1.4.3. Chuyển động khác 1.5. Truyền dẫn động học của máy công cụ 1.5.1. Truyền dẫn chuyển động quay 1.5.2. Truyền dẫn chuyển động thẳng 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 Chƣơng II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG 1.1. Máy Tiện 1.1.1. Công dụng và phân loại 1.1.2. Máy tiện ren vạn năng 1.1.2.1. Công nghệ gia công trên máy tiện 1.1.2.2. Sơ đồ cấu trúc động học máy 1.1.2.3. Điều chỉnh động học máy tiện ren vạn năng 1.2. Máy khoan – Máy Doa - Máy tổ hợp 1.2.1. Máy khoan 1.2.1.1. Công dụng và phân loại 1.2.1.2. Máy khoan đứng 2A135 1.2.1.3. Các máy khoan khác 1.2.2. Máy doa 1.2.2.1. . Công dụng và phân loại 1.2.2.2. . Máy doa ngang vạn năng 262 1.2.2.3. . Các máy doa khác 1.2.3. Máy tổ hợp 1.3. . Máy Phay 1.3.1. Công dụng và phân loại 1.3.2. Điều chỉnh động học Máy phay ngang vạn năng 6M82 1.3.3. Các máy phay khác 1.3.4. Đầu phân độ vạn năng 1.3.4.1. Công dụng, cấu tạo 1.3.4.2. Tính toán phân độ 1.3.5. Đầu phân độ quang học 8 1.4. . Máy bào - Máy xọc - Máy chuốt 1.4.1. Máy bào ngang 1.4.1.1. Công dụng 1.4.1.2. Các bộ phận Máy xọc 1.4.2. 1.4.2.1. Công dụng 1.4.2.2. Các bộ phận 1.4.3. Máy bào giƣờng 1.4.4. Máy chuốt 1.5. . Máy mài 1.5.1. Công dụng và phân loại 1.5.2. Máy mài tròn ngoài 1.5.3. Máy mài tròn trong 1.5.4. Máy mài không tâm 1.5.5. Máy mài phẳng 1.5.6. Máy mài nghiền và máy mài rà 1.5.7. Máy mài chuyên dựng Chƣơng III. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ 3.1 . Các phƣơng pháp gia công bánh răng trụ 3.1.1 Phƣơng pháp chép hình 3.1.2 Phƣơng pháp bao hình 3.2 . Máy phay lăn răng 3.2.1 Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng 3.2.2 Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy 3.2.3 Điều chỉnh động học máy phay lăn răng 3.3 . Máy xọc răng bao hình 3.3.1 Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng 3.3.2 Sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy 3.3.3 Điều chỉnh động học máy xọc răng bao hình 3.3.4 Các cơ cấu đặc biệt của máy xọc răng 3.4 . Máy mài răng 3.4.1 Công dụng và nguyên lí mài răng 3.4.2 Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy 3.4.3 Điều chỉnh động học máy mài răng bao hình 3.5 . Các máy gia công bánh răng khác 9 3.5.1 Máy phay then hoa 3.5.2 Máy gia công thanh răng 3.5.3 Máy cán răng 3.5.4 Máy tiện răng 3.5.5 Máy cắt răng bằng dao phay răng lƣợc Chƣơng IV. CÁC MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN 1.1. Nguyên lí tạo hình bánh răng côn theo phƣơng pháp bao hình 1.2. Máy gia công bánh răng côn răng thẳng 1.2.1. Các sơ đồ gia công 1.2.2. Sơ đồ cấu trúc động học máy 5A26 1.2.3. Điều chỉnh động học máy 5A26 1.3. Máy gia công bánh răng côn răng cong 1.3.1. Các dạng bánh răng côn răng cong 1.3.2. Nguyên lý tạo hình bánh răng côn dạng răng cung tròn 1.3.3. Sơ đồ cấu trúc động học máy 525 1.3.4. Điều chỉnh động học máy 525 1.4. Các máy gia công bánh răng côn khác 1.4.1. Máy phay bánh răng côn chép hình 1.4.2. Máy chuốt bánh răng côn răng thẳng 1.4.3. Máy mài bánh răng côn Chƣơng V. MÁY TIỆN HỚT LƢNG 5.1 . Công dụng 5.2 , Các sơ đồ hớt lƣng răng dao 5.3 . Máy tiện hớt lƣng vạn năng 5.3.1 Công dụng 5.3.2 Sơ đồ cấu trúc động học máy 5.3.3 Điều chỉnh động học máy 1811 Chƣơng VI. CÁC MÁY GIA CÔNG REN 6.1 Các phƣơng phápgia công ren 6.2 Máy phay ren 6.2.1 Các phƣơng pháp phay ren 6.2.2 Máy phay ren 561 6.3 Máy cán ren 6.3.1 Các phƣơng pháp cán ren 6.3.2 Máy cán ren hƣớng kính 5933 10 6.4 Máy tiện ren chính xác 6.4.1 Cơ cấu hiệu chỉnh bƣớc ren chính xác 6.4.2 Điều chỉnh máy tiện ren chính xác 6.5 Máy mài ren 6.5.1 Các sơ đồ mài ren 6.5.2 Máy mài ren 5822 13. Lịch trình giảng dạy. Tuần thứ Nội dung Tài Hình thức liệu dạy [1]; [2] [3]; [4] Giảng (6 tiết) [1]; [2] Giảng [3]; [4] (6 tiết) [1]; [2] [3]; [4] Thảo luận (6 tiết) [1]; [2] Giảng [3]; [4] (6 tiết) Giới thiệu môn học máy công cụ. 1. Mục tiêu của môn học. 2. Các nội dung của môn học. 3. Phƣơng pháp học tập và nghiên cứu. Chƣơng I. CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ 1.1 Giới thiệu máy công cụ 1 1.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng máy công cụ 1.3 Phƣơng 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 2 Chƣơng II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG 2.1 Máy Tiện 1. Các phƣơng pháp tạo hình bề mặt gia công( Phƣơng pháp chép hình; Bao hình ; Quỹ tích; Tiếp xúc). 3 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 Chƣơng II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG (tiếp) 4 2.2 Máy khoan – Máy Doa - Máy tổ hợp 2.3 Máy Phay 11 Chƣơng II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG (tiếp) 5 [1]; [2] Giảng [3]; [4] (6 tiết) 2. Điều chỉnh động học máy 6M82. [1]; [2] Thảo luận 3. Điều chỉnh động học đầu phân độ yдг135 [3]; [4] (6 tiết) [1]; [2] [3]; [4] Giảng 2.4 Máy bào - Máy xọc - Máy chuốt 2.5 Máy mài 1.Điều chỉnh động học máy 2A135 6 4. Điều chỉnh động học máy 262г Chƣơng III. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ 7 3.1 C¸c ph-¬ng ph¸p gia c«ng b¸nh r¨ng trô 3.2 M¸y phay l¨n r¨ng 8 (6 tiết) (3 t) KiÓm tra gi÷a kú. Chƣơng III. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ 9 3.3 M¸y xäc r¨ng bao h×nh [1]; [2] Giảng 3.4 M¸y mµi r¨ng [3]; [4] (6 tiết) [1]; [2] [3]; [4] Thảo luận (6 tiết) pháp bao hình [1]; [2] Giảng 4.2 Máy gia công bánh răng côn răng thẳng [3]; [4] (6 tiết) 4.3 Máy gia công bánh răng côn răng cong 4.4 Các máy gia công bánh răng côn khác [1]; [2] Giảng [3]; [4] (6 tiết) 3.5 C¸c m¸y gia c«ng b¸nh r¨ng kh¸c 1. Điều chỉnh động học máy 5K32. 2. Điều chỉnh động học máy 5140. 10 3. Điều chỉnh động học máy 5п84 Chƣơng IV. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN 4.1 11 Nguyên lí tạo hình bánh răng côn theo phƣơng Chƣơng V. MÁY TIỆN HỚT LƢNG 5.1 Công dụng 5.2 Các sơ đồ hớt lƣng răng dao 5.3 Máy tiện hớt lƣng vạn năng 12 Chƣơng VI. CÁC MÁY GIA CÔNG REN 6.1 Các phƣơng phápgia công ren 6.2 Máy phay ren 6.3 Máy cán ren 6.4 Máy tiện ren chính xác 6.5 Máy mài ren 13 1. Điều chỉnh động học máy 5A26 Thảo luận 12 2. Điều chỉnh động học máy 525 (6 tiết) 3. Điều chỉnh động học máy 1811 A. LÝ THUYẾT 13 Chƣơng I. CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ 1.1. Giới thiệu máy công cụ Máy công cụ đƣợc 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 thƣớc, 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 nhƣ chức năng, công dụng, mức độ vạn năng, độ chính xác, kích thƣớc, trọng lƣợng, 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 đƣợc nhiều nguyên công khác nhau. Sản phẩm của máy vạn năng đa dạng, phạm vi điều chỉnh kích thƣớc gia công trên máy rộng (nhƣ máy tiện ren vạn năng, máy phay vạn năng vv..). Các máy này đƣợc dùng rộng khắp trong sản xuất chế tạo máy và các ngành kỹ thuật khác. Máy vạn năng đƣợc 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 thƣớc khác nhau nhƣ bánh răng, trục khuỷu, ren, dụng cụ cắt…vì vậy máy chuyên dùng đƣợc gọi theo công nghệ đặc trƣng để gia công các kiểu loại chi tiết đó nhƣ các máy gia công bánh răng, gia công ren… Trong sản xuất loạt, gia công một loại chi tiết cùng hình dáng, kích thƣớc. Để nâng cao năng suất, chất lƣợng sản phẩm các máy công cụ đƣợc bố trí theo dây chuyền của quy trình công nghệ. Máy công cụ trong dây chuyền đó chỉ thực hiện một bƣớc công nghệ vì vậy để đơn giản cho thiết kế cấu trúc, giảm chi phí sản xuất sử dụng máy chuyên môn hóa. Nhƣ 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 nhƣ thiết kế, chế tạo, lắp ráp, chức năng và công dụng cũng nhƣ đặc trƣng công nghệ của máy. Mặt khác máy có độ chính xác càng cao giá thành của nó càng cao và để 14 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 đƣợc phân loại theo 05 cấp độ chính xác: - Máy cấp chính xác E là máy có độ chính xác thông thƣờng, chủ yếu là máy vạn năng thông dụng. - Máy cấp chính xác D là máy đƣợc thiết kế, chế tạo dựa trên cơ sở các máy có độ chính xác thông thƣờng nhƣng các chi tiết, cụm máy quan trọng đƣợc chế tạo chính xác hơn, chất lƣợng lắp ráp, tổ hợp máy cũng đƣợc 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 nhƣ 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 đƣợc dùng để chế tạo các chi tiết quan trọng, có yêu cầu kỹ thuật cao nhất trong các thiết bị đo lƣờng, điều khiển… Kích thƣớc, trọng lƣợng của máy công cụ liên quan trực tiếp đến phạm vi kích thƣớc của chi tiết gia công trên máy, vì vậy việc phân loại theo trọng lƣợng có ý nghĩa thực tế cho việc chọn máy gia công hợp lí. Máy cỡ bé có trọng lƣợng máy nhỏ hơn 1 tấn thƣờng dùng trong gia công chi tiết bé. Máy cỡ trung bình có trọng lƣợng đến 10 tấn là loại máy đƣợc dùng rộng rãi trong các nhà máy để gia công các chi tiết trung bình, khối lƣợng không lớn lắm. Máy cỡ lớn có trọng lƣợng máy đến 100 tấn dùng để gia công các chi tiết có kích thƣớc, khối lƣợng lớn. Máy cực lớn có trọng lƣợng lớn hơn 100 tấn đƣợc thiết kế theo đặt hàng gia công các chi tiết siêu trƣờng, siêu trọng. Theo kiểu, loại và mức độ hiện đại của hệ thống điều khiển máy công cụ. Có máy công cụ thông thƣờng , máy bán tự động, máy tự động , máy điều khiển theo chƣơng 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, nhƣng về bản chất là giống nhau. Thông thƣờng ký hiệu máy theo cách thức sau: Tên máy theo nhóm chức năng công nghệ_ những thông số kỹ thuật đặc trƣng _hệ thống điều khiển hoặc chức năng đặc biệt. Ví dụ hệ thống ký hiệu của Liên Xô (cũ): 15 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: 1máy 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 cƣa; máy cắt phôi; 9- các máy khác. - Chữ số tiếp theo kí hiệu kiểu máy theo các đặc trƣng nhóm. - Nhóm số cuối cùng để chỉ các kích thƣớc đặc trƣng của máy. - Chữ cái đứng xen trong nhóm các chữ số để kí hiệu serial hoặc máy đã đƣợc cải tiến trên cơ sở loạt máy đã sản xuất. 16 - 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 lƣợng của máy công cụ An toàn: Máy công cụ đƣợc thiết kế và đƣa vào sản xuất phải đảm an toàn cho ngƣời sử dụng, môi trƣờng 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 đƣợc 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 đƣợc bố trí đúng quy định an toàn và thuận tiện cho ngƣời 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 đƣợc đặc trƣng bởi thể tích kim loại đƣợc tách ra khỏi chi tiết gia công, hoặc diện tích bề mặt gia công, hoặc số lƣợng chi tiết đƣợc 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: Q 1 1 (chiếc/phút)  T t ct  t ck Ở đây: T , t ct , t ck lần lƣợt 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: Qc  v.s.t (m3/ph) Trong đó: v(m/ph) - vận tốc cắt chính; s(m) - lƣợng 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 lƣợng bề mặt gia công trên máy. Độ chính xác của máy đƣợc hình thành bởi độ chính xác hình dáng của các chi tiết máy, độ chính xác về vị trí tƣơng quan của đƣờng hƣớng và các bộ phận di chuyển, đặc biệt độ song song và độ vuông góc của các đƣờng hƣớng 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 hƣởng 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 lƣợng của động cơ điện. Mặt khác độ chính xác của máy phụ thuộc nhiều vào 17 độ cứng vững, ít rung động dƣới tác dụng của ngoại lực, ít ảnh hƣởng đến độ chính xác hình học và động học trong quá trình gia công. Tin cậy: Máy công cụ phải duy trì đƣợc năng suất, độ chính gia công, không hỏng trong khoảng thời gian làm việc của máy theo dự tính. Độ tin cậy đƣợc 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 đƣợc tiêu chuẩn hóa, các chi tiết máy đƣợc 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 đƣợc tối ƣu hóa kết cấu, kích thƣớc, trọng lƣợng 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 lƣợng 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 trƣợt đƣợc 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 dƣỡng đặc biệt. chi tiết cần phải thay thế khi bảo dƣỡng, sửa chữa đƣợc 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, nhƣ máy điều khiển bằng cơ cấu cơ khí, thủy lực, điện tử, chƣơng trình CNC… Thẩm mĩ công nghiệp: Máy công cụ đƣợc 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 ngƣời vận hành máy. 1.3. Phƣơng 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 hƣớng vào định nghĩa về việc hình thành bề mặt gia công trên máy công cụ, bề mặt đƣợc hình thành do một đƣờng di chuyển (đƣờng tạo hình động- đƣờng sinh) tựa trên một đƣờng cố định (đƣờng tạo hình 18 tĩnh- đƣờng chuẩn) theo một qui luật động học nào đó. Nhƣ vậy tạo hình bề mặt gia công trên máy công cụ thực chất là tạo hình đƣờng sinh và đƣờng chuẩn (thƣờng gọi chung là đƣờng tạo hình bề mặt). Trong thực tế có các phƣơng pháp hình thành đƣờng tạo hình bề mặt gia công trên máy công cụ nhƣ sau: Phương pháp quĩ tích: Đƣờng tạo hình bề mặt đƣợc hình thành nhƣ là quĩ đạo chuyển động tƣơng đối của một điểm trên lƣỡi cắt của dụng cụ trên bề mặt gia công. Nhƣ vậy đƣờng 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 ), đƣờng sinh là vết của mũi dao tiện để lại trên bề mặt trụ do chuyển động quay tròn của phôi tạo nên, đƣờng 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. Nhƣ vậy phƣơng pháp hình thành đƣờng tạo hình bề mặt ở đây đều là phƣơng pháp quĩ tích, có một chuyển động tạo hình đƣờng sinh và một chuyển động tạo hình đƣờng chuẩn. Phƣơng pháp quĩ tích thuận tiện cho việc hình thành đƣờng tạo hình bề mặt là đƣờng tròn hoặc đƣờng thẳng, tuy nhiên nếu đƣờng tạo hình bề mặt là đƣờng 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 lƣợng bề mặt gia công không cao. Phương pháp chép hình: Đƣờng tạo hình bề mặt đƣợc chép hình từ biên dạng lƣỡi cắt của dụng cụ. theo phƣơng 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 ) đƣờng sinh(1) đƣợc chép hình bởi biên dạng lƣỡi cắt của dao tiện, còn đƣờng chuẩn(2) đƣợc hình thành theo phƣơng 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(đƣờng sinh) đƣợc chép hình từ biên dạng lƣỡi cắt của dao phay. Còn đƣờng răng(đƣờng chuẩn) đƣợc 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. 19 2 1 a, b, Hình 1.2: Sơ đồ chép hình biên dạng lưỡi cắt Việc hình thành đƣờng tạo hình bằng phƣơng pháp chép hình cho năng suất cao, cấu trúc máy đơn giản, biên dạng lƣỡi cắt dụng cụ đƣợc thiết kế theo đƣờng tạo hình vì vậy rất phù hợp với sản xuất chuyên môn hóa, sản xuất loạt. Trong sản xuất đơn chiếc cần lƣu ý đến giá thành khi thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt. Gia công bề mặt theo phƣơng pháp này có lực cắt lớn và thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt phức tạp. Phương pháp bao hình: Theo phƣơng pháp này đƣờng tạo hình bề mặt đƣợc hình thành nhƣ là đƣờng bao các vị trí liên tiếp của hình bao(biên dạng lƣỡi cắt của dụng cụ). Qui luật chuyển động bao hình đƣợc xác định theo lí thuyết ăn khớp của cặp biên dạng đối tiếp. Biên dạng lƣỡi cắt đƣợc thiết kế phù hợp với biên dạng đƣờng 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 phƣơng pháp bao hình, theo nguyên lí nhắc lại sự ăn khớp của thanh răng với bánh răng. Ở đây, biên dạng răng (đƣờng tạo hình bề mặt răng) là đƣờng bao của các hình bao(các vị trí liên tiếp của biên dạng lƣỡi 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 tƣơng ứng (ăn khớp) của bánh răng đƣợc gia công. Chuyển động tạo hình đƣờng răng là chuyển động tịnh tiến tƣơng đối dọc theo đƣờng răng. Hình 1.3: Sơ đồ bao hình biên dạng răng 20