Giáo trình Máy cắt và máy điều khiển (Ngành Cắt gọt kim loại Trình độ Trung cấp, Cao đẳng)

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT NGUYỄN TRƢỜNG TỘ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: MÁY CẮT VÀ MÁY ĐIỀU KHIỂN NGÀNH/NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP - CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số200/QĐ-CĐKTNTT ngày 19 tháng năm 2022 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Nguyễn Trường Tộ (LƢU HÀNH NỘI BỘ) TP Hồ Chí Minh, năm 2022 LỜI NÓI ĐẦU Nhằm đổi phƣơng pháp giảng dạy, nâng cao chất lƣợng đào tạo đào tạo theo nhu cầu xã hội Trƣờng Cao Đẳng Kỹ thuật Nguyễn Trƣờng Tộ tổ chức biên soạn giáo trình trình độ Trung cấp, Cao đẳng cho tất môn học thuộc ngành, nghề đào tạo trƣờng Từ giúp cho học sinh – sinh viên có điều kiện học tập, nâng cao tính tự học sáng tạo Giáo trình mơn học Máy cắt máy điều khiển thuộc môn chuyên ngành ngành đào tạo Cắt gọt kim loại tài liệu tham khảo cho ngành Cắt gọt kim loại trình độ Cao đẳng • Vị trí mơn học: đƣợc bố trí học kỳ chƣơng trình đào tạo cao đẳng • Mục tiêu mơn học: Sau học xong mơn học ngƣời học có khả năng: * Kiến thức: - Trình bày đƣợc cơng dụng, đặc tính kỹ thuật, nguyên l làm việc, sơ đồ động cấu điển hình máy cơng cụ * Kỹ năng: - Chọn đƣợc máy phù hợp gia cơng - Có khả vận dụng để trình bày đƣợc công dụng, nguyên l làm việc loại máy cơng cụ tƣơng tự - Tính tốn, điều chỉnh đƣợc máy thao tác gia công * Năng lực tự chủ trách nhiệm: - Nhận thức đƣợc tầm quan trọng môn học nghề nghiệp - Hình thành thức học tập, sai mê nghề nghiệp qua học - Có tác phong cơng nghiệp, an tồn lao động q trình làm thí nghiệm thực tập • Thời lƣợng nội dung mơn học: Thời lƣợng: 45 giờ; đó: L thuyết 18 giờ, Thực hành 24 giờ, kiểm tra: Nội dung giáo trình gồm chƣơng: - CHƢƠNG - GIỚI THIỆU CHUNG - CHƢƠNG - CÁC CƠ CẤU ĐIỂN HÌNH - CHƢƠNG - MÁY TIỆN REN VÍT - CHƢƠNG - MÁY KHOAN - CHƢƠNG - MÁY PHAY - CHƢƠNG - MÁY MÀI - CHƢƠNG - MÁY GIA CÔNG RĂNG - CHƢƠNG - MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƢƠNG TRÌNH SỐ Trong q trình biên soạn giáo trình tác giả chọn lọc kiến thức bản, bổ ích nhất, có chất lƣợng nhằm đáp ứng tốt nhu cầu giảng dạy giáo viên học tập học sinh – sinh viên bậc cao đẳng, trung cấp trƣờng Tuy nhiên, q trình thực khơng thể tránh thiếu sót, tác giả mong nhận đƣợc đóng góp qu thầy cô đồng nghiệp em học sinh – sinh viên để hiệu chỉnh giáo trình ngày hiệu Trân trọng cảm ơn Tác giả Huỳnh Văn Dinh MỤC LỤC CHƢƠNG - GIỚI THIỆU CHUNG Kí hiệu phân loại máy cắt kim loại TRANG Các loại chuyển động máy cắt kim loại Tỉ số truyền cơng thức tính Phƣơng pháp tính bánh thay 13 CHƢƠNG - CÁC CƠ CẤU ĐIỂN HÌNH Các cấu truyền dẫn sử dụng hộp tốc độ 14 Các cấu truyền dẫn sử dụng hộp bƣớc tiến 18 Cơ cấu vi sai 21 Cơ cấu truyền động thẳng – chu kỳ 22 Cơ cấu đảo chiều 24 CHƢƠNG - MÁY TIỆN REN VÍT Giới thiệu chung 27 Máy tiện 1K62 28 Điều chỉnh máy tiện 1K62 32 CHƢƠNG - MÁY KHOAN Giới thiệu chung 39 Máy khoan đứng 2135 39 Máy khoan cần ngang 2B56 42 CHƢƠNG - MÁY PHAY Giới thiệu chung 47 Máy phay ngang 6H82 49 Phụ tùng máy phay 51 CHƢƠNG - MÁY MÀI Giới thiệu chung 56 Máy mài tròn ngồi 315 56 Máy mài vơ tâm Máy mài lỗ 59 61 Máy mài phẳng 68 CHƢƠNG - MÁY GIA CÔNG RĂNG Các phƣơng pháp gia công 69 Máy xọc 514 70 Máy phay lăn 5Б32 76 Máy gia công tinh 78 CHƢƠNG - MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƢƠNG TRÌNH SỐ Giới thiệu chung 82 Các đặc trƣng máy điều khiển theo chƣơng trình số 83 Các loại máy điều khiển theo chƣơng trình số thơng dụng 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Giới thiệu: Nội dung chƣơng giới thiệu k hiệu, phân loại số loại máy cắt kim loại chuyển động máy, cơng thức tính tỷ số truyền bánh thay máy cắt kim loại Mục tiêu: - Phân loại đƣợc máy công cụ theo tiêu chuẩn Việt Nam ISO; - Giải thích đƣợc k hiệu máy; - Trình bày đƣợc chuyển động máy công cụ; - Viết đƣợc phƣơng trình xích truyền động; - Tính đƣợc bánh thay thế; - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Kí hiệu phân loại máy cắt kim loại Mục tiêu: - Trình bày đƣợc k hiệu loại máy công cụ thông dụng; - Hiểu đƣợc k hiệu cách phân loại máy công cụ 1.1 Kí hiệu máy cắt kim lọai 1.1.1 Kí hiệu máy VN Mỗi nƣớc có k hiệu máy khác Tiêu chuẩn ngành khí nƣớc ta TCVN-C1-63 quy định cách k hiệu máy cắt kim loại Các thơng số kích thƣớc chúng đƣợc tiêu chuẩn Ví dụ : T620, K135, P82… T: Nhóm máy tiện, 6: máy vạn 20: Kích thƣớc phơi lớn gia cơng đƣợc máy theo bán kính tính cm (hay Ømax = 400) 1.1.2 Kí hiệu máy cắt kim lọai Nga Nga k hiệu tƣơng tự nhƣ Việt Nam Nhƣng không dùng chữ mà thay số – Máy Tiện – Máy khoan, doa, tổ hợp – Máy mài 1.2 Phân lọai máy cắt kim lọai Thƣờng phân loại máy theo cách: – Theo cơng dụng: Có máy tiện, phay, bào – Theo mức độ vạn năng: Có máy vạn năng, máy chuyên dùng – Theo độ xác: máy cấp xác thƣờng, máy cấp xác nâng cao, cao Cấp xác máy TCVN 17-42-75 quy định – Theo trọng lƣợng máy: trung bình (≤ 10T), cỡ nặng (10 ÷ 30T)… – Theo mức độ tự động hố: Có máy tự động, bán tự động Các loại chuyển động máy cắt kim loại Mục tiêu: - Nêu đƣợc chuyển động tạo hình máy cắt gọt kim loại; - Hiểu đƣợc nguyên l chuyển động tạo hình máy cơng cụ Chuyển động tạo hình bao gồm chuyển động tƣơng đối dao phôi trực tiếp tạo bề mặt gia công Ví dụ: Q T chuyển động tạo hình (H1.1a) Có trƣờng hợp : a) Tạo hình đơn giản: chuyển động độc lập Q (không phụ thuộc vào chuyển động khác - H1.1b) Hình 1.Các chuyển động tạo hình máy cắt kim loại b) Tạo hình phức tạp: gồm chuyển động phụ thuộc Q&T (H1.1c) c) Tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp - Q: chuyển động độc lập, T1&T2 chuyển động tạo hình phức tạp để phối hợp thành T (H1.1d) Các chuyển động khâu chấp hành ( dao & phôi ) chuyển động tƣơng đối đƣợc thực khâu nào, dao phơi Ngồi chuyển động tạo hình, máy cịn có chuyển động khác nhƣ tiến, lùi dao nhanh, chuyển động phân độ , chuyển động phụ cần thiết để hoàn tất q trình tạo hình Tỉ số truyền cơng thức tính Mục tiêu: - Nêu đƣợc đại lƣợng đặc trƣng truyền, tỷ số truyền đơn giản; - Nắm đƣợc tỷ số truyền truyền thông dụng máy công cụ 3.1.Các đại lƣợng đặc trƣng cho chuyển động 3.1.1.Đại lƣơng đăc trƣng cho chuyển động Tiêu thụ cơng suất lớn (5÷10kW), dùng để tạo tốc độ cắt + Với chuyển động quay trịn: V= Dn m/ph 1000 Trong đó: D: Đƣờng kính chi tiết gia cơng [mm] n: Số vịng quay [v/ph] + Với chuyển động tịnh tiến: Trong L: Chiều dài hành trình [mm] nhtk: Số hành trình kép [htk/ph] 3.1.2.Đại lƣơng đăc trƣng cho chuyển động chạy dao Tiêu thụ công suất bé (khoảng 5% cơng suất truyền động chính), chuyển động có ảnh hƣởng đến suất độ bóng bề mặt gia cơng Ngồi phải kể đến chuyển động phụ cần thiết khác 3.2.Tỉ số truyền phận truyền thông dụng 3.2.1.Truyền động đai Bộ truyền đai dùng để truyền chuyển động hai trục song song quay chiều, số trƣờng hợp truyền chuyển động trục song song quay ngƣợc chiều – truyền động đai chéo, truyền hai trục chéo – truyền động đai nửa chéo Hình 1.2 Bộ truyền đai thơng thường Tỷ số truyền k hiệu u: 3.2.2 Truyền động xích Bộ truyền xích dùng để truyền chuyển động hai trục song song cách xa nhau, truyền chuyển động từ trục dẫn đến nhiều trục bị dẫn Hình 1.3: Bộ truyền xích Tỷ số truyền k hiệu u: Trong đó: n1 – Số vịng quay đĩa xích chủ động n2 – Số vịng quay đĩa xích bị động Z1 – Số bánh chủ động Z2 – Số bánh bị động 3.2.3 Truyền động bánh Bộ truyền bánh thực truyền chuyển động tải trọng nhờ ăn khớp bánh thân 74 Cơng thức hiệu chỉnh: 2.2.4.Xích nhƣờng dao: Hình 9.5: Cấu tạo xích nhường dao 33 – Đĩa lệch t m 32, 35 – Con lăn 34 – Khung 36, 41 – Thanh đòn 37 – Thanh truyền 38 – Đĩa Đĩa biên 31 32 – qua đòn 36, 37 trục XIII đĩa 38  địn 41  phơi 2.2.5.Xích chạy dao nhanh: 2.3 Một số cấu máy xọc răng: 2.3.1 Cơ cấu cam 75 Hình 9.6: Cấu tạo cấu cam Thực chạy dao hƣớng kính kính - Có ba loại cam ứng với loại cam phƣơng pháp ăn dao hƣớng * Hính a: m  3mm: ăn dao lần Cam tác động kép – quay ½ vịng (ab: ăn dao đến chiều cao h; bc) * Hình b: < m  6: ăn dao hai lần ab: ăn dao lần bc: ăn dao lần * Hình c: m 6: ăn dao lần ab: ăn dao lần bc: ăn dao lần ep: ăn dao lần 2.3.2 Trục dao để gia công bánh nghiêng 76 - Dùng dao xọc nghiêng - Bạc có rãnh xoắn gắng cứng với trục dao - Bạc gắng cứng với bánh vít Z = 100 Hình 9.7: Trục dao phay bánh nghiêng Máy phay lăn 5Б32 Mục tiêu: - Trình bày đƣợc cấu tạo, nguyên l hoạt động máy phay lăn 5Б32; - Đọc đƣợc sơ đồ động, viết đƣợc phƣơng trình xích tốc máy phay lăn 5Б32 3.1 Giới thiệu: K hiệu máy: 5Б32 – Máy gia công Б – Cải tiến – Loại – Kích thƣớc mmax = mm Dpmax = 120 ÷ 750 mm Bmax = 250 mm Cấu tạo máy: – Thân máy – Trụ đứng thân dao – Trụ đỡ phơi Hình 9.8: Cấu tạo Máy phay lăn 5Б32 77 – Dao – Động điện phụ – Bàn máy di động hƣớng kính – Phơi – ụ gá phơi 9,10 – Hộp chạc bánh thay 3.2 Điều chỉnh máy để gia công bánh trụ thẳng: 3.2.1 Nguyên l làm việc: Máy làm việc dựa theo nguyên l bao hình 3.2.2 Điều chỉnh chuyển động máy: Ly hợp M4 trục XI ăn khớp với bánh Z81 trục IX Công thức hiệu chỉnh: Các banh thay Z = 23, 24, 25, 30,….98, 100 3.3.Điều chỉnh chuyển động 3.3.1.Điều chỉnh xích tiến đứng dao Lƣợng di động tinh tốn: 1vg phôi  Sđ (mm) dao phay Công thức điều chỉnh: 3.3.2.Điều chỉnh máy để gia công bánh trụ nghiêng: Điều chỉnh vi sai: ivs = ngắt ly hợp M4, đóng ly hợp M5 Lƣợng di động tính tốn ± vg phơi  T (mm) chạy dao đứng dao 78 Hình 9.9: Cơ cấu vi sai Máy gia công tinh Mục tiêu: - Trình bày đƣợc nguyên l hoạt động loại máy gia công tinh răng; - Vận dụng lựa chọn máy phƣơng pháp gia công phù hợp cho chi tiết gia cơng 4.1.Lăn ép Hình 9.10: hay lăn - Ép, ăn khớp bánh gia công (chƣa tôi) với ba bánh mẫu 2, 3, (đã tôi) - Dẫn động từ động điện đến bánh mẫu - Sau thời gian tự động đảo chiều để gia cơng mặt cịn lại 79 - tạo lực ép P, dầu ép đối trọng 4.2 Cà Cà phƣơng pháp gia cơng tinh bánh trụ dao có hình dạng bánh trụ ăn khớp không khe hở với bánh cần gia công Hai trục dao chi tiết ln ln gá chéo đồng thời chúng có chuyển động ăn khớp dao quay trịn chuyển động chủ động chi tiết chuyển động bị động Dao cà có đƣờng kính lớn chi tiết, mặt dao có rãnh để tạo nên lƣỡi cắt rãnh thoát phoi Với chuyển động nhƣ trên, bề mặt dao cạo lên bề mặt chi tiết làm tách lớp phoi mỏng Đó q trình cắt cà Thời gian cà đƣợc tiến hành – phút, lâu mặt dễ bị lõm (do nhiều nguyên nhân phức tạp) Năng suất phƣơng pháp cà nói chung cao Bánh gia cơng đạt cấp xác đến độ bóng Ra = 0,32 – 1,25μm Phƣơng pháp gia công đƣợc bánh chƣa tơi có độ cứng nhỏ 35HRC 4.3 Mài nghiền - Cho ba bánh gang (A, B, C) ăn khớp với bánh gia công D truc A song song với trục D, chéo so với trục B, C theo hai chiều ngƣợc - Giữa bánh nghiền phôi cho hỗn hợp dầu bột nghiền Hình 9.11: Mài 80 4.4 Mài Mài là nguyên công gia công tinh để gia cơng bánh có u cầu chất lƣợng cao, có độ cứng bề mặt cao Mài thƣờng sử dụng gia cơng bánh có mơđun từ đến 10mm Năng suất mài thấp mà giá thành sản phẩm lại cao nên sử dụng cần thiết Bánh sau mài đạt cấp xác đến độ bóng bề mặt Ra = 0,32 – 1,25μm Mài đƣợc thực hai nguyên l mài định hình mài bao hình a Mài định hình: Hình 9.12: Mài định hình Mài định hình phƣơng pháp gia cơng sử dụng đá mài có biên dạng phù hợp với dạng chi tiết Khi mài sử dụng đá để mài bên cạnh sau mài cạnh bên lại rãnh Nếu sử dụng đá mài có biên dạng giống rãnh bánh cần gia cơng mài mài hai cạnh bên rãnh b Mài bao hình: Mài bao hình sử dụng đá mài có dạng giống nhƣ trục vít (giống dao phay lăn răng) Khi mài, đá chuyển động quay tròn chi tiết (bánh răng) quay cƣỡng theo xích truyền động xác Độ xác phƣơng pháp phụ thuộc 81 vào xích truyền động phụ thuộc vào việc sửa đá mài Phƣơng pháp bao hình đạt độ xác cao thƣờng sử dụng gia cơng bánh có mơđun nhỏ CÂU HỎI ƠN TẬP Câu 1: Hãy trình bày máy xọc 514? Câu 2: Trình bày máy phay lăn răng? Câu 3: Trình bày máy gia cơng tinh răng? 82 CHƢƠNG 8: MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƢƠNG TRÌNH SỐ Giới thiệu: Nội dung chƣơng giới thiệu cấu tạo, đặc trƣng máy điều khiển theo chƣơng trình số loại máy điều khiển theo chƣơng trình số thơng dụng Mục tiêu: - Mơ tả đƣợc máy điều khiển theo chƣơng trình số; - Trình bày đƣợc thành phần máy điều khiển theo chƣơng trình số; - Phân loại đƣợc máy CNC thơng dụng; - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Giới thiệu chung Mục tiêu: - Nêu đƣợc đặc điểm, cấu tạo máy CNC; - Tự giác, tích cực học tập * Máy cơng cụ NC, CNC có cấu tạo tổng qt gồm hai phần chính: - Máy cơng cụ thực q trình gia cơng (tiện, phay, khoan, mái, laser, tia lửa điện, xung điện…) tƣơng tự nhƣ máy cơng cụ nhƣng khác có động servo vít me đai ốc bi - Hệ điều khiển số (bộ điều khiển số NC điều khiển số dùng máy vi tính CNC) * Dữ liệu mơ tả tiến trình nội dung gia cơng chi tiết đƣợc lƣu giữ hệ điều khiển số (NC, CNC) dƣới dạng chƣơng trình NC * Phƣơng thức nạp chƣơng trình NC từ ngồi vào hệ NC, CNC thơng qua: - Bằng tay thông qua bảng điều khiển máy cơng cụ - Bằng tay thơng qua bàn phím máy tính nối với máy cơng cụ - Thơng qua vật mang tin nhƣ: + Băng đục lỗ, bìa đục lỗ, băng từ dùng cho hệ NC + Các đĩa compact (CD), đĩa mềm dùng cho hệ CNC 83 - Giải pháp CAD/CAM-CNC liên hồn mà chƣơng trình gia cơng NC đƣợc soạn thảo tự động sở liệu CAD kết nối tƣơng thích với hệ CAM trực tiếp truyền tới máy gia công CNC để thực * Q trình gia cơng chi tiết máy NC, CNC đƣợc thực tự động, đạt độ xác suất gia cơng cao máy định, không phụ thuộc tay nghề thợ đứng máy, thợ đứng máy chỉcòn chức giám sát q trình gia cơng can thiệp kịp thời vào q trình cần thiết * Q trình gia cơng chi tiết máy CNC đạt đƣợc tính linh hoạt cao không giống nhƣ máy điều khiển tự động theo chƣơng trình cứng (dùng cam, cữ chặn, cơng tắc hành trình…) Máy CNC có tính linh hoạt cao cơng việc lập trình, đặc biệt có trợ giúp máy tính, tiếc kiệm thời gian chỉnh máy, đạt đƣợc tính kinh tế cao với sản xuất loạt nhỏ Các đặc trƣng máy điều khiển theo chƣơng trình số Mục tiêu: - Trình bày đƣợc đặc trƣng máy điều khiển số; - Phân tích đƣợc ƣu điểm máy điều khiển số so với điều khiển thƣờng Đặc trƣng máy điều khiển số (NC, CNC) - Tự động hoá cao - Tốc độ dịch chuyển tốc độ quay lớn (hơn 1000 vịng/phút) - Độ xác cao (sai lệch kích thƣớc