Giáo trình máy cắt và máy điều khiển theo chương trình số (nghề cắt gọt kim loại trình độ cao đẳng)

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Máy cắt máy điều khiển theo chương trình số mơn học chuyên ngành của nghề Cắt gọt kim loại biên soạn dựa theo chương trình đào tạo chất lượng cao đã xây dựng ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Cắt gọt kim loại hệ Cao đẳng Giáo trình biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã xây dựng mức độ đơn giản dễ hiểu, học có ví dụ tập tương ứng để áp dụng làm sáng tỏ phần lý thuyết Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo giáo trình có cập nhật kiến thức có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung biên soạn gắn với nhu cầu thực tế Nội dung giáo trình biên soạn với lượng thời gian đào tạo 30 giờ gồm có: Bài MH17-01: Giới thiệu chung máy cắt kim loại Bài MH17-02: Các cấu điển hình máy cắt kim loại Bài MH17-03: Máy tiện ren vít Bài MH17-04: Máy khoan Bài MH17-05: Máy phay Bài MH17-06: Máy bào, xọc, chuốt Bài MH17-07: Máy mài Bài MH17-08: Máy điều khiển theo chương trình số Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh thiếu sót Rất mong nhận đóng góp ý kiến của thầy, bạn đọc để nhóm biên soạn điều chỉnh hồn thiện Xin chân thành cám ơn! Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn Chủ biên: Huỳnh Chí Linh MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY CẮT KIM LOẠI Khái niệm máy cắt kim loại Các dạng bề mặt gia công Các phương pháp tạo hình Chuyển động tạo hình Sơ đồ kết cấu động học Phân loại ký hiệu 11 BÀI 2: CÁC CƠ CẤU ĐIỂN HÌNH TRONG MÁY CẮT KIM LOẠI 13 Khái niệm chung truyền động điều khiển 13 Các cấu truyền động 13 2.1 Truyền động khí 13 2.2 Cơ cấu biến đổi chuyển động 18 2.3 Cơ cấu chuyển động gián đoạn 19 Hướng dẫn thực tập 20 BÀI 3: MÁY TIỆN REN VÍT 22 Công dụng phân loại 22 Máy tiện ren vít vạn 23 2.1 Những phận 23 2.2 Phụ tùng đồ gá máy tiện 24 2.3 Các chuyển động cần thiết sơ đồ kết cấu động học của máy 25 Máy tiện ren vít 1K62 26 3.1 Đặc điểm kỹ thuật 26 3.2 Sơ đồ kết cấu động học 26 3.3 Sơ đồ động của máy tiện 1K62 27 3.4 Các cấu đặc biệt của máy 1K62 29 Điều chỉnh máy tiện để gia công ren 30 4.1 Tiện ren đầu mối 30 4.2 Tiện ren nhiều đầu mối 31 Hướng dẫn thực tập 33 BÀI 4: MÁY KHOAN 35 Nguyên lý chuyển động kết cấu động học máy khoan 35 Công dụng phân loại: 36 Máy khoan đứng 2A150 37 Máy khoan cần 2B56 38 Hướng dẫn thực tập 40 BÀI 5: MÁY PHAY 43 Nguyên lý hoạt động sơ đồ kết cấu động học 43 Công dụng phân loại 44 Máy phay vạn nằm ngang 6H82 45 Đầu phân độ vạn có đĩa phân độ 46 4.1 Phương pháp phân độ trực tiếp 46 4.2 Phương pháp phân độ đơn giản 47 4.3 Phương pháp phân độ vi sai 47 Hướng dẫn thực tập 48 BÀI 6: MÁY BÀO - XỌC 51 Máy bào 51 Máy bào ngang 7A35 51 2.1 Đặc tính kỹ thuật: 51 2.2 Cơ cấu thực chuyển động chính: 52 Máy xọc 54 3.1 Công dụng 54 3.2 Máy xọc 743 54 Hướng dẫn thực tập 56 BÀI 7: MÁY MÀI 59 Công dụng phân loại 59 Máy mài trịn ngồi 59 2.1 Phân tích chuyển động máy mài trịn ngồi 60 2.2 Đặc điểm phận 60 2.3 Máy mài trịn ngồi 315 60 Máy mài tròn 61 3.1 Đặc điểm phận 61 3.2 Máy mài tròn 3K228B 62 Máy mài không tâm 63 4.1 Công dụng đặc điểm của máy mài không tâm 63 4.2 Nguyên lý mài không tâm 63 4.3 Máy mài không tâm 3182 65 Máy mài phẳng 65 5.1 Công dụng phân loại 65 5.2 Máy mài phẳng trục ngang 3E711B 65 BÀI 8: MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ 68 Tổng quan máy cơng cụ điều khiển chương trình số 68 1.1 Cấu trúc hệ thống máy CNC 69 1.2 Khả của máy CNC 69 1.3 Ưu nhược điểm của máy CNC 70 1.4 Các loại máy CNC 70 Các loại máy điều khiển theo chương trình số 70 2.1 Máy Tiện 70 2.2 Máy phay CNC 71 2.3 Máy cắt dây tia lửa điện (EDM) 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: MÁY CẮT VÀ MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ Mã mơn học: MH17 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Máy cắt máy điều khiển theo chương trình số mơn học chun ngành học sau sinh viên đã học xong số môn học đại cương, kỹ thuật sở thực hành làm quen máy phân xưởng, tiền đề để học Cơng nghệ chế tạo máy - Tính chất: Là môn học chuyên môn của nghề cắt gọt kim loại Ý nghĩa vai trị: Mơn học máy cắt máy điều khiển số dùng để đào tạo nghề cho công nhân chất lượng cao nhằm cung cấp nguồn nhân lực cho sản xuất tương lai Môn học trang bị cho học viên kiến thức máy công cụ, chọn máy để gia công chi tiết, kiểm tra, vận hành máy tiện, phay, khoan,… để sản xuất chi tiết điển hình Mục tiêu môn học: Sau học xong môn học người học có lực: - Kiến thức: + Trình bày cơng dụng, đặc tính kỹ thuật, ngun lý làm việc, sơ đồ động của cấu điển hình máy cơng cụ + Có khả vận dụng để trình bày cơng dụng, ngun lý làm việc của loại máy công cụ tương tự - Kỹ năng: + Chọn máy phù hợp gia cơng + Tính tốn, viết xích truyền động, điều chỉnh máy thao tác gia công Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung mơn học: Thời gian (giờ) Thực hành, Số Tên chương, mục Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm TT số thuyết thảo luận, tra tập Bài Giới thiệu chung máy cắt 3 0 kim loại Khái niệm máy cắt kim loại 0,5 Các dạng bề mặt gia công 0,5 Các phương pháp tạo hình 0,5 Chuyển động tạo hình 0,5 Sơ đồ kết cấu động học 0,5 Phân loại ký hiệu 0,5 Bài Các cấu điển hình máy 2 cắt kim loại Khái niệm chung truyền động 0,5 điều khiển Các cấu truyền động Hướng dẫn thực tập 0,5 5 Bài Máy tiện ren vít Cơng dụng phân loại Máy tiện ren vít vạn Máy tiện ren vít 1K62 Điều chỉnh máy tiện để gia công ren Bài Máy khoan Nguyên lý chuyển động kết cấu động học của máy khoan Công dụng phân loại Máy khoan đứng 2A150 Máy khoan cần 2B56 Hướng dẫn thực tập Bài Máy phay Nguyên lý hoạt động sơ đồ kết cấu động học Công dụng phân loại Máy phay vạn 6H82 Đầu phân độ vạn có đĩa chia độ Hướng dẫn thực tập Bài Máy bào – xọc Máy bào Máy bào ngang 7A35 Máy xọc Hướng dẫn thực tập Bài Máy mài Cơng dụng phân loại Máy mài trịn ngồi Máy mài trịn Máy mài khơng tâm Máy mài phẳng Bài Máy điều khiển theo chương trình số Tổng quan máy cơng cụ điều khiển theo chương trình số Các loại máy điều khiển theo chương trình số Cộng 6 3 3 0,5 0,5 1 0,25 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 0,25 1 0,25 0,5 0,5 0,75 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 2 1 1 2 1 0 1 1 30 20 BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY CẮT KIM LOẠI Mã bài: MH17-01 Giới thiệu: Những máy cơng cụ dùng để biến đổi hình dáng của vật thể kim loại cách lấy phần thể tích vật thể với dụng cụ chuyển động khác gọi máy cắt kim loại Mục tiêu: - Phân loại máy công cụ theo tiêu chuẩn Việt Nam ISO - Giải thích ký hiệu máy - Trình bày chuyển động máy công cụ - Viết phương trình xích truyền động - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung chính: Khái niệm máy cắt kim loại Máy tất công cụ hoạt động theo nguyên tắc học dùng làm thay đổi cách có ý thức hình dáng vị trí của vật thể Cấu trúc, hình dáng kích thước của máy khác Tùy theo đặc điểm sử dụng của nó, phân thành hai nhóm lớn: - Máy dùng để biến đổi lượng từ dạng sang dạng khác cho thích hợp với việc sử dụng gọi máy biến đổi lượng - Máy dùng để thực cơng việc gia cơng khí gọi máy công cụ Những máy công cụ dùng để biến đổi hình dáng của vật thể kim loại cách lấy phần thể tích vật thể với dụng cụ chuyển động khác được gọi máy cắt kim loại Theo tiêu chuẩn Việt Nam Máy công cụ bao gồm năm loại: - Máy cắt kim loại - Máy gia công gỗ - Máy gia công áp lực - Máy hàn - Máy đúc Vật thể cần làm biến đổi hình dạng gọi phơi hay chi tiết gia cơng Phần thể tích lấy của vật thể gọi phoi Dụng cụ dùng để lấy phoi khỏi chi tiết gia công gọi dao cắt Các dạng bề mặt gia cơng - Dạng bề mặt có đường chuẩn đường trịn: Hình 1.1 Bề mặt chi tiết hình trụ, hình Hình 1.2 Hình tang trống, ren Các bề mặt tạo thành đường sinh đường thẳng, đường cong đường gấp khúc chuyển động tương đối xung quanh đường chuẩn tròn, với đặc trưng có trục chuẩn đối xứng tâm đối xứng - Dạng bề mặt có đường chuẩn đường thẳng: Các bề mặt tạo thành đường sinh đường thẳng, đường cong đường gấp khúc chuyển động trượt đường chuẩn đường thẳng Hình 1.3 Đường chuẩn thẳng - Các dạng bề mặt đặc biệt: Các dạng bề mặt đặc biệt bề mặt khơng gian phức tạp có đường chuẩn đường cong đường thẳng, đường sinh đường thẳng đường thân khai,…Tuy nhiên, việc phân biệt đường sinh đường chuẩn có tính chất tương đối Hình 1.4 Bề mặt đặc biệt Các phương pháp tạo hình - Phương pháp chép hình: Phương pháp chép hình phương pháp cho lưỡi dao cắt trùng với đường sinh của bề mặt chi tiết gia công, bề mặt gia cơng hình thành đường sinh chuyển động dọc theo đường chuẩn Hình 1.5 Phương pháp tạo hình - Phương pháp theo vết: Bề mặt gia cơng hình thành tổng hợp vết chuyển động của lưỡi cắt tạo nên - Phương pháp bao hình: Phương pháp bao hình phương pháp tạo hình cho lưỡi cắt chuyển động, ln tạo thành nhiều đường, nhiều bề mặt tiếp tuyến liên tục với bề mặt gia cơng Quĩ tích của tiếp điểm đường sinh của bề mặt gia cơng (hay cịn gọi hình bao của lưỡi cắt) Bề mặt tạo hình khơng phụ thuộc vào hình dáng của lưỡi cắt Chuyển động tạo hình - Định nghĩa: Chuyển động tạo hình bao gồm chuyển động tương đối dao phơi để hình thành bề mặt gia cơng Chuyển động tạo hình thường chuyển động vòng chuyển động thẳng Trong chuyển động tạo hình bao gồm nhiều chuyển động mà vận tốc của chúng phụ thuộc lẫn Các chuyển động gọi chuyển động thành phần - Phân loại chuyển động tạo hình: Phân loại theo mối quan hệ chuyển động: + Chuyển động tạo hình đơn giản: chuyển động có cấu chấp hành khơng phụ thuộc vào Hình 1.6 Tạo hình đơn giản + Chuyển động tạo hình phức tạp: chuyển động có cấu chấp hành phụ thuộc vào Hình 1.7 Tạo hình phức tạp Hình 1.8 Tạo hình hỗn hợp + Chuyển động tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp: chuyển động có chuyển động cho cấu chấp hành phụ thuộc không phụ thuộc vào Sơ đồ kết cấu động học Định nghĩa: Sơ đồ kết cấu động học loại sơ đồ quy ước, biểu thị mối quan hệ chuyển động tạo hình ký hiệu cấu nguyên lý máy, vẽ nối tiếp hình thành sơ đồ, đường truyền động của máy Được gọi sơ đồ kết cấu động học Trong sơ đồ kết cấu động học có nhiều xích truyền động để thực chuyển động tạo hình Hình 1.9 Sơ đồ kết cấu động học Phân loại sơ đồ kết cấu động học: - Sơ đồ kết cấu động học đơn giản: Là sơ đồ kết cấu động học thực chuyển động tạo hình đơn giản, bao gồm xích truyền động, thực chuyển động độc lập không phụ thuộc vào nhau, máy phay, máy khoan, máy mài,… Hình 1.10 Kết cấu động học đơn giản - Sơ đồ kết cấu động học phức tạp: Là sơ đồ kết cấu có chuyển động tạo hình phức tạp, bao gồm việc tổ hợp hai số chuyển động tạo hình phụ thuộc vào hình thành bề mặt gia cơng Hình 1.11 Kết cấu động học phức tạp - Sơ đồ kết cấu động học hỗn hợp: Bao gồm xích tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp Sơ đồ động học của máy phay ren vít đặc trưng cho loại xích tạo hình Hình 1.12 Kết cấu động học hỗn hợp Chuyển động phân độ Chuyển động phân độ chuyển động nối tiếp chuyển động tạo hình để gia cơng bề mặt giống với bề mặt cũ Chuyển động phân độ gồm có phân độ gián đoạn phân độ liên tục - Phân độ gián đoạn: thực tạo hình xong bề mặt, quay phân độ để gia cơng bề mặt Ví dụ: phân độ gia cơng bánh dao phay chép hình - Phân độ liên tục: trình phân độ xảy liên tục gia cơng Ví dụ: gia cơng bánh phương pháp bao hình (phơi dao quay liên tục để tạo bánh răng) 10 - Chạy dao dọc dầu ép: Có trạng thái làm việc của cấu công tác xilanh – piston 8: Trạng thái làm việc, trạng thái tải trạng thái hãm + Trạng thái làm việc: Dầu qua bơm theo đường ống rẽ sang trái vào van đảo chiều dẫn vào buồng phải xilanh đẩy piston chuyển động bàn máy từ phải sang trái Khi vấu 15 chuyển động tới gạt tay đòn 13 sang trái đẩy piston van đảo chiều sang trái, thay đổi vị trí đóng mở đường dầu, dầu cao áp dẫn từ bơm truyền vào buồng trái của xilanh đẩy piston sang phải bàn máy, máy đảo chiều chuyển động từ trái sang phải vấu 15 (ở phía trái) gạt địn 13 sang phải, bàn máy tiếp tục đảo chiều,… + Trạng thái hãm: Dầu qua van rẽ theo hai đường Một đường vào buồng phải xilanh 8, đường vào van 9, trở van vào buồng trái xilanh + Trạng thái tải: Dầu qua van an toàn 11 bể dầu, gạt van để dầu bể dầu - Chạy dao ngang Sk dầu ép, không liên tục: Dầu cao áp từ bơm dẫn tới ngã tư rẽ sang phải vào van trượt 16, vấu 15 ấn vào tay gạt hạ piston 16 xuống qua đẩy piston mang cóc đầu cần 17 làm bánh cóc quay truyền qua cặp bánh 24 30 -vít me t = 8mm quay, ụ mài thực Sk Khi bàn máy chuyển động, vấu 80 72 15 rời tay gạt, lò xo đẩy piston 16 lên trên, đường dầu bị ngắt, dừng chạy dao ngang Hình 7.3 Sơ đồ động máy mài 315 Máy mài trịn 3.1 Đặc điểm phận Máy mài trịn dùng để mài tinh lỗ có dạng trụ côn, dùng mài mặt đầu Đường kính lớn của lỗ gia cơng máy từ 25  800mm, với độ nhẵn bề mặt Ra = 1,6 61 Hình 7.4 Sơ đồ chuyển động máy mài tròn Tuỳ thuộc vào vị trí của trục, phân máy mài trịn thành hai loại: máy mài tròn ngang đứng Chuyển động tạo hình máy mài trịn bao gồm chuyển động: Chuyển động chính, chuyển động chạy dao vòng, chuyển động chạy dao dọc chuyển động chạy dao ngang Các phận của máy mài tròn chi tiết quay: Thân máy 1, ụ gá chi tiết 2, ụ đá 3, tay quay 7, tay gạt dùng đảo chiều bàn máy, tay quay 10 di chuyển bàn máy tay Các phận máy mài tròn chuyển động hành tinh: Thân máy 1, ụ đầu mài 2, cụm truyền động 3, trục đá mài quay trịn Hình 7.6 Máy mài trịn trục đứng Hình 7.5 Máy mài trịn trục ngang 3.2 Máy mài tròn 3K228B - Chuyển động chính: n đc1 250 = n đá mài 60 - Chuyển động chạy dao vòng v1 n đc3 90 = n phôi 225 - Chuyển động chạy dao dọc s1 Do hệ thống thuỷ lực thực với xilanh truyền lực 11 Chuyển động thực tay 62 - Chuyển động chạy dao ngang s2 Được thực trục vít me t = 6mm mang ụ đá mài di động ngang Chuyển động chạy dao ngang thực tay tự động nhờ hệ thống thuỷ lực Máy mài khơng tâm Hình 7.7 Sơ đồ động máy 3K228B 4.1 Công dụng đặc điểm máy mài không tâm Dùng để gia cơng mặt trụ ngồi liên tục mặt trụ của chi tiết khơng có lỗ định tâm, điều kiện sản xuất hàng loạt lớn hàng khối Máy mài không tâm chủ yếu gia cơng chi tiết hình trụ có đường kính khơng đổi, chi tiết hình trụ ngắn có gờ Ngồi cịn dùng để mài bề mặt định hình, bề mặt cơn, mặt xoắn, So với máy mài trịn ngồi, máy mài khơng tâm có ưu điểm sau: - Năng suất cao giảm thời gian phụ kẹp phơi, q trình gia cơng thực liên tục từ chi tiết sang chi tiết khác - Gia công chi tiết dài không bị cong - Công nhân điều khiển không cần thợ bậc cao Nhược điểm: - Khó đạt độ đồng tâm lỗ lỗ ngồi - Khơng thể gia cơng chi tiết có rãnh theo chiều trục mặt ngồi 4.2 Ngun lý mài khơng tâm - Ngun lý mài khơng tâm mặt ngồi Đá mài có dạng hình trụ để mài chi tiết Bánh dẫn có hình n ngựa làm cho phơi đặt đỡ nằm đá mài bánh dẫn quay tròn tịnh tiến dọc theo máng dẫn Để tránh kẹt, chi tiết gia công cần đặt cao đường nối liền tâm hai đá đoạn h = (0,15-0,25)d khơng q 10-12mm (d: đường kính chi tiết gia cơng) 63 Mài khơng tâm mặt ngồi thường dùng phương pháp: Mài dọc, mài ngang, mài với gối tì: Hình 7.8 Ngun lý mài khơng tâm ngồi + Mài dọc Dùng gia cơng chi tiết có đường kính khơng đổi suốt chiều dài Để thực chạy dao dọc, trục của đá dẫn phải đặt nghiêng góc  so với trục của chi tiết gia công Nếu vận tốc của đá dẫn V2, phôi chuyển động với hai thành phần ++Tốc độ chạy dao vòng V3: V3 = V2cos ++Lượng chạy dao dọc S = V2sin Khi mài thô  = 1,5-60, mài tinh  = 0,5 – 1,50 + Mài ngang Dùng gia cơng chi tiết hình trụ ngắn, có gờ, chi tiết hình định hình với biên dạng của đá mài đá dẫn tương ứng Phơi đưa từ xuống, tì vào đỡ nên không cần chuyển động chạy dao dọc mà cần chuyển động chạy dao vòng Đá mài bánh dẫn chuyển động hướng kính + Mài với gối tì Dùng gia cơng chi tiết có gờ Các chuyển động cần thiết giống mài dọc, chuyển động dọc bị gối tì hạn chế Sau chi tiết gia cơng chạm gối tì 5, đá dẫn rời đá mài chi tiết rời khỏi vị trí gia cơng - Ngun lý mài khơng tâm mặt trong: Hình 7.9 Ngun lý mài khơng tâm 64 Để đảm bảo độ đồng tâm mặt trụ ngồi, chi tiết cần gia cơng trước mặt ngồi xác để làm mặt chuẩn Loại máy dùng phổ biến để gia công chi tiết có thành mỏng 4.3 Máy mài khơng tâm 3182 -Xích chuyển đơng n đc1 178 135 = n đá mài 255 135 -Xích bánh dẫn n đc2 = n đá mài dẫn 21 Hình 7.10 Sơ đồ động máy 3182 Máy mài phẳng 5.1 Công dụng phân loại Máy mài phẳng máy dùng để mài tinh mài thô mặt phẳng mặt trụ mặt đầu của đá mài Ở máy mài phẳng, chi tiết gia công cố định bàn máy học điện từ Bàn máy hình chữ nhật, thực chuyển động tịnh tiến hình trịn, thực chuyển động chạy dao vịng Độ xác gia cơng đạt ±10µm độ dài 2m, chi tiết ngắn đạt ±5µm Tuỳ vào vị trí trục đá mài, chia máy mài phẳng thành loại: - Máy mài phẳng trục ngang - Máy mài phẳng trục đứng - Máy mài phẳng đặc biệt 5.2 Máy mài phẳng trục ngang 3E711B Các chuyển động của máy bao gồm: Chuyển động của đá mài tạo tốc độ cắt, chuyển động chạy dao ngang, chuyển động chạy dao đứng chuyển động chạy dao dọc - Xích chuyển động chính: n đc1 194 = n đá mài 105 - Xích chạy dao ngang: 65 n đc2 34 60 tn = Sn 100 100 - Xích chạy dao đứng n đc3 34 100 L2(phải).L3(điện từ) tđ = Sđ 100 100 30 - Xích chạy dao dọc: Do hệ thống thuỷ lực thực Hình 7.11 Sơ đồ động máy mài phẳng 3E711B Trọng tâm cần ý bài: - Đặc điểm chuyển động của máy mài trịn ngồi, mài trịn - Sơ đồ kết cấu động học của máy mài trịn ngồi, máy mài tròn - Đặc điểm nguyên lý hoạt động của máy mài khơng tâm - Xích truyền động máy mài không tâm - Nguyên lý hoạt động sơ đồ kết cấu động học máy mài phẳng Câu hỏi ơn tập 7: 1.Trình bày cơng dụng máy mài trịn ngồi, trịn trong, mài phẳng Phân tích xích truyền động máy mài trịn ngồi 315, máy mài trịn 3K228B Trình bày ngun lý hoạt động máy mài khơng tâm Phân tích xích truyền động máy mài không tâm 3182 Nguyên lý hoạt động xích truyền động máy mài phẳng 3E711B  Thảo luận nhóm: Theo hướng dẫn của giáo viên, tổ chức chia nhóm - sinh viên Các nhóm có nhiệm vụ tìm hiểu giải cơng việc sau: - Tìm hiểu nguyên lý làm việc của cấu công tác xilanh-piston cấu tạo chuyển động chạy dao dọc dầu ép của máy mài tròn 315 - Kết hợp sơ đồ động sơ đồ cấu để phân tích nguyên lý hoạt động của cấu ba trạng thái: làm việc, trạng thái tải trạng thái hãm 66 - Các nhóm thực tập độc lập, sáng tạo, trao đổi nhóm cách phù hợp, hiệu Nếu thấy cần thiết trao đổi với giáo viên hay số điểm - Báo cáo kết sau hoàn thành Yêu cầu đánh giá kết học tập Nội dung - Về kiến thức: + Trình bày cơng dụng ngun lý hoạt động số loại máy mài thông dụng + Trình bày phương trình xích tốc độ, xích chạy dao máy mài trịn ngồi 315, máy mài phẳng 3E711B - Về kỹ năng: + Phân tích xích tryền động máy mài trịn ngồi, máy mài trịn trong, máy mài phẳng thông dụng -Về lực tự chủ trách nhiệm: Tính kỷ luật, tự chủ, tích cực học tập Phương pháp đánh giá - Về kiến thức: Được đánh giá hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm - Về kỹ năng: Đánh giá thông qua tập cá nhân tập nhóm Người học sử dụng phương pháp thuyết trình phân tích giải vấn đề trước tập thể lớp - Về lực tự chủ trách nhiệm: Đánh giá tác phong học tập 67 BÀI 8: MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ Mã bài: MH17-08 Giới thiệu: Máy cơng cụ điều khiển theo chương trình số cho phép nâng cao suất độ xác gia cơng Để sử dụng máy công cụ điều khiển số phải biết lập quy trình cơng nghệ loại chi tiết, hiểu rõ cấu trúc của máy biết lập trình gia công loại máy Mục tiêu: - Mô tả tổng quan máy điều khiển theo chương trình số - Trình bày thành phần của máy điều khiển theo chương trình số - Trình bày ưu nhược điểm của máy điều khiển theo chương trình số sơ với máy cắt gọt kim loại vạn - Phân loại máy CNC thơng dụng - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung chính: Tổng quan máy cơng cụ điều khiển chương trình số Ở máy cắt thông thường, việc điều khiển chuyển động thay đổi vận tốc của phận máy thực tay Với cách điều khiển này, thời gian phụ lớn, nên nâng cao suất lao động Để giảm thời gian phụ, cần thiết tiến hành tự động hóa q trình điều khiển Trong sản xuất hàng khối, hàng loạt lớn, từ lâu người ta dùng phương pháp gia cơng tự động với việc tự động hóa q trình điều khiển vấu tỳ, mẫu chép hình, cam trục phân phối,…Đặc điểm của loại máy tự động rút ngắn thời gian phụ, thời gian chuẩn bị sản xuất dài Nhược điểm không đáng kể sản xuất với khối lượng lớn Trái lại, với lượng sản xuất nhỏ, mặt hàng thay đổi thường xuyên, loại máy tự động trở nên khơng kinh tế Do cần phải tìm phương pháp điều khiển Yêu cầu thực với việc điều khiển theo chương trình số Đặc điểm quan trọng của việc tự động hóa q trình gia cơng máy CNC đảm bảo cho máy có tính vạn cao Điều cho phép gia cơng nhiều loại chi tiết, phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt nhỏ hàng loạt vừa, mà 70% sản phẩm của ngành chế tạo máy chế tạo điều kiện Máy cơng cụ điều khiển chương trình số - viết tắt máy NC (Numerical Control) máy tự động điều khiển (vài hoạt động toàn hoạt động), hành động điều khiển sản sinh sở cung cấp liệu dạng Lệnh Các Lệnh hợp thành chương trình làm việc Chương trình làm việc ghi lên cấu mang chương trình dạng Mã số Cơ cấu mang chương trình băng đột lỗ, băng từ, nhớ máy tính Các hệ đầu, máy NC sử dụng cáp logic hệ thống Phương pháp điều khiển theo điểm đoạn thẳng, tức khơng có quan hệ hàm số chuyển động theo tọa độ Việc điều khiển mang tính “cứng” nên chương trình đơn giản chi gia công chi tiết đơn giản gia công lỗ, gia công đường thẳng song song với chuyển động mà máy có Các hệ sau, hệ điều khiển của máy NC đã cài đặt cụm vi tính, vi xử lý việc điều khiển lúc phần lớn hoàn toàn “mềm” 68 Phương pháp điều khiển theo đường biên, tức có mối quan hệ hàm số chuyển động theo hướng tọa độ Các máy NC gọi CNC (Computer Numerical Control) Chương trình soạn thảo tỉ mỉ gia cơng chi tiết có hình dáng phức tạp Hiện máy CNC đã dùng phổ biến 1.1 Cấu trúc hệ thống máy CNC Hình 9.1 Cấu trúc máy phay NC Hệ thống máy CNC gồm phần chính: - Chương trình gia cơng - Thiết bị đọc chương trình - Bộ điều khiển máy - Hệ thống truyền động - Máy công cụ - Hệ thống phản hồi 1.2 Khả máy CNC Về bản, máy gia cơng CNC thực công việc sau: - Nhập liệu - Biên tập chương trình - Lưu trữ chương trình - Kiểm tra chương trình - Chẩn đốn lỗi - Hiển thị chương trình mơ đồ họa q trình gia cơng - Tiện ích giao tiếp - Quản lý liệu - Cài đặt hệ tọa độ hệ đơn vị - Có khả tính tốn, xử lý số liệu - Bù trừ đường kính chiều dài dao - Nội suy hình học 69 1.3 Ưu nhược điểm máy CNC Ưu điểm: - Độ xác độ xác lập lại cao - Đáp ứng nhanh nhu cầu thị trường, gia công nhiều bề mặt phức tạp - Nâng cao suất - Giảm giá thành điều hành gián tiếp - Thuận lợi cho việc tự động hóa q trình sản xuất Nhược điểm: - Chi phí đầu tư ban đầu cao - Chi phí lập trình máy tính kèm theo - Chi phí bảo trì cao 1.4 Các loại máy CNC Ngày nay, nhiều loại máy CNC đã nghiên cứu ứng dụng rộng rãi chế tạo khí như: - Máy phay CNC - Máy tiện CNC -Máy gia công tia lửa điện dùng điện cực nhúng - Máy gia công tia lửa điện CNC dùng dây cắt - Máy khoan CNC - Máy mài CNC - Máy đo tọa độ CNC Các loại máy điều khiển theo chương trình số 2.1 Máy Tiện Cấu trúc máy tiện CNC Hình 9.2 Cấu tạo chung máy tiện CNC Máy tiện CNC trục điều khiển Có nhiều loại máy tiện CNC khác nhau, từ loại đơn giản với hai trục tọa độ đến trung tâm gia cơng nhiều trục Một cách tổng qt, chia làm loại sau: - Máy tiện trục - Máy tiện trục - Máy tiện trục 70 Các trục tọa độ máy tiện chiều trục trình bày hình Trong đó, trục Z trùng với trục máy có tác dụng di chuyển bàn xe dao theo hướng dọc trục, trục X vng góc với trục Z di chuyển bàn xe dao theo phương ngang Chiều trục tọa độ xác định sau: +Z: Bàn xe dao dọc trục di chuyển xa mâm cặp -Z: Bàn xe dao dọc trục di chuyển lại gần mâm cặp +X: Bàn xe dao ngang di chuyển xa trục -X: Bàn xe dao ngang di chuyển lại gần trục Hình 9.3 Hệ tọa độ máy tiện CNC 2.2 Máy phay CNC Cấu trúc máy phay CNC Hình 9.4 Các phận máy phay CNC Máy phay CNC trục điều khiển Có nhiều loại máy phay CNC khác nhau, từ loại đơn giản với ba trục tọa độ đến trung tâm gia công nhiều trục 71 Hình 9.5 Hệ tọa độ máy phay CNC Vấn đề quan trọng phải xác định chuyển động của trục tọa độ máy mối quan hệ chúng với hệ tọa độ định nghĩa điều khiển 2.3 Máy cắt dây tia lửa điện (EDM) Hình 9.6 Nguyên lý cắt dây Hình 9.7 Sản phẩm cắt dây Tổng quan gia công tia lửa điện 72 Cách gần 200 năm, nhà nghiên cứu người Anh Toseph Priestley (1733 1809) thí nghiệm của đã phát thấy có hiệu ăn mịn vật liệu gây phóng điện Trong nửa đầu kỷ 20, nhu cầu vật liệu lâu mòn tăng lên không ngừng nước công nghiệp phát triển Nhưng vấn đề gia cơng vật liệu cơng nghệ thơng thường khó khăn, nhiều không thực Phương pháp gia công tia lửa điện (Electric Discharge Machining – EDM) phát triển vào năm 1943 Liên Xô hai vợ chồng người Nga trường Đại học Moscow Giáo sư - Tiến sĩ Boris Lazarenko Tiến sĩ Natalya Lazarenko Nguyên tắc của phương pháp bắn phá chi tiết để tách vật liệu nguồn lượng nhiệt lớn sinh cho hai điện cực tiến gần Trong hai điện cực này, đóng vai trị dao đóng vai trị phơi q trình gia cơng Cho đến q trình EDM đã phát triển rộng rãi nước phát triển Nhiều loại máy hoạt động lĩnh vực EDM đã sản xuất với nhiều kiểu khác để phục vụ mục đích khác Nó đưa quy dạng sau: + Gia công tia lửa điện dùng điện cực định hình: Gọi tắt phương pháp “xung định hình” Điện cực hình khơng gian bất kì, in hình của lên phơi tạo lịng khn thường dùng để tạo hình chi tiết đục lỗ khơng thơng + Gia công tia lửa điện cắt dây: Điện cực sợi dây kim loại mảnh quấn liên tục chạy dọc theo contour xác định Nguyên lý gia công tia lửa điện cắt dây: Cắt dây tia lửa điện hình thức đặc biệt của gia công tia lửa điện Điểm khác cắt dây tia lửa điện xung điện (gia cơng điện cực thỏi) thay sử dụng điện cực thỏi có hình dạng phức tạp WEDM điện cực sợi dây có đường kính từ 0,1 – 0,3mm Dây liên tục chạy theo biên dạng cho trước, cắt bề mặt 2D 3D phức tạp Dây cắt dẫn hướng thông qua hai cấu dẫn hướng Tùy vào đường kính của dây mà đường kính của lỗ cấu dẫn hướng có giá trị phù hợp Thường nhà cung cấp kèm theo máy số cấu dẫn hướng thích hợp cho vài loại cỡ đường kính dây cắt Trọng tâm cần ý bài: - Cấu trúc hệ thống máy CNC - Phân loại, khả công nghệ ưu nhược điểm của máy CNC - Cấu trúc máy tiện CNC trục điều khiển - Cấu trúc máy phay CNC trục điều khiển - Tổng quan gia công tia lửa điện nguyên lý gia công tia lửa điện cắt dây Câu hỏi ôn tập 8: Trình bày cấu trúc máy CNC, nêu ưu nhược điểm máy CNC Trình bày hệ trục tọa độ máy phay CNC, thông số gia cơng phay CNC Trình bày ngun lý gia công tia lửa điện cắt dây  Thảo luận nhóm: 73 Theo hướng dẫn của giáo viên, tổ chức chia nhóm - sinh viên Các nhóm có nhiệm vụ tìm hiểu giải cơng việc sau: - Tìm hiểu máy cắt kim loại điều khiển theo chương trình số có xưởng thực hành của nhà trường - Tìm hiểu thơng số kỹ thuật, khả công nghệ của máy phay CNC Ameraseiki AV-710L, máy tiện CNC Young Tech YT-200L, máy cắt dây Aristech DW-35 - Các nhóm thực tập độc lập, sáng tạo, trao đổi nhóm cách phù hợp, hiệu Nếu thấy cần thiết trao đổi với giáo viên hay số điểm - Báo cáo kết sau hoàn thành Yêu cầu đánh giá kết học tập Nội dung -Về kiến thức: Trình bày cấu tạo chung máy tiện, phay CNC, hệ trục tọa độ của máy - Về kỹ năng: Phân tích nguyên lý gia công máy CNC - Về lực tự chủ trách nhiệm: Kỷ luật, trách nhiệm tích cực chủ động học tập Phương pháp đánh giá - Về kiến thức: Được đánh giá hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm - Về kỹ năng: Đánh giá thông qua tập cá nhân tập nhóm Người học sử dụng phương pháp thuyết trình phân tích giải vấn đề trước tập thể lớp - Về lực tự chủ trách nhiệm: Đánh giá tác phong học tập 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Ngọc Cẩn Máy cắt kim loại NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2005 Nguyễn Trọng Hiệp Thiết kế chi tiết máy NXB Giáo Dục, 2005 Trần Văn Địch Công nghệ CNC NXB Khoa học kỹ thuật, 2007 Tạ Duy Liêm Hệ thống điều khiển số NXB Khoa học kỹ thuật, 1999 75