Giáo trình Máy cắt và máy điều khiển theo chương trình số (Nghề Công nghệ kỹ thuật cơ khí)

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI GIÁO TRÌNH Tên mơn học: Máy cắt máy điều khiển theo chương trình số NGHỀ: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: , ngày tháng năm Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Công nghiệp Thương mại Vĩnh Phúc, năm 2018 MỤC LỤC CHƯƠNG - GIỚI THIỆU CHUNG Kí hiệu phân loại máy cắt kim loại TRANG Các loại chuyển động máy cắt kim loại Tỉ số truyền công thức tính Phương pháp tính bánh thay 14 CHƯƠNG - CÁC CƠ CẤU ĐIỂN HÌNH Các cấu truyền dẫn sử dụng hộp tốc độ 16 Các cấu truyền dẫn sử dụng hộp bước tiến 20 Cơ cấu vi sai 23 Cơ cấu truyền động thẳng – chu kỳ 24 Cơ cấu đảo chiều 26 CHƯƠNG - MÁY TIỆN REN VÍT Giới thiệu chung 29 Máy tiện 1K62 30 Điều chỉnh máy tiện 1K62 34 CHƯƠNG - MÁY KHOAN Giới thiệu chung 41 Máy khoan đứng 2135 41 Máy khoan cần ngang 2B56 44 CHƯƠNG - MÁY DOA Giới thiệu chung 49 Máy doa ngang 2620B 50 CHƯƠNG - MÁY PHAY Giới thiệu chung 54 Máy phay ngang 6H82 56 Phụ tùng máy phay 58 CHƯƠNG - MÁY BÀO, XỌC, CHUỐT Giới thiệu chung 64 Máy bào 64 Máy xọc 743 68 Máy chuốt 69 CHƯƠNG - MÁY MÀI Giới thiệu chung 74 Máy mài trịn ngồi 315 74 Máy mài vơ tâm Máy mài lỗ 77 79 Máy mài phẳng 82 CHƯƠNG - MÁY GIA CÔNG RĂNG Các phương pháp gia công 87 Máy xọc 514 88 Máy phay lăn 5Б32 94 Máy gia công tinh 96 CHƯƠNG 10 - MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ Giới thiệu chung 101 Các đặc trưng máy điều khiển theo chương trình số 102 Các loại máy điều khiển theo chương trình số thơng dụng 103 TÊN MÔN HỌC: MÁY CẮT VÀ MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ Mã mơn học: MHTC17021021 Thời gian môn học: 45 giờ; (Lý thuyết: 42 giờ; KT: 3giờ) 1.Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: Vị trí: Mơn học Máy cắt máy điều khiển theo chương trình số bố trí dạy song song với môn học, sinh viên phải học xong môn học vẽ kỹ thuật, dung sai, công nghệ chế tạo máy, nguyên lý chi tiết máy, sức bền tiền đề để học Công nghệ chế tạo máy Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề thuộc môn học, mô đun đào tạo nghề; Ý nghĩa vai trị: Mơ đun Máy cắt máy điều khiển theo chương trình số chương trình Cắt gọt kim loại có ý nghĩa vai trị quan trọng, giúp cho SV có kiến thức chuyển động học ngành khí chế tạo, từ xác định phương pháp tạo hình, chuyển động tạo hình, hình thành sơ đồ kết cấu động học máy 2.Mục tiêu môn học: Sau học xong môn họcnày, học sinh có khả năng: Kiến thức: Nhằm trang bị kiến thức cấu điển hình thiết bị dùng máy công cụ: công dụng, nguyên lý hoạt động, gá lắp, sơ đồ động máy thông dụng máy chuyên dùng Biết cách tính tốn phân độ, điều chỉnh phân độ, cắt ren, gia công dạng sản phẩm máy Kỹ năng: - Sau học xong , học sinh đọc sơ đồ động, sơ đồ nguyên lý máy, từ hiểu nguyên lý làm việc máy, vận hành sửa chữa máy - Tính toán, điều chỉnh thiết kế phân độ - Đọc viết phương trình đường truyền, phương trình điều chỉnh tóc độ - Hình thành ý tưởng thiết kế, cải tiến máy sống, sản xuất Năng lực tự chủ trách nhiệm:Rèn luyện tính tỉ, mỉ xác Nội dung mơn học: Số TT I Tên chương, mục Giới thiệu chung 1.Kí hiệu phân loại máy cắt kim loại Các phương pháp tạo hình bề mặt 3.Các loại chuyển động máy cắt kim loại 4.Đặc tính kỹ thuật máy cắt kim loại II Cấu trúc nhân truyền dẫn Phương pháp tính bánh thay Các cấu điển hình máy Các cấu truyền dẫn sử dụng hộp tốc độ Các cấu truyền dẫn sử dụng hộp bước tiến Cơ cấu vi sai III Cơ cấu truyền động thẳng –chu kỳ Cơ cấu đảo chiều Máy tiện ren vít Giới thiệu chung IV Máy tiện 1K62 Điều chỉnh máy tiện 1K62 Máy khoan Giới thiệu chung V Máy khoan đứng Máy khoan cần ngang 2B56 Máy doa VI Giới thiệu chung Máy doa 2620A Máy phay Giới thiệu chung VII Máy phay ngang 6H82 Phụ tùng máy phay Máy bào -xọc - chuốt Giới thiệu chung Máy bào 7A35 VIII Máy xọc 743 May chuốt Máy mài Tổng số Thời gian Lý Bài thuyết tập Kiểm tra* 5 4 3 0 5 0 5 0 IX X Giới thiệu chung Máy mài trịn ngồi 315 Máy mài vô tâm Máy mài lỗ 3K228B Máy mài phẳng Máy gia công Các phương pháp gia công Máy xọc 514 Máy phay lăn Máy gia công tinh Máy điều khiển chương trình số Giới thiệu chung Các thành phần máy điều khiển chương trình số Các loại máy điều khiển theo chương trình số thơng dụng Cộng 0 4 45 42 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Giới thiệu: Nội dung chương giới thiệu ký hiệu, phân loại số loại máy cắt kim loại chuyển động máy, công thức tính tỷ số truyền bánh thay 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 + Tính bánh thay + 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 1.1 Kí hiệu máy cắt kim lọai 1.1.1 Kí hiệu máy VN Mỗi nước có ký hiệu máy khác Tiêu chuẩn ngành khí nước ta TCVN-C1-63 quy định cách ký hiệu máy cắt kim loại Các thông số kích thước chúng tiêu chuẩn Ví dụ : T620, K135, P82… T: Nhóm máy tiện, 6: máy vạn 20: Kích thước phơi lớn gia cơng máy theo bán kính tính cm (hay Ømax = 400) 1.1.2 Kí hiệu máy cắt kim lọai Nga Nga ký hiệu tương tự Việt Nam Nhưng không dùng chữ mà thay số – Máy Tiện – Máy khoan, doa, tổ hợp – Máy mài 1.2 Phân lọai máy cắt kim lọai Thường 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 thường, máy cấp xác nâng cao, cao Cấp xác máy TCVN 17-42-75 quy định – Theo trọng lượng 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 2.1 Chuyển động a Chuyển động Tiêu thụ cơng suất lớn (5÷10kW), dùng để tạo tốc độ cắt + Với chuyển động quay trịn: V= Dn 1000 m/ph Trong đó: D: Đường 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] b Chuyển động chạy dao Tiêu thụ cơng suất bé (khoảng 5% cơng suất truyền động chính), chuyển động có ảnh hưởng đến suất độ bóng bề mặt gia cơng Ngồi phải kể đến chuyển động phụ cần thiết khác Chuyển động tạo hình bao gồm chuyển động tương đối dao phôi trực tiếp tạo bề mặt gia cơng Ví dụ: Q T chuyển động tạo hình (H1.1a) Có trường hợp : a) Tạo hình đơn giản: chuyển động độc lập Q (khơng 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 tương đối thực khâu nào, dao phơi Ngồi chuyển động tạo hình, máy cịn có chuyển động khác tiến, lùi dao nhanh, chuyển động phân độ , chuyển động phụ cần thiết để hồn tất q trình tạo hình c Chuyển động phân độ 2.2 Chuyển động phụ Các chuyển động lại Đặc tính kỹ thuật máy cắt kim loại 4.1.Đặc tính kích thước Thơng số đặc trưng máy khác nhau: Máy phay: Kích thước bàn máy Máy tiện: Đường kích Dphơi max, Chiều dài gá dao 4.2 Chuỗi số vòng quay lượng chạy dao 4.2 Đặc tính vận tốc Cấu trúc nhân truyền dẫn 5.1 Công thức cấu trúc nhân Mặc phép biến đổi phân cấp tốc độ, cách sử dụng dãy tốc độ tuân theo quy tắc cấp số nhân, hạn chế tổn thất Phạm vi biến tổi tốc độ mở rộng ghép nối nhóm truyền (các khối bánh di trượt) Số cấp tốc độ: i z   pi φ: công bội chuỗi cấp số nhân Giá trị tiêu chuẩn hóa Dãy cấp số nhân từ n1 = nmin ÷ nn = nmax vịng/ phút Vậy giá trị vòng quay n2 = φ n1 nn = φZ-1 n1 5.2 Phạm vi điều chỉnh Truyền động phân cấp với truyền bánh sử dụng rộng rãi Phạm vi biến đổi tốc độ: R  nmax nmin Phương pháp tính bánh thay 6.1 Các phương pháp phân tích bánh thay Điều chỉnh máy để cắt ren có bước tp: Theo sơ đồ ta có: – Lượng di động tính tốn: 1vịng trục → – Phương trình xích động: 1vịng t/c icđ – Công thức điều chỉnh: Với yếu tố biết : tp, icđ , tx ta tính trị số x từ phân tích thành bánh a,b a,b,c,d Để bánh lắp vào không chạm trục chúng cần thoả mãn điều kiện: a + b ≥ c + ( 15 ÷ 20 ) c + d ≥ b + ( 15 ÷ 20 ) Các bánh thay a,b,c,d phải chọn bánh thay máy sau: Bộ 4: 20,24,28 120 Bộ 5: 20,25,30 120 Các bánh đặc biệt: 47,97,127,157 Khi tính tốn điều chỉnh phải chuyển đổi đơn vị bước ren cần cắt khác hệ với bước vít me, phải chọn giá trị gần 1" π 6.1.1 Phương pháp phân tích thành thừa số nguyên tố Phân tích xác: => thừa số nguyên tố X = A/B (không giản ước được) VD: X = 299 / 396 X =13.23 / (2.2.3.3.11) = 13/2.3.3 x 23/11.2 Biến thành 4: x =13.4/18.4 x 23.4/22.4 X = a/b x c/d = 52/72 x 92/88 ĐKĂK: a+b>c+20; c+d>b+20 Phân tích gần đúng: PP chia ngược Khi khơng phân tích xác A/B = ao dư C, B/C= a1 dư D, C/D= a2 dư E…=>an => độ xác 91 Hình 9.11: Mài 4.4 Mài Mài là nguyên công gia công tinh để gia công bánh có yêu cầu chất lượng cao, có độ cứng bề mặt cao Mài thường 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 thực hai nguyên lý mài định hình mài bao hình a Mài định hình: Hình 9.12: Mài định hình Mài định hình phương 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 trục vít (giống dao phay lăn răng) Khi mài, đá chuyển động quay tròn chi tiết (bánh răng) quay cưỡng 92 theo xích truyền động xác Độ xác phương pháp phụ thuộc vào xích truyền động phụ thuộc vào việc sửa đá mài Phương pháp bao hình đạt độ xác cao thường 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? 93 CHƯƠNG 10: MÁY ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ Giới thiệu: Nội dung chương giới thiệu cấu tạo, đặc trưng máy điều khiển theo chương trình số loại máy điều khiển theo chương trình số thơng dụng Mục tiêu: - Mơ tả máy điều khiển theo chương trình số; - Trình bày thành phần máy điều khiển theo chương trình số; - 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 Giới thiệu chung * 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…) tương tự máy công cụ 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 lưu giữ hệ điều khiển số (NC, CNC) dạng chương trình NC * Phương thức nạp chương trình NC từ ngồi vào hệ NC, CNC thơng qua: - Bằng tay thông qua bảng điều khiển máy công cụ - Bằng tay thơng qua bàn phím máy tính nối với máy cơng cụ - Thơng qua vật mang tin như: + Băng đục lỗ, bìa đục lỗ, băng từ dùng cho hệ NC + Các đĩa compact (CD), đĩa mềm dùng cho hệ CNC - Giải pháp CAD/CAM-CNC liên hồn mà chương trình gia công NC soạn thảo tự động sở liệu CAD kết nối tương thích với hệ CAM trực tiếp truyền tới máy gia công CNC để thực 94 * Q trình gia cơng chi tiết máy NC, CNC 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 tính linh hoạt cao không giống máy điều khiển tự động theo chương 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 tính kinh tế cao với sản xuất loạt nhỏ Các đặc trưng máy điều khiển theo chương trình số Thời gian: Đặc trưng máy điều khiển số (NC, CNC) - Tự động hoá cao - Tốc độ dịch chuyển tốc độ quay lớn (hơn 1000 vòng/phút) - Độ xác cao (sai lệch kích thước