Giáo trình Máy cắt kim loại

1 LỜI NÓI ĐẦU Trong nghành cơ khí chế tạo máy thì máy công cụ có vai trò quyết định đến chất lượng chế tạo các chi tiết máy. Hiện nay do sự đa dạng hóa các sản phẩm cơ khí cũng như yêu cầu không ngừng nâng cao độ chính xác gia công nên ngành chế tạo máy ở Việt Nam bên cạnh việc sử dụng các máy công cụ truyền thống, cũng đã sử dụng các máy công cụ hiện đại điều khiển số CNC trong sản xuất. Máy công cụ của ngành chế tạo máy phần lớn là các máy cắt kim loại. Chủng loại và kích cỡ máy cắt kim loại ở nước ta rất phong phú và đa dạng do được nhập khẩu từ nhiều nước có trình độ công nghệ khác nhau. Việt Nam trong thời kỳ trước đổi mới cũng đã sản xuất được máy cắt gọt kim loại van năng như T630, T620, T616, P623, trên cơ sở các máy cắt gọt của Liên Xô cũ. Phần lớn các máy công cụ vạn năng ở Việt Nam có nguồn gốc từ Liên Xô cũ và các nước Đông Âu cũ, còn các máy công cụ hiện đại điều kiển số CNC được nhập khẩu từ nhiều nước như Trung Quốc, Nhật, Đài Loan, Đức, Mỹ Máy công cụ là một trong những môn học chuyên ngành của sinh viên ngành công nghệ cơ khí trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghiệp. Giáo trình máy công cụ được biên soan nhằm cung cấp một cách hệ thống các kiến thức cơ bản về máy công cụ phù hợp với nền công nghiệp Việt Nam nói chung và ngành chế tạo máy nói riêng, đồng thời có cập nhật các kiến thức về các máy công cụ hiện đại điều kiển số. Trong giáo trình máy cắt kim loại này đã sử dụng nhiều sách, giáo trình vè máy cắt kim loại của các tác giả như: PGS.TS Phạm Văn Hùng – PGS.TS Nguyên Phương, PGS. Phạm Đắc, Viện sỹ GS.TSKH. Nguyễn Anh Tuấn, GS.TS. Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS. Tạ Duy Liên. Giáo trình máy cắt kim loại do biên soạn lần đầu chắc chắn sẽ không tránh khỏi những nhược điểm và thiếu sót. Chúng tôi rất mong được các độc giả đóng góp ý kiến. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn! Những ý kiến đóng góp xin được gửi qua địa chỉ email Trungct@bcit.edu.vn 2 Chương 1. CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH TRONG MÁY CẮT KIM LOẠI 1.1. Khái niệm về máy cắt kim loại. Máy là tất cả những công 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, có thể phân thành hai nhóm lớn : - Máy dùng để biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác cho thích hợp với việc sử dụng được gọi là máy biến đổi năng lượng. - Máy dùng để thực hiện công việc gia công cơ khí được gọi là máy công cụ. 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 với những dụng cụ và chuyển động khác nhau được gọi là 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 là phôi hay chi tiết gia công. Phần thể tích được lấy đi của vật thể gọi là phoi. Dụng cụ dùng để lấy phoi ra khỏi chi tiết gia công gọi là dao cắt. 1.2. Các dạng bề mặt trong các sản phẩm cơ khí. Mỗi chi tiết thường có kích thước và hình dạng nhất định. Phần lớn các chi tiết được tạo bởi đường chuẩn và đường sinh rõ ràng. Bề mặt chi tiết thường là mặt tròn xoay, được tạo bởi một đường bất kỳ, được quay một vòng quanh một đường thẳng cố định. Đường bất kỳ đó được gọi là đường sinh của mặt tròn xoay. Đường thẳng cố định được gọi là trục quay của mặt tròn xoay. Một điểm thuộc đường sinh khi quay sẽ tạo thành một đường tròn có tâm nằm trên trục quay, đường đó gọi là đường chuẩn. - Nếu đường sinh là đường thẳng song song với trục quay, sẽ tạo thành mặt trụ tròn xoay - Nếu đường sinh là đường thẳng cắt trục quay, sẽ tạo thành mặt nón tròn xoay * Việc gọi đường chuẩn và đường sinh chỉ mang tính tương đối, mục đích là để dễ phân loại bề mặt chi tiết, từ đó tìm ra phương pháp gia công hợp lý. 1.2.1. Dạng bề mặt tròn xoay 3 1.2.2. Dạng mặt phẳng Quy ước đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh là đường bất kỳ. 1.2.3. Các dạng bề mặt khác Các dạng bề mặt ở đây thường là mặt không gian phức tạp như xoắn vít không gian, mặt cam, bánh răng Hình 1.2 Hình 1.1 4 Việc xác định đường chuẩn và đường sinh ở các bề mặt này chỉ mang tính chất tương đối. Có mặt đường chuẩn là đường thẳng còn đường sinh là đường cong gẫy khúc hoặc ngược lại Một chi tiết có thể là tổng hợp của các dạng bề mặt trên. Muốn gia công được các dạng bề mặt trên thì máy phải truyền cho dao và phôi các chuyển động tương đối để tạo ra đường chuẩn và đường sinh đó. Các chuyển động tương đối đó được gọi là chuyển động tạo hình. 1.3. Các chuyển động tạo hình của máy cắt kim loại – Sơ đồ kết cấu động học Chuyển động tạo hình là chuyển động bao gồm mọi chuyển động tương đối giữa dao và phôi để tạo hình bề mặt gia công (tạo ra đường chuẩn và đường sinh) Chuyển động tạo hình thường là chuyển động vòng và chuyển động thẳng. Trong chuyển động tạo hình có thể bao gồm nhiều chuyển động mà vận tốc của chúng phụ thuộc vào nhau, các chuyển động đó gọi là chuyển động thành phần. 1.3.1. Chuyển động tạo hình đơn giản Là chuyển động trong đó các cơ cấu chấp hành không phụ thuộc vào nhau, nghĩa là các chuyển động trong máy không ảnh hưởng đến nhau khi tạo hình. Ví dụ: Gia công mặt trụ ngoài khi tiện (hình 1.4a), khoan lỗ (1.4b), mài tròn ngoài (1.4c) thì tất cả các chuyển động trong máy đều độc lập nhau, đó chính là các chuyển động tạo hình đơn giản. ntc Sd a ntc Sd b Hình 1.3 c 5 1.3.2. Chuyển động tạo hình phức tạp Là chuyển động trong đó các cơ cấu chấp hành phụ thuộc vào nhau (Các chuyển động trong máy có quan hệ ràng buộc với nhau theo 1 quy luật nhất định để tạo hình) Tiện ren: Q và T là chuyển động tạo hình phức tạp vì có quan hệ không đổi là: Trục chính mang phôi quay một vòng thì bàn dao mang dao sẽ tịnh tiến chiều dài bằng bước ren nhất định tp (mm). Tiện mặt côn: Q và T là tạo hình đơn giản T1, T2 là chuyển động tạo hình phức tạp để phối hợp thành T. Các chuyển động của các khâu chấp hành (dao và phôi) là các chuyển động tương đối vì có thể được thực hiện bởi bất kỳ khâu nào, dao hoặc phôi. Ngoài chuyển động tạo hình, trong máy còn có các chuyển động khác như tiến, lùi dao nhanh, chuyển động phân độ, đây là các chuyển động phụ cần thiết để hoàn tất quá trình tạo hình. 1.2.3: Sơ đồ kết cấu động học 1.2.3.1: Định nghĩa: Sơ đồ kết cấu động học là một loại sơ đồ quy ước, biểu thị những mối quan hệ về các chuyển động tạo hình và các ký hiệu cơ cấu nguyên lý máy, vẽ nối tiếp hình thành sơ đồ, về đường truyền động của máy. Được gọi một sơ đồ kết cấu động học. Trong một sơ đồ(hình 1.6) kết cấu động học có nhiều xích truyền động để thực hiện các chuyển động tạo hình. Hình 1.5 t x ĐC n s Phôi Bàn dao i s i v Hình 1.6. Sơ đồ kết cấu động học 6 1.2.3.2:Phân loại sơ đồ kết cấu động học a/ Sơ đồ kết cấu động học đơn giản Là sơ đồ kết cấu động học (hình 1.7) thực hiện các chuyển động tạo hình đơn giản, bao gồm các xích truyền động, thực hiện các chuyển động độc lập không phụ thuộc vào nhau, như ở máy phay, máy khoan, máy mài b/ Sơ đồ kết cấu động học phức tạp: Là sơ đồ kết có các chuyển động tạo hình phức tạp (hình 1.8), bao gồm việc tổ hợp hai hoặc một số chuyển động hình phụ thuộc vào nhau hình thành bề mặt gia công. c/ Sơ đồ kết cấu động học hỗn hợp: Bao gồm xích tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp (hình 1.9). Sơ đồ kết cấu động học của máy phay ren vít là một đặc trưng cho loại xích tạo hình này t x ĐC1 n s Dao phay Bàn máy i 2 i 1 ĐC2 Hình 1.7. Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động đơn giản Hình 1.8. Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động phức tạp t x ĐC Q T Phôi Bàn dao i s i v t p 7 d/. Sơ đồ kết cấu động học hỗn hợp: Bao gồm xích tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp (hình 1.10). Sơ đồ kết cấu động học của máy phay ren vít là một đặc trưng cho loại xích tạo hình này. Ngoài các xích thực hiện chuyển động tạo hình trong máy cắt kim loại còn có xích phân độ. Nó không thực hiện chuyển động tạo hình nhưng lại cần thiết để hình thành các bề mặt gia công theo yêu cầu kỹ thuật như một gia công bánh răng, ren nhiều đầu mối Trong xích phân độ người ta chia ra làm hai loại. - Phân độ bằng tay - Phân độ tự động bằng máy 1.4. Các cơ cấu truyền động trong máy cắt kim loại 1.4.1. Phân loại và kí hiệu 1.4.1.1. Phân loại t x ĐC Q T Phôi Bàn dao i s i v t p Hình 1.9. Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động phức tạp t x ĐC 1 Q 1 T Phôi i s i v t p Q 2 ĐC2 Dao i Hình 1.10. Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động vừa đơn giản vừa phức tạp 8 Thường phân loại máy theo các cách: - Theo công dụng có: Máy tiện, máy phay, máy bào - Theo mức độ vạn năng có: Máy vạn năng, máy chuyên dùng - Theo mức độ chính xác có: Máy cấp chính xác thường, máy cấp chính xác nâng cao, cao (Cấp chính xác máy do TCVN 17-42-75 quy định). - Theo trọng lượng máy: Máy trung bình (≤ 10T), cỡ nặng (10 ÷ 30T) - Theo mức độ tự động hóa: Máy tự động, bán tự động 1.4.1.2. Ký hiệu Ở mỗi quốc gia, mỗi hãng chế tạo máy đều có tiêu chuẩn kiểu ký hiệu máy khác nhau, nhưng về bản chất là giống nhau. Thông thường ký hiệu máy theo cách thức sau: Tên máy theo nhóm chức năng công nghệ _ Những thông số kỹ thuật đặc trưng _ hệ thống điều khiển hoặc chức năng đặc biệt. Ví dụ: hệ thống ký hiệu của Liên Xô (cũ) 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: 1 – máy tiện; 2 – máy khoan, doa; 3 – mái mài; 4 – máy tổ hợp; 5 – mái gia công răng, gia công ren; 6 – mái phay; 7 – máy bào, xọc, chuốt; 8 – máy cưa, máy cắt phôi; 9 – các máy khác. - Chữ số tiếp theo kí hiệu kiểu máy theo các đặc trưng nhóm. - Nhóm số cuối cùng để chỉ các kích thước đặc trung của máy. - Chữ cái đứng xen trong nhóm các chữ số để kí hiệu serial hoặc máy đã được cải tiến trên cơ sơ máy đã cải tiến trên cơ sở loạt máy đẫ sản xuất. - Các chữ cái sau cùng kí hiệu các trang thiết bị kèm theo, hệ thống chức năng đặc biệt, hệ thống điều kiển * Tiêu chuẩn Việt Nam về kí hiệu máy dựa vào cơ sở trên, chỉ thay chữ số đầu tiên bằng tên máy viết tắt. Ví dụ: T620: T - Nhóm máy tiện, 6: máy vạn năng, 20: Kích thước phôi lớn nhất gia công được trên máy theo bán kính tính bằng cm (hay Ømax = 400) 9 B ả n g 1 .1 : K ý h iệ u m á y c ắ t k im l o ạ i th eo L iê n X ô L O Ạ I M Á Y 9 C ác l o ại m áy k h ác C ác l o ại m áy k h ác C ác l o ại m áy k h ác C ác l o ại m áy k h ác C ác l o ại m áy k h ác C ác l o ại m áy k h ác C ác l o ại m áy k h ác C ác l o ại m áy k h ác 8 M áy t iệ n ch u y ên d ù n g M áy k h o an n g an g M áy m ài re n v à ră n g M áy p h ay n g an g cô n g s ô n 7 M áy t iệ n n h iề u d ao M áy d o a ch ín h x ác M áy g ia cô n g t in h ti n h r ăn g M áy p h ay d ẫn t rư ợ t v ạn n ăn g M áy ch u ố t đ ứ n g M áy c ư a lư ỡ i M áy c ân b ắn g 6 M áy t iệ n v ạn n ăn g M áy d o a n g an g M áy g ia cô n g r en M áy p h ay g iư ờ n g M áy c ư a đ ĩa M áy p h ân đ ộ 5 M áy t iệ n đ ứ n g M áy k h o an cầ n M áy g ia c ô n g m ặt đ ầu r ăn g M áy p h ay đ ứ n g k h ô n g cô n g s ô n M áy c h u ố t n g an g M áy c ư a đ ai M áy k iể m t ra d ụ n g c ụ c ắt 4 M áy t iệ n c ắt đ ứ t M áy d o a tọ a đ ộ M áy g ia c ô n g tr ụ c v ít , b án h v ít M áy p h ay ch ép h ìn h M áy x ọ c M áy n ắn th ẳn g v à cắ t đ ứ t 3 M áy t iệ n R êv ô n v e M áy k h o an T Đ n h iề u t rụ c ch ín h M áy t ự đ ộ n g M áy p h ay l ăn ră n g M áy b ào n g an g M áy c ư a v ò n g m a sá t M áy n ắn th ẳn g v à ti ện p h ô i th an h 2 M áy t iệ n T Đ v à B T Đ n h iề u tr ụ c ch ín h M áy k h o an B T Đ 1 t rụ c ch ín h M áy b án t ự đ ộ n g M áy g ia c ô n g b án h r ăn g c ô n M áy p h ay l iê n tụ c M áy b ào g iư ờ n g 2 t rụ M áy c ắt đ ứ t b ằn g h ạt m ài M áy c ư a 1 M áy t iệ n T Đ v à B T Đ 1 tr ụ c ch ín h M áy k h o an đ ứ n g M áy v ạn n ăn g M áy x ọ c ră n g M áy p h ay đ ứ n g c ô n g sô n M áy b ào g iư ờ n g 1 t rụ M áy t iệ n c ắt đ ứ t M áy c ắt r en ố n g N H Ó M M Á Y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 M Á Y C Ắ T K IM L O Ạ I M áy t iệ n M áy k h o an v à m áy d o a M áy m ài M áy t ổ h ợ p M áy g ia cô n g r en v à ră n g M áy p h ay M áy b ào , x ọ c v à ch u ố t M áy c ắt đ ứ t C ác l o ại m áy k h ác 10 1.4.2. Cơ cấu truyền động hộp tốc độ Yêu cầu đối với các cơ cấu truyền động trong hộp tốc độ máy công cụ: - Truyền công suất lớn - Biến đổi được tốc độ trong một phạm vi nhất định - Có tính công nghệ Thường dùng các loại cơ cấu sau: 1.4.2.1. Truyền động vô cấp: được dùng trong hộp tốc độ bao gồm cặp puli côn đai dẹt, cặp bánh răng ma sát, xilanh – pittông, động cơ senrvo, a/ Cơ cấu dùng puli côn Trong cơ cấu puli côn (hình 1.11) muốn có tỷ số truyền theo yêu cầu chỉ cần điều khiển gạt đai truyền sang các vị trí tương ứng. Hình 1.11 b/ Cơ cấu dùng bánh ma sát Trong cơ cấu bánh ma sát (hình 1.12) muốn thay đổi tỷ số truyền chỉ cần quay hai con lăn số 2, khi đó đường kính tiếp xúc của các bánh ma sát thay đổi sẽ làm thay đổi tỷ số truyền Hình 1.12 c/ Cơ cấu dùng động cơ điện servo Dùng động cơ điện servo (hình 1.13) hiện được ứng dụng rộng rãi trong điều khiển CNC. Để có số vòng quay trục chính theo yêu cầu chỉ cần thay đổi các thông số điều khiển của động cơ điện servo Hình 1.13 11 d/ Cơ cấu dùng xilanh – pittông Trong cơ cấu dùng xilanh – pittông (hình 1.14) muốn thay đổi tốc độ tịnh tiến của pittông chỉ cần thay đổi lưu lượng dầu bằng van tiết lưu 3 Hình 1.14 1.4.2.2. Truyền động phân cấp a/ Cơ cấu truyền dẫn phân cấp dùng puli nhiều bậc (hình 1.15) Cơ cấu truyền dẫn này được sử dụng trong hộp máy tiện đơn giản. Từ động cơ điện truyền chuyển động qua đai truyền có tỷ số truyền i1 tới trục I. Từ trục I truyền qua puli 3 bậc lồng không trên trục chính II. Muốn truyền chuyển động quay trục chính II có thể theo hai hướng: Hình 1.15 - Chạy trực tiếp (còn gọi là chạy một đầu máy), đóng chốt làm cho chuyển động quay từ puli lồng không trên trục II truyền qua chốt làm quay bánh răng Z4 và quay trục chính II, được tốt độ như sau: Ntc = nĐc.i1.i2 trong đó i2 là tỷ số truyền của puli 3 bậc; nĐc là số vòng quay của động cơ. Trục II còn được goi là trục “Hacne” khi chay trực tiếp sẽ quay trục III sao cho hai cặp bánh răng 2 1 Z Z và 4 3 Z Z không ăn khớp với nhau. - Chạy gián tiếp (còn gọi là chạy hai đầu máy): rút chốt ra, chuyển động từ puli lồng không trên trục II qua cặp bánh răng 2 1 Z Z (i3) tới trục III qua cặp 4 3 Z Z (i4) tới trục II ta có 3 tốc độ thấp tính như sau: nTc = nĐc.i1.i2.i3.i4 12 Loại tốc độ này đơn giản nhưng tốc độ thấp, chỉ phục vụ sửa chữa máy nhở, không phù hợp với trình độ kỹ thuật hiện đại. b/ Cơ cấu dùng bánh răng di trượt ( hình 1.16) Chuyền động quay từ trục I →II→III qua hai nhóm bánh răng di trợt: - Nhóm thứ nhất gồm hai khối bánh răng di trượt hai bậc Z1, Z2 hai bánh răng cố định '2 ' 1,ZZ lần lượt ăn khớp với nhau cho hai tỷ số truyền ' 1 1 Z Z và ' 2 2 Z Z nối chuyển động giữa trục I và trục II. - Hình 1.16 - Nhóm thứ hai gồm ba khối bánh răng di trượt hai bậc Z3, Z4 Z5 và ba bánh răng cố định '4 ' 3 ,ZZ , ' 5Z lần lượt ăn khớp với nhau cho ba tỷ số truyền khác nhau ' 31 3 Z Z , ' 4 4 Z Z và ' 5 5 Z Z nối chuyển động giữa trục IIvà trục III. Nếu thay đổi lần lượt các cặp bánh răng ăn khớp giữa hai nhóm bánh răng di trượt trên thì trị số tốc độ vòng quay của trục I (n1) sẽ cho 6 trị số tốc độ khác nhau trên trục III: nTc1, nTc2 nTc6 tính như sau: ' 3 3 ' 1 1 11 .. Z Z Z Z nnTC  ' 4 4 ' 2 2 14 .. Z Z Z Z nnTC  ' 3 3 ' 2 2 12 .. Z Z Z Z nnTC  ' 5 5 ' 1 1 15 .. Z Z Z Z nnTC  ' 4 4 ' 1 1 13 .. Z Z Z Z nnTC  ' 5 5 ' 2 2 16 .. Z Z Z Z nnTC  Từ đó rút ra công thức tính tốc độ trong máy: Z = p1.p2..pi Trong đó: Z là số tốc độ của máy Pi là tỷ số truyền trong một nhóm truyền (bánh răng di trượt thứ i) Ví dụ: với hộp tốc độ trên hình 1.11 có Z = p1.p2 = 2x3 = 6 tốc độ Loại cơ cấu bánh răng di trượt này được dùng rộng rại trong các máy cắt kim loại vạn năng cần thay đổi tốc độ liên tục và yêu cầu nhiều tốc độ khác nhau. c/ Cơ cấu dùng bánh răng thay thế (hình 1.17) 13 Sơ đồ hình 1.17 trình bày sơ đồ hộp tốc độ của máy tiện dùng bánh răng thay thế. - Xích truyền động nối từ động cơ điện qua đai truyền hình thanh tới cặp bánh răng thay thế b a tới cặp bánh răng côn làm quay trục chính. - Phương trình xích động: nTc = nĐc.iđai. b a .icôn Hình 1.17 Muốn thay đổi tốc độ nTc chỉ cần thay đổi tỷ số truyền b a 1.4.3. Cơ cấu truyền động hộp xe dao Yêu cầu đối ví các cơ cấu truyền động trong hộp xe dao máy công cụ: - Truyền công suất bé, khoảng (5 ÷ 10%) công suất truyền động chính. - Biến đổi được tốc độ trong một phạm vi nhất định - Có tính công nghệ, ví dụ dễ lắp ráp, chế tạo, thay thế Thường dùng các loại cơ cấu sau: 1.4.3.1. Cơ cấu Norton (khối bánh răng hình tháp) - Cơ cấu Norton (hình 1.18) bánh đệm Z0 sẽ làm nhiệm vụ nối truyền động giữa trục I và trục II : từ bánh răng Zi qua bánh răng Z0 đến Za, khi bánh răng Zi thay đổi (lớn lên hoặc bé đi) thì bánh đệm Z0 phải quay quanh hành tinh xung quanh bánh răng Za đảm bảo sao cho ba bánh răng lúc nào cũng ăn khớp với nhau. - Cơ cấu Norton thường được dùng trong xích chạy dao của máy tiện. Hình 1.18 14 1.4.3.2. Cơ cấu then kéo - Cơ cấu then kéo (hình 1.19) thường được sử dụng trong hộp chay dao của máy khoan. Khối bánh răng hình tháp trên trục I cố định, khối bánh răng hình tháp trên trục II lồng không. Khi trục I quay sẽ truyền cho 4 bánh răng hình tháp thên trục II quay nhưng chưa làm cho trục II quay. Muốn trục II quay phải rút then kéo để ở vị trí 1, 2, 3, 4 (hình 1.14a) then kéo có tác dụng như một chốt cố Hình 1.19 định bánh răng với trục (hình 1.14b). Trục I có một trị số vòng quay n1 sẽ được 4 trị số vòng quay nII của trục II. 1.4.3.3. Cơ cấu Meandl (Mêan) Cơ cấu meandl thường được dùng trong hộp chay dao của máy tiện, phay có hai loại cơ cấu meandl: cơ cấu meandl trực tiếp và cơ cấu meandl gián tiếp - Cơ cấu meandl trực tiếp ( hình 1.20) trên trục I có 3 khối bánh răng hai bậc như nhau. Một khối cố định với trục còn hai khối lồng không. Trên trục II có 4 khối bánh răng 2 bậc như nhau, lắp lồng không. Bánh răng Z5 trên trục III di trượt lần lượt ăn khớp với 4 bánh răng lớn trên trục II cho 4 tỷ số truyền khác nhau. Truyền từ trục I → III theo đường zích zắc Hình 1.20 - Cơ cấu meandl gián tiếp (hình 1.21) về lắp ghép và đường truyền cũng giống như loại trực tiếp, nhưng có thêm bánh răng đệm Z0. trục bánh răng Z0 quay hành tinh xung quanh trục bánh răng Z5 (giống cơ cấu Norton) bảo đảm cho bánh răng Z0 ăn khớp lần lượt với mọi bánh răng to nhỏ trên trục II cho ta nhiều tỷ số truyền hơn so với cơ cấu loại 1 Hình 1.21 1.4.3.4. Cơ cấu bánh răng thay thế ( còn gọi là chạc đầu ngựa) 15 Để đảm bảo việc thay đổi tỷ số truyền của cơ cấu bánh răng thay thế được linh hoạt khi khoảng cách giữa hai trục truyền động cố định, người ta thường dùng cơ cấu bánh răng thay thế chạc đầu ngựa.(hình 1.22) Đường truyền từ trục chủ động I qua bánh răng thay thế a, b, c,d đến trục III. Tỷ số truyền là: itt = d c b a . Khi thay đổi itt có nghĩa là thay đổi số răng a, b, c, d thì đường kính bánh răng sẽ thay đổi theo. Khoảng cách giữa trục I và trục II là A0 cố định. Do đó sử dụng chạc điều chỉnh đầu ngựa để đảm bảo ăn khớp của 4 bánh răng a, b, c, d. Nguyên tắc điều chỉnh và kết cấu: bánh răng b và c lồng không trên chốt 2 lắp vào chạc 1. Hai bánh răng này có thể điều chỉnh dọc theo rãnh 4 và thân chạc 1 có thể quay điều chỉnh xung quanh trục bánh răng d (nới lỏng buloong 3 ra). Như vậy bánh răng b, c điều chỉnh được vị trí trục nên đảm bảo ăn khớp khi số răng b, c thay đổi (trong phạm vi thiết kế). Rãnh cong đảm bảo ăn khớp bánh răng a và b, rãnh thẳng đảm bảo ăn khớp bánh răng c và d. Hình 1.22 1.4.3.5. Cơ cấu truyền dẫn vô cấp với động cơ điện: Động cơ điện servo (hình 1.23) được sử dụng rộng rãi trong chuyển động chạy dao của máy điều khiển theo chương trình số, nó cho phép cung cấp lượng chạy dao bất kỳ trong phạm vi cho phép. 16 Hình 1.23 1.4.4. Các cơ cấu truyền động khác 1.4.4.1. Các cơ cấu đảo chiều Trong máy công cụ thường dùng các cơ cấu đảo chiều cơ khi để đảo chiều quay trục chính. Một số cơ cấu thường dùng (hình 1.24): - Hình 1.24a là cơ cấu đảo chiều trên mặt phẳng. Chuyển động truyền từ trục 1 đến trục II qua bánh răng Z3 hay Z2, Z3 (dùng tay gạt để thay đổi) sẽ cho chiều quay khác nhau trên trục II. - Hình 1.24b là cơ cấu đảo chiều song song dùng bánh răng di trượt. Gạt bánh răng di trượt hai bậc sẽ có hai đường truyền từ trụ I → II một đường truyền qua bánh răng đệm Z0 là đường đảo chiều. - Hình 1.24c là cơ cấu đảo chiều giữa hai trục vuông góc dùng bánh răng côn. Gạt ly hợp M qua phải, trái sẽ có chiều quay của trục II khác nhau. Hình 1.24 1.4.4. 2. Cơ cấu tổng hợp chuyển động Cơ cấu tổng hợp chuyển động ( cơ cấu hợp thành) dùng để phối hợp hai đường truyền động có tố độ khác nhau đến cùng một cơ cấu chấp hành. Trong trường hợp này nếu không dùng cơ cấu hợp thành, trục quay của đường ra sẽ nhật được hai tốc độ khác nhau cùng lúc và sẽ bị xoăn gẫy trục. Có nhiều loại cơ cấu hợp thành, nhưng trong máy công cụ thường dùng nhất là cơ cấu vi sai: 17 a/ cơ cấu vi sai: Cơ cấu vi sai (hình 1.25) điển hình dùng bánh răng côn thường được sử dung trong máy cắt kim loại. * Hai đường vào I và II đường ra III Tính tỷ số truyền ihợp thành bằng cách tính các tỷ số truyền riêng của từng đường vào. Hình 1.25 - Truyền từ I sang III: coi bánh răng Z4 đứng yên, theo họa đồ vận tốc: II –III = 2 1  I III V V - Truyền từ II sang III: coi bánh răng Z1 đứng yên, theo họa đồ vận tốc: III –III = 2 1 * Hai đường vào I và III đường ra II II –II = 1 1 (lúc này coi như khớp nối trục, và Z5 = Z6) IIII –II = 1 2 (lúc này coi như Z1 đứng yên) * Hai đường vào II và III dường ra I: III –I = 1 1 (lúc này coi như khớp nối trục) IIII –I = 1 2 (lúc này coi như Z5 đứng yên) Khi tổng hợp chuyển động vào cơ cấu chấp hành phải chú ý đến chiều quay của từng thành phần chuyển động. thường điều chỉnh xích chỉ tính riêng rẽ từng con đường truyền qua vi sai. Ký hiệu của cơ cấu tổng hợp chuyển động hay dùng trong các sơ đồ kết cấu động học như sau (hình 1.26) Hình 2.26 18 b. Cơ cấu bánh răng thanh răng: Giả sử bánh răng quay tròn xung quanh trục của bản thân vừa tịnh tiến theo chiều mũi tên T2 như hình vẽ. Muốn thanh răng chuyển động một độ dài l1 theo mũi tên T3 phải tính xem bánh răng cần quay một trị số vòng quay là bao nhiêu? Muốn vậy phải tổng hợp hai chuyển động của bánh răng lên thanh răng. */ Xét trường hợp bánh răng quay tròn, không tịnh tiến. Nếu thanh răng tịnh tiến một độ dài l1 thì bánh răng phải quay tZ l . 1 vòng (Z.t = độ dài chu vi chia của bánh răng) */ Xét trường hợp bánh răng tịnh tiến., không quay. Lúc này thanh răng đứng yên, nhưng vì bánh răng lùi lại có nghĩa là phải lăn trên thanh răng một số vòng quay không. Hình 1.22 Vậy bánh răng lùi lại một đoạn l2 tương úng với số vòng quay không của nó là tZ l . 2 vòng Tổng hợp lại như sau: Thanh răng tịnh tiến Số vòng quay của bánh răng l1 tZ l . 1 vòng 0 tZ l . 2 vòng Tổng hợp l1 tZ ll . 21  vòng Dấu  tùy theo chiều chuyển động cần tổng hợp 1.4.4. 3. Các cơ cấu đặc biệt a/ Cơ cấu trục vít – đai ốc (hình 2.27) Hình 2.27 19 Trục chính quay 1một vòng  đai ốc tịnh tiến 1 lượng bằng bước vít t b/ Cơ cấu cam ( hình 2.28) Cam quay  cần tịnh tiến theo quy luật (do biên dạng của cam quyết định) Hình 2.28 1.4.5. Các chuyển động của máy cắt kim loại 1.4.5.1. Tỷ số truyền Trong máy cắt kim loại của những cơ cấu dai truyền, xích, bánh răng, trục vít – bánh vít,.. là tỷ số giữa số vòng quay n 2 của trục bị động và n 1 của trục chủ động được ký hiệu là i: i = 1 2 n n Trong truyển động bánh răng có: i = 2 1 Z Z Z 1 - Số răng của bánh chủ động Z 2 - Số răng của bánh bị động Trong truyền động đai: i = 2 1 d d d 1 - Đường kính của puly chủ động d 2 - Đường kính của puly bị động Trong truyền động trục vít – bánh vít: i = z k k – Số đầu mối của trục vít z – Số răng của bánh vít Nếu trong xích truyền động của máy có nhiều cơ cấu thực hiện(n), thì tỷ số truyền chung của máy bằng tích các tỷ số truyền của từng cơ cấu riêng biệt nghĩa là i = niiii ..... 321 1.4.5.2. Các đai lượng đặc trưng của máy cắt kim loại a/ Chuyển động chính: là chuyển động tạo ra tốc độ cắt gọt, như sau: - Trong máy tiện, mài, khoan, chuyển động chính quay tròn 20 V = 1000 .. nd m/phút Trong đó: d là đường kính vật gia công tính bằng mm; n là số vòng quay tính bằng vòng/phút. - Trong máy mài, chuốt, .. chuyển động chính là chuyển động thẳng: v = 1000 ..2 htknl đơn vị (m/phút) nhtk là số hành trình kép trong một phút của dao bào l là chiều dài khoảng chạy của dao bào đơn vị (mm) b/ Chuyển động chạy dao: là chuyển động tạo ra năng suất gia công và độ bóng bề mặt gia công Ví dụ: tiện một chi tiết dài l chọn lượng chạy dao S(mm/vòng) thời gian gia công chi tiết là T. Có: n.T = nT l S s l  S có tỷ lệ nghich với T, thay đổi S năng suất biến đổi mặt khác S thay đổi làm độ bóng khác nhau, S càng lớn bề mặt càng thô, S càng nhỏ bề mặt càng tinh. Có rất nhiều loại chuyển động chạy dao: chạy dao dọc, chạy dao ngang, chạy dao hướng kính, chạy dao vòng Chuyển động chính và chuyển động chạy dao gọi là chuyển động cơ bản của máy. c/ Các chuyển động khác: như chuyển động phân độ; chuyển động bao hình; chuyển động vi sai; chuyển động phụ (tiến, lùi dao) 1.4.5.3. Sơ đồ động của máy cắt kim loại . Sơ đồ biểu thị cách bố trí tương đối của tất cả các thành phần trong tất cả các xích truyền động được gọi là Sơ đồ động. Mỗi máy công cụ đều có sơ đồ động đặc trưng của nó, căn cứ vào sơ đồ động sẽ xác định được các chuyển động cơ bản của máy. Các ký hiệu qui ước được dùng để thể hiện sơ đồ động của máy như bảng 1.2. 21 B ả n g 1 .2 : C á c k ý h iệ u q u i ư ớ c đ ư ợ c d ù n g đ ể th ể h iệ n s ơ đ ồ đ ộ n g c ủ a m á y K ý h iệ u T ên g ọ i P h an h g u ố c P h an h đ ĩa L y h ợ p v ấu L y h ợ p c ô n L y h ợ p đ ĩa L y h ợ p m ộ t ch iề u L y h ợ p đ iệ n t ử C am đ ĩa C am t h ù n g C ơ c ấu c o n c ó c C ơ c ấu m an tí t Đ ộ n g c ơ K ý h iệ u T ên g ọ i Ổ t rư ợ t Ổ l ăn Ổ c ô n V ít m e – đ ai ố c B án h r ăn g l ồ n g k h ô n g B án h r ăn g c ố đ ịn h B án h r ăn g d i tr ư ợ t B án h r ăn g x o ắn B án h r ăn g c ô n T rụ c v ít – b án h v ít T h an h r ăn g – b án h r ăn g P h an h c ô n K ý h iệ u T ên g ọ i T rụ c K h ớ p n ố i cố đ ịn h K h ớ p n ố i đ àn h ồ i T rụ c ch ín h m áy t iệ n T rụ c ch ín h m áy t iệ n d ạn g m âm c ặp T rụ c ch ín h m áy t iệ n R êv ô n v e T rụ c ch ín h m áy k h o an T rụ c ch ín h m áy p h ay T rụ c ch ín h m áy m ài Đ ai d ẹt Đ ai h ìn h t h an g T ru y ền đ ộ n g x íc h 22 Chương 2 : MÁY TIỆN 2.1 Công dụng và phân loại 2.1.1.Công dụng -Trong các nhà máy cơ khí,máy tiện chiếm một tỷ lệ khá lớn so với các máy móc trang thiết bị khác.Máy tiện dung gia công các mặt tròn xoay. Gia công các bề mặt ren, các bề mặt định hình,mặt cam đĩa, xén mặt đầu,cắt rãnh. Khi có thêm đồ gá hay các cơ cấu phụ trợ đặc biệt, máy tiện có thể hớt lưng, tiện trục khủyu, tiện các đa diện, có thể khoan, khoét, doa, đánh bóng. 2.1.2. Phân loại Theo : Trọng lượng máy Độ chính xác Chuyên môn hóa Tự động hóa Theo chuyên môn hóa: Tiện vạn năng Chuyên môn hóa Tính chuyên dung 2.2 Máy tiện vạn năng(1k62) hình 2.1 Hình 2.1 2.2.1. Đặc tính kỹ thuật - Đường kính lớn nhất của phôi gia công: , max = 400mm trên băng máy, max = 200 trên bàn dao. - Khoảng cách 2 đầu tâm có 4 cỡ: L=710; 1000; 1400 và 2000mm - Số cấp tốc độ trục chính Zn =23 - Giới hạn vòng quay trục chính: n =12,5 2000(v/p) 23 - Cắt được các loại ren: Quốc tế tp = 1 192mm Anh = 24 2 Modun = 0.5 48 Pitch = 96 4 - Lượng chạy dao dọc: Sd =0,67 4,16 (mm/vòng) - Lượng chạy dao ngang: Sn = 0,035 2,08 (mm/vòng) - Động cơ chính: N1 =10 kw; nđc1 = 1450 (vòng/phút) - Động cơ chạy nhanh: N1 =1kw; nđc1 = 1410 (vòng/phút) - Trọng lượng máy 2200Kg Ngoài ra đi kèm theo máy là các trang bị công nghệ phụ trợ như: luynet(giá đỡ) mâm cắp 4 vấu, mũi tâm, ụ động quay, các bánh răng thay thế. 2.2.2.Sơ đồ động học Sơ đồ động của máy 1K62 được trình bày trên hình 2.1. Chuyển động tạo hình trên máy tiện có hai xích chuyển động cơ bản là xích tốc độ và xích chạy dao. Máy được dẫn động bằng động cơ điện có công suất 10kW, vòng quay là 1450 vòng/phút. Trên máy có lắp đặt một động cơ điện 1kW để thực hiện chuyển động chạy dao nhanh 2.2.3. Truyền động của máy. a/ Phương trình xích tốc độ của máy 1K62. Đường Truyền từ động cơ điện có công suất 10kW đến trục chính được thể hiện qua phương trình xích tốc độ: Phương trình xích tốc độ 24 25 Theo tính toán thì đường tốc độ thấp có Zthấp = 2x3x2x2 = 24 tốc độ. Nhưng do hai khối bánh răng di trượt hai bậc giữa trục IV và trục VI chỉ có 3 tỷ số truyền (lý thuyết là 2x2 = 4) vì có 2 tỷ số trùng nhau như sau: Đường truyền tốc độ thấp có Zthấp = 2x3x3=18 tốc độ, đường truyền tốc độ cao có Zcao = 2x3 = 6 tốc độ. Để nối tiếp trị số tốc độ thấp và cao người ta đặt i18  i19. Do đó máy chỉ còn Z = 23 tốc độ b/ Phương trình xích cắt ren thường. Xích cắt ren (hình 2.2) trên máy tiện xuất phát từ 1 vòng quay của trục chính và kết thúc bằng dịch chuyển một bước ren tp của dao cắt. Hình 2.2: Sơ đồ kết cấu động học xích cắt ren * Phương trình tổng quát xích cắt ren. tp ics n 4,25 1vòngTC.iđc.iTT. .igb.tx = m. csi 1 pD .4,25 Một vòng trục chính 26 Trong đó: iTT = 50 95 . 95 42 (tỷ số truyền của cặp bánh răng thay thế 1) được dùng để cắt ren Quốc tế và ren Anh. iTT = 97 95 . 95 64 (tỷ số truyền của cặp bánh răng thay thế 2) được dùng để cắt ren Modun tế và ren Pitch. Để cắt được nhiều bước ren khác nhau trong cùng một hệ ren, trong hộp chạy dao dùng cơ cấu Norton (khối bánh răng hình tháp có 7 bánh răng) có 7 tỷ số truyền, cắt được 7 bước ren, 7 tỷ số truyền này gọi là ics. Khi cơ cấu Norton là chủ động, ký hiệu tỷ số truyền chủ động là ics = 36 Zn . Khi cơ cấu Norton bị động, thì ký hiệu là icsbd = Znics 361  Trong đó Zn = 26, 28, 32, 36, 40, 44, 48 * Khi cắt ren Quốc tế và Modun thì bộ Norton là chủ động. Đóng ly hợp C2, bánh răng Z35 không ăn khớp với bánh răng Z28 (đường truyền IX – ly hợp C2 – XI – X – ly hợp C3) ics = 36 Zn = 36 48 . 36 44 . 36 40 . 36 36 . 36 32 . 36 28 . 36 26 * Khi cắt ren Anh và ren Pitch thì bộ Norton là bị động. Mở ly hợp C2, bánh răng Z28 không ăn khớp với bánh răng Z35 (đường truyền IX không qua ly hợp C2 → X → XI không qua ly hợp C3) icsbd = nZ 36 = 48 36 . 44 36 . 40 36 . 36 36 . 32 36 . 28 36 . 26 36 Tất cả các trường hợp cắt ren đều phải truyền động qua nhóm gấp bộ có các tỷ số truyền sau 8 1 48 15 . 45 18  igb = 4 1 48 15 . 35 28  2 1 28 35 . 45 18  1 1 28 35 . 35 28  27 Như vậy về nguyên tắc khi cắt mỗi hệ ren thông qua hộp chạy dao có 7x4=28 bước ren khác nhau. Khi cắt ren trai, trục chính quay không đổi còn hướng chạy dao phải ra xa mâm cặp, tức là trục vít me quay theo chiều ngược lại nhờ cơ cấu đảo chiều bằng bánh răng đệm có số răng là 28: iđc = 35 28 . 28 35 * Trường hợp cắt ren quốc tế: dùng cho các mối ghép bulông, eecu, ốc vít có phương trình xích động giống nhau. Suy ra công thức điều chỉnh tp =KQT. Zn.igb * Trường hợp cắt ren môđun: dùng cho truyền động trục vít đơ vị đo loại ren máy là môđun, ký hiệu là m, trong đó bước ren tp = .m itt = 97 95 . 95 64 Phương trình xích cắt ren: 28 → K1.Zn.igb = m. Đặt Km =  1K suy ra công thức điều chỉnh: m = Km.Zn.igb Ren quốc tế và ren môđun thuộc ren hệ mét. Ren hệ Anh và ren Pitch tuy nhiên việc cắt ren hệ Anh vẫn có thể thực hiện được trên máy 1K62. * Trường hợp cắt ren Anh: dùng trong mối lắp ghép bulông, êcu.. tương tự như ren hệ mét. Trong trường hợp ren hệ mét thông số đặc trưng là bước ren tp. Trong ren hệ Anh thông số được trưng là K: số vòng ren trên một inch (1inch = 25.4mm) K = pt mm4.25 → tp = K mm4.25 Bánh răng thay thế itt = 50 95 . 95 42 ; cơ cấu Norton ncs Zi 361  (bị động) Phương trình cắt ren: * Trường hợp cắt ren Pitch: dùng cho truyền động trục vít trong ren anh. Thông số đặc trưng là Dp – số modun trong một inch Dp = m 4.25 vì m = p p p t D t   .4,25  29 Bánh răng thay thế: itt = 97 95 . 95 64 ; cơ cấu Norton: ncs Zi 361  ( bị động) Phương trình cắt ren: * Phương trình cắt ren khuyếch đại: Xích cắt ren khuyếch đại dùng để gia công ren nhiều đầu mối, rãnh xoắn dẫn dầu trên cơ sở khuyếch đại bước ren tiêu chuẩn lên 2, 8, 32 lần. Muốn tăng bước ren cắt được lên 2, 8, 32 lần người ta dùng những tỷ số truyền khuyếch đại ikđ giữa trục V và trục IV, giữa trục V và trục III. Khi bánh răng Z54 trên trục ăn khớp với Z27 trên trục V, bánh răng Z60 trên trục III ăn khớp với Z60 trên trục VII, sẽ có các tỷ số truyền ikđ như sau: ikđ1 = 45 45 . 45 45 . 45 45 . 27 54 = 2 ikđ2 = 45 45 . 45 45 . 22 88 . 27 54 = 8 ikđ3 = 45 45 . 22 88 . 22 88 . 27 54 = 32 Đường cắt ren thường: VI → VII → VIII . Đường cắt ren khuyếch đại: VI → V → IV → III → XIII → IX Trong đó có 1 xích trùng là: ikđ4 = ikđ2 = 45 45 . 45 45 . 22 88 . 27 54 = 8 + Khi cắt ren khuyếch đại dọc: (ví dụ khuyêch đại lên 32 lần ) Phương trình cắt ren khuyếch đại dọc 30 + Khi cắt ren khuyếch đại ngang: Ví dụ: cắt ren mặt đâu (ren đĩa) theo con đường cắt ren Anh tới trục XIV không qua ly hợp Cs mà theo cặp bánh răng 56 28 vào trục trơn → xe dao→ vít me ngang *Lưu ý: tay gạt chọn bước ren phải đặt ở vị trí AC, thường trong máy cho hai bước ren AC = "16 7 và "8 3 itt = 58 79 . 47 86 cho "8 3 itt = 58 87 . 47 86 cho "16 7 * Phương trình cắt ren chính xác: đường truyền phải là ngắn nhất(TC-VI-VII) 1vg/Tc.icđ.ittC2răng(Z26 vào khớp)C4răng (Z28 vào khớp).tx1 = tp Muốn thay đổi bước ren phải tính lại tỷ số truyền bánh răng thay thế: itt = 12 . 1 . p p x t t td c b a  2.2.3: Các cơ cấu đặc biệt khác 1/ Cơ cấu Norton: Cơ cấu Norton bao gồm một số bánh răng lắp kế tiếp nhau theo dạng hình tháp trên trục I. Truyền động được đưa tói trục II qua bánh đệm Z36. Bánh răng trung gian Z25 ăn khớp với bánh răng di trượt Z28 được lắp trên khung 1. Khung này có thể di chuyển quanh trục và dọc trục II. Khi cần cho bánh răng Z36 ăn khớp với một bánh răng nào đó của khối Norton thì xoay khung 1 đi một góc, dịch chuyển dọc trục đến vị chí cần thiết và đưa bánh răng Z36 ăn khớp váo một bánh răng nào đó trên khối Norton. Trục I có thể là trục chủ động hoặc bị động. Khối bánh răng hình tháp trên máy 1K62 lắp 7 bánh răng (Z1 = 26, Z2 = 28, Z3 = 32, Z4 = 36, Z5 = 40, Z6 = 44, Z7 = 48 31 Kích thước của cơ cấu Norton nhỏ gọn, tuy nhiên thực hiện nhiều tỷ số truyền nhưng độ cứng vững không cao. iN = 28 25 36 nZ 2/ Cơ cấu đai ốc bổ đôi: Để đảm bảo độ chính xác khi cắt ren, xích truyền động không đi qua các trụ trơn mà đi qua trục vít me có bước ren chính xác. Khi tiện trơn phải cắt mối liên hệ giữa trục chính với bàn dao qua truyền động của vít me với đai ốc, người ta dùng cơ cấu đai ốc bổ đôi như hình bên. Khi chạy dao bằng vít me, phần 1 và phần 2 của đai ốc bổ đôi được ăn khớp chặt vào vít me nhờ tay quay 5 xoay đĩa 3 đưa hai chốt 4 mang hai nửa đai ốc di động trong hai rãnh định hình 6 tiếp gần nhau. Khi quay theo chiều ngược lại, đai ốc mở ra giải phóng hộp xe dao khỏi trục vít me. Ren của vít me và đai ốc là ren hình thang và luôn có cơ cấu để khử khe hở của ren. 3/ Ly hợp siêu việt: Ở máy tiện 1K62,chuyển động chạy dao nhanh được thực hiện bằng động cơ riêng. Để trục trơn có thể thực hiện chạy dao nhanh đồng thời với chuyển động chạy dao dọc và chạy dao ngang mà không bị gãy trục do có tốc độ khác nhau, trên máy có dùng ly hợp siêu việt lắp trên trục XV Cơ cấu ly hợp siêu việt bao gồm vỏ 1 được chế tạo liền với bánh răng Z56 để nhận truyền động từ hộp chạy dao. Lõi 2 quay bên trong vỏ 1 có xẻ rãnh và trong từng rãnh có đặt con lăn hình trụ 3. Mỗi con lăn đều có lò xo 4 và chốt 5 đẩy nó luôn tiếp xúc với vỏ 1 và lõi 2. Lõi 2 được được lắp trên trục XV bằng then. 32 Khi chạy dao, khối bánh răng có hai tỷ số truyền 56 28 làm cho vỏ 1 quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. Do ma sát và lực tác dụng của lò xo 4, con lăn sẽ bị kẹt ở chỗ hẹp giữa vỏ 1 và lõi 2. Do lõi 2 sẽ nhận chuyển động chạy dao truyền cho trục trơn XV. Trục này sẽ quay cùng chiều và cùng vận tốc góc với vỏ 1. Khi vỏ 1 chuyển động theo chiều kim đồng hồ, con lăn 3 sẽ chạy đến chỗ rộng giữa vỏ 1 và lõi 2. Lõi 2 qua then sẽ cùng với trục trơn XV đứng yên, xích chạy dao bị ngắt. Muốn cho trục trục trơn XV chuyển động theo chiều này phải cho khối bánh răng Z28 – Z28 trên trục XVI vào khớp với bánh răng Z56 lắp cố định trên trục trơn XV ngoài ly hợp siêu việt. Truyền động này còn dùng để cắt ren mặt đầu. Khi chạy dao nhanh, trục trơn XV nhận chuyển động từ động cơ ĐC2 (N=1kW) làm lõi 2 quay nhanh theo chiều ngược kim đồng hồ. Lúc này vỏ 1 cũng vẫn nhận chuyển động chạy dao theo chiều ngược kim đồng hồ, nhưng vận tốc chậm hơn lõi 2. Xích chạy dao bị cắt đứt và trục trơn được chuyển động với tốc độ nhanh. 4/ Cơ cấu an toàn bàn xe dao: Khi tiện trơn, để đảm bảo an toàn cho máy có lắp cơ cấu an toàn trong bàn xe dao. Cơ cấu này được đặt trong xích chạy dao tiện trơn, nó sẽ tự động ngắt xích truyền động khi máy làm việc quá tải hoặc gặp sự cố kỹ thuật. Cơ cấu quá tải được trình bày trên hình. Khi máy quá tải làm lò xo bị nén lại, ly hợp M1 bị tách ra và ngắt xích chạy dao. 5/ Chạc điều chỉnh: Để điều chỉnh lượng chạy dao thích hợp với từng chi tiết gia công khác nhau, máy 1K62 dùng chạc điều chỉnh 1 để lắp các bánh răng thay thế a, b, c, d nhằm thay đổi tỷ số truyền itt. Chạc 1 lắp lồng không và có thể quay một góc nhất định trên trục IX theo rãnh dẫn hướng trên chạc. 33 Để đảm bảo ăn khớp của bánh răng c và d, trục quay của bánh răng c và d có các khả năng di chuyển dọc theo rãnh dẫn hướng xuyên tâm của trục IX. Ăn khớp của bánh răng a và b được đảm bảo nhờ chạc điều chỉnh có thể quay xung quanh trục IX. 2.2.4: Tính toán điều chỉnh máy để cắt ren không có trên máy. - Các máy vạn năng thường dùng 2 – 3 cặp bánh rẳng thay thế đã tính sẵn cho từng xích, muốn cắt các bước ren khác nhau trong cùng một loại không phải thay đổi bánh răng thay thế mà thay đổi tỷ số truyền ics, igb, ikđ bằng tay gạt. - Trong mục này chỉ nghiên cứu cách tính bánh răng thay thế khi cắt ren chính xác, hoặc máy tiện đơn giản không có hộp chạy dao cần cắt các bước ren không có sẵn trên máy. Sơ đồ xích cắt ren được trình bày hình bên. - Phương trình xích động học: 1vòng.icđ. d c b a . .tm = tp icđ là tỷ số truyền cố định nối từ trục chính đến vít me. ip bước ren cần gia công. Qua phương trình trên rút ra X = d c b a . = mcđ p ti t . Thay tp, icđ, im, tính được trị số x. Từ trị số này có thể phân tích thành một phân số b a hay hai phân số d c b a . với a, b, c, d, là số răng của bánh răng thay thế. * Điều kiện ăn khớp muốn cho bánh răng tính ra lắp được vào máy không chạm vào trục phải chú ý điều kiện sau: Ra + Rb  Rc → 2 . 2 ba DD  2 cD Hay 2 . 2 . mbam  2 .cm vậy a + b c Theo kinh nghiệm phải chú ý đến đường kính trục nên có công thức như sau: a + b c (15  20) c + d b (15  20) 34 - Tiêu chuẩn bánh răng: trong mỗi máy đã có sẵn một bộ bánh răng thay thế với số răng như sau; - Bội số của 4: 20, 24120 - Bội số của 5: 20, 25120 - Các bánh răng đặc biệt 47, 97, 127, 147 Từ trị số x qui ra các bánh răng a, b, c, d, chỉ được phép chọn số răng trong cùng một bộ và số răng đặc biệt. * Các phương pháp phân tích trị số x ra bánh răng a, b, c, d như sau: a/ Phân tích chính xác (phân ra thừa số nguyên tố) Có x = B A với A và B không chia hết cho nhau và không chứa thừa số chung Vd1: Điều chỉnh máy để cắt ren có tp = 4,75, tm=12, icđ=1 -Phương trình cắt ren chính xác 1.icđ.itt.tm=tp =>itt = mcđ p ti t ..1 = . -Bằng cách phân ra thừa số nguyên tố: Itt = = = . = . = . Thấy thấy thỏa mãn điều kiện chạm trục Các cặp BRTT có số răng Vd2:Tính toán BRTT cắt ren có t=4,25,tm=12,iđc=1 * b/ Phân tích gần đúng: phương pháp chia ngược dùng bảng. + Phương pháp chia ngược: chỉ dùng khi không phân tích chính xác được như phương pháp (a) Có x = B A nếu lấy B A = a0 còn thừa c A B Và chia ngược B C Tiếp chia ngược C D C a0 D a1 E a2 Tiếp tục chia ta được cuối cùng là an X = a0 + n n n a a a a a a 1 1 .. 1 1 1 1 3 2 1       Sau khi chia ngược xong, bỏ bớt đuôi đi ta sẽ được trị số 'x gần đúng với x. tùy theo bỏ đuôi nhiều hay ít mà trị số tính được chính xác hay không. 35 Thí dụ: có tỷ số x = 103 40 ta không phân tích được như trường hợp (a). Dùng phương pháp chia ngược ta được các trị số: 'x = 2 1 , 3 1 , 5 2 , 18 7 , . Lấy trị số 'x = 18 7 sẽ chính xác hơn so với các trị số trước, và quy đổi ra bánh răng như trường hợp (a) 1.icđ. 'x .tm=tp Kiểm nghiệm sai số bước ren bằng cách thay trị số 'x vào phương trính cắt ren Sai số s = tp - ' pt = tp - icđ. 'x .tm Thường bảng cho sai số tích lũy trên độ dài 1000mm nên có: 1000. p s SM t      SM Chương 3:MÁY BÀO-MÁY XỌC 3.1 Máy bào 3.1.1: Công dụng, phân loại, đặc điểm của các chuyển động của máy. 1. Công dụng -Máy bào thuộc nhóm máy chuyển động thẳng để gia công các mặt phẳng ngang, đứng, nghiêng, rãnh mang cángoài ra có thể bào chép hình - Với chuyển đông chính của máy bào là thẳng nên luôn có hành trình công tác và chạy không, có lực quán tính lớn nên tốc độ cắt bị hạn chế, năng suất thấp - Máy bào ngang đã sản suất có hành trình bào tới 1000 mm, máy bào giường có hành trình làm việc 12500 mm. 2. Phân loại Máy bào ngang Máy bào giường 3. Các chuyển động chính của máy V= L: Độ dài chuyển động của dao (mm) T: Thời gian để gia công chi tiết (phút) Chuyển động chính do bàn trượt 1 lắp giá dao thực hiện Chuyển động chạy dao do bàn máy 2 mang phôi thực hiện,chuyển động này không liên tục chỉ thực hiện sau mỗi hành trình kép của bàn trượt 3.1.2: Các cơ cấu thực hiện chuyển động a/ Cơ cấu culít – lắc Máy bào ngang thường dùng cơ cấu culit-lắc để thực hiện chuyển động chính tịnh tiến khứ hồi (hình 3.1). cơ cấu culit – lắc gồm có cặp bánh răng 2 1 Z Z để truyền chuyển động từ hộp tốc độ đến đĩa biên (1) có chốt lệch tâm (2). Trên chốt lệch tâm (2) có lắp con trượt (3) di động tự do theo rãnh của cần lắc (4). Khi đĩa biên (1) quay 36 Tròn, cần lắc (4) lắc lư quanh tâm 02. Đầu mút phía trên của cần lắc được nối liến với bàn trượt bằng khớp với khâu (5), hoắc khớp động di trượt. Do đó khi cần lắc (4) lắc lư sẽ truyền đến bàn trượt chuyển động tịnh tiến thẳng khứ hồi. Hai vị trí giới hạn của cần lắc xác định độ dài hành trình L của bàn trượt. Hình 3.1: Nguyên lý làm việc cơ cấu culit – lắc b/ Cơ cấu bánh răng – thanh răng hoặc vítme – êcu Hình 3.2: Cơ cấu làm việc bánh răng – thanh răng Chỉ dùng cho hành trình lớn từ 1000  1200 mm. Có ưu điểm là tốc độ ổn định, 37 Nhưng phải dùng thêm cơ cấu đảo chiều chuyển động thẳng bằng cơ khí hoặc bằng điện, nên hiện nay ít dùng. c/ Cơ cấu dầu ép (hình 3.3) Hình 3.3: cơ cấu dầu ép Dầu từ bơm dầu theo đường ống truyền vào cơ cấu công tác. Vị trí (1) đầu bào lùi về, vị trí (2) đầu bào tiến công tác. Trên bàn trượt đầu bào có gắn vấu khống chế chiều dài hành trình. Vấu này gạt tay tự động ở vị trí (1) và (2) dùng đảo chiều nhanh vị trí số Vct và Vck d/ Cơ cấu chạy dao ngang (hình 3.4) Cơ cấu chạy dao ngang tự động. Hình 3.4 Bánh răng Z1 (21) lắp then với trục đĩa biên (cơ cấu culit), bánh răng Z2 (22) lồng không trên trục thanh 6. Quá trình làm việc như sau: Yêu cầu sau mỗi hành trình kép của đầu baofn bàn máy chạy ngang một lượng S. Đầu tiên đĩa biên quay Z1 – Z2 tới chốt lệch tâm 7 quay xung quanh Z2 kéo đòn 5 cho thanh 4 quay lắc. Khi đòn 5 kéo sang phải, con cóc 4 vào ăn khớp bánh cóc, truyền chuyển động 38 quay tới trục vítme ngang di động nhờ bàn máy. - Khi đòn 5 bị đẩy sang trái, mặt vát nghiêng của con cóc trượt trên răng bánh cóc và nắp chắn 1, bàn máy đứng yên. Khi bàn máy 9 lên xuống kéo đòn 8 và thanh lắc 6 giữ cho cả hệ thống làm việc như cũ. Sơ đồ nguyên lý chiều chuyển động bàn máy hình 3.5 Hình 3.5 - Muốn điều chỉnh độ lớn của lượng chạy dao chỉ cần điều chỉnh độ lệch tâm chốt 7 bằng vít điều chỉnh. e/ Cơ cấu chạy dao thẳng đứng (hình 3.6) Hình 3.6 Khi vấu di động tới chạm vào vấu cố định, làm quay bánh cóc truyền tới gá dao thẳng đứng qua vítme đứng. 3.1.2 Sơ đồ động học máy bào ngang 7A35 (hình 3.7) Các chuyển động của máy bào ngang 7A35 gồm các xích truyền động chính, xích chạy dao ngang. 39 Hình 3.7 a/ Xích chuyển động chính. Xích truyền động chính được thực hiện từ động cơ điện ĐC có công suất N = 5,8kW, qua cơ cấu puli – đai truyền 336 148   đến trục I. .. b/ Chuyển động chạy dao ngang Chuyển động chạy dao ngang của máy 7A35 được thực hiện bởi cam lắp chặt trên trục rỗng IV của đĩa biên. Cần (a) có một đầu mang con lăn luôn tỳ sát vào mặt cam, đầu kia là quạt răng có tổng số răng Z = 50 luôn ăn khớp vào bánh răng Z = 30. Chuyển động lắc lư của đòn (a) qua quạt răng, bánh răng Z = 30 và con cóc làm cho bánh răng cóc Z = 64 quay tròn có chu kỳ. 40 Bánh cóc chuyển động chạy dao không liên tục đến bàn máy theo đường truyền động sau: bánh cóc Z64 – đóng ly hợp L1 vào bánh cóc – trục VII – cặp bánh răng côn 27 30 - trục VIII – cơ cấu đảo chiều 25 36 - trục vít me hai đầu mối tx = 6x2 = 12mm, làm cho bàn máy di động ngang. Muốn thay đổi lượng chạy dao thì dùng tay quay (c) để quay bánh răng Z27 ăn khớp với quạt răng Z54 trên cần (b), làm thay đổi vị trí tương đối giữa con lăn của đòn (a) và cam, như thế là thay đổi số răng của bánh cóc do con cóc đẩy đi. c/ Chuyển động nhanh của bàn máy. Chuyển động nhanh của bàn máy được thực hiện từ động cơ điện N = 5.8kw, qua puly đai truyền 336 148   - cặp bánh răng trụ 46 46 - trục III – truyền động xích 32 15 - trục V – truyền động xích 15 15 - trục VI – cặp bánh răng trụ 40 16 - trục VIII – cơ cấu đảo chiều 25 36 và trục vít tx = 6x2mm. Ly hợp L1 lúc này đóng vào bánh răng Z40. d/ Chuyển chạy dao đứng. Chuyển động chạy dao đứng có thể thực hiện bằng tay nhờ tay văn 9 quay trục vít me tx = 5mm trên bàn dao. Chuyển động chạy dao đứng còn có thể thực hiện tự động có chu kỳ do cán 1 đập vào vấu tỳ 2 lắp trên thân máy. Lúc cuối hành trình nhanh, cán 1 sẻ đẩy con cóc đưa bánh cóc quay một số răng nhất định. Bánh có sẽ truyền động qua hai cặp bánh răng côn 22 32 . 22 22 làm quay trục vít me tx = 5mm theo chu kỳ. 3.2 Máy xọc 3.2.1 Công dụng, phân loại, đặc điểm 1.Công dụng Máy xọc dùng để gia công các mặt phẳng và mặt định hình, rãnh bên trong lỗ, bánh răng, then hoa Máy xọc dùng chủ yếu trong sản xuất đơn chiếc và sản xuất nhỏ. 2. Đặc điểm các chuyển động. Máy xọc là máy có chuyển động chính tạo ra tốc độ cắt là chuyển động tịnh tiến khứ hồi của dao xọc theo phương thẳng đứng. Ở những máy xọc hiện đại thường dùng truyền dẫn thủy lực để thực hiện chuyển động chình. Nếu dùng truyền động cơ khí để thực hiện chuyển động chính thì dùng cơ cấu culít – quay Hành trình lớn nhất của đầu xọc là kích thước cơ bản của máy 3.2.2: Cơ cấu thực hiện chuyển động (hình 3.8) Cơ cấu culit quay gồm có đĩa biên 1 nhận truyền động từ hộp tốc độ. Trên chốt 2 của đĩa biên có lắp con trượt có thể di động trong rãnh trượt của tay đòn 3 khi đĩa biên quay quanh tâm 01. Tay đòn 3 đặt lệch tâm với tâm đĩa biên một khoảng e và khi đĩa biên quay tay đòn 3 quanh tâm 02 với vận tốc gọc không đều. Đầu kia của tay đòn 3 lắp khớp động với thanh kéo 4 để di động bàn trượt của dao xọc. 41 Hình 3.8 Muốn thay đổi hành trình của bàn trượt dao xọc, dùng vít me 5 để di động đai ốc 6 trong rãnh của tay đòn 3. Cách tính vận tóc làm việc của dao xọc tương tự như ở cơ cấu culi - lắc của máy bào ngang. 3.2.2 Sơ đồ động của máy xọc 743 (hình 3.9) 1. Chuyển động chính. -Động cơ ->Đầu xọc Chuyển động chính của máy xọc là chuyển động thẳng tịnh tiến khứ hồi của bàn trượt mang dao xọc, được truyền động từ động cơ điện có công suất N = 5,2kW và n = 950 vòng/ phút qua puly đai truyên 320 100   vào hộp tốc độ có 4 tỷ số truyền 41 16 , 35 22 , 28 29 , 22 35 đến cặp bánh răng trụ 60 14 . Bánh răng Z60 cũng là đĩa biên có chốt 2 quay quanh đòn 3 qua thanh kéo 4 là di động bàn trượt lên xuống. Muốn điều chỉnh hành trình xọc của máy, dunhf cặp bánh răng côn có tỷ số truyền 1 để quay trục vít me 5. 42 Hình 3.9 2. Chuyển động chạy dao. Chuyển động chạy dao gồm có chạy dao dọc, ngang và quay tròn của bàn máy được thực hiện từ cam 6. Trong cam 6 có chốt 7 nối liền với con cóc 10 bằng hệ thống đòn bẩy gồm thanh kẹp 8 và thanh kéo 9 để thực hiện chuyển động có chu kỳ của bánh cóc Z120 a/ Chuyển động chạy dao dọc. Chuyển động chạy dao dọc được truyền động từ bánh cóc Z120 qua cơ cấu đảo chiều 20 20 , các ty số truyền của bánh răng trụ 50 60 . 30 50 , cặp bánh răng xoăn 19 19 - cặp bánh răng trụ 24 12 làm trục vít me dọc quay, thực hiện lượng chạy dao s1 của bàn trượt dọc 11. b/ Chuyển động chạy dao ngang. Chuyển động chạy dao ngang cũng được truyền động từ bánh cóc Z120 qua cơ cấu đảo chiều 20 20 , các ty số truyền của bánh răng trụ 50 60 . 30 50 , 2 cặp bánh răng xoăn 19 19 và 20 15 - 2 cặp bánh răng trụ 24 24 . 24 16 làm đai ốc vít me ngang quay, thực hiện lượng chạy dao s2 của bàn trượt ngang 12. 43 c/ Chuyển động chạy dao vòng. Chuyển động chạy dao vòng cũng được truyền động từ bánh cóc Z120 qua cơ cấu đảo chiều 20 20 , các ty số truyền của bánh răng trụ 50 60 . 30 50 , cặp bánh răng xoăn 19 19 - cặp bánh răng côn 30 20 - cơ cấu trục vít – bánh vít 120 1 làm bàn máy 13 quay tròn, thực hiện chạy dao s3 . Chương 4. MÁY PHAY 4.1. Công dụng và phân loại. 4.1.1. Công dụng. - Máy phay là một trong những loại máy chiếm số lượng lớn trong các nhà máy cơ khí, so với các phương pháp gia công cơ khí khác thì phay là phương pháp cho năng suất cao nhất nhờ các đặc điểm sau: Dao phay là dụng cụ cắt có nhiều lưỡi cắt, có thể tăng tốc độ cắt lên rất cao do chuyển động chính là chuyển động của dao, cho năng suất, độ bóng và độ chính xác cao. Máy phay là loại máy có độ linh hoạt cao, kết cấu máy mở cho phép sử dụng nhiều công nghệ gia công trên đó: tiện, bào, xọc, mài, doa. - Máy phay được sử dụng để gia công các chi tiết có dạng mặt phẳng, rãnh, mặt định hình, cam, răng, ren , nếu có thêm phụ tùng kèm theo thì có thể gia công mặt trụ, cầu, chép hình, khoan, khoét 4.1.2. Phân loại. - Theo tính chất vạn năng: + Máy phay vạn năng. + Máy phay chuyên dùng. + Máy phay chuyên môn hóa. + Máy phay chép hình. - Theo tính bệ máy: + Máy phay công xôn. + Máy phay không công xôn. - Theo kích thước: + Máy phay thường. + Máy phay giường. - Theo số trục điều khiển (CNC): 3 trục, 4 trục . 8 trục. - Máy phay vạn năng: + Máy phay đứng. + Máy phay ngang. 4.2. Máy phay vạn năng nằm ngang 6H82 (P623). 44 4.2.1. Đặc điểm. - Kích thước bàn máy: 1250 x 320. - Khoảng dịch chuyển lớn nhất của bàn dọc: 700 - Khoảng dịch chuyển lớn nhất của bàn ngang: 260 - Khoảng dịch chuyển lớn nhất của bàn đứng: 320 - Góc quay lớn nhất của bàn máy: 45° - Phạm vi điều chỉnh tốc độ trục chính: 30  1500 (vòng/phút) - Phạm vi điều chỉnh bước tiến: 19  930 (mm/phút) 4.2.2. Các bộ phận của máy. 1 - Đế máy 16 – Đế bàn dao 2 – Thân máy 17 – Bàn trượt 3 – Hộp thiết bị điện 18 – Sống trượt bàn dao 4 – Công tắc xoay 19 – Tay quay ăn dao ngang và đứng 5 – Tay quay thay đổi tốc độ 20 – Di chuyển dao bằng tay 6 – Núm xoay chọn tốc độ 21 – Tay quay để kẹp gá dao 7 – Nút ấn hãm trục chính 22 – Cam kết thúc ăn dao ngang 8 – Côn để lắp trục dao 23 – Vấu kết thúc ăn dao ngang 9 – Vòi tưới nguội 24 – Vấu kết thúc ăn dao đứng 45 10 – Trục dao 25 – Cữ hành trình để kết thúc ăn dao đứng 11 – Xà ngang trục dao 26 – Vấu hạn chế hành trình ăn dao đứng 12 – Bạc đỡ trục dao 27 – Núm xoay để chọn trị số chạy dao 13 – Vô năng ăn dao dọc 28 – Tay gạt để bắt đầu và kết thúc ăn dao dọc 14 – Bàn dao 29 – Nắp đậy lu hợp điều chỉnh thời gian 15 – Tay quay đảo chiều ăn dao dọc 30 – Eecu điều chỉnh thời gian của ly hợp. 4.2.3. sơ đồ động học của máy. Sơ đồ động của máy phay vạn năng 6H82 được trình bày trên hình 3.2. a. Xích tốc độ. + Động cơ → Trục chính. + Lượng di động trục chính: n(vòng/phút) động cơ → n(vòng/phút) trục chính. + Đường truyền: b. Xích chạy dao. - Có chuyển động chạy dao dọc. - Chuyển động chạy dao ngang. - Chuyển động chạy dao đứng. + Đường truyền thực hiện từ động cơ 2 đến các trục vít me dọc, ngang và đứng theo phương trình tốc độ sau Đường truyền động trực tiếp và gián tiếp chủa chuyển động chạy dao được trình bày như sau: 46 Đường truyến (a) không làm việc; (b) đường truyền gián tiếp (tốc độ thấp) 1 →2→3→4; (c) đường truyền trực tiếp 1 →2 47 48 - Chạy dao nhanh: Để thời gian chạy không là ngắn nhất, đường truyền từ động cơ 2 đến các trục vít me dọc ngang và đứng theo phương trình xích động sau: 4.3. Máy phay vạn năng đứng 4.3.1. Đặc điểm. - Tất cả các máy phay ngang đều có thể trở thành máy phay đứng bằng cách lắp đầu phay. - Đặc điểm của loại máy phay vạn năng đứng: + Trục chính bố trí thẳng đứng. + Trục chính có thể xoay được trong mặt phẳng thẳng đứng. + Chỉ khác máy phay ngang ở vị trí trục chính, còn lại các bộ phận khác hầu như giống nhau. + Trục chính lắp được các loại dao gia công mặt phẳng, mặt đầu, gia công bánh răng với dao phay ngón. 4.3.2. Các bộ phận của máy Máy phay vạn năng đứng gồm các bộ phận cơ bản sau: 1- Thân máy 2- Đầu máy trục chính có thể quay quanh trục nằm ngang 3- Bàn máy gá chi tiết 4- Bàn di trượt 49 4.3.3. Sơ đồ động học máy phay vạn năng đứng 6A54 Máy phay đứng vạn năng 6A54 có: Động cơ chính N = 40kW, n = 1500 vg/ph; động cơ chạy dao N = 7.8 kW, n = 3000 vg/phút; động cơ chạy dao nhanh và di động ụ trục chính N = 5.8kW, n = 1500 vòng/phút. Sơ đồ động được thể hiện như sau: 50 4.4. Các loại máy phay khác. 4.4.1. Máy phay chép hình. a. Hệ thống chép hình bằng cơ khí b. Hệ thống chép hình bằng dầu ép c. Hệ thống chép hình bằng điện khí 4.4.2. Máy phay giường - Hình dáng chung của máy phay giường có hai thân máy. Máy có chuyển động dọc theo bàn máy, chuyển động lên xuống và di chuyển ngang của các đầu trục chính - Máy phay giường dùng chủ yếu để gia công các chi tiết lớn bằng dao phay trụ hoặc dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng. 51 4.5. Đầu phân độ. 4.5.1. Công dụng và phân loại. a. Công dụng. - Đầu phân độ là một đồ gá thường đi kèm với máy phay, bào, xọc, mài để mở rộng khả năng công nghệ cho máy. - Dùng để chia vòng tròn ra các phần bằng nhau và không bằng nhau: phân độ để gia công bánh răng, then hoa, các rãnh của dao phay, dao doa - Dùng để gia công rãnh xoắn. b. Phân loại. Có nhiều loại khác nhau, có thể chia ra + Đầu phân độ quang học + Đầu phân độ trực tiếp + Đầu phân độ vạn năng: có đĩa chia, không có đĩa chia. 4.5.2. Tính toán điều chỉnh đầu phân độ để gia công. a. Phân độ đơn giản với đầu phân độ vạn năng. - Đĩa chia phân độ có 2 mặt, trên mỗi mặt có lỗ phân bố thành những đường tròn đồng tâm (đĩa YПГ 135) + Mặt 1 có các hàng lỗ: 24, 25, 28, 30, 34, 37, 38, 39, 41, 42, 43 + Mặt 1 có các hàng lỗ: 46, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 61, 62, 66 * Tính toán phân độ đơn giản - Sử dụng sơ đồ sau: 52 - Khi quay phân độ, xích truyền động nối từ tay quay đến trục chính có phương trình xích động: ntq x 6 5 Z Z x Z K = phôi Z 1 (vòng)  ntq x Z K = phôi Z 1 (Nghĩa là quay tay quay 1 vòng thì phôi quay được được 1 răng) Đặt Z K = N 1  ntq x N 1 = phôi Z 1  ntq = phôi Z N (Với N: đặc tính đầu phân độ = 40, 60, 80 )  Chỉ cần quay tay quay đi N lỗ trên hàng có Z phôi lỗ và chốt lại là hoàn thành việc phân độ. Nhưng thông thường trên đĩa chia độ chưa xuất hiện hàng Z phôi lỗ ta phải tiếp tục biến đổi: ntq = pZ N = B A Trong đó: B là số lỗ của một hàng nào đó có trên đĩa và khi đó phải quay đi A lỗ trên hàng B lỗ (biến đổi bằng cách nhân cả tử và mẫu với 1 số nào đó để B có trong hàng lỗ của đĩa) 53 Ví dụ 1: Zp = 32 (N = 40) ntq = pZ N = 32 40 = 4 5 = 1+ 4 1 Tiến hành điều chỉnh đầu phân độ như sau: trước tiên dùng chốt 5 quay tay quay 3 đi một vòng chẵn. Sau đó quay thêm 7 lỗ nữa trên vòng có 28 lỗ để cắm chốt vào lỗ b tương ứng. Để không phải đếm nhiều lần có thể dẫn đến nhầm lẫn, dùng thanh I và II để cố định phần lẻ của số lỗ cần quay, bằng cách đẩy thanh I ở phía sau chạm tới chốt đang cắp ở lỗ khởi đầu a. Góc giữa hai thanh I và II được điều chỉnh (1+7) = 8 lỗ trên vòng lỗ 28. Như vậy lỗ mà chốt cần cắm vào khi phân độ hiện nằm phía bên trong thanh II là lỗ b. b. Phân độ vi sai. * Khi nào phải phân độ vi sai ? Khi ntq = Z N mà trên hai mặt đĩa không có hàng Z lỗ nào và khi biến đổi Z N = B A mà B không là ước số của 1 hàng lỗ nào  phải phân độ vi sai. * Cách thực hiện: - Chọn Zx = Z, khi đó ta có: n ' tq = xZ N So với ntq = Z N thì khi quay tay quay đi n ' tq đã sinh ra sai số  ntq = ntq - n ' tq = Z N - xZ N = N . x Z.Z Z x Z  - Sai số này được khử bằng cách lắp thêm bánh răng thay thế a, b, c, d nối từ đuôi trục phôi của đầu phân độ về trục đĩa lỗ. Lúc này nếu ta quay tay quay thì đĩa lỗ cũng chuyển động quay Từ sơ đồ:  ntq . 4 3 Z Z . 8 7 Z Z . c d . a b = pZ 1  N. p .Z x Z Z x Z  . c d . a b = pZ 1 54  d c . b a = N. x Z Z x Z   Tính a, b, c, d và kiểm tra điều kiện chọn trục. Ví dụ: Z = 69 (N = 40) Có ntq = Z N = 69 40 Do trên đĩa không có hàng 69 lỗ và phân số này đã tối giản nhưng 69 không phải ước số của hàng lỗ nào trên đĩa  phải phân độ vi sai. Chọn Zx = 66  d c . b a = N. x Z Z x Z  = 66 3.40 = 66 120 = 6.11 5.8.3 = 4.11 4.15 x 6.6 6.8 = 44 60 . 36 48      20443648 20484060  Thỏa mãn điều kiện chọn trục  a = 60 b = 44 C = 48 d = 36 55 Chương 5. MÁY KHOAN 5.1. Máy khoan. 5.1.1. Công dụng, phân loại. 5.1.1.1. Công dụng. Máy khoan được dùng để gia công các lỗ thông suốt hoặc không thông suốt, khoét mở rộng lỗ, doa lỗ, có thể gia công ren trong lỗ bằng ta rô, mài nghiền lỗ 5.1.1.2. Phân loại. Thường có các kiểu máy khoan vạn năng sau: a. Máy khoan bàn một trục chính: Để khoan lỗ nhỏ, máy được dùng nhiều trong chế tạo dụng cụ, trục chính của máy có số vòng quay cao. b. Máy khoan đứng: Được dùng rộng rãi để gia công lỗ trên các chi tiết không lớn, khi khoan phải xê dịch chi tiết để trục mũi khoan trùng tâm lỗ cần khoan. c. Máy khoan cần (máy khoan hướng kính) Để khoan các lỗ trên chi tiết có kích thước lớn, chi tiết đặt cố định còn hộp trục chính khoan di động tịnh tiến dọc cần khoan và quay xung quanh trục cần khoan để tới vị trí lỗ khoan. d. Máy khoan nhiều trục chính: Có năng suất cao hơn nhiều so với loại 1 trục chính. e. Máy khoan để khoan lỗ sâu. → Ngoài ra còn có máy khoan lỗ tâm để khoan lỗ tâm trên các mặt đầu phôi. 5.2.1. Máy khoan đứng 2A150 5.2.1.1. Đặc tính kỹ thuật và các bộ phận của máy khoan 2A150 a. Đặc tính kỹ thuật: - Đường kính lớn nhất của lỗ gia công máy 50. - Số cấp tốc độ trục chính: Z = 12 - Số vòng quay trục chính: n = 32  1400 vg/phút - Lượng chay dao: s = 0.125 2.64 mm/vòng - Công suất động cơ trục chính: N = 7 kW Máy 2A150 là một trong những loại máy khoan được sử dụng rộng rãi nhất để gia công những lỗ nhỏ hơn 50. b. Các bộ phận của máy gồm: 1. Thân máy 2. Hộp tốc độ 3. Hộp chạy dao 4. Bàn máy 56 5.2.1.2. Xích động học máy 2A150 Sơ đồ động học máy 2A150 được trình bày trên hình 5.2 a. Xích tốc độ. - Khâu đầu động cơ → khâu cuối trục chính - Lượng di động tịnh tiến: n động cơ → ntrục chính (vòng/phút) - Phương trình: b. Xích chạy dao được thể hiện như sau: Nếu mở ly hợp L, dùng đĩa quay (1) hình 5.1 có thể thực hiện chay dao bằng tay quay qua cặp bánh răng côn 64 22 . Tương tự, có thể dùng tay di động bàn máy (2) theo chiều thăng đứng qua cặp bánh răng côn 42 12 và trục vít me tx = 8mm 5.1 57 2 1 58 5.2.2. Máy khoan cần ngang 2B56 5.2.2.1. Đặc tính kỹ thuật và các bộ phận của máy khoan 2B56 a. Đặc tính kỹ thuật: - Đường kính lớn nhất của lỗ gia công máy 50. - Số cấp tốc độ trục chính: Z = 12 - Tầm với trục chính: 375  2095 mm - Lượng di động thăng đứng trục chính: 350 mm - Lượng di động thăng đứng của cần khoan: 940 mm - Số vòng quay trục chính: n = 375  2095 vg/phút - Lượng chay dao: s = 0.15 1.2 mm/vòng - Công suất động cơ trục chính: N = 7 kW Máy 2B56 dùng để khoan, khoét, doa, cắt ren trên nhưng chi tiết lớn. b. Các bộ phận của máy gồm: 1. Trụ máy 2. Bệ máy 3. Ống đỡ 4. Cần khoan 5. Trục vít me 6. Hộp tốc độ chạy dao 7. Bàn máy 8. Động cơ chạy dao 9. Động cơ nâng cần khoan 5.2.2. Xích động học máy 2B56. Sơ đồ động của máy được thể hiện trên hình 5.4 a. Xích tốc độ. - Động cơ → trục chính. + Phương trình xích tốc độ: cặp bánh răng thay thế b a = 40 33 ; 33 40 b. Xích chạy dao. - Trục chính mang mũi khoan → trục khoan tịnh tiến dọc. - Phương trình chạy dao: 5.3: 59 Chuyển động lên xuống của cần khoan do động cơ N = 1.3 kW thực hiện qua các cặp bánh răng 66 23 . 54 16 và trục vít me tx = 6mm. Khóa chặt ống đỡ vào trụ rồng do cơ điện N = 0.52 kW thực hiện với vít me vi sai siết chặt vòng kẹp. 5 .4 : S ơ đ ồ đ ộ n g m áy 2 B 5 6 60 Chương 6. MÁY MÀI PHẲNG 6.1. Công dụng và phân loại 6.1.1. Công dụng Máy mài phẳng là máy mài dùng để mài tinh cũng như mài thô các mặt phẳng bằng mặt trụ hoặc mặt đầu của đá mài. Ở máy mài phẳng, chi tiết gia công được cố định trên bàn máy bằng cơ khí hoặc bằng điện từ. Máy mài phẳng có thể dùng trong sản xuất đơn chiếc hoặc sản xuất hàng khối. Độ chính xác gia công có thể đạt 10m trên độ dài 2000 mm, ở những chi tiết ngắn có thể đạt được 5m 6.1.2. Phân loại Tùy thuộc vào vị trí của trục chính đá mài, có thể chia máy mài mặt phẳng thành 3 loại: - Máy mài phẳng trục chính ngang. - Máy mài phẳng trục chính đứng. - Máy mài phẳng đặc biệt. 6.2. Máy mài phẳng dùng chu vi đá để mài. 6.2.1. Các chuyển động của máy. (hình a, b) - V tao ra vận tốc cắt - Mày mài phẳng đá mài trụ có các chuyển động chạy dao dọc, chạy dao ngang và chay dạo đứng. - Chuyển động chay dao v1 là chuyển động thẳng tịnh tiến khứ hồi của bàn máy ngang phôi. - Chuyển động chạy dao ngang s1 là chuyển thẳng của đá mài hoặc của bàn máy theo chiều vuông góc với trục phôi. - Máy mài đá mặt chậu có các chuyển động chạy dao là chuyển động chạy dao vòng và chạy dao đứng. 61 - Chuyển động chạy dao vòng v1 do bàn máy mang phôi thực hiện. Ở những máy gia công những lỗ của chi tiết lớn và không đối xứng thì v1 do đá mài thực hiện. - Chuyển động chạy dao đứng s (ăn sâu) là chuyển động thẳng đứng ăn hết chiều sâu cắt gọt của đá mài. 6.2.2. Các bộ phận của máy. 1. Thân máy 6. Tay gạt đảo chiều bàn máy 2. Bàn máy 7. Công tắc điện 3. Đường từ tính 8. Trụ đứng 4. Vấu điều chỉnh hành trình 9. Vô lăng di chuyển ụ mài lấy chiều sâu cắt. 5. Pít tông 10. Vô lăng di chuyển ụ mài trên trụ đứng 8 6.3. Máy mài phẳng dùng mặt đầu của đá. 6.3.1. Các chuyển động của máy. Sk, Vđ: do đá thực hiện Vc: do bàn máy ngang mang chi tiết thực hiện - Diện tích bề mặt tiếp xúc lớn → năng suất cao. Tuy nhiên nhiệt sinh ra lớn nên khi mài ta phải gá lệch chi tiết đo 1 2° và làm mát bằng dung dịch trơn nguội. 6.3.2. Các bộ phận của máy. 62 1. Thân máy 6. Trục chính ụ đá 2. Cần điều chỉnh nhanh bàn máy. 7. Đá mài 3. Đường từ tính 8. Công tắc điện 4. Bàn quay 9. Nam châm điện . 5. Trụ đứng 10. Vô lăng di chuyển nhanh ụ mài. Chương 7. MÁY MÀI TRÒN 7.1. Công dụng và phân loại. 7.1.1. Công dụng. - Máy mài dùng để gia công tinh với lượng dư bé. Chi tiết trước khi mài đã được gia công thô trên các máy khác. - Gia công mặt trụ ngoài, mặt lỗ, gia công mặt côn 7.1.2. Phân loại. - Máy mài tròn ngoài. - Máy mài tròn trong. 7.2. Máy mài tròn ngoài. 7.2.1. Các chuyển động của máy mài tròn ngoài. - Đá quay tròn Vđ đạt 50 m/s do một động cơ điện riêng truyền dẫn độc lập, là chuyển động chính. 63 - Chuyển động chạy dao gồm có: + Chạy dao vòng của chi tiết quay tròn để mài hết mặt trụ (Sv) + Chạy dao dọc của bàn mang chi tiết để mài hết chiều dài chi tiết (Sd) + Chạy dao ăn sâu để hớt hết lượng dư của chi tiết gia công (Sk), do ụ đá mài thực hiện, có chạy ăn sâu liên tục và không liên tục. Do đó xuất hiện 2 phương pháp mài: - Mài chạy dao dọc - Mài ăn sâu (mài chạy dao ngang) 7.2.2. Sơ đồ động học máy mài tròn ngoài 315. Sơ đồ động của máy được trình bày trên hình 7.1 a. Xích tốc độ. Chuyển động chính quay vòng V của đá mài được truyển động từ động cơ điện Đ1, có công xuất N = 1.7kW, n = 1440 vg/phút, qua bộ buli hai bậc 71 60   Phương trình xích tốc độ: nđc. 71 60 = nđá mài b. Chuyển động chạy dao vòng: Chuyển động chạy dao vòng v1 của chi tiết gia công được dẫn động và điều chỉnh vô cấp từ động cơ điện một chiều Đ2 có N = 0.24 kW và n = 360 3600 vg/phút qua hai cặp puli – đai truyền 120 50   và 100 50   Phương trình xích vòng: c/ Các xích chuyển động bằng dầu ép thủy lực. Hệ thống thủy lực của máy mài 3A150 thực hiện các chuyển động như sau: chuyển động chạy dao dọc tịnh tiến khứ hồi s1 của bàn máy, tịnh tiến và lùi nhanh ụ đá mài, đóng mở các cơ cấu tay quay, chuyển động chạy dao tự động có chu kỳ của đá mài và bôi trơn sống trượt. * Chuyển động chạy dao dọc s1 (hình 7.1) Chuyển động được thực hiện nhờ panen điều kiển (5). Dầu từ bể chứa được bơm cánh gạt kép (6) do động cơ điện Đ3 quay, qua bộ lọc (6.1) vào van điều kiển (8). Lúc này van (8) ở vị trí làm việc (vị trí A). Tùy thuộc vào vị trí của panen điều kiển (5) gồm có van đảo chiều (5.1) và van điều kiên (5.2), dầu sẽ vào buồng trái hoặc phải của xilanh truyền lực (9) để thực hiện chuyển động thẳng đi về s1. Dầu ở buồng bên kia của xilanh qua panen điều khiển (5) và van tiết lưu (10) về bể dầu ( ở vị trí hình 7.1, dầu vào buồng phải nếu van (8) ở vị trí làm việc). 64 Đảo chiều bàn báy nhờ vấu tỳ (11) lắp trên bàn máy, qua hệ thống đòn bẩy và bánh răng (12), di động con trượt của van điều khiển (5.2), đưa dầu về đầu phía trái của van đảo chiều (5.1), đưa con trượt của nó qua phải, và từ đó dầu được dẫn về buồng trái của xilanh (9), đưa bàn máy di động theo chiều ngược lại. Van điều khiển (5.2) có thể di động bằng tay nhờ hệ thống cơ khí (12). Dừng máy được thực hiện bằng van (8). Van này có ba vị trí: làm việc ( con trượt ở vị trí A); vị trí dừng ( vị trí B) và vị trí không tải (C). Ở vị dừng, hai buồng của xilanh (9) được nối liền nhau và do đó bàn máy có thể di động bằng tay. Ở vị trí không tải, dầu từ bơm qua van (8) rồi về bể dầu hai buồng của xilanh (9) lúc này cũng nối liền nhau. * Chuyển động chạy dao ngang s2: Đây là chuyển động chạy dao ăn sâu của đá mài sau một hành trình kép hoặc một hành trình đơn của bàn máy. Khi dùng tay để ấn công tắc hành trình (13), mạch điện nam châm của van (14) đóng, dầu từ bơm (6) qua bộ lọc (6.1) và (6.2) và buồng phải của xilanh (15) làm di động nhanh ụ đá mài về phía chi tiết gia công. Ở đầu hành trình tiến dao nhanh này, công tắc cuối hành trình (16) được giả phóng, đóng chuyển động của phôi và hệ thống làm nguội. Ở cuối hành trình tiến dao nhanh, dông tấc cuối hành trình (17) bị ấn xuống, đóng mạnh nam châm điện của van (18), đưa dầu vào buồng phải của xilanh (19), qua hệ thống thanh răng và bánh răng, quay các van điều khiển chuyển động chạy dao (22). Dầu từ buồng trái của xilanh (19), qua các van (21), (22), và (23) và van tiết lưu điều chỉnh chạy dao thô (24) về bể dầu. Lúc này van (22) và (23) phải đặt ở vị trí tương ứng. Lượng chạy dao (thô) được chuyển sang chạy dao tinh khi cam (20) ấn công tắc cuối hanhg trình (25), đóng mạch nam châm của van (21), dầu được đưa về bể qua van tiết lưu điều chỉnh lượng chạy dao tinh (26). Cuối quá trình mài, cần (27) tì vào gối tì cố định (28), lượng chạy dao ngang kết thúc. Cam (20) tiếp tục quay cho đến khi ấn vào công tắc cối hành trình (29), ngắt mạch nam châm van (14). Dưới tác dụng của dối trọng (30), ụ đá mài (4) trở về vị trí ban đầu, giải phóng công tắc (17) và do đó ngắt mạch cuộn dây nam châm van (18). Lúc này do sức cản của van tiết lưu (26) lơn nên dầu chảy về buồng trái của xilanh (19). Cuối hành trình lùi, ụ đá mài ấn công tắc (16) xuống, ngắt truyền động của phôi và hệ thống làm nguội. Chu kỳ mài kết thúc. Trên máy 3A150 còn có thiết bị do tự động (31). Mũi dò được dựa vào chi tiết gia công nhờ xilanh (32). Khi đạt được kích thước đã cho, công tắc (33) sẽ ngắt mạch nam châm của các van (14) và (18). * Chuyển động mài dọc: Chuyển động mài dọc đến vấu tì cũng tương tự như mài ăn sâu với lượng chạy dao S2, chỉ khác là lượng dầu chảy ra khỏi xilanh (19) không liên tục mà gián đoạn với van phân lượng thô (34) và van phân lượng tinh (35). Lúc này van (22) ở vị trí B. Chu kỳ bắt đầu với việc đóng công tắc cuối hành trình (13) để di dộng nhanh ụ đá mài và thực hiện chuyển động của bàn máy. Khi bàn máy đảo chiều, dầu từ panen điều khiển (5) qua van (36) và (37), đến xilanh (38) và van (39). Pistôn của xilanh (38) 65 nối liền với cơ cấu con cóc và trong trường hợp này không thuwch hiện được lượng chạy dao. Khi van (39) mở ra, dầu từ xilanh (19) qua van (21), (22) đến van phân lượng (34) và (35). Tương ứng với thời điểm đó, pistôn của xilanh (19) sẽ quay các cam (20) với một góc nhất định. Sau khi đảo chiều bàn máy, đường dau vào xilanh (38) và van (39) được nối với bể dầu. Dưới tác dụng của lò xo, con trượt của van (39) trở về vị trí ban đầu, nối van phân lượng (34) và (35) với bể dầu. chỉ khi nào chi tiết đã gia công xong, ụ đá mài mới lùi ra sau, nhưng không phải đồng thời mà chỉ sau khi vấu tì (40) ấn công tắc cuối hành trình (41) để ra lệnh cho ụ đá mài lùi. * Chuyển động mài dọc với lượng chạy dao có chu kỳ: Khi làm việc với cơ cấu đo tự động, cần đóng nam châm điện (18), sau đó đóng công tắc cuối hành trình (13), ụ đá mài sẽ di động về phía trước đến gối tì cố định. Lượng chạy dao có chu kỳ được thực hiện với cơ cấu con cóc (42) khi đáo chiều bàn máy. Ở cuối hành trình của bàn máy (được khống chế bằng công tắc cuối trình (41). ụ đá mài tự động lùi lại. * Chuyển động bàn máy bằng tay: Khi bàn máy thực hiện lượng chạy dao dọc S1 tự động , van điều khiển (5.2) đưa dầu về xilanh (43), đẩy bánh răng (44) ra khớp với thanh răng lắp trên bàn máy. Chuyển động chạy dao bằng tay chỉ thuwcjhieenj khi chuyển động chạy dao tự động ngừng lại. Lúc này dầu từ xilanh (43) sẽ chảy về bể dầu; dưới tác dụng của lò xo, bánh răng (44) sẽ vào khớp với thanh răng. Dùng tay quay (45), qua cơ cấu chạy dao bằng tay (46) để di động bàn máy 66 67 7.3. Máy mài tròn trong. Dùng để mài tinh lỗ có dạng trụ hoặc dạng côn, đôi khi dùng để mài mặt đầu. Đường kính lớn nhất của lỗ có thể gia công trên mày từ 25  800mm với độ nhẵn bề mặt đến Ra = 1,6. 7.3.1: Sơ đồ động máy 3K228B Sơ đồ động của máy 3K228B được trình bày trên hình. 7.2. Thể hiện các chuyển động của máy gồm: chuyển động chính của đá mài tạo ra tốc độ cắt, chuyển động chạy dao vòng, chuyển động chạy dao dọc và chuyển động chạy dao ngang. 7.3.2: Các chuyển động của máy 3K228B: 1/ Chuyển động chính của máy: Chuyển động chính V tạo ra tốc độ cắt được truyền từ động cơ Đ1 có N1 = 5.5kW và n1=2910 vg/ph, qua puli – đai truyền 250/60, 80, 120, 160mm để quay đá mài lỗ (4). Phương trình xích tốc độ mài lỗ: nđc. )160;120;80(60 250 = nđà mài. Chuyển động chính của đá mài mặt đầu (10) được thực hiện từ động cơ Đ2 có 7.2 68 N2 = 2.2 kW và n2 = 2860 vg/ph, qua bộ puli – đai truyền 90 145   Phường trình xích tốc độ mài mặt đầu: nđc. 90 145 = nđá mài 2/ Chuyển động chạy dao vòng v1: Chuyển động chạy dao vòng v1 do động cơ điện một chiều Đ3 có N3 = 1.6kW và n3 = 1500  250 vg/ph qua puli – đai truyền 225 90   thực hiện truyền động vô cấp quay phôi (8). Phương trình xích chạy dao vòng: nđc3. 225 90 = nphôi 3/ Chuyển động chạy dao dọc s1: Chuyển động chay dao dọc là chuyển động thảng tịnh tiến khứ hồi vô cấp từ 0.142 mm/phút của bàn máy (2) do hệ thống thủy lực thực hiện với xilanh truyền lực (11). Chuyển động này cũng được thực hiện bằng tay quay (12), qua các cặp bánh răng trụ 60 22 . 60 22 đến bánh răng – thanh răng z x m = 24 x 2,5 mm. Chuyển động s1 bằng thủy lực được thực hiện khi xích chạy tay bị ngắt bằng cơ cấu khóa liên động (13). Lúc đó có cấu khoa liên động làm bánh răng Z = 24 ra khớp với thanh răng. 4/ Chuyển động chay dao ngang s2: Chuyển động chạy dao ngang s2 được thực hiện bởi trục vít me t = 8mm mang ụ đá mài lỗ (3) di động ngang. Chuyển động chạy dao ngang có thể thực hiện bằng tay (liên tục hoặc gian đoạn) hoặc thực hiện tự động từ hệ thồng thủy lực. Chuyển động s2 liên tục bằng tay được thực hiện từ tay quay (14) qua các cặp bánh răng 96 20 . 115 23 quay vítme t = 6 mm. Chuyển động s2 gián đoạn bằng tay gạt được cần lắc (15), qua con cóc (16) và bánh cóc (17) có Z = 200, đến các cặp bánh răng 96 20 . 115 23 đến trục vít me ngang. Mỗi lần lắc ụ đá di động 0.002mm. Chuyển động s2 gián đoạn tự động bằng thủy lực được thực hiện từ xilanh – pistôn (18) đẩy con cóc (19) ăn khớp với bánh cóc (17) và đi tiếp đến vít me ngang theo xích như trên. Điều chỉnh lượng chạy dao s2 gián đoạn tự động bằng cách dùng tấm chắn che bớt số răng của bánh cóc (17). Để thục hiện điều này vặn núm điều chỉnh (21) làn tấn quay quạt răng (22) có tần số răng toàn phần là Z = 200, với tỷ số truyền 200 20 . Tấm chắn được lắp trên quạt răng. Di động nhanh ngang của ụ đá mài lỗ được thực hiện bằng tay quay (14), qua các cặp bánh răng 96 20 . 56 92 đến trục vít me ngang. 69 5/ Chuyển động điều chỉnh. Điều chỉnh lượng di động dọc của đá mài mặt đầu (10) dùng tay quay (23), qua các cặp bánh răng ăn khớp trong 49 14 và bánh răng – thanh răng 20x3mm. Lượng chạy dao dọc để mài mặt đầu được thực hiện với tay quay (24), qua trục vít – bánh vít 60 2 quay trục vít – đai ốc bi (25) mang nòng trục chính đá mài (10) di động dọc trục. Cần (9) của thiết bị mài mặt đầu có 3 vi trí và có thể quay từ trên để đưa đá mài (10) đến vùng làm việc ở dưới và ngược lại, cũng tươngtuwj đến vị trí sửa đá mài. Thực hiện chuyển động này nhờ xilanh thủy lực (26). Để sửa đá, tay quay núm vặn (27) để di động mũi kim cương tiếp xúc với đá. 6/ Chuyển động dao động. Để tạo nên dao động dọc của đá mài, nâng cao độ bóng bề mặt gia công, máy mài 3K22B có cơ cấu dao động dọc của bàn máy. Cớ cấu này hoạt động với động cơ điện riêng Đ4 có công suất N4 = 0.6 kW, n4 = 1350 vg/ph, qua trục vít – bánh vít 27 1 quay cơ cấu lệch tâm (28) làm cần (29) lắc lư, đưa bàn máy (2) di động khứ hồi. CHƯƠNG 8: MÁY ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 8.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY CÔNG CỤ CNC Ý tưởng về điều khiển số (NC) cho các máy công cụ bắt đầu từ năm 1949/1950 tại viện công nghệ Massachusetts (Massachusetts íntitute of Technology, Cambrige, USA) là kết quả cuả một đơn đặt hàng của không quân Hoa kỳ đặt làm các chi tiết máy bay quan trọng từ một khối vật liệu đồng nhất chứ không phải dùng đinh tán hay hàn các tấm kim loại với nhau. - Nều dùng các phương pháp gia công truyền thống thì sẽ mất nhiều thời gian và chi phí tăng vọt với những chi tiết cần tạo hình phức tạp này. Do biên dạng của các chi tiết lớn có thể dễ dàng được biểu diễn dưới dạng các hàm toán học nên người ta đã quyết định làm một bộ điều khiển để điều khiển máy phay gia công các biên dạng này. - Về kĩ thuật, ý tưởng này cần một bộ điều khiển để biên dịch mã nhị phân và các tín hiệu số đối với các đường chạy dao và các thông số trạng thái để máy phay có thể hiểu và thực hiện gia công đúng. Đó là những nguyên tắc cơ bản điều khiển số. Sau đó nhờ sự phát triển nhanh chóng của kĩ thuật xử lí dữ liệu điện tử mà điều khiển số được đưa vào thực tế. - Lúc đầu người ta áp dụng điều khiển số cho máy phay đứng. Thông tin về đường chạy dao và các thông tin số trạng thái cần thiết cho quá trình gia công được khắc trên băng đục lỗ. Ý tưởng là cần điều khiển trục gia công cửa máy phay sao cho đầu mang dao được điều khiển bởi các động cơ điều khiển độc lập. Những thông ti về đường chạy dao và trạng thái được mã hóa dưới dạng chữ cái và con số được gọi là chương trình NC. - Chiếc máy công cụ NC đàu tiên này có tất cả những đặc tính mà các thế hệ máy NC sau này được phát triển dựa trên, đó là: 70 + Các thông tin về đơn vị sử dụng cũng như vị trí ban đầu của đường chạy dao, thông số trạng thái được khắc trên băng đục lỗ. + Dùng máy tính để diều khiển va xử lí thông tin + Mỗi trục chạy dao và trục chính có một nguồn động lực độc lập để điều khiển đầu dao và bàn máy. + Hệ thống đo lường và điều khiển cung cấp các thông tin phản hồi cho bộ điều khiển theo vị trí dao. - Vào giữa thập kỷ 50 gần như hầu hết các nhà sản xuất máy công cụ đều bắt đầu phát triển và sản xuất các máy phay điều khiển số và không lâu sau đó là các máy tiện. Sự phát triển nhanh chóng của các thiết bị vi điện tử, chẳng hạn như các bộ xử lí hay vi máy tính đã cho phép tiếp tục phát triển các bộ điếu khiển NC thành các bộ điều khiển CNC ( điều khiển bằng máy tính) vào giữa thập kỉ 70. - Cùng với sự đóng góp không ngừng của các bộ xử lí mạnh, người ta hoàn toàn có thể mở rộng khả năng gia công của các máy công cụ điều khiển số. Ngày nay nhờ có những bộ vi máy tính và vi xử lí cũng như bộ điều khiển logic khả trình (PLC) mà hiệu quả của việc lập trình NC đã được cải thiện. Độ chính xác biến dạng và tốc độ cắt của dao cũng như khả năng gia công đã được nâng cao không ngừng. Các bộ điều khiển CNC hiện đại đã có thêm rất nhiều đặc tính mạnh hơn. Nhớ đó mà chúng ta có thể lập trình những thông tin hình học phức tạp mà không cần sử dụng các phép tính toán học. - Sự phát triển liên tục của các máy công cụ CNC diễn ra dưới sự trao đổi cách tân và tương hỗ nhau giữa các nhà sản xuất các thiết bị vi điện tử, bộ điều khiển CNC, dụng cụ cát và máy công cụ. Người sử dụng cũng góp phần vào quá trình phát triển nhanh chóng này với những yêu cầu và giải pháp cải tiến mới. Các trung tâm gia công CNC, hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) và hệ thông sản xuất tích hợp nhờ máy tính (CiM) đã đánh dấu những bước quan trọng của quá trình phát triển này bắt đầu từ những năm 50. NC 19601950 1970 1980 1990 CNC FFS CAD CAD / CAM CIM NC (Numerical control): Điều khiển số CNC (Numerical control with integrated computer): Điều khiển số với sự trợ giúp của máy tính FFS (Flexible manufacturing system): Hệ thống sản xuất linh hoạt. CAD (Computer aided drawing/design): Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính CAM (Computer aided manufacturing): Sản xuất với sự trợ giúp của máy tính CIM (Computer integrated manufacturing with planning, design and manufacturing): Sản xuất linh hoạt nhờ máy tính 8.2. HỆ THỐNG DỤNG CỤ TRÊN MÁY CNC 8.2.1. Yêu cầu của dụng cụ cắt trên máy CNC Tất cả dao trên máy CNC đều có phần cắt là những mảnh hợp kim cứng lắp ghép và phải đáp ứng được những yêu cầu sau đây: - Phải đảm bảo việc sử dụng với thời gian lâu nhất các mảnh hợp kim không mài lại để đảm bảo cho các thông số hình học của dao cố định trong quá trình sử dụng. 71 - Hình dạng của các mảnh hợp kim phải hợp lý để nâng cao tính vạn năng, có nghĩa là cho phép bằng một dao có thể gia công được nhiều bề mặt khác nhau. - Các dao với góc cắt khác nhau phải có cùng một toạ độ để tạo điều kiện thuận lợi cho lập trình gia công. - Có khả năng làm việc bình thường khi gá ở các vị trí khác nhau. - Đảm bảo độ chính xác cao. - Có khả năng tạo phoi tốt và thoát phoi tốt (đưa phoi ra khỏi vùng gia công thuận tiện). - Tiêu chuẩn hóa và hợp lý dao cụ - Cải tiến việc quản lý dao và sản xuất linh động. Để cho quá trình thay dao được nhanh chóng . Vít kẹp Mảnh lưỡi cắt Chốt Tấm đỡ Cán dao 8.2.2 Dụng cụ cắt trên máy tiện CNC. Dao tiện được phân loại theo các tiêu chuẩn sau: Theo vật liệu lưỡi cắt: - Lưỡi cắt thép gió - Lưỡi cắt hợp kim cứng - Lưỡi cắt vật liệu gốm - Lưỡi cắt kim cương Theo vị trí gia công: - Dao tiện gia công ngoài - Dao tiện gia công trong Theo hình dạng dao: - Dao tiện thẳng - Dao tiện đầu nghiêng - Dao tiện đầu cong - Dao tiện lưỡi rộng bản - Dao tiện mũi nhọn Theo vị trí của lưỡi cắt chính: - Dao tiện trái - Dao tiện phải - Dao tiện giữa Theo mục đích gia công: - Dao tiện rãnh - Dao tiện góc - Dao tiện ren Kết cấu của các dao tiện dùng cho máy CNC rất đa dạng và phụ thuộc chủ yếu vào bề mặt gia công. 72 Mô tả một số loại dao tiện cơ bản dùng trên các máy tiện CNC. Các dao tiện trên là: Dao tiện số 1: Dao tiện ngoài với góc  = 45o dùng để gia công các mặt ngoài, mặt đầu và vát mép. Dao tiện số 2: Dao tiện ngoài với góc  = 93o  95o dùng để gia công mặt trụ, mặt côn hoặc mặt côn ngược với góc côn 30o, gia công các bề mặt với bán kính lượn và gia công mặt đầu hoặc tiện rãnh thoát đá mài. Dao tiện số 3: Dao tiện ngoài với góc  = 63o cho phép gia công nửa mặt cầu hoặc mặt côn với góc côn 57o. Dao tiện số 4: Dao tiện ren ngoài cho phép gia công ren với bước ren từ 2 đến 6 mm. Dao tiện số 5: Dao tiện ren trong cho phép gia công ren với bước ren  2 mm. Đường kính lỗ nhỏ nhất mà dao có thể cắt ren là 35 mm. Dao tiện số 6: Dao tiện trong có góc  = 95o dùng để tiện lỗ hoặc cắt rãnh trong. Dao tiện số 7: Dao tiện trong có góc  = 92o cho phép gia công lỗ có đường kính lớn hơn 22 mm. Dao tiện số 8: Dao tiện ngoài có góc  = 45o (dao trái) dùng để gia công mặt ngoài, mặt đầu và vát mép. Dao tiện số 9: Dao tiện rãnh ngoài, cho phép tiện rãnh có bề rộng từ 1 đến 6 mm. Dao tiện số 10: Dao tiện ngoài có góc  = 93o cho phép gia công mặt trụ, mặt định hình. Dao tiện số 11: Dao tiện ngoài có góc  = 63o dùng để gia công mặt côn ngoài. Dao tiện số 12: Dao tiện ren ngoài cho phép gia công ren ngoài với bước ren  2 mm. Dao tiện số 13: Dao tiện ngoài với góc  =92o  95o cho phép gia công mặt bậc, mặt đầu và vát mép. 8.2.3. Dụng cụ cắt trên máy phay CNC. Dao phay có thể phân loại theo các tiêu chuẩn sau: Theo vật liệu gia công - Loại dao N (dùng để gia công thép thường) - Loại dao H (dùng để gia công vật liệu mềm và cắt có phoi dài) 73 - Loại dao W (dùng để gia công vật liệu có phoi vụn và cứng) Theo vật liệu lưỡi cắt - Lưỡi cắt thép gió - Lưỡi cắt hợp kim cứng - Lưỡi cắt vật liệu gốm - Lưỡi cắt kim cương Theo dạng cán gá - Dao phay trụ mặt đầu - Dao phay ngón Theo hình dạng dao phay - Dao phay rãnh T - Dao phay trụ - Dao phay đĩa - Dao phay định hình Theo dạng răng dao phay - Dao phay răng nhọn - Dao phay hớt lưng * Dao phay ngón. Dao phay thông dụng trên máy phay CNC là dao phay ngón. Vật liệu phần cắt là các loại thép gió như P6M5, P6M5K5, P5X10, P18 và các loại hợp kim cứng BK, TK. Các dao phay ngón có đường kính  12mm được chế tạo từ thép gió nguyên chất, còn các dao phay có đường kính > 12mm thì phần cắt là thép gió còn phần thân là thép cácbon. Dao phay ngón chuôi côn. Dao phay ngón dùng trên máy phay CNC có hai loại: loại tiêu chuẩn và loại chuyên dùng. 74 Một số kết cấu đặc biệt của dao phay ngón. Dao phay số 1: Dao có số răng ít và có góc nghiêng của đường xoắn lớn nên dao cho phép thoát phoi một cách dễ dàng khi gia công các lỗ hoặc các rãnh không thông suốt. Dao phay số 2: Dao thay đổi chiều của thành phần lực cắt hướng trục cho nên chi tiết được ăn xuống bàn máy, có nghĩa là giảm được lực kẹp (điều này đạt được nhờ sử dụng dao cắt phải với đường xoắn trái và dao cắt trái với đường xoắn phải). Dao phay số 3: Dao này có thể giảm được rung động khi cắt nhờ vào sự phân bố không đối xứng của các răng dao phay. Dao phay số 4: Dao phay có hai lưỡi cắt mặt đầu cho nên nó có khả năng thực hiện ăn dao thẳng đứng. Dao phay số 5: Độ cứng vững của dao phay loại này cao hơn các loại dao phay khác nhờ vào độ dày khác nhau của rãnh răng (nhờ vào lỗ côn). Dao phay số 6: Dao có độ dài lớn nhưng vẫn đảm bảo độ cứng vững nhờ có phần thân phụ sau phần cắt. Dao phay số 7 và 8: Dao phay côn để gia công những bề mặt cong phức tạp. * Dao phay mặt đầu. Dao phay mặt đầu cũng được sử dụng trên các máy phay CNC và phần lớn chúng được tiêu chuẩn hoá. Các dao phay mặt đầu là những dao có răng chắp bằng hợp kim cứng. 8.2.4. Dụng cụ phụ dùng cho thay dao tự động. Các dụng cụ trên máy có thay dao tự động cũng giống như các dụng cụ trên máy thay dao bằng tay, nhưng cơ cấu gá dao của chúng lại khác nhau. Trục gá dao trên máy CNC có những bề mặt sau đây: - Bề mặt 2 dùng để định vị trục gá dao trong trục chính của máy. - Bề mặt 4 dùng để gá và kẹp chặt dụng cụ cắt. - Bề mặt 3 dùng để thay dao tự động. - Bề mặt 1 dùng để gá trục gá trong magazin (ổ chứa) dụng cụ. Đường kính D2 (hình 2.12) xác định khoảng không gian để tay máy kẹp trục gá. Mặt côn (bề mặt 2) của trục gá có độ côn là 7:24, rãnh côn để tay máy kẹp trục gá (bề mặt 3) phải nhiệt luyện đạt độ cứng HRC = 52 - 53. Trục gá dao trên máy CNC. 8.3. CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN 8.3.1 Hệ điều khiển NC 75 Đây là hệ điều khiển đơn giản với số lượng hạn chế các kênh thông tin. Trong hệ điều hệ khiển, các thông số hình học của chi tiết gia công và các lệnh điều khiển được cho dưới dạng dãy các con số. Hệ điều khiển làm việc theo nguyên tắc tuần tự: Sau khi mở máy các lệnh thứ nhất và lệnh thứ 2 được đọc. Chỉ sau khi quá trình đọc kết thúc, máy bắt đầu thực hiện lệnh thứ nhất. Trong thời gian này thông tin của lệnh thứ 2 nằm trong bộ nhớ của hệ thống điều khiển. Sau khi thực hiện xong lệnh thứ nhất máy bắt đầu thực hiện lệnh thứ 2, khi đó hệ điều khiển đọc lệnh thư 3 và đưa vào bộ nhớ tại vị trí của lệnh thứ 2 được thực hiện. Những điểm chính của hệ điều khiển NC là khi gia công các chi tiết tiếp theo trong loạt thì hệ điều khiển lại đọc tất cả các lệnh từ đầu và như vậy sẽ không tránh khỏi sai sót của bộ tính toán trong hệ điều khiển dãn đến chi tiết gia công dễ bị phế phẩm. 8.3.2 Hệ điều khiển CNC Đặc điểm chính của hệ là có sự tham gia hỗ trợ của máy vi tính. Các nhà chế tạo máy CNC đã cài đặt vào máy tính một chương trình điều khiển cho từng loại máy. Hệ điều khiển CNC cho phép thay đổi và hiệu chỉnh các chương trình gia công chi tiết và cả chương trính hoạt động của cả bản thân nó Trong hệ điều khiển CNC các chương gia công có thể được ghi nhớ lại, các chương trình có thể được nạp vào toàn bộ một lúc hoạc từng câu lệnh bằng tay từ bảng điều khiển. Hệ điều khiển CNC có kích thước nhỏ hơn và giá thấp hơn hệ điều khiển NC nhưng lại có các đặc tính mới mà các hệ điều khiển trước nó không có ( có khr năng hiệu chỉnh những sai số cố định của máy ) 8.3.3 Hệ điều khiển DNC Đặc điểm của hệ DNC là nhiều máy công cụ CNC được nối với một máy tính trung tâm qua đương dây dẫn dữ liệu. mỗi một máy công cụ có hệ điều khiển CNC mà bộ tính toán của nó có nhiệm vụ chọn lọc và phân phối các thông tin. Hay nói cách khác thì toàn bộ tính toán là cầu nối giữa máy công cụ và máy tính trung tâm. Máy tính trung tâm có thể nhận các thông tin từ bộ điều khiển CNC để hiệu chỉnh chương trình hoặc để đọc dữ kiệu từ máy công cụ. Trong một số trường hợp máy tính đóng vai trò chỉ đạo trong việc lựa chọn các chi tiết gia công theo thứ tự ưu tiên để phân chia đi các máy khác nhau. Hệ CNC có ngân hàng dữ liệu trung tâm cho biết các thông tin của chương trình gia công chi tiết trên tất cả các máy công cụ. Có khả năng truyền dữ liệu nhanh và có khả năng nối ghép vào hệ thống gia công linh hoạt FMS. 8.4. HỆ THỐNG TỌA ĐỘ TRONG MÁY CNC 8.4.1 Hệ tọa độ máy Các trục toạ độ của máy CNC cho phép xác định chiều chuyển động của cơ cấu máy và dụng cụ cắt. Các trục toạ độ đó là X, Y, Z. Chiều dương của trục X, Y, Z được xác định theo quy tắc bàn tay phải (hình 1.3). Theo nguyên tắc này thì ngón tay cái chỉ chiều dương của trục X, ngón tay giữa chỉ chiều dương của trục Z, còn ngón tay trỏ chỉ chiều dương của trục Y. Các trục quay tương ứng với trục X, Y, Z được ký hiệu bằng các chữ A, B, C. Chiều quay dương là chiều quay của kim đồng hồ nếu ta nhìn theo chiều dương của các trục X, Y, Z. 76 Quy tắc bàn tay phải Hệ trục tọa độ của máy CNC a. Trục Z: Nhìn chung ở các máy trục Z luôn song song với trục chính của máy. - Máy tiện: trục Z song song với trục chính của máy và có chiều dương chạy từ mâm cặp tới dụng cụ. Hay nói cách khác thì chiều dương của trục Z chạy từ trái sang phải. - Máy khoan đứng, máy phay đứng, máy khoan cần: Trục Z song song song với các trục chính và máy có chiều dương hướng từ bàn máy lên phía trục chính. - Máy bào, máy xung điện: trục Z vuông góc với bàn máy và có chiều dương hướng từ bàn máy lên phía trên. - Các máy phay có nhiều trục chính: trục Z song song với đường tâm trục chính vuông góc với bàn máy (chọn trục chính có đường tâm vuông góc với bàn máy làm trục Z). Chiều dương của trục Z trong trường hợp này hướng từ bàn máy tới trục chính. b. Trục X: - Máy phay đứng, máy khoan đứng: nếu đứng ngoài nhìn vào trục chính thì chiều dương của trục X hướng về bên phải. - Máy khoan cần: nếu đứng ở vị trí điều khiển máy ta có chiều dương của trục X hướng vào trụ máy. - Máy phay ngang: nếu đứng ngoài nhìn thẳng vào trục chính thì ta có chiều dương của X hướng về phía bên trái, còn nếu đứng ở phía trục chính để nhìn vào chi tiết thì ta có chiều dương của X hướng về phía bên phải. - Máy tiện: trục X vuông góc với trục máy và có chiều dương hướng về phía bàn kẹp dao (hướng về phía dụng cụ cắt). Như vậy nếu bàn kẹp dao ở phía trước trục chính thì chiều dương của X hướng vào người thợ, còn nếu bàn kẹp dao ở phía sau trục chính thì chiều dương đi xa khỏi người thợ. - Máy bào: trục X nằm song song với mặt định vị chi tiết trên bàn máy và chiều dương hướng từ bàn máy tới thân máy. c. Trục Y: Trục Y được xác định sau khi các trục X, Y, Z đã xác định theo quy tắc bàn tay phải. Ngón tay trỏ chỉ theo chiều dương của trục Y. d. Các trục phụ: Trên các máy CNC ngoài các trục X, Y, Z còn có các trục toạ độ khác song song với chúng (các bộ phận máy khác dịch chuyển song song với các trục X, Y, Z). Các trục này được ký hiệu là U, V, W, trong đó U//X, V//Y và W//Z. Nếu có các trục khác nữa song song với toạ độ chính X, Y, Z thì các trục này được ký hiệu là P, Q, R trong đó P//X, Q//Y, R//Z. Các trục U, V, W được gọi là trục thứ hai, còn các trục P, Q và R được gọi là các trục thứ ba (hình 1.4). 77 Khi chi tiết gia công cùng bàn máy tham gia chuyển động thay cho dụng cụ cắt thì các chuyển động ấy (chuyển động tịnh tiến theo ba trục và chuyển động quay quanh ba trục) được ký hiệu bằng các chữ X’, Y’, Z’ và A’, B’, C’ (hình 1.4). các chiều chuyển động này ngược với chiều chuyển động của dụng cụ. Hệ tọa máy của một máy CNC được định nghĩa bởi nhà sản xuất và không thể thay đổi được. Gốc của hệ tọa độ này được gọi là “ Điểm gốc máy M ” và không thể thay đổi vị trí được. M Điểm gốc máy M X Y Z Hệ tọa độ máy 8.4.2 Hệ tọa độ phôi: Hệ tọa độ phôi được định nghĩa bởi người lập trình và có thể thay đổi được. Gốc của hệ tọa này được gọi là “Điểm gốc phôi W” và có thể đặt tùy ý. W Điểm gốc phôi X Y Z W Hệ tọa độ phôi Trên máy phay CNC trục Z trùng với trục mang dao (Hình 3.57). Hướng dương của trục Z hướng từ phôi ra ngoài. Trục X và trục Y thường song song với mặt phẳng gá đặt phôi. Phôi đặt trên máy phay trong hệ tọa độ Đề các 3 chiều. 78 Nếu đứng trước máy CNC thì hướng dương của trục X hướng sang phía phải và hướng dương của trục Y hướng vào bên trong máy. Gốc phôi thường được dặt trên các đỉnh của phôi. Để dễ dàng cho việc tính toán tọa độ trong quá trình lập trình lập trình người ta thường chọn điểm gốc nằm trùng với đỉnh trên cùng hoặc dưới cùng của phôi. X Y Z Điểm gốc phôi tại góc trên của phôi Điểm gốc phôi tại góc dưới của phôi Trên máy tiện CNC trục Z trùng với trục chính (mang phôi). Hướng của trục Z được xác định sao cho hướng dương là hướng rút dao ra khỏi phôi. Trục X nằm phía bên phải trục Z. Hướng dương của trục X phụ thuộc vào dao nằm phía trước hay nằm phía sau tâm quay. W +X +Z W +X +Z Dao nằm phía trước tâm quay Dao phía sau tâm quay Trong một bản vẽ tiện chi tiết thường được xác định bởi các kích thước đường kính. Do đó trong lập trình cũng phải nhập theo đường kính chi tiết. Luyện tập : Xác định tọa độ các điểm trong hệ tọa độ Đề các Y X a b c d Nhập tọa độ các điểm vào bảng X Y a b c d 79 X Y Z b a c d Nhập tọa độ các điểm vào bảng X Y Z a b c d 9.5. 3 Các điểm chuẩn Trên máy CNC có các loại gốc và điểm tham chiếu sau: M Điểm gốc máy W Điểm gốc phôi R Điểm tham chiếu E Điểm gốc dao B Điểm cài đặt dao a b c d e fg h X Y a b c d e f g h 80 A Điểm chuôi dao N Điểm thay dao * Điểm chuẩn máy M (điểm O của máy) M: Là điểm gốc hệ tọa độ máy, phụ thuộc vào từng loại máy khác nhau, vị trí của nó được xác định bởi nhà sản xuất máy và không thể thay đổi được. Theo nguyên tắc điểm " O '' M của máy tiện CNC nằm trên tâm của mặt bích đầu trục chính. Trên máy phay đứng CNC điểm " O " M của máy thường được đặt trên cạnh góc trái của bàn máy mang chi tiết. * Điểm chuẩn của chi tiết W ( điểm O của chi tiết ) W: Là điểm gốc tọa độ của chi tiết. Điểm này do người lập trình quyết định dựa trên bản vẽ chi tiết sao cho thuận tiện cho việc lập trình và đảm bảo các yêu cầu về kích thước. Điểm chuẩn chi tiết có thể thay đổi trong chương trình NC. Trong trường hợp gia công tiện điểm "O" của chi tiết thường được đặt ở tâm đầu bên phải hay bên trái của chi tiết gia công, tùy thuộc vào kích thước gia công được bắt đầu từ phía nào. Trong các chi tiết phay, đỉnh phía ngoài thường được chọn làm điểm "O" của chi tiết, tùy thuộc vào điểm góc nào khi ghi kích thước chi tiết để chọn điểm chuẩn. * Điểm tham chiếu R R: Mỗi máy công cụ CNC với hệ thống đo hành trình tương đối cần có một điểm chuẩn, nó phục vụ đồng thời cho việc kiểm soát các chuyển động của chi tiết gia công và dụng cụ cắt. Điểm chuẩn này được gọi là điểm tham chiếu R. Vị trí của nó được cài đặt chính xác trên mỗi trục chuyển động bởi công tắc hành trình. Các tọa độ điểm tham chiếu luôn luôn có cùng một giá trị và liên quan đến điểm "O" của máy, sau khi khởi động máy trước tiên phải chạy các trục về điểm tham chiếu so với chuẩn của hệ thống đo hành trình tương đối. 81 * Điểm chuẩn dụng cụ cắt E E : Một điểm chuẩn trong không gian của máy là điểm chuẩn của dụng cụ cắt E. Điểm chuẩn dụng cụ cắt trên máy công cụ CNC là điểm cố định trên đầu Rowvolve. trên máy phay CNC điểm chuẩn của dụng cụ cắt được đặt trên đầu trục chính. Điều khiển CNC trước tiên liên quan tới điểm của dụng cụ cắt cho tất cả các tọa độ điểm đích. Trong trường hợp lập trình cho các điểm đích người ta tạo ra mối quan hệ tùy thuộc vào mũi dao trong dao tiện và tâm dao trong dao phay. Do vậy có thể điều khiển chính xác mũi dao (tiện) hoặc tâm dao (phay) dọc theo hành trình gia công mong muốn thì các dụng cụ phải được đo chính xác. - Có thể đo các dụng cụ cắt bên ngoài máy bởi các thiết bị hiệu chỉnh hoặc có thể đo trực tiếp trên máy bởi các dụng cụ đo quang học. Đặc biệt khi sử dụng thiết bị đo quang học thì các giá trị đo được nhập trực tiếp vào bộ nhớ của máy. Nếu sử dụng thiết bị hiệu chỉnh thì giá trị đo được của các dụng cụ phải nhập bằng tay vào bộ lưu trữ các giá trị tương ứng của hệ điều khiển. * Điểm thay dao N N : Điể