Bài Giảng Môn Học Máy Công Cụ 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY

BÀI GIẢNG MÔN HỌC

MÁY CÔNG CỤ 1
Theo chương trình 150 TC
Số tín chỉ: 04
(Lưu hành nội bộ)

Thái Nguyên, năm 2011


Biên soạn:
Hoàng Vị
Dương Công Định - Nguyễn Thuận - Nguyễn Thế Đoàn
Vũ Như Nguyệt - Ngô Minh Tuấn - Hoàng Trung Kiên

BÀI GIẢNG MÔN HỌC

MÁY CÔNG CỤ 1
Theo chương trình 150 TC
Số tín chỉ: 04
(Lưu hành nội bộ)

Thái Nguyên, ngày 10 tháng 12 năm 2010
Trưởng bộ môn

ThS Phạm Quang Đồng

Trưởng khoa Cơ khí

TS Vũ Ngọc Pi


MỤC LỤC
*Nội dung
*Mục lục
*Đề cương chi tiết học phần
Chương I. CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ ……………………………..
1.1. Giới thiệu máy công cụ ………….….…………...............................
1.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng máy công cụ
1.3. Phương pháp tạo hình bề mặt trên máy công cụ
1.4. Phân loại chuyển động trong máy công cụ
1.5. Truyền dẫn động học của máy công cụ
1.6. Liên kết động học của máy công cụ
1.7. Cấu trúc động học máy công cụ
1.8. Điều chỉnh động học máy công cụ
Chương II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG
2.1. Máy Tiện
2.1.1. Công dụng và phân loại
2.1.2. Máy tiện ren vạn năng
2.2. Máy khoan - Máy Doa - Máy tổ hợp
2.2.1. Máy khoan
2.2.1.1. Công dụng và phân loại
2.2.1.2. Máy khoan đứng 2A135
2.2.1.3. Các máy khoan khác
2.2.2. Máy doa
2.2.2.1. Công dụng và phân loại
2.2.2.2. Máy doa ngang vạn năng 262Γ

2.2.2.3. Các máy doa khác
2.2.3. Máy tổ hợp
2.3. Máy Phay
2.3.1. Công dụng và phân loại
2.3.2. Điều chỉnh động học Máy phay ngang vạn năng 6M82
2.3.3. Các máy phay khác
2.3.4. Đầu phân độ vạn năng
2.3.4.1. Công dụng, Cấu tạo

Trang


2.3.4.2. Tính toán phân độ
2.3.4.3. Đầu phân độ quang học
2.4. Máy bào - Máy xọc - Máy chuốt
2.4.1. Máy bào ngang
2.4.1.1. Công dụng
2.4.1.2. Các bộ phận
2.4.2. Máy xọc
2.4.3. Máy bào giường
2.4.4. Máy chuốt
2.5. Máy mài
2.5.1. Công dụng và phân loại
2.5.2. Máy mài tròn ngoài
2.5.3. Máy mài tròn trong
2.5.4. Máy mài không tâm
2.5.5. Máy mài phẳng
2.5.6. Máy mài nghiền và máy mài rà
2.5.7. Máy mài chuyên dựng
Chương III. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ

Các phương pháp gia công bánh răng trụ
Phương pháp chép hình
Phương pháp bao hình
Máy phay lăn răng
Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng
Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy
Điều chỉnh động học máy phay lăn răng
Máy xọc răng bao hình
Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng
Sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy
Điều chỉnh động học máy xọc răng bao hình
Các cơ cấu đặc biệt của máy xọc răng
Máy mài răng
Công dụng và nguyên lí mài răng


Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy
Điều chỉnh động học máy mài răng bao hình
Các máy gia công bánh răng khác
Máy phay then hoa
Máy gia công thanh răng
Máy cán răng
Máy tiện răng
Máy cắt răng bằng dao phay răng lược
Chương IV. CÁC MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN
Nguyên lí tạo hình bánh răng côn theo phương pháp bao hình
Máy gia công bánh răng côn răng thẳng
Các sơ đồ gia công
Sơ đồ cấu trúc động học máy 5A26
Điều chỉnh động học máy 5A26

Máy gia công bánh răng côn răng cong
Các dạng bánh răng côn răng cong
Nguyên lý tạo hình bánh răng côn dạng răng cung tròn
Sơ đồ cấu trúc động học máy 525
Điều chỉnh động học máy 525
Các máy gia công bánh răng côn khác
Máy phay bánh răng côn chép hình
Máy chuốt bánh răng côn răng thẳng
Máy mài bánh răng côn
Chương V. MÁY TIỆN HỚT LƯNG
Công dụng
Các sơ đồ hớt lưng răng dao
Máy tiện hớt lưng vạn năng
Công dụng
Sơ đồ cấu trúc động học máy
Điều chỉnh động học máy 1811
Chương VI. CÁC MÁY GIA CÔNG REN


Các phương phápgia công ren
Máy phay ren
Các phương pháp phay ren
Máy phay ren 561
Máy cán ren
Các phương pháp cán ren
Máy cán ren hướng kính 5933
Máy tiện ren chính xác
Cơ cấu hiệu chỉnh bước ren chính xác
Điều chỉnh máy tiện ren chính xác
Máy mài ren

Các sơ đồ mài ren
Máy mài ren 5822
B. Phần thảo luận, bài tập
* Phụ lục
* Tài liệu tham khảo

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: MÁY CÔNG CỤ 1
(Học phần bắt buộc)
1. TÊN HỌC PHẦN: MÁY CÔNG CỤ 1 ( MEC518)
2. Số tín chỉ: 4
3. Trình độ cho sinh viên năm thứ 4.
4. Phân bố thời gian giảng dạy trong học kỳ: 4(4,2,8)
-

Lên lớp lý thuyết: 6 tiết/tuần*8=48

-

Thảo luận, bài tập: 6 tiết/tuần*4=24

-

Số tiết sinh viên tự học: 8tiết/ tuần.

-

Khác: Để có kết quả tốt sinh viên phải được thực hành đầy đủ.

5. Các học phần học trước:
Dụng cụ cắt 1.

6. Học phần thay thế, học phần tương đương: Không.
7. Mục tiêu của học phần: Trang bị cho sinh viên khối kiến thức chuyên môn về
máy công cụ. Có kỹ năng điều chỉnh động học và sử dụng máy công cụ trong thực
tế sản xuất.


8. Mô tả vắn tắt nội dung học phần: Cơ bản máy công cụ; Các máy vạn năng; Các
máy chuyên dùng và chuyên môn hóa.
9. Nhiệm vụ của sinh viên:
1. Nghe giảng với thời gian >80% tổng số thời lượng của học phần.
2. Chuẩn bị thảo luận .
3. Khác: Thực hành trên máy công cụ.
10. Tài liệu học tập:
[1]. TS Hoàng Vị, ThS Nguyễn Thế Đoàn, KS Ngô Minh Tuấn, Máy công cụ, Đại
học Kỹ thuật Công nghiệp, 2011
[2]. Bộ môn máy và Tự động hoá, Bộ giáo trình máy cắt kim loại - Thái nguyên
1996
[3]. Nguyễn Anh Tuấn- Phạm Đắp, Thiết kế máy công cụ , NXB KHKT -1983
[4]. Phạm Đắp ,Tính toán thiết kế máy cắt kim loại , NXB: ĐH&HCN -1971
11. Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên và thang điểm:
* Tiêu chuẩn đánh giá:
1. Chuyên cần.
2. Thảo luận, bài tập.
3. Kiểm tra giữa học phần
4. Thi kết thúc học phần
5. Tham quan thực hành
* Thang điểm
1. Chuyên cần: Điều kiện dự thi.
2. Thảo luận, bài tập: 20%
3. Kiểm tra giữa học phần (viết): 20%

4. Thi kết thúc học phần (vấn đáp): 60%
* Điểm học phần:
{(thảo luận, bài tập)*0.2+(kiểm tra giữa học phần)*0.2+(thi kết thỳc học
phần)*0.6}
12. NỘI DUNG CHI TIẾT HỌC PHẦN
BIÊN SOẠN: TS.HOàNG VỊ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN: CHẾ TẠO MÁY
Chương I. CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ
1.1. Giới thiệu máy công cụ

1.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng máy công cụ


1.3. Phương pháp tạo hình bề mặt trên máy công cụ
1.3.1. Phương pháp quĩ tích
1.3.2. Phương pháp chép hình
1.3.3. Phương pháp bao hình
1.3.4. Phương pháp tiếp xúc
1.4. Phân loại chuyển động trong máy công cụ
1.4.1. Chuyển động cắt gọt
1.4.2. Chuyển động tạo hình
1.4.3. Chuyển động khác
1.5. Truyền dẫn động học của máy công cụ
1.5.1. Truyền dẫn chuyển động quay
1.5.2. Truyền dẫn chuyển động thẳng
1.6. Liên kết động học của máy công cụ
1.7. Cấu trúc động học máy công cụ
1.8. Điều chỉnh động học máy công cụ

Chương II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG
1.1. Máy Tiện
1.1.1. Công dụng và phân loại
1.1.2. Máy tiện ren vạn năng
1.1.2.1. Công nghệ gia công trên máy tiện
1.1.2.2. Sơ đồ cấu trúc động học máy
1.1.2.3. Điều chỉnh động học máy tiện ren vạn năng
1.2. Máy khoan – Máy Doa - Máy tổ hợp
1.2.1. Máy khoan
1.2.1.1. Công dụng và phân loại
1.2.1.2. Máy khoan đứng 2A135
1.2.1.3. Các máy khoan khác
1.2.2. Máy doa
1.2.2.1.. Công dụng và phân loại
1.2.2.2.. Máy doa ngang vạn năng 262Γ
1.2.2.3.. Các máy doa khác
1.2.3. Máy tổ hợp
1.3. . Máy Phay
1.3.1. Công dụng và phân loại
1.3.2. Điều chỉnh động học Máy phay ngang vạn năng 6M82


1.3.3. Các máy phay khác
1.3.4. Đầu phân độ vạn năng
1.3.4.1. Công dụng, cấu tạo
1.3.4.2. Tính toán phân độ
1.3.5. Đầu phân độ quang học
1.4. . Máy bào - Máy xọc - Máy chuốt
1.4.1.

Máy bào ngang

1.4.1.1.Công dụng
1.4.1.2.Các bộ phận
1.4.2.

Máy xọc

1.4.2.1.Công dụng
1.4.2.2.Các bộ phận
1.4.3.

Máy bào giường

1.4.4.

Máy chuốt

1.5. . Máy mài
1.5.1.

Công dụng và phân loại

1.5.2.

Máy mài tròn ngoài

1.5.3.

Máy mài tròn trong

1.5.4.

Máy mài không tâm

1.5.5.

Máy mài phẳng

1.5.6.

Máy mài nghiền và máy mài rà

1.5.7.

Máy mài chuyên dựng
Chương III. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ

3.1 . Các phương pháp gia công bánh răng trụ
3.1.1 Phương pháp chép hình
3.1.2 Phương pháp bao hình
3.2 . Máy phay lăn răng
3.2.1 Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng
3.2.2 Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy
3.2.3 Điều chỉnh động học máy phay lăn răng
3.3 . Máy xọc răng bao hình
3.3.1 Công dụng và nguyên lí tạo hình biên dạng răng
3.3.2 Sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy
3.3.3 Điều chỉnh động học máy xọc răng bao hình
3.3.4 Các cơ cấu đặc biệt của máy xọc răng

3.4 . Máy mài răng
3.4.1 Công dụng và nguyên lí mài răng
3.4.2 Các sơ đồ gia công và sơ đồ cấu trúc động học máy
3.4.3 Điều chỉnh động học máy mài răng bao hình
3.5 . Các máy gia công bánh răng khác
3.5.1 Máy phay then hoa
3.5.2 Máy gia công thanh răng
3.5.3 Máy cán răng
3.5.4 Máy tiện răng
3.5.5 Máy cắt răng bằng dao phay răng lược
Chương IV. CÁC MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN
1.1. Nguyên lí tạo hình bánh răng côn theo phương pháp bao hình
1.2. Máy gia công bánh răng côn răng thẳng
1.2.1.

Các sơ đồ gia công

1.2.2.

Sơ đồ cấu trúc động học máy 5A26

1.2.3.

Điều chỉnh động học máy 5A26

1.3. Máy gia công bánh răng côn răng cong
1.3.1.

Các dạng bánh răng côn răng cong

1.3.2.

Nguyên lý tạo hình bánh răng côn dạng răng cung tròn

1.3.3.

Sơ đồ cấu trúc động học máy 525

1.3.4.

Điều chỉnh động học máy 525

1.4. Các máy gia công bánh răng côn khác
1.4.1.

Máy phay bánh răng côn chép hình

1.4.2.

Máy chuốt bánh răng côn răng thẳng

1.4.3.

Máy mài bánh răng côn
Chương V. MÁY TIỆN HỚT LƯNG

5.1 . Công dụng
5.2 , Các sơ đồ hớt lưng răng dao

5.3 . Máy tiện hớt lưng vạn năng
5.3.1

Công dụng

5.3.2

Sơ đồ cấu trúc động học máy

5.3.3

Điều chỉnh động học máy 1811
Chương VI. CÁC MÁY GIA CÔNG REN

6.1 Các phương phápgia công ren
6.2 Máy phay ren


6.2.1

Các phương pháp phay ren

6.2.2

Máy phay ren 561

6.3 Máy cán ren
6.3.1

Các phương pháp cán ren

6.3.2

Máy cán ren hướng kính 5933

6.4 Máy tiện ren chính xác
6.4.1

Cơ cấu hiệu chỉnh bước ren chính xác

6.4.2

Điều chỉnh máy tiện ren chính xác

6.5 Máy mài ren
6.5.1

Các sơ đồ mài ren

6.5.2

Máy mài ren 5822

13. Lịch trình giảng dạy.
Tà Hìn
i
h
liệ thức
u dạy

Tuầ
n Nội dung
thứ
Giới thiệu môn học máy công cụ.
1. Mục tiêu của môn học.
2. Các nội dung của môn học.
3. Phương pháp học tập và nghiên cứu.
Chương I. CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ
1.1 Giới thiệu máy công cụ

1

1.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng máy công cụ
1.3 Phương pháp tạo hình bề mặt trên máy công cụ
1.4 Phân loại chuyển động trong máy công cụ
1.5 Truyền dẫn động học của máy công cụ

[1
];
[2
]
[3
];
[4
]

Giả
ng
(6
tiết)

1.6 Liên kết động học của máy công cụ
1.7 Cấu trúc động học máy công cụ
2

1.8 Điều chỉnh động học máy công cụ

Chương II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG
2.1 Máy Tiện

[1
];
[2
]
[3
];

Giả
ng
(6
tiết)


3

4

5

6

7

[4
]
[1
1. Các phương pháp tạo hình bề mặt gia công( Phương pháp chép ];
hình; Bao hình ; Quỹ tích; Tiếp xúc).
[2
2. Sơ đồ cấu trúc động học máy công cụ.
]
[3
3. Các vấn đề cơ bản của truyền dẫn chuyển động trong máy
];
công cụ.
[4
4. Điều chỉnh động học máy 16K20
]
[1
];
[2
Chương II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG (tiếp)
]
2.2 Máy khoan – Máy Doa - Máy tổ hợp
[3
2.3 Máy Phay
];
[4
]
[1

];
[2
Chương II. MÁY CÔNG CỤ VẠN NĂNG (tiếp)
]
2.4 Máy bào - Máy xọc - Máy chuốt
[3
2.5 Máy mài
];
[4
]
[1
];
1.Điều chỉnh động học máy 2A135
[2
2. Điều chỉnh động học máy 6M82.
]
[3
3. Điều chỉnh động học đầu phân độ yдг135
];
4. Điều chỉnh động học máy 262г
[4
]
Chương III. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ
[1
3.1 C¸c ph¬ng ph¸p gia c«ng b¸nh r¨ng trô
];
3.2 M¸y phay l¨n r¨ng
[2
]

Thả
o
luận
(6
tiết)

Giả
ng
(6
tiết)

Giả
ng
(6
tiết)

Thả
o
luận
(6
tiết)
Giả
ng
(6
tiết)


[3
];
[4

]
8

KiÓm tra gi÷a kú.

[1
];
[2
Chương III. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ
]
9 3.3 M¸y xäc r¨ng bao h×nh
3.4 M¸y mµi r¨ng
[3
3.5 C¸c m¸y gia c«ng b¸nh r¨ng kh¸c
];
[4
]
[1
];
[2
1. Điều chỉnh động học máy 5K32.
]
10
2. Điều chỉnh động học máy 5140.
[3
3. Điều chỉnh động học máy 5п84
];
[4
]
[1

Chương IV. MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN
];
4.1
Nguyên lí tạo hình bánh răng côn theo phương pháp bao [2
hình
]
11
4.2
Máy gia công bánh răng côn răng thẳng
[3
];
4.3
Máy gia công bánh răng côn răng cong
[4
4.4
Các máy gia công bánh răng côn khác
]
12
Chương V. MÁY TIỆN HỚT LƯNG
[1
];
5.1 Công dụng
[2
5.2 Các sơ đồ hớt lưng răng dao
]
5.3 Máy tiện hớt lưng vạn năng
[3
Chương VI. CÁC MÁY GIA CÔNG REN
];
6.1 Các phương phápgia công ren

[4
6.2 Máy phay ren
]
6.3 Máy cán ren

(3 t)

Giả
ng
(6
tiết)

Thả
o
luận
(6
tiết)

Giả
ng
(6
tiết)

Giả
ng
(6
tiết)


6.4 Máy tiện ren chính xác

6.5 Máy mài ren

1. Điều chỉnh động học máy 5A26
13

2. Điều chỉnh động học máy 525
3. Điều chỉnh động học máy 1811

A. LÝ THUYẾT

Chương I. CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ
1.1. Giới thiệu máy công cụ

Thả
o
luận
(6
tiết)


Máy công cụ được dùng trong sản xuất chế tạo máy và chế tạo thiết bị kỹ
thuật. Là công cụ chính trong ngành chế tạo máy để chế tạo ra các chi tiết, cơ cấu
theo hình dáng, kích thước, độ chính xác theo yêu cầu của máy móc, thiết bị, dụng
cụ, và các sản phẩm dùng trong các ngành kỹ thuật, trong sản xuất, quốc phòng và
phục vụ dân sinh.
Có nhiều kiểu phân loại máy công cụ theo các mục tiêu khác nhau như chức
năng, công dụng, mức độ vạn năng, độ chính xác, kích thước, trọng lượng, mức độ
tự dộng hóa v.v...
Máy tiện, máy khoan, máy doa, máy mài, máy phay… là các tên gọi theo
chức năng và công dụng của các máy công cụ.

Các máy vạn năng (còn gọi là máy công cụ thông dụng) có phạm vi công nghệ
rộng, có khả năng thực hiện được nhiều nguyên công khác nhau. Sản phẩm của máy
vạn năng đa dạng, phạm vi điều chỉnh kích thước gia công trên máy rộng (như máy
tiện ren vạn năng, máy phay vạn năng vv..). Các máy này được dùng rộng khắp
trong sản xuất chế tạo máy và các ngành kỹ thuật khác. Máy vạn năng được trang bị
thêm các thiết bị đặc biệt và có khả năng công nghệ rộng hơn máy cùng loại gọi là
máy vạn năng rộng.
Máy chuyên dùng là tên gọi của nhóm máy chỉ dùng để gia công các chi tiết
cùng kiểu, loại có hình dáng phức tạp hoặc cấu tạo đặc biệt với kích thước khác
nhau như bánh răng, trục khuỷu, ren, dụng cụ cắt…vì vậy máy chuyên dùng được
gọi theo công nghệ đặc trưng để gia công các kiểu loại chi tiết đó như các máy gia
công bánh răng, gia công ren…
Trong sản xuất loạt, gia công một loại chi tiết cùng hình dáng, kích thước. Để
nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm các máy công cụ được bố trí theo dây
chuyền của quy trình công nghệ. Máy công cụ trong dây chuyền đó chỉ thực hiện
một bước công nghệ vì vậy để đơn giản cho thiết kế cấu trúc, giảm chi phí sản xuất
sử dụng máy chuyên môn hóa. Như vậy máy chuyên môn hóa là máy chuyên dùng
có tính chuyên môn hóa cao.
Trong các hệ thống sản xuất hiện đại, linh hoạt (Flexible Manufacturing System),
sử dụng các máy công cụ hiện đại, có nhiều chức năng công nghệ khác nhau, điều
khiển hiện đại, tự động hóa cao và linh hoạt là các trung tâm gia công (Machining
Center).
Độ chính xác của máy công cụ có liên quan tới rất nhiều vấn đề về kỹ thuật như
thiết kế, chế tạo, lắp ráp, chức năng và công dụng cũng như đặc trưng công nghệ
của máy. Mặt khác máy có độ chính xác càng cao giá thành của nó càng cao và để
cho việc thiết kế, chế tạo hay sử dụng máy đảm bảo các yêu cầu kinh tế kỹ thuật


còn phân loại máy theo cấp chính xác. Theo TCVN 1742 – 75, máy công cụ được
phân loại theo 05 cấp độ chính xác:

-

Máy cấp chính xác E là máy có độ chính xác thông thường, chủ yếu là máy
vạn năng thông dụng.

-

Máy cấp chính xác D là máy được thiết kế, chế tạo dựa trên cơ sở các máy có
độ chính xác thông thường nhưng các chi tiết, cụm máy quan trọng được chế
tạo chính xác hơn, chất lượng lắp ráp, tổ hợp máy cũng được nâng cao.

-

Máy cấp chính xác C là máy có độ chính xác cao, bao gồm các máy gia công
lần cuối. Việc thiết kế, chế tạo và lắp ráp tổ hợp máy yêu cầu đạt độ chính
xác rất cao.

-

Máy cấp chính xác B là máy có độ chính xác đặc biệt, nhóm máy này ngoài
các yêu cầu kỹ thuật như các máy có độ chính xác cao, chúng còn phải có độ
cững vững động lực học rất cao.

-

Máy cấp chính xác A là máy có độ chính xác siêu cao, nhóm máy này đòi
hỏi điều kiện làm việc theo qui định riêng và chế độ gia công chính xác. Máy
được dùng để chế tạo các chi tiết quan trọng, có yêu cầu kỹ thuật cao nhất
trong các thiết bị đo lường, điều khiển…

Kích thước, trọng lượng của máy công cụ liên quan trực tiếp đến phạm vi kích
thước của chi tiết gia công trên máy, vì vậy việc phân loại theo trọng lượng có ý
nghĩa thực tế cho việc chọn máy gia công hợp lí. Máy cỡ bé có trọng lượng máy
nhỏ hơn 1 tấn thường dùng trong gia công chi tiết bé. Máy cỡ trung bình có trọng
lượng đến 10 tấn là loại máy được dùng rộng rãi trong các nhà máy để gia công các
chi tiết trung bình, khối lượng không lớn lắm. Máy cỡ lớn có trọng lượng máy đến
100 tấn dùng để gia công các chi tiết có kích thước, khối lượng lớn. Máy cực lớn có
trọng lượng lớn hơn 100 tấn được thiết kế theo đặt hàng gia công các chi tiết siêu
trường, siêu trọng.
Theo kiểu, loại và mức độ hiện đại của hệ thống điều khiển máy công cụ. Có máy
công cụ thông thường , máy bán tự động, máy tự động , máy điều khiển theo
chương trình số…
Dựa vào chức năng công nghệ, công dụng, mức độ hiện đại của hệ thống điều
khiển và các đặc tính kỹ thuật của máy công cụ để ký hiệu máy. Ở mỗi quốc gia,
mỗi một hãng chế tạo máy đều có tiêu chuẩn kiểu ký hiệu máy khác nhau, 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: 1máy tiện; 2 – máy khoan, doa; 3 – máy mài; 4- máy tổ hợp; 5 – máy gia công
răng, gia công ren; 6- máy phay; 7 – máy bào, máy xọc, máy chuốt; 8 – máy
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 trưng của máy.
- Chữ cái đứng xen trong nhóm các chữ số để kí hiệu serial hoặc máy đã
được cải tiến trên cơ sở loạt máy đã sản xuất.

- Các chữ cái sau cùng kí hiệu các trang thiết bị kèm theo, hệ thống chức
năng đặc biệt, hệ thống điều khiển...
Tiêu chuẩn Việt Nam về kí hiệu máy dựa vào cơ sở trên, chỉ thay chữ số đầu
tiên bằng tên máy viết tắt.
1.2. Các chỉ tiêu chất lượng của máy công cụ
An toàn: Máy công cụ được thiết kế và đưa vào sản xuất phải đảm an toàn
cho người sử dụng, môi trường và các trang thiết bị kỹ thuật khác trong hệ thống
sản xuất. Vì vậy tất cả các chi tiết và các bộ phận chuyển động phải được che kín
hoặc cảnh báo để đề phòng tai nạn, hệ thống điện phải có tiếp đất theo tiêu chuẩn an
toàn, phải có tấm chắn phoi và dung dịch bôi trơn làm nguội. Các tay gạt điều
khiển phải được bố trí đúng quy định an toàn và thuận tiện cho người sử dụng máy.
Có các cơ cấu khóa lẫn chuyển động, cơ cấu phòng quá tải, cơ cấu dừng máy khẩn
cấp, đèn tín hiệu cảnh báo…
Năng suất: Chỉ tiêu năng suất có thể được đặc trưng bởi thể tích kim loại được
tách ra khỏi chi tiết gia công, hoặc diện tích bề mặt gia công, hoặc số lượng chi tiết
được gia công trong một đơn vị thời gian.
Các máy chuyên dùng và chuyên môn hóa, máy tự động và bán tự động, có thể
sử dụng công thức tính năng suất:
Q=

1
1
=
(chiếc/phút)
T t ct + t ck

Ở đây: T , t ct , t ck lần lượt là thời gian chu kì gia công một chi tiết, thời gian công
tác và thời gian chạy không của máy.
Các máy vạn năng, các máy gia công thô, máy có thời gian chạy không và thời

gian phụ lớn… Sử dụng công thức tính năng suất công nghệ sau:

Qc = v.s.t

(m3/ph)

Trong đó: v(m/ph) - vận tốc cắt chính; s(m) - lượng chạy dao; t(m) - chiều sâu
lớp cắt trên hành trình.
Chính xác: Đánh giá độ chính xác của máy công cụ thông qua độ chính xác hình
dáng chi tiết gia công và chất lượng bề mặt gia công trên máy. Độ chính xác của
máy được hình thành bởi độ chính xác hình dáng của các chi tiết máy, độ chính xác
về vị trí tương quan của đường hướng và các bộ phận di chuyển, đặc biệt độ song
song và độ vuông góc của các đường hướng chuyển động của bàn máy, bàn dao.. là
yếu tố quyết định độ chính xác hình học máy. Độ chính xác truyền dẫn chuyển
động (động học) trên máy chịu ảnh hưởng lớn bởi sai số các tỉ số truyền của các cơ
cấu truyền động và độ chính xác trong chế tạo, lắp ráp tổ hợp các bộ phận máy và
chất lượng của động cơ điện. Mặt khác độ chính xác của máy phụ thuộc nhiều vào


độ cứng vững, ít rung động dưới tác dụng của ngoại lực, ít ảnh hưởng đến độ chính
xác hình học và động học trong quá trình gia công.
Tin cậy: Máy công cụ phải duy trì được năng suất, độ chính gia công, không hỏng
trong khoảng thời gian làm việc của máy theo dự tính. Độ tin cậy được xác định
bằng tỉ số giữa thời gian làm việc thực tế của máy với thời gian dự định khi tính
toán thiết kế máy, giá trị hệ số này giới hạn trong khoảng 0,8-0,98. Nâng cao độ tin
cậy của máy bằng nâng cao tin cậy của từng chi tiết, bộ phận máy.
Tính công nghệ: Kết cấu và vật liệu của các cơ cấu, cụm chi tiết máy của máy
công cụ phải có tính công nghệ cao, sử dụng nhiều chi tiết được tiêu chuẩn hóa, các
chi tiết máy được chế tạo từ các vật liệu chế tạo máy thông dụng, tháo lắp, điều
chỉnh và hiệu chỉnh dễ, qui trình chế tạo thay thế và tháo lắp các chi tiết thay thế

không phức tạp.
Sử dụng vật liệu hiệu quả: Máy công cụ được tối ưu hóa kết cấu, kích thước,
trọng lượng sẽ có hiệu quả cao trong việc sử dụng vật liệu. đánh giá việc sử dụng
vật liệu hiệu quả qua số đơn vị khối lượng máy trên một đơn vị công suất (Kg/KW).
Hiệu suất truyền lực: Máy công cụ sử dụng các cơ cấu truyền dẫn chuyển động
và thực hiện chuyển động có hiệu suất cao. Các bề mặt ma sát trượt được thay thế
bằng ma sát lăn. Bôi trơn tốt để giảm tổn thất công suất máy. Tăng hiệu quả sử
dụng máy bằng cách giảm thời gian chạy không.
Sử dụng và bảo dưỡng: Các cơ cấu điều khiển, điều chỉnh máy công cụ phải dễ
sử dụng, qui trình vận hành, điều khiển máy không phức tạp. máy không đòi hỏi
phải có chế độ chăm sóc, bảo dưỡng đặc biệt. chi tiết cần phải thay thế khi bảo
dưỡng, sửa chữa được tiêu chuẩn hóa hoặc dễ chế tạo.
Hiện đại: Kiểu điều khiển máy công cụ và hệ thống điều khiển của nó phản ánh
mức độ hiện đại của máy công cụ, như máy điều khiển bằng cơ cấu cơ khí, thủy lực,
điện tử, chương trình CNC…
Thẩm mĩ công nghiệp: Máy công cụ được thiết kế đẹp, có hình dáng máy hài hòa,
màu sơn phù hợp với máy, tạo cảm giác thân thiện không gây mệt mỏi, căng thẳng
cho người vận hành máy.
1.3. Phương pháp tạo hình bề mặt gia công trên máy công cụ
Công nghệ gia công cắt gọt vật liệu trên máy công cụ có chức năng tạo hình các bề
mặt chi tiết gia công theo yêu cầu kỹ thuật. Cơ chế hình thành bề mặt gia công khá
phức tạp, không những phụ thuộc vào công nghệ gia công, dụng cụ gia công mà còn
phụ thuộc vào các quá trình chuyển động, phối hợp chuyển động và điều khiển quá
trình công nghệ gia công. Và với chủ định hướng vào định nghĩa về việc hình thành
bề mặt gia công trên máy công cụ, bề mặt được hình thành do một đường di chuyển
(đường tạo hình động- đường sinh) tựa trên một đường cố định (đường tạo hình


tĩnh- đường chuẩn) theo một qui luật động học nào đó. Như vậy tạo hình bề mặt gia
công trên máy công cụ thực chất là tạo hình đường sinh và đường chuẩn (thường

gọi chung là đường tạo hình bề mặt). Trong thực tế có các phương pháp hình thành
đường tạo hình bề mặt gia công trên máy công cụ như sau:
Phương pháp quĩ tích: Đường tạo hình bề mặt được hình thành như là quĩ đạo
chuyển động tương đối của một điểm trên lưỡi cắt của dụng cụ trên bề mặt gia
công. Như vậy đường tạo hình bề mặt là vết ( quỹ tích ) chuyển động của chất điểm.

Hình 1.1: Sơ đồ tiện bề mặt trụ ngoài
Tiện bề mặt trụ ngoài trên máy tiện( hình 1.1 ), đường sinh là vết của mũi dao tiện
để lại trên bề mặt trụ do chuyển động quay tròn của phôi tạo nên, đường chuẩn là
vết của mũi dao tiện để lại trên bề mặt trụ do chuyển động tịnh tiến của bàn dao dọc
theo song song với tâm máy tạo nên. Như vậy phương pháp hình thành đường tạo
hình bề mặt ở đây đều là phương pháp quĩ tích, có một chuyển động tạo hình đường
sinh và một chuyển động tạo hình đường chuẩn.
Phương pháp quĩ tích thuận tiện cho việc hình thành đường tạo hình bề mặt là
đường tròn hoặc đường thẳng, tuy nhiên nếu đường tạo hình bề mặt là đường cong
phức tạp thì chuyển động tạo hình là hợp của các thành phần chuyển động, cấu trúc
điều khiển máy rất phức tạp, mặt khác năng suất và chất lượng bề mặt gia công
không cao.
Phương pháp chép hình: Đường tạo hình bề mặt được chép hình từ biên dạng
lưỡi cắt của dụng cụ. theo phương pháp này không cần chuyển động tạo hình mà chỉ
cần chuyển động cắt vào và chuyển động định vị nhằm xác định vị trí dụng cụ trên
bề mặt gia công.
Tiện bề mặt trụ ngoài ( hình 1.2-a ) đường sinh(1) được chép hình bởi biên dạng
lưỡi cắt của dao tiện, còn đường chuẩn(2) được hình thành theo phương pháp quĩ
tích với chuyển động tạo hinh là chuyển động quay của chi tiết gia công.
Phay bánh răng trụ bằng dao phay đĩa module ( hình 1.2-b ), biên dạng rãnh
răng(đường sinh) được chép hình từ biên dạng lưỡi cắt của dao phay. Còn đường
răng(đường chuẩn) được hình thành nhờ chuyển động tịnh tiến của phôi kết hợp
chuyển động quay của dao phay. Sau khi phay xong một rãnh răng, quay phân độ
phôi bánh răng và tiếp tục gia công rãnh răng khác.

2
1

a,

b,

Hình 1.2: Sơ đồ chép hình biên dạng lưỡi cắt
Việc hình thành đường tạo hình bằng phương pháp chép hình cho năng suất cao,
cấu trúc máy đơn giản, biên dạng lưỡi cắt dụng cụ được thiết kế theo đường tạo
hình vì vậy rất phù hợp với sản xuất chuyên môn hóa, sản xuất loạt. Trong sản xuất
đơn chiếc cần lưu ý đến giá thành khi thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt. Gia công bề mặt
theo phương pháp này có lực cắt lớn và thiết kế, chế tạo dụng cụ cắt phức tạp.
Phương pháp bao hình: Theo phương pháp này đường tạo hình bề mặt được
hình thành như là đường bao các vị trí liên tiếp của hình bao(biên dạng lưỡi cắt của
dụng cụ). Qui luật chuyển động bao hình được xác định theo lí thuyết ăn khớp của
cặp biên dạng đối tiếp. Biên dạng lưỡi cắt được thiết kế phù hợp với biên dạng
đường tạo hình để nhắc lại sự ăn khớp trong quá trình gia công bề mặt.
Hình 1.3 mô tả một sơ đồ gia công răng theo phương pháp bao hình, theo
nguyên lí nhắc lại sự ăn khớp của thanh răng với bánh răng. Ở đây, biên dạng răng
(đường tạo hình bề mặt răng) là đường bao của các hình bao(các vị trí liên tiếp của
biên dạng lưỡi cắt) của dụng cụ cắt có dạng thanh răng. Chuyển động bao hình biên
dạng răng bao gồm chuyển động tịnh tiến của thanh răng (tạo ra vận tốc bao hình)
và chuyển động quay tương ứng (ăn khớp) của bánh răng được gia công. Chuyển
động tạo hình đường răng là chuyển động tịnh tiến tương đối dọc theo đường răng.

Hình 1.3: Sơ đồ bao hình biên dạng răng

Đường tạo hình bề mặt được hình thành theo phương pháp bao hình có độ chính
xác hình học cao, cùng một biên dạng lưỡi cắt(hình bao) vẫn bao hình được các
biên dạng khác do phối hợp các thành phần chuyển động tạo hình. Phương pháp
được ứng dụng hiệu quả trên các máy chuyên dùng gia công răng.
Phương pháp tiếp xúc: Đường tạo hình bề mặt được hình thành theo quá trình gia
công như là một đường chuẩn tiếp xúc với vô số đường phụ là quĩ đạo chuyển động
của chất điểm trên lưỡi cắt của dụng cụ.

2

1
Hình 1.4: Phương pháp tiếp xúc
Hình 1.4 mô tả phương pháp tiếp xúc để hình thành đường tạo hình bề mặt (1).
Theo phương pháp này chất lượng tạo hình phụ thuộc nhiều vào năng suất tạo hình
của máy, nếu tăng năng suất thì độ chính xác của đường tạo hình bề mặt giảm.
1.4. Các chuyển động trong máy công cụ
Chuyển động cắt: là những chuyển động của khâu chấp hành như trục
chính, bàn máy, hoặc bàn dao tham gia vào quá trình tạo phoi trên máy công cụ.
Chuyển động của khâu chấp hành tạo vận tốc cắt gọi là chuyển động cắt chính.
Chuyển động của khâu chấp hành duy trì quá trình cắt gọi là chuyển động chạy dao.
Cơ cấu chấp hành thực hiện chuyển động cắt chính là chuyển động quay có tên
gọi là trục chính hoặc trục dụng cụ. Cơ cấu chấp hành thực hiện chuyển động cắt
chính là chuyển động tịnh tiến có tên gọi là bàn trượt hoặc bàn máy.
Cơ cấu chấp hành thực hiện chuyển động chạy dao là chuyển động quay có tên
gọi là bàn quay hoặc trục phôi. Cơ cấu chấp hành thực hiện chuyển động chạy dao
là chuyển động tịnh tiến có tên gọi là bàn dao hoặc bàn máy(mang phôi).
Chuyển động tạo hình: Các chuyển động của các khâu chấp hành tham gia vào
việc hình thành bề mặt gia công trên máy công cụ gọi là chuyển động tạo hình.
Theo tính chất của đường tạo hình bề mặt có chuyển động tạo hình đường sinh,

chuyển động tạo hình đường chuẩn. Chuyển động tạo hình chỉ có một thành phần


chuyển động gọi là chuyển động tạo hình đơn giản. Các chuyển động tạo hình có từ
hai chuyển động thành phần trở lên và quan hệ động học với nhau gọi là chuyển
động tạo hình phức tạp. Các thành phần chuyển động tạo hình có thể trùng với
chuyển cắt và chuyển động khác trên máy.
Khi tiện ren trên máy tiện (hình 1.5a), biên dạng ren được chép hình bởi biên
dạng lưỡi dao tiện, đường ren được hình thành do hai chuyển động đồng thời gồm
chuyển động quay (Q1) và chuyển động tịnh tiến (T2), có mối quan hệ động học với
nhau. Nhóm động học tạo hình đường ren φc ( Q1 ,T2 ) kể trên có hai thành phần
chuyển động trùng với chuyển động cắt chính và chuyển động chạy dao.
Tạo hình đường ren trên máy phay ren(hình 1.5b). Đường ren được hình thành
theo phương pháp tiếp xúc. Chuyển động quay (Q 1) có chức năng chạy dao dịch
chuyển góc và chuyển động chạy dao tịnh tiến (T 2) đều là chuyển động tạo hình
đường ren. Chuyển động quay (Q3) là chuyển động cắt chính và hình thành đường
phụ tiếp xúc với đường ren.

Q1

Q1

T2
a,

T2

Q3

b,

Hình 1.5: Tạo hình đường ren

Chuyển động phân độ: là chuyển động cần thiết để xác định vị trí tương quan
của dụng cụ với phôi theo dịch chuyển góc, khi cần gia công nhiều bề mặt giống
nhau. Ví dụ như gia công răng của bánh răng cần phải có chuyển động phân độ.
Chuyển động phân độ có thể là chuyển động gián đoạn. Ví dụ khi gia công bánh
răng bằng dao phay định hình, sau khi phay xong một rãnh răng cần phân độ để
tiếp tục gia công rãnh răng khác.
Chuyển động phân độ cũng có thể là chuyển động liên tục. Ví dụ khi gia công
bánh răng bằng dao phay lăn răng thì quá trình phân độ thực hiện liên tục cùng với
quá trình tạo hình biên dạng răng, chuyển động phân độ trùng với chuyển động tạo
hình biên dạng răng.
Chuyển động định vị: các chuyển động dịch dao để xác định vị trí tương quan
của nó với chi tiết gia công để đạt kích thước gia công gọi là chuyển động định vị.


Chuyển động định vị có xẩy ra quá trình cắt còn gọi là chuyển động ăn dao hay
là chuyển động cắt vào. Chuyển động định vị chạy không còn gọi là chuyển động
điều chỉnh.
Trong sơ đồ xọc răng bao hình (hình 1.6), chuyển động (T2) xác định khoảng
cách trục của dao với phôi là chuyển động định vị. Nó còn được gọi là chuyển động
cắt vào hay là chuyển động ăn dao hướng kính.

Q2
Zd
Zf
T1
Q1
T2

Hình 1.6: Sơ đồ xọc răng
Chuyển động phụ khác: là những chuyển động không tham gia trực tiếp vào
quá trình cắt nhưng đảm bảo những điều kiện cần thiết để quá trình gia công các chi
tiết trên máy được thực hiện, như là chuyển động gá đặt và kẹp chặt phôi, tiến hoặc
lùi bàn dao, bàn máy(chuyển động nhanh chạy không), đóng mở các cơ cấu dẫn
động, hoặc các chuyển động vận chuyển và cấp phôi, tháo hoặc thay đổi vị trí các
dụng cụ cắt, tự động kiểm tra, đổi chiều, thu don phoi…
1.5. Truyền dẫn chuyển động trong máy công cụ
Với máy công cụ, chuyển động cắt chính, chuyển động chạy dao, chuyển động
tạo hình, chuyển động định vị vv… có thể là chuyển động thẳng hoặc chuyển động
quay. Đối với truyền dẫn chuyển động quay bộ truyền cuối của truyền dẫn có thể là
bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng, hay bộ truyền bánh vít… tùy thuộc vào tính chất
chuyển động. Đối với truyền dẫn chuyển động thẳng bộ truyền cuối của truyền dẫn
thường là cơ cấu biến đổi chuyển động quay thành chuyển động thẳng như cơ cấu
bánh-thanh răng, vít me vv..hay xy lanh lực.
1.6. Liên kết động học của máy công cụ
Các mối liên hệ động học về chuyển động giữa nguồn chuyển động với khâu
chấp hành, giữa các khâu chấp hành với nhau, hoặc liên kết giữa các nhóm có chức
năng động học khác nhau, bằng các thành phần truyền dẫn chuyển động của máy


đều gọi là liên kết động học. Mối liên kết chuyển động từ động cơ đến các cơ cấu
thực hiện chuyển động cắt chính, chuyển động chạy dao, chuyển động định vị…
thường gọi là liên kết ngoài. Liên kết chuyển động của các khâu chấp hành với nhau
để thực hiện chuyển động tạo hình phức tạp, chuyển động phân độ ..gọi là liên kết
trong.
Liên kết trong: là liên kết động học trong của nhóm động học, để tạo ra mối quan
hệ tương quan tỷ lệ chuyển động giữa các khâu chấp hành. Nhằm thực hiện chức
năng động học tạo hình, phân độ, đảo chiều chính xác theo chu kỳ, liên kết động
học giữa hai nhóm động học có khâu chấp hành chung có chuyển động đồng thời.

Liên kết ngoài: là liên kết tạo ra mối liên hệ dẫn động tốc độ cho một khâu chấp
hành nào đó trong các nhóm động học của máy công cụ (hình 1.7).
1

1

1

iv
d1
iv

n
3

M

d2

n

M

3

2

a,

b,

c,

Hình 1.7. Liên kết động học xích tốc độ
Tuy nhiên, khái niệm phân loại liên kết động học trên chỉ mang tính tương đối vì
liên kết động học trong của nhóm động học này có thể là liên kết động học ngoài
của nhóm khác. Có trường hợp để nhận được lượng chạy dao vòng quan hệ động
học của liên kết ngoài lại tương tương tự liên kết trong. Trên máy công cụ mọi liên
kết để thực hiện chức năng động học nào đó đều gọi là nhóm động học, tên gọi của
nhóm thường đặt theo chức năng động học của nó. Ví dụ nhóm tốc độ, nhóm chạy
dao cắt ren, nhóm bao hình, nhóm phân độ vv…
1.7. Cấu trúc động học máy công cụ
Tùy theo yêu cầu về chức năng động học của máy công cụ mà thiết kế cấu trúc
động học máy. Việc tổ hợp các nhóm động học để hình thành cấu trúc động học
máy cũng phụ thuộc vào quan hệ chuyển động của các thành phần động học, các
nhóm động học theo tương quan tỉ số truyền, thời gian, chu kỳ chuyển động hay
phối hợp hoạt động giữa các cơ cấu máy.
Nhóm động học có liên kết động học trong ở dạng một khớp động học (quay,
tịnh tiến) gọi là nhóm động học đơn giản. Ví dụ nhóm tốc độ cắt chính, nh.
Nhóm động học có từ hai thành phần chuyển động trở lên, có liên kết động học
trong để tạo ra mối tương quan tỉ lệ chuyển động, gọi là nhóm động học phức tạp.
Cấu trúc động học máy bao gồm các nhóm động học đơn giản, các nhóm động
học phức tạp và quan hệ giữa các nhóm động học.