Đồ Án Tốt Nghiệp Máy Và Hệ Thống Điều Khiển Số Theo Chương Trình 150 tc (CDIO) CHƯƠNG 7 ( Sách Giáo Trình)

Chương 7: Máy chuyển động thẳng

CHƯƠNG 7: MÁY CHUYỂN ĐỘNG THẲNG

Mục tiêu chương 7: Sau khi học xong chương này, sinh viên có khả năng:
1. Nhận biết được các loại máy bào, máy xọc, máy chuốt;
2. Viết được các phương trình xích tốc độ, xích chạy dao của máy bào ngang 7A35 và máy xọc
743
3. Trình bày được các cơ cấu truyền động động trong máy bào ngang 7A35 và máy xọc 743:
cơ cấu culit lắc, cơ cấu culit quay, cơ cấu vitme-êcu, cơ cấu dầu ép, cơ cấu chạy dao ngang
tự động;
4. Trình bày được công dụng và phân loại của máy chuốt.

1


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
7.1. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI
7.1.1. Công dụng
Máy bào dùng để gia công chi tiết có dạng mặt phẳng, có đường chuẩn là đường
thẳng, đường sinh là đường thẳng, cong, gãy khúc. Từ đó, hình thành các bề mặt gia công
có hình dạng mặt phẳng ngang, đứng và nghiêng, các rãnh chữ T, rãnh đuôi én, rãnh
vuông…Ngoài ra đôi khi người ta còn dùng máy bào để gia công những bề mặt định hình.

Hình 7. 1 – Các bề mặt gia công trên máy bào
7.1.2. Phân loại
Máy bào dùng trong sản xuất có hai loại chủ yếu là:
-

Máy bào ngang: dùng để gia công chi tiết nhỏ, có độ dài trong phạm vi từ
200 đến 800 mm

-

Máy bào giường: dùng để gia công những chi tiết lớn hay chi tiết dài, chi
tiết có dạng hộp hoặc thân máy.

2


Chương 7: Máy chuyển động thẳng

Hình 7. 2 – Hình dáng chung máy bào ngang
1 – Ê-tô; 2 – Đầu bào; 3 – Tay quay đứng; 4 – Bàn trượt;
5 – Thân máy; 6 – Tay quay ngang; 7 – Bàn gá chi tiết

Hình 7. 3 – Hình dáng chung của máy bào giường
1 – Bàn máy; 2 – Thân máy; 3 – Cữ hành trình; 4 – Động cơ chính; 5 – Bàn gá dao;
6 – Bảng điều khiển; 7– Sống trượt đứng

3


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
7.2. CÁC CƠ CẤU THỰC HIỆN CHUYỂN ĐỘNG THẲNG
7.2.1. Cơ cấu culit lắc
Cơ cấu culit lắc dùng để biến chuyển động quay một chiều thành chuyển động tịnh
tiến đi về hai chiều với tốc độ khác nhau.

Hình 7. 4 – Cơ cấu culít lắc
Khi đĩa biên quay, cần lắc O2B sẽ lắc lư quanh tâm O2. Cần lắc nối với bàn trượt bằng

khớp động. Do đó khi cần lắc lắc lư sẽ làm bàn trượt tịnh tiến khứ hồi.
Chốt A lắp trên đĩa biên chuyển động với vận tốc đều, tạo nên góc α tương ứng với
hành trình công tác và góc β tương ứng với hành trình chạy không, thường tỉ số α/β nằm
trong khoảng từ 1,5 đến 2,5. Từ đây, ta có giản đồ vận tốc của cơ cấu culit lắc như Hình
7.5a. Từ giản đồ vận tốc, ta thấy cơ cấu culit lắc có nhược điểm là tốc độ không ổn định.
7.2.2. Cơ cấu culit quay
Hình 7.16 thể hiện sơ đồ cơ cấu culi quay, gồm đĩa biên (1) nhận truyền động từ hộp
tốc độ, trên đĩa biên có lắp con trượt (2). Khi đĩa biên quay quanh tâm O1, con trượt (2) kéo
4


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
tay dòn (3) quay quanh tâm O2 với vận tốc góc không đều. Đầu kia của tay đòn (3) lắp khớp
động với thanh kéo (4) để di động bàn trượt của dao xọc.
Muốn thay đổi hành trình của bàn trượt dao xọc, ta dùng vít-me (5) để di động đai ốc
(6) trong rãnh của tay đòn (3).

Hình 7. 5 – Sơ đồ chuyển động cơ cấu culit quay
7.2.3. Cơ cấu bánh răng - thanh răng hoặc vitme –êcu:

Hình 7. 6 – Cơ cấu thanh răng – bánh răng
Chỉ dùng cho hành trình lớn từ 1000- 1200 mm. Ưu điểm là tốc độ ổn định, nhưng
phải dùng thêm cơ cấu đảo chiều chuyển động thẳng bằng cơ khí hoặc bằng điện, nên hiện
nay ít dùng.

5


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
7.2.4. 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. Hình 7.10

Hình 7. 7 – Sơ đồ máy bào thủy lực
Trên bàn trượt đầu bào có gắn vấu khống chế chiều dài hành trình. Vấu này gạt tay
gạt tự động ở vị trí (1) và (2) dùng đảo chiều nhanh, vị trí số VCT và VCK.
(
7
.
4
)
(
7
.
5
)
Trong đó: Q – Lưu lượng dầu bơn vào trong cơ cấu công tác;
S

– Diện tích piston;

s

– Diện tích thanh truyền chiếm chỗ.

Cơ cấu dầu ép cho tốc độ ổn định nhưng khó chế tạo và nhiệt độ có thể ảnh hưởng
đến sự làm việc ổn định của máy

6

Chương 7: Máy chuyển động thẳng
7.3. MÁY BÀO NGANG 7A35
7.3.1. Tính năng kỹ thuật
-

Hành trình lớn nhất của đầu trượt:

500 mm

-

Kích thước bàn máy:

360×500 mm

-

Hành trình lớn nhất bàn máy

+ Theo chiều ngang:
+ Theo chiều đứng:

500 mm
310 mm

-

Phạm vi điều chỉnh số hành trình kép:

12,5÷138 htk/ph

-

Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao ngang:

0,3÷4,8 mm/htk

-

Công suất động cơ:

N = 5,8 kW; n = 1500 v/ph

-

Trọng lượng của máy:

180 kG

7


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
7.3.2. Sơ đồ động máy bào ngang 7A35

Hình 7. 8 – Sơ đồ động máy bào ngang 7A35

8

Chương 7: Máy chuyển động thẳng
7.3.3. Phương trình xích tốc độ
Xích tốc độ bắt đầu từ động cơ N = 5,8 kW lần lượt qua các trục I, II, III đến trục
chính IV. Phương trình xích tốc độ:

(
7
.
1
)

7.3.4. Phương trình xích chạy dao:
7.3.4.1. Phương trình xích chạy dao ngang
Xích chạy dao ngang xuất phát từ 1 vòng cam (1htk), đến cơ cấu bánh cóc-con cóc,
đóng ly hợp L1 đến trục VII, qua ly hợp L2 và đến trục vitme tx = 6×2 mm
(
7
.
2
)
7.3.4.2. Phương trình xích chạy dao nhanh
Xích chạy dao nhanh xuất phát từ động cơ N = 5,8 kW đến trục I, qua cặp bánh răng
46/46, qua các bộ truyền xích đến trục VI để đến ly hợp L1 thực hiện chuyển động chạy dao.
(
7
.
3
)

9


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
7.3.5. Các cơ cấu đặc biệt trong máy bào 7A35
7.3.5.1. Cơ cấu chạy dao ngang tự động

Hình 7. 9 – Cơ cấu chạy dao tự động máy bào ngang
Hình 7.11, bánh răng Z = 21 lắp then với trục đĩa biên (của cơ cấu culít), bánh răng Z
= 22 lồng không trên trục thanh (6). Quá trình làm việc như sau:
Yêu cầu sau mỗi hành trình kép của đầu bào, bàn máy chạy ngang một lượng S
(mm/htk). Chuyển truyền qua bánh răng Z = 21 đến bánh răng Z = 22 làm quay đĩa biên,
chốt lệch tâm (7) quay xung quanh bánh răng Z = 22 kéo đòn (5) làm cho thanh (4) quay
lắc.
-

Khi đòn (5) kéo sang phải, con cóc (4) vào khớp bánh cóc, truyền chuyển
động 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.

Để điều chỉnh lượng chạy dao, ta điều chỉnh độ lệch tâm của chốt (7) bằng vít điều
chỉnh, hình 7.12a
Để đảo chiều chạy dao, ta xoay chốt 180. Khi đó, bánh cóc sẽ quay ngược chiều với
chiều đã điều chỉnh ban đầu, Hình 7.12b

10


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
Hình 7. 10 – Sơ đồ điều chỉnh hành trình và đảo chiều bàn máy
7.3.5.2. Cơ cấu chạy dao thẳng đứng

Hình 7. 11 – Cơ cấu chạy dao đứng
Cơ cấu chạy dao đứng hoạt động như sau: Khi bàn trượt tịnh tiến khứ hồi, vấu di
động tới chạm vào vấu cố định lắp trên thân máy, làm quay bánh cóc truyền tới qua bộ bánh
răng côn làm quay trụ vitme đứng làm đầu bào mang dao tịnh tiến đứng.
7.3.5.3. Cơ cấu đầu dao bào

Hình 7. 12 – Cơ cấu đầu dao bào

11


Chương 7: Máy chuyển động thẳng

CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Trình bày công dụng của máy bào.
2. Cho sơ đồ động máy bào ngang 7A35 (Hình 7.4), thực hiện các yêu cầu sau:
-

Viết phương trình xích tốc độ và tính số cấp tốc độ của máy. Xác định số
hành trình kép lớn nhất và số hành trình kép nhỏ nhất của máy;

-

Viết các phương trình xích chạy dao ngang, xích chạy dao nhanh của máy.

3. Vẽ hình và trình bày nguyên lý làm việc cơ cấu culit lắc của máy bào ngang
7A35.
4. Vẽ hình và trình bày nguyên lý làm việc cơ cấu bánh răng-thanh răng hoặc
vitme-ecu của máy bào ngang 7A35.
5. Vẽ hình và trình bày nguyên lý làm việc cơ cấu dầu ép của máy bào ngang 7A35.
6. Vẽ hình và trình bày nguyên lý làm việc cơ cấu chạy dao ngang tự đông của máy
bào ngang 7A35.
7. Vẽ hình và trình bày nguyên lý làm việc cơ cấu chạy dao thẳng đứng của máy
bào ngang 7A35.
8. Trình bày công dụng của máy xọc.
9. Cho sơ đồ động máy xọc 743 (Hình 7.15), thực hiện các yêu cầu sau:
-

Viết phương trình xích tốc độ và tính số cấp tốc độ của máy. Xác định số
hành trình kép lớn nhất và số hành trình kép nhỏ nhất của máy;

-

Viết phương trình xích chạy dao dọc, xích chạy dao ngang, xích chạy dao
vòng. Để thay đổi lượng chạy dao, cần phải điều chỉnh máy như thế nào?

10. Vẽ hình và trình bày nguyên lý làm việc cơ cấu culit quay của máy xọc 743.
11. Trình bày công dụng của máy chuốt.

12


Chương 7: Máy chuyển động thẳng

BÀI ĐỌC THÊM: MÁY XỌC – MÁY CHUỐT
A. Máy xọc
Máy xọc là máy có chuyển động chính là chuyển động thẳng đứng do dao thực hiện
theo phương thẳng đứng (T).

Hình 7. 13 – Chuyển động tạo hình của máy xọc
a. Công dụng
Máy xọc dùng để gia công các rãnh bên trong lỗ, bánh răng trong, then hoa,...

a)
b)
Hình 7. 14 – Các dạng chi tiết gia công trên máy xọc
a – Rãnh then trong; b – Then hoa
b. Máy xọc 743
• Tính năng kỹ thuật
-

Hành trình lớn nhất của bàn trượt:

L = 300 mm

-

Đường kính của bàn máy:

610 mm

-

Phạm vi điều chỉnh số hành trình kép:

20 ÷ 80 htk/ph

-

Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao:

0,05 ÷ 2 mm/hkt

-

Động cơ chính:

N = 5,2 kW; n = 950 v/ph

-

Trọng lượng máy:

5200 kG

13


Chương 7: Máy chuyển động thẳng

Hình 7. 15 – Máy xọc 743
1 – Đầu trượt; 2 – Dao; 3 – Chi tiết; 4 – Đồ gá; 5 – Tay quay ngang;
6 – Tay quay dọc; 7 – Sống trượt; 8 – Đế máy; 9 – Hộp chạy dao

14


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
• Sơ đồ động máy xọc 743

Hình 7. 16 – Sơ đồ động máy xọc 743

15


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
• Phương trình xích tốc độ
Xích tốc độ bắt đầu từ động cơ N = 5,2 kW qua buli-đai đến hộp tốc độ 4 cấp, sau đó
đến đĩa biên (6) Z = 60 có gắn chốt (2) làm quay tay đòn (3) đến thanh kéo (4) làm bàn dao
tịnh tiến lên xuống, Hình 7.15. Phương trình xích tốc độ:
(
7
.
6
)
• Phương trình xích chạy dao
Xích chạy dao dọc xuất phát từ một hành trình kép, từ bánh cóc Z = 20 truyền qua cơ
cấu đảo chiều, qua các tỉ số truyền cố định, đến trục V sau đó chia ra các đường truyền khác
nhau để thực hiện chạy dao dọc, chạy dao ngang và chạy dao vòng.
 Phương trình xích chạy dao dọc
Từ cặp bánh răng 19/19 qua cặp bánh răng nón 12/24 để đến trục vitme dọc để thực
hiện chạy dao dọc.
(
7

.
7
)
 Phương trình xích chạy dao ngang
Từ cặp bánh răng 19/19 đến cặp bánh răng 15/20, 24/24, 16/24 đến cơ cấu vitme-đai
ốc để thực hiện chạy dao ngang.
(
7
.
8
)
 Phương trình xích chạy dao vòng
Từ cặp bánh răng 19/19, truyền qua cặp bánh răng côn 20/30, đến trục vít-bánh vít
1/120 làm bàn máy quay tròn.
(
7
.
16


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
6
)

17


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
B. MÁY CHUỐT
Máy chuốt là máy có chuyển động chính là chuyển động thẳng do dao thực hiện. Dao

chuốt có dạng như một thanh kim loại có các lưỡi cắt phân bố đều trên một mặt hoặc trên
toàn bộ chu vi của thanh.

Hình 7. 17 – Nguyên lý và chuyển động của dao chuốt
a. Công dụng và phân loại
• Công dụng
Máy chuốt được sử dụng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. Máy dùng để gia
công chính xác lỗ có dạng profin bất kỳ, chuốt rãnh trong, bánh răng trong, lỗ then hoa,…
Ngoài ra đang phát triển chuốt mặt phẳng, mặt định hình và rãnh bên ngoài. Chuốt có năng
suất và độ chính xác cao.

Hình 7. 18 – Các dạng chi tiết chuốt
• Phân loại:
Máy chuốt được phân loại theo công dụng, theo vị trí dao chuốt và theo mức độ tự
động hóa:
18


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
-

Về công dụng: máy chuốt trong, máy chuốt ngoài;

-

Về vị trí gá đặt dao chuốt: máy chuốt nằm ngang, máy chuốt thẳng đứng;

-

Về mức độ tự động hóa: máy chuốt liên tục, máy chuốt gián đoạn

b. Tính năng kỹ thuật
-

Lực chuốt lớn nhất: 300 ÷ 400 kN (cỡ trung bình), 1200 kN (cỡ nặng)

-

Chiều dài lớn nhất của hành trình dao chuốt: 350 ÷ 2000 mm

Ở máy chuốt không có cơ cấu chạy dao. Các lưỡi dao kế tiếp nhau có kích thước lớn
dần đã thực hiện lượng chạy dao.
c. Máy chuốt đứng

Hình 7. 19 – Máy chuốt đứng
1 – Thân máy; 2 – Động cơ; 3 – Ống dẫn nước; 4 – Chân máy ; 5 – Bệ máy;
6 – Bàn trượt; 7 – Bàn máy lắp phôi; 8 – Bộ phận làm mát; 9 – Trục chính;
10 – Bộ phận trượt

19


Chương 7: Máy chuyển động thẳng

20


Chương 7: Máy chuyển động thẳng
d. Máy chuốt đứng gia công mặt ngoài
Chuyển động của dao được xác định nhờ các vấu điều chỉnh lắp trên thân máy.

Chi tiết gia công cùng bàn máy tiến đến gần dao, và trong chu kỳ làm việc dao chuốt
di động từ trên xuống. Khi kết thúc quá trình gia công phôi cùng bàn máy rời khỏi dao và
dao di động lên phía trên.
e. Máy chuốt gia công mặt trong
Bàn máy có lỗ để dao chuốt đi qua, đầu kẹp dao ở dưới bàn máy.
Khi bắt đầu gia công, dao chuốt ở vị trí trên cùng. Sau khi lắp phôi vào đồ gá trên
bàn máy, cán dao được đưa qua lỗ của chi tiết gia công và được tự động kẹp chặt. Dao chuốt
sẽ di động xuống phía dưới thực hiện quá trình cắt gọt.
f. Máy chuốt nằm ngang

Hình 7. 20 – Hình dáng chung của máy chuốt ngang
1 – Trục chính; 2 – Bộ phận làm mát dao chuốt; 3 – Bệ đỡ dao; 4 – Vỏ máy;
5 – Má kẹp phụ; 6 – Thân máy
Máy chuốt ngang làm việc với dao chuốt dài hoặc ngắn với phương pháp nén hoặc
kéo.
Chủ yếu gia công mặt trong, vì vậy chi tiết gia công phải có lỗ xuyên suốt để dao
chuốt đi qua.
Nguyên lý làm việc của máy chuốt ngang tương tự như máy chuốt đứng gia công mặt
trong.

21