Bài giảng:Chế tạo phôi Hàn

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN CHẾ TẠO PHÔI HÀN
Mã số mô đun: MĐ13
Thời gian mô đun: 150 giờ (Lý thuyết: 40 giờ; Thực hành: 101 giờ, kiểm tra: 9 giờ)
I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN:
- Vị trí: Là môn đun được bố trí cho sinh viên sau khi đã học xong các môn học
chung theo quy định của Bộ LĐTB-XH và học xong hoặc học song song với các
môn học bắt buộc của đào tạo chuyên môn nghề từ MH07 đến MH12
- Tính chất: Là mô đun chuyên ngành bắt buộc.
II. MỤC TIÊU MÔ ĐUN:
Xác định đúng phương pháp chế tạo phôi hàn.
- Tính toán khai triển phôi chính xác, đúng kích thước bản vẽ.
- Vận hành sử dụng thành thạo các loại dụng cụ, thiết bị chế tạo phôi hàn.
- Chế tạo các loại Phôi tấm, phôi thanh, phôi ống thép đúng kích thước bản vẽ
đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và có tính kinh tế cao.
- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng.
- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác, trung thực của sinh viên.
Số
TT
1
2
3
4
5
6
7

Tên các bài trong mô đun

Chế tạo phôi hàn bằng mỏ cắt khí
cầm tay
Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm

bằng máy cắt khí con rùa
Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép ống
bằng bằng máy cắt khí chuyên dùng
Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm
bằng máy cắt CNC
Chế tạo phôi hàn từ vật liệu thép tấm
bằng máy cắt plasma
Mài mép hàn, mép cùn bằng máy
mài cầm tay
Kiểm tra kết thúc Mô đun
Cộng

Thời gian
Tổng
Lý
Thực
số
thuyết hành

Kiểm
tra*

40

24

15

1

24

2

21

1

22

2

19

1

28

6

21

1

24

5

19

8

1

6

1

101

4
9

4
150

40


LỜI NÓI ĐẦU
Để đáp ứng tình hình chuyển biến mới trong đào tạo, mở rộng và phát huy tính độc
lập trong học tập của sinh viên Khoa Cơ khí và tạo điều kiện thuận lợi cho giáo
viên dạy và hướng dẫn thực hành V v...Giáo trình “Chế tạo phôi hàn” được biên
soạn với nội dung tuân theo chương trình khung của Bộ LĐ - TB & XH đã ban
hành kết hợp với điều kiện giảng dạy hiện có, đáp ứng được nhu cầu học tập của
sinh viên, mang được tính hiện đại, tính phong phú và cơ bản nhất trong lĩnh vực
chế tạo phôi hàn nói riêng và xưởng sản xuất cơ khí nói chung.
Bố cục của giáo trình được trình bày theo thứ tự các bài trong chương trình khung
tạo điều kiện thuận lợi cho việc giảng dạy và đọc của sinh viên.
Biên soạn

Ks Hàn.Nguyễn Ngọc Quý

§1. CHẾ TẠO PHÔI HÀN BẰNG MỎ CẮT KHÍ CẦM TAY
I. MỤC TIÊU:
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:
+ Kiển thức:
+ Liệt kê đầy đủ các loại dụng cụ, thiết bị cắt khí
+ Trình bày rõ cấu tạo, nguyên lý làm việc của mỏ cắt, van giảm áp, chai chửa khí,
máy sinh khí, khóa bảo vệ...
+ Kỹ năng:
+ Lắp ráp thiết bị dụng cụ cắt khí đảm bảo an toàn, đúng tiêu chuẩn kỹ thuật
+ Vận hành và sử dụng thiết bị thành thạo
+ Khai triển, tính toán phôi đúng hình dạng và kích thước của chi tiết
+ Chọn chế độ cẳt, gá kẹp phôi chắc chắn, đảm bảo thoát xỉ tốt
+ Cắt kim loại theo đúng kích thước yêu cầu, ít ba via, cháy cạnh
+ Chỉnh sửa phôi đạt hình dạng, kích thước theo yêu cầu
+ Thái độ: Rèn luyện tính cẩn thận, nghiêm túc, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị
II.NỘI DUNG CỦA BÀI
1.Thực chất, đặc đỉểm và điều kiện áp dụng cắt phôi bằng ngọn lửa oxi - khí cháy
1.1 Thực chất, đặc điểm


Cắt kim loại bằng ngọn lửa khí , cháy là quá trình dùng nhiệt lượng của ngọn lửa khí
cháy vói oxi để nung nóng chỗ cắt đến nhiệt độ cháy của kim loại, tiếp đó dùng luồng
oxỉ áp suất cao thổi lớp oxỉt kim loại đã nóng chảy để lộ ra phần kim loại chưa bị oxi
hóa. Lớp kim loại này tiếp tục bị cháy tạo thành lớp oxit mới, rồi đến lượt lớp oxit mới
này
bị nóng chảy và bị luồng oxi thổi đi, cứ thế cho đến hết
Để đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy, dừng nhiệt của phản ứng giữa O2 kỹ
thuật (98 99,7% O2 ) và C2 H2 ( hoặc C6 H6 , khí gas.. .)

Ưu điểm:
- Thiết bị đơn giản, dễ vận hành
- Cắt được kim loại dày
- Năng suất cao
Nhươc điểm:
- Chỉ cắt được kim loại thỏa mãn điều kiện cắt
- Vùng ảnh hưởng nhiệt lớn nên sau khi cắt chi tiết con vênh, biến dạng
- Mạch cắt không đều, bavia nhiều
- Cắt khí dùng trong ngành đóng tàu, chế tạo toa xe, xây dựng, công nghệ luyện kim..
.để cắt thép tấm, phôi tròn và các chi tiết đơn giản hay phức tạp. Bên cạnh cắt bằng tay,
cắt bằng máy ngày càng được phát triển nhằm nâng cao năng suất và độ chính xác, mép
cắt phẳng.
1.2Điều kiện áp dụng
Cắt khí chỉ cắt được những kim loại thỏa mãn các điều kiện cắt sau :
Nhiệt cháy của kim loại nhỏ hơn nhiệt chảy của nó. Đối với thép các bon thấp


có lượng 0,7%C nhiệt cháy khoảng 135°C, còn nhiệt chảy gần 1500°C nên thỏa mãn
điều kiện này. Với thép các bon cao (1,1 1,2%) nhiệt cháy gàn bằng nhiệt chảy nên
trước khi cắt cần đốt nóng từ 300 650°c.Đối với thép các bon có thành
phàn cao hơn và thép hợp kim cao Cr - Ni, gang, kim loại màu, muốn cắt phải dùng
thuốc cắt.
- Nhiệt độ cháy của oxit kim loại phải nhỏ hơn nhiệt cháy của kim loại đó. Nếu ngược lại
lớp oxit tạo nên trên bề mặt kim loại vi không bị chảy ra nên khi có dòng O 2 thổi vào lớp
oxit sẽ ngăn cản việc oxi hóa lớp kim loại ở phía dưới.
- Nhiệt lượng sinh ra trong phản ứng cháy của kim loại phải đủ lớn để duy trì quá trình
cắt liên tục vì khi cắt thép gần 70% nhiệt là do phản ứng cháy của kim loại với oxi, chỉ
30% là do ngọn lửa nung nóng.
- Xỉ tạo thành khi cắt phải có tính chảy loãng cao để dễ dàng bị thổi đi.
Tính dẫn nhiệt không quá cao tránh thoát nhiệt gây gián đoạn quá trình cắt.

T
2.Thiết bị và dụng cụ cắt khí :


2.1 Bình điều chế axetylen (bình sinh khí)
- Dùng khỉ không cỏ bình chứa khí, xa nơi sản xuất C2 H2 , là thiết bị thực hiện phản
ứng của đất đèn với nước để thu về C2H2
CaC2 + 2H20 = C2 H2 + Ca(OH)2
- Hiện nay có rất nhiều loại bình sinh khí khác nhau, mỗi loại chia ra các kiểu khác
nhau nhưng đều cấu tạo bởi các bộ phận sau :
+ Buồng sinh khí
+ Thùng chứa khí
+ Thiết bị kiểm tra và an toàn
- Các bộ phận trên cỏ thể bố trí thành một kết cấu chung hay lắp riêng rồi nối vởi
nhau bằng ổng dẫn
Phân loại
-Theo năng suất: 0,8 ; 1,25 ; 2 ; 3,2 ; 5 ; 10 ; 20 ; 80 (m3/h)
-Theo cách lắp đặt: loại di động và cổ định
-Theo hệ thống điều chỉnh và theo sự tác dụng của nưóc với đất đèn
Yêu cầu
- Năng suất phải phù hợp với lượng tiêu thụ khí C2 H2
Máy phải kín, bộ phận thu khí phải đủ lớn để khỉ ngưng lấy khí thi axetylen không tỏa ra
ngoài
-Máy lưu động, gọn nhẹ, dễ vận hành và sử dụng
2.2 Bình chứa khí axetylen
Việc cung cấp khí bằng máy sinh khí có nhiều bất tiện do đó ngày nay dùng phổ biến các
bình khí điều chế sẵn. Bình axetylen chứa đày khối xốp than gỗ hoạt tính (290 320g/dm3 dung tích bình). Axetylen hòa tan trong axeton trở thành không nguy hiểm vì
không gây nổ nữa và nằm lại trong khối xốp. Khối xốp cần phải mềm và có độ xốp tối đa,
không tác dụng với kim loại bình, không gây cặn bẩn trong quá trình làm việc. Khi mở

van bình, axetylen bốc hơi ra khỏi axeton dưới dạng khí và đi đến van giảm áp, ống dẫn
để tới mỏ cắt. Khi sử dụng bình tránh va đập mạnh hoặc để nóng quá, không nên đặt nằm
ngang, tránh bụi bẩn bám vào các bộ điều áp. Bình chứa axetylen chứa được áp suất khí
tối đa 16at, áp suất của khí sẽ thay đổi theo nhiệt độ.
Bảng 1 Áp suất axetylen thay đổi theo nhiệt độ
Nhiệt độ °c
-5
0 5
10 15
Ap suât, MPa 1.34 1.4 1.5 1.65 1.8

20
1.9

25
2.15

30
2.35

35
2.6

Sử dụng bình chứa axetylen thay cho các máy sinh khí có một ưu điểm: thiết bị
đơn giản, gọn gàng và điều kiện làm việc tốt hơn, nâng cao năng suất làm việc cho
người thợ cắt


2.3.Bình oxy
Bình chứa oxy được sơn màu xanh hoặc xanh da trời, chứa lượng khí có áp suất

150at. Oxy phải dùng đúng mục đích, các phần nối và làm kín của thiết bị chứa
oxy, các ống dẫn oxy phải không dính chất dầu mỡ, bụi bẩn, sơn
Bảng 2 Các loại bình oxy
Bình chứa oxy dạng khí
Kiểu Thể tích bình Áp suất Lượng oxy
lít
MPa
Lít
50
50
20
10.000
40
40
15
6.000
10
10
20
2.000

2.4 Áp kế


Hình 2.5 Áp kế

Là thiết bị đo áp suất làm việc của thùng điều chế. Trên mặt áp kế phải kẻ một vạch
đỏ rõ ràng ở ngay sau số chỉ áp suất cho phép làm việc bình thường. Loại áp suất trung
bình mà thừng chứa khí được tạo thành một bộ phận riêng thì phải lắp áp kế cả ở trên
buồng sinh khí và thùng chứa.

2.5 Khóa bảo hiểm
Trong khi cắt bằng khí hay xảy ra hiện tượng lửa quặt, đó là sự cháy hỗn họp nhiên
liệu trong ống mỏ cắt đặc trưng bởi tiếng nổ mạnh và ngọn lửa lụi đi. Hiện tượng này
xảy ra khi tốc độ cháy của 02 + C2H2 lớn hơn tốc độ cung cấp khí. Để tránh hiện tượng
ngọn lửa cháy ngược theo ống dẫn trở về bình điều chế gây ra nổ người ta dùng khóa
bảo hiểm.
Tốc độ cung cấp càng giảm khi : tăng đường kính lỗ mỏ hàn, giảm áp lực và lượng
tiêu hao khí, ống dẫn khí bị tắc...
Tốc độ cháy càng tăng khi : tăng lượng ôxy, nhiệt độ khí cao, môi trường hàn khô ráo
và nhiệt độ cao...
Yêu cầu :
- Ngăn ngọn lửa cháy ngược trở lại và xả hỗn họp cháy ra ngoài
- Có độ bền áp suất cao khi khí cháy
- Giảm khả năng cản thủy lực dòng khí
- Tiêu hao nước ít
- Dễ kiểm tra, sửa chữa, dễ rửa.
+ Có thể phân loại:
- Theo kết cấu : loại hở và loại kín
- Theo lượng tiêu thụ khí: loại nhỏ và loại lớn
- Theo loại tắt khí: loại ướt và loại khô
Khóa bảo hiểm được đặt giữa thùng điều chế axetylen hoặc giữa ống dẫn axetylen và mỏ
cắt Dưới đây giới thiệu hai loại khỏa kiểu hở và kiểu kín
Kiểu hở : dùng cho bình áp lực thẩp. Khí C2 H2 được dẫn vào qua ống 1 đi qua nước vào
ngăn chứa khí tới ống 2 vào mỏ cẳt. Khi có lửa quặt, áp suất trên mặt nước của khỏa tăng
lên đẩy nước dâng lên ữong ống 1 chặn không cho khi đi vào bình đồng thời mực nước
hạ xuống miệng ổng 4 hở ra khí qua ổng thoát ra ngoài
Kiểu kín : dùng cho bình áp lực trung bình. Khi C2 H2 dẫn vào qua ống 2 đẩy viên bi lên
và đi qua van ra ổng 1 đến mỏ cắt. Khi có lửa quặt áp lực khí tăng lên đẩy viên bi xuống

khóa van. Nếu áp suất vượt quá giá trị cho phép thì van chặn 6 bị phá và khí thoát ra
ngoài.

2.6 Van giảm áp
Van giảm áp dùng để giảm áp suất và tự động điều chỉnh lượng tiêu hao khí nén
trong bình từ áp suất cao đến áp suất làm việc.
Van giảm áp oxy để điều chỉnh áp suất từ 150at xuống khoảng 1 -ỉ- l,5at
Van giảm áp axetylen để điều chỉnh áp suất từ 150at xuống 0,05 -ỉ- l,5at Van
giảm áp được phân loại:
+ Theo nguyên lý làm việc : van kiểu thuận và van kiểu nghịch
+ Theo loại khí: van axetylen, van oxy, van metal
Trên hình giới thiệu hai loại van kiểu thuận và kiểu nghịch
+Van thuận : Khí được dẫn vào theo ống (1) và ra qua ống (5) tói mỏ cắt. Áp lực khí
trong buồng hạ áp (6) phụ thuộc vào độ mở của van (3). Khi lò xo chính (7) bị nén, van
(3) chịu tác dụng của lò xo phụ (2) và áp lực cùa khí, đóng kín cửa van không cho khí
vào buồng hạ áp. Khi vặn nút điều chỉnh (8) làm lò xo (7) bị nén, van (3) được nâng lên,
cửa van mở cho khí sang buồng hạ áp. Tùy độ nén của lò xo, độ chênh áp trước và sau
van, cửa van được mở nhiều hay ít ta nhận được áp suất cần thiết trong buồng hạ áp.
Màng đàn hồi (9) để tự động điều chỉnh áp suất của khí ra. Nếu do nguyên nhân nào đó
áp suất ở cửa ra tăng lên đẩy màng (9) đi xuống kéo theo con đội đi xuống làm cửa van
đóng bớt lại, lượng khí ở buồng hạ áp giảm làm áp suất khí ra giảm.


2.7 Mỏ cắt
Mỏ cắt để hòa trộn hỗn hợp oxi với khí cháy và dẫn oxi thổi để tạo mạch cắt Cấu
tạo của mỏ cắt ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng cắt. Mỏ cắt cần phải an toàn khỉ sử
dụng và ổn định thành phần của ngọn lửa, phải nhẹ nhàng và thuận tiện khỉ sử
dụng, dễ điều chỉnh thành phần và công suất ngọn lủa khỉ cắt.
Phân loại mỏ cắt theo nhiều cách, đùng phổ biến nhất là hai loại :
- Mỏ cắt kiểu hút

- Mỏ cắt kiểu đẳng áp
Khí cháy theo ống (6) đi vào buồng hỗn họp (12) qua van điều chỉnh (9), oxi cháy
đi theo ống (5) qua van (4) vào buồng hỗn hợp để hòa trộn với khí cháy, còn oxi
thổi đi qua van (3) đến trực tiếp đầu cắt.
Yêu cầu với mỏ cẳt:
-

Đảm bảo cắt được tất cả các hướng

-

Chiều dài thích họp để dễ thao tác và an toàn khi cắt

-

Điều chỉnh được dòng oxi và hỗn họp

-

Mỏ có bộ phận gá đặt

Bản chất của cắt bằng Oxy - Axetylen là quá trình oxy hóa cục bộ tại điểm cần cắt.
Nhiệt sinh ra để cắt là nhờ nhiệt độ của phản ứng oxy hóa. Bí quyết để thực hiện
tốt một đường cắt nhanh, vết cắt đẹp là phải giữ sao cho tốc độ di chuyển của mỏ
cắt bằng với tốc độ ôxy hóa.
Việc sử dụng bép cắt bằng khí gas hay axetylen lâu nay rất thông dụng ngoài xã
hội cũng như trong các nhà máy. Có thể sử dụng để hàn các chi tiết hay để cắt thép
thành những khổ hay hình theo ý muốn như cắt thép tấm để làm bích, đồ gá hàn

hay khuôn dựng hình trong gia công dập.... Công việc này chủ yếu phụ thuộc vào


tay thợ là chủ yếu: điểu chỉnh tỷ lệ gas, axetyle và oxy, chế tạo các dụng cụ để cắt
các hình phức tạp

2.8 Ống dẫn khí
Trong kỹ thuật hàn cắt thường sử dụng hai loại ống: ống bằng kim loại và bằng cao su.
Ống bằng kim loại được đặt cố định trong các phân xưởng hoặc lắp bình sinh khí với
các bộ phận khác, ống cao su để nối khí từ bình chứa khí hoặc máy sinh khí đến mỏ
hàn cắt.


- Ông dẫn bằng kim loại: Ống dẫn oxi có áp suất từ 16at trở xuống được chế tạo bằng
ống thép không hàn, nhãn hiệu 10 hoặc 20. Ống dẫn khí oxi áp lực cao được chế tạo
bằng đồng đỏ hoặc đồng thau, ống dẫn khí cháy chỉ dùng loại ống thép không hàn
nhãn hiệu 10 hoặc 20. Để hạn chế sự cố nổ khí ở áp suất làm việc 0,1 H- 0,5at, đường
kính ống không được vượt quá 50mm.

Óng dẫn bằng cao su : Mỏ hàn, mỏ cắt và các
thiết bị khác muốn nối liền với bình oxi, máy sinh khí đều dùng ống cao su.
Ổng phải mềm để không gây ảnh hưởng đến thao tác của người thợ, đường kính ống căn
cứ vào lưu lượng khí tiêu thụ để chọn. Để đủ sức bền ở áp suất làm việc, ống cao su phải
có một hoặc nhiều lóp hoặc bọc bằng vải bông hoặc đay. Đối với khí C 2H2 , ống được
tính toán để làm việc ở áp suất đến 3at, còn đối với khí oxiHình 2.11. Ổng dẫn khí
thi tính toán để làm việc với áp suất 10at. Chiều dày lớp trong của ống cao su không
được mỏng quá 2mm và lớp ngoài không mỏng quá l mm. Đường kính trong của ống
cao su theo qui định : 5,5 ; 9,5 ; 13 ; 16 và 19mm.
3 Vận hành và sử dụng thiết bị cắt khí.
3.1 Kiểm tra tình trạng thiết bị:

-Kiểm tra tình trạng ống dẫn xem có bị xước, bị rách ở đâu không,
-Kiểm tra các đàu nối ống có bụi bẩn, lẫn dầu mỡ, hỏng hóc gì không
-Kiểm tra van đầu bình có rò khí không
3.2 Lắp dây dẫn và van giảm áp

-Dây dẫn khí oxi màu xanh, khí cháy màu trắng hoặc đỏ. Quay cửa xả khí về
phía trái người thao tác để thổi sạch bụi bẩn
-Vặn nút điều chỉnh áp suất trên van giảm áp ngược chiều kim đồng hồ cho
đến khi lỏng tay mới thôi
-Van oxi không có ren nên phải dùng gông, có miếng đệm bằng da để đảm
bảo độ kín
-Kiểm tra các van trên mỏ cắt đảm bảo đã đóng
-Dừng kim vặn tò từ (ngược chiều đồng hồ) van khóa đầu bình nếu không
thấy có tiếng xi do rò khí và kim đồng hồ áp suất cao dịch chuyển là được.


Khi thấy tiếng xì xì phải khóa van đầu bình, tháo đai ốc và làm biện pháp
đảm bảo độ kín của chỗ ghép.
-Mở dần dàn van áp suất theo chiều kim đồng hồ, theo dõi đồng hồ đến khi
đạt trị số áp suất yêu càu thì dừng lại.
-Xả thử van trên mỏ cắt
3.3 Vận hành mỏ cắt
-Mở nhỏ van dẫn oxi vào buồng hỗn hợp
-Mở van khí cháy rồi mồi lửa
-Điều chỉnh van oxi hỗn họp để điều chỉnh chiều dài và công suất ngọn lửa
-Nung nóng vật cắt đến trạng thái cháy thì mở van oxi cắt để tạo thành mạch
cắt
3.4 Chế đô cắt khí
+ Tốc độ cắt
-Ảnh hưởng đến chất lượng mối cắt

-Tốc độ phải tương ứng với chiều dày cắt (tốc độ thấp thì sự cháy mạnh, tốc độ cao thi
lượng không cắt hết lớn)
+ Lưu lượng khí
Lưu lượng khí tiêu hao phụ thuộc vào chiều dày vật cắt, trạng thái bề mặt vật cắt và
độ tinh khiết của dòng oxy
+ Khoảng cách từ mỏ cắt đến vật cắt
Khoảng cách từ nhân ngọn lửa đến bề mặt vật cắt tốt nhất là từ 1,5...2,5 mm. Khoảng
cách từ mỏ cắt tới bề mặt kim loại khi cắt thép s<100mm có thể tính theo công thức :
h = 1 + 2 (mm)
1: chiều dài nhân ngọn lửa (mm)
Khi cắt các tấm dày S > 100, oxi có áp suất thấp, h tính theo công thức :
h = 5 + 0,05 s (mm)
S : chiều dày tấm (mm)
Bảng 2.3. Chế độ cắt dùng gas, mỏ gas
Chiều dày vật Số hiệu Áp lực khí
Tốc độ cắt
Lưu
lượng
khí
cắt (mm)
bép cắt
(mm/ph)
(kg/cm2)
02
1.5

Gas
0.2

O2 căt

690

O2 thổi
1180

Gas
310

660

5

00

5-10

0

2

0.2

1200

1180

310

660 - 550

10-15
15-30
30-40

1
2
3

2.5
3
3

0.2
0.25
0.25

2100
3400
4300

1180
1370
1370

310
360
360

550 - 490
490 - 400

400 - 350

40-50
50 - 100

4
5

3.5
4

0.3
0.3

6500
11000

1860
1860

490
490

350 - 320
320 - 200


100-150

6

150-250

7

250 - 300

8

4

0.3

15000

3040

800

200 -150

4.5

0.4

22000

3720

980

150-80

4.5

0.4

28000

3720

980

80-45

Bảng 2.4. Chế độ cắt dùng gas, mỏ axetylen
Chiêu dày
vật cắt
(mm)
5

Sô hiệu Ap lực khí
bép cắt (kg/cm2)
O2
Gas
00
7
0.2

Tôc độ cắt

(mm/ph)

Lưu lượng khí
O2 căt O2 thổi
750
520

Gas
470

750

5-10

0

7

0.2

1100

520

470

750 - 680

10-15

1

7

0.2

2500

600

550

680 -600

15-30

2

7

0.2

3800

600

550

600 - 500

30-40
40-50

3
4

7
7

0.2
0.2

5400
7300

600
750

550
680

500 - 450
450 - 400

50 - 100

5

7

0.25

10000

860

780

400 - 260

100-150

6

7

0.3

14000

950

860

260 - 180

150-250

7

7

0.3

22000

1330 1210

180-100

250 - 300

8

7

0.4

35000

1600 1450

100 - 70

3.5 Gá phôi
Do không có tác dụng lực tong quá trình cắt nên phôi thường được đặt ở các vị trí
ngay ừên phân xưởng nhưng phải đảm bảo
-Tránh xa nơi có các vật dễ cháy nổ
-Mặt dưới của phôi phải được che chắn tránh xỉ bắn ra khi thổi oxi
-Nếu cắt trên mặt bê tông phải dừng tấm kê

4. Kỹ thuật cắt
4.1Chuẩn bị bề mặt vật cắt
-Làm sạch chất bẩn, dầu mỡ, gỉ sét, ...bằng cách dùng ngọn lửa nung nóng để làm sạch.
-Nếu thép đã tôi thi nhiệt luyện trước khi cắt, nếu không thì ứng suất khi tôi cộng ứng
suất khi cắt sẽ làm cho kim loại bị nứt.
-Với thép cacbon thấp thì không cần nung nóng sơ bộ.
4.2Cắt đường thẳng


+ Bẳt đầu cẳt
Ngọn lửa hướng vào vùng cắt để đốt nóng kim loại đến nhiệt độ cháy. Với vật tương
đối dày, mỏ cắt nghiêng góc 5... 10° so với vật cắt nhằm nung nóng toàn bộ chiều dày để
quá trình cắt dễ dàng. Với tấm có s < 50mm, mỏ cắt gần như đặt thẳng góc với vật hàn.

Hình 2.12. Vị trí bắt đầu cắt
tròn

Hình 2.13. Vị trí bắt đầu cắt thép

Khi cắt từ giữa tấm ra ngoài, phôi phải được gia công trước một lỗ bằng khoan. Khi
chiều dày S < 20mm có thể dừng mỏ cắt để tạo lỗ.
+ Quá trình cẳt
Trong khi cắt mỏ cắt nghiêng góc 20.. .30° về phía ngược hưởng cắt, bằng cách này cho
phép nâng cao năng suất cắt khi tấm dày 20.. .30mm
4.3 Cắt phôi tròn
Khi cắt phôi tròn, không thể cùng lúc cắt cả chiều dày chi tiết vì vậy góc độ của mỏ
cắt phải thay đổi dàn, vị trí cắt và đường dịch chuyển mỏ cắt như hình vẽ. Các kỹ thuật
cắt như khi cắt đường thẳng.Cắt kim loại định hình
Với kim loại định hình, trước khi cắt ta phải tiến hành vạch dấu chuẩn xác và dịch
chuyển mỏ cắt theo đường vạch dấu. Tốt nhất là tạo mẫu để làm dưỡng, đảm bảo chính

xác về hình dáng
4.4 Chú ý khí cắt
-Khi cắt kim loại có S < 2,5 mm, mép cắt thường dễ bị chảy nên khoảng cách từ vật cắt
đến mỏ phải lớn hơn.
-Khi cắt các tấm dày, dòng oxi phải lớn (12 14at), phải nung nóng sơ bộ tới 250-300°C
-Khi cắt thép dày S < 30mm, mỏ nghiêng 20.. .30° so vởi phương đứng
-S > 30mm thi nghiêng 5... 10°
4.5Chỉnh sửa phôi
Phôi sau khi cắt có lượng bavia nhất định và bề mặt phẳng hay không còn tùy thuộc vào
tay nghề của công nhân. Sau khi cắt, để nguội và dùng máy mài tay mài hết bavia và
chỉnh sửa bề mặt vết cắt


5. An toàn, phòng chống cháy nổ khỉ hàn khí
5.1 An toàn với bình khí
- Bình khí oxi để cách xa ngọn lửa tràn ít nhất 5m
- Trước khi lắp van giảm áp, khẽ mở van đàu bình để thổi hết bụi bẩn trên đường ống
dẫn khí, việc mở van phải nhẹ nhàng trước và sau khi lắp van giảm áp vì có thể làm
hỏng màng của van giảm áp
- Tránh xa nơi để dầu mỡ, chất cháy, các chai dễ bắt lửa với bình oxi
- Vận chuyển nhẹ nhàng, tránh va chạm mạnh
- Không dùng lẫn lộn van giảm áp của oxi với khí cháy
5.2 Tránh lẫn bụi bẩn, dầu an toàn với van giảm áp
+Mỡ trên ống dẫn, đầu nối
- Khi ngừng làm việc trong thời gian ngắn phải đóng van khóa trên nguồn cấp khí

§2;3 CẮT PHÔI TRỂN MÁY CẮT KHÍ BÁN TỰ ĐỘNG
(MÁY CẮT CON RÙA)
I. MỤC TIÊU CỦA BÀI
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:

Kiển thức:
+ Mô tả cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy cắt khí bán tự động + Phân biệt rõ
chức năng của các nút điều khiển, điều chỉnh như: điều chỉnh ngọn lủa, điều
chỉnh tốc độ cắt, điều khiển chiều cắt, điều chỉnh chiều cao và tầm với của mỏ
cắt...
Kỹ năng:
+ Vận hành thành thạo máy cắt con rùa
+ Khai triển, tính toán phôi đúng hình dáng, kích thước theo bản vẽ + Chọn chế
độ cắt (chiều cao cắt, tốc độ cắt, công suất ngọn lửa) phù hợp với chiều dày và
tính chất vật liệu.
+ Lấy lửa và điều chỉnh ngọn lửa cắt + Gá phôi chắc chắn
+ Cắt phôi tấm đứng kích thước bản vẽ mặt cắt phẳng, vuông góc, ít bavia
Thái độ:
+ Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng, rèn luyện
tính cẩn thận, nghiêm túc, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

II. NỘI DUNG CỦA BÀI
2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy cắt khí bán tự động
Máy cẳt bán tự động kiểu con rùa được sử dụng rộng rãi trong cắt kim loại nhằm nâng
cao năng suất và độ chính xác.

1.Khái niệm chung :


Là loại máy cắt trong đó sự chuyển dịch của mỏ cắt được tự động hoá nhờ mô tơ điện
cùng các bánh xe lăn trên thanh ray hoặc trên mặt tấm kim loại cắt. Còn đầu cắt được
điều chỉnh bằng tay.
- Đặc điểm: Chỉ cắt được mạch cắt thẳng, cong theo hướng của đường ray

Hình 2.14. Máy cắt con rùa

2. Sơ đồ cấu tạo


Hình 2.15. Cấu tạo máy cắt con rùa

1 Nút lắp ống oxy

13 ánh xe

6 Bộ truyền trục vít

14 Ray

7 Động cơ

10 Bép cắt
11 Nút điều chỉnh khoảng cách mỏ
cẳt
12 Núi điều chỉnh oxy phản ứng
13 Nút điều chỉnh dòng oxy thổi
14 Nút điều chỉnh gas
15 Nút điều chỉnh tầm với mỏ cắt
16 Nút lắp ống gas

8 Công tẳc điều khiển
9 Thân máy

3. Nguyên lý làm việc :
Trước khi cắt phải điều chỉnh cho ray song song với rãnh cắt, điều khiển tầm với của mỏ

cắt vào đúng mép đường cắt, vặn núm điều chỉnh (2) để điều chỉnh khoảng cách từ bép
cắt đến chi tiết. Khi khoảng cách đã đạt yêu càu thì vặn nút (3) và (5) để mồi lửa. Khi
ngọn lửa đã nung mép cắt đến trạng thái cháy thi vặn nút (4) để xả dòng khí oxy cắt đồng
thời gạt công tắc (11) để xe di chuyển hết rãnh cắt.
4. Vận hành máy cắt con rùa


4.1 Nối ống dẫn khí vào máy
Khí lấy từ bình chứa qua van giảm áp, dây dẫn đưa vào máy. Ống dẫn và đàu dẫn khí oxy
có màu xanh, ống dẫn khí cháy có màu đỏ hay nâu. Để tránh lắp nhầm dây vào máy
người ta quy định, đầu nối ống oxy có ren phải còn đầu nối khí cháy có ren trái.
4.2 Định vị máy
Do chuyển động cắt được thực hiện tự động nên cần xác định chính xác vị trí của máy
ừên chi tiết. Đặt ray lên vật cắt đảm bảo song song với đường cắt và cách đường cắt một
khoảng đảm bảo để đàu cắt có tàm với tối đa. Sau đó đặt máy lên ray di chuyển đến vị
trí bắt đàu cắt.
4.3 Điều chỉnh mỏ cắt
-Tầm với của mỏ cắt được điều chỉnh bằng nút (6)
-Khoảng cách của mỏ cắt với chi tiết được điều chỉnh bằng nút (2)
4.4 Chế độ cắt
Chế độ cắt khí bằng máy bán tự động giống như chế độ cắt khí bằng tay, chỉ khác là các
thông số như tốc độ cắt, tầm với, khoảng cách từ mỏ cắt đến vật cắt không thay đổi
trong suốt quá trình cắt.
4.5 Kỹ thuật cắt kim loại tấm
+ Chuẩn bị
-Nối các ống dẫn khí vào máy và vào bình khí
-Định vị máy, điều chỉnh tầm với của mỏ cắt, khoảng cách từ mỏ cắt tới bề mặt vật
cắt
-Điều chỉnh áp lực khí oxy, axetylen và tốc độ cắt
-Nối nguồn điện vào máy.

+ Mồi ngọn lửa
-Mồi lửa như cắt bằng tay
-Khi cắt trên nền betong cần có tấm kê để không làm betong bị nổ

Hình 4.3. Cắt đường thẳng

Hình

4.4. cắt vát mép

+ Cắt đường thẳng mép cắt vuông
Mồi lửa, nung mép cắt đến màu cà chua sáng thi xả dòng oxy cắt đồng thời ấn công tắc di
chuyển. Trong khi cắt, ngồi bên phải hướng cắt để quan sát, nếu thấy quá trình cắt gián
đoạn phải ngắt công tắc và nung mép cắt như lúc đàu rồi cắt tiếp
+ Cắt đường thẳng mép cắt vát
Điều chỉnh góc vát theo thang chia độ, chế độ cắt được tính theo chiều sâu của đường vát


4.6 An toàn khi cắt kim loại bằng máy cắt khí bán tự động
-Luôn mang quần áo bảo hộ theo quy định
-Lắp dây tiếp đất cho máy
+ An toàn với bình khí
- Bình khí oxi để cách xa ngọn lửa trần ít nhất 5m
- Trước khi lắp van giảm áp, khẽ mở van đàu bình để thổi hết bụi bẩn trên đường
ống dẫn khí, việc mở van phải nhẹ nhàng trước và sau khi lắp van giảm áp vì có thể
làm hỏng màng của van giảm áp
- Tránh xa nơi để dầu mỡ, chất cháy, các chai dễ bắt lửa với bình oxi
- Vận chuyển nhẹ nhàng, tránh va chạm mạnh
+ An toàn với van giảm áp
- Không dùng lẫn lộn van giảm áp của oxi với khí cháy

- Tránh lẫn bụi bẩn, dầu mỡ trên ống dẫn, đầu nối
- Khi ngừng làm việc trong thời gian ngắn phải đóng van khóa trên nguồn cấp khí

§4 CHẾ TẠO PHÔI HÀN TỪ VẬT LIỆU THÉP TẤM
BẰNG MÁY CẮT CNC (Computer numerical control)
I. MỤC TIÊU:
+ Mô tả cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy cắt CNC.
- Lập trình chế độ cắt phù hợp với chiều dày và tính chất của vật liệu.
- Lập trình vận hành thành thạo máy cắt CNC.
+ Lập trình tính toán phôi đúng kích thước theo bản vẽ.
+ Gá phôi chắc chắn.
+ Cắt phôi đúng kích thước bản vẽ, đường cắt không có ba-via.
Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng
II. NỘI DUNG CỦA BÀI

2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy cắt CNC
2.1.1 Khái niệm vể điểu khiển số
Khi gia công trên máv công cụ thông thường, các bước gia cổng chi tiết do ngườii thợ
thực hiện bằng tay như: Điều chỉnh số vòng quay, lượng chạy dao, kiếm tra vị trí dụng
cụ cắt để đạt được kích thước cần gia công trên bản vẽ...
Ngược lại, trên máy điều khiển số thì quá trình gia công thực hiện một cách tự
động. Trước khi gia công người ta phải đưa vào hệ thống điều khiển một chương trình
gia công dưới dạng một chuỗi các câu lệnh điều khiển. Hệ thống điều khiển số có
khả năng thực hiện các lệnh điều khiển này và kiểm tra chúng nhờ một hệ thống đo
lượng dịch chuyển bàn trượt của máy.
Điều khiển số NC được hiệp hội cổng nghiệp điện tử (EIA) cúa Mỹ định nghĩa là:
“Một hệ thống trong đó các hoạt động dược điều khiển bởi dữ liệu số được đưa trực tiếp


vào từ một điểm nào đó. Hệ thống đó phải tự động biên dịch tối thiếu một phần nào đó

của dữ liệu này”.
Dữ liệu cần thiết đế tạo ra một chi tiết gọi là một chương trinh chi tiết (part
program).
Máy công cụ điều khiển theo chương trình số gọi là máy công cụ NC và máy công cụ
CNC
2.1.2 Cấu tạo máy cắt CNC:
Cấu tạo máy công cụ CNC về cơ bản giống máy công cụ truyền thống. Sự khác
nhau ở chỗ các thiết bị liên quan tới quá trình gia công
được điều khiến bởi máy tính
Hê thống CNC gồm 6 phần:
• Chương trình gia công (part program).
• Thiết bị đọc chương trình (program input device).
• Hệ 3 điều khiển máy (MCƯ).
• Hệ thống truyền động (drive system).
• Máy công cụ (machine tool).
• Hệ thống phản hồi (feedback system)
Hướng chuyến động các thiết bị của máy được xác định theo hệ toạ độ tham chiếu phôi
cần gia công và có các trục toạ độ nằm song song vối phương chuyển động cơ
bản. Các chuyển động cần thiết đối với từng thành phần của kết cấu (bàn máy, đầu mang
đao...) được tính toán, điều khiển và kiếm tra bằng một máy tính. Vì lý do này mà mỗi
phương gia công cần có một hệ thống đo lường độc lập để xác định các vị trí tương ứng
của toàn hệ thống dịch chuyển và phản hổi thông tin này lại cho bộ điều khiển.


2.1.3 Chức năng
Đẩu vào:
Các chương trình NC có thể được nhập vào bằng bán phím, đĩa từ hoặc cáp
truyền. Bộ điều khiển lưu trữ chương trình NC trong bộ nhớ trên đĩa cứng.
Điều khiển CNC
Các chức năng điều khiển do máy vi tính tích hợp trong bộ điều khiển CNC và

phần mềm tương ứng đảm nhận. Bộ nhớ trong dược dùng để chứa các chương
trình, chương trình con, dữ liệu máy, dao cắt vàbù dao, các chu trình gia còng.


Phần mềm giám sát sai số cũng được tích hợp trong bộ điều khiển
Điểu khiển kích thước
Máy CNC đảm bảo sự ổn định kích thước trong quá trình gia côngbằng những
thông tin phản hồi liên tục từ hệ thống đo và các động cơ servo được điều khiển
bắng số
vòng quay. Các servo đo lường giám sát và điều khiển kích thưóc
ngay trong quá trình gia công
2.1.4 Đặc điểm
+ Lập trình bằng tay trực tiếp trên máy công CNC
+ Cho phép lưu các quá trình gia công lặp lại nhiều lần dưới dạng
các chương trình con.
+ Mô tả hình dạng chi tiết cần gia công bằng các thông số hình học
đơn giản.
+ Tự động liến mỏ cắt cho đến khi đạt kích thước cần cắt
+ Tự động khới tạo các chức năng máy và can thiệp ngay khi phát
hiện lỗi hoặc nhiều.
+ Tự động giám sát gia công thông qua điều khiển CNC (đo và kiếm
tra tự động).
+ Có thế điều chỉnh mỏ cắt sơ bộ mà không ảnh hướng đến tiến trình
gia công cúa máy.
- Chất lượng cắt ổn định, ít phế phẩm.
- Độ chính xác kích thước tăng do độ chính xác cơ học cơ bản của
máy cắt (l/1000mm).
- Thời gian chạy không cắt và chuyển bước gia công ngắn.
- Tận dụng máy được nhiều hơn.
- Làm việc lính hoạt trong hệ thống sản xuất, tương ứng là khả năng xứ lý nhiều mỏ cắt

cùng một lúc với độ phức tạp cao một cách thông minh.
- Các dữ liệu nhập vào máy được xử lý qua bộ khuếch đại và gừi tới
các động cơ.
- Trên mỗi đầu trục đều có gắn động cơ riêng biệt để điểu khiển di chuyển của
các trục.
- Trên mỗi đầu trực đều có gắn bộ cảm biến tốc độ (các bộ cảm biến này có
nhiệm vụ phản hồi thông tin về bảng điều khiển hiệu chỉnh những dữ liệu nếu có sai
lệch sẽ phát ra tín hiệu điều chỉnh).
- Các thông tin trao dổi với nhau diễn ra trong vòng tròn khép kín.Do có những ưu
điểm trên, các máy công cụ CNC ngày càng trở nên phổ biến .
trong gia công cắt gọt. Phạm vi ứng dụng rộng rãi chính là đặc tính điển hình của
máy công cụ CNC
2.1.5 Nguyên lý:
Dữ liệu miêu tả tiến trình và nội dung gia công chi tiết cơ khí được lưu
trữ ở bộ điều khiển số dưới dạng chương trình NC được người sử dụng lập trình trực
tiếp trên máy gia công hay gián tiếp tại các phòng, viện. v.v...


Lập trình trực tiếp thông qua phím máy, hay máy tính (bàn phím, chuột, v.v...),
hoặc thông qua các vật mang tin như băng đục lỗ. bìa đục lổ. hãng từ, đĩa mềm,
hoặc giải pháp CAD/CAM liên hoàn thông qua các cổng kết nối tương thích.
Quá trình xứ lý số điền ra như sau:
+ Xử lý số bên ngoài (tạo lập chương trình NC), vật mang tin lưu trữ
và truyền tải chương trình NC.
+ Xử lý số bên trong (gia công theo chương trình NC) diễn ra nhờ bộ phận biên dịch
những:Câu lệnh NC từ vật mang tin thành các câu lệnh của máy để điều khiển các
chuyển động gửi lới máy gia công.
Máy công cụ CN,CNC
Hệ điều khiển NC,CNC
Vật mang tin

Lập trình gia công CNC
Bản vẽ chi tiết
Sử lý số bên ngoài

Sử lý số bên trong

2.2 Lập trình CNC
2.2.1 Khái niệm về lập trình CNC
Máy công cụ NC và máy công cụ CNC không có sự khác nhau cơ bản về ngôn ngữ lập
trình và công nghệ gia cống của máy công cụ.Do vậy khái niệm vể chương trình NC
đuợc dùng cho cả hai hệ.
Chương trình NC là tập hợp những chỉ dẫn cần thiết cho quá trình gia công một chi tiết
cơ khí trên máy công cụ điều khiển NC hoặc CNC mà không có sự trợ giúp của con
người.
Quá trình lập chương irình gia công là quá trình thiết lập tuần tự các khối lệnh, theo
một ngôn ngữ mà bộ điều khiển CNC có thể hiểu được, để hoàn thành một quá trình
gia công hoàn chỉnh theo yêu cầu công nghệ được gọi là quá trình lập chương trình
gia công.
Để tiến hành diều khiển một quá trình gia công trên máy CNC theo chương
trình. Lập trình viên phải mô tả quá trình gia công trên máy tính bằng một ngôn
ngữ mà máy có thể hiểu được.
Ngôn ngữ lập trình NC cho máy công cụ NC và CNC được hãng chế tạo máy công
cụ NC và CNC sử dụng gồm 2 cấp:
- Cấp thấp: Lập trình cơ sở bằng ngôn ngữ điều khiển số (ISO - code).
Vi dụ: ISO 6983, DIN 66025... (Tương đương với ngôn ngữ lập trình trên
máy tính ASSEMBLY, FOTRAN...).
- Cấp cao: Lập trình nâng cao bằng ngôn ngữ cấp cao. Ví dụ: APT


(Automatically Programed Tool) (Tương đương với ngồn ngữ lập trình trên máy

tính Pascal, ngôn ngữ C…)
2.2.2 Phương thức lập trình
a. Lập trình trực tiếp:
Ngưòi lập trình có thể tự biên soạn chương trình NC trên cơ sở nhận dạng hoàn toàn
chính xác toạ độ chạy mỏ cắt. Thường sử dụng cho các trường hợp cắt đơn giản.
Truyền chương trình NC được lập vào hệ điều khiển máy bằng 2 phương pháp
- Nhập từ các thiết bị ngoài: đĩa mềm, băng từ, cổng giao tiế p ...
- Nhập từ Panel điều khiển theo chế độ MDI (manual đata input).

+ Lập trình tự động
Người lập trình sử dụng ngôn ngữ hộ trợ lập trình hoặc phần mềm CAD/CAM
như công cụ trợ giúp đé chuyển đổi tự động dữ liệu hình học và dữ liệu công nghệ
thành chương trình NC. Có 3 phương pháp:
- Lập trình bằng phần mềm NC (NC editor).
- Lập trình bằng ngôn ngữ xử lý hình học.
- Lập trình bằng phần mềm CAD/CAM

Các phương án mô phỏng đoạn cong và đoạn thẳng của đầu cắt - đối với máy cắt hơi
CNC