GIAO TRINH MAY CAT KIM LOAI NEW

MÁY CẮT KIM LOẠI

Chương 1.
ĐẠI CƯƠNG VỀ CHUYỂN ĐỘNG HỌC
TRONG MÁY CẮT KIM LOẠI
1.1. Khái niệm về máy cắt kim loại.
1.1.1. Các dạng bề mặt thường dùng trong
ngành chế tạo máy.
Các bề mặt thường dùng trong ngành cơ khí
rất đa dạng về hình dáng, kích thước, nhưng
tấc cả đều thuộc một trong ba nhóm sau.
a. Dạng bề mặt có dạng đường chuẩn là
đường tròn.
Bề mặt có dạng đường chuẩn tròn là bề mặt
được tạo thành khi cho đường sinh chuyển
động tương đối xung quanh đường chuẩn tròn,
với đặc điểm là có trục chuẩn đối xứng hoặc
tâm đối xứng.
Đường sinh là những đường thẳng, đường
cong, đường gấp khúc; đường chuẩn là đường
tròn.

Trang 1

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

Hình 1.1. Các bề mặt gia công tròn xoay có đường
sinh thẳng.

Hình 1.2. Các bề mặt gia công có đường sinh cong
hoặc gấp khúc.

b. Dạng bề mặt có đường chuẩn là đường
thẳng.
Các bề mặt có đường chuẩn là đường thẳng là
những bề mặt có đường sinh là những đường
thẳng, cong, gấp khúc chuyển động trượt trên
đường chuẩn là đường thẳng

Hình 1.3 Các dạng mặt có đường chuẩn thẳng.

c. Dạng bề mặt đặc biệt.
Trang 2

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

Các dạng bề mặt đặt biệt là những bề mặt
không gian phức tạp, có đường chuẩn là đường
cong hoặc đường thẳng, đường sinh là những
đường thẳng hoặc đường thân khai.

Hình 1.4. Các dạng bề mặt đặc biệt.

Như vậy:
Để tạo ra các dạng bề mặt gia công khác nhau

cần thiết phải tạo ra các đường sinh và đường
chuẩn tương ứng.
Nếu bề mặt có đường sinh là đường thẳng,
đường tròn, đường xoắn Acsimet, đường thân
khai… thì máy cắt kim loại chỉ cần phối hợp
hai chuyển động đơn giản là chuyển động
thẳng và quay tròn đều.
Nếu bề mặt có đường sinh là đường hypecbon,
đường elip, đường xoắn log… thì máy cắt kim
loại cần phối hợp hai chuyển động phức tạp là
chuyển động thẳng và quay tròn không đều.
1.1.2. Các chuyển động tạo hình bề mặt gia
công.
Trang 3

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

Chuyển động tạo hình là chuyển động tương
đối của dao và phôi nhằm tạo ra đường sinh và
đường chuẩn nhằm hình thành bề mặt chi tiết
gia công.
Chuyển động tạo hình có ba loại.
a.Chuyển động đơn giản.
Là chuyển động tạo hình do các chuyển động
thành phần độc lập thực hiện, các chuyển động
thành phần này không phụ thuộc vào nhau
theo bất kỳ qui luật nào.

Hình 1.5. Các chuyển động tạo hình đơn giản.

b. Chuyển động tạo hình phức tạp.
Là chuyển động tạo hình do nhiều chuyển
động thành phần có sự phụ thuộc vào nhau
theo một qui luật nhất định thực hiện.

Trang 4

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

Hình 1.6. Các chuyển động tạo hình phức tạp.

c.Chuyển động tạo hình hỗn hợp.
Là chuyển động tạo hình do nhiều chuyển
động thành phần thực hiện, trong đó có những
chuyển động thành phần phụ thuộc vào nhau
theo một qui luật nhất định và những chuyển
động thành phần không phụ thuộc vào nhau
theo bất kỳ qui luật nào.

Hình 1.7. Các chuyển động tạo hình hỗn hợp

1.1.3. Các phương pháp tạo hình bề mặt gia
công.
a. Phương pháp chép hình.

Phương pháp chép hình hình là phương pháp
cho lưỡi cắt trùng với đường sinh của bề mặt
Trang 5

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

chi tiết gia công, bề mặt gia công được tạo ra
do đường sinh chuyển động theo đường chuẩn.
Phương pháp này cho ta năng suất cao nhưng
việc chế tạo dụng cụ cắt khó khăn.

1.8. Phương pháp định hình..

b. Phương pháp theo vết.
Phương phương tạo hình theo vết là phương
pháp tạo hình mà bề mặt gia công được hình
thành do tổng hợp các vết chuyển động của
lưởi cắt tạo nên. Quĩ tích của lưỡi dao trên bề
mặt chi tiết gia công là đường sinh của bề mặt
chi tiết gia công.

Hình 1.9 Phương pháp theo vết.
Trang 6

Trung tâm công nghệ cơ khí

MÁY CẮT KIM LOẠI

c. Phương pháp bao hình.
Phương pháp tạo hình là phương pháp tạo
hình bề mặt mà khi cho lưỡi cắt chuyển động,
nó luôn luôn tạo thành nhiều đường, nhiều bề
mặt tiếp tuyến liên tục với bề mặt gia công. Quĩ
tích của những tiếp điểm này chính là đường
sinh của bề mặt gia công.(hay còn gọi là hình
bao của lưỡi cắt) bề mặt bao của lưỡi cắt không
phụ thuộc vào hình dáng của lưỡi cắt.

Hình 1.10. Phương pháp bao hình.

Ngoài các phương pháp tạo hình chung, đối
với mỗi loại máy cắt khác nhau lại có một
phương pháp tạo hình riêng phụ thuộc vào vị
trí tương đối của đường sinh và đường chuẩn.

1.1.4. Các loại chuyển động trong máy cắt kim
loại.
Trang 7

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

1.1.4.1. Chuyển động chính.
Chuyển động chính là chuyển động tạo ra tốc

độ cắt gọt, để thực hiện quá trình cắt gọt tạo ra
phoi.
Chuyển động cắt gọt có ảnh hưởng lớn đến
thời gian gia công chi tiết. tuy nhiên nó phụ
thuộc vào vật liệu làm dao, vật liệu gia công và
điều kiện cắt gọt.
Chuyển động chính có hai loại.
- Chuyển động chính là chuyển động quay
tròn.
v=

πDn
(m / ph)
10 3

Trong đó:
Trang 8

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

v: Là vận tốc cắt.
n : Tốc độ quay của chi tiết (hoặc dao) trong
một phút.
D : Đường kính của chi tiết (hoặc dao).
- Chuyển động chính là chuyển động thẳng.
v=

L
10 T (m / ph)
3

Trong đó :
L : chiều dài hành trình chạy dao.
T : thời gian cơ bản để gia công chi tiết
1.1.4.2. Chuyển động chạy dao.
Là chuyển động nhằm duy trì quá trình cắt
gọt, hay duy trì quá trình tạo phoi.
Chuyển động chạy dao có ảnh hưởng lớn đến
tuổi thọ của dao, năng suất cắt và chất lượng
bề mặt gia công.Chuyển động chạy dao có thể
là chuyển động chạy dao dọc, chạy dao ngang,
chạy dao vòng, chạy dao hướng kính…
- Lượng chạy dao với nhóm máy có chuyển
động chính là chuyển động quay vòng :
S=

L
( mm / vg )
nT

Trong đó : S : lượng chạy dao (mm/vòng)
L : chiều dài chuyển động của dao.
Trang 9

Trung tâm công nghệ cơ khí

MÁY CẮT KIM LOẠI

n : số vòng quay của trục chính trong
một phút (vòng/phút)
T : thời gian cơ bản để gia công chi tiết
(phút).
- Lượng chạy dao đối với nhóm máy có
chuyển động chính là chuyển động thẳng :
S=

B
(mm / htk )
n htk T

Trong đó : S : là lượng chạy dao (mm/hành
trình kép)
B : chiều rộng của bề mặt gia công.
n : là số hành trình kép/phút.
T : thời gian cơ bản để gia công chi tiết.
1.1.4.3. Chuyển động phụ.
Chuyển động phụ là chuyển động không tham
gia vào quá trình cắt gọt tuy nhiên nó không
thể thiếu trong quá trình gia công.Chuyển
động phụ là những chuyển động lùi dao, tiến
dao, rà gá…
1.1.5. Sơ đồ kết cấu động học của máy cắt kim
loại.
1.1.5.1. Khái niệm.
Sơ đồ kết cấu động học là sơ đồ chỉ mối quan
hệ và sự tổ hợp các chuyển động tạo hình với

Trang 10

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

nhau. Là sơ đồ qui ước, nó sử dụng các ký hiệu
đặc trưng cho cơ cấu truyền động, biểu thị
những vắn tắt mối liên hệ chuyển động giữa
các bộ phận cơ bản của máy.
1.1.5.2. Xích truyền chuyển động tạo hình bề
mặt.
Xích truyền chuyển động là đường truyền
chuyển động nối từ động cơ đến khâu chấp
hành để thực hiện một chuyển động tạo hình
đơn giản (xích tốc độ) hoặc nối liền giữa hai
khâu chấp hành để thực hiện chuyển động tạo
hình phức tạp (xích chạy dao).
a. Xích chuyển động tạo hình đơn giản.
Xích chuyển động tạo hình đơn giản là đường
truyền chuyển động tạo hình đơn giản.

Trang 11

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

Hình 1.11. Xích truyền động trong tạo hình đơn giản :
máy mài tròn ngoài

b. Xích chuyển động tạo hình phức tạp.
Xích chuyển động tạo hình phức tạp là đường
truyền chuyển động tạo hình phức tạp.

Hình 1.10. Xích chuyển động tạo hình phức tạp (tiện
ren)

c. Xích truyền chuyển động tạo hình hỗn hợp.
Xích truyền chuyển động tạo hình phức tạp là
đường truyền của các chuyển động đơn giản và
phức tạp, để tạo ra một bề mặt chi tiết gia
công.

Trang 12

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

Hình 1.12. Sơ đồ kết cấu động học phay rãnh xoắn

1.1.5.3. Xích truyền động phân độ.
Xích truyền truyền động phân độ là đường
truyền chuyển động nhằm gia công nhiều bề
mặt giống nhau trên một chi tiết.
Truyền động phân độ trên máy công cụ được

chia làm hai loại :
- Truyền động phân độ gián đoạn : dùng để
gia công ren nhiều đầu mối, phay bánh răng…
- Truyền động phân độ liên tục : dùng để gia
công bánh răng bằng phương pháp bao hình.
1.1.5.4. Xích chuyển động vi sai.
Trong quá trình gia công, đôi khi để tạo ra các
bề mặt khác nhau, chúng ta cần phải thực hiện
Trang 13

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

phối hợp nhiều chuyển động nhằm giáp cho cơ
cấu chấp hành chuyển động nhanh hơn hoặc
chậm lại. đường truyền chuyển động này gọi là
chuyển động vi sai.
1.1.6. Phân loại và kí hiệu máy.
1.1.6.1. Phân loaị.
Máy cắt kim loại được phân loại theo các cách
sau.
a. Phân loại theo công dụng( theo phương
pháp cắt)
Phương pháp phân loại này đơn giản nhất,
dựa vào phương pháp phân loại này người ta
chia thànhh máy tiện, máy phay, máy bào, máy
mài…
b. Phân loại theo khối lượng.

Phương pháp phân loại này dựa vào khối
lượng của máy mà người ta chia ra máy hạng
nhẹ, máy hạng trung bình, máy hạng nặng,
máy nặng vừa và máy cực nặng.
c. Phân loại theo mức độ chuyên môn hoá.
Dựa vào mức độ chuyên môn hoá mà ta phân
máy cắt thành các loại sau:
Trang 14

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

- Máy vạn năng: là loại máy này có thể thực
hiện nhiều nguyên công khác nhau vì vậy mà
loại máy này phù hợp cho sản xuất đơn chiếc
và hàng loạt nhỏ.
- Máy chuyên môn hoá: dùng để gia công một
loại chi tiết hay một vài loại chi tiết có hình
dáng và kích thước giống nhau.
- Máy chuyên dùng: dùng để gia công một loại
chi tiết có cùng kích thước và hình dáng với số
lượng lớn.
d. Phân loại theo mức độ chính xác:
Dựa vào mức độ đạt được của chi tiết gia công
ta chia ra thành: máy thường, máy chính xác,
máy siêu chính xác.
e. Phân loại theo mức độ tự động hoá.
Dựa vào mức độ tự động hoá ta chia ra loại

máy bán tự động, máy tự động.
1.1.6.2. Ký hiệu máy.
Do có nhiều loại máy cắt khác nhau vì vậy có
nhiều cách kí hiệu khác nhau ở mỗi nước.
Ở Việt Nam máy cắt có 12 nhóm, mỗi nhóm
được chia ra làm 9 kiểu được kí hiệu như sau:
Trang 15

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

- Các chữ cái đầu tiên chỉ tên máy: T : máy
tiện, P : máy phay, M : máy mài, B : máy bào,
K : máy khoan…
- Chữ số tiếp theo chỉ mức độ vạn năng hoặc
công dụng (kiểu máy).
- Chữ số cuối cùng chỉ kích thước của máy.
Ngoài ra còn có các chữ cái xen kẻ ở giữa hoặc
ở phía sau để chỉ loại máy đó đã được cải tiến.
Ví dụ: T6M16, 2A125.
Ở Liên Xô kí hiệu giống như Việt Nam tuy
nhiên chữ cái đầu tiên ở VN được thay bằng
chữ số. Ví dụ: 1 chỉ máy tiện, 2 chỉ máy mài, 3
chỉ máy khoan, doa, 4 chỉ máy tổ hợp ….
1.2. Các cơ cấu truyền dẫn trong máy cắt.
1.2.1. Truyền dẫn vô cấp.
Là phương pháp truyền dẫn mà với một tốc
độ không đổi của trục chủ động thì tốc độ của

trục bị động có thể thay đổi tuỳ ý.
1.2.1.1. Cơ cấu dùng puli côn.

Trang 16

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

Hình 1.13. Bộ truyền dùng puli .

Vì D1, D2 có thể thay đổi một cách tuỳ ý nên i
thay đổi liên tục.
1.2.1.2. Cơ cấu dùng bánh ma sát.
II

2

3

1

I
Baù
nh ma saù
t

II

Đia ma sát

I

Hình 1.14. Bộ truyền vô cấp bánh ma sát.

1.2.1.3. Cơ cấu dùng xi lanh – pittông.

Hình 1.15. Cơ cấu truyền dẫn vô cấp dùng xi lanhpittông.
Trang 17

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

1.2.1.4. Cơ cấu truyền dẫn vô cấp trực tiếp sử
dụng động cơ Servo.

1.2.2. Truyền dẫn phân cấp.
1.2.2.1. Bộ truyền bánh răng.
Quá trình truyền động được thực hiện nhờ
các bánh răng ăn khới với nhau. Truyền động
bánh răng có các loại: bộ truyền bánh răng
thẳng, bộ truyền bánh răng nghiêng, bộ
truyền bánh răng chử V, bộ truyền bánh răng
côn.

Hình 1.16. Bộ truyền bánh răng.

Tỉ số truyền

i=

n 2 z1
=
n1 z 2

.
Trang 18

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

n1, n2: số vòng quay trục chủ động và
bị động.
Z1, Z2: số răng của bánh răng chủ
động và bị động.
1.2.2.2. Bộ truyền đai.
Thực hiện truyền động nhờ ma sát giữa
puli và dây đai. Có các loại bộ truyền đai: bộ
truyền đai dẹp, bộ truyền đai thang.
Hình 1.17. Bộ truyền đai.

Tỉ số truyền

i=

n2 D1
=
k
n1 D2

.

n1: số vòng quay trục chủ động.
n2: số vòng quay trục bị động.
D1: đường kính của bánh đai chủ
động.
D2: đường kính của bánh đai bị
động.
k: hệ số trượt đai.(k=0,985)
Trang 19

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

1.2.2.3. Bộ truyền trục vít - bánh vít.
Dùng để truyền chuyển động giữa hai trục
vuông góc nhau. Và thường chỉ truyền được
theo một chiều (từ trục vít sang bánh vít: tính
tự hãm).

Hình 1.18. Bộ truyền trục vít bánh vít.
K
Tỉ số truyền i = Z .

K: số đầu mối của trục vít.
Z: số răng của bánh vít.
1.2.2.4. Bộ truyền bánh răng - thanh răng.
Dùng để biến một chuyển động quay thành
chuyển động tịnh tiến và ngược lại.

Trang 20

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

Hình 1.19. Bộ truyền bánh răng thanh răng.
Tỉ số truyền. i = π .m.z
m : Mô đun của răng.
Z : số răng của bánh răng.
1.2.2.5. Bộ truyền trục vít - đai ốc.
Dùng để biến chuyển động tròn thành chuyển
động tịnh tiến.
Trục vít quay 1 vòng thì đai ốc tịnh tiến 1
đoạn bằng bước ren (tx)
Trục vít quay n vòng thì đai ốc tịnh tiến 1
đoạn bằng n bước ren (ntx)
Nếu trục vít có k đầu mối thì sau n vòng đai
ốc tịnh tiến 1 đoạn bằng L=ntxk

Trang 21

Trung tâm công nghệ cơ khí

MÁY CẮT KIM LOẠI

Hình 1.20 Bộ truyền trục vít-đai ốc

1.1.2.6. Cơ cấu dùng bánh răng di trượt.
Hình 1.21. là bộ truyền dùng bánh răng di
trượt, nhờ sự thay đổi ăn khớp giữa các bánh
răng mà ta có thể thay đổi được tỉ số truyền.
Ta có hai nhóm bánh răng di trượt, một
nhóm 2 bậc và nhóm 3 bậc. vì vậy ta có 6 cấp
độ.
n1IV = n I i1 = n I

z1 z 3 z 9
.
z 2 z 6 z11

;

4
n IV
= n I i4 = n I

z1 z 4 z10
.
z 2 z 7 z12

;

2
n IV
= n I i2 = n I

5
n IV
= n I i5 = n I

z1 z 3 z10
.
z 2 z 6 z12

z1 z 5 z 9
.
z 2 z8 z11

;

;

3
n IV
= n I i3 = n I

6
n IV
= n I i6 = n I

z1 z 4 z 9

.
z 2 z 7 z11

z1 z 5 z10
.
z 2 z8 z12

Hình 1.21. Cơ cấu dùng bộ bánh răng di trượt.

Ưu điểm:
- Việc thực hiện tỷ số truyền và và điều chỉnh
vận tốc dễ dàng.
- Có thể truyền được mômen và công suất lớn
với kích thước tương đối nhỏ.
- Vì chỉ có những bánh răng làm việc mới ăn
khớp nhau nên ít bị mòn, tiếng ồn nhỏ, ít tiêu
hao năng lượng.
Trang 22

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

Nhược điểm:
- Chỉ dùng được bánh răng thẳng.
- Khoảng cách trục lớn.
1.2.2.7. Cơ cấu Norton.
Cấu tạo:
Gồm một khối bánh răng hình tháp được

lắp cố định trên trục I. Bánh răng trung
gian Z0 được lắp hành tinh trên bánh răng
Za
Hình 1.22. Cơ cấu
NorTon
. Bánh răng Za di trượt trên trục II.
Nguyên lí làm việc:
Bánh trung gian Z0 làm nhiệm vụ nối truyền
động giữa trục I và Trục II. từ bánh răng Z i
qua Z0 đến Za, khi đường kính bánh răng Zi
thay đổi thì bánh răng trung gian Z 0 quay hành
tinh xung quanh Za đảm bảo cho các bánh răng
luôn ăn khớp với nhau.
Ưu điểm:
- Nhờ có bánh răng trung gian nên việc lựa
chọn số răng trên các bánh răng dễ dàng.
Trang 23

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

- Số bánh răng cần cho bộ truyền ít. Khi ta
cần n tỉ số truyền chỉ cần n + 2 số bánh
răng.
- Các bánh răng không ăn khớp thường
xuyên với nhau nên ít bị mòn và ít tiêu hao
năng lượng.
- Kích thước của bộ truyền nhỏ.

Nhược điểm:
- Do các bánh răng hình tháp mỏng nên
không truyền được mô men lớn.
- Độ cứng vững kém.
- Không dùng được bánh răng nghiêng.
1.2.2.8. Cơ cấu then kéo.

Hình 1.23. Cơ cấu then kéo.

Cấu tạo:
Trang 24

Trung tâm công nghệ cơ khí


MÁY CẮT KIM LOẠI

Gồm hai khối bánh răng hình tháp lắp
ngược chiều nhau, khối bánh răng thứ nhất
được lắp cố định trên trục I, khối còn lại lắp
lồng không trên trục II. Khi trục I quay
truyền chuyển động cho các bánh răng trên
trục II, nhưng trục II không thể quay. muốn
trục II quay thì ta phải điều chỉnh then kéo
đến vị trí của một trong số các bánh răng trên
trục II. Then kéo có tác dụng như một chốt cố
định bánh răng với trục II, để then kéo có thể
cố định với trục II, then kéo phải cần đến lò
xo lá nằm bên trong trục II đẩy then kéo.
Ưu điểm:

- Kích thước nhỏ.
- Truyền động chính xác.
Nhược điểm:
- Độ bền và độ cứng vững kém nên không
truyền được mô men xoắn lớn.
- Độ mòn của bánh răng lớn, hiệu suất truyền
kém do tiêu hao năng lượng.
- Không thể dùng bánh răng có đường kính
lớn vì bánh răng mỏng.
1.2.2.9. Cơ cấu Mean.
Trang 25

Trung tâm công nghệ cơ khí