bai giang may cong cu

MỤC LỤC
Chương 1: CHUYỂN ĐỘNG HỌC TRONG MÁY CÔNG CỤ...............................................2
1. Các dạng bề mặt thường dùng cho sản phẩm cơ khí...........................................................2
2. Chuyển động tạo hình của máy công cụ:...........................................................................3
3. Sơ đồ kết cấu động học máy công cụ.................................................................................4
Chương 2: CÁC CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG TRONG MÁY CÔNG CỤ...............................6
1. Phân loại và ký hiệu máy:..................................................................................................6
2. Các cơ cấu truyền động:.....................................................................................................6
Chương 3 : MÁY TIỆN............................................................................................................13
1. Phương pháp gia công tiện và phân tích động học..........................................................13
2. Máy tiện............................................................................................................................13
3. Điều chỉnh máy tiện.............................................................................................................17
4. Một số máy tiện chuyên dùng..........................................................................................19
Chương 4 : MÁY PHAY..........................................................................................................23
1. Phương pháp gia công phay và phân tích động học........................................................23
2. Máy phay: Được phân thành 2 loại theo công dụng:.......................................................23
3. Điều chỉnh gia công phay với đầu phân độ......................................................................25
4. Các loại máy phay chuyên dùng:.....................................................................................31
Chương 5 : MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG HÌNH TRỤ....................................................34
1. Các phương pháp hình thành dạng răng và phân tích động học......................................34
2. Máy phay lăn....................................................................................................................36
3. Máy xọc răng:...................................................................................................................41

1


Chương 1: CHUYỂN ĐỘNG HỌC TRONG MÁY CÔNG CỤ
1.Các dạng bề mặt thường dùng cho sản phẩm cơ khí
1.1.

Dạng bề mặt tròn xoay: Tạo bởi đường chuẩn là đường tròn, và tùy theo loại

đường sinh ( thẳng, bất kỳ, gãy khúc...) có các dạng bề mặt sau (H1.1)
C

S

C

S


2


a. bề mặt trụ tròn
xoay
S

C

b. bề mặt nón
S

C

c. bề mặt định hình tròn xoay d. bề mặt
ren H1.1: Các dạng bề mặt tròn
xoay

S

C

C

a. bề mặt phẳng

S

b. bề mặt răng thanh răng

C
C

S

S
c. bề mặt cong phẳng

d. bề mặt răng bánh răng

H1.2: Các dạng bề mặt phẳng

1.2.

Dạng bề mặt phẳng: Có đường chuẩn là đường thẳng, và dạng bề mặt tạo ra

tùy thuộc vào loại đường sinh (H1.2)
1.3

Dạng mặt đặc biệt: bề mặt cam, cánh turbin...có đường sinh tuân theo quy

3


luật hình học nhất định.
Như vậy:
 Bề mặt đươc tạo ra khi cho đường sinh chuyển động theo đường chuẩn:


Với đường sinh và đường chuẩn là đường thẳng và tròn, cơ cấu máy chỉ

cần tạo ra các chuyển động đơn giản như thẳng và tròn đều .


Với đường sinh có dạng hyperbol, ellip, xoắn lôga..., cơ cấu máy phải

thực hiện các chuyển động thẳng và tròn không đều: khó ứng dụng thực tế.
 Các chuyển động của cơ cấu máy để tạo ra các đường sinh và đường chuẩn
cần thiết được gọi là chuyển động tạo hình của máy công cụ.
2.Chuyển động tạo hình của máy công cụ:
2.1

Định nghĩa: Chuyển động tạo hình bao gồm mọi chuyển động tương đối

giữa dao và phôi trực tiếp tạo ra bề mặt gia công.
Ví dụ: Q và T là chuyển động tạo hình (H1.3a)
Có các trường hợp :

Q

T


a) Tạo hình đơn giản: là chuyển động độc lập Q
H1.3a

( không phụ thuộc vào một chuyển động nào khácH1.3b)
tp
Q

Q

H1.3b: Tạo hình đơn
giản

Q
T

H1.3c: Tạo hình phức
tạp

T
T2

T1

H1.3d

b) Tạo hình phức tạp: gồm các chuyển động phụ thuộc Q&T (H1.3c)
c) Tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp-Q: chuyển động độc lập,T1&T2

là chuyển động tạo hình phức tạp để phối hợp thành T (H1.3d)

Các chuyển động của các khâu chấp hành ( dao& phôi ) là các chuyển động tương
đối vì có thể được thực hiện bởi bất kỳ khâu nào, dao hoặc phôi. Ngoài chuyển động
tạo hình, trong máy còn có các chuyển động khác như tiến, lùi dao nhanh, chuyển
động phân độ..., đây là các chuyển động phụ cần thiết để hoàn tất quá trình tạo hình.
2.2

Các phương pháp tạo hình bề mặt trên máy công cụ. Bao gồm:
1. Phương pháp chép hình: Lưỡi cắt của dụng cụ cắt trùng với đường sinh của

bề mặt tạo hình. Trong quá trình cắt, lưỡi cắt luôn tiếp xúc với bề mặt tạo hình


(H1.4a,b). Phương pháp nầy có ưu điểm cho năng suất cao nhưng khó chế tạo dụng cụ,
ngoài ra lực cắt phát sinh lớn nên phải chọn chiều rộng lưỡi cắt thích hợp.

S(lưỡi cắt)

S(lưỡi cắt)


C

a) Bào định
hình

b)Phay mô đun

S(hình bao của lưỡi

cắt chuyển động)
d)Nguyên lý tạo dạng răng bao hình
c) Phay bao
hình
H1.4: Một số phương pháp tạo hình bề mặt

2. Phương pháp bao hình: Lưỡi cắt chuyển động tạo ra nhiều bề mặt, đường,
điểm hình học luôn tiếp xúc với bề mặt gia công. Tập hợp tất cả các vết lưỡi cắt nầy
chính là đường sinh của bề mặt tạo hình và nó không phụ thuộc vào hình dạng dụng cụ
cắt( H1.4c,d).
3. Phương pháp theo vết: Phương pháp nầy có đường sinh của bề mặt tạo hình
là tập hợp các chất điểm trùng với điểm cắt gọt trên dao khi chuyển động, chủ yếu
được ứng dụng cho các máy điều khiển chương trình số.
3. Sơ đồ kết cấu động học máy công cụ
3.1

Định nghĩa: Sơ đồ kết cấu động học là sơ đồ mô tả chuyển động tạo hình

của máy. Qua sơ đồ nầy có thể biểu diễn mối liên hệ chuyển động giữa nguồn động
lực và khâu chấp hành, hoặc giữa các khâu chấp hành với nhau.
Ví dụ: Sơ đồ kết cấu động học của máy tiện ren (H1.5).

– Chuyển động tạo hình theo sơ đồ: Q&T
– Mối liên hệ chuyển động giữa các khâu chấp hành
1. Động cơ đến phôi (tạo hình đơn giản):
nđ/c  iv = nt/c [v/ph]

(1.1)

2. Phôi đến bàn dao (tạo hình phức tạp):

1vòng t/c  is  tx  k = tp [mm]
 iv , is : cơ cấu điều chỉnh của Hộp Tốc độ và Hộp Chạy dao.

(1.2)


 k: hệ số chuyển đổi đơn vị.

H1.5: Sơ đồ kết cấu động học máy tiện ren

– Đường nối từ động cơ đến khâu chấp hành hoặc giữa 2 khâu chấp hành được
gọi là xích truyền động. Trên xích truyền động, ngoài cơ cấu điều chỉnh còn có các tỉ
số truyền cố định dùng làm nhiệm vụ nối đường truyền.
3.2

Phương pháp nghiên cứu và thiết kế:

– Phải xuất phát từ bề mặt gia công của sản phẩm cần chế tạo để phân tích các
chuyển động cần thiết.

– Xác định chuyển động tạo hình và các chuyển động phụ khác.
– Phân phối hợp lý các chuyển động tương đối cho các khâu chấp hành.
– Vẽ sơ đồ kết cấu động học máy và thiết lập các quan hệ chuyển động.


Chương 2: CÁC CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG TRONG MÁY CÔNG CỤ
1.Phân loại và ký hiệu máy:
2.1 Phân loại: Thường phân loại máy theo các cách:

–

Theo công dụng: Có máy tiện, phay, bào...

–

Theo mức độ vạn năng: Có máy vạn năng, máy chuyên dùng...

–

Theo độ chính xác: máy cấp chính xác thường, máy cấp chính xác nâng

cao, cao....Cấp chính xác máy do TCVN 17-42-75 quy định.

–

Theo trọng lượng máy: trung bình ( 10T), cỡ nặng (10 30T)…

–

Theo mức độ tự động hoá: Có máy tự động, bán tự động...

2.2 Ký hiệu: Mỗi nước có ký hiệu máy khác nhau. Tiêu chuẩn ngành cơ khí nước
ta TCVN-C1-63 đã quy định về cách ký hiệu các máy cắt kim loại (Bảng 9.1[4] ). Các
thông số và các kích thước cơ bản của chúng cũng đã được tiêu chuẩn.
Ví dụ : T620, K135, P82…
T: Nhóm máy tiện, 6: máy vạn năng.
20: Kích thước phôi lớn nhất gia công được trên máy theo bán kính tính bằng cm (hay
max = 400)
2.Các cơ cấu truyền động:
2.1 Các loại chuyển động: Phân theo mức độ tiêu thụ công suất, ta có:

–

Chuyển động chính: Tiêu thụ công suất lớn (510kW), dùng để tạo tốc


độ cắt.
 Với chuyển động chính quay tròn: V 

Dn
1000

[m/ph]

(2.1)

trong đó: D, đường kính chi tiết gia công [mm]; n, số vòng quay [v/ph].
 Với chuyển động chính tịnh tiến: V 

2Ln htk
1000

[m/ph]

(2.2)

L, chiều dài hành trình [mm]; nhtk, số hành trình kép [htk/ph].

–

Chuyển động chạy dao: Tiêu thụ công suất bé( khoảng 5% công suất

truyền động chính), là chuyển động có ảnh hưởng đến năng suất và độ bóng bề mặt gia
công.
Ngoài ra cũng phải kể đến các chuyển động phụ cần thiết khác.
2.2

Các cơ cấu truyền động:
A.

Hộp Tốc độ:


Yêu cầu đối với các cơ cấu truyền động trong hộp tốc độ máy công cụ:
–

Truyền công suất lớn.

–

Biến đổi được tốc độ trong 1 phạm vi nhất định.

–

Có tính công nghệ.

Thường dùng các loại cơ cấu sau
1. Truyền động vô cấp: Các bộ truyền động puli hình nón, bộ biến tốc cơ
khí hoặc có thể dùng truyền động thủy lực, truyền động điện.... Loại truyền động nầy
có ưu điểm là biến đổi được vô cấp tốc độ nhưng phạm vi biến đổi nhỏ, công suất

truyền không lớn (H2.1).


Đ/C

II

Rmax
I

x

Đ2
x
R1max

Rmin
x

a. puli hình
nón

II

R2min
R1min


x

Dmin

R2max

x

I
Đ1

Dmax
I

III

x

b. bộ biến tốc ma sát
mặt đĩa

II
c. bộ biến tốc ma sát
hình xuyến



H2.1: Một số bộ biến tốc cơ khí
2. Truyền động phân cấp (H2.2):
Mặc dù chỉ cho phép biến đổi phân cấp tốc độ, nhưng bằng cách sử dụng dãy số tốc
độ ra tuân theo quy tắc cấp số nhân, có thể hạn chế tổn thất nầy. Phạm vi biến đổi tốc
độ được mở rộng khi ghép nối tiếp các nhóm truyền (các khối bánh răng di trượt).

Truyền động phân cấp với các bộ truyền bánh răng được xử dụng rộng rãi.
Phạm vi biến đổi tốc độ: Rn = nmax
n

(2.3)

min
n

Số cấp tốc độ:

z =  pi
1

trong đó
pi : số tỉ số truyền của nhóm truyền thứ i.

(2.4)


I

II
I
x
x

x
x

x

x

z1

z2


x

D1

D2

D'1
D'2
D'3

x

D3

D4

D'

a. puli bậc

z'

z'2

1

b. khối bánh răng di trượt 2 bậc
z3
z
I z 1 z2

z3

I

x

x

4

z2

z1

II

4

II

z'1

x

z' 3
x

II

x

z '2

z'1

z'4
z'3

x

x

x

x

z'2
c. khối bánh răng di trượt 3 bậc

I

z1

d. khối bánh răng di trượt 4 bậc

M

z1

I

z2

II
II

x

x

I

với ly hợp vấu
z2
M

z2

x

x

z' 1

z'1
z'2
e.cơ cấu biến đổi tốc độ
z1

M

I

x

z '2

f.cơ cấu biến đổi tốc độ
với ly hợp ma sát
z1
z2
x
x



II

II
'

x

z1

x

z'

1

z'

'

z2

2

h.ly hợp vấu và tay đòn
g.ly hợp vấu 2 phía
H2.2: Một số cơ cấu biến đổi tốc độ
B.

Hộp Chạy dao

Yêu cầu đối với các cơ cấu truyền động trong hộp chạy dao máy công cụ:
–

Truyền công suất bé, khoảng( 5  10)% công suất truyền động chính

–

Biến đổi được tốc độ trong 1 phạm vi nhất định

–

Có tính công nghệ, ví dụ dễ lắp ráp, chế tạo, thay thế...

Thường dùng các loại cơ cấu sau : Các cơ cấu chạy dao trên các hình (H2.3 a,b,c,d)
như cơ cấu then kéo, bánh răng hình tháp, cơ cấu Mean, cơ cấu bánh răng thay thế...


z
zz 4
2
31
zx x x

I

x

II
'

'

z' z 4

z1z2

z1

z3z4

I

xxxxxxx

z2

z0
z8

z5 6 z7
z

II

I

x

z3
z8

II

z0

III


z'1z 2 3
a.cơ cấu then kéo b.cơ cấu BR hình tháp c.cơ cấu Mean
ax
c x xb
a
b
A0
x
c R
A
0

d
d

d.cơ cấu BR thay thế

H2.3:Các cơ cấu chạy dao
C.

Một số cơ cấu đặc biệt khác:
z2

I z1
z0
III

I
II
III

II
x

x

'
z'1 z 2
H2.4a.
z1
z2
M

z0
x

z2

z3

z3
x

z2

I
III

z4

H2.4c.
Tay 6

z1

x

z3

I

z2
x

II

z
x x

II I
I

H2.4e.

z3

I
M

z1

z
x 0

x

H2.4b.

II

H2.4d.

M

z1
II

x

z3

z1

z2

x

z2

H2.4f.

z4

x

III

k
x x

z3

II

giá 1
H2.5: Cơ cấu vi sai

H2.4: Một số cơ cấu đảo chiều và tổng hợp chuyển động
1. Các cơ cấu đảo chiều (H2.4). Bao gồm:


Các loại truyền động giữa các trục song song (H2.4a,b,c)



vuông góc(H2.4d,e)



truyền động bánh răng ăn khớp trong (H2.4f)…dùng đảo chiều

chuyển động cho trục ra.
2. Cơ cấu tổng hợp chuyển động (cơ cấu vi sai)
Các cơ cấu nầy thường dùng trong các máy gia công bánh răng khi cần phối hợp
chuyển động (H2.5).
2.3.

Đồ thị phương trình tốc độ cắt và lượng chạy dao

H2.6: Đồ thị tia hình quạt
A

H2.7: Đồ thị logarít

Đồ thị tia hình quạt: Cơ sở thiết lập đồ thị tia hình quạt dựa trên phương

trình (2.1). Phương trình nầy có dạng 1 chùm đường thẳng đi qua gốc toạ độ khi cho n
thay đổi (H 2.6).
Đồ thị trên biểu diễn được mối liên hệ giữa tốc độ cắt V, đường kính chi tiết gia công
D và số vòng quay tương ứng n, tuy nhiên khi D tăng, khoảng cách giữa 2 tia lân cận
cách xa nhau, do vậy người ta còn dùng đồ thị logarít.
B

Đồ thị logarít: Cũng dựa trên phương trình (2.1) nhưng mô tả theo tọa độ

logarít. Khi đó đồ thị có dạng 1 chùm đường thẳng song song, cách đều nhau và cắt 2
0

trục tọa độ dưới góc 45 (H2.7).


Câu hỏi và bài tập Chương 1 & Chương 2:
1.Đặc điểm tạo hình trên máy công cụ. Thế nào là chuyển động tạo hình?
2.Sơ đồ kết cấu động học máy công cụ?
3.Cho tốc độ trục vào (trục I) là nI . Tính toán các giá trị tốc độ trục ra (trục chính )
ở H2.2h.
4.Viết tất cả các giá trị tốc độ trục ra theo tốc độ trục vào n I trên các H2.3b,c (cơ

cấu

bánh răng hình tháp và cơ cấu Mean). Có nhận xét gì về quy luật dãy số các giá trị tốc
độ nầy.
5.Ở H2.5 (Cơ cấu tổng hợp chuyển động), cho nI, nII. Tính tốc độ trục ra nIII
Chỉ dẫn : nIII và nI, nII có quan hệ xác định theo công thức:


LA
FA



46   z 2 . z3
26

 1 trong đó:

z3 z 4

46
26



41  61

 1

21  61

 41  21  261
hay: nIII + nI = 2nII.

k
z

6.H2.6 trình bày 1 phần xích truyền động của 1 máy Tiện. Cho tốc độ đầu vào trục I
(qua puly) là nI. Hãy xác định tất cả các giá trị tốc độ của trục ra nIII.

z22
I

x

z26 z23

II

z30

x

z33

z17

z39

III

x

z60

x

z34

z41

H2.6

x

3

z46

x

7

8 z65
9 m5

xoắn
trái
z48
k=2
x
z60
1
2

x

z32

Thanh răng
10
z80

5

x

z25
x

x

6
z40

4
z120

z80

H2.7

7.Trên H2.7, bánh răng 1 quay theo chiều mũi tên với tốc độ 240v/ph. Hãy xác

định

tốc độ [v/ph]của bánh răng 9 và lượng chạy dao [m/ph] cũng như chiều tịnh tiến của
thanh răng 10.


8.Hai con lăn cán A và B (H2.8) trên 1 máy cán được truyền động qua hệ thống truyền
động như trên hình. Các con lăn phải đạt tốc độ dài 1150mmm/s và có chiều theo chiều
mũi tên.


2

a. Hãy xác định tỉ số tốc độ góc

3

để truyền cho con lăn quay với tốc độ

yêu

cầu. Bánh răng 1 quay 1800v/ph.
b. Xác định chiều quay của bánh 1 và hướng xoắn của trục vít 6 để các con lăn
có chiều quay theo hình vẽ.
Trục vào
1 z16
x

z14 x

2

4

7
z64

x

x

k=2

11
3

x

z50

6

Xích
8
z26

5

9
z24

Xích
12
z35

k=3
xoắn trái
H2.8

Phôi bánh
răng B

k=1
A

13 z18

7
x

8

B, 392

10
z42

9 z42
Trục vít

A, 563

x

2

xk

= 1, xoắn trái

z30
Trục vào 1
z16

3
z16 x

x

4
z36

x

6
x

5

H2.9
9.Trên H2.9 là 1 xích truyền động của 1 máy gia công bánh răng. Các cơ cấu chấp
hành là dao A và phôi B. Phôi bánh răng B được lắp đồng trục và cùng quay với bánh
vít 9.
a. Nếu phôi bánh B quay theo chiều kim đồng hồ, hãy xác định hướng xoắn của
trục vít A
b. Xác định tỉ số tốc độ góc 7 khi cắt phôi bánh răng B có số răng z = 72.
5


Chương 3 : MÁY TIỆN
1.Phương pháp gia công tiện và phân tích động học
Tiện là 1 phương pháp gia công cắt gọt thông dụng nhất, trong đó dạng mặt gia công
được tạo nên bằng hai chuyển động gọi là chuyển động tạo hình. Chuyển động quay
tròn của chi tiết ( hoặc của dao ) là chuyển động chính và dịch chuyển thẳng là chuyển
động chạy dao nhằm giúp cho chuyển động chính tạo nên chiều dài cần thiết của mặt
gia công.
Trên máy tiện có thể gia công được các mặt trụ, mặt côn (cả trong và ngoài), mặt

đầu, cắt ren trong (ngoài), cắt đứt...
2.Máy tiện
Máy tiện thường được phân thành 2 loại:

–

Máy tiện vạn năng: gia công được nhiều chủng loại chi tiết

–

Máy tiện chuyên dùng: gia công được 1 số loại chi tiết nhất định.

Các thông số chính của máy tiện là đường kính lớn nhất của phôi gia công được bên
trên thân máy và khoảng cách lớn nhất giữa 2 mũi tâm xác định chiều dài lớn nhất của
phôi gia công (TCVN 267-68).
2.1 Các bộ phận chính của máy tiện
A. Các bộ phận đứng yên

–

Thân máy

–

Hộp tốc độ

–

Hộp chạy dao

B. Các bộ phận chuyển động và điều chỉnh được

–

Hộp chuyển bàn dao (xe dao)

–

Bàn dao

–

Ụ động

2.2 Máy tiện T620(1K62)
A. Đặc tính kỹ thuật : Máy T620 do Việt Nam sản xuất, có một số thông số
kỹ thuật chính như sau:
– Đường kính lớn nhất của phôi gia công được trên thân máy, max =
400
– Khoảng cách 2 đầu tâm, 710/1000/1400.


– Công suất truyền dẫn chính, N = 7,5KW.
– Số cấp tốc độ, trục chính có 23 cấp tốc độ thuận (nmin = 12,5v/ph 
nmax = 2000v/ph ) và 12 cấp tốc độ nghịch ( nmin = 19v/ph  nmax = 2420v/ph ).
– Lượng chạy dao dọc, sd = (0,07  4,16)mm/vg; lượng chạy dao ngang
sn = (0,035  2,08)mm/vg.
– Máy gia công được 4 loại ren: ren hệ mét, tp = (1  192)mm; hệ Anh,
n = (24  2 ); hệ mô đun, m = (0,5  4,8)mm; hệ Pitch, Dp = ( 96 1 ).
B. Sơ đồ động máy (H3.3)

–

Xích tốc độ:
Đường truyền thuận : Số cấp zt = zt1 + zt2




zt1 (đường truyền chậm)


56
nđ/c . 142
34
254 51
39

29
47
21
55
38
38

22
88
45
45

22
88 26
= nt/c
45
52
45

22
88
Có 24 cấp tốc độ, tuy nhiên 2 nhóm tỉ số truyền 45
45

(3.1)

22
88
45 thực tế chỉ có các trị số tỉ số
45

truyền 1/16, 1/4, 1, do vậy zt1 = 18.


zt2 (đường truyền nhanh)
zt2 có 6 cấp tốc độ.

(3.2)

Máy có tổng cọng 23 tốc độ ( thay vì 24) do trùng 1 tốc độ (tốc độ thấp nhất của
đường truyền nhanh và tốc độ cao nhất của đường truyền chậm).


Đường truyền nghịch: Máy có 12 cấp tốc độ nghịch

– Xích chạy dao:


Xích chạy dao tiện ren: Có thể tiện được 4 loại ren, ngoài ra cho

phép cắt được ren khuếch đại (bước lớn), ren chính xác, ren mặt đầu.... Để cắt ren, cần
có chuyển động quay tròn của phôi lắp trên trục chính và chuyển động tịnh tiến của
bàn dao. Các chuyển động nầy phải thoả mãn điều kiện phôi quay 1 vòng thì bàn dao


tịnh tiến 1 bước tp. Từ đó ta có sơ đồ: (H3.1)

H3.1: Sơ đồ kết cấu xích tiện ren
1.

Khi cắt ren hệ mét:
42
42
28
56
35 28
28 35