CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY CẮT KIM LOẠI MỤC TIÊU - Phân biệt được các dạng bề mặt gia công. - Giải thích được các nguyên lý tạo hình và các phương pháp tạo hình. - Đọc được ký hiệu các chi tiết máy.1 KHÁI NIỆM VỀ MÁY CẮT KIM LOẠI Máy là tất cả những công cụ hoạt động theo nguyên tắc cơ học dùng làm thay đổi một cách có ý thức về hình dáng hoặc vị trí của vật thể. Cấu trúc, hình dáng và kích thước của máy rất khác nhau.
Tuỳ theo đặc điểm sử dụng của nó, có thể phân thành hai nhóm lớn : - Máy dùng để biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác cho thích hợp với việc sử dụng được gọi là máy biến đổi năng lượng. - Máy dùng để thực hiện công việc gia công cơ khí được gọi là máy công cụ. Những máy công cụ dùng để biến đổi hình dáng của các vật thể kim loại bằng cách lấy đi một phần thể tích trên vật thể ấy với những dụng cụ và chuyển động khác nhau được gọi là máy cắt kim loại. Theo tiêu chuẩn Việt Nam, máy công cụ bao gồm năm loại : - Máy cắt kim loại.
- Máy gia công gỗ. - Máy gia công áp lực. Vật thể cần làm biến đổi hình dạng gọi là phôi hay chi tiết gia công. Phần thể tích được lấy đi của vật thể gọi là phoi.
Dụng cụ dùng để lấy phoi ra khỏi chi tiết gia công gọi là dao cắt.2 CÁC DẠNG BỀ MẶT GIA CÔNG Bề mặt hình học của chi tiết máy rất đa dạng và chế tạo các bề mặt nầy trên các máy cắt kim loại có rất nhiều phương pháp khác nhau. Để có thể xác định các chuyển động cần thiết, tức là chuyển động của các cơ cấu chấp hành của máy tạo ra bề mặt đó, ngöôøi ta thường nghiên cứu các dạng bề mặt gia công trên máy cắt kim loại dựa vào đường chuẩn và đường sinh trên bề mặt chi tiết. Đường chuẩn là đường bao của chi tiết cón đường sinh là đường chuyển động của dụng cụ cắt để tạo ra biên dạng chi tiết. Các dạng bề mặt thường gặp bao gồm: 1.1 Dạng trụ tròn xoay 1 Đường chuẩn là đường troøn, đường sinh là thẳng 7 Thể hiện mặt trụ được hình thành do đường sinh là đường thẳng quay chung quanh đường chuẩn là đường tròn.
Đường sinh Đường chuẩn H.1 Dạng bề mặt tròn xoay có đường chuẩn là đường tròn , sinh là đường thẳng 2. Đường chuẩn là đường tròn, đường sinh là đường gãy khúc Đường sinh Đường chuẩn H. Dạng bề mặt tròn xoay có đường chuẩn là đường tròn, đường sinh là đường gãy khuùc 3 Đường chuẩn là đường troøn,đường sinh là đường cong Đường sinh Đường chuẩn H.3 Dạng bề mặt tròn xoay có đường chuẩn là đường tròn, đường sinh là đường cong 8 1.2 Dạng mặt phẳng 1 Đường chuẩn là đường thaúng, đường sinh là đường thẳng Đường sinh Đường chuaån H.4 Dạng bề mặt phẳng, đường chuẩn thẳng, đường sinh thẳng 2. Đường chuẩn là đường thaúng,đường sinh gãy khúc Đường chuẩn Đường chuẩn Đường chuẩn Đường sinh Đường sinh Đường sinh H.5 Dạng bề mặt phẳng, đường chuẩn thẳng, đường sinh gãy khúc 3 Đường chuẩn là đường thaúng,đường sinh cong Đường chuẩn Đường sinh Đường sinh Đường chuẩn H.6 Dạng bề mặt phẳng, đường chuẩn thẳng, đường sinh cong 9 1.3 Các dạng ñaëc biệt Trình bày các dạng mặt trụ, mặt nón không tròn xoay và mặt cam.
Ngoài ra bề mặt đặc biệt còn có dạng thân khai , arsimet, cánh turbin , máy chèo v.v… Tóm lại , từ các dạng bề của các dạng nói trên, ta có thể tạo ra chúng bởi hai loại đường sinh sau đây: H.7 Dạng bề mặt đặc biệt 1. Đường sinh do các chuyển động đơn giản: thẳng và quay tròn đều của máy tạo nên như đường thẳng, đường tròn hay cung tròn, đường thân khai, đường xoắn ốc… 2. Đường sinh do các chuyển động thẳng và quay tròn, không tròn điều của máy tạo nên như đường parapôl, hyperbôl, ellip, xoắn logarit… kết cấu máy để thực hiện các chuyển động này phức tạp. Những đường sinh nói trên chuyeån động tương đối với một đường chuẩn sẽ tạo ra bề mặt của các chi tiết gia công.
Do đó, một máy cắt kim loại muốn tạo được bề mặt gia công phải truyền cho cơ cấu chấp hành (dao và phôi) các chuyeån động tương đối để tạo ra đường sinh và đường chuẩn. Những chuyển động cần thiết để tạo nên đường sinh và đường chuẩn gọi là chuyển động tạo hình của máy cắt kim loại.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH 1. Phương pháp theo vết Laø phöông phaùp hình thaønh beà maët gia coâng do toång coäng caùc ñieåm chuyeån ñoäng cuûa löôõi caét, hay laø quyû tích cuûa caùc chaát ñieåm hình thaønh neân beà maët gia coâng .8 Phương pháp gia công theo vết 1.2 Phương pháp định hình Là phương pháp tạo hình bằng cách cho cạnh lưỡi cắt trùng với đường sinh của bề mặt gia công.9 Phương pháp gia công định hình 1.3 Phương pháp bao hình Là phương pháp dao cắt chuyển động hình thành các đường điểm, quĩ tích các đường điểm hình thành đường bao và đường bị bao, đường bị bao chính là đường sinh chi tiết gia công. Đường bao a1 Lưỡi cắt a2 a3 Đường bị bao H.10 Phương pháp gia công bao hình 11 1.4 CHUYEÅN ĐỘNG TẠO HÌNH 1.1 Định nghĩa: Chuyển động tạo hình bao gồm mọi chuyển động tương đối giữa dao và phôi để hình thành bề mặt gia công.
Chuyển động tạo hình thường là chuyển động vòng và chuyển động thẳng. Trong chuyển động tạo hình có thể bao gồm nhiều chuyển động mà vận tốc của chúng phụ thuộc lẫn nhau. Các chuyển động như thế được gọi là chuyển động thành phần. Phân loại chuyển động tạo hình: Phân loại theo mối quan hệ các chuyển động - Chuyển động tạo hình đơn giản: là chuyển động có các cơ cấu chấp hành không phụ thuộc vào nhau.11 Chuyển động tạo hình đơn giản - Chuyển động tạo hình phức tạp : là chuyển động có các cơ cấu chấp hành phụ thuộc vào nhau.12 Chuyển động tạo hình phức tạp - Chuyển động tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp: Laø chuyển động có các chuyển động cho cơ cấu chấp hành phụ thuộc và không phụ thuộc vào nhau tp Phôi Q 1 T Q2 H.13 Chuyển động tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp 12 - Tổ hợp giữa chuyển động tạo hình với phương pháp gá đặt: Không phải chỉ đánh giá đúng hình dáng bề mặt, phương pháp gia công và chuyển động tạo hình, tất yếu hình thành bề mặt gia công, nhưng hình dáng chi tiết còn phụ thuộc vào vị trí gá đặt dao và phôi.14 Tổ hợp giữa các chuyển động tạo hình 1.5 SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC 1.1 Định nghĩa: Sơ đồ kết cấu động học là một loại sơ đồ quy ước, biểu thị những mối quan hệ về các chuyển động tạo hình và các ký hiệu cơ cấu nguyên lý máy, vẽ nối tiếp hình thaønh sô ñoà, về đường truyền động cuûa maùy được gọi là sơ đồ kết cấu động học.
Trong một sơ đồ kết cấu động học có nhiều xích truyền động để thực hiện các chuyển động tạo hình. ĐC phôi iv – tỉ số truyền của hộp tốc độ iv is – tỉ số truyền của hộp xe dao n S – lượng dịch chuyển của bàn máy tx – bước của trục vít me is s Bàn dao n – số vòng quay của trục chính tx H.15 Sơ đồ kết cấu động học 1.5 2 Phân loại sơ đồ kết cấu động học 1 Sơ đồ kết cấu động học đơn giản Là sơ đồ kết cấu động học thực hiện các chuyển động tạo hình đơn giản, bao gồm các xích truyền động, thực hiện các chuyển động độc lập không phụ thuộc vào nhau, như ở máy phay, máy khoan, máy mài … ÑC1 iv Dao phay n s Baøn maùy is tx ÑC2 H. Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động đơn giản 2 Sô ñoà keát caáu ñoäng hoïc phöùc taïp: 13 Laø sô ñoà keát caáu ñoäng hoïc coù caùc chuyeån ñoäng taïo hình phöùc taïp, bao goàm vieäc toå hôïp hai hoaëc moät soá chuyeån ñoäng hình phuï thuoäc vaøo nhau hình thaønh beà maët gia coâng. Đ C tp Phôi iv Q i s T Bàn dao tx H.17 Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động phức tạp 3 Sơ đồ kết cấu động học hỗn hợp: Bao gồm xích tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp.
Sơ đồ kết cấu động học của máy phay ren vít là một đặc trưng cho loại xích tạo hình này. ĐC tp Phôi iv Q 1 is Q2 Dao i T ĐC2 tx H.18 Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động vừa đơn giản vừa phức tạp 4 Xích phân độ Ngoài các xích thực hiện chuyển động tạo hình trong máy cắt kim loại còn có xích phân độ. Nó không thực hiện chuyển động tạo hình nhưng lại cần thiết để hình thành các bề mặt gia công theo yêu cầu kỹ thuật như là gia coâng baùnh raêng, ren nhieàu ñaàu moái … Trong xích phân độ người ta chia ra làm hai loại. - Phân độ bằng tay - Phân độ tự động bằng máy Trục chính Trục chính i i Đĩa phân độ Đĩa phân độ ÑC Chốt 14 định vị Ly hợp Chốt định vị H.19 Phân loại sơ đồ xích phân độ - Phôi quay phân độ H.20 Sơ đồ kết cấu động học phôi quay phân độ - Dao tịnh tiến phân độ phôi H.21 Sơ đồ kết cấu động học dao tịnh tiến phân độ - Phôi quay phân độ và dao tịnh tiến phân độ 15 H.22 Sơ đồ kết cấu động học phôi quay phân độ và dao tịnh tiến phôi độ 5 Xích vi sai Để hình thành bề mặt gia công, trên một số máy cắt kim loại cần xích truyền động tổng hợp để bù trừ một số chuyển động truyền đến khâu chấp hành.
Cơ cấu tổng hợp chuyển động thường dùng nhất là cơ cấu vi sai và xích truyền động thực hiện tổng hợp chuyển động gọi là xích vi sai. Chuyển động vi sai được dùng trong trường hợp cần truyền đến khâu chấp hành một chuyển động phụ thuộc chu kỳ, khi không cần ngừng chuyển động các khâu chấp hành. Có khi người ta dùng xích vi sai để thực hiện một chuyển động không đều. ĐC Phôi iv Q ix Cam is iVS iy tx H.23 Sơ đồ kết cấu động học xích vi sai Ví dụ : Sơ đồ kết cấu động học của máy tiện hớt lưng dùng xích vi sai Trục cam nhận hai nguồn chuyển động từ cơ cấu điều chỉnh ix và iy.
Cơ cấu vi sai (VS) thực hiện việc tổng hợp hai chuyển động này thành một chuyển động đã được bù trừ chuyển đến cam.6 PHÂN LOẠI VÀ KÝ HIỆU 1.
