Giáo trình Cơ sở máy công cụ - PGS. Phạm Văn Hùng & PGS.TS. Nguyễn Phương

Giáo trình về ơ sở máy công cụ, biên soạn theo chương trình đào tạo chuẩn, hệ thống hóa kiến thức từ cơ bản đến nâng cao., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Công Nghệ Cơ Khí
• Đề tài: Giáo Trình Ơ Sở Máy Công Cụ
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• Lời giới thiệu
• Lời nói đầu
• 1. Chương 1: Động học máy công cụ
• 1.1. Đại cương về máy công cụ
• 1.2. Chuyển động tạo hình của máy cắt kim loại
• 1.3. Sơ đồ kết cấu động học tổ hợp chuyển động của máy cắt kim loại
• 1.4. Chuyển động của máy cắt kim loại
• 1.5. Các cơ cấu truyền dẫn trong máy công cụ
• 1.6. Cơ cấu tổng hợp chuyển động và đảo chiều trong máy công cụ
• 2. Chương 2: Công dụng và phân loại máy tiện
• 2.2. Máy tiện ren vít vạn năng 1K62
• 2.3. Máy tiện ren vít vạn năng T616
• 2.4. Máy tiện ren vít vạn năng 1A616
• 2.5. Máy tiện hớt lưng
• 2.6. Máy tiện tự động
• 2.7. Máy tiện điều khiển số CNC
• 3. Chương 3: Công dụng, ký hiệu và phân loại
• 3.1. Máy phay vạn năng nằm ngang 6H82 (P623)
• 3.2. Đầu phân độ vạn năng
• 3.3. Máy phay điều khiển số CNC
• 3.4. Một số loại máy phay khác
• 4. Chương 4: Máy chuyển động thẳng
• 4.3. Máy chuốt
• 5. Chương 5: Máy khoan - doa
• 5.1. Công dụng và phân loại máy khoan - doa
• 5.2. Máy khoan đứng 2A150
• 5.3. Máy doa 2620A
• 6. Chương 6: Công dụng và phân loại máy mài
• 6.1. Chuyển động cơ bản của máy mài
• 6.2. Máy mài tròn ngoài
• 6.3. Máy mài tròn trong
• 6.4. Máy mài không tâm. Máy mài mặt phẳng
• 7. Chương 7: Máy gia công bánh răng
• 7.1. Phương pháp gia công bánh răng và phân loại máy gia công bánh răng
• 7.2. Máy gia công bánh răng trụ
• 7.3. Máy lăn răng 5K324A và 5K310
• 7.4. Máy xọc răng
• 7.5. Máy gia công bánh răng côn răng thẳng. Máy gia công bánh răng côn răng cong
• 7.7. Máy gia công tinh bánh răng
• 8. Chương 8: Máy gia công tia lửa điện
• 8.1. Phương pháp gia công tia lửa điện
• 8.2. Máy gia công tia lửa điện xung định hình CNC Maho kiểu HS 300E
• 8.3. Máy gia công tia lửa điện - cắt dây CNC ROBOFIL 390 (của hãng Charmilles)
• 9. Chương 9: Tính toán và điều chỉnh máy
• 9.1. Điều chỉnh máy tiện vạn năng
• 9.2. Tính toán điều chỉnh máy tiện tự động
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Khám phá tổng quan về cơ sở máy công cụ và lịch sử

Giáo trình cơ sở máy công cụ là tài liệu nền tảng cho sinh viên ngành cơ khí và chế tạo máy. Nội dung cung cấp kiến thức hệ thống về nguyên lý, kết cấu và xu hướng phát triển của các loại máy móc trong ngành. Máy công cụ được định nghĩa là những thiết bị, máy móc làm thay đổi hình dáng, kích thước và độ chính xác của chi tiết được gia công. Quá trình này thực hiện bằng nhiều phương pháp công nghệ khác nhau. Theo PGS. Phạm Văn Hùng và PGS. Nguyễn Phương, môn học này đóng vai trò quyết định đến chất lượng chế tạo các chi tiết máy. Lịch sử phát triển của máy công cụ bắt nguồn từ những phát minh sơ khai. Chiếc máy đầu tiên là máy khoan gỗ dùng dây kéo, do người Ai Cập cổ đại phát minh cách đây khoảng 3000-4000 năm. Sau đó, máy tiện gỗ đạp chân ra đời. Đến cuối thế kỷ XV, Leonardo da Vinci đã chế tạo ra các bộ phận cơ bản như bánh răng, trục vitme, bàn dao. Tuy nhiên, nguồn động lực vẫn là sức người. Một bước ngoặt lớn xảy ra vào năm 1774 khi John Wilkinson chế tạo thành công máy khoan vật liệu thép đầu tiên. Sự kiện này mở ra kỷ nguyên phát triển không ngừng của các loại máy gia công kim loại. Ngành chế tạo máy công cụ từ đó đã tạo ra vô số chủng loại máy với kích thước và công năng đa dạng, đáp ứng nhu cầu sản xuất ngày càng phức tạp. Các loại máy cắt kim loại truyền thống như máy tiện, máy phay, máy khoan đã liên tục được cải tiến, trở thành tiền đề cho các hệ thống tự động hóa hiện đại.

1.1. Khái niệm và quá trình phát triển của máy cắt kim loại

Máy cắt kim loại là nhóm chủ yếu trong các loại máy công cụ của ngành chế tạo máy. Chức năng chính của chúng là tạo ra các chi tiết kim loại bằng phương pháp cắt gọt có phoi từ phôi. Lịch sử phát triển của nhóm máy này gắn liền với các cuộc cách mạng công nghiệp. Từ những cỗ máy đơn giản dùng sức nước vào thế kỷ XVII, ngành chế tạo đã tiến đến việc sử dụng động cơ hơi nước và sau đó là động cơ điện. Các nhà sáng chế liên tục cải tiến, cho ra đời các loại máy chuyên dụng hơn. Ví dụ, sự phát triển của máy tiện đã cho phép gia công các bề mặt tròn xoay với độ chính xác cao. Tương tự, máy phay ra đời đã giải quyết bài toán gia công các bề mặt phẳng và định hình phức tạp. Quá trình phát triển này không chỉ dừng lại ở việc cải tiến cơ khí mà còn tích hợp các thành tựu khoa học kỹ thuật khác, tạo ra những thế hệ máy ngày càng tinh vi và hiệu quả.

1.2. Phân loại và xu hướng phát triển máy công cụ hiện đại

Việc phân loại máy công cụ giúp hệ thống hóa kiến thức và lựa chọn thiết bị phù hợp. Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), máy công cụ bao gồm 5 loại chính: máy cắt kim loại, máy gia công gỗ, máy gia công áp lực, máy hàn, và máy đúc. Trong đó, máy cắt kim loại được phân loại dựa trên hai nguyên tắc: theo phương pháp cắt (máy tiện, phay, khoan, mài...) và theo trình độ vạn năng (máy vạn năng rộng, máy chuyên môn hóa, máy chuyên dùng). Xu hướng phát triển hiện nay tập trung vào tự động hóa và tích hợp công nghệ cao. Các nhà sản xuất đã ứng dụng công nghệ thông tin, điều khiển số CNC, vật liệu mới để chế tạo ra các trung tâm gia công, hệ thống gia công linh hoạt (FMS), robot và máy tạo mẫu nhanh (RP). Những thế hệ máy mới này đáp ứng các yêu cầu khắt khe về chất lượng, năng suất và khả năng thay đổi sản phẩm linh hoạt, phù hợp với xu thế công nghiệp hóa, hiện đại hóa.

II. Phân tích động học máy công cụ thách thức nền tảng

Động học máy công cụ là một trong những chương quan trọng nhất trong giáo trình cơ sở máy công cụ. Đây là lĩnh vực nghiên cứu các chuyển động tương đối giữa dao và phôi để tạo ra bề mặt chi tiết theo yêu cầu thiết kế. Việc hiểu rõ động học là thách thức nền tảng đối với kỹ sư, bởi nó quyết định đến độ chính xác và khả năng công nghệ của máy. Các bề mặt chi tiết gia công rất đa dạng, từ các mặt tròn xoay đơn giản đến các bề mặt không gian phức tạp như cánh tuốc bin hay bánh răng thân khai. Để hình thành các bề mặt này, máy cắt kim loại cần thực hiện sự phối hợp của các chuyển động cơ bản, đó là chuyển động thẳng và chuyển động quay tròn. Sự phức tạp của bề mặt gia công đòi hỏi các chuỗi chuyển động tạo hình tương ứng. Ví dụ, để tạo ra một bề mặt trụ, chỉ cần một chuyển động quay của phôi và một chuyển động tịnh tiến của dao. Tuy nhiên, để gia công một đường ren, hai chuyển động này phải có sự ràng buộc chặt chẽ theo một quy luật nhất định. Phân tích và thiết kế các chuỗi động học này sao cho kết cấu máy đơn giản, làm việc chính xác và đạt năng suất cao là bài toán cốt lõi. Việc lựa chọn đường sinh và đường chuẩn một cách hợp lý sẽ quyết định độ phức tạp của sơ đồ động học, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của máy công cụ.

2.1. Tìm hiểu các chuyển động tạo hình trong máy cắt kim loại

Chuyển động tạo hình là các chuyển động tương đối của dao và phôi nhằm tạo ra đường sinh và đường chuẩn, trực tiếp hình thành bề mặt gia công. Chúng được chia thành hai loại: đơn giản và phức tạp. Chuyển động tạo hình đơn giản là các chuyển động thành phần độc lập, không phụ thuộc vào nhau. Ví dụ, khi mài tròn ngoài, chuyển động quay của đá, quay của chi tiết và tịnh tiến của bàn máy đều độc lập. Ngược lại, chuyển động tạo hình phức tạp được tạo nên từ nhiều chuyển động thành phần có sự phụ thuộc theo một quy luật nhất định. Ví dụ điển hình là khi tiện ren, phôi quay một vòng thì dao phải tịnh tiến một lượng bằng bước ren. Hai chuyển động cơ bản nhất trong máy công cụ là chuyển động chính (tạo ra tốc độ cắt) và chuyển động chạy dao (đảm bảo quá trình cắt liên tục trên toàn bề mặt).

2.2. Các phương pháp tạo hình bề mặt chi tiết gia công

Có ba phương pháp tạo hình bề mặt chính bằng cách cắt gọt trên máy cắt kim loại: phương pháp chép hình, phương pháp theo vết, và phương pháp bao hình. Phương pháp chép hình sử dụng lưỡi dao cắt có hình dạng trùng với đường sinh của bề mặt chi tiết. Bề mặt được tạo ra khi đường sinh này chuyển động dọc theo đường chuẩn. Phương pháp theo vết (hay phương pháp quỹ tích) hình thành bề mặt từ tổng hợp các vết chuyển động của mũi dao. Quỹ tích của mũi dao chính là đường sinh của bề mặt gia công, áp dụng phổ biến trên máy tiện và máy phay. Cuối cùng, phương pháp bao hình tạo ra bề mặt như là hình bao của các vị trí liên tiếp của lưỡi cắt. Đây là phương pháp tạo hình phức tạp nhưng hiệu quả, được dùng để gia công bánh răng.

III. Hướng dẫn giải mã sơ đồ kết cấu động học máy công cụ

Sơ đồ kết cấu động học là công cụ biểu diễn quy ước mối liên hệ và sự tổ hợp các chuyển động tạo hình trên máy công cụ. Việc hiểu và phân tích sơ đồ này giúp nắm bắt nguyên lý hoạt động của máy, từ đó phục vụ cho việc vận hành, điều chỉnh và sửa chữa. Sơ đồ sử dụng các ký hiệu đặc trưng cho từng cơ cấu truyền động, biểu thị ngắn gọn mối liên hệ chuyển động giữa các bộ phận cơ bản, từ động cơ đến khâu chấp hành cuối cùng (dao hoặc phôi). Một sơ đồ điển hình, như sơ đồ của máy tiện ren vít vạn năng, sẽ thể hiện rõ các đường truyền động chính. Đường truyền này được gọi là xích truyền động. Tùy theo tính chất của các chuyển động, xích truyền động được chia thành nhiều loại khác nhau, mỗi loại thực hiện một chức năng cụ thể trong quá trình gia công. Ví dụ, xích tốc độ dùng để tạo ra chuyển động chính, trong khi xích chạy dao dùng để thực hiện các chuyển động phụ. Việc phân tích một sơ đồ kết cấu động học phức tạp đòi hỏi phải xác định được các xích truyền động thành phần, tính toán tỷ số truyền và hiểu rõ chức năng của từng cơ cấu. Đây là kỹ năng cơ bản và quan trọng đối với bất kỳ ai làm việc trong lĩnh vực cơ sở máy công cụ.

3.1. Phân tích các xích truyền động tạo hình điển hình

Xích truyền động tạo hình là đường truyền nối từ động cơ đến khâu chấp hành để thực hiện một chuyển động tạo hình. Có ba loại xích chính: xích tạo hình đơn giản, phức tạp và hỗn hợp. Xích tạo hình đơn giản là đường truyền của các chuyển động độc lập, ví dụ như trên máy mài. Xích tạo hình phức tạp nối liền hai khâu chấp hành để thực hiện các chuyển động phụ thuộc nhau, ví dụ như xích cắt ren trên máy tiện. Xích tạo hình hỗn hợp kết hợp cả hai loại trên, như trên máy phay ren vít, nơi chuyển động quay của dao phay (đơn giản) được phối hợp với chuyển động quay của phôi và tịnh tiến của bàn máy (phức tạp) để tạo ra bước ren.

3.2. Vai trò của xích phân độ và xích vi sai trong gia công

Ngoài các xích tạo hình, sơ đồ kết cấu động học còn có xích phân độ và xích vi sai. Xích phân độ thực hiện chuyển động quay không liên tục (gián đoạn) hoặc liên tục để gia công các bề mặt giống nhau, phân bố đều trên chi tiết, chẳng hạn như khi phay rãnh trên bánh răng. Sau mỗi lần cắt, xích phân độ sẽ quay phôi đi một góc chính xác để chuẩn bị cho lần cắt tiếp theo. Trong khi đó, xích vi sai là một cơ cấu đặc biệt, dùng để tổng hợp hai hay nhiều chuyển động cùng truyền đến một khâu chấp hành. Nó cho phép truyền một chuyển động phụ (thêm hoặc bớt) mà không cần dừng chuyển động chính. Cơ cấu này thường được sử dụng trong các máy phức tạp như máy tiện hớt lưng để bù trừ và tạo ra các quỹ đạo dao chính xác.

IV. Bí quyết nắm vững các cơ cấu truyền dẫn trong máy công cụ

Các cơ cấu truyền dẫn là trái tim của mọi máy công cụ, chịu trách nhiệm biến đổi và truyền chuyển động từ động cơ đến các bộ phận chấp hành. Nắm vững nguyên lý hoạt động của chúng là bí quyết để làm chủ công nghệ gia công. Về cơ bản, truyền động trong máy công cụ được chia thành hai loại chính: truyền động vô cấp và truyền động phân cấp. Truyền động vô cấp cho phép điều chỉnh tốc độ hoặc lượng chạy dao một cách liên tục trong một phạm vi nhất định. Các cơ cấu điển hình bao gồm cặp puli côn, bánh ma sát, hệ thống thủy lực xilanh-pittông, và đặc biệt là động cơ servo được ứng dụng rộng rãi trong máy công cụ điều khiển số CNC. Ngược lại, truyền động phân cấp chỉ cung cấp một số lượng hữu hạn các cấp tốc độ. Các cơ cấu phổ biến bao gồm puli nhiều bậc, khối bánh răng di trượt, bánh răng thay thế. Mỗi loại cơ cấu có ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với từng loại máy và yêu cầu công nghệ khác nhau. Ví dụ, hộp tốc độ dùng bánh răng di trượt cho phép tạo ra nhiều cấp tốc độ, được dùng rộng rãi trong các máy vạn năng, trong khi hộp chạy dao cơ cấu Norton (khối bánh răng hình tháp) lại phổ biến trên máy tiện ren vít vạn năng để thay đổi bước ren một cách thuận tiện.

4.1. So sánh cơ cấu truyền dẫn vô cấp và truyền dẫn phân cấp

Truyền dẫn vô cấp mang lại sự linh hoạt tối đa, cho phép chọn chính xác tốc độ cắt tối ưu cho từng điều kiện gia công, từ đó nâng cao chất lượng bề mặt và tuổi thọ dao. Đây là lựa chọn hàng đầu cho các máy công cụ hiện đại như máy CNC. Tuy nhiên, kết cấu của chúng thường phức tạp và chi phí cao hơn. Trong khi đó, truyền dẫn phân cấp có kết cấu đơn giản, bền bỉ và dễ chế tạo. Mặc dù không linh hoạt bằng, chúng vẫn đáp ứng tốt nhu cầu của các máy vạn năng trong sản xuất đơn chiếc hoặc hàng loạt nhỏ. Các cơ cấu như khối bánh răng di trượt hay cơ cấu Meandr là những ví dụ tiêu biểu cho loại truyền động này, xuất hiện trong hầu hết các máy cắt kim loại truyền thống.

4.2. Các cơ cấu tổng hợp chuyển động và cơ cấu đảo chiều

Cơ cấu tổng hợp chuyển động, hay cơ cấu vi sai, có nhiệm vụ phối hợp hai đường truyền động có tốc độ khác nhau đến cùng một cơ cấu chấp hành. Nếu không có cơ cấu này, trục ra sẽ bị xoắn gãy. Cơ cấu vi sai bánh răng côn là loại phổ biến nhất trong máy công cụ. Bên cạnh đó, cơ cấu đảo chiều cũng đóng vai trò quan trọng, cho phép thay đổi chiều quay của trục chính hoặc chiều chạy dao. Các cơ cấu này có thể được thực hiện bằng bánh răng di trượt, bánh răng đệm hoặc ly hợp, giúp thực hiện các nguyên công như cắt ren trái hoặc lùi dao nhanh. Việc bố trí hợp lý các cơ cấu này đảm bảo máy công cụ hoạt động linh hoạt và hiệu quả.

V. Ứng dụng thực tiễn Phân tích máy tiện ren vít vạn năng

Máy tiện là loại máy cắt kim loại phổ biến nhất, chiếm từ 50-60% số lượng thiết bị trong các phân xưởng cơ khí. Trong đó, máy tiện ren vít vạn năng là đại diện tiêu biểu, có khả năng thực hiện đa dạng các nguyên công. Các công việc chủ yếu bao gồm: gia công các mặt tròn xoay ngoài và trong, gia công mặt đầu, cắt ren, tiện côn, tiện rãnh và cắt đứt. Với các đồ gá phụ trợ, máy còn có thể thực hiện các nguyên công phức tạp hơn như tiện định hình, tiện hớt lưng, hay gia công các mặt không tròn xoay. Để hiểu rõ hơn về cơ sở máy công cụ, việc phân tích một model máy cụ thể là rất cần thiết. Cuốn giáo trình của PGS. Phạm Văn Hùng và PGS. Nguyễn Phương đã đi sâu phân tích máy tiện ren vít vạn năng 1K62, một model do Liên Xô cũ sản xuất và được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam. Phân tích chi tiết sơ đồ kết cấu động học của máy 1K62 cho thấy sự phối hợp phức tạp nhưng logic giữa các xích truyền động. Từ một động cơ chính, chuyển động được phân chia và biến đổi qua hộp tốc độ, hộp chạy dao để tạo ra 23 cấp tốc độ trục chính và hàng loạt các lượng chạy dao, các bước ren hệ mét và hệ Anh khác nhau. Đây là một ví dụ điển hình về ứng dụng các nguyên lý động học và cơ cấu truyền dẫn vào thực tiễn chế tạo máy công cụ.

5.1. Công dụng và phân loại các dòng máy tiện phổ biến

Dựa trên công dụng và mức độ tự động hóa, máy tiện được phân thành nhiều nhóm. Máy tiện ren vít vạn năng là loại phổ biến nhất, thích hợp cho sản xuất đơn chiếc. Ngoài ra còn có máy tiện chép hình, máy tiện cụt (gia công chi tiết ngắn, đường kính lớn), máy tiện đứng (gia công chi tiết nặng), máy tiện nhiều dao, máy tiện tự động và bán tự động (dùng trong sản xuất hàng loạt lớn). Đặc biệt, máy tiện điều khiển số CNC là dòng máy hiện đại nhất, cho phép gia công các chi tiết có hình dạng phức tạp với độ chính xác và năng suất vượt trội. Mỗi loại máy đều có kết cấu và đặc điểm động học riêng, được thiết kế để tối ưu cho một phạm vi ứng dụng nhất định.

5.2. Sơ đồ kết cấu động học của máy tiện ren vít vạn năng 1K62

Phân tích sơ đồ kết cấu động học máy 1K62 cho thấy hai xích truyền động cơ bản: xích tốc độ và xích chạy dao. Xích tốc độ nhận truyền động từ động cơ chính 10kW, qua các khối bánh răng di trượt và ly hợp ma sát trong hộp tốc độ để tạo ra dải vòng quay từ 12,5 đến 2000 vòng/phút. Xích chạy dao bắt nguồn từ trục chính, qua bộ bánh răng thay thế, hộp chạy dao (sử dụng cơ cấu Norton và nhóm gấp bội) để truyền chuyển động đến trục vít me (khi tiện ren) hoặc trục trơn (khi tiện trơn). Sự phức tạp của sơ đồ cho phép máy cắt được 4 loại ren khác nhau (Quốc tế, Modun, Anh, Pitch) chỉ bằng việc thay đổi vị trí các tay gạt điều khiển. Đây là minh chứng cho sự tài tình trong thiết kế máy công cụ vạn năng.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình (≈ 270 từ)

Tên giáo trình: Cơ sở máy công cụ
Tác giả: PGS. Phạm Văn Hùng, PGS. Nguyễn Phương
Năm xuất bản: 2007, Nhà xuất bản Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội

Môn học	Vị trí trong chương trình
Máy công cụ (có tên cũ “Máy cắt kim loại”)	Môn chuyên ngành Chế tạo máy – lớp chuyên ngành năm 2 của chương trình Đại học Bách khoa Hà Nội (theo khung chương trình Bộ GD‑ĐT).

Mục tiêu học tập

• Hiểu và mô tả cấu trúc động học của các loại máy công cụ truyền thống và CNC (Chương 1, §1.1‑§1.5).
• Áp dụng các lý thuyết cơ bản về chuyển động tạo hình, truyền động, và tính toán tốc độ cắt, lượng chạy dao (Chương 9, §9.1‑§9.3).
• Nhận biết phân loại máy (tiện, phay, khoan, mài, gia công răng…) và lựa chọn máy phù hợp cho từng quy trình gia công (Chương 2‑7).

Cấu trúc và cách tiếp cận

1. Giới thiệu khái quát (Chương 1) – khái niệm, lịch sử, sự phát triển của máy công cụ.
2. Chi tiết từng loại máy (Chương 2‑8) – công dụng, phân loại, ký hiệu, cơ cấu truyền động.
3. Phương trình truyền động & tính toán (Chương 9) – công thức tốc độ, lượng chạy, tỷ số truyền.
4. Hướng dẫn điều chỉnh (Chương 10) – kỹ thuật điều chỉnh máy tiện, ren, phay, v.v.

Điểm đặc sắc

• Hạ tầng nội dung dựa trên chuẩn khung chương trình Bộ GD‑ĐT và tham khảo đa nguồn (các sách của GS. Nguyễn Anh Tuấn, PGS. Nguyễn Hữu Lộc, v.v.).
• Kết hợp truyền thống và hiện đại: mô tả máy công cụ truyền thống (ví dụ máy tiện T‑620, T‑630) và máy điều khiển số CNC (được đề cập trong chương 9).
• Bảng minh hoạ và sơ đồ động học (ví dụ: Sơ đồ kết cấu động học máy tiện 1K62, Hình 2.3) giúp sinh viên hình dung cơ cấu một cách trực quan.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi (≈ 560 từ)

Các chương/chủ đề chính (5‑7 chương)

Chương	Chủ đề	Key concepts
Chương 1	Động học máy công cụ	Khái niệm máy công cụ, chuyển động tạo hình, sơ đồ động học (Hình 1.10‑1.14).
Chương 2	Máy tiện	Phân loại (tiện vạn năng, chuyên môn, chuyên dụng), cơ cấu truyền động (puli‑côn, hộp tốc độ), ví dụ máy 1K62.
Chương 3	Máy phay	Ký hiệu, phân loại (phay đứng, ngang), máy phay CNC (điều khiển số).
Chương 4	Máy chuyển động thẳng	Nguyên lý chuyển động thẳng, ứng dụng trong máy cắt, máy bào.
Chương 5	Máy khoan – Đục	Công dụng, phân loại (khoan đứng, khoan cầm tay), đặc tính kỹ thuật.
Chương 6	Máy mài	Phân loại (mài tròn, mài bề mặt), các tham số cắt (tốc độ, lực).
Chương 7	Máy gia công bánh răng	Phương pháp cắt răng (ren, răng côn, răng thẳng), cấu trúc cơ bản (Norton, gear‑cage).
Chương 8	Máy gia công tia lửa điện	Nguyên lý CED, cấu hình máy CNC, ví dụ máy Maho HS‑30.
Chương 9	Tính toán & điều chỉnh	Phương trình tốc độ, lượng chạy, tỷ số truyền, ví dụ máy tiện 1K62 (§2.2‑§2.4).

Tiến trình logic: Bắt đầu từ khái niệm cơ bản (động học) → đi sâu vào từng loại máy → cuối cùng là tính toán và điều chỉnh, giúp sinh viên xây dựng kiến thức nền trước khi thực hành.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Phân mục	Nội dung
Fundamental theories	Cơ học chuyển động (quay, tịnh tiến), lý thuyết khuyếch đại (gear ratio), nguyên tắc tạo hình (phép chép hình, theo vết, bao hình).
Core principles	Nguyên tắc cắt gọt (độ sâu, tốc độ cắt), truyền động (hộp tốc độ, puli‑côn, gear‑cage), điều khiển (điều khiển điện tử, CNC).
Essential frameworks	Kinematic chain (xích tốc độ, xích chạy dao), đồ thị vận tốc‑cắt (đồ thị tia hình quạt, logarit), công thức điều chỉnh (phương trình xích tốc độ, xích cắt ren).

Những khái niệm này được trích trực tiếp từ các phần: “Sơ đồ kết cấu động học”, “Phương trình xích tốc độ”, “Đồ thị phương trình tốc độ cắt” (Chương 9).

Kỹ năng phát triển

Loại kỹ năng	Ví dụ trong giáo trình
Technical skills	Vận hành máy tiện 1K62, cài đặt máy CNC, thực hiện các bước ren, tính toán tốc độ cắt (Chương 9, §9.1‑§9.3).
Analytical skills	Phân tích mối quan hệ giữa tốc độ, bước ren, lượng chạy dao; sử dụng đồ thị để dự đoán thời gian gia công (Chương 9).
Practical competencies	Điều chỉnh máy (điều chỉnh máy tiện ren, máy phay CNC), đánh giá chất lượng bề mặt dựa trên các tiêu chuẩn TCVN (Chương 10).

---

Phương pháp giảng dạy và học tập (≈ 330 từ)

Thành phần	Mô tả
Pedagogical approach	Học tập theo mô-đun: mỗi chương được thiết kế như một “unit” độc lập, cho phép giảng viên linh hoạt sắp xếp thứ tự dạy. Nội dung lý thuyết (động học, truyền động) luôn đi kèm bảng minh hoạ và sơ đồ động học để tăng tính trực quan.
Bài tập & case studies	Cuối mỗi chương có bài tập thực tế (tính tốc độ cắt, lựa chọn tỷ số truyền) và case study mô tả một quá trình gia công thực tế (ví dụ: “Cắt ren quốc tế trên máy tiện 1K62”, Chương 2).
Practical exercises	Các bài thực hành trong phòng thí nghiệm, như điều chỉnh máy tiện ren và lập đồ thị V‑n‑S (Chương 9).
Assessment methods	Kiểm tra lý thuyết (câu hỏi đa lựa chọn, tính toán) + bài thực hành (điều chỉnh máy, báo cáo kết quả). Giáo viên còn có thể dùng đánh giá năng lực dựa trên hồ sơ thực hành.
Self‑study guidelines	Mục lục “Tài liệu tham khảo” (phần cuối) liệt kê sách tham khảo (đặc biệt các tác phẩm của GS. Nguyễn Anh Tuấn, PGS. Nguyễn Hữu Lộc) và đề xuất tài liệu điện tử (bài giảng PDF, video CNC). Sinh viên được khuyến khích đọc lại các sơ đồ động và thực hành bằng phần mềm mô phỏng (ví dụ: SolidWorks Motion).

---

Điểm nổi bật và cập nhật (≈ 280 từ)

Yếu tố	Nội dung
Updates so với edition cũ	Thêm phần CNC (điều khiển số) trong chương 9, cập nhật đồ thị tốc độ‑cắt hiện đại, và điều chỉnh máy tự động (công cụ servo, hydraulics).
Current trends tích hợp	Nhấn mạnh tự động hoá, robotic machining, và công nghệ vật liệu mới (công cụ cắt gốm, tráng phủ). Các máy hiện đại như trung tâm gia công đa trục được giới thiệu trong phần “Kỹ thuật điều khiển CNC”.
Real‑world applications	Liệt kê công nghiệp chế tạo máy Việt Nam (Công ty Cơ khí Hà Nội, nhà sản xuất máy 1K62) và định hướng hội nhập (tiêu chuẩn ISO, tiêu chuẩn Việt Nam TCVN).
Industry connections	Giáo trình được phối hợp với các doanh nghiệp (công ty Cơ khí Hà Nội, CNC Vietnam) để đưa bài tập thực tế và đề tài dự án cho sinh viên.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình (≈ 220 từ)

Nhóm	Yêu cầu
Sinh viên năm 2‑3 – Ngành Cơ khí / Chế tạo máy	Kiến thức nền về cơ học, vật liệu, đồ họa kỹ thuật (được dạy trong các môn cơ bản).
Sinh viên năm cuối / Thạc sĩ	Cần đào sâu vào máy công cụ CNC và kỹ thuật điều chỉnh nâng cao.
Giảng viên, đại cương môn học	Sử dụng như sách giáo trình chính hoặc tài liệu tham khảo cho môn “Máy công cụ” và “Công nghệ chế tạo”.
Tự học và reference	Phù hợp cho kỹ sư mới vào ngành và người tự học, nhờ phần tự học và tài liệu tham khảo đầy đủ (phần cuối).

---

Câu hỏi thường gặp (≈ 270 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

   • Dành cho sinh viên đại học chuyên ngành Cơ khí, đặc biệt là các lớp Chế tạo máy năm 2‑3, và cho kỹ sư muốn củng cố kiến thức về máy công cụ truyền thống và CNC.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

   • Kiến thức cơ bản về cơ học, vật liệu, và đồ họa kỹ thuật (được giảng trong các môn nền của chương trình Bách khoa). Khi học chương 9, cần hiểu công thức tốc độ‑cắt và đồ thị V‑n‑S.

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

   • Tập trung đánh giá thực tế các máy trong thực tiễn Việt Nam (máy 1K62, máy tiện T‑630) và cập nhật phần CNC, đồng thời cung cấp bảng tính và sơ đồ động chi tiết.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

   • Bắt đầu với Chương 1 để nắm khái niệm, sau đó thực hành các bài tập tính toán trong Chương 9. Sử dụng tài liệu tham khảo và phần video hướng dẫn được liệt kê ở cuối giáo trình.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

   • Danh mục tài liệu tham khảo (sách của GS. Nguyễn Anh Tuấn, PGS. Nguyễn Hữu Lộc...), file PDF của các sơ đồ động, và bộ mô phỏng CAD/CAM gợi ý (SolidWorks Motion, Mastercam) được cung cấp trong phần Phụ lục.

---

Kết luận (≈ 150 từ)

Giáo trình “Cơ sở máy công cụ” cung cấp một cơ sở kiến thức toàn diện cho sinh viên và kỹ sư, từ nguyên lý động học đến công nghệ CNC hiện đại. Nhờ cấu trúc theo mô‑đun và các bài thực hành tính toán, người học có thể xây dựng lộ trình học từ lý thuyết đến thực tiễn, đồng thời tiếp cận tài liệu tham khảo và công cụ mô phỏng để mở rộng năng lực chuyên môn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Động bọc máy sông cự ee 1.1, Đại cương về máy công cụ 1,2, Chuyển động tạo hình của máy cất kim loại 10 1. Sd đồ kết cấu động học tố hợp chuyển đồng của máy cắt kim loại 1ã 1. Chuyển động của máy cắt kim loại ai 1.

Các cơ cấu truyền dẫn trong máy công cụ 25 1,6. Cơ cấu tổng hợp chuyển động và đảo chiều trong mảy công cụ 32 Chương 2. Công dụng và phân loại máy liên 38 2.2, Máy tiện ren vit van nang 1K62 3Ð 2. Máy tiện ren vit vạn năng T616 55 2.

Máy tiên ren vit van nang 1A616 s2 2.5, May tiện hót lưng 86 2. Mây tiên tự động 76 2. Máy tiện điều khiển số CNC 107 Chương 3. Céng dung, Ký hiệu và phân loạt 116 3.

Máy phay van răng nằm ngang 6H82 (P623) 118 3. Đầu phân độ vạn năng 124 3. Máy phay điều khiển số CNG 132 3. Một số loại máy phay khác 140 Chương 4, Máy chuyển động thẳng 143 4.3, Máy chuốt ` 153 Chương 5.

Mây khoan - doa 456 5. Công dụng và phân loại máy khoan - doa 156 5.2, May khoan ding 24150 16% 5. Máy do 2620A 168 Chương 6. Công dụng và phân loại máy mài 172 8.

Chuyển động cơ bản của máy mài 172 8. Máy mài tròn ngoài 174 6. Máy mài trên trọng 180 8. Máy mài không Tâm.

May mai mat phẳng 190 Chương 7. Máy gia công bánh răng 195 7. Phương pháp gia công bánh ring va phan loại máy gia công bánh rang 198 7. Máy gia công bảnh rang try 197 7.

Máy lần rằng S5M2324A và SK310 201 7,4. Máy xọc răng 210 7,5, Máy gia công bánh răng côn răng thẳng. Máy gia công bánh răng còn răng cong 236 7.7, Máy gia công tính bánh răng 246 Chương 8. Máy gia công tủa lửa điện 262 8.

Phương pháp gia công Ha lửa điện 262 8. Mày gia công lúa lửa điện xung định hình CNC Maho kiểu HS 30ỌE 265 8. May gia công tia lửa điện - cdt day GNC ROBOFIL 390 {elia hang Charmilles) 266 hương 9. Tính toán và điều chỉnh mây 268 9.

Điều chỉnh máy tiện vạn năng 268 - 9. Tính toán điều chỉnh máy tiện tự động 276 Tải liệu tham khảo 307 CHUONG 1 ĐỘNG HỌC MÁY CÔNG CỤ 1.1 ĐẠI CUGNG VE MAY CONG CU (may oft kim loại) 1.1 Khải niệm và lịch sử phát triển của máy công cụ Máy công eụ là những thiết bị, máy móc làm thay đổi hình đáng, kích thước và độ chính mi của chỉ tiết được gia công (theo thiết kế) bằng các phương pháp công nghệ khác nhau từ i. - Chiếc máy công cụ đầu tiên trong lịch sử loại người là máy khoan gỗ dùng đây kéo bằng tay (hình 1.1) được người Ai Cập cổ đại 2 phat minh ra cách đây 3000+ 4000 năm, Sau đó 2000 năm người Ai Cập và Ấn Độ đã phái mình ra máy tiện gỗ đạp chân (hình 4.2), ar ' Tay cầm trì LE Ail2» dụng cụ Ki Mũi khoan Mình 1.1 — Máy khoan gỗ bằng tay Hình †.2~ Máy liên gỗ đạp chân Cuối thế kỹ XV- đầu thế ký XVI Leona de Vinei là một nghệ sĩ lớn đồng thời là một nhà phát minh người Ý đã chế tạo ra các bộ phận cơ bản của máy tiện như: bánh tăng, trục vme, ban dao, v. nhưng nguồn động lực của máy vẫn là sức cơ bắp của con người, Đầu thế kỹ thử XVII người ta đã dùng sức nước là nguồn động lực cho máy công cụ.

Đến năm 1774 John Wilkinson dA che ra đời máy khoan vật liệu thép đầu tiên trên thế giới. Từ đây trả đi cáo nhà sáng chế và phái mình liên tực cho ra đới các loại máy gia công kim loại và không ngừng gái tiến chúng để có những loại máy công cụ đa dạng về chúng loại và khác nhau về kích thước như chúng ta đã và đang thấy hiện nay ở Việt Nam cũng như lrong các nước công nghiệp phát triển trên thế giới. 1,1,3 Xu hướng phát triển và phân loại máy công cụ Những máy công cụ vạn năng như: tiện, phay, khoan, bào, mài, gia công bánh răng, v. theo thời gian đã được cải tiến và phát triển thành các máy bán tự động, tự động, máy tổ hợp, trung tâm gia công, các đường dây tự động lừng phần và toàn phần , Trong những năm gần đây cac nhà sản xuất mây công cụ đã Ứng đụng các thánh tựu khoa học trong công nghệ thông tin, điều khiển số, tự động hoá, vật liệu mới, dụng cụ cắt, ma sắt học.

đổ chế tạo ra các mây DNC, ONC, trung tâm gia công điều khiển số, hệ thống gia công linh hoạt rôbôi hoá, máy tạo mẫu nhanh (RP), máy gia công tia lửa điện, tia Laser v.với năng suất, chất lượng và trình độ tự động hoá ngày cảng cao. Những thế hệ máy mới đã phần nào thoả mãn được yêu cầu trải ngược nhau như chất lượng, năng suất, giá thành, thay đổi sản phẩm và đáp ứng kịp thời, Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVNJ thì máy công cụ bao gồm 5 loại sau đây: ~ Máy cắt kim loại, ` - Máy gia công gỗ, ~ May gia công âp lực, - Máy hắn, ~ Mây đúc,. Máy công cụ trong ngành chế tạo máy cô nhiều chủng loại và kích thước khác nhậu, trong đó chủ yếu là máy cắt kim loại dùng đỗ chế tạo các chỉ tiết kim loại bằng phương pháp Sắt gọt kim loại có phơi từ phôi. Máy cắt kim loại trong ngành chế tạo máy được phân loại then hai nguyên tae chung đó là: theo phương pháp cắt và theo trình độ vạn năng.

Phân loại theo nhương phán cắt bao gồm các nhôm máy cất kim loạt sau: máy tiện, mày phay, mày khoan, máy bào, máy mài, v. Phân loại thao trình độ vận năng bao gồm ba nhôm máy cắt kim loại sau; máy vạn năng rộng, máy chuyên môn hoá và mãy chuyên đừng. Máu vạn năng rộng là loại máy thích hợp với loại hình sửa chữa, sản xuất đơn chiếc, sẵn lượng nhỏ, Máy chuyên môn họa là những máy đùng để gia công một toại hay một vài loại chỉ tiết máy có kích thước Khác nhau. Mỏ chủ yếu được dùng trong sẵn xuất hàng loạt.

Máy chuyên dùng là loại máy được sử đụng để gia công những chỉ tiết máy cô cùng loại kích thước với số lượng lớn. Theo sự phân loại trên để xác định các loại máy khảo nhau, cẩn căn cứ vào ký hiệu lên của mày theo cáo chữ cái và chữ số, VI dụ: May tiện của Việt Nam ; T820 p Tién pRen vit vạn năng bomen Chiéu Cad tam [én nhất: 200mm May tiện cilia Lién X6 off > 1K62 > Tién *Cải tiến lần thứ K » Ren vit vạn năng L_—y. Chiều cao tâm lớn nhất; 200mm 1. CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH CỦA MÁY CẮT KIM LOẠI 1.1 Bề mặt gia công Các bê mặt của chỉ tiết gia công thường gặp trong ngành chế tạo máy rất đa đang về kích thước và phong phú về hình dạng.

Nhưng phần lớn chúng đều thuộc các dạng bề mặt cơ HÀ bản như sau: dạng các bề mặt có đường chuẩn là đường tron, dang cdc bể mặt có đường Chuẩn là đường thẳng, dạng các bể mặt đặc biệt. 1/ Dạng các bề mặt có đường chuẩn là đường tròn Bề mặt có đường chuẩn là đường tròn ià các bổ mặt được tạo thành khi cho đường sinh chuyển động tương đối xung quanh đường chuẩn trên (hình 1.3) với đặc trưng cø bẵn là có trục chuẩn đối xứng hoặc tâm đối xứng. Đường chuẩn (C) Đường sinh (S) - ức s a) Hình trụ b) Hình cân Hình 1.3— Các bỗ mặt gia công tròn xoay đường sinh thẳng Bề mặt trụ là bề mặt tròn xoay có đường sinh thẳng song song với đường tâm khối trụ và đường chuẩn là đường tròn (hình 1.3 a), Bể mặt côn cũng là bể mặt tròn xoay cô đường sinh thẳng giao với đường tâm khối côn vá đường chuẩn là các đường tròn (hình 1. c s $s 8} Hình tang trổng 5) Hinh dang ran ` Hình 1.4 - Các bề mặt gia công đường sinh cong hoặc gẫy khúc Nếu đường sinh ià đường cong (hình 1.4 a) sẽ tạo thành bề mặt tròn xoay có hình tang trống.

Bề mặt hình dạng ren ià bể mặt đặc thù của ngành chế tạo máy có đường sinh là đường gẫy khúc, đường chuẩn là đường tròn và đường thẳng song song với đường tâm khổi ran (nình 1. 2/ Dang bề mặt có đường chuẩn lá đường thẳng.5- Các dạng mặt cô đường chuẩn thẳng a- Đường sinh thẳng tạo ra mặt phẳng; b- Đường sinh cong tạo ra mặt định hình; c- Đường sinh thẳng gẫy khúc lạo ra r:ặt phẳng gấp khúc. ul _ Cac bé mat có đường chuẩn la duéng thdng là những bề mặt được qui ước lạo thành bởi đường sinh là đường thẳng, đường cong hoặc đường gấp khúc chuyển động trượt trên đường chuẩn là dưỡng thẳng được trình bày trên.5-Aa, 3/ Dạng bể mặt đặc biệt (cam, cảnh tuôcbin, răng thân khai.} Các dạng bể mặt đặc biệt là các bề mặt không gian phức tạp có đường chuẩn là đường cong hoặc đường thẳng, đường sinh là các đường thẳng hoặc đường thân khai.Tuy nhiên việc phần biết đường sinh và đường chuẩn chỉ có tính chất tương đối. Tuỷ thuộc vào độ phức tạp của bê mặt gia công, kựa chọn đường sinh và đường chuẩn sẽ đưa đến sơ để động của máy cỏ độ phức tạp khác nhau, Cắc bé mặt đặc biệt này được trình bảy trên hình 1.5-B Các dạng bễ mặt đặc biệt a} Dạng bề mãi cam; b} Dạng bề mặi răng thân khai Để hình thành các dạng bể mặt khác nhau của chỉ tiết gia công trong ngành chế tạo máy cần thiết phải tạo ra các đường sinh và đường chuẩn lương Ứng.

Nếu các bể mặt gia công được tạo thành từ đường sinh là đường thẳng, đường tròn,. đường xoắn acsimet hoặc đường thân khai.thì mày cắt kim loại chỉ cần phối hợp bai chuyển động đơn giãn đó là: thẳng và quay tròn. Để tạo thánh đường sinh là đường hypecbon, đường slip, đường xoắn log. máy cất kim lcại cẩn phải phối hợp hai chuyến động phức lạp đó lá: thẳng và quay tròn Không đếu.2 Chuyển động tạo hình Chuyển động tạo hình của máy công cụ lá các chuyển động tương đối của dao và phôi nhằm tạo ra đường sinh và đường chuẩn, hình thành trực tiếp bề mặt chỉ tiết gia công tran may.

Chuyển động tạo hình cô hai loại: chuyển động tạo hình đơn giản và chuyển động tạo hình phức tạp. 4, Pe 5} oS Hình1.8 - Các chuyén động tạo hình đơn giãn 1ã 1 Chuyển động tạo hình đơn giản là chuyển động tạo hình do các chuyể n động thành phần độc lập thực hiện, không phụ thuộc vào chuyển động khác theo bất cứ qui luật nào.