Giáo trình thực hành phay bào cơ bản: Thao tác và vận hành máy phay, máy bào

• Tác giả: Th.S. Bùi Đức Chinh
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định
• Chuyên ngành: Cơ khí chế tạo máy
• Đề tài: Giáo trình thực hành phay bào cơ bản
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Địa điểm: Nam Định

Tóm tắt

I. Tổng quan về giáo trình thực hành phay bào cơ bản

Giáo trình thực hành phay bào cơ bản là tài liệu đào tạo chuyên ngành cơ khí chế tạo máy. Giáo trình được biên soạn dựa trên chương trình đào tạo theo hệ thống tín chỉ. Nội dung phục vụ giảng dạy cho sinh viên đại học và cao đẳng kỹ thuật công nghệ. Giáo trình bao gồm 13 bài thực hành. Các bài tập tập trung vào kiến thức chuyên môn giúp sinh viên hình thành kỹ năng cơ bản. Người học vận dụng lý thuyết vào thực tế gia công. Giáo trình đảm bảo chất lượng đào tạo ngành cơ khí. Nội dung phù hợp với điều kiện sản xuất hiện tại. Tài liệu được xây dựng tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định. Đây là công cụ quan trọng trong quá trình đào tạo kỹ sư cơ khí. Giáo trình kết hợp kiến thức và kinh nghiệm từ nhiều môn học chuyên ngành. Mục tiêu giúp sinh viên nắm vững thao tác vận hành máy phay và máy bào vạn năng.

1.1. Mục tiêu đào tạo của giáo trình

Giáo trình đặt ra ba mục tiêu đào tạo chính. Thứ nhất là nhận biết các bộ phận chính trên máy phay và máy bào. Thứ hai là vận hành máy đúng trình tự và đúng thao tác. Thứ ba là đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Sinh viên cần gia công được các loại mặt phẳng như mặt phẳng đơn, song song, vuông góc và nghiêng. Người học phải thành thạo gia công các loại rãnh vuông, rãnh then, rãnh đuôi én. Giáo trình yêu cầu kỹ năng gia công bánh răng và trục then hoa.

1.2. Đối tượng và phạm vi áp dụng

Giáo trình phục vụ sinh viên chuyên ngành công nghệ chế tạo máy. Đối tượng áp dụng là sinh viên hệ đại học và cao đẳng kỹ thuật công nghệ. Phạm vi đào tạo thuộc Bộ môn cơ khí chế tạo máy, Khoa cơ khí. Giáo trình phù hợp với khung chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí. Nội dung áp dụng cho cả giảng viên và học viên trong quá trình dạy-học. Tài liệu cũng hữu ích cho kỹ thuật viên muốn nâng cao tay nghề. Người học cần có kiến thức nền tảng về cơ khí trước khi thực hành.

II. Phân tích nội dung và cấu trúc bài thực hành

Giáo trình thực hành phay bào cơ bản gồm 13 bài thực hành được sắp xếp logic. Bài đầu tiên tập trung vào thao tác vận hành máy phay và máy bào. Người học nhận biết công dụng của từng loại máy trong sản xuất. Máy phay gia công được nhiều loại bề mặt khác nhau. Các loại bề mặt bao gồm mặt phẳng, rãnh và bánh răng. Chuyển động tạo hình là chuyển động tương đối giữa dụng cụ cắt và chi tiết. Dao quay tròn tạo mô men cắt trên trục chính. Phôi gá trên bàn máy thực hiện chuyển động tịnh tiến. Tốc độ cắt được tính bằng công thức V=π.D.n/1000. Chuyển động chạy dao gồm chạy dao dọc, ngang và đứng. Mỗi bài thực hành có mục tiêu rõ ràng và yêu cầu kỹ thuật cụ thể. Sinh viên phải đạt được độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt theo bản vẽ.

2.1. Chuyển động tạo hình trên máy phay

Chuyển động tạo hình trên máy phay gồm hai thành phần cơ bản. Đó là chuyển động quay của dao phay và chuyển động tịnh tiến của phôi. Dao phay được gá trên trục chính máy và quay liên tục. Phôi được cố định trên bàn máy bằng đồ gá chuyên dụng. Bàn máy di chuyển theo hướng dọc, ngang hoặc đứng để tạo hình. Tốc độ cắt phụ thuộc vào đường kính dao và số vòng quay. Công thức tính tốc độ cắt là V=π.D.n/1000 (m/phút). Số vòng quay của dao được điều chỉnh thông qua hộp tốc độ. Người vận hành cần chọn đúng thông số để đảm bảo chất lượng gia công.

2.2. Hệ thống chạy dao và điều chỉnh

Hệ thống chạy dao trên máy phay gồm ba phương hướng chính. Chạy dao dọc thực hiện qua cơ cấu cần lắc và con cóc. Chạy dao ngang điều chỉnh bằng vô lăng trên xà ngang. Mỗi vòng quay vô lăng bàn máy dịch chuyển 12mm. Lượng chạy dao tự động thay đổi từ 0,33 đến 3,3mm mỗi hành trình. Điều chỉnh thực hiện bằng cách xoay nắp che bánh răng con cóc. Người vận hành đảo chiều chuyển động bằng cách xoay con cóc 180 độ. Ngừng chạy dao bằng cách xoay con cóc 90 độ. Hệ thống này đảm bảo gia công chính xác và hiệu quả.

III. Kỹ thuật gia công và phương pháp thực hành

Kỹ thuật gia công phay bào đòi hỏi sự chính xác cao trong từng thao tác. Phương pháp phân độ đơn giản áp dụng cho chia chi tiết thành các phần bằng nhau. Các số phân độ phổ biến là 17, 19, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28. Phương pháp phân độ vi sai dùng cho các số phức tạp hơn như 67, 69, 71, 73. Cầu vi sai là bộ phận quan trọng trong phân độ không theo đường thẳng. Khi phay mặt phẳng ngang, người thợ cần chọn máy, dao và đồ gá hợp lý. Yêu cầu kỹ thuật bao gồm độ chính xác kích thước và sai lệch hình dáng. Độ không phẳng, độ lồi, độ lõm cần được kiểm soát chặt chẽ. Chất lượng bề mặt đánh giá qua độ nhấp nhô tế vi. Đồ gá phổ biến gồm vấu kẹp và ê tô hàm song song. Trình tự gia công phải tuân thủ đúng quy trình để đạt hiệu quả tối ưu.

3.1. Phương pháp phân độ và chia chi tiết

Phương pháp phân độ đơn giản áp dụng khi chia chi tiết thành các phần bằng nhau. Các số phân độ đơn giản bao gồm 17, 19, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38. Phương pháp phân độ vi sai sử dụng cầu vi sai trên máy phay. Các số phân độ phức tạp là 67, 69, 71, 73, 77, 79, 81, 83, 87, 89, 91, 93, 97, 99, 101, 103, 107, 109. Cầu vi sai gồm các bánh răng z1, z2, z3, z4 và z5. Bánh răng z5 lắp lồng không vào trục trung gian. Kỹ thuật viên chọn số răng phù hợp với khoảng cách giữa hai trục.

3.2. Kỹ thuật phay mặt phẳng đạt chuẩn

Phay mặt phẳng ngang yêu cầu nhiều tiêu chí kỹ thuật nghiêm ngặt. Độ chính xác kích thước phải đạt theo bản vẽ chế tạo. Sai lệch hình dáng gồm độ không phẳng, độ lồi và độ lõm. Sai lệch vị trí tương quan bao gồm độ không song song và không vuông góc. Đồ gá phổ biến là vấu kẹp dùng cho chi tiết lớn hoặc phức tạp. Étô hàm song song kẹp bằng tay có đế xoay giúp định vị chính xác. Người thợ cần kiểm tra bề mặt sau gia công bằng thước đo. Chất lượng bề mặt phụ thuộc vào tốc độ cắt và lượng chạy dao. Tuân thủ trình tự gia công đảm bảo sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật.

IV. Kết luận và ứng dụng giáo trình vào thực tế sản xuất

Giáo trình thực hành phay bào cơ bản đóng vai trò then chốt trong đào tạo kỹ sư cơ khí. Nội dung giáo trình giúp sinh viên hình thành kỹ năng thực hành vững chắc. Kiến thức từ giáo trình áp dụng trực tiếp vào sản xuất công nghiệp. Ngành cơ khí chế tạo máy là nền tảng cho công nghiệp hóa đất nước. Giáo trình kết hợp lý thuyết và thực hành một cách hiệu quả. Sinh viên sau khi hoàn thành có khả năng vận hành máy phay và máy bào thành thạo. Kỹ năng gia công mặt phẳng, rãnh và bánh răng được rèn luyện qua 13 bài tập. Giáo trình phù hợp với xu hướng phát triển công nghệ hiện đại. Chất lượng đào tạo được đảm bảo theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Đây là tài liệu không thể thiếu trong chương trình đào tạo cơ khí. Nội dung giáo trình cần được cập nhật thường xuyên để bắt kịp công nghệ mới.

4.1. Ứng dụng trong đào tạo nguồn nhân lực

Giáo trình thực hành phay bào cơ bản là công cụ đào tạo hiệu quả. Sinh viên chuyên ngành cơ khí chế tạo máy sử dụng giáo trình làm tài liệu chính. Giáo trình giúp người học tiếp cận thực tế sản xuất ngay từ giảng đường. Kỹ năng vận hành máy được hình thành qua các bài tập thực hành cụ thể. Chương trình đào tạo theo hệ thống tín chỉ tạo tính linh hoạt cho người học. Giáo trình đóng góp vào việc nâng cao chất lượng nguồn nhân lực cơ khí. Sinh viên tốt nghiệp có đủ năng lực làm việc trong nhà máy sản xuất. Đây là cầu nối giữa lý thuyết và thực hành nghề nghiệp.

4.2. Giá trị thực tiễn trong sản xuất công nghiệp

Kiến thức từ giáo trình áp dụng rộng rãi trong ngành sản xuất công nghiệp. Kỹ thuật phay mặt phẳng dùng trong chế tạo chi tiết máy chính xác. Phương pháp phân độ áp dụng khi gia công bánh răng và trục then hoa. Kỹ năng vận hành máy phay bào là yêu cầu cơ bản cho thợ cơ khí. Giáo trình phù hợp với điều kiện sản xuất hiện tại ở Việt Nam. Doanh nghiệp cơ khí cần nguồn nhân lực được đào tạo bài bản. Giáo trình giúp rút ngắn thời gian đào tạo tại chỗ cho công nhân mới. Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho kỹ thuật viên sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI NÓI ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hoá hoá, hiện đại hoá đất nƣớc, vị trí của ngành công nghiệp cơ khí là rất quan trọng, trong đó ngành công nghệ chế tạo máy đóng vai trò then chốt. Việc biên soạn giáo trình môn học thực hành phay- bào cơ bản dùng làm tài liệu để giảng dạy, học tập cho sinh viên chuyên ngành cơ khí chế tạo máy thuộc Bộ môn cơ khí chế tạo máy - Khoa cơ khí, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Nam Định đang đặt ra vấn đề cấp thiết. Tập giáo trình này dựa trên cơ sở chƣơng trình đào tạo theo hệ thống tín chỉ, dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên chuyên ngành công nghệ chế tạo máy theo khung chƣơng trình đào tạo kỹ sƣ cơ khí hệ đại học và cao đẳng kỹ thuật công nghệ. Nội dung của giáo trình tập trung chủ yếu giới thiệu về thao tác, vận hành máy phay- bào vạn năng, các phƣơng pháp gia công cơ bản trên máy phay - máy bào, các bài tập ứng dụng cho phần thực hành. Nó dựa trên cơ sở kết hợp, vận dụng kiến thức và kinh nghiệm của các môn học khác thuộc lĩnh vực chuyên môn cơ khí chế tạo máy, góp phần nâng cao kiến thức cho sinh viên, đồng thời đảm bảo chất lƣợng đào tạo của ngành cơ khí, phù hợp với điều kiện sản xuất hiện tại và xu hƣớng phát triển tất yếu của xã hội. Giáo trình thực hành phay - bào cơ bản gồm 13 bài thực hành, đây là những nội dung chủ yếu về kiến thức chuyên môn giúp sinh viên hình thành kỹ năng cơ bản thông qua việc vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế gia công đƣợc bài tập đúng yêu cầu kỹ thuật. Do biên soạn lần đầu, giáo trình này chắc chắn vẫn còn những sai sót. Chúng tôi rất mong đợi và trân trọng cảm ơn những ý kiến trao đổi của quý vị độc giả và các bạn đồng nghiệp để giáo trình hoàn thiện hơn. Những ý kiến đóng góp xin gửi về Bộ môn cơ khí chế tạo máy - Khoa cơ khí, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Nam Định. S Bùi Đức Chinh Th. S Trần Công Chính 1 BÀI 1: THAO TÁC VẬN HÀNH MÁY PHAY, MÁY BÀO A. MỤC TIÊU - Nhận biết đƣợc các bộ phận chính trên máy phay, máy bào - Vận hành đƣợc máy phay, máy bào đúng trình tự, đúng thao động tác - Đảm bảo an toàn cho ngƣời và thiết bị. Công dụng của máy phay. - Gia công đƣợc các loại mặt phẳng: mặt phẳng đơn, mặt phẳng song song vuông góc, mặt phẳng nghiêng; mặt bậc. - Gia công đƣợc các loại rãnh: rãnh vuông, rãnh then, rãnh đuôi én, rãnh chữ T, rãnh chữ V, rãnh răng dao phay. - Gia công đƣợc các loại bánh răng, thanh răng nhƣ bánh răng trụ răng thẳng, bánh răng trụ răng xoắn, bánh răng côn. - Gia công đƣợc các loại ly hợp mặt đầu, trục then hoa. - Gia công đƣợc các loại cam nhƣ cam đĩa, cam thùng. Chuyển động tạo hình của máy phay Là chuyển động tƣơng đối của dụng cụ cắt và chi tiết gia công. Dao đƣợc gá trên trục chính quay tròn tạo mô men cắt, phôi gá trên bàn máy thực hiện tịnh tiến để cắt hết bề mặt gia công. Tốc độ cắt v: Ký hiệu (m/phút) Là quãng đƣờng (đo bằng mét) mà một điểm trên lƣỡi cắt chính ở cách trục xa  .n nhất đi đƣợc trong một phút V  (m/phút) 1000 Xác định số vòng quay của dao phay trong một phút ta có công thức: 1000. Chuyển động chạy dao Chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của bàn máy mang phôi (Bàn máy chuyển động theo 3 phƣơng X, Y Z tƣơng ứng với chuyển động chạy dao dọc, chạy dao ngang và chạy dao thẳng đứng). Chuyển động chạy dao có thể liên tục và có thể gián đoạn. Khi phay, ngƣời ta phân biệt các dạng Z lƣợng chạy dao nhƣ sau: lƣợng chạy dao một răng, lƣợng chạy dao một vòng và lƣợng chạy dao trong một phút. Sđ - Lƣợng chạy dao răng (Sz, mm/răng), là Sd X lƣợng dịch chuyển của bàn máy mang chi Sn tiết gia công hay lƣợng dịch chuyển của đầu máy mang dao khi dao quay đƣợc Y một răng. C¸c chuyÓn ®éng chạy dao của - Lƣợng chạy dao vòng (sv, mm/vòng), là máy phay lƣợng dịch chuyển của bàn máy mang chi tiết gia công hay lƣợng dịch chuyển của đầu máy mang dao sau một vòng quay của dao phay. z - Lƣợng chạy dao phút (sph, mm/phút), là lƣợng dịch chuyển của bàn máy mang chi tiết gia công hay lƣợng dịch chuyển của đầu máy mang dao trong một phút. Đặc tính kỹ thuật Đặc điểm của máy phay loại này là có trục chính nằm ngang và có ba chuyển động chạy dao vuông góc với nhau: chuyển động dọc, chuyển động ngang và chuyển động thẳng đứng. Tay quay chuyÓn ®éng däc bµn m¸y b»ng tay 2.Tñ ®Ó chøa c¸c dông cô ®iÖn 13. V« l¨ng chuyÓn ®éng däc bµn m¸y b»ng tay 4. Tay g¹t ch¹y dao ngang vµ th¼ng ®øng b»ng tay 5 . Nót chØ tèc ®é trôc chÝnh 15. C«ng t¾c më trôc chÝnh 6. B¨ng tr-ît nagng 17. V« l¨ng cña chuyªn ®éng ngang bµn m¸y b»ng 7. §Çu tr-ît ngang tay 18. Tay quay ly hîp cña chuyªn ®éng th¼ng ®øng 8. Gi¸ ®ì ®Çu tr-ît ngang bµn m¸y b»ng tay 9. Lç c«n trôc chÝnh ®Ó g¸ trôc dao 19. Tay n¾m ®iÒu chØnh b-íc tiÕn bµn m¸y ngang. B¨ng tr-ît ®øng 20. Thân máy - Thân máy là một chi tiết hình khối hộp lớn 7 bằng gang, thân đƣợc 5 6 8 9 12 13 đúc rỗng và chứa tất cả 11 10 các chi tiết khác của máy. 4 - Thân máy có khả 15 16 năng chống rung động, 14 17 có độ cứng vững cao, đảm bảo yêu cầu là 18 phải chạy đƣợc êm khi 3 2 mang tải nặng. 1 20 19 - Bên trong phần rỗng H×nh 1. C¸c bé phËn cña m¸y phay ngang 6P82 4 của thân máy đƣợc bố trí các cơ cấu truyền tải: Động cơ điện, hộp tốc độ, để truyền chuyển động cho trục chính. Đế máy - Đế máy là một phần bệ máy, toàn bộ các bộ phận của máy đều đƣợc lắp đặt trên đế. - Đế máy đƣợc chế tạo bằng gang, có hình khối hộp rỗng và chịu đƣợc rung động lớn. - Đế máy đƣợc bắt chặt xuống nền xƣởng bằng các bu lông nền. Phần rỗng của đế máy dƣợc dùng để chứa dung dịch trơn nguội. Thân ngang và giá đỡ phụ. - Thân ngang đƣợc lắp trên thân máy và dùng để lắp giá H×nh 1. M¸y phay ngang 6P82 đỡ trục dao. - Thân ngang và giá đỡ phụ cùng trƣợt trong rãnh trƣợt mang cá. - Đối với những máy phay lớn trục gá dao dài có thể gia công đồng thời bằng nhiều dao. - Giá đỡ phụ làm tăng độ cứng vững của trục dao. - Đế máy, thân ngang, thân máy kết hợp với nhau tạo thành khung máy làm tăng khả năng chống rung động của máy. Bệ côngxôn - Đƣợc lắp với hai sống trƣợt trên thân máy có tác dụng nâng đỡ toàn bộ hệ thống bàn máy. Bên trong có chứa động cơ hộp bƣớc tiến, bên ngoài có lắp đĩa chia trị số 5 bƣớc tiến, công tắc tắt mở trục chính, tay quay và cam xoay điều khiển chuyển động của bàn máy. Bàn máy - Bàn máy đƣợc lắp với bệ côngxôn và chuyển động dọc theo sống trƣợt trên thân máy. - Bàn máy dùng để lắp chi tiết gia công hoặc đồ gá. - Trên bề mặt của bàn máy đƣợc chế tạo các rãnh chữ T thông suốt để luồn bu lông khi lắp ghép. Trục chính - Trục chính của máy đƣợc đỡ trong thân máy, là trục công tác chính và tạo ra chuyển động chính trong quá trình cắt gọt. - Cổ trục chính dùng để gá lắp trục gá dao. Trục chính cùng với đầu trục dao đƣợc chế tạo lỗ côn và bạc côn ngƣợc chiều nhau. - Cũng có loại máy phay trục chính có bạc moóc dùng để gá lắp dụng cụ cắt. Trục gá dao - Là một chi tiết thuộc phụ tùng máy phay, dao đƣợc gá lắp ở trên trục gá dao. Hộp tốc độ - Chuyển động chính hay chuyển động cắt đƣợc thực hiện qua trục chính. Nguồn động lực chính đƣợc nhận từ một động cơ thông qua hộp tốc độ. Trên máy 6P82 gồm 18 cấp tốc độ, tốc độ nhỏ nhất là 31,5 vòng/phút, tốc độ lớn nhất là 1600 vòng/phút. - Sự thay đổi tốc độ vòng quay của chuyển động chính là nhờ hộp tốc độ (gọi là hộp truyền động chính). Muèn thay ®æi tèc ®é chØ cÇn ®-a tay g¹t ®Õn tõng vÞ trÝ mòi tªn lµ ®-îc. Thao tác, vận hành máy 3.1 Thao tác, vận hành máy phay ở trạng thái không làm việc a. Chọn tốc độ trục chính. 6 - Đặc điểm chuyển động chính của máy là chuyển động quay tròn của trục chính tạo ra chuyển động cắt. - Tốc độ của máy đƣợc điều chỉnh bằng đĩa quay. Muốn thay đổi tốc độ của máy ta xoay đĩa theo vạch mốc của thân máy, đĩa chia hộp tốc độ trên thân máy dịch chuyển từng nấc giá trị quay của trục chính đƣợc xác định nhờ vào kim chỉ hộp tốc độ trên thân máy b. Thay đổi chiều quay trục chính. - Trục chính của máy phay có thể quay đƣợc theo hai chiều. Muốn thay đổi chiều quay của trục chính ta ấn nút công tắc trên bảng điện về vị trí theo bảng chỉ dẫn. Nếu muốn công tắc bơm nƣớc hoạt động thì tiếp tục xoay công tắc xuống vị trí có ký hiệu vòi phun nƣớc, nƣớc theo đƣờng ống tƣới nguội vùng cắt gọt. Chọn bước tiến của bàn máy - Khi làm việc bàn máy phay sẽ thực hiện các chuyển động của bƣớc tiến và chuyển động điều chỉnh. - Bàn máy chuyển động theo hệ trục vuông góc X,Y,Z. Cả 3 chuyển động này đƣợc điều chỉnh bằng một tay quay. Để thực hiện mỗi chuyển động cần phối hợp giữa cam xoay và tay gạt - Bàn máy có thể điều khiển bằng tay hoặc chạy tự động * Điều khiển bàn máy bằng tay. + Chuyển động của bàn máy theo chuyển động dọc (trục X) - Muốn chuyển động của bàn máy theo trục X ta phải quay tay quay dịch chuyển dọc. Một vạch du xích bàn máy dịch chuyển đƣợc 0. Muốn dịch chuyển bàn máy theo trục X bằng tay quay vô lăng ta đƣa tay gạt về đúng vị trí. Quay một vòng vô lăng bàn máy dịch chuyển đƣợc 4 mm, tƣơng ứng một vạch du xích bàn máy dịch chuyển đƣợc 0.05 mm + Chuyển động của bàn máy theo chuyển động ngang (trục Y) 7 - Để dịch chuyển bàn máy theo trục Y ta quay tay quay thuận chiều kim đồng hồ.