Công Nghệ HCV: Chia sẻ kiến thức, Kĩ năng về Công nghệ chế tạo máy
Bạn cũng thể xem trước tại đây:
Hi vọng, bài viết về Giáo trình máy công cụ này hữu ích với bạn. Có gì trao đổi hãy để lại bình luận nha.
Ở trong bài viết trước, chúng ta đã cùng tìm hiểu về khái niệm máy cắt kim loại và tìm hiểu về môn học máy công cụ cắt gọt kim loại. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về các dạng bề mặt gia công và các phương pháp tạo hình những bề mặt gia công trong công nghệ chế tạo máy.
Từ khóa cho bài viết này: Có những loại máy công cụ nào? Bề mặt gia công, Các Phương pháp tạo hình.
Bề mặt hình học của chi tiết máy rất đa dạng và chế tạo các bề mặt này 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 công cụ tạo ra bề mặt đó, người ta cần nghiên cứu các dạng bề mặt gia công trên máy cắt kim loại. Các dạng bề mặt thường gặp là: Dạng trụ tròn xoay, dạng mặt phẳng và dạng phức tạp.
Dạng bề mặt trụ tròn xoay có thể được tạo ra từ các đường sinh là đường thẳng hoặc đường tròn.
Dưới đây là những bạn về mặt tròn xoay thường gặp:
- Đường chuẩn là đường tròn kết hợp đường sinh thẳng
Thể hiện mặt trụ được hình thành do đường sinh là đường thẳng quay chung quanh đường chuẩn là đường tròn.
- Đường chuẩn tròn kết hợp đường sinh gãy khúc
Dạng bề mặt tròn xoay, đường chuẩn tròn, đường sinh gãy khúc
- Đường chuẩn là đường tròn, đường sinh cong
Dạng bề mặt tròn xoay, đường chuẩn tròn, đường sinh cong
Trong công nghệ chế tạo máy, dạng mặt phẳng được tạo ra do đường sinh gãy khúc, hoặc đường sinh thẳng kết hợp với đường chuẩn thẳng. như thế chúng ta có các dạng bề mặt thường gặp trong phay, bào, xọc .
Dưới đây là minh họa cho những trường hợp đặc biệt Của mặt phẳng gia công kể trên.
- Đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh thẳng
Dạng bề mặt phẳng, đường chuẩn thẳng, đường sinh thẳng
- Đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh gãy khúc
- Đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh cong
Các dạng bề mặt gia công đặc biệt được kẻ tới bao gồm: mặt trụ, mặt nón không tròn xoay và mặt dạng cam.
Ngoài ra, bề mặt đặc biệt còn có dạng thân khai, acsimet, cánh tuabin , mái chèo v.v…
Tóm lại, từ các dạng bề mặt nói trên, ta có thể tạo ra chúng bởi hai loại đường sinh sau đây:
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 đều của máy tạo nên như đường parabol, hypebol, elip, xoắn logarit … cần có những kết cấu máy phù hợp để thực hiện các chuyển động phức tạp này .
Những đường sinh nói trên chuyển 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 chuyển 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.
Là phương pháp hình thành bề mặt gia công do tổng cộng các điểm chuyển động của lưỡi cắt, hay là quỹ tích của các chất điểm hình thành nên bề mặt gia công.
Là phương pháp tạo hình bằng cách cho cạnh lưỡi cắt trùng với đường sinh của bề mặt gia công.
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.
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 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.
Chuyển động tạo hình phức tạp: là chuyển động có các cơ cấu chấp hành phụ thuộc vào nhau.
Chuyển động tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp:
Là chuyển động có các chuyển động cho cơ cấu chấp hành phụ thuộc và không phụ thuộc vào nhau.
Trên đây là một số cách phân loại chuyển nhượng tạo hình có thể có những cách phân loại khác nhau nhưng nó cùng dựa trên cơ sở này.
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.
Máy công cụ (Machine) là loại máy dùng trong lĩnh vực cơ khí, nó tạo ra khuôn đúc, chi tiết máy, linh kiện, … để cấu tạo nên các máy móc khác. Vì vậy, máy công cụ còn được gọi là máy mẹ. Trong cơ khí chế tạo hoặc sửa chữa cơ khí, thường dùng đến những máy công cụ như: máy phay, máy tiện, máy bào, máy khoan, máy mài, máy cắt, …
Về cơ bản, hoạt động của Máy công cụ bao gồm chuyển động chính và chuyển động chạy dao. Các chuyển động này được tạo ra do sự kết hợp giữa chuyển động của bàn máy và chuyển động của dao cụ; ở hầu hết các máy công cụ, chuyển động nào có tốc độ lớn hơn sẽ là chuyển động chính, chuyển động có tốc độ thấp hơn gọi là chuyển động chạy dao.
Các máy công cụ hoạt động bằng cách cắt bỏ phần lượng dư gia công để được chi tiết sản phẩm, quá trình cắt gọt này được vận hành theo nguyên lý cắt gọt và tuân theo quy trình công nghệ chế tạo máy.
Đối tượng gia công của các máy công cụ có thể là kim loại, vật liệu gỗ hay nhựa tổng hợp (Plastic). Trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, các máy công cụ sẽ làm việc với phôi liệu là kim loại hoặc hợp kim, vì vậy, nó được gọi tường minh hơn là Máy công cụ cắt gọt kim loại.
Dao cắt (Tool) có thể là mũi khoan, dao endomiru, dao thông thường như dao phay, dao tiện, dao bào, dao doa, ... Đầu kẹp (hay collet - một loại đồ gá dao cho dao cắt dạng trụ) dùng để giữ chặt dao cắt, đảm bảo cho đường dao cắt (Tool path) "ăn" vào vật liệu gia công (phôi) một cách chính xác hơn.
Những năm gần đây, máy công cụ điều khiển số (hay máy gia công CNC) có tự động hoá hộp số điều khiển cho hiệu quả năng suất cao và được áp dụng nhiều trong gia công cơ khí chính xác.
Mời bạn xem thêm các tài nguyên dạng video trên kênh Youtube: The CNC – Kho học liệu CAD/CAM/CNC miễn phí tại đây nhé.
Rất khó xác định được máy công cụ được phát minh vào thời gian nào. Tìm hiểu lịch sử phát triển của máy công cụ, vào khoảng năm 1200 kỉ nguyên trước, người ta đã khai quật được một chậu cây được cho rằng đã được gia công bằng Máy tiện (Lathe). Nói chính xác hơn về sự phát triển của máy công cụ, là từ thế kỉ 14, do cần thiết phải gia công chính xác. Tuy nhiên, sự xuất hiện của máy công cụ thực sự bứt phá là phát minh ra máy chạy bằng hơi nước vào thế kỉ 18, mở ra thời đại gia công độ chính xác cao bằng piston và xi lanh.
Với phát minh ra máy tính vào nửa đầu thế kỉ 20, việc điều khiển tự động hoá máy công cụ có thêm bước tiến mới (Rôbốt hoá, bán tự động và tự động toàn phần).
Một số loại máy công cụ được kể tới, bao gồm:
Máy tiện: Máy tiện rơ-vôn-ve, máy tiện vạn năng, máy tiện CNC, …
Máy phay: Máy phay đứng, máy phay nằm ngang, máy phay đứng nằm kết hợp, máy phay vạn năng, máy phay CNC;
Máy bào ngang;
Máy mài: máy mài hai đá, máy mài vô tâm, máy mài tròn trong, máy mài tròn ngoài, máy mài phẳng…
Máy cắt răng: Máy phay lăn răng, Máy tạo dạng răng, …
Máy khoan lỗ: máy khoan đứng, máy khoan bàn, máy khoan cầm tay, máy khoan cần, …
Máy tiện doa lỗ.
Máy gia công xung điện: Máy gia công xung điện cắt dây, Máy gia công xung điện khắc hình, …
Máy chuốt: để gia công tinh
Máy cưa đai: Máy cưa vòng để cắt rời chi tiết bằng động cơ điện.
Máy có điều khiển số: máy tiện CNC, máy phay CNC, Trung tâm gia công CNC, … Xem thêm: Trung Tâm Gia Công CNC 3 Trục, Đập hộp và Lắp Đặt Máy phay CNC 3 Trục trên kênh video The CNC
Máy gia công dùng tia nước
Máy gia công La-de (Laser)
Máy gia công electron
Trong chương trình nghiên cứu của hệ trung cấp, cao đẳng dành cho học viên chuyên ngành công nghệ cơ khí, môn học máy công cụ được nghiên cứu từ 2 đến 3 đơn vị học trình (khoảng 44 đến 60 tiết) trong đó có có bao gồm nội dung tham quan thực tập các máy công cụ.
Tùy theo kết cấu của chương trình học tập của từng trường, môn học máy công cụ có thể bao gồm những nội dung sau:
Chương 1 - Những Khái niệm cơ bản về về máy công cụ
Chương 2 - Cơ sở tạo hình hình trong hoạt động của các máy công cụ
>>Xem thêm: NGUYÊN LÝ TẠO HÌNH BỀ MẶT GIA CÔNG TRÊN MÁY CÔNG CỤ
Chương 3 - Nguyên lý hoạt động của một số máy công cụ điển hình và khả năng gia công của các máy công cụ thường gặp.
Chương 4 - Thực hành, thực tập máy công cụ thông dụng tại xưởng gia công cơ khí.
Hi vọng rằng, với những chia sẻ vừa rồi, Các bạn có thể hiểu rõ ràng hơn về máy công cụ cắt gọt kim loại cũng như có thêm kiến thức cơ sở về công nghệ chế tạo máy. Chúc các bạn thành công trong lĩnh vực gia công cơ khí.
Tìm hiểu về máy Công cụ: Link Bài viết Máy Công cụ là gì? Môn học Máy công cụ nghiên cứu những gì? Bao lâu?
Đề xuất liên quan chủ đề Môn học máy công cụ:
Trong công nghệ chế tạo máy, gia công chi tiết cần có hình dạng, kích thước đạt yêu cầu kĩ thuật và đảm bảo chất lượng bề mặt. Mời bạn tìm hiểu bài viết “NGUYÊN LÝ TẠO HÌNH BỀ MẶT GIA CÔNG TRÊN MÁY CÔNG CỤ” với các nội dung chính sau đây:
Các bề mặt gia công trên máy công cụ
Phương pháp tạo hình bề mặt gia công
Các bề mặt trên vật gia công
Bài viết này thuộc chủ đề Giáo trình Công nghệ chế tạo máy và Nguyên lý cắt gọt bằng máy công cụ. Bạn có thể tìm đọc lại bài viết này bằng các từ khóa: Giáo trình, Công nghệ chế tạo máy, Nguyên lý cắt gọt kim loại, máy công cụ, Các Phương pháp tạo hình, Bề mặt gia công, là gì? Tải về.
Link tải file bài viết này Nếu cần, bạn có thể tham khảo Cách tải file tài liệu trên Blog Công Nghệ HCV về máy tính tại đây nhé.
Bề mặt của các chi tiết máy, khí cụ và dụng cụ rất đa dạng. Trên máy công cụ, với quá trình cắt bằng các dụng cụ cắt khác nhau, ta có thể tạo ra bề mặt có hình dạng bất kỳ.
Xem thêm: Máy công cụ là gì?
Có nhiều cách phân loại bề mặt gia công, song thuận tiện hơn cả là phân loại theo hình dạng bề mặt như: mặt phẳng, mặt trụ tròn và không tròn, mặt côn tròn và không tròn, mặt kẻ khai triển và không khai triển, mặt cầu v.v…
Có thể coi các bề mặt chi tiết gia công là quỹ tích các đường sinh tạo hình chuyển động theo đường chuẩn.
Do tính bất biến hay biến đổi hình dạng của các đường sinh theo thời gian, chúng ta có thể phân loại bề mặt gia công ra thành ba nhóm:
Nhóm cả hai đường sinh, đường chuẩn đều không đổi;
Nhóm có một đường sinh cố định và một đường chuẩn biến đổi;
Nhóm cả hai đường sinh, đường chuẩn đều biến đổi.
Ví dụ: mặt phẳng được tạo hình do đường sinh thẳng 1 chuyển theo đường chuẩn thẳng 2 (hình I – 1a); mặt trụ tròn được tạo hình do đường sinh thẳng 1 di chuyển theo đường chuẩn tròn 2 (hình I – 1b) hoặc do đường sinh tròn 1 di chuyển theo đường chuẩn 2 (hình I – 1c); mặt răng thân khai (thuộc họ mặt kẻ khai triển) được tạo hình do đường sinh thân khai 1 trượt dọc theo đường chuẩn 2 (hình I – 1d) hoặc do đường sinh thẳng 1 trượt theo đường chuẩn thân khai 2 (hình I – 1e); mặt côn được tạo hình do đường sinh thẳng 1 di chuyển theo đường chuẩn tròn 2 mà đường sinh này luôn luôn hợp với đường trục đi qua tâm đường chuẩn một góc không đổi (hình I – 1f).
Thực ra, mỗi chi tiết gia công trên máy ít khi chỉ có một bề mặt (viên bi), mà đa số các phôi gia công được giới hạn bởi một số bề mặt có các đường chuyển tiếp giữa chúng. Toàn bộ bề mặt chi tiết máy là do tập hợp các bề mặt thành phần tạo ra có sự phân bố nhất định.
Ví dụ: trục vít có nhiều đầu mối là tập hợp các mặt trụ và xoắn phân bố đối xứng quanh cùng một trục (trục tâm của trục vít).
Tóm lại, có thể tạo hình các dạng hình học của đa số bề mặt chi tiết máy bằng cách dùng các đường sinh sau đây :
Đường sinh do máy chỉ có chuyển động quay và thẳng đều tạo ra như: đường thẳng, đường tròn hay cung tròn, đường xoắn trên mặt trụ (hoặc côn), đường xoắn Acsimét, …
Đường sinh do máy có chuyển động thẳng và quay đơn giản đều và không đều tạo ra như: đường parabol,đường hypecbol, đường elíp, đường xoắn logarit v.v...
Trong điều kiện gia công thực tế, không tồn tại các đường gia công kể trên, mà chúng được tạo ra do sự tổ hợp các chuyển động thẳng và quay của dụng cụ cắt và phôi tạo thành.
Các chuyển động tương đối để tạo ra các đường sinh trên được gọi là chuyển động tạo hình. Nó có thể là chuyển động đơn giản (khi chỉ có một chuyển động) hoặc phức tạp (gồm một số chuyển động đơn giản kết hợp theo một qui luật nhất định).
Hiện tồn tại bốn phương pháp tạo hình các đường sinh như: chép hình, bao hình, theo vết (quỹ tích) và tiếp xúc.
Lưỡi cắt của dao (còn gọi là đường cắt) có dạng trùng với đường sinh của bề mặt tạo hình. Trong quá trình cắt, lưỡi dao luôn tiếp xúc với bề mặt tạo hình.
Ví dụ, để gia công mặt trụ tròn (hình I-2a) thì đường sinh 1 chép lại hình lưỡi cắt, đường chuẩn tròn 2 là do phôi quay tròn đều tạo ra. Máy chỉ có một chuyển động tạo thành, là chuyển động quay tròn đều của phôi. Muốn cắt đi lượng dư gia công để chi tiết đạt kích thước cuối cùng thì cần có chuyển động tiến dao ngang, được gọi là chuyển động điều chỉnh, nó không phải là chuyển động tạo hình. Tương tự, trong trường hợp gia công bánh răng bằng dao phay đĩa modun thì hình dạng lưỡi cắt của dao trùng với profile rãnh răng-chính là đường sinh. Đường chuẩn thẳng do phôi có chuyển động dọc trục tạo ra. Máy có hai chuyển động tạo hình: chuyển động quay tròn của dao phay và chuyển động thẳng của phô Ngoài ra, để gia công các rãnh răng kế tiếp, máy cần có chuyển động quay chu kỳ đi một góc tương ứng với bước ăn khớp, đó là chuyển động phân độ.
Lưỡi cắt chuyển động tạo ra nhiều bề mặt, đường và điểm hình học luôn luôn tiếp xúc với bề mặt gia công. Quỹ tích các điểm (tiếp điểm) này chính là đường sinh của bề mặt tạo hình (còn gọi là hình bao của lưỡi cắt). Bề mặt tạo hình không phụ thuộc vào hình dạng của lưỡi cắt.
Hình I-2c là sơ đồ gia công bánh răng theo phương pháp bao hình. Lưỡi cắt có dạng răng thanh răng. Nếu truyền cho phôi chuyển động quay và tương ứng cho răng thanh răng chuyển động thẳng (cặp chuyển động tương đối này nhắc lại sự ăn khớp của bộ truyền thanh răng-bánh răng), thì lưỡi cắt sẽ có đường sinh (do tập hợp các tiếp điểm tạo nên) chính là hình bao lấy đường sinh của bề mặt tạo hình. Trường hợp này cần có ba chuyển động tạo hình là: Phôi quay, dao thanh răng tịnh tiến dọc và dao hay phôi dịch chuyển tịnh tiến dọc trục bánh răng.
Bề mặt tạo hình là vết chuyển động của lưỡi dao. Đường sinh là vết vạch của mũi dao vạch ra. Ví dụ, khi tiện trơn mặt trụ (hình I – 2d ) và khi khoan ( hình I– 2e ), đường sinh 1 là vết điểm A – mũi dao tiện. Dao và phôi có các chuyển động tương đối sao cho đỉnh A của lưỡi dao cắt luôn tiếp xúc với đường sinh 1. Đường chuẩn do phôi hay dao quay tạo ra. Máy có hai chuyển động tạo hình đơn giản.
Trên cơ sở đường sinh 1 (hình I – 2f) là đường tiếp xúc với hàng loạt (chuỗi) các đường hình học phụ 2 do các điểm cắt của lưỡi cắt chuyển động tạo ra.
Ngoài bốn phương pháp tạo hình bề mặt trên, về mặt lý thuyết còn nhiều phương pháp tạo hình khác. Cùng một bề mặt có thể tạo hình bằng nhiều đường sinh khác nhau, ví dụ mặt hyperboloid tròn xoay, mặt trụ tròn xoay (hình I – 3); Nhưng khi thay đổi vị trí tương đối của đường sinh thẳng với trục quay thì ta sẽ có các dạng bề mặt khác nhau: mặt hyperboloid tròn xoay, mặt trụ tròn và mặt côn.
Như vây, chúng ta đã tìm hiểu về Phương pháp tạo hình bề mặt gia công trên máy công cụ. Sau đây, chúng ta tiếp tục tìm hiểu về Các bề mặt trên vật gia công nhé.
Trên bề mặt đang gia công (hình I-4) người ta phân biệt ba mặt:
Mặt chưa gia công (1) –từ đó một lớp kim loại sẽ được cắt đi thành phoi.
Mặt đã gia công (2) – bề mặt phôi sau khi cắt đi một lớp kim loại.
Mặt đang gia công (3) – bề mặt phôi nối tiếp giữa mặt chưa gia công và mặt đã gia công. Trong quá trình cắt, mặt đang gia công luôn luôn tiếp xúc với lưỡi cắt chính của dao.
Hi vọng rằng, các bạn đã hiểu rõ hơn về Các bề mặt gia công trên máy công cụ và những phương pháp tạo hình trong nguyên lý hoạt động của máy công cụ gia công chính xác, những kiến thức cơ sở về Nguyên lý cắt gọt này sẽ giúp các bạn có cơ sở tốt để thực hành gia công cơ khí chính xác trên các máy công cụ vạn năng và máy CNC. Chúc các bạn thành công.
Bài tiếp: Máy Công cụ là gì? Môn học Máy công cụ nghiên cứu những gì? Bao lâu?
Xem thêm:
