3
CHUYỂN ĐỘNG HỌC TRONG
MÁY CẮT KIM LOẠI
( Máy chuyển động tròn )
- 2006 -
4
CHƯƠNG I
ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY CẮT KIM LOẠI
I. KHÁI NIỆM VỀ MÁY CẮT KIM LOẠI
Máy là tất cả như õng công cụ hoạt động theo nguyên tắc cơ học dùng làm thay đổi
một cách có ý thư ùc về hình dáng hoặc vò trí của vật thể.
Cấu trúc, hình dáng và kích thư ớc của máy rất khác nhau. Tuỳ theo đặc điểm sư û
dụng của nó, có thể phân thành hai nhóm lớn :
- Máy dùng để biến đổi năng lư ợng tư ø dạng này sang dạng khác cho thích hợp
với việc sư û dụng đư ợc gọi làmáy biến đổi năng lượng .
- Máy dùng để thư ïc hiện công việc gia công cơ khí đư ợc gọi là máy công cụ.
Như õng máy công cụdùng để biến đổi hình dáng của các vật thể kim loại bằng
cách lấy đi một phần thể tích trên vật thể ấy với như õng dụng cụ và chuyển động khác
nhau đư ợc gọi làmáy cắt kim loại .
Theo tiêu chuẩn Việt Nam, máy công cụ ba o gồm năm loại :
- Máy cắt kim loại.
- Máy gia công gỗ.
- Máy gia công áp lư ïc.
- Máy hàn.
- Máy đúc.
Vật thể cần làm biến đổi hình dạng gọi là phôi hay chi tiết gia công. Phần thể
tích đư ợc lấy đi của vật thể gọi là phoi. Dụng cụ dùng để lấy phoi ra khỏi chi tiết gia
công gọi là dao cắt.
II. CÁC DẠNG BỀ MẶT GIA CƠNG
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 ph ương pháp khác nhau. Đ ể 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, ngư ời
ta thường nghiên cứu các dạng bề mặt gia cơng trên máy cắt kim loại. Các dạng bề mặt
thường gặp là:
II.1. Dạng trụ tròn xoay
II.1.1. Đường chuẩn là đường tròn, sinh thẳng
Thể hiện mặt trụ được hình thành do đường sinh là đường thẳng quay chung
quanh đường chuẩn là đường tròn .
5
Đường sinh
Đường chuẩn
II.1.2. Đường chuẩn tròn sinh, gãy khúc
Đường sinh
Đường chuẩn
II.1.3 Đường chuẩn là đường tròn, sinh cong
Đường sinh
Đư ờng chuẩn
H. I-1. Dạng bề mặt tròn xoay, đường chuẩn tròn , sinh thẳng
H. I-2. Dạng bề mặt tròn xoay, đường chuẩn tròn, đường sinh gãy
khúc
H. I-3. Dạng bề mặt tròn xoay, đường chuẩn tròn, đường sinh cong
6
II.2 Dạng mặt phẳng
II.2.1 Đường chuẩn là đường thẳng, sinh thẳng
II.2.2. Đường chuẩn là đường thẳng, sinh gãy khúc
Đư ờng chuẩn Đư ờng chuẩn Đư ờng chuẩn
Đường sinh Đư ờng sinh Đường sinh
II.2.3 Đường chuẩn là đường thẳng, sinh cong
Đư ờng chuẩn Đường sinh
Đường sinh Đường chuẩn
Đường chuẩn
Đường sinh
H. I-4. Dạng bề mặt phẳng, đường chuẩn thẳng, đường sinh thẳng
H. I-5. Dạng bề mặt phẳng, đường chuẩn thẳng, đườn g sinh gãy khúc
H. I-5. Dạng bề mặt phẳng, đường chuẩn thẳng, đường sinh cong
7
II.3 Các dạng đặc biệt
Trình bày các dạng mặt trụ, mặt nón khơng tròn xoay và mặt cam .
Ngồi 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:
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, khơng tròn điều của máy
tạo nên như đường parapơl, hyperbơl, ellip, xoắn logarit… kết cấu máy để thực hiện các
chuyển động này phức tạp.
Những đường sinh nói trên chuyển động tương đối với một đường chuẩn sẽ tạo ra
bề mặt của các chi tiết gia cơng. Do đó, một máy cắt kim loại muốn tạo được bề mặt gia
cơng phải truyền cho cơ cấu chấp hành (dao và phơi) 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.
III. CÁC PHƯƠNG PHÁP T ẠO HÌNH
III.1. Phương pháp theo vết
Là phư ơng pháp hình thành bề mặt gia công do tổng cộng các điểm chuyển động
của lư ỡi cắt, hay là quỷ tích của các chất điểm hình thành nên bề mặt gia công .
H. I-6. Dạng bề mặt đặc biệt
1
a
2
a
3
a
H. I-7. Phương pháp gia công theo vết
8
III.2. Phương pháp định hình
Là phư ơng pháp tạo hình bằng cách cho cạnh lư ỡi cắt trùng với đư ờng sinh của
bề mặt gia công.
III.3. Phương pháp bao hình
Là phư ơng pháp dao cắt c huyển động hình thành các đư ờng điểm, q tích các
đư ờng điểm hình thành đư ờng bao và đư ờng bò bao, đư ờng bò bao chính là đư ờng sinh
chi tiết gia công.
Đường bị bao
H. I-8. Phương pháp gia công đònh hính
a1
a2
a3
Lưỡi cắt
Đư ờng bao
H. I-9. Phương pháp gia công bao hình
9
IV. CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH
IV.1. Định nghĩa:
Chuyển động tạo hình bao gồm mọi chuyển động tư ơng đối giư õa dao và phôi
để hình thành bề mặt gia công.
Chuyển động tạo hình thư ờng là chuyển động vòng và chuyển động thẳ ng.
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 đư ợc gọi là chuyển động thành
phần.
IV.2. Phân loại chuyển động tạo hình:
Phân loại theo mối qu an hệ các chuyển động
Chuyển động tạo hình đơn giản : là chuyển động có các cơ cấu chấp
hành không phụ thuộc vào nhau.
n n
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 va ø không phụ thuộc vào nhau
II
II
I I
I
I
I I
t
p
1
2
Q
1
T
Phôi
t
p
Q
2
H. I-10. Chuyển động tạo hình đơn giản
H. I-11. Chuyển động tạo hình phức tạp
T
H. I-12. Chuyển động tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp
10
Tổ hợp giữa chuyển động tạo hình với ph ương pháp gá đặt: Không phải chỉ
đánh giá đúng hình dáng bề mặt, phư ơng pháp gia công và chuyển động tạo hình, tất
yếu hình thành bề mặt gia công, như ng hìn h dáng chi tiết còn phụ thuộc vào vò trí gá
đặt dao và phôi.
V. SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC
V.1. Định nghĩa:
Sơ đồ kết cấu động học là một loại sơ đồ quy ư ớc, biểu thò như õng mối quan hệ
về các chuyển động tạo hình và c ác ký hiệu cơ cấu ngun lý máy, vẽ nối tiếp hình
thành sơ đồ, về đường truyền động của máy. Được gọi là sơ đồ kết cấu động học.
Trong một sơ đồ kết cấu động học có nhiều xích truyền động để thư ïc hiện các
chuyển động tạo hình.
V.2. Phân loại sơ đồ kết cấu động học
V.2.1 Sơ đồ kết cấu động học đơn giản
Làsơ đồ kết cấu động học thư ïc hiện các chuyển động tạo hình đơn giản, bao
gồm các xích truyền động, thư ïc hiện các chuyển động độc lập không phụ thuộc vào
nhau, như ở máy phay, máy khoan, máy mài …
T
H. I-12. Tổ hợp giữa các chuyển động tạo hình
t
x
ĐC
n
s
Phôi
Bàn dao
i
s
i
v
H. I-13. Sơ đồ kết cấu động học
11
V.2.2. Sơ đồ kết cấu động học phức tạp:
Là sơ đồ kết có các chuyển động tạo hình phư ùc tạp, bao gồm việc tổ hợp hai
hoặc một số chuyển động hình phụ th uộc vào nhau hình thành bề mặt gia công.
V.2.3. Sơ đồ kết cấu động học hỗn hợp:
Bao gồm xích tạo hình vư øa đơn giản vư øa phư ùc tạp. Sơ đồ kết cấu động học
của máy phay ren vít là một đặc trư ng cho loại xích tạo hìn h này.
t
x
ĐC1
n
s
Dao phay
Bàn máy
i
2
i
1
ĐC2
t
x
ĐC
Q
T
Phôi
Bàn dao
i
s
i
v
t
p
t
x
ĐC
1
Q
1
T
Phôi
i
s
i
v
t
p
Q
2
ĐC2
Dao
i
H. I-14. Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động đơn giản
H. I-14. Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động phức tạp
H. I-15. Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động vừa đơn giản vừa phức tạp
12
b. Xích phân độ
Ngoài các xích thư ïc hiện chuyển động tạo hình trong máy cắt kim loại còn có
xích phân độ. Nó không thư ïc hiện chuyển động tạo hình như ng lại cần thiết để hình
thành các bề mặt gia công th eo yêu cầu kỹ thuật n hư là gia công bánh răng, ren
nhiều đầu mối …
Trong xích phân độ người ta chia ra làm hai loại.
- Phân độ bằng tay
- Phân độ tư ï động bằng máy
- Phôi quay phân độ
i
Trục chính
Đóa phân độ
Chốt
đònh vò
i
Trục chính
Đóa phân độ
Chốt đònh vò
ĐC
Ly hợp
H. I-16.Phân loại sơ đồ xích phân độ
H. I-17.Sơ đồ kết cấu động học phôi quay phân độ
13
- Dao tònh tiến phân độ
- Phôi quay phân độ và dao tònh tiến phân độ
c. Xích vi sai
Để hình thành bề mặt gia công, trên một số MCKL cần xích truyền động tổng
hợp để bù trư ø một số chuyển động truyền đến khâu chấp hành. Cơ cấu tổng hợp
chuyển động thư ờng dùng nhất là cơ cấu vi sai và xích truyền động thư ïc hiện tổng
hợp chuyển động gọi làxích vi sai.
Chuyển động vi sai đư ợc dùng trong trư ờng hợp cần truyền đến khâu chấp
hành một chuyển động phụ thuộc chu kỳ, khi không ca àn ngư øng chuyển động các
khâu chấp hành. Có khi ngư ời ta dùng xích vi sai để thư ïc hiện một chuyển động
không đều.
i
v
phơi
i
s
H. I-18.Sơ đồ kết cấu động học dao tònh tiến phân độ phân độ
H. I-19. Sơ đồ kết cấu động học phôi quay phân độ và dao tònh tiến phôi độ
14
Ví dụ : Sơ đồ kết cấu động học của máy tiện hớt lư ng dùng xích vi sai
Trục cam nhận hai nguồn ch uyển động tư ø cơ cấu điều chỉnh i
x
và i
y
. Cơ cấu vi
sai (VS) thư ïc hiện việc tổng hợp hai chuyển động này thành một chuyển động đã
đư ợc bù trư ø chuyển đến cam.
VI. PHÂN LOẠI VÀ KÝ HIỆU
VI.1. Phân loại máy
VI.1.1. Theo điều khiển
- Điều khiển bằng cơ khí
- Điều khiển bằng thủy lực
- Điều khiển bằng chương trình số
VI.1.2. Theo phương pháp cơng dụng
- Máy tiện
- Máy phay
- Máy bào
- Máy mài
- Máy khoan
- Máy doa …
VI.1.3. Theo trình độ vạn năng
- Máy vạn năng
- Máy chuyên môn hóa
- Máy chuyên dùng
VI.1.4. Theo mức độ chính xác
- Máy chính xác thư ờng
- Máy chính xác nâng cao
- Máy chính xác cao
t
x
ĐC
Q
Phôi
Cam
i
x
i
v
i
s
VS
i
y
H. I-20 .Sơ đồ kết cấu động học xích vi sai
15
- Máy chính xác đặc biệt cao
VI.1.5. Theo mức độ tự động hóa
- Máy vạn năng
- Máy bán tư ï động
- Máy tư ï động
VI.1.6. Theo khối lượng
- Máy loại nhẹ ( 1 tấn)
- Máy loại trung bình ( 10 tấn)
- Máy loại trung bình nặng (10 30 tấn)
- Máy loại nặng (30 100 tấn)
- Máy loại đặc biệt nặng (> 100 tấn)
VI.2. Ký hiệu
VI.2.1 Ký hiệu máy
Máy thư ờng đư ợc ký hiệu bằng các số và các chư õ cái. Ở mỗi nư ớc có ký hiệu khác
nhau.
Ký hiệu máy cắt kim loại của Việt Nam như sau :
- Chư õ cái để chỉ loại máy như chư õ T chỉ loại máy tiện, P - máy phay, B - máy
bào, K - máy khoan, M - máy mài …
- Các chư õ số khác để chỉ mư ùc độ vạn năng, kích thư ớc cơ bản của máy.
Ví dụ : Máy T620
T : Máy tiện
6 : Loại máy tiện vạn năng thông thư ờng
20 : Một phần mư ời của chiều ca o tư ø băng máy đến đư ờng tâm máy (200 mm)
Ví dụ : Máy K135
K : Máy khoan.
1 : Loại máy khoan đư ùng .
35 : Đư ờng kính mũi khoan lớn nhất gia công đư ợc trên máy (mm).
Ký hiệu máy cắt kim loại của Liên Xô trư ớc đây thể hiện bằng ba hay bốn chư õ số.
- Chư õ số thư ù nhất chỉ loại máy (như tiện -1, khoan -2, mài -3, phay -6, bào -7 … )
- Chư õ số thư ù hai chỉ kiểu máy (như tư ï động, revônve, máy thư ờng)
- Chư õ số thư ù ba và thư ù tư chỉ một trong như õng thông số quan trọng nhất của máy
(đư ờng kính lớn nhất của phôi mà máy có thể gia công, chiều cao mũi tâm trục chính
đến băng máy… )
- Đôi khi có chư õ cái ở đầu hay giư õa như õng chư õ số kể trên chỉ máy mới đư ợc cải
tiến tư ø máy cơ sở.
Ví dụ : Máy 2A150
Số 2 : Máy khoan
Số 1 : Máy khoan đư ùng
16
Số 50 : Đư ờng kính mũi khoan lớn nhất là 50 mm
Chư õ A : Sư ï cải tiến của máy so với máy trư ớc đó
Ví dụ : Máy 1K62
Số 1 : Máy tiện
Số 6 : Máy tiện thư ờng
Số 2 : Khoảng cách của mũi tâm trục chính đến băng máy là 200 mm
Chư õ K : Sư ï cải tiến của máy
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét