Chương 1: Những yêu cầu cơ bản đối với hệ thống tự
động hoá quá trình cơ Điện
I. Khái niệm chung:
Máy cắt gọt kim loại theo số lượng và chủng loại
chiếm vị trí hàng đầu trong tất cả các máy công nghiệp.

Máy cắt gọt kim loại: dùng để gia công các chi tiết
kim loại bằng cách cắt (lấy) đi các lớp kim loại thừa, để
sau khi gia công có kích thước, hình dáng gần đúng
yêu cầu (gia công thô) hoặc thoả mãn hoàn toàn yêu
cầu đặt hàng với độ chính xác nhất định về kích thước
và độ bóng cần thiết của bề mặt gia công (gia công
tinh).

II. Phân loại máy cắt kim loại:

Máy cắt gọt kim loại gồm nhiều chủng loại và rất
đa dạng trong từng nhóm máy, nhưng có thể phân loại
chúng dựa theo các đặc điểm sau:
1. Theo đặc điểm quá trình công nghệ:
Đặc trưng bởi phương pháp gia công trên máy,
dạng dao cắt, đặc tính chuyển động vv... các máy cắt
gọt kim loại được chia thành các nhóm máy sau :
Máy tiện
Máy khoan và doa
Máy mài
Máy bào giường

2.Theo đặc điểm của quá trình sản suất có thể chia
thành các nhóm máy sau :

- Máy vạn năng: là các máy có thể thực hiện đư
ợc một số phương pháp gia công khác nhau trên
cùng một máy: như tiện, khoan, bào vv... để gia
công các chi tiết khác nhau về hình dáng và kích
thước.
- Máy chuyên dùng: là các máy dùng để gia công
các chi tiết có cùng hình dáng nhưng khác nhau về
kích thước.
- Máy đặc biệt: là các máy chỉ thực hiện gia công
các chi tiết có cùng hình dáng và kích thước.

3. Theo kÝch th­íc vµ khèi l­îng chi tiÕt gia c«ng
trªn m¸y cã thÓ chia thµnh c¸c nhãm m¸y sau:
- C¸c m¸y b×nh th­êng cã thÓ gia c«ng c¸c chi tiÕt cã
khèi l­îng tíi 10.10
3
kg.
- C¸c m¸y cì lín cã thÓ gia c«ng c¸c chi tiÕt cã khèi
l­îng tíi 30.10
3
kg.
- C¸c m¸y cì nÆng cã thÓ gia c«ng c¸c chi tiÕt cã
khèi l­îng tíi 100.10
3
kg.
- C¸c m¸y siªu nÆng cã thÓ gia c«ng c¸c chi tiÕt cã
khèi l­îng lín h¬n 100.10
3
kg.


4. Theo ®é chÝnh x¸c gia c«ng cã thÓ chia thµnh c¸c
nhãm m¸y sau:
- M¸y cã ®é chÝnh x¸c b×nh th­êng.
- M¸y cã ®é chÝnh x¸c cao.
- M¸y cã ®é chÝnh x¸c rÊt cao.

III. Các chuyển động và các dạng gia công điển
hình trên các máy cắt gọt kim loại
Trên các máy cắt gọt kim loại có hai loại chuyển
động : Chuyển động cơ bản và chuyển động phụ.

Chuyển động cơ bản là sự di chuyển tương đối
của dao cắt so với phôi để thực hiện quá trình cắt gọt.
Chuyển động cơ bản được chia thành hai dạng
chuyển động: Chuyển động chính và chuyển động ăn
dao.


Chuyển động chính (chuyển động làm việc) là
chuyển động thực hiện quá trình cắt gọt kim loại.

Chuyển động ăn dao là chuyển động xê dịch của
dao hoặc của phôi (tuỳ thuộc vào từng loại máy) để
tạo ra lớp phoi mới.

Chuyển động chính và chuyển động ăn dao: có
thể là chuyển động quay hoặc chuyển động tịnh tiến
dao cắt hoặc của phôi.




Chuyển động phụ: là chuyển không liên quan trực
tiếp đến quá trình cắt gọt, chúng cần thiết khi chuẩn bị
gia công, nâng cao hiệu suất và chất lượng gia công,
hiệu chỉnh máy
Ví dụ như : di chuyển nhanh bàn dao hoặc phôi
(trong máy tiện), nới- siết xà trên trụ (trong máy khoan
), nâng hạ xà dao (trong máy bào giường) bơm dầu của
hệ thống bôi trơn, bơm nước làm mát,


IV. Điều chỉnh tốc độ trong máy cắt gọt kim loại:
Trong MCGKL để đảm bảo chất lượng gia công,
yêu cầu tốc độ cắt phải thay đổi. Để thực hiện các chế
độ cắt khác nhau khi đường kính chi tiết gia công thay
đổi đảm bảo quá trình công nghệ tối ưu, cần phải điều
chỉnh tốc độ truyền động chính và truyền động ăn dao.
Điều chỉnh tốc độ trong máy cắt gọt kim loại có thể
thực hiện bằng 3 phương pháp:


Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp cơ thuần tuý:
là phương pháp điều chỉnh tốc độ có cấp với sự thay
đổi tỷ số truyền của hộp tốc độ. Việc thay đổi tỷ số
truyền có thể thực hiện bằng tay hoặc từ xa bằng khớp
ly hợp điện từ, hệ thống thuỷ lực hoặc khí nén.
Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp cơ- điện: cũng
là phương pháp điều chỉnh tốc độ có cấp với sự thay
đổi tốc độ động cơ và thay đổi tỷ số truyền của hộp tốc

độ.
Động cơ điện dùng trong phương pháp này là động
cơ không đồng bộ roto lồng sóc hai hoặc ba cấp tốc độ
hoặc động cơ một chiều.

Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp điện thuần
tuý: là phương pháp thay đổi tốc độ máy chỉ bằng phư
ơng pháp thay đổi tốc độ của động cơ điện. Động cơ
truyền động dùng trong trường hợp này có thể là động
cơ một chiều hoặc động cơ không đồng bộ kết hợp với
các bộ biến đổi. Phương pháp này có ưu điểm hơn so
với 2 phương pháp trên:
- Điều chỉnh tốc độ đơn giản
- Độ trơn điều chỉnh cao hơn
- Kết cấu cơ khí của máy đơn giản hơn.
Nhược điểm: Sơ đồ điều khiển phức tạp.

1. Các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ:
Chất lương điều chỉnh tốc độ của MCGKL được đánh
giá:
a. Phạm vi điều chỉnh : Là tỷ số giữa lượng ra lớn
nhất và nhỏ nhất : D =x
rmax
/x
rmin
Đối với hệ TĐ điện thì :
D =
max
/
min

Hoặc D =n
max
/n
min


n
max
: thường được giới hạn bởi độ bền cơ học của
phần quay của máy điện. Với động cơ một chiều
n
max
còn bị giới hạn bởi điều kiện chuyển mạch ở cổ
góp . Do vậy với các máy điện thông dụng thì
n
max
( 2 ữ 3 ) n
đm

n
min
: bị chặn bởi yêu cầu khắc phục mô men quá tải
cho phép, độ chính xác điều chỉnh hoặc tính chất
đặc thù của từng hệ.
Khi D càng lớn khả năng chọn vùng làm việc tối ưu
càng thuận lợi.

b. Độ trơn điều chỉnh : Là tỷ số giữa hai lượng ra
liên tiếp kề nhau:
=x

r(i+1)
/x
r (i)
Đối với hệ truyền động:
=
i+1
/
i
càng nhỏ càng tốt vì ta càng dễ chọn được điểm
làm việc tối ưu theo yêu cầu công nghệ. Do vậy
mong muốn 1. Khi đó hệ được gọi là điều
chỉnh trơn hay điều chỉnh vô cấp .

c. Độ ổn định : Là thông số để đánh giá khả năng
duy trì điểm làm việc khi có những tác động ngẫu
nhiên vào hệ .
Đối với hệ truyền động điện thì độ ổn định đánh giá
như sau :
n%= (n
0
- nđm). 100%/n
0

Chú ý : Riêng với hệ truyền động điện khi lựa chọn
phương án điều chỉnh tốc độ thoả mãn các yêu
cầu trên còn cần phải có đặc tính điều chỉnh của
động cơ trùng với đặc tính cơ của máy sản xuất .

Chương 2: Trang bị điện TĐH cho
nhóm máy tiện

2.1 Giới thiệu chung và phân loại
máy tiện


Chức năng, công dụng của máy tiện :
Máy tiện là một loại máy cắt gọt kim loại. Các chi
tiết sau khi gia công trên máy tiện có hình dáng gần
đúng yêu cầu ( gia công thô ) hoặc thoả mãn phần nào
yêu cầu về độ chính xác của kích thước và độ bóng bề
mặt .

Trªn m¸y tiÖn cã thÓ thùc hiÖn nhiÒu nguyªn c«ng
tiÖn :
TiÖn trô ngoµi
TiÖn trô trong
TiÖn c«n
TiÖn ®Þnh h×nh …
Ngoµi ra nÕu sö dông c¸c dông cô c¾t kh¸c nh­
mòi khoan, doa th× cßn cã thÓ thùc hiÖn mét sè …
nguyªn c«ng kh¸c nh­ khoan, doa, tiÖn ren, taro
ren .…

2. Phân loại máy tiện :
Nhóm máy tiện có thể phân loại theo những đặc
điểm sau :
a. Theo công dụng :
+ Máy tiện vạn năng :
Máy tiện chuyên trách
Máy tiện ren
Máy tiện mặt đầu .

+ Máy tiện chuyên dùng : Thực hiện một nguyên công
nào đó.

b.Theo hình thức TĐ chính :
Máy tiện đứng : Chi tiết quay theo phương thẳng
đứng.
Máy tiện ngang : Chi tiết quay theo phương nằm
ngang .
c. Theo mức độ phức tạp của hệ thống điện :
Đơn giản : Dùng động cơ KĐB với 1 12 cấp tốc
độ cho TĐ chính .
Trung bình : Dùng động cơ KĐB nhiều cấp tốc độ
hoặc động cơ một chiều điều chỉnh mạch hở .
Phức tạp : Điều chỉnh và ổn định tốc độ với chỉ
tiêu chất lượng cao, dùng động cơ một chiều.

3. Đặc điểm các chuyển động trên máy tiện và
yêu cầu trang bị điện cho các hệ truyền động
a. Các chuyển động trên máy tiện gồm hai nhóm cơ
bản :
- Chuyển động cơ bản :
+ Chuyển động chính : Là chuyển động quay
tròn của trục chính có gắn chi tiết cần gia công.
+ Chuyển động ăn dao : Là chuyển động tịnh
tiến của bàn dao có gá dao.
- Chuyển động phụ : Bao gồm các chuyển động :
bơm dầu bôi trơn , bơm nước làm mát, di chuyển
nhanh bàn dao, chuyển động nâng, hạ, kẹp xà

b. Yêu cầu TBĐ cho các TĐ cơ bản trên máy tiện

* Truyền động chính :
TĐ chính cần phải đảo chiều quay để đảm bảo
quay chi tiết theo cả hai chiều. ở chế độ xác lập hệ
thống TĐ điện phải đảm bảo độ cứng đặc tính cơ trong
phạm vi điều chỉnh tốc ddộ với sai số tính nhỏ hơn
10% khi phụ tải thay đổi từ không đến định mức. Quá
trình khởi động, hãm yêu cầu phải trơn, tránh va đập
trong bộ truyền.


ở những máy tiện công suất nhỏ và rất nhỏ thì thông
thường hệ thống TĐ chính không yêu cầu điều chỉnh
tốc độ bằng phương pháp điện, hoặc nếu có thì chỉ yêu
cầu điều chỉnh có cấp và trong phạm vi hẹp. Do đó thư
ờng sử dụng động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc một
hoặc nhiều cấp tốc độ điều chỉnh tốc độ bằng phương
pháp thay đổi số đôi cực từ động cơ.

Với các máy công suất lớn và máy tiện đứng dùng
để gia công chi tiết có đường kính lớn để đảm bảo tốc
độ cắt tối ưu và không đổi khi đường kính chi tiết thay
đổi thì thường đặc tính điều chỉnh của TĐ gồm hai
vùng như hình vẽ :
P,M
M
c
=const
P
c
=const

n
1
n
2
n
3
n

Yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp
điện với giải điều chỉnh tương đối rộng và điều chỉnh
vô cấp. Vì vậy với TĐ chính cho các máy này thường
sử dụng động cơ điện một chiều kích từ độc lập điều
chỉnh tốc độ theo hai vùng :

+ Vùng 1 : Từ n
1
n
2
: điều chỉnh bằng cách
thay đổi điện áp phần ứng động cơ : M = cost .
+ Vùng 2 : từ n
2
n
3
: điều chỉnh bằng cách
giảm từ thông động cơ .

b.Truyền động ăn dao

Truyền động ăn dao yêu cầu đảo chiều quay để đảm bảo

ăn dao theo hai chiều. đảo chiều bàn dao có thể thực hiện bằng
đảo chiều động cơ điện hoặc dùng khớp ly hợp điện từ . Phạm vi
điều chỉnh tốc độ của truyền động ăn dao thường là D = ( 50
300 )/1 với độ trơn điều chỉnh = 1,06 1,21 và Mc = const
.
ở chế độ tĩnh sai lệch tĩnh yêu cầu 5% , động cơ khởi động
và hãm êm. Tốc độ di chuyển bàn dao cần liên hệ với tốc độ
quay chi tiết để đảm bảo giữ nguyên lượng ăn dao.
ở các máy tiện cỡ nhỏ TĐ ăn dao được thực hiện từ động
cơ TĐ chính. Máy cỡ lớn thì được thực hiện bởi động cơ riêng
KĐMĐ - động cơ một chiều hoặc chỉnh lưu có điều khiển -
động cơ .
c. Truyền động phụ : Thường dùng động cơ KĐB