LỜI NÓI ĐẦU
Trong nghành cơ khí chế tạo máy thì máy công cụ có vai trò quyết định đến
chất lượng chế tạo các chi tiết máy. Hiện nay do sự đa dạng hóa các sản phẩm cơ khí
cũng như yêu cầu không ngừng nâng cao độ chính xác gia công nên ngành chế tạo
máy ở Việt Nam bên cạnh việc sử dụng các máy công cụ truyền thống, cũng đã sử
dụng các máy công cụ hiện đại điều khiển số CNC trong sản xuất.
Máy công cụ của ngành chế tạo máy phần lớn là các máy cắt kim loại. Chủng
loại và kích cỡ máy cắt kim loại ở nước ta rất phong phú và đa dạng do được nhập
khẩu từ nhiều nước có trình độ công nghệ khác nhau. Việt Nam trong thời kỳ trước đổi
mới cũng đã sản xuất được máy cắt gọt kim loại van năng như T630, T620, T616,
P623, … trên cơ sở các máy cắt gọt của Liên Xô cũ. Phần lớn các máy công cụ vạn
năng ở Việt Nam có nguồn gốc từ Liên Xô cũ và các nước Đông Âu cũ, còn các máy
công cụ hiện đại điều kiển số CNC được nhập khẩu từ nhiều nước như Trung Quốc,
Nhật, Đài Loan, Đức, Mỹ…
Máy công cụ là một trong những môn học chuyên ngành của sinh viên ngành
công nghệ cơ khí trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghiệp. Giáo trình máy công cụ
được biên soan nhằm cung cấp một cách hệ thống các kiến thức cơ bản về máy công
cụ phù hợp với nền công nghiệp Việt Nam nói chung và ngành chế tạo máy nói riêng,
đồng thời có cập nhật các kiến thức về các máy công cụ hiện đại điều kiển số.
Trong giáo trình máy cắt kim loại này đã sử dụng nhiều sách, giáo trình vè máy
cắt kim loại của các tác giả như: PGS.TS Phạm Văn Hùng – PGS.TS Nguyên Phương,
PGS. Phạm Đắc, Viện sỹ GS.TSKH. Nguyễn Anh Tuấn, GS.TS. Nguyễn Đắc Lộc,
PGS.TS. Tạ Duy Liên.
Giáo trình máy cắt kim loại do biên soạn lần đầu chắc chắn sẽ không tránh khỏi
những nhược điểm và thiếu sót. Chúng tôi rất mong được các độc giả đóng góp ý kiến.
Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn!
Những ý kiến đóng góp xin được gửi qua địa chỉ email

1

Chương 1. CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH TRONG MÁY CẮT KIM LOẠI
1.1. Khái niệm về máy cắt kim loại.
Máy là tất cả những công cụ hoạt động theo nguyên tắc cơ học dùng làm thay đổi
một cách có ý thức về hình dáng hoặc vị trí của vật thể.
Cấu trúc, hình dáng và kích thước của máy rất khác nhau. Tuỳ theo đặc điểm sử
dụng của nó, có thể phân thành hai nhóm lớn :
- Máy dùng để biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác cho thích hợp
với việc sử dụng được gọi là máy biến đổi năng lượng.
- Máy dùng để thực hiện công việc gia công cơ khí được gọi là máy công cụ.
Những máy công cụ dùng để biến đổi hình dáng của các vật thể kim loại bằng cách
lấy đi một phần thể tích trên vật thể ấy với những dụng cụ và chuyển động khác nhau
được gọi là máy cắt kim loại.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam, máy công cụ bao gồm năm loại :
- Máy cắt kim loại.
- Máy gia công gỗ.
- Máy gia công áp lực.
- Máy hàn.
- Máy đúc.
Vật thể cần làm biến đổi hình dạng gọi là phôi hay chi tiết gia công. Phần thể tích
được lấy đi của vật thể gọi là phoi. Dụng cụ dùng để lấy phoi ra khỏi chi tiết gia công
gọi là dao cắt.
1.2. Các dạng bề mặt trong các sản phẩm cơ khí.
Mỗi chi tiết thường có kích thước và hình dạng nhất định. Phần lớn các chi tiết
được tạo bởi đường chuẩn và đường sinh rõ ràng.
Bề mặt chi tiết thường là mặt tròn xoay, được tạo bởi một đường bất kỳ, được
quay một vòng quanh một đường thẳng cố định. Đường bất kỳ đó được gọi là đường
sinh của mặt tròn xoay. Đường thẳng cố định được gọi là trục quay của mặt tròn xoay.
Một điểm thuộc đường sinh khi quay sẽ tạo thành một đường tròn có tâm nằm
trên trục quay, đường đó gọi là đường chuẩn.
- Nếu đường sinh là đường thẳng song song với trục quay, sẽ tạo thành mặt trụ

tròn xoay
- Nếu đường sinh là đường thẳng cắt trục quay, sẽ tạo thành mặt nón tròn xoay
* Việc gọi đường chuẩn và đường sinh chỉ mang tính tương đối, mục đích là để dễ
phân loại bề mặt chi tiết, từ đó tìm ra phương pháp gia công hợp lý.
1.2.1. Dạng bề mặt tròn xoay

2


Hình 1.1
1.2.2. Dạng mặt phẳng
Quy ước đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh là đường bất kỳ.

Hình 1.2
1.2.3. Các dạng bề mặt khác
Các dạng bề mặt ở đây thường là mặt không gian phức tạp như xoắn vít không
gian, mặt cam, bánh răng…

3


Hình 1.3
Việc xác định đường chuẩn và đường sinh ở các bề mặt này chỉ mang tính chất
tương đối. Có mặt đường chuẩn là đường thẳng còn đường sinh là đường cong gẫy
khúc hoặc ngược lại
Một chi tiết có thể là tổng hợp của các dạng bề mặt trên. Muốn gia công được
các dạng bề mặt trên thì máy phải truyền cho dao và phôi các chuyển động tương đối
để tạo ra đường chuẩn và đường sinh đó.
Các chuyển động tương đối đó được gọi là chuyển động tạo hình.
1.3. Các chuyển động tạo hình của máy cắt kim loại – Sơ đồ kết cấu động học

Chuyển động tạo hình là chuyển động bao gồm mọi chuyển động tương đối
giữa dao và phôi để tạo hình bề mặt gia công (tạo ra đường chuẩn và đường sinh)
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 vào nhau, các chuyển động đó gọi là chuyển động thành phần.
1.3.1. Chuyển động tạo hình đơn giản
Là chuyển động trong đó các cơ cấu chấp hành không phụ thuộc vào nhau,
nghĩa là các chuyển động trong máy không ảnh hưởng đến nhau khi tạo hình.
Ví dụ: Gia công mặt trụ ngoài khi tiện (hình 1.4a), khoan lỗ (1.4b), mài tròn ngoài
(1.4c)… thì tất cả các chuyển động trong máy đều độc lập nhau, đó chính là các
chuyển động tạo hình đơn giản.

ntc
Sd

ntc

Sd
a

b
c

4


1.3.2. Chuyển động tạo hình phức tạp
Là chuyển động trong đó các cơ cấu chấp hành phụ thuộc vào nhau (Các
chuyển động trong máy có quan hệ ràng buộc với nhau theo 1 quy luật nhất định để
tạo hình)


Hình 1.5
Tiện ren: Q và T là chuyển động tạo hình phức tạp vì có quan hệ không đổi là: Trục
chính mang phôi quay một vòng thì bàn dao mang dao sẽ tịnh tiến chiều dài bằng bước
ren nhất định tp (mm).
Tiện mặt côn: Q và T là tạo hình đơn giản
T1, T2 là chuyển động tạo hình phức tạp để phối hợp thành T.
Các chuyển động của các khâu chấp hành (dao và phôi) là các chuyển động
tương đối vì có thể được thực hiện bởi bất kỳ khâu nào, dao hoặc phôi. Ngoài chuyển
động tạo hình, trong máy còn có các chuyển động khác như tiến, lùi dao nhanh,
chuyển động phân độ…, đây là các chuyển động phụ cần thiết để hoàn tất quá trình
tạo hình.
1.2.3: Sơ đồ kết cấu động học
1.2.3.1: Định nghĩa:
Sơ đồ kết cấu động học là một loại sơ
đồ quy ước, biểu thị những mối quan hệ
về các chuyển động tạo hình và các ký
hiệu cơ cấu nguyên lý máy, vẽ nối tiếp
hình thành sơ đồ, về đường truyền động
của máy. Được gọi một sơ đồ kết cấu
động học.
Trong một sơ đồ(hình 1.6) kết cấu
động học có nhiều xích truyền động để
thực hiện các chuyển động tạo hình.

ĐC
Phôi

iv
n

is

s

Bàn dao

tx
Hình 1.6. Sơ đồ kết cấu động học

5


1.2.3.2:Phân loại sơ đồ kết cấu động học
a/ Sơ đồ kết cấu động học đơn giản
Là sơ đồ kết cấu động học (hình 1.7) thực hiện các chuyển động tạo hình đơn giản,
bao gồm các xích truyền động, thực hiện các chuyển động độc lập không phụ thuộc
vào nhau, như ở máy phay, máy khoan, máy mài …
ĐC1

i1

Dao phay

n
Bàn máy

s

tx


i2

ĐC2

Hình 1.7. Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động đơn giản

b/ Sơ đồ kết cấu động học phức tạp:
Là sơ đồ kết có các chuyển động tạo hình phức tạp (hình 1.8), bao gồm việc tổ
hợp hai hoặc một số chuyển động hình phụ thuộc vào nhau hình thành bề mặt gia
công.

ĐC

i

i

tp
v

s

Phôi

Q

T

Bàn dao
tx


Hình 1.8. Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động phức tạp

c/ Sơ đồ kết cấu động học hỗn hợp:
Bao gồm xích tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp (hình 1.9). Sơ đồ kết cấu động học
của máy phay ren vít là một đặc trưng cho loại xích tạo hình này

6


ĐC

i

i

tp
v

Phôi

Q
Bàn dao

T

s

tx


Hình 1.9. Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động phức tạp

d/. Sơ đồ kết cấu động học hỗn hợp:
Bao gồm xích tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp (hình 1.10). Sơ đồ kết cấu
động học của máy phay ren vít là một đặc trưng cho loại xích tạo hình này.

ĐC
1

iv

tp

Phôi

Q1

is

Q2

Dao

i

T
ĐC2

tx
Hình 1.10. Sơ đồ kết cấu động học máy chuyển động vừa đơn giản vừa phức tạp


Ngoài các xích thực hiện chuyển động tạo hình trong máy cắt kim loại còn có
xích phân độ. Nó không thực hiện chuyển động tạo hình nhưng lại cần thiết để hình
thành các bề mặt gia công theo yêu cầu kỹ thuật như một 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 tự động bằng máy
1.4. Các cơ cấu truyền động trong máy cắt kim loại
1.4.1. Phân loại và kí hiệu
1.4.1.1. Phân loại
7


Thường phân loại máy theo các cách:
- Theo công dụng có: Máy tiện, máy phay, máy bào…
- Theo mức độ vạn năng có: Máy vạn năng, máy chuyên dùng…
- Theo mức độ chính xác có: Máy cấp chính xác thường, máy cấp chính xác
nâng cao, cao… (Cấp chính xác máy do TCVN 17-42-75 quy định).
- Theo trọng lượng máy: Máy trung bình (≤ 10T), cỡ nặng (10 ÷ 30T)…
- Theo mức độ tự động hóa: Máy tự động, bán tự động…
1.4.1.2. Ký hiệu
Ở mỗi quốc gia, mỗi hãng chế tạo máy đều có tiêu chuẩn kiểu ký hiệu máy khác
nhau, nhưng về bản chất là giống nhau. Thông thường ký hiệu máy theo cách thức sau:
Tên máy theo nhóm chức năng công nghệ _ Những thông số kỹ thuật đặc trưng _ hệ
thống điều khiển hoặc chức năng đặc biệt.
Ví dụ: hệ thống ký hiệu của Liên Xô (cũ)
Bảng 1.1: Ký hiệu máy cắt kim loại theo Liên Xô.
- Chữ số đầu tiên kí hiệu tên máy theo nhóm chức năng công nghệ: 1 – máy
tiện; 2 – máy khoan, doa; 3 – mái mài; 4 – máy tổ hợp; 5 – mái gia công răng, gia công

ren; 6 – mái phay; 7 – máy bào, xọc, chuốt; 8 – máy cưa, máy cắt phôi; 9 – các máy
khác.
- Chữ số tiếp theo kí hiệu kiểu máy theo các đặc trưng nhóm.
- Nhóm số cuối cùng để chỉ các kích thước đặc trung của máy.
- Chữ cái đứng xen trong nhóm các chữ số để kí hiệu serial hoặc máy đã được
cải tiến trên cơ sơ máy đã cải tiến trên cơ sở loạt máy đẫ sản xuất.
- Các chữ cái sau cùng kí hiệu các trang thiết bị kèm theo, hệ thống chức năng
đặc biệt, hệ thống điều kiển…
* Tiêu chuẩn Việt Nam về kí hiệu máy dựa vào cơ sở trên, chỉ thay chữ số đầu
tiên bằng tên máy viết tắt.
Ví dụ: T620: T - Nhóm máy tiện, 6: máy vạn năng, 20: Kích thước phôi lớn
nhất gia công được trên máy theo bán kính tính bằng cm (hay Ømax = 400)
8


9

NHÓM
MÁY

1

2

3

4

5


6

7

8

9

MÁY
CẮT KIM
LOẠI

Máy tiện

Máy
khoan và
máy doa

Máy mài

Máy tổ
hợp

Máy gia
công ren
và răng

Máy phay

Máy bào,

xọc và
chuốt

Máy cắt
đứt

Các loại
máy khác

Máy bào
giường 2 trụ
Máy cắt đứt
bằng hạt mài
Máy cưa

Máy bào
giường 1 trụ

Máy tiện cắt
đứt

Máy cắt ren
ống

Máy phay liên
tục

Máy phay
đứng công
sôn


Máy nắn
thẳng và tiện
phôi thanh

Máy cưa vòng
ma sát

Máy bào
ngang

Máy phay lăn
răng

Máy tự động

Máy bán tự
động

Máy vạn
năng
Máy gia công
bánh răng côn

Máy khoan
TĐ nhiều trục
chính

Máy khoan
BTĐ 1 trục

chính

Máy khoan
đứng

Máy xọc răng

Máy tiện
Rêvônve

Máy tiện TĐ
và BTĐ nhiều
trục chính

Máy tiện TĐ
và BTĐ 1
trục chính

3

2

1

Máy nắn
thẳng và cắt
đứt

Máy kiểm tra
dụng cụ cắt


Máy cưa đai

Máy xọc

Máy phay
đứng không
công sôn

Máy gia công
mặt đầu răng

Máy khoan
cần

Máy tiện
đứng

5

Máy chuốt
ngang

Máy phay
chép hình

Máy gia công
trục vít, bánh
vít


Máy doa tọa
độ

Máy tiện cắt
đứt

4

LOẠI MÁY

Bảng 1.1: Ký hiệu máy cắt kim loại theo Liên Xô

Máy phân
độ

Máy cưa
đĩa

Máy phay
giường

Máy gia
công ren

Máy doa
ngang

Máy tiện
vạn năng


6

Máy cân
bắng

Máy cưa
lưỡi

Máy
chuốt
đứng

Máy phay
dẫn trượt
vạn năng

Máy gia
công tinh
tinh răng

Máy doa
chính xác

Máy tiện
nhiều dao

7

Máy phay
ngang

công sôn

Máy mài
ren và
răng

Máy
khoan
ngang

Máy tiện
chuyên
dùng

8

Các loại
máy khác

Các loại
máy khác

Các loại
máy khác

Các loại
máy khác

Các loại
máy khác


Các loại
máy khác

Các loại
máy khác

Các loại
máy khác

9


1.4.2. Cơ cấu truyền động hộp tốc độ
Yêu cầu đối với các cơ cấu truyền động trong hộp tốc độ máy công cụ:
- Truyền công suất lớn
- Biến đổi được tốc độ trong một phạm vi nhất định
- Có tính công nghệ
Thường dùng các loại cơ cấu sau:
1.4.2.1. Truyền động vô cấp: được dùng trong hộp tốc độ bao gồm cặp puli côn đai
dẹt, cặp bánh răng ma sát, xilanh – pittông, động cơ senrvo, …
a/ Cơ cấu dùng puli côn
Trong cơ cấu puli côn (hình 1.11) muốn
có tỷ số truyền theo yêu cầu chỉ cần điều
khiển gạt đai truyền sang các vị trí tương
ứng.

Hình 1.11

b/ Cơ cấu dùng bánh ma sát

Trong cơ cấu bánh ma sát (hình 1.12)
muốn thay đổi tỷ số truyền chỉ cần quay
hai con lăn số 2, khi đó đường kính tiếp
xúc của các bánh ma sát thay đổi sẽ làm
thay đổi tỷ số truyền

Hình 1.12

c/ Cơ cấu dùng động cơ điện servo
Dùng động cơ điện servo (hình 1.13)
hiện được ứng dụng rộng rãi trong điều
khiển CNC. Để có số vòng quay trục
chính theo yêu cầu chỉ cần thay đổi các
thông số điều khiển của động cơ điện
servo

Hình 1.13

10


d/ Cơ cấu dùng xilanh – pittông
Trong cơ cấu dùng xilanh – pittông
(hình 1.14) muốn thay đổi tốc độ tịnh tiến
của pittông chỉ cần thay đổi lưu lượng
dầu bằng van tiết lưu 3

Hình 1.14
1.4.2.2. Truyền động phân cấp
a/ Cơ cấu truyền dẫn phân cấp dùng puli nhiều bậc (hình 1.15)

Cơ cấu truyền dẫn này được sử dụng
trong hộp máy tiện đơn giản.
Từ động cơ điện truyền chuyển động
qua đai truyền có tỷ số truyền i1 tới trục I.
Từ trục I truyền qua puli 3 bậc lồng không
trên trục chính II. Muốn truyền chuyển
động quay trục chính II có thể theo hai
hướng:
Hình 1.15
- Chạy trực tiếp (còn gọi là chạy một đầu máy), đóng chốt làm cho chuyển động
quay từ puli lồng không trên trục II truyền qua chốt làm quay bánh răng Z4 và quay
trục chính II, được tốt độ như sau:
Ntc = nĐc.i1.i2 trong đó i2 là tỷ số truyền của puli 3 bậc; nĐc là số vòng quay của
động cơ.
Trục II còn được goi là trục “Hacne” khi chay trực tiếp sẽ quay trục III sao cho
hai cặp bánh răng

Z
Z1
và 3 không ăn khớp với nhau.
Z2
Z4

- Chạy gián tiếp (còn gọi là chạy hai đầu máy): rút chốt ra, chuyển động từ puli
lồng không trên trục II qua cặp bánh răng

Z
Z1
(i3) tới trục III qua cặp 3 (i4) tới trục II
Z2

Z4

ta có 3 tốc độ thấp tính như sau:
nTc = nĐc.i1.i2.i3.i4
11


Loại tốc độ này đơn giản nhưng tốc độ thấp, chỉ phục vụ sửa chữa máy nhở,
không phù hợp với trình độ kỹ thuật hiện đại.
b/ Cơ cấu dùng bánh răng di trượt ( hình 1.16)
Chuyền động quay từ trục I →II→III
qua hai nhóm bánh răng di trợt:
- Nhóm thứ nhất gồm hai khối bánh
răng di trượt hai bậc Z1, Z2 hai
bánh răng cố định Z1' , Z 2' lần lượt
ăn khớp với nhau cho hai tỷ số
truyền

Z1
Z
và 2' nối chuyển động
'
Z1
Z2

giữa trục I và trục II.
Hình 1.16
- Nhóm thứ hai gồm ba khối bánh răng di trượt hai bậc Z3, Z4 Z5 và ba bánh răng cố
định Z 3' , Z 4' , Z 5' lần lượt ăn khớp với nhau cho ba tỷ số truyền khác nhau


Z3 Z4
, ' và
'
Z 31
Z4

Z5
nối chuyển động giữa trục IIvà trục III.
Z 5'

Nếu thay đổi lần lượt các cặp bánh răng ăn khớp giữa hai nhóm bánh răng di
trượt trên thì trị số tốc độ vòng quay của trục I (n1) sẽ cho 6 trị số tốc độ khác nhau
trên trục III: nTc1, nTc2 … nTc6 tính như sau:
nTC1  n1 .

Z1 Z 3
.
Z1' Z 3'

nTC 4  n1 .

Z2 Z4
.
Z 2' Z 4'

nTC 2  n1 .

Z2 Z3
.
Z 2' Z 3'


nTC 5  n1 .

Z1 Z 5
.
Z1' Z 5'

nTC 3  n1 .

Z1 Z 4
.
Z1' Z 4'

nTC 6  n1 .

Z 2 Z5
.
Z 2' Z 5'

Từ đó rút ra công thức tính tốc độ trong máy: Z = p1.p2…..pi
Trong đó:
Z là số tốc độ của máy
Pi là tỷ số truyền trong một nhóm truyền (bánh răng di trượt thứ i)
Ví dụ: với hộp tốc độ trên hình 1.11 có Z = p1.p2 = 2x3 = 6 tốc độ
Loại cơ cấu bánh răng di trượt này được dùng rộng rại trong các máy cắt kim
loại vạn năng cần thay đổi tốc độ liên tục và yêu cầu nhiều tốc độ khác nhau.
c/ Cơ cấu dùng bánh răng thay thế (hình 1.17)

12



Sơ đồ hình 1.17 trình bày sơ đồ hộp tốc độ
của máy tiện dùng bánh răng thay thế.
- Xích truyền động nối từ động cơ điện qua
đai truyền hình thanh tới cặp bánh răng thay
thế

a
tới cặp bánh răng côn làm quay trục
b

chính.
a
b

- Phương trình xích động: nTc = nĐc.iđai. .icôn

Hình 1.17
Muốn thay đổi tốc độ nTc chỉ cần thay đổi tỷ số truyền

a
b

1.4.3. Cơ cấu truyền động hộp xe dao
Yêu cầu đối ví các cơ cấu truyền động trong hộp xe dao máy công cụ:
- Truyền công suất bé, khoảng (5 ÷ 10%) công suất truyền động chính.
- Biến đổi được tốc độ trong một phạm vi nhất định
- Có tính công nghệ, ví dụ dễ lắp ráp, chế tạo, thay thế…
Thường dùng các loại cơ cấu sau:
1.4.3.1. Cơ cấu Norton (khối bánh răng hình tháp)

- Cơ cấu Norton (hình
1.18) bánh đệm Z0 sẽ
làm nhiệm vụ nối truyền
động giữa trục I và trục
II : từ bánh răng Zi qua
bánh răng Z0 đến Za, khi
bánh răng Zi thay đổi
(lớn lên hoặc bé đi) thì
bánh đệm Z0 phải quay
quanh hành tinh xung
quanh bánh răng Za đảm
bảo sao cho ba bánh răng
lúc nào cũng ăn khớp với
nhau.
- Cơ cấu Norton thường
được dùng trong xích
chạy dao của máy tiện.
Hình 1.18

13


1.4.3.2. Cơ cấu then kéo
- Cơ cấu then kéo (hình 1.19)
thường được sử dụng trong hộp chay
dao của máy khoan. Khối bánh răng
hình tháp trên trục I cố định, khối bánh
răng hình tháp trên trục II lồng không.
Khi trục I quay sẽ truyền cho 4 bánh
răng hình tháp thên trục II quay nhưng

chưa làm cho trục II quay. Muốn trục II
quay phải rút then kéo để ở vị trí 1, 2, 3,
4 (hình 1.14a) then kéo có tác dụng như
một chốt cố

Hình 1.19

định bánh răng với trục (hình 1.14b). Trục I có một trị số vòng quay n1 sẽ được 4 trị
số vòng quay nII của trục II.
1.4.3.3. Cơ cấu Meandl (Mêan)
Cơ cấu meandl thường được dùng trong hộp chay dao của máy tiện, phay … có
hai loại cơ cấu meandl: cơ cấu meandl trực tiếp và cơ cấu meandl gián tiếp
- Cơ cấu meandl trực tiếp ( hình 1.20) trên
trục I có 3 khối bánh răng hai bậc như
nhau. Một khối cố định với trục còn hai
khối lồng không. Trên trục II có 4 khối
bánh răng 2 bậc như nhau, lắp lồng không.
Bánh răng Z5 trên trục III di trượt lần lượt
ăn khớp với 4 bánh răng lớn trên trục II
cho 4 tỷ số truyền khác nhau. Truyền từ
trục I → III theo đường zích zắc

Hình 1.20
- Cơ cấu meandl gián tiếp (hình 1.21)
về lắp ghép và đường truyền cũng giống
như loại trực tiếp, nhưng có thêm bánh
răng đệm Z0. trục bánh răng Z0 quay hành
tinh xung quanh trục bánh răng Z5 (giống
cơ cấu Norton) bảo đảm cho bánh răng Z0
ăn khớp lần lượt với mọi bánh răng to nhỏ

trên trục II cho ta nhiều tỷ số truyền hơn so
với cơ cấu loại 1
Hình 1.21
1.4.3.4. Cơ cấu bánh răng thay thế ( còn gọi là chạc đầu ngựa)
14


Để đảm bảo việc thay đổi tỷ số truyền của cơ cấu bánh răng thay thế được linh
hoạt khi khoảng cách giữa hai trục truyền động cố định, người ta thường dùng cơ cấu
bánh răng thay thế chạc đầu ngựa.(hình 1.22)
Đường truyền từ trục chủ động I qua bánh răng thay thế a, b, c,d đến trục III.
Tỷ số truyền là: itt =

a c
.
b d

Khi thay đổi itt có nghĩa là thay đổi số răng a, b, c, d thì đường kính bánh răng
sẽ thay đổi theo. Khoảng cách giữa trục I và trục II là A0 cố định. Do đó sử dụng chạc
điều chỉnh đầu ngựa để đảm bảo ăn khớp của 4 bánh răng a, b, c, d.
Nguyên tắc điều chỉnh và kết cấu: bánh răng b và c lồng không trên chốt 2 lắp
vào chạc 1. Hai bánh răng này có thể điều chỉnh dọc theo rãnh 4 và thân chạc 1 có thể
quay điều chỉnh xung quanh trục bánh răng d (nới lỏng buloong 3 ra). Như vậy bánh
răng b, c điều chỉnh được vị trí trục nên đảm bảo ăn khớp khi số răng b, c thay đổi
(trong phạm vi thiết kế). Rãnh cong đảm bảo ăn khớp bánh răng a và b, rãnh thẳng
đảm bảo ăn khớp bánh răng c và d.

Hình 1.22
1.4.3.5. Cơ cấu truyền dẫn vô cấp với động cơ điện:
Động cơ điện servo (hình 1.23) được sử dụng rộng rãi trong chuyển động chạy dao của

máy điều khiển theo chương trình số, nó cho phép cung cấp lượng chạy dao bất kỳ
trong phạm vi cho phép.

15


Hình 1.23

1.4.4. Các cơ cấu truyền động khác
1.4.4.1. Các cơ cấu đảo chiều
Trong máy công cụ thường dùng các cơ cấu đảo chiều cơ khi để đảo chiều quay
trục chính. Một số cơ cấu thường dùng (hình 1.24):
- Hình 1.24a là cơ cấu đảo chiều trên mặt phẳng. Chuyển động truyền từ trục 1
đến trục II qua bánh răng Z3 hay Z2, Z3 (dùng tay gạt để thay đổi) sẽ cho chiều quay
khác nhau trên trục II.
- Hình 1.24b là cơ cấu đảo chiều song song dùng bánh răng di trượt. Gạt bánh
răng di trượt hai bậc sẽ có hai đường truyền từ trụ I → II một đường truyền qua bánh
răng đệm Z0 là đường đảo chiều.
- Hình 1.24c là cơ cấu đảo chiều giữa hai trục vuông góc dùng bánh răng côn.
Gạt ly hợp M qua phải, trái sẽ có chiều quay của trục II khác nhau.

Hình 1.24
1.4.4. 2. Cơ cấu tổng hợp chuyển động
Cơ cấu tổng hợp chuyển động ( cơ cấu hợp thành) dùng để phối hợp hai đường
truyền động có tố độ khác nhau đến cùng một cơ cấu chấp hành. Trong trường hợp này
nếu không dùng cơ cấu hợp thành, trục quay của đường ra sẽ nhật được hai tốc độ
khác nhau cùng lúc và sẽ bị xoăn gẫy trục.
Có nhiều loại cơ cấu hợp thành, nhưng trong máy công cụ thường dùng nhất là
cơ cấu vi sai:
16



a/ cơ cấu vi sai:
Cơ cấu vi sai (hình 1.25) điển
hình dùng bánh răng côn
thường được sử dung trong
máy cắt kim loại.
* Hai đường vào I và II đường
ra III
Tính tỷ số truyền ihợp thành bằng
cách tính các tỷ số truyền riêng

Hình 1.25

của từng đường vào.

- Truyền từ I sang III: coi bánh răng Z4 đứng yên, theo họa đồ vận tốc:
II –III =

VIII 1

VI
2

- Truyền từ II sang III: coi bánh răng Z1 đứng yên, theo họa đồ vận tốc:
III –III =

1
2


* Hai đường vào I và III đường ra II
II –II =

1
(lúc này coi như khớp nối trục, và Z5 = Z6)
1

IIII –II =

2
(lúc này coi như Z1 đứng yên)
1

* Hai đường vào II và III dường ra I:
III –I =

1
(lúc này coi như khớp nối trục)
1

IIII –I =

2
(lúc này coi như Z5 đứng yên)
1

Khi tổng hợp chuyển động vào cơ cấu chấp hành phải chú ý đến chiều quay của
từng thành phần chuyển động. thường điều chỉnh xích chỉ tính riêng rẽ từng con đường
truyền qua vi sai.
Ký hiệu của cơ cấu tổng hợp chuyển động hay dùng trong các sơ đồ kết cấu

động học như sau (hình 1.26)

Hình 2.26
17


b. Cơ cấu bánh răng thanh răng:
Giả sử bánh răng quay tròn xung
quanh trục của bản thân vừa tịnh tiến theo
chiều mũi tên T2 như hình vẽ. Muốn thanh
răng chuyển động một độ dài l1 theo mũi
tên T3 phải tính xem bánh răng cần quay
một trị số vòng quay là bao nhiêu? Muốn
vậy phải tổng hợp hai chuyển động của
bánh răng lên thanh răng.
*/ Xét trường hợp bánh răng quay tròn,
không tịnh tiến.
Nếu thanh răng tịnh tiến một độ dài l1 thì
bánh răng phải quay

l1
vòng
Z .t

(Z.t = độ dài chu vi chia của bánh răng)
*/ Xét trường hợp bánh răng tịnh tiến.,
không quay. Lúc này thanh răng đứng
yên, nhưng vì bánh răng lùi lại có nghĩa là
phải lăn trên thanh răng một số vòng quay
Hình 1.22

không.
Vậy bánh răng lùi lại một đoạn l2 tương úng với số vòng quay không của nó là
l2
vòng
Z .t

Tổng hợp lại như sau:

Tổng hợp

Thanh răng tịnh tiến

Số vòng quay của bánh răng

l1

l1
vòng
Z .t

0

l2
vòng
Z .t

l1

l1  l 2
vòng

Z .t

Dấu  tùy theo chiều chuyển động cần tổng hợp
1.4.4. 3. Các cơ cấu đặc biệt
a/ Cơ cấu trục vít – đai ốc (hình 2.27)

Hình 2.27
18


Trục chính quay 1một vòng  đai ốc tịnh tiến 1 lượng bằng bước vít t
b/ Cơ cấu cam ( hình 2.28)
Cam quay  cần tịnh tiến theo quy luật (do biên dạng của cam quyết định)

Hình 2.28
1.4.5. Các chuyển động của máy cắt kim loại
1.4.5.1. Tỷ số truyền
Trong máy cắt kim loại của những cơ cấu dai truyền, xích, bánh răng, trục vít –
bánh vít,.. là tỷ số giữa số vòng quay n 2 của trục bị động và n 1 của trục chủ động được
ký hiệu là i:

i=

n2
n1

Trong truyển động bánh răng có: i =

Z1
Z2


Z 1 - Số răng của bánh chủ động
Z 2 - Số răng của bánh bị động
Trong truyền động đai: i =

d1
d2

d 1 - Đường kính của puly chủ động
d 2 - Đường kính của puly bị động
Trong truyền động trục vít – bánh vít: i =

k
z

k – Số đầu mối của trục vít
z – Số răng của bánh vít
Nếu trong xích truyền động của máy có nhiều cơ cấu thực hiện(n), thì tỷ số
truyền chung của máy bằng tích các tỷ số truyền của từng cơ cấu riêng biệt nghĩa là
i = i1 .i2 .i3 ...in
1.4.5.2. Các đai lượng đặc trưng của máy cắt kim loại

a/ Chuyển động chính: là chuyển động tạo ra tốc độ cắt gọt, như sau:
- Trong máy tiện, mài, khoan,… chuyển động chính quay tròn

19


V=


 .d .n
1000

m/phút

Trong đó: d là đường kính vật gia công tính bằng mm; n là số vòng quay tính
bằng vòng/phút.
- Trong máy mài, chuốt, .. chuyển động chính là chuyển động thẳng: v =

2.l.nhtk
1000

đơn vị (m/phút)
nhtk là số hành trình kép trong một phút của dao bào
l là chiều dài khoảng chạy của dao bào đơn vị (mm)
b/ Chuyển động chạy dao: là chuyển động tạo ra năng suất gia công và độ bóng
bề mặt gia công …
Ví dụ: tiện một chi tiết dài l chọn lượng chạy dao S(mm/vòng) thời gian gia
công chi tiết là T.
Có: n.T =

l
l
S
s
nT

S có tỷ lệ nghich với T, thay đổi S năng suất biến đổi mặt khác S thay đổi làm
độ bóng khác nhau, S càng lớn bề mặt càng thô, S càng nhỏ bề mặt càng tinh.
Có rất nhiều loại chuyển động chạy dao: chạy dao dọc, chạy dao ngang, chạy

dao hướng kính, chạy dao vòng …
Chuyển động chính và chuyển động chạy dao gọi là chuyển động cơ bản của
máy.
c/ Các chuyển động khác: như chuyển động phân độ; chuyển động bao hình;
chuyển động vi sai; chuyển động phụ (tiến, lùi dao…)
1.4.5.3. Sơ đồ động của máy cắt kim loại .
Sơ đồ biểu thị cách bố trí tương đối của tất cả các thành phần trong tất cả các
xích truyền động được gọi là Sơ đồ động. Mỗi máy công cụ đều có sơ đồ động đặc
trưng của nó, căn cứ vào sơ đồ động sẽ xác định được các chuyển động cơ bản của
máy. Các ký hiệu qui ước được dùng để thể hiện sơ đồ động của máy như bảng 1.2.

20


21

Cam thùng
Cơ cấu con cóc

Vít me – đai ốc
Bánh răng lồng
không
Bánh răng cố
định
Bánh răng di
trượt
Bánh răng xoắn
Bánh răng côn
Trục vít – bánh
vít

Thanh răng –
bánh răng
Phanh côn

Trục chính máy tiện

Trục chính máy tiện
dạng mâm cặp

Trục chính máy tiện
Rêvônve

Trục chính máy
khoan

Trục chính máy phay

Trục chính máy mài

Đai dẹt

Đai hình thang

Truyền động xích

Động cơ

Cơ cấu mantít

Cam đĩa


Ly hợp điện tử

Ly hợp một chiều

Ly hợp đĩa

Ly hợp côn

Ly hợp vấu

Ổ côn

Tên gọi
Phanh guốc

Khớp nối đàn hồi

Ký hiệu

Phanh đĩa

Tên gọi
Ổ trượt
Ổ lăn

Ký hiệu

Khớp nối cố định


Trục

Tên gọi

Bảng 1.2: Các ký hiệu qui ước được dùng để thể hiện sơ đồ động của máy

Ký hiệu


Chương 2 : MÁY TIỆN
2.1 Công dụng và phân loại
2.1.1.Công dụng
-Trong các nhà máy cơ khí,máy tiện chiếm một tỷ lệ khá lớn so với các máy
móc trang thiết bị khác.Máy tiện dung gia công các mặt tròn xoay. Gia công các bề
mặt ren, các bề mặt định hình,mặt cam đĩa, xén mặt đầu,cắt rãnh. Khi có thêm đồ gá
hay các cơ cấu phụ trợ đặc biệt, máy tiện có thể hớt lưng, tiện trục khủyu, tiện các đa
diện, có thể khoan, khoét, doa, đánh bóng….
2.1.2. Phân loại
Theo : Trọng lượng máy
Độ chính xác
Chuyên môn hóa
Tự động hóa
Theo chuyên môn hóa: Tiện vạn năng
Chuyên môn hóa
Tính chuyên dung
2.2 Máy tiện vạn năng(1k62) hình 2.1

Hình 2.1
2.2.1. Đặc tính kỹ thuật
- Đường kính lớn nhất của phôi gia công: ,


max

= 400mm trên băng máy,

= 200 trên bàn dao.
- Khoảng cách 2 đầu tâm có 4 cỡ: L=710; 1000; 1400 và 2000mm
- Số cấp tốc độ trục chính Zn =23
- Giới hạn vòng quay trục chính: n =12,5 2000(v/p)
max

22


- Cắt được các loại ren: Quốc tế tp = 1 192mm
Anh
= 24 2
Modun = 0.5 48
Pitch
= 96 4
- Lượng chạy dao dọc: Sd =0,67 4,16 (mm/vòng)
- Lượng chạy dao ngang: Sn = 0,035 2,08 (mm/vòng)
- Động cơ chính: N1 =10 kw; nđc1 = 1450 (vòng/phút)
- Động cơ chạy nhanh: N1 =1kw; nđc1 = 1410 (vòng/phút)
- Trọng lượng máy 2200Kg
Ngoài ra đi kèm theo máy là các trang bị công nghệ phụ trợ như: luynet(giá đỡ) mâm
cắp 4 vấu, mũi tâm, ụ động quay, các bánh răng thay thế….
2.2.2.Sơ đồ động học
Sơ đồ động của máy 1K62 được trình bày trên hình 2.1. Chuyển động tạo hình trên
máy tiện có hai xích chuyển động cơ bản là xích tốc độ và xích chạy dao. Máy được

dẫn động bằng động cơ điện có công suất 10kW, vòng quay là 1450 vòng/phút. Trên
máy có lắp đặt một động cơ điện 1kW để thực hiện chuyển động chạy dao nhanh
2.2.3. Truyền động của máy.
a/ Phương trình xích tốc độ của máy 1K62.
Đường Truyền từ động cơ điện có công suất 10kW đến trục chính được thể hiện
qua phương trình xích tốc độ:

Phương trình xích tốc độ

23


24


Theo tính toán thì đường tốc độ thấp có Zthấp = 2x3x2x2 = 24 tốc độ. Nhưng do
hai khối bánh răng di trượt hai bậc giữa trục IV và trục VI chỉ có 3 tỷ số truyền (lý
thuyết là 2x2 = 4) vì có 2 tỷ số trùng nhau như sau:

Đường truyền tốc độ thấp có Zthấp = 2x3x3=18 tốc độ, đường truyền tốc độ cao
có Zcao = 2x3 = 6 tốc độ. Để nối tiếp trị số tốc độ thấp và cao người ta đặt i18  i19. Do
đó máy chỉ còn Z = 23 tốc độ
b/ Phương trình xích cắt ren thường.
Xích cắt ren (hình 2.2) trên máy tiện xuất phát từ 1 vòng quay của trục chính và
kết thúc bằng dịch chuyển một bước ren tp của dao cắt.
Một vòng trục chính

Hình 2.2: Sơ đồ kết cấu động học xích cắt ren
* Phương trình tổng quát xích cắt ren.
tp

ics
1vòngTC.iđc.iTT.

25,4
n

.igb.tx =
1
ics

m.
25,4.
Dp

25