Giáo trình MĐ16 Nhập nghề cắt gọt kim loại

rình hàn. Hình vẽ 1.31 giới thiệu mỏ hàn hút- là loại được sử dụng rộng rãi nhất. Hình vẽ 1.31: Mỏ hàn hút Cấu tạo mỏ hàn hút: Khí ôxy có áp suất 3-4at theo ống dẫn (1) vào miệng phun (2). Vì miệng phun có đường kính rất bé nên dòng oxy đi qua có tốc độ rất lớn tạo thành vùng áp suất thấp ( 3) xung quanh miệng phun. Nhờ vậy khí C2H2 được hút vào buồng hỗn hợp (5) qua ống dẫn (4), trộn với ôxy tạo thành hỗn hợp khí cháy. Hỗn hợp khí này theo ống dẫn (6) đi ra đầu mỏ hàn (7) cháy tạo thành ngọn lửa hàn. Do có cấu tạo như vậy, khi tiến hành hàn phải mở khoá ôxy trước, khoá axêtylen sau. Khi kết thúc hàn. đóng khoá C2H2 trước, khoá ôxy sau. Thông thường, người ta quan sát màu ngọn lửa để điều chỉnh tỉ lệ ôxy và axêtylen để nhận được ngọn lửa hàn bình thường. IV.5.3. Công nghệ hàn khí. Điều chỉnh ngọn lửa hàn. Cấu tạo của ngọn lửa hàn gồm ba vùng riêng biệt ( hình vẽ 1.32). Kích thứơc, hình dạng, máu sắc của mỗi vùng phụ thuộc vào tỉ lệ thể tích giữa ôxy và axêtylen ( hệ số b = thể tích O2/ thể tích C2H2) Hình vẽ 1.32: Các ngọn lửa hàn Ngọn lửa hàn bình thường Ngọn lửa hàn oxy hoá Ngọn lửa hàn các bon hoá 1. Nhân ngọn lửa 2. Vùng hoàn nguyên 3. Vùng cháy hoàn toàn - Nếu b = 1,1 ÷ 1,3 ta thu được ngọn lửa bình thường ( hình vẽ 1.32 a). Nhân ngọn lửa( vùng 1) màu sáng trắng có nhiệt độ khoảng 10000C. Vùng hoàn nguyên (2) có màu sáng xanh, có nhiệt độ cao nhất ( 32000C) dùng để hàn rất tốt, nên còn gọi là vùng công tác. Vùng cháy hoàn toàn có màu nâu sẫm (3), nhiệt độ vùng này thấp do mất mát một phần vào việc làm bốc hơi nước. Vùng này không dùng để hàn. - Nếu b > 1,3 thì ta nhận được ngọn lửa ôxy hoá, có nhiệt độ cao hơn so với ngọn lửa bình thường nhưng không dùng để hàn thép vì mối hàn dòn và dễ bị rỗ khí. Ngọn lửa ôxy hoá chủ yếu dùng để hàn đồng thau, nung nóng và cắt hớt bề mặt kim loại. - Nếu b < 1,1 ta thu được ngọn lửa cacbon hoá ( thừa cacbon). Ngọn lửa cacbon hoá có nhiệt độ thấp hơn ngọn lửa bình thường, ít được dùng để hàn thép mà chủ yếu để hàn gang, hàn đắp thép cao tốc, hàn hợp kim cứng. b. Phương pháp hàn Theo dịch chuyển của mỏ hàn ta co hàn phải và hàn trái (hình vẽ 1.33). - Hàn phải: Mỏ hàn dịch chuyển từ trái qua phải, que hàn phụ nằm phía sau mỏ hàn. - Hàn trái: Mỏ hàn dịch chuyển từ phải qua trái, que hàn phụ đi trước mỏ hàn. Trong sản xuất, hàn phải dùng để hàn tấm dầy hơn, vật liệu khó nóng chảy hơn. Ngược lại hàn trái dúng để hàn tấm mỏng hơn. Hình vẽ 1.33: Các phương pháp hàn khí hàn phải; b) Hàn trái 1. Mỏ hàn; 2. Que hàn; 3. Mối hàn Chuẩn bị chi tiết hàn. Trước khi hàn, tuỳ theo chiều dày của chi tiết và yêu cầu kĩ thuật tiến hành vát mép(tương tự như phương pháp hàn hồ quang tay). Làm sạch mép các chi tiết hàn về cả hai phía bằng ngọn lửa hàn trước, sau đó dùng bản chải sắt, axit hoặc phương pháp phun cát để làm sạch tiếp. Sau đó tiến hành gá lắp, hàn đính để giữ vị trí tương đối giữa các chi tiết trong quá trình hàn. - Góc nghiêng của mỏ hàn so với bề mặt chi tiết hàn phụ thuộc chủ yếu vào chiều dày và tính chất lí nhiệt của kim loại hàn ( hình vẽ 1.34).Góc nghiêng cảu mỏ hàn có thể thay đổi trong quá trình hàn. Lúc đầu, để nung nóng kim loại được tốt và hình thành mối hàn nhanh, góc nghiêng có trị số lớn( 80 – 900) Lúc gần kết thúc, để mối hàn được điền đầy và tránh sự chảy của kim loại, phải giảm góc nghiêng của mỏ hàn xuống. Hình vẽ 1.34: Góc nghiêng của mỏ hàn khi hàn thép các bon thấp và hợp kim thấp - Công suất ngọn lửa tính cho sự tiêu hao khí ôxy hoặc khí cháy trong một đợn vị thời gian: A = k.s ( Lít/giờ) Trong đó: s : Chiều dày của vật hàn. k : Hệ số phụ thuộc vào khả năng dẫn nhiệt của kim loại và phương pháp hàn. Ví dụ: Đối với - Thép k = 100 -150 Đồng k = 150 – 200 Nhôm k = 120 -150 Giá trị công suất A dùng để chọn mỏ hàn có số thích hợp . - Đường kính que hàn: Là vật liệu bổ sung kim loại cho mối hàn. Thông thường, vật liệu vật liệu que giống với vật liệu vật hàn. Để chọn giá trị đường kính que hàn thich hợp, ta sử dụng công thức thực nghiệm: Khi hàn phải: d = s/2 (mm) Khi hàn trái: d = s/2 + 1 ( mm) IV.6.CẮT KIM LOẠI BẰNG KHÍ ÔXY. IV.6.1.Khái niệm. Quá trình cắt bằng khí được tiến hành bằng việc dùng ngọn lửa hàn đốt cháy vùng cắt, sau đó dùng luồng khí ôxy làm ôxy hoá kim loại đó. Nhiệt lượng sinh ra trong quá trình này làm kim loại cháy nóng chảy thành xỉ lỏng. Duới áp lực của khí ôxy, xỉ lỏng bị thổi ra ngoài tạo thành rãnh cắt ( hình vẽ 1.35). Hình vẽ 1.35: Sơ đồ cắt bằng khí Hỗn hợp oxy –axetylen Khí oxy Vật cắt Rãnh cắt Xỉ IV.6.2.Điều kiện cắt bằng khí. Để cắt được, kim loại cần thoả mãn một số điều kiện sau: - Nhiệt độ cháy của kim loại cắt phaỉ nhỏ nhịêt độ chảy của nó. - Nhiệt độ nóng chảy của ôxy kim loại phải nhỏ hơn nhiệt độ chảy của kim loại. - Nhiệt sinh ra trong quá trình ôxy hoá phải đủ duy trì sự cắt liên tục. - Độ dẫn nhiệt của kim loại cắt không quá lớn. - Tính chảy loãng của xỉ phải cao. - Những điều kiện trên đây chỉ thỏa mãn với thép cacbon hoặc hợp kim thấp. Hợp kim đồng hoặc nhôm hầu như không thoả mãn. Để cải thiện tính cắt cho phù hợp các điều kiện trên, người ta dùng phương pháp cắt bằng thuốc cắt. Bằng biện pháp đó có cắt được thép hợp kim cao, có chiều dày lớn. Phương pháp cắt bằng khí là một phương pháp tách phôi rất tốt. Nó có thể tách mạch hở, mạch kín, mạch có đường cắt bất kì, có thể hớt đi một phần bề mặt kim loại và có thể cắt được vật rất dày mà lực cắt cơ học trên các máy cắt không thưc hiện được. IV.7.KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG MỐI HÀN. IV.7.1.Các khuyết tật của mối hàn. Hình vẽ 1.36 Các khuyết tật tế vi mặt ngoài và trong lòng mối hàn - Các khuyết tật về hình dáng mặt ngoài của mối hàn: Bao gồm các sai lệch về hình dạng mặt ngoài của mối hàn không thoả mãn với các yêu cầu kĩ thuật và thiết kế như: Chiều cao hoặc chiều rộng của mối hàn không đều, đường hàn vặn vẹo, bề mặt mốihàn nhấp nhô… - Nguyên nhân: Việc chọn, chuẩn bị mép hàn, gá lắp các chi tiết hàn chưa đúng, chế độ hàn không được duy trì ổn định, chất lượng vật liệu hàn hoặc trình độ công nhân quá thấp. - Khuyết tật tế vi mặt ngoài và trong lòng mối hàn: + Chảy loang : Hiện tượng kim loại lỏng chảy loang trên bề mặt của kim loại cơ bản- nơi chưa được nung nóng đến trạng thái chảy ( hình vẽ 1.36 a). Nguyên nhân: Góc nghiêng của que hàn không hợp lí, hoặc do dòng điện chọn quá cao. + Lõm hàn: Là những phần lõm sâu tạo thành rãnh chạy dọc ranh giới giữa kim loại cơ bản và kim loại đắp. ( hình vẽ 1.36 b) Nguyên nhân: Chiều dài cột hồ quang hoặc cường độ dòng điện quá lớn, hoặc do góc nghiêng của que hàn chưa hợp lí. + Không ngấu: Là những chỗ gián đoạn trong liên kết giữa kim loại cơ bản và kim loại đắp. ( hình vẽ 1.36 c,d) Nguyên nhân: Công tác chuẩn bị chưa tốt, khe hở giỡa các chi tiết quá nhỏ, cường độ dòng điện hồ quang thấp nhưng lại hàn với tốc đọ cao, điện cực hàn không chuyển động đúng theo trục mối hàn. + Rỗ khí : Sinh ra do hiện tượng bão hoà khí trong kim loại lỏng của mối hàn không kịp thoát ra ngoài khi kim loại đông đặc. Nguyên nhân : Bề mặt chi tiết bẩn sơn, dầu, mỡ, gỉ, hơi nước, vật liệu hàn ẩm hoặc do tốc độ hànvà chiều dài cột hồ quang quá lớn. + Lẫn xỉ ( hình vẽ 1.36g) . Nguyên nhân: Mép hàn chưa được làm sạch, vật liệu hàn bị ẩm, tốc độ hàn quá lớn mà dòng điện hàn quá bé. + Nứt: Có thể hình thành ở mối hàn hay ở vùng ảnh hưởng nhiệt. Người ta phân thành nứt nóng ( xuất hiện ở nhiệt độ cao) và nứt nguội ( xuất hiện khi kim loại đã nguội xuống dưới 3000C).( hình vẽ 1.36 e) + Quá nhiệt : Do chế độ hàn không hợp lí ( năng lượng nhiệt quá lớn mà vận tốc hàn lại quá bé ) làm cho kim loại đắp và vùng ảnh hưởng nhiệt có hạt thô, cơ tính giảm. IV.7.2.Kiểm tra chất lượng mối hàn bằng các phương pháp không phá huỷ ( NDT- non-destructive test). Quan sát mặt ngoài Phương pháp này dùng để xác định các khuyết tật như chảy loang, lõm, rỗ co, nứt… Kiểm tra độ kín mối hàn - Kiểm tra bằng khí amôniắc : Làm sạch bề mặt mối hàn, sau đó thấm chất chỉ thị màu ( fênôlftalein, nitrit thuy ngân). Dùng dòng khí chứa 1% amôniắc thổi lên bề mặt kia dưới áp suất nhất định. Sau 1 -5 phút nếu thấy chất chỉ thị đổi màu chứng tỏ mối hàn có khuyết tật và không đảm bảo độ kín. - Kiểm tra độ kín bằng áp lực: Ta bịt kín sau đó cho khí vào ở một áp suất nhất định.Bôi nước xà phòng ở phía ngoài và quan sát phát hiện chỗ rò rỉ. c) Kiểm tra bằng tia X, g, siêu âm, từ tính. Tiến hành tương tự như đã giới thiệu trong phần kiểm tra vật đúc (xem chương 3). IV.8. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HÀN, CẮT ĐẶC BIỆT. Hiện nay, vật liệu ngày càng nhiều: Các loại vật liệu có độ cứng cao như các hợp kim cứng, vật liệu xomay, composite…Do vậy cần thiết phải có một số công nghệ và thiết bị đặc biệt để có thể hàn, cắt các vật liệu mới có độ cứng và nhiệt độ nóng chảy cao. Sau đây chúng ta làm quen với một số công nghệ hàn cắt đặc biệt. IV.8.1.Hàn các tấm mỏng. Máy superkempak ( Phần Lan ). Hàn bằng phương pháp này có một số đặc điểm sau: - Quá trình hàn được tiến hành trong khí bảo vệ ( Ar) - Năng lượng được cấp do ngọn lửa hồ quang giữa mũi điện cực wolfam và vật hàn. Có thể tiến hành hàn có hoặc không có que hàn phụ. - Thích hợp cho hàn vật mỏng ( £ 2mm); Nhận được vết hàn rất sạch. - Sử dụng khí argon làm khí bảo vệ. - Đoạn mũi điện cực t = 3 ÷ 5 (mm); Để nhận được hồ quang ổn định, mũi phải được mài nhọn, chiều dài mài gấp 1 ÷ 2 lần đường kính điện cực ( hình vẽ 1.37). Hình vẽ 1.37 Sơ đồ hàn tấm mỏng - Chiều dài cột hồ quang thích hợp là 2 ÷ 5 mm Hình vẽ 1.38 Hàn vật dầy £2mm; không có que hàn phụ Hình vẽ 1.39 Hàn có que hàn phụ Bảng 1.3. Các thông số khi hàn tấm mỏng Chiều dày vật hàn s (mm) 0.5 1 1.5 2,0 Cường độ dòng điện (A) 10-30 40-60 60-90 100-130 Đường kính điện cực (mm) 1.0 1.6 1.6 1.6 Đường kính que hàn phụ (mm) 1.0 2.0 2.0 2.5 IV.8.2.Cắt plasma. Máy LPC 100 ( Phần Lan) Phương pháp cắt này có một số đặc điểm sau: - Có thể cắt được mọi vật liệu do có tập trung năng lượng cao; nhiệt độ hồ quang có thể đạt tới 20.0000C. - Yêu cầu cả năng lượng điện và khí ( khí bị iôn hoá tồn tại dưới dạng plasma) - Nguyên lí hoạt động: Khí nén chuyển động trong vùng có điện áp và tần số cao bị iôn hoá ( tồn tại dưới dạng plasma), plasma được dùng để cắt . - Để cắt, có thể sử dụng 2 nấc: 50A/100V và 100A/140V. - Bộ khí: Gồm bộ lọc khí, bộ nén khí. - Có thể dùng bộ điều khiển từ xa để điều chỉnh máy. Khả năng cắt: Chiều dày cắt (mm) ở hai chế độ đối với một số thép và hợp kim được nêu trong bảng. Bảng 1.4 : Khả năng cắt một số kim loại và hợp kim của máy cắt plasma Cường độ dòng điện I 100A 50A Thép cacbon (mm) 30 15 Thép hợp kim cao (mm) 25 13 Nhôm (mm) 25 13 - Có thể dùng với một số phụ kiện để cắt chính xác theo đường thẳng, đường tròn, đừơng cong… IV.8.3.Cắt bằng dao động siêu âm. Thực chất của gia công cắt gọt bằng siêu âm là truyền dao động ở tần số siêu âm ( 16 Khz) vào dụng cụ cắt, dụng cụ này va đập vào các hạt mài, hạt mài lại va đạp vào bề mặt gia công tạo nên quá trình cắt. Nguyên lí gia công cắt bằng siêu âm trên hình vẽ 1.40. Hình vẽ 1.40 Nguyên lý gia công bằng siêu âm Máy siêu âm 1 thông qua bộ phận khuyếch đại 2, kích từ 3 truyền dòng một chiều ( để từ hoá) và dòng xoay chiều ở tần số siêu âm ( để kích từ) cho cuộn dây 8. Cuộn dây 8 được cuộn trong rảnh của chấn tử 5 làm bằng vật liệu từ giảo( Vật liệu có khả năng thay đổi thể tích khi đặt trong từ trường thay đổi) như Ni, Fe-Co… Từ trường xoay chiều chạy trong chấn tử, nhờ hiện tượng từ giaỏ, tạo nên dao động co giãn đàn hồi của chấn tử. Đó là dao động cơ học ở tần số siêu âm. Dao động này truyền qua thanh truyền 6, 7 ( Có thể đồng thời là dụng cụ cắt) và vùng cắt.Người ta phun hạt mài vào vùng cắt ở dạng huyền phù nhờ vòi 9. Dụng cụ cắt 7 dao động đập vào hạt mài, hạt mài va đập vào vùng cắt làm mòn dần bề mặt gia công. Gia công bằng siêu âm có đặc điểm sau: - Cắt vật liệu cứng, giòn mà các phương pháp khác không cắt được như hợp kim cứng, gốm, thuỷ tinh … - Không có nhiệt cắt như gia công bằng tia lửa điện nên thích hợp khi cắt các vật liệu bán dẫn. - Độ chính xác cao ( từ 0,05 – 0,08mm), độ bóng đạt từ 5- 8. - Gia công siêu âm có năng suất thấp. Ngoài một số phương pháp hàn, cắt đặc biệt kể trên, còn có nhiều phương pháp đặc biệt khác như: Hàn cắt bằng tia laze, hàn tế vi áp dụng cho hàn sợi quang… V. CẮT GỌT KIM LOẠI. V.1. Khái niệm chung về cắt gọt kim loại. Gia công kim loại bằng cắt gọt là một phương pháp gia công kim loại rất phổ biến trong ngành cơ khí chế tạo máy. Quá trình cắt kim loại là quá trình con người sử dụng dụng cụ cắt để hớt bỏ lớp kim loại thừa khỏi chi tiết, nhằm đạt được những yêu cầu cho trước về hình dáng, kích thước, vị trí tương quan giữa các bề mặt và chất lượng bề mặt của chi tiết gia công. Lớp kim loại thừa trên chi tiết cần hớt bỏ đi gọi là lượng dư gia công cơ. Lớp kim loại đã bị cắt bỏ khỏi chi tiết gọi là phoi cắt. Gia công kim loại bằng cắt gọt thường là khâu cuối cùng của quá trình chế tạo chi tiết máy( trừ khi còn phải qua nhiệt luyện, nhuôm màu...) sau đó được lắp ráp thành cơ cấu hoặc máy móc. Hiểu biết và vận dụng tốt những kết quả nghiên cứu về cắt gọt giúp tạo ra các chi tiết, các sản phẩm cơ khí ngày càng hoàn hảo và nền cơ khí chế tạo hiện đại ngày càng phát triển. Mặt khác những thành tựu trong lĩnh vực nghiên cứu cắt gọt đã góp phần vào việc tính toán thiết kế máy, dao, đồ gá và công nghệ một cách chính xác và kinh tế. Khác với các hình thức gia công khác, gia công cắt gọt được tiến hành ở nhiệt độ thường. Gia công cắt gọt có thể hoàn thành tất cả các công việc từ đơn giản đến phức tạp, có thể đạt đợc độ chính xác bề mặt cao hơn các phương pháp gia công khác. V.2. NGUYÊN LÍ CẮT GỌT KIM LOẠI. V.2.1. Bản chất của quá trình cắt gọt kim loại. - Dạng nguyên liệu ban đầu gọi là phôi. - Quá trình cắt gọt tạo ra các sợi hoặc mảnh vụn kim loại gọi là phoi. - Lớp kim loại cần cắt bỏ đi ở trên phoi để đạt kích thước yêu cầu, tạo thành chi tiết gọi là lượng dư. - Quá trình cắt gọt kim loại thực chất là cắt bỏ lớp kim loại thừa đi để đạt được độ chính xác, độ bóng yêu cầu. V.2.2. Quá trình tạo thành phoi, hiện tượng xảy ra trong quá trình cắt gọt Một số khái niệm: * Đối với phôi gia công ( hình vẽ 1.41). Hình vẽ 1.41 Các mặt trên phôi gia công Mặt chưa gia công Mặt đang gia công Mặt đã gia công Đầu dao tiện Hướng chuyển động chính Hướng chuyển động cắt Hướng chuyển động chạy dao - Mặt chưa gia công: Là mặt phôi mà dao cắt gọt chưa tiến tới trong nguyên công cắt gọt đó. - Mặt đang gia công : Là mặt phôi mà dao cắt gọt đang tiếp xúc để tiến hành cắt gọt. - Mặt đã gia công: mặt phôi mà dao đã cắt gọt qua. * Chuyển động cắt: gồm 3 loại chuyển động. - Chuyển động chính ( chuyển động cắt chính): Là chuyển động cơ bản của máy cắt được thực hiện qua dụng cụ cắt hoặc phôi. Có thể là chuyển động quay tròn, thẳng hay kết hợp. - Chuyển động chạy dao : Là chuyển động của dao hoặc phôi, chuyển động này kết hợp với chuyển động chính tạo nên quá trình cắt gọt ( tạo ra phoi). Chuyển động này thường thực hiện trong hướng vuông góc với chuyển động chính. Có thể là chuyển động liên tục, gián đoạn. - Chuyển động phụ: Là chuyển động không tạo ra phoi ( như tiến, lùi dao khi không cắt vào phôi). * Quá trình cắt gọt và tạo thành phoi: Dưới tác dụng của lực cắt, lưỡi dao lách vào lớp kim loại làm cho lớp kim loại bị biến dạng mạnh, do lực tiếp tục tăng làm cho lớp kim loại bị biến dạng quá mức tạo thành vết nứt theo hướng lưỡi dao và được tách ra ngoài tạo thành phoi trượt lên mặt trước của dao. Phoi có một số dạng: - Phoi dây: Dạng phoi có sợi dài liên tục, khi gia công vật liệu dẻo, hướng chạy dao bé, tốc độ cắt lớn. - Phoi xếp: Là những mảnh xếp lại với nhau tạo thành sợi từng đoạn ngắn. Khi gia công vật liệu có độ cứng trung bình, lượng chạy dao lớn tốc độ cắt nhỏ. - Phoi vụn: Phoi là những hạt nhỏ không dính vào nhau, khi gia công vật liệu dòn như gang, đồng thanh, tốc độ cắt nhỏ. * Nhiệt sinh ra trong quá trình cắt gọt. Khi cắt, tất cả công cắt biến thành nhiệt. Nhiệt tạo ra do sự biến dạng kim loại và do ma sát giữa phoi va dao. Nhiệt sinh ra truyền vào chi tiết, phoi và dao, làm tăng nhiệt độ ở các bộ phận, ảnh hưởng tới độ bền của dao. Để tăng khả năng gia công, tăng tuổi thọ của dao và cải thiện chế độ cắt, người ta dùng dung dịch bôi trơn, nguội lạnh như xút, dầu khoáng… * Độ mài mòn của dụng cụ cắt II I t(h) Độ mòn Hình vẽ 1.42: Quá trình mài mòn của dao cắt I. Mài mòn ban đầu; II. Mài mòn bình thường; III. Mài mòn khốc liệt Trong quá trình cắt gọt, dao bị mài mòn dần ( hình vẽ 1.42), đến một mức nào đó nó sẽ ảnh hưởng tới độ chính xác gia công, giảm độ bóng bề mặt, máy tiêu hao công suất cắt gọt lớn. Vì vậy người ta quy định dao cắt khi mòn đến một mức độ nhất định thì phải đem mài lại. V.3 MÁY CẮT KIM LOẠI. V.3.1.Phân loại và kí hiệu máy cắt kim loại. a) Phân loại theo công dụng của máy. Có các loại : Máy tiện, máy phay, máy bào, máy khoan, máy mài… b) Phân loại theo mức độ vạn năng. - Máy vạn năng: có thể làm được các công việc khác nhau của các chi tiết khác nhau. - Máy chuyên môn hoá: dùng gia công một loạt chi tiết hoặc một vài chi tiết hình dáng gần giống nhau. - Máy chuyên dùng: dùng gia công mội loại chi tiết có kích thước nhất định. c) Phân loại theo mức chính xác của máy: Máy có độ chính xác thường, độ chính xác cao. Ngoài ra còn có máy bán tự động, máy tự động… d) Kí hiệu máy cắt: - Chữ cái chỉ nhóm máy, ví dụ T- tiện, K- khoan, B- bào - Con số chỉ công dụng, mức độ vạn năng. ví dụ : T616 T- máy tiện 6- Máy tiện vạn năng 16- Chiều cao từ tâm trục chính đến bàn máy la 160mm V.3.2.Tiện. Gia công tiện có chuyển động chính là chuyển động quay tròn của chi tiết, chuyển động chạy dao là chuyển động thẳng ( dọc trục hoặc hướng kính) cảu dao. Máy tiện Thân máy: Là chi tiết cơ bản của máy để lắp trên nó những bộ phận khác: ụ trước, ụ sau, xe dao… - Ụ trước ( ụ trục chính) : Cố định trên thân máy dùng để truyền động chi tiết và kẹp chặt chi tiết. - Hộp chạy dao : Nằm dưới ụ trước, dùng để thay đổi tốc độ chạy dao. - Xe dao: Dùng để biến đổi chuyển động quay tròn của trục trơn hay trục vít thành chuyển động tịnh tiến của bàn dao. - Bàn dao tiện: Dùng để truyền chuyển động bàn dao dọc, ngang, nghiêng so với trục chính của máy. - Ụ sau: Dùng để đỡ chi tiết gia công. b) Dao tiện: Dao tiện gồm 2 phần chính ( hình vẽ 1.43) Hình vẽ 1.43: Dao tiện - Thân dao: Dùng để kẹp vào bàn dao của máy tiện. Thân dao có đủ độ bền, độ cứng cần thiết, có độ dẻo nhất định. Thường để tiết kiệm thép đắt tiền, thân dao làm từ thép C45. - Đầu dao: Là phần trực tiếp làm nhiệm vụ cắt gọt, có các lưỡi cắt, được làm bằng các loại thép dụng cụ, hợpkim cứng và được hàn vào thân dao. c) Vật liệu để chế tạo đầu dao. Yêu cầu: Phải có độ cứng lớn hơn vật liệu gia công Chịu được va đập do áp lực của phoi Giữ được độ cứng ban đầu ở nhiệt độ cao Ít bị mài mòn, có cơ tính cao. Vật liệu làm đầu dao thường dùng: Thép cacbon dụng cụ: CD70, CD80…CD130 -Thép hợp kim dụng cụ: Thép cacbon dụng cụ pha thêm một số nguyên tố hợp kim như, Cr, W, Si, Mn. - Thép cao tốc ( thép gió): Làm dao cắt có năng suất cao so với thép cacbon và thép hợp kim thấp, thép gió có tốc độ cắt cao gấp 2-4 lần, tuổi thọ gấp 8 -10 lần. Có 2 nhóm: nhóm thép gió có năng suất cắt bình thường như 80W18Cr4VMo và nhóm thép có năng suất cắt cao như: 90W18Cr4V2Mo. - Hợp kim cứng: Sử dụng các nhóm một cácbít, hai cácbít, ba cácbít - Vật liệu gốm: Thành phần chủ yếu là Al2O3, rẻ tiền, chịu được nhiệt độ cao, dùng làm dao gia công tinh, cắt tốc độ cao. d) Khả năng gia công trên máy tiện. - Tiện mặt ngoài, mặt đầu, tiện răng, tiện lỗ. - Tiện ren: ren quốc tế, ren Anh, ren môđuyn. - Gia công các mặt côn - Gia công các mặt lệch tâm. V.3.3.Gia công trên máy phay. a) Đặc điểm và phương pháp phay. Dao phay S t V Dao phay t V Phay là phương pháp gia công kim loại bằng dao cắt có nhiều lưỡi cắt. Trong phay chuyển động chính là chuyển động quay tròn của dao, chuyển động chạy dao là chuyển động thẳng ( ngang, dọc, đứng) của bàn máy mang chi tiết.Căn cứ vào hướng chuyển động của dao và phôi ta có 2 phương pháp phay ( hình vẽ 1.44) S a) Phay thuận b) Phay nghịch Hình vẽ 1.44: Các phương pháp phay - Phay nghịch: Cắt êm, dao có thể phần nào khắc phục được hiện tượng mẻ, gẫy, nhưng phải kẹp chặt chi tiết, hướng chuyển động của dao ngược với hướng chuyển động của chi tiết. - Phay thuận: Hướng chuyển động của dao cùng chiều với hướng chuyển động của chi tiết. Trong phương pháp này, điều kiện cắt khó hơn, dao dễ bị mẻ, gẫy nhưng năng suất và độ chính xác cao hơn so với phay ngịch. b) Phân loại dao phay và công dụng. - Theo hình dáng: Dao phay răng thẳng và dao phay răng nghiêng. - Theo công dụng: Dao phay để phay mặt phẳng ( ngang hoặc đứng), dao phay rãnh, dao phay định hình, dao phay răng. c) Máy phay * Phân loại: - Căn cứ vào vị trí trục chính: máy phay gang, máy phay đứng. - Căn cứ vào phạm vi sử dụng: Máy phay vạn năng ( có thể phay đứng, ngang). Máy phay chuyên dùng: Phay rãnh, phay ren vít, phay chép hình. * Các công việc hoàn thành trên máy phay Gia công các mặt phẳng, gia công rãnh, rãnh then, gia công các mặt định hình, gia công bánh răng, ren ốc. V.3.4.Bào, xọc. Máy bào dùng để gia công các mặt phẳng ngang, mặt đứng, mặt nghiêng và có thể gia công được tất cả các loại rãnh. Máy xọc để gia công các mặt phẳng bên trong và rãnh then hoa. V.3.4.1.Dụng cụ để bào và xọc. a) Phân loại dao bào: - Theo công dụng: Bào thô, bào tinh, bào mặt phẳng, dao bào rãnh. - Theo hình dáng: Dao bào thân cong để gia công thô, khi gặp trở lực thì dao không ăn sâu xuống bề mặt chi tiết, dao bào thân thẳng để gia công tinh. b) Các yếu tố cắt khi bào Gồm có: Chiều dày cắt, chiều rộng cắt, chiều sâu cắt và lượng chạy dao. V.3.4.2.Máy bào. Phân loại: Máy bào ngang: Dùng để gia công các chi tiết nhỏ có kích thước tối đa 500-700mm. Máy bào giường: Dùng để gia công các chi tiết lớn( Thân máy, vỏ hộp số…) hoặc gia công đồng thời nhiều chi tiết nhỏ. Ngoài ra còn có: máy bào đứng( máy xọc), máy bào chuyên dùng. V.3.5.Gia công trê máy khoan,doa. Gia công trên máy khoan, doa là phương pháp gia công để tạo lỗ bằng các dụng cụ cắt là mũi khoan, mũi khoét, mũi doa, tarô. Nhưng khoan là phương pháp gia công thô. độ bóng và độ chính xác không cao. Vì vậy, sau khi khoan, để tăng độ chính xác của lỗ gia công, người ta thường tiến hành các gia công bán tinh( khoét) và gia công tinh (doa). V.3.5.1.Dụng cụ cắt chủ yếu trên máy khoan, doa. a) Mũi khoan: Là dụng cụ cắt duy nhất gia công các lỗ chưa có lỗ sẵn trên chi tiết.Các loại mũi khoan thông thường: mũi khoan ruột gà, mũi khoan lỗ tâm, mũi khoan sâu. Mũi khoan ruột gà Hình vẽ 1.45: Mũi khoan ruột gà Phần cắt: Hai lưỡi cắt và một lưỡi cắt ngang. Phần dẫn hướng và thoát phoi. Cổ dao: Có các kí hiệu về đường kính mũi khoan, vật liệu làm mũi khoan. Phần cán dao: Để lắp vào trục chính máy khoan. Chuôi dao: Dùng để tháo lắp ra khỏi ống kẹp dao. b) Mũi khoét: Dùng để gia công mở rộng lỗ( lỗ sau khi khoan hoặc đã có sẵn) đồng thời nâng cao chất lượng bề mặt lỗ ( độ bóng). Khoét là nguyên công trung gian giữa khoan và doa. Các bộ phận của mũi khoét tương tự mũi khoan chỉ khác là lưỡi cắt nhiều hơn( 3-4 lưỡi cắt). c) Mũi doa: Mũi doa dùng để gia công tình tăng độ chính xác, và độ bóng sau khi khoan và khoét. Mũi doa thường có 6-12 răng cắt, rãnh thoát phoi có thể thẳng hoặc xoắn . d) Dao để cắt ren Gồm tarô và bàn ren: Tarô: để cắt ren trong các lỗ có sẵn. Bàn ren: Dùng để cắt ren ngoài. V.3.5.2.Máy khoan. Phân loại và công dụng: Máy khoan đứng: Dùng để khoan các chi tiết nhỏ và trung bình ( d £ 80mm). Máy khoan cần: Dùng để gia công lỗ của các chi tiết lớn. Máy khoan nhiều trục: Có nhiều trục để khoan nhiều lỗ đồng thời. V.3.6.Gia công trên máy mài. Ưu điểm của mài: Độ chính xác, độ bóng bề mặt cao. Lượng dư gia công nhỏ, tiết kiệm kim loại. Có thể mài được thép đã tôi và vật liệu cứng. Tính chất của đá mài Đá mài là một thể xốp bao gồm các hạt mài và chất kết dính, và có những tính chất sau: - Vật liệu mài yêu cầu phải có độ chịu nhiệt, độ bền, độ cứng cao. Thường dùng bột kim cương, cương ngọc, Bột ôxyt nhôm. - Độ hạt: Độ hạt ảnh hưởng đến độ bóng gia công. Độ hạt càng nhỏ, độ bóng gia công càng cao. - Chất kết dính: Dùng để gắn các hạt mài lại với nhau, nó quyết định độ bền của đá. Thường dùng: kêramit, bakêlit, cao su… - Độ cứng của đá: Là khả năng các hạt mài tách ra khỏi đá dễ hay khó. Độ cứng của đá ảnh hưởng đến chất lượng độ bóng gia công. - Tổ chức của đá: Tổ chức của đá nói lên cấu tạo của đá xốp hay chạt, tức là tỉ lệ giữa các hạt mài và chất kết dính, do đó ảnh hưởng đến độ bền, độ cứng của đá. b) Khả năng gia công trên máy mài. - Mài mặt phẳng, mặt nghiêng. - Mài mặt trụ ngoài, mặt côn ngoài. - Mài mặt trụ trong, mặt côn trong. - Mài định hình: dùng đá mài định hình như mài báng răng, các mặt định hình khác. Câu hỏi: Nhận xét tình hình phát triển chung của ngành công nghiệp nước ta hiện nay, thế mạnh hiện tại và xu hướng phát triển trong tương lai ? Trình bày các đặc điểm của Đúc kim loại, Gia công áp lực, Hàn cắt kim loại và Cắt gọt kim loại ? So sánh các phương pháp gia công và nêu ưu điểm, nhược điểm của từng phương pháp gia công ? §2.VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA TỪNG KỸ NĂNG VÀ VAI TRÒ TRÁCH NHIỆM CỦA NGƯỜI THỢ CẮT GỌT KIM LOẠI I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA NGHỀ I.1. Vị trí của nghề cắt gọt kim loại. Ngày nay ngành công nghệ chế tạo máy đóng vái trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho mọi ngành trong nền kinh tế quốc dân, tạo tiền đề cần thiết để các ngành này phát triển mạnh hơn. Vì vậy việc phát triển khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực công nghệ chế tạo máy có ý nghĩa hàng đầu nhằm thiết kế, hoàn thiện và điều khiển quá trình sản xuất đạt hiệu quả kinh tế cao nhất. Trong chế tạo máy có rất nhiều các phương pháp để chế tạo ra một sản phẩm như: Gia công áp lực, hàn kim loại, cắt gọt kim loại...... Song cắt gọt kim loại là phương pháp rất quan trọng, đây là khâu cuối để hoàn thiện một sản phẩm, đạt yêu cầu kỹ thuật về hình dáng và bề mặt cũng như các vị trí tương quan của chi tiết. Cắt gọt kim loại được coi là một nghề trong các nghề cơ khí hiện nay. Để thấy được vị trí quan trọng của nghề trong chế tạo máy nói riêng và trong xã hội nói chung, ta cần đi sâu vào bản chất của nghề cắt gọt kim loại. Ngoài việc nó là khâu cuối quan trọng để hoàn thiện một sản phẩm thì việc sửa chữa các thiết bị máy móc nói chung khi gặp sự cố chủ yếu đều dựa trên các máy cắt gọt kim loại. Hiện nay cắt gọt kim loại còn được áp dụng các khoa học kỹ thuật vào để năng cao chất lượng sản phẩm và tăng năng suất lao động. Cho ra đời các máy cắt gọt kim loại mang tính chuyên môn hoá và tự động cao như: CNC Tiện, CNC phay. . . Công nghệ chế tạo máy là sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực tiễn sản xuất. Trong đó nghề cắt gọt kim loại là thực tiện sản xuất. I.2. Tính chất của nghề cắt gọt kim loại Những thợ cơ khí gia công cắt gọt kim loại làm việc trong các nhà xưởng; tại đó các chủng loại máy, hình thức gia công được bố trí hợp lý. Tư thế làm việc hầu hết là tư thế đứng và cúi khom. Do đó cần chú ý đến điều kiện lao động để tránh xảy ra chấn thương hoặc tác hại nghề nghiệp đáng tiếc xảy ra. Ðiều kiện lao động được đánh giá bằng quá trình lao động và tình trạng vệ sinh của môi trường lao động. Trong quá trình lao động, tâm trí và thể lực của người thợ luôn ở tình trạng căng thẳng. Sự căng thẳng đó phụ thuộc vào tính chất và cường độ lao động, tư thế của cơ thể khi làm việc, sự căng thẳng của các bộ phận riêng biệt như tay, chân, mắt .v.v ..Tình trạng vệ sinh của môi trường sản xuất được đặc trưng bởi các điều kiện vi khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc lưu chuyển của không khí), hàm lượng bụi và khí, tiếng ồn, chấn động, hệ thống chiếu sáng .v.v. Trong điều kiện sản xuất, người thợ phải tiếp xúc với những yếu tố có ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe của mình, các yếu tố này gọi là những tác hại nghề nghiệp. Trong ngành gia công cắt gọt kim loại có những yếu tố tác hại nghề nghiệp chính là: nhiệt độ, tiếng ồn và chấn động, bụi phổi sắt, sự căng thẳng về thần kinh và thị giác .v.v.. Do đó, những người mắc các bệnh sau đây sẽ không phù hợp để làm việc trong ngành gia công cắt gọt kim loại: rối loạn chức năng tiền đình, các bệnh về xương, lao phổi, hen suyển, hẹp van tim, rối loạn sắc giáp, thấp khớp, thị lực yếu .v.v. Hiện nay với việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất và sự ra đời của các máy công nghệ cao CNC hay các trung tâm gia công tự động đã làm giảm bớt các tác hại cũng như các vất vả của người làm nghề cắt gọt kim loại. Tuy nhiên tính chất của nghề là vậy xong so với xã hội mức thu nhập của người thợ lành nghề là rất cao. II. YÊU CẦU ĐỐI VỚI NGƯỜI THỢ CẮT GỌT KIM LOẠI II.1. Hiểu biết. Đọc được các bản vẽ từ đơn giản đến phức tạp như trục khuỷu, trục chính, cam....Nắm vững biện pháp công nghệ trhực hiện các điều kiện trên bản vẽ. Lập được bản vẽ chi tết đơn giản. Hiểu rõ được tính chất cơ lý và đặc tính nhiệt luyện các loại thép các bon thường, thép hợp kim và thép làm dao tiện, làm mũi khoan, mũi doa. Hiểu nguyên tắc dịch chuẩn, chọn chuẩn, về công dụng,cấu tạo đồ gá thường dùng về tiện. Biết cách xác định thông số cắt v, s, t công suất cắt N. Tính toán chọn bánh răng thay đổi cho tiện ren, ren vít đặc biệt. Tính toán cho tiện côn khi không có thước tiện côn. Định được phạm vi thông số cắt cho tiện thô, tiện tinh theo các vật liệu thường gặp. Hiểu thông thạo về tính năng và cấu tạo máy mình làm và các máy khác cùng loại, biết nguyên nhân và cách chỉnh máy, sửa dao, khắc phục một số sai hỏng về tiện. Ví dụ: Tiện bị côn, không vuông góc, không đạt độ nhẵn theo yêu cầu. II.2. Làm được Tiện được các chi tiết khó đạt cấp chính xác 2, nhẵn ▼6 đạt chỉ tiêu năng suất. Ví dụ: Các trục chính máy thường, ống bao, mặt bích phức tạp, thân bơm, trục, bạc lệch tâm... Tiện được các trục bạc về ren, côn. Tiện vê tròn mặt cầu( Trục các đăng), trục vít dẫn ren hình thang chính xác trung bình, tiện răng trục vít vô tận chính xác 8, tiện láng mặt vuông góc F300mm, tiện đúng kích thước lắp ghép chính xác cấp 3, tiện cắt trục có đường kính đến 100 mm. Định được quy trình chế tạo, cách gá kẹp hợp lý cho công việc của mình. Tự tạo được dao tiện, mài được dao tiện đạt yêu cầu. Phát hiện và sửa chữa các bệnh thông thường của máy, gá, vật gia công. Làm được công việc thợ nguội bậc 1cần cho nghề tiện và làm được một số việc khó của thợ bậc trên có hướng dẫn. III. VAI TRÒ TRÁCH NHIỆM CỦA NGƯỜI THỢ Người thợ cắt gọt là người trực tiếp sản xuất ra các chi tiết, sản phẩm đáp ứng yêu cầu của xã hội. Là người quyết định đến chất lượng sản phẩm, là người trực tiếp tác động đến sự phát triển của nghề trong ngành chế tạo máy nói riêng và ngành cơ khí nói chung. Qua đó ta thấy vai trò của người thợ cắt gọt kim loại trong khâu sản xuất tạo sản phẩm cho xã hội, tạo chỗ đứng cho nghề trong ngành và trong xã hội. Đây là vai trò rất quan trong của mỗi người thợ trong nghề của mình. Ngoài vai trò rất quan trọng đó thì trách nhiệm của người thợ cắt gọt cũng rất được đề cao: + Người thợ cắt gọt phải luôn luôn tự phấn đấu và học hỏi để nâng cao tay nghề của bản thân. + Người thợ cắt gọt phải luôn luôn đề cao tinh thần tự giác và tác phong người thợ trong công việc. + Người thợ cắt gọt phải luôn luôn tham gia các cải tiến thiết bị và phát huy các sáng kiến mới trong sản xuất nhằm nâng cao chất lượng và tăng năng suất, giảm chi phí gia công. + Luôn luôn theo kịp các tiến bộ khoa học của xã hội, tránh bị tụt hậu về sản xuất và thiết bị so với thế giới. + Luôn luôn đề cao tinh thần đoàn kết trong lao động và sáng tạo: Đoàn kết, sáng tạo và phát triển. + Thực hiện đầy đủ các đường lối chính sách của đảng và nhà nước. IV. THẢO LUẬN CÓ THU HOẠCH Thảo luận về nghề cắt gọt hiện nay trong xã hội mà sinh viên biết. Thu hoạch: Nội dung bài học và hiểu biết của sinh viên về nghề trong xã hội. §3. GIỚI THIỆU CÁC LOẠI MÁY CẮT GỌT THÔNG DỤNG I. MÁY TIỆN Máy tiện là loại máy cắt kim loại được dùng rộng rãi nhất để gia công các vật thể tròn xoay, trong một số trường hợp còn để gia công các vật thể định hình. Máy tiện chiếm khoảng 40 ÷ 50% máy cắt kim loại trong phân xưởng cơ khí, có rất nhiều chủng loại và kích thước khác nhau (từ máy tiện để bàn đến máy tiện nặng vài trăm tấn). Máy tiện là loại máy được hình thành đầu tiên, đồng thời cũng là loại máy đang được phát triển có độ chính xác cao, năng suất lớn với việc sử dụng hệ thống điều khiển số. I.1. Công dụng máy tiện. Máy tiện chủ yếu dùng để gia công ba nhóm chi tiết chính: - Chi tiết trục (có chiều dài lớn hơn rất nhiều đường kính) - Chi tiết dạng đĩa (có chiều dài nhỏ hơn rất nhiều lần đường kính) - Chi tiết bạc I.2. Phân loại máy tiện. Căn cứ vào đường kính D và chiều dài L lớn nhất của phôi, khối lượng của máy, độ chính xác và công dụng của máy... * Theo khối lượng của máy: Máy tiện được chia làm 4 loại: - Loại nhẹ: khối lượng ≤ 500 kg ( D = 100 ÷ 200 mm) - Loại trung: khối lượng ≤ 4 tấn ( D = 200 ÷ 500 mm) - Loại lớn: khối lượng ≤ 15 tấn ( D = 630 ÷ 1200 mm) - Loại nặng: khối lượng ≤ 400 tấn ( D = 1600 ÷ 4000 mm). * Theo cấp chính xác của máy được chia làm 5 cấp - Cấp chính xác tiêu chuẩn H - Cấp chính xác nâng cao Õ - Cấp chính xác cao B - Cấp chính xác đặc biệt cao A - Cấp đặc biệt chính xác C * Theo công dụng: - Máy tiện ren vít (loại phổ biến) có vít me để tiện ren. - Máy tiện không có vít me - Máy tiện điều khiển theo chương trình II. MÁY PHAY II.1. Công dụng Máy phay là loại máy công cụ dùng để gia công một hay nhiều bề mặt chính xác trên một sản phẩm, chi tiết gi công. Chi tiết đợc cắt bởi một hay nhiều dao phay có một lưỡi cắt hay nhiều lưỡi cắt, chi tiết gia công đợc vững chắc trên bàn máy của máy phay hay đồ gá kẹp trên bàn máy sau đó dao sẽ tiến hành cắt phôi. Chuyển động chính của máy phay luôn luôn là chuyển động vòng của dao và chuyển động chạy dao phần lớn là chuyển động của bàn máy. II.2. Phân loại * Đứng về mặt bố trí không gian thì máy phay có hai loại chính: - Máy phay ngang - Máy phay đứng * Đứng về mặt công dụng thì máy phay có rất nhiều loại nhưng có thể phân thành hai loại chính: - Máy phay vạn năng: Trong loại này chỉ có các kiểu phay ngang, phay đứng. - Máy phay chuyên dùng: Có phạm vi sử dụng hẹp như máy phay rãnh then, máy phay ren vít, máy phay chép hình .v. v.. Máy phay đứng thường chỉ khác với máy phay ngang ở đầu trục chính, các bộ phận khác như hộp tốc độ, hộp chạy dao, bàn máy. . .thường được thiết kế như nhau, các bộ phận giống nhau có thể tới 70 %÷80 %. II.2.1. Máy phay ngang vạn năng Máy phay ngang là loại máy công cụ có thể điều khiển vận hành thông dụng như các loại máy công cụ khác, máy phay không chỉ dùng để phay các mặt phẳng, các bề mặt định hình phức tạp mà còn gia công bánh răng, cắt ren, khoan, khoét, doa và xọc. Máy phay ngang vạn năng là loại máy phay có trục chính nằm ngang, bàn máy có ba chuyển động: dọc, ngang và đứng thẳng góc với nhau. Ngoài ba chuyển động thẳng góc nói trên bàn máy của máy phay ngang vạn năng còn có thể quay xung quanh trục thẳng đứng một góc 450. Kích thước để biểu thị máy phay ngang là chiều rộng và chiều dài của bàn máy. II.2.2. Máy phay đứng vạn năng Máy phay đứng vạn năng có mặt phần lớn trong các phân xưởng, được dùng nhiều hơn máy phay nằm ngang. Đây là lọai máy dễ dàng thao tác và điều chỉnh. Máy phay đứng vạn năng chủ yếu dùng để gia công mặt phẳng bằng dao mặt đầu, kết cấu riêng biệt của máy phay đứng là thân máy và đầu trục chính. Ngoài vị trí thẳng đứng đầu trục chính của nhiều loại máy phay đứng có thể điều chỉnh lệch một góc ± 450 so với vị trí thẳng đứng. III. MÁY BÀO, XỌC Đây là nhóm máy có chuyển động chính là chuyển động thẳng. Chuyển động chính của các loại máy này do dao, hoặc do phôi thực hiện, chu kỳ thực hiện là một hành trình kép, gồm có một hành trình làm việc và một hành trình nhanh ( Chạy không). Loại máy chủ yếu dùng để gia công các mặt phẳng như sống trượt, rãnh, lỗ định hình... Do tỷ lệ của máy bào và máy xọc trong tổng số các máy cắt kim loại trong phân xưởng cơ khí không đáng kể nên các công việc thực hiện trên các máy này đều được thực hiện thay thế trên máy phay và nó có năng xuất cao hơn. Các máy này được dùng chủ yếu để sản xuất đơn chiếc hay loạt nhỏ trong các xởng dụng cụ, thí nghiệm hay sửa chữa. III.1. Máy bào. III.1.1. Công dụng. Máy bào là máy cắt kim loại có chuyển động chính là chuyển động thẳng đi về, dùng để gia công các mắt ngang, đứng, nghiêng. Nó có thể cắt các rãnh định hình như rãnh chữ T, đuôi én...Ngoài ra người ta còn dùng máy bào để gia công các bề mặt định hình. III.1.2. Phân loại. Máy bào có hai loại: Máy bào ngang: Là loại máy dùng để gia công các chi tiết nhỏ và ngắn Máy bào giường: Là loại máy dùng để gia công những chi tiết lớn hay chi tiết dài. III.2. Máy xọc. Máy xọc là loại máy có chuyển động chính là chuyển động thẳng đi vềcủa dao xọc theo phương thẳng đứng, dùng để gia công các mặt phẳng và mặt định hình, các rãnh trong và ngoài.... Dùng hai cơ cấu: + Dầu ép thuỷ lực + Cơ cấu culít quay Kích thước đặc trưng của máy xọc là hành trình lớn nhất của bàn trượt dao xọc và đờng kính lớn nhất của bàn máy. Đối với máy xọc có công dụng chung thì hành trình này có thể thay đổi trong phạm vi từ 100 ÷ 1600 mm, đường kính lớn nhất từ 240 ÷ 1600 mm. Máy xọc dùng trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ. IV. MÁY MÀI Trong ngành chế tạo máy hiện đại không thể thiếu những chi tiết có độ chính xác và độ bóng bề mặt cao. Muốn chế tạo đợc những chi tiết này cần phải có nguyên công mài sau các nguyên công gia công thô hoặc nhiệt luyện. IV.1. Công dụng. Máy mài là loại máy thực hiện nguyên công gia công chính xác cao của các chi tiết máy bằng cách dùng đá mài để lấy đi những lớp kim loại mỏng từ bề mặt chi tiết. Thông thường các máy dùng để gia công những chi tiết đã qua gia công thô trên các máy khác nên lượng dư còn lại trên chi tiết không lớn. Nhưng hiện nay, trong nhiều trường hợp máy mài còn dùng để gia công thô. Các bề mặt bề mặt gi công trên máy mài có thể là bề mặt phẳng, mặt trụ ngoài và trong, mặt côn, mặt định hình... Đặc điểm quan trọng của máy mài là độ cứng vững, các chi tiết chuyển động cần phải cân bằng. Phần lớn các chuyển động của máy thường đợc thực hiện bằng dầu ép do đó giảm được chấn động và va đập nâng cao được độ chính xác gia công. IV.2. Phân loại. Đứng về mặt công dụng máy mài có thể phân thành các loại sau: Máy mài tròn ngoài Máy mài tròng trong Máy mài không tâm Máy mài mặt phẳng Máy mài chuyên dùng Máy mài sắc Máy mài chính xác cao V. MÁY KHOAN V.1. Công dụng. Máy khoan là máy cắt kim loại chủ yếu dùng để gia công lỗ. Ngoài ra nó còn dùng để khoét, doa, taro hoặc gia công gia công những bề mặt có tiết diện nhỏ thẳng góc hay cùng chiều với lỗ khoan. Chuyển động tạo hình của máy khoan là chuyển động chính V và chuyển động chạy dao s. Cả hai chuyển động này đều do dao thực hiện. V.2. Phân loại. Tuỳ theo kích thước và phương pháp điều chỉnh mũi khoan đền vị trí gia công, máy khoan có thể phân thành các loại như sau: V.2.1. Máy khoan bàn Là loại máy khoan cỡ nhỏ đặt ở trên bàn, dùng để gia công ngững chi tiết nhỏ với những lỗ khoan có đường kính không quá 16mm. Truyền động chính dùng puly đai truyền có nhiều bậc và thường có vận tốc cao, loại máy này được dùng rộng rãi trong các ngành cơ khí chính xác. V.2.2. Máy khoan đứng. Chuyển động và kết cấu của loại máy rất khác nhau, phổ biến nhất là loại có trụ đứng. Những máy cỡ nhỏ, truyền động của trục chính đơn giản và chạy dao bằng tay. Ở những máy có kích thước trung bình và lớn thì có hộp tốc độ và hộp chạy dao(thường có cơ cấu chạy dao tự động). Máy khoan đứng thường dùng để gia công các chi tiết có kích thước không lớn lắm. V.2.3. Máy khoan cần Máy khoan cần là loại máy khắc phục được nhược điểm của máy khoan đứng bằng cách để chi tiết dứng yên và trục chính di động đến vị trí thích hợp khi gia công, vì vậy máy khoan cần là loại máy điều khiển rất nhẹ nhàng, khả năng làm việc được mở rộng và có thể gia công được nhưng chi tiết lớn. V.2.4. Máy khoan nhiều trục Máy khoan nhiều trục thường dùng để hoàn thành những nguyên công khác nhau (khoan, khoét, doa.) đồng thời hoặc liên tiếp trên một chi tiết. Do đó nâng cao được năng suất khoan một cách đáng kể. Máy khoan nhiều trục có hai loại chính: + Máy khoan nhiều trục hàng: Là loại máy có nhiều máy khoan nhỏ (khoan bàn hoặc khoan đứng) xếp thành hàng với nhau trên một hàng, hoặc trên một bệ máy chung. + Máy khoan nhiều trục các đăng: Là loại máy có nhiều trục có dạng như máy khoan đứng, nhưng ở đầu trục chính đặt nhiều trục khoan có lắp dao nối liền với trục chính bằng các trục các đăng, các trục khoan có thể điều chỉnh vị trí thích hợp để khoan nhiều lỗ trên chi tiết trong một lần khoan. V.2.5. Máy khoan chuyên dùng. Trong các loại máy khoan chuyên dùng có thể tính đến máy khoan tâm dùng để khoan lỗ tâm ở hai đầu phôi. hoặc khoan sâu những lỗ có chiều dài lớn hơn rất nhiều lần đường kính như khoan nòng súng, khoan lỗ trục chính... CÁc kích thước đặc trưng cho máy khoan là đường kính của mũi khoan, độ côn mors của lỗ trục chính hoặc độ vươn dài của trục chính như lỗ khoan cần. VI. MÁY CẮT GỌT KIM LOẠI ĐIỀU KHIỂN BẰNG KỸ THUẬT SỐ VI.1. §iÒu khiÓn sè §iÒu khiÓn sè lμ hÖ thèng ®iÒu khiÓn mμ mçi hμnh tr×nh ®−îc ®iÒu khiÓn theo sè. Mçi mét th«ng tin ®¬n vÞ øng víi mét dÞch chuyÓn gi¸n ®o¹n cña c¬ cÊu chÊp hμnh. §¹i l−îng nμy cã tªn gäi lμ “kh¶ n¨ng gi¶i quyÕt” cña hÖ thèng hay lμ “gi¸ trÞ xung”. C¬ cÊu chÊp hμnh cã thÓ dÞch chuyÓn víi mét ®¹i l−îng bÊt kú nμo øng víi c¸c gi¸ trÞ xung. VI.2. Các máy gia công điều khiển bằng kỹ thuật số VI.2.1. M¸y c«ng cô NC §èi víi m¸y c«ng cô NC th× viÖc ®iÒu khiÓn chøc n¨ng m¸y ®−îc quyÕt ®Þnh b»ng c¸c ch−¬ng tr×nh ®· lËp s½n. HÖ thèng ®iÒu khiÓn NC lμ hÖ thèng ®iÖn tö. Th«ng tin ®−a vμo th«ng qua b¨ng ®ôc lç hoÆc b¨ng tõ. M¸y thùc hiÖn chøc n¨ng theo tõng khèi lÖnh, khi khèi tr−íc kÕt thóc m¸y míi ®äc tiÕp khèi lÖnh kÕ tiÕp ®Ó thùc hiÖn c¸c lÖnh dÞch chuyÓn cña c¸c c¬ cÊu chÊp hμnh. M¸y cã kh¶ n¨ng néi suy ®−êng th¼ng, cung trßn, chøc n¨ng däc theo b¨ng. C¸c m¸y NC kh«ng cã chøc n¨ng l−u tr÷ ch−¬ng tr×nh. VI.2.2. M¸y c«ng cô CNC C¸c m¸y CNC cã mét m¸y tÝnh ®Ó thiÕt lËp phÇn mÒm ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c chøc n¨ng dÞch chuyÓn cña m¸y. C¸c ch−¬ng tr×nh gia c«ng ®−îc ®äc cïng mét lóc vμ ®−îc l−u tr÷ vμo bé nhí. Khi gia c«ng m¸y tÝnh xuÊt c¸c lÖnh ®Ó ®iÒu khiÓn m¸y. M¸y c«ng cô CNC cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng nh−: - Néi suy ®−êng th¼ng. - Néi suy cung trßn. - Néi suy mÆt xo¾n. - Néi suy mÆt parabol vμ bÊt kú mÆt bËc 3 nμo. - Bï chiÒu dμi vμ ®−êng kÝnh dông cô. THAM QUAN TÌM HIỂUCÁC LOẠI MÁY CẮT Ở XƯỞNG MÁY - Xưởng thực hành nguội - Xưởng thực hành hàn - Xưởng thực hành cắt gọt kim loại. Câu hỏi: Trình bày các đặc điểm, công dụng và yêu cầu của các loại máy cắt gọt kim loại. §4. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY CẮT KIM LOẠI VÀ CẤU TRÚC CÁC PHÂN XƯỞNG TRONG NHÀ MÁY I. Lịch sử phát triển của máy cắt kim loại Từ xưa con người đã biết dùng những khí cụ bằng tay và dùng sức của đôi tay để tạo nên những vật dùng bằng đất sét, bằng gỗ bằng xương, bằng đá và sau đó bằng nhiều thứ kim loại. Yêu cầu về văn hoá của con người phải nâng cao sản xuất và như thế bắt buộc con người phải nghĩ ra những cơ cấu có thể làm giảm nhẹ sức lao động của mình. Khái niệm về máy đã phát sinh và thu hút sự chú ý của con người. Sự chế tạo, sau đó là sự sản xuất với những quy mô lớn, những vật dùng cho con người đòi hỏi nhiều cơ cấu máy khác nhau. Việc sản xuất các cơ cấu máy đã trải qua một thời gian quá dài và cho đến ngày nay đã hình thành ngành công nghiệp chế tạo máy. Ngành khảo cổ đã phát hiện nhiều nơi trên trái đất một kết cấu máy sơ đẳng nhất là “Máy khoan tay” bằng dây cung của người ai cập. Truyền động chính ở đây do dây cung truyền từ tay người đến, loại truyền động này cách đây 3000 ÷ 4000 năm. Đáng ngạc nhiên là nó vẫn tồn tại cho đến ngày nay. Loại máy tiện gỗ sơ đẳng người ta cũng tìm thấy ở Ai Cập và Ấn Độ khoảng 2000 năm trước. Máy này làm việc do hai người điều khỉên: Một người kéo dây cung để thực hiện chuyển động và một người điều khiển dao cắt. Loại chuyển động dây cung này chỉ thực hiện được một hướng chuyển động. Do đó chỉ tận dụng được 50 % sức của con người. Loại này đã được sử dụng qua nhièu thế kỷ và mãi đến thế kỷ thứ X mới có một cải tiến mới đó là thay sức truyền động bằng tay thành sức truyền động bằng chân. Và ở đây chân người được sử dụng như một động cơ, sức người được tận dụng nhiều hơn và kết cấu của máy cũng vững chắc hơn. Với bước phát triển mới, người ta đã thay sức kéo của con người bằng sức kéo của thiên nhiên như: sức nước, sức hơi nước. Đầu thế kỷ XVII người ta đã sử dụng sức nước để chạy máy khoan gỗ. Sự phát triển máy công cụ quá chậm chạp so với những thế kỷ dài. Có thể nói: Tổng kết những kinh nghiệm, ứng dụng một cách tương đối hoàn chỉnh kết cấu máy trong những thế kỷ trước đợc biểu hiện trong bản thiết kế của Leonardo da Vinci hồi cuối thế kỷ XV đầu thế kỷ XVI. Leonardo da Vinci một nghệ sĩ lớn đồng thời là kỹ sư người Italia có tài. Đã phát minh ra một số kết cấu máy nổi tiếng, đặc biệt là phác thảo nguyên tắc của một số máy tiện, như máy tiện cắt ren. Kết cấu máy tiện của Leonardo da Vinci bao gồm những nguyên tắc và những chi tiết quan trọng của máy tiện như: Bánh răng thay thế, trục vít me, bàn dao. Những đặc điểm cuar chi tiết này đến bây giờ vẫn còn dùng. Nhưng những bản thiết kế của ông đã bị thất lạc sau khi ông mất và mãi đến thế kỷ XIX người ta mới tìm thấy và bắt đầu ứng dụng. Một phát minh quan trọng trong việc phát triển máy tiện là tìm ra bàn dao chạy tự động. Năm 1712 một người Nga. A.Nartôv đã tìm ra và ứng dụng đầu tiên loại bàn dao này ở máy tiện. Mãi đến năm 1790, Maudsley ( người Anh) đã thiết kế một máy tiện có bàn dao tương tự và được giữ bản quyền. Ngoài A.Nartôv các nhà thiết kế công cụ người Nga: Jakôv Batitrep, L. Xôbôkin, A.Xurin,v..v.Đặc biệt là Mikhailốp Lômônôxốp đã có những cống hiến quan trọng trên lĩnh vực công nghệ chế tạo máy của Nga. Năm 1794, John Wilkinson giới thiệu đầu tiên máy khoan lỗ vật liệu bằng kim loại của mình và máy khoan này có thể coi là máy cắt kim loại đầu tiên trên thế giới. Từ năm 1790 trở đi, các máy tiện có bàn dao tự động Maudsley đã giải quyết việc gia công các loại trục. Máy tiện tiếp tục phát triển, dẫn đến việc chế tạo các loại máy gia công các mặt phẳng, nửa đầu thế kỷ 19 máy tiện đứng, máy bào ngang, máy bào giường đã ra đời ( Máy bào đầu tiên xuất hiện năm 1814 ). Từ sự đảo ngược hệ thống truyền động có bàn dao, tức là dao thực hiện thực hiện chuyển động chính và chi tiết gia công thực hiện chuyển động chạy dao dẫn đến sự xuất hiện của máy khoan và máy phay (Máy phay xuất hiện đầu tiên năm 1815). Trong một nửa sau của thế kỷ 18 động lực phát triển của máy cắt kim loại là máy hơi nước. Đồng thời chiến tranh xảy ra và đòi hỏi những khối lượng vũ khí lớn, từ đó thúc đẩy ngành chế tạo chính xác phát triển. Trong thế kỷ 20 việc tìm ra các vật liệu làm dao mới đã đưa ngành chế tạo sang một bước phát triển mới. Công suất cắt tăng, năng suất tăng, gia công được các vật liệu cứng khác nhau. Năm 1900, lần đầu tiên thép gió của Taylor xuất hiện tại hội trợ quốc tế Paris, công suất cắt của dao thép gió cao gấp 3 ÷ 5 lần so với dao thép công cụ. Năm 1920, dao dùng mảnh hợp kim cứng ra đời, công suất cắt của dao hợp kim cao gấp 5 ÷ 10 lần so với dao thép gió. Sau này do yêu cầu cao về sản phẩm các máy NC và CNC đã ra đời. II. Triển vọng của máy cắt kim loại hiện nay Ngày nay ngành chế tạo máy đang bước vào thời kỳ phát triển chưa từng có. Theo thống kê tại hội trợ triển lãm máy cắt kim loại ở Hannover, sản lượng máy cắt kim loại năm 1981của 4 nước lớn là : Nhật: 4,7 tỉ $US, CHLB Đức: 3,1 tỉ $US, Liên Xô 3 tỉ $US, Mĩ 2,6 tỉ $US... và nước xếp thứ 36 như Hồng Kông cũng đạt 4,2 triệu $US. Sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của các ngành cơ khí chính xác kéo theo sự phát triển của các ngành chế tạo máy. Máy cắt kim loại chiếm phần lớn các máy móc trong các phân xưởng và nhà máy, bởi khả năng gia công linh hoạt của nó. Tuy nhiên sự phát triển của xã hội kéo theo các nhu cầu thiết yếu về tiêu dùng cũng như các yêu cầu khắt khe về sản phẩm vì vậy các máy móc mang tính truyền thống không đáp ứng đợc yêu cầu đó và việc phải chế tạo các máy có độ chính xác cao là nhu cầu thiết yếu cho sự phát triển ngành hiện nay. Nhu cầu về máy cắt kim loại vẫn tăng và để thoả mãn yêu cầu của nền sản xuất hiện đại, máy cắt kim loại cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau: - Có năng suất cao, đảm bảo độ chính xác và độ bóng bề mặt của chi tiết gia công - Có trình độ tự động cao, sử dụng đơn giản và dễ dàng - Kích thước nhỏ gọn, tổn phí vật liệu trên một đơn vị công suất thấp - Giá thành hạ và tổn phí về sử dụng thấp - Đảm bảo tính linh hoạt về công nghệ và về kết cấu III.Tổ chức và quy mô các phân xưởng trong nhà máy Các phân xưởng cơ khí hay các nhà máy mang tính bao cấp ngày xưa thường có quy mô nhỏ hoặc nếu lớn thì là sản xuất mang tính tập trung. Và tổ chức các các bộ máy điều hành thường rất cồng kềnh không linh hoạt, thờng bị động với các hoạt động sản xuất. Khi có sự thay đổi xảy ra thì kéo theo cả một nhà máy hay phân xưởng bị đình trệ. Ngày nay sự phát triển của các máy móc hiện đại và mang tính tự động cao nên các phân xưởng hay nhà máy luôn luôn chủ động trong sản xuất, đặc biệt là cơ cấu tổ chức đơn giản và linh hoạt. Khi có sự thay đổi trong sản xuất thì các bộ phận khác vẫn hoạt động bình thường và đặc biệt là hệ thống các nhà máy như vậy rất linh hoạt trong công nghệ, dễ tiếp thu các công nghệ mới và có thể đưa các máy móc mới vào gia công ngay. - Tính chuyên môn hoá cao - Tính linh hoạt trong công nghệ cao - Tổ chức gọn nhẹ, dễ thay đổi mà không tác động xấu đến sản xuất của nhà máy hay phân xưởng.