Máy tiện là gì?

Máy tiện là gì? Máy tiện là phương pháp gia công cắt gọt kim loại thông dụng nhất. Trong các nhà máy cơ khí, máy tiện chiếm số lượng lớn nhất, khoảng 30% đến 40%. Chuyển động chính khi tiện là chuyển động quay tròn của phôi, chuyển động chạy dao là chuyển động thẳng của dao tiện theo phương dọc trục hoặc hướng kính của phôi.

Tính chất của máy tiện là gì

Xem thêm: Doa là gì?

Xem thêm: Cấu tạo máy CNC 3 trục

Tốc độ cắt trung bình khi tiện được xác định theo công thức:

Trong  đó:  

• D- đường kính trung bình của bề mặt cần gia công và bề mặt đã gia công [mm].
• n- số vòng quay của phôi trong một phút [vg/ph].

Lượng chạy dao (bước tiến) được biểu thị bằng quãng đường của mũi dao di chuyển sau một vòng quay của phôi, có đơn vị tính là: mm/vòng.

Chiều sâu cắt được tính theo công thức:

Trong đó:

• D – đường kính của bề mặt cần gia công[mm]
• d- đường kính của bề mặt đã được gia công [mm]

Khả năng công nghệ của tiện:

Tiện chủ yếu để gia công các bề mặt có dạng tròn xoay như mặt trụ ngoài, trụ trong, mặt côn ngoài, côn trong, các mặt đầu, mặt định hình tròn xoay, ren trong, ren ngoài.

Độ chính xác của gia công tiện phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:

• Độ chính xác của máy tiện.
• Độ cứng vững của hệ thống công nghệ.
• Dụng cụ cắt.
• Trình độ tay nghề của công nhân.

Chất lượng bề mặt chi tiết gia công phụ thuộc vào các yếu tố như vị trí bề mặt gia công (mặt ngoài, mặt trong, mặt đầu) và phương pháp gia công (tiện thô, bán tinh, tiện tinh).

Độ chính xác về vị trí tương quan như độ đồng tâm giữa các bậc của trục, giữa mặt trong và mặt ngoài có thể đạt tới 0.01mm tuỳ thuộc vào phương pháp gá đặt phôi.

Năng suất gia công tiện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ chính xác về hình dạng, kích thước và vị trí tương quan của các chi tiết, phương pháp gá đặt, vật liệu làm dao, kết cấu dao, vật liệu gia công ,dung dịch trơn nguội.v.v. Nhìn chung năng suất của tiện là thấp. Muốn nâng cao năng suất khi tiện phải có những giải pháp công nghệ thích hợp cụ thể.

Gá đặt chi tiết khi tiện:

Khi tiện ta có thể có một số cách gá đặt chi tiết như sau:

• Gá trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm (mặt ngoài hoặc mặt trong) đối với chi tiết ngắn, có l < 5d.

• Gá trên một đầu vào mâm cặp 3 chấu và một đầu vào mũi tâm.
• Gá trên măm cặp 4 chấu không tự định tâm.
• Gá vào 2 lỗ tâm có sử dụng kẹp tốc khi l/d>10.
• Gá trên các loại đồ gá khi chuẩn là mặt trong.
• Gá trên các loại đồ gá chuyên dùng.

Trong thực tế, kiểu gá một đầu vào măm cặp 3 chấu tự định tâm và một đầu vào mũi tâm được sử dụng nhiều nhất.

Đối với những trục dài, yếu, có l/d >12, ngoài việc trục được gá trên mâm cặp và mũi tâm còn phải dùng luy-nét (giá đỡ) để tăng độ cứng vững cho chi tiết.

Có 2 loại luy-nét, đó là luy-nét tĩnh và luy-net động:

• Luy nét tĩnh được gá cố định trên bàn máy tiện.
• Luy-net động thường được gắn trên xe dao và nó di chuyển theo dao trong quá trình cắt.

Luy-nét động có độ cứng vững kém hơn nhưng do được di chuyển theo dao nên luôn luôn nằm gần vị trí của dao cắt nên phát huy được tác dụng hơn so với luy-net tĩnh. Luy-net động thường chỉ sử dụng khi tiện trục trơn và trục đã gia công sơ bộ.

Các loại dao tiện:

Tuỳ theo từng dạng bề mặt cần gia công, tuỳ theo mục đích sử dụng và tuỳ theo phương pháp tiện mà ta có thể sử dụng một trong các loại dao. Khi tiện ta còn có thể sử dụng một số loại dao khác như mũi khoan, mũi khoét … để gia công lỗ và các loại dao tiện định hình để gia công các bề mặt trụ có đường sinh trùng với biên dạng lưỡi cắt của dao.

Lực cắt khi tiện:

Lực cắt là lực tác dụng từ dao vào phôi để tách ra phoi tạo nên bề mặt chi tiết gia công.

Như đã phân tích, quá trình hình thành phoi là một quá trình cơ nhiệt phức tạp. Việc nghiên cứu lực cắt là nghiên cứu nguyên nhân sâu xa của sự hình thành phoi. Mặt khác giá trị của lực cắt là thông số để xác định lượng tiêu hao công suất máy, tính sức bền của thân dao, đồ gá,…

Tổng hợp và phân tích lực cắt:

Khi cắt, trên mặt trước của dao xuất hiện lực pháp tuyến N_T và lực tiếp tuyến F_T (lực ma sát giữa dao và phoi). Trên mặt sau của dao xuất hiện lực pháp tuyến N_S và lực tiếp tuyến F_S (lực ma sát giữa dao và phôi). Hợp các lực lại ta được lực cắt P.

Lực cắt phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố và thay đổi trong một phạm vi rộng theo khả năng cắt của máy. Để thuận tiện cho nghiên cứu, ta thiết lập một hệ toạ độ Đềcác và phân lực P thành 3 lực theo 3 phương x, y, z.

Trong đó:         

• P_x _ Lực chiều trục, tác dụng lên cơ cấu chạy dao (còn gọi là lực chạy dao).
• P_y _ Lực hướng kính, gây võng chi tiết gia công, gây rung động trong mặt phẳng ngang xOy. Lực P_Y có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác hình dáng hình học và chất lượng bề mặt chi tiết gia công.
• P_z _ Lực tiếp tuyến có phương trùng với phương của chuyển động cắt chính. Nó có trị số lớn nhất trong 3 thành phần lực phân tích, còn gọi là lực cắt chính.

Lực P_Z dùng để tính hoặc kiểm nghiệm về công suất cắt (mômen), tính hoặc kiểm nghiệm sức bền thân dao.

Trong điều kiện gia công tiện bình thường với dao có mũi được gá ngang tâm (với S < t ; j = g =15⁰ ; l =0). Ta có:

                     P_Z : P_Y : P_X = 1 : 0.4 : 0.25

Những nhân tố ảnh hưởng đến lực cắt.

Có thể coi lực cắt là một hàm của các yếu tố:

                 P = f(V, t, S, a, g, l, R, j, j₁,…,D, M, N, O,…).

Ở đây:

• V, t, S – Các yếu tố của chế độ cắt;
• a, g, l, R, j, j₁,… _ Các thông số hình học của dao cắt;
• D _ Lượng mòn của dao;
• O _ Dung dịch trơn nguội ;
• M _ Vật liệu gia công ;
• N _ Vật liệu làm dao.

Một số tính toán liên quan đến các thành phần lực cắt.

Công suất khi tiện:

Công suất cắt:

Công suất chạy dao:

Công suất cần thiết để chọn động cơ cho máy gia công:

Mômen cắt của trục chính máy tiện :

Độ võng của chi tiết gia công khi tiện. (chi tiết được coi như một dầm chịu lực tập trung P_Y):

Trong các công thức trên:

• P_X, P_Y, P_Z ­_ tính bằng N;
• V – Vận tốc chuyển động chính (m/ph);
• N _ Số vòng quay trục chính máy (vg/ph);
• S _ Lượng chạy dao (mm/vg);
• h _ Hiệu suất các khâu truyền động trong máy tính từ động cơ;
• D _ đường kính chi tiết gia công (mm);
• [M]_x _ Mômen xoắn cho phép trên trục chính (Nmm);
• l _ Chiều dài chi tiết gia công (mm);I _ Mômen quán tính tiết diện chính của chi tiết gia công (mm⁴);
• E _ Môđun đàn hồi vật liệu gia công (N/mm²);
• K _ Hệ số phụ thuộc dạng liên kết ;
• [y] _ độ võng cho phép của chi tiết (mm).

Tên các loại máy tiện phổ biến hiện nay

Tất cả các loại máy tiện được phân loại thành các dạng như sau:

Máy tiện cụt:

Dùng để gia công chi tiết có đường kính lớn: bánh răng, vô lăng, puli, tấm đệm…Dòng máy này thường được dùng để gia công các chi tiết nặng có đường kính lớn như các loại bánh răng, bánh đà, puli, bánh đai.  Loại máy này đa phần được dùng để gia công đơn chiếc, nhưng cũng có khi chúng được sử dụng trong các xưởng sửa chữa , lúc này máy được trang bị thêm mâm cặp rất lớn.

Máy tiện đứng:

Gia công chi tiết có các đường kính lớn. Đây là loại máy có được trục chính thẳng đứng được dùng để gia công các chi tiết nặng phức tạp và khó. Máy này được thiết kế với kiểu máy đa trục, trục đảo, dao quay, chân đế nhỏ hơn và đứng vững hơn.

Máy tiện revolver:

Là dòng máy được dùng để gia công ra các chi tiết tròn xoay với nhiều nguyên công chi tiết khác nhau. Lúc này toàn bộ dao cắt cần thiết sẽ được lắp trên 1 bàn dao đặc biệt được gọi là đầu dao revolver có trục quay đứng hoặc là nằm ngang.

Ngoài ra tên gọi khác máy tiện mini, máy tiện gỗ, máy tiện gỗ mini, máy tiện sắt, máy tiện cơ, máy tiện nhật, máy tiện vạn năng, máy tiện cơ khí, máy tiện mini nhật, máy tiện kim loại, máy tiện mini đa năng, máy tiện đứng hay máy tiện giá rẻ