- 1.0Hệ thống quy trình gia công là gì?
- 2.0Các bề mặt gia công của các chi tiết cơ khí được tạo hình như thế nào?
- 3.0Các đường kẻ trên bề mặt phôi được tạo ra như thế nào? Những phương pháp nào được sử dụng để tạo hình chúng?
- 4.0Những động tác nào cần thiết trong gia công phôi?
- 5.0Chuyển động cắt là gì? Nó được phân loại như thế nào?
- 6.0Chuyển động cắt phức hợp là gì?
- 7.0Các chuyển động phụ trợ là gì?
- 8.0Những câu hỏi thường gặp
Trong lĩnh vực chế tạo cơ khí, hệ thống quy trình gia công là khung cốt lõi cho phép sản xuất các chi tiết chính xác. Các phần sau sẽ phân tích các nguyên tắc cơ bản và logic hoạt động của hệ thống này thông qua một loạt các giải thích có cấu trúc.
1.0Hệ thống quy trình gia công là gì?
Hệ thống gia công cơ khí, thường được gọi là hệ thống quy trình, là một hệ thống cắt gọt bao gồm nhiều máy công cụ khác nhau như máy tiện, máy phay và máy mài, kết hợp với các dụng cụ cắt, đồ gá và phôi. Chức năng chính của nó là biến đổi nguyên vật liệu thô hoặc phôi thành các chi tiết cơ khí có hình dạng, kích thước và yêu cầu chất lượng cụ thể. Khả năng đáp ứng yêu cầu gia công và đạt được độ nhám bề mặt cần thiết của một hệ thống quy trình không chỉ phụ thuộc vào các thông số hình học và quy trình phù hợp, mà còn phụ thuộc vào đặc tính vốn có của từng thành phần và hành vi tổng thể của hệ thống được hình thành thông qua sự tương tác giữa chúng.
2.0Các bề mặt gia công của các chi tiết cơ khí được tạo hình như thế nào?
Dù một chi tiết cơ khí có vẻ phức tạp đến đâu, bề mặt của nó cuối cùng đều được cấu tạo từ sự kết hợp của các loại bề mặt cơ bản. Bản chất của gia công cơ khí là quá trình tạo ra các bề mặt chức năng cần thiết thông qua các phương pháp cắt gọt cụ thể.
2.1Các loại bề mặt phôi gia công thông dụng
- Máy bay
- Các bề mặt hình trụ
- Bề mặt hình nón
- Các bề mặt được tạo hình (như bề mặt ren và bề mặt răng của bánh răng hình học xoắn ốc)
- Các bề mặt đặc biệt (như bề mặt hình cầu, bề mặt hình xuyến và bề mặt hyperbol)
2.2Các bề mặt phôi được tạo ra như thế nào?
Hầu hết các bề mặt cơ khí tiêu chuẩn có thể được tạo thành bằng chuyển động của một đường sinh dọc theo một đường chuẩn khác. Đường sinh và đường chuẩn, được gọi chung là các đường sinh, là những yếu tố cơ bản xác định một bề mặt. Trong quá trình gia công trên máy tiện thông thường, máy phay CNC và các thiết bị tương tự, chuyển động tương đối và phối hợp của phôi và dụng cụ cắt tạo ra hai đường này, từ đó tạo ra hình dạng bề mặt mong muốn.
3.0Các đường kẻ trên bề mặt phôi được tạo ra như thế nào? Những phương pháp nào được sử dụng để tạo hình chúng?
Các đường sinh đề cập đến tổng thể đường sinh và đường chuẩn tạo nên bề mặt của phôi. Để tạo ra một bề mặt gia công, hai đường sinh này trước tiên phải được tạo ra bằng các phương pháp cụ thể. Hiện nay, việc tạo ra các đường sinh có thể được phân loại rộng rãi thành bốn phương pháp chính.
Phương pháp tạo hình: Lưỡi cắt sao chép trực tiếp Máy phát điện. Các Phương pháp gia công này đặc trưng bởi sự tiếp xúc theo đường thẳng, lưỡi cắt của dụng cụ tiếp xúc trực tiếp với bề mặt phôi, và hình dạng của lưỡi cắt trùng khớp chính xác với một đường sinh của bề mặt. Ví dụ: Khi phay một bề mặt cong trên máy bào, biên dạng của lưỡi cắt dụng cụ tương ứng với đường sinh của bề mặt phôi, và đường sinh được tạo thành trực tiếp bởi hình dạng hình học của dụng cụ.
Phương pháp quỹ đạo: Chuyển động đầu công cụ tạo ra quá trình tạo ra Đường kẻ. Các Phương pháp quỹ đạo liên quan đến tiếp xúc điểm gần đúng, trong đó đường tạo hình được tạo ra bởi đường chuyển động của đầu dụng cụ. Ví dụ:
- Lập kế hoạch tạo mặt phẳng trên máy bào giàn: chuyển động thẳng của dụng cụ tạo thành đường sinh thẳng.
- Gia công bề mặt cong trên máy phay CNC: chuyển động của dụng cụ dọc theo đường cong tạo thành đường chuẩn cong.
Phương pháp tiếp tuyến: Đường bao của các đường chạy dao quay tạo thành... Đường kẻ. TRONG Phương pháp tiếp tuyến sử dụng các dụng cụ quay như dao phay hoặc đá mài. Dụng cụ quay đồng thời di chuyển dọc theo một đường dẫn xác định, và quỹ đạo chuyển động của các cạnh cắt bao quanh đường sinh của bề mặt. Ví dụ:
- Gia công phay bề mặt trên máy phay đứng: sự kết hợp giữa chuyển động quay của dao cắt và chuyển động theo đường tâm khiến quỹ đạo điểm cắt bao trùm đường sinh cần thiết.
- Mài bề mặt hình trụ trên máy mài trụ ngoài: sự quay của đá mài kết hợp với chuyển động tịnh tiến theo trục tạo ra đường sinh phôi thông qua tác động tiếp tuyến.
Phương pháp tạo hình: Chuyển động lăn tạo ra đường cong thân khai. Phương pháp tạo hình dựa trên việc tạo ra chuyển động cắt giữa dụng cụ cắt và phôi. Lưỡi cắt và bề mặt được tạo hình tiếp xúc điểm với nhau, và dụng cụ cắt lăn tương đối so với phôi theo chuyển động tạo hình. Đường bao của vị trí lưỡi cắt theo thời gian tạo thành đường tạo hình. Ví dụ:
- Gia công bánh răng trụ trên máy phay bánh răng: dao phay và phôi quay đồng bộ trong chuyển động sinh, và đường bao của các cạnh cắt của dao phay tạo thành đường sinh hình xoắn ốc của bề mặt răng bánh răng.
- Gia công tạo hình bánh răng trên máy gia công tạo hình bánh răng cũng thuộc phương pháp gia công tạo hình.
4.0Những động tác nào cần thiết trong gia công phôi?
Để có được bề mặt phôi đáp ứng yêu cầu thiết kế, cần áp dụng các chuyển động cụ thể lên dụng cụ và phôi sao cho tạo ra các đường sinh bằng các phương pháp đã mô tả ở trên. Các chuyển động này có thể được chia thành chuyển động tạo hình bề mặt và chuyển động cắt. Chuyển động tạo hình bề mặt được định nghĩa từ góc độ hình học, trong khi chuyển động cắt được định nghĩa từ góc độ thực tiễn của việc gia công kim loại.
4.1Chuyển động tạo bề mặt là gì?
Chuyển động tạo hình bề mặt đề cập đến chuyển động cần thiết để tạo ra các đường sinh hình trên bề mặt phôi. Loại và số lượng chuyển động này phụ thuộc vào hình dạng của bề mặt được gia công, phương pháp gia công và cấu trúc dụng cụ.
| Loại chuyển động | Sự định nghĩa | Ví dụ |
| Chuyển động đơn giản | Một chuyển động tạo hình được thực hiện bằng một chuyển động quay hoặc chuyển động thẳng duy nhất. | Gia công trụ ngoài trên máy tiện thông thường: sự quay của phôi và sự dịch chuyển tuyến tính theo chiều dọc của dụng cụ cắt. |
| Chuyển động phức hợp | Một chuyển động bao gồm hai hoặc nhiều chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến kết hợp với nhau theo một mối quan hệ tương đối được xác định chặt chẽ. | 1. Gia công ren trên máy tiện: sự kết hợp giữa chuyển động quay của phôi và chuyển động tịnh tiến của dụng cụ. 2. Gia công bánh răng bằng dao phay: sự tạo chuyển động giữa dao phay và phôi. |
5.0Chuyển động cắt là gì? Nó được phân loại như thế nào?
Trong gia công kim loại, chuyển động tương đối giữa dụng cụ và phôi để loại bỏ vật liệu thừa được gọi là chuyển động cắt. Trong gia công thực tế, các chuyển động tạo hình bề mặt được thể hiện dưới dạng chuyển động cắt. Tùy thuộc vào chức năng của chúng, chuyển động cắt được phân loại thành chuyển động chính và chuyển động tịnh tiến.
| Loại chuyển động | Đặc điểm cốt lõi | Ví dụ |
| Chuyển động cơ bản: Chuyển động cốt lõi để loại bỏ vật liệu | – Chuyển động chính do máy công cụ cung cấp – Mục đích: tạo chuyển động tương đối để loại bỏ lớp vật liệu cắt – Đặc điểm: tốc độ cắt cao nhất, công suất tiêu thụ lớn nhất, chỉ có một chuyển động chính cho mỗi thao tác | – Chuyển động quay: phôi quay trong quá trình tiện trên máy tiện thông thường; dao cắt quay trong quá trình phay trên máy phay đứng. – Chuyển động tịnh tiến: chuyển động tịnh tiến qua lại của dụng cụ cắt trong quá trình bào trên máy bào. |
| Chuyển động cấp liệu: Chuyển động phụ trợ cho quá trình cắt liên tục | – Chuyển động bổ sung do máy công cụ cung cấp – Mục đích: phối hợp với chuyển động chính để thực hiện cắt liên tục hoặc gián đoạn – Đặc điểm: tiêu thụ điện năng thấp hơn, số lượng có thể là một, nhiều hoặc không có | – Chuyển động liên tục: chuyển động dọc của dụng cụ tiện trong quá trình tiện ngoài trên máy tiện thông thường - Chuyển động gián đoạn: chuyển động ngang của phôi trong quá trình bào trên máy bào định hình - Nhiều chuyển động: chuyển động tịnh tiến ngang của đá mài trong quá trình mài trụ ngoài - Không chuyển động: doa |
6.0Chuyển động cắt phức hợp là gì?
Khi chuyển động chính và chuyển động cấp liệu xảy ra đồng thời, kết quả của chúng được gọi là chuyển động cắt phức hợp.
- Hướng chuyển động tức thời của một điểm được chọn trên lưỡi cắt so với phôi được gọi là hướng cắt phức hợp.
- Vận tốc tại điểm này, được định nghĩa là tổng vectơ của vận tốc chuyển động chính và vận tốc chuyển động cấp liệu, được gọi là tốc độ cắt tổng hợp (biểu thị bằng: ve = vc + vf).
Ví dụ về chuyển động cắt phức hợp:
- Gia công tiện ngoài trên máy tiện thông thường: sự kết hợp giữa chuyển động quay của phôi (chuyển động chính, vc) và chuyển động tịnh tiến dọc của dao (chuyển động tịnh tiến, vf) tạo ra quỹ đạo xoắn ốc cho điểm được chọn trên cạnh cắt.
- Mài trụ ngoài: sự quay của đá mài và chuyển động dọc trục của phôi tác động đồng thời.
7.0Các chuyển động phụ trợ là gì?
Bên cạnh các chuyển động cắt, máy công cụ còn cần các chuyển động phụ trợ để điều chỉnh vị trí tương đối giữa dụng cụ và phôi hoặc để thực hiện các thao tác hỗ trợ. Những chuyển động này không trực tiếp tham gia vào quá trình loại bỏ vật liệu, nhưng chúng rất cần thiết để đảm bảo các hoạt động gia công diễn ra suôn sẻ và hiệu quả.
Các ví dụ phổ biến về chuyển động phụ trợ:
- Tiến hành và rút dao nhanh trên máy tiện CNC
- Thu hồi trục chính theo hướng xuyên tâm máy khoan
- Chuyển động chia độ của đầu chia độ được sử dụng kết hợp với máy phay.
8.0Những câu hỏi thường gặp
Câu 1: Các thành phần cốt lõi của một hệ thống quy trình gia công là gì?
A: Hệ thống gia công cơ khí bao gồm bốn yếu tố chính: máy công cụ như máy tiện, máy phay và máy mài, cùng với dụng cụ cắt, đồ gá và phôi. Các thành phần này hoạt động như một hệ thống tích hợp để hoàn thành quá trình gia công từ nguyên liệu thô đến các chi tiết thành phẩm đạt tiêu chuẩn.
Câu 2: Sự khác biệt chính giữa chuyển động chính và chuyển động cấp liệu là gì?
A: Chuyển động chính là chuyển động cơ bản chịu trách nhiệm cho việc loại bỏ kim loại. Nó có tốc độ cắt cao nhất, tiêu thụ năng lượng lớn nhất và tồn tại như một chuyển động duy nhất trong bất kỳ hoạt động cắt nào. Chuyển động cấp phôi là chuyển động phụ trợ hoạt động phối hợp với chuyển động chính để đạt được quá trình cắt liên tục hoặc gián đoạn. Nó tiêu thụ ít năng lượng hơn nhiều và có thể bao gồm một, nhiều hoặc thậm chí không có chuyển động cấp phôi nào, tùy thuộc vào quy trình gia công.
Câu 3: Tại sao tốc độ cắt phức hợp được định nghĩa là tổng vectơ của tốc độ chuyển động chính và tốc độ cấp liệu?
A: Chuyển động chính và chuyển động tịnh tiến xảy ra đồng thời như các chuyển động tương đối giữa dụng cụ cắt và phôi. Vì vận tốc là một đại lượng vectơ, nên cả độ lớn và hướng đều phải được xem xét. Do đó, tốc độ cắt phức hợp được biểu thị bằng tổng vectơ của tốc độ chuyển động chính và tốc độ chuyển động tịnh tiến.
Câu 4: Phương pháp tạo sinh được ứng dụng điển hình nhất trong trường hợp nào?
A: Ứng dụng điển hình nhất là gia công bánh răng trụ trên máy phay răng. Bằng cách tạo chuyển động quay đồng bộ giữa dao phay và phôi, đường bao của các cạnh cắt của dao phay tạo thành đường sinh hình đường cong thân khai của bề mặt răng bánh răng. Gia công bánh răng trên máy bào bánh răng cũng thuộc phương pháp tạo hình này.
Câu 5: Nếu các chuyển động phụ trợ không tham gia vào việc loại bỏ vật chất, tại sao chúng vẫn quan trọng?
A: Các chuyển động phụ trợ chịu trách nhiệm điều chỉnh vị trí tương đối của dụng cụ và phôi, cũng như hoàn thành các thao tác như kẹp, định vị và xoay vòng. Chúng cung cấp sự hỗ trợ thiết yếu để đảm bảo quá trình gia công liên tục và hiệu quả. Nếu không có các chuyển động phụ trợ, máy công cụ không thể hoàn thành một chu trình gia công bình thường.
Thẩm quyền giải quyết
https://bharatforge.eu/artikel/what-is-machining-procedure-significance-and-applications/?lang=en
https://admati.com/the-importance-of-machining-types-of-equipment-and-machining-methods/
https://www.nutech.de/en/services/machining/