Khả năng gia công của máy tiện tổng quan ưu điểm vượt trội

Ngành kỹ thuật cơ khí đã chứng kiến một số máy móc tuyệt vời được phát minh và cải tiến khả năng gia công của máy tiện trong suốt những năm qua. Một trong những máy đáng chú ý đã hoàn toàn cách mạng hóa cách chúng ta thực hiện các thao tác trên kim loại hoặc gỗ là máy tiện.

Máy tiện gia công cơ khí  là một công cụ máy móc thường được sử dụng trong tất cả các ứng dụng công nghiệp. Giờ đây, một công cụ máy móc được điều khiển bằng năng lượng và được thiết kế để di chuyển một công cụ cắt sắc bén chống lại vật liệu phôi được giữ cứng hoặc ngược lại để loại bỏ vật liệu từ phôi.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về định nghĩa, các bộ phận, nguyên lý hoạt động và các loại máy tiện. Bạn sẽ học các thao tác được thực hiện trên máy một cách ngắn gọn. Bài viết này giúp bạn hiểu các khái niệm về chiếc máy cổ nhất này.

Lịch sử ngắn gọn của máy tiện

Bắt đầu hành trình khám phá sự tiến hóa của máy tiện, ta sẽ thấy sự giao thoa đầy thú vị giữa sáng tạo, kỹ thuật và tiến bộ lịch sử. Máy công cụ tuyệt vời này, quan trọng trong việc tạo hình nhiều loại vật liệu, có một lịch sử phong phú phản ánh những tiến bộ trong sự khéo léo và công nghệ của con người.

Ai đã phát minh ra máy tiện?

Máy tiện hiện đại, một trụ cột trong các xưởng máy ngày nay và một minh chứng cho sự đổi mới của con người, đã được cải tiến đáng kể bởi Henry Maudslay vào đầu thế kỷ 19.

Công trình của ông đặt nền tảng cho gia công kim loại chính xác và giúp ông được gọi là “cha đẻ của máy tiện hiện đại.” Sự phát triển này đánh dấu một thời điểm quan trọng trong lịch sử công nghiệp, thúc đẩy những tiến bộ trong quy trình sản xuất và gia công.

Máy tiện gia công cơ khí là gì?

Máy tiện gia công cơ khí là một công cụ máy móc được sử dụng để loại bỏ vật liệu không mong muốn từ một phôi quay dưới dạng dăm. Điều này được thực hiện với việc sử dụng một công cụ di chuyển qua phôi và ăn vào nó.

Máy tiện được sử dụng để thực hiện tất cả các thao tác cơ bản, bao gồm khoan, cưa, tạo ren và tiện, cùng với các công cụ khác nằm trong khu vực làm việc. Do đó, máy tiện còn được gọi là “mẹ của tất cả các máy móc.”

Andrei Nartov, một kỹ sư người Nga, đã tạo ra một trong những máy tiện sớm nhất vào năm 1718. Nó có một bộ giá để giữ các công cụ cắt cơ khí và một hệ thống bánh răng.

Vào những năm 1950, các hệ thống servo được áp dụng vào việc điều khiển số của máy tiện gia công cơ khí và các công cụ máy móc khác, thường được kết hợp với máy tính để tạo ra điều khiển số bằng máy tính (CNC). Cả máy tiện điều khiển bằng tay và điều khiển số bằng máy tính, hay CNC, đều được sử dụng trong ngành công nghiệp ngày nay.

Cấu thành máy tiện kim loại bao gồm:

Bạn có thể tự hỏi về các bộ phận khác nhau của công cụ máy cổ này. Phần này giúp bạn biết tất cả các bộ phận chịu trách nhiệm cho công việc được thực hiện trên máy. Hãy tham khảo sơ đồ máy tiện dưới đây .

Giường máy: Giường máy tiện đóng vai trò là nền tảng mà tất cả các thành phần khác được lắp đặt. Giường máy được hỗ trợ bởi các cột hộp lớn và được làm bằng gang hoặc hợp kim gang niken. Giường máy được gắn trên các chân và được cố định xuống đất bằng bu lông.

Đầu máy: Đầu máy được gắn ở bên trái của giường máy tiện. Nhiệm vụ chính của nó là truyền điện đến các thành phần. Nó là một hộp chứa trục chính, nơi cung cấp một chuck hoặc tâm sống để giữ một đầu của phôi khi nó quay. Ngoài ra, nó còn chứa hệ thống truyền động cần thiết với các cần gạt để thay đổi tốc độ.

Chuck máy tiện: Chuck là các kẹp chuyên dụng được thiết kế để giữ các vật thể có đối xứng xuyên tâm như xi lanh. Chúng thường có hàm để cố định phôi. Các hàm (hoặc ngón kẹp) được sắp xếp theo cấu hình ngôi sao với đối xứng xuyên tâm.

Trục chính máy tiện: Một bộ phận quay quan trọng của đầu máy là trục chính. Nó chứa một trục truyền chuyển động quay đến chuck, từ đó làm quay phôi. Nó được hỗ trợ bởi hai bộ vòng bi tiếp xúc góc để giúp xử lý cả tải trọng xuyên tâm và tải trọng trục.

Đuôi máy: Đuôi máy là một bộ phận có thể di chuyển được đối diện với đầu máy, được gắn trên các thanh dẫn trên giường máy. Nó giữ các công cụ cho các thao tác như khoan, tạo lỗ, tạo ren, v.v., và hỗ trợ đầu kia của phôi trong quá trình gia công. Nó bao gồm tâm chết, ốc điều chỉnh và bánh xe tay.

Tâm chết: Phôi được giữ cố định trong khi nó quay bằng tâm chết (không quay tự do, tức là chết). Có thể có ma sát trên tâm chết do sự quay của phôi khi được sử dụng ở vị trí cố định. Đầu nhọn của nó được đặt chạm vào đầu kia của phôi để tránh dừng đột ngột và giảm ma sát.

Xe dao: Xe dao có thể được tìm thấy trong khu vực giữa đuôi máy và đầu máy. Trong quá trình vận hành, xe dao đóng vai trò như một hướng dẫn, hỗ trợ và đưa công cụ vào phôi. Các bộ phận sau nằm trên xe dao.

Yên: Yên được đúc hình chữ H và được lắp đặt trên đầu máy tiện. Nó hỗ trợ bàn trượt ngang, bàn trượt hợp chất và giá đỡ công cụ. Việc di chuyển yên được thực hiện bằng cách điều khiển bằng tay hoặc tự động.

Bàn trượt ngang: Bàn trượt ngang được đặt trên yên sao cho vuông góc với giường máy. Một bên của bàn trượt ngang được trang bị rãnh đuôi cái, và nó được gắn trên đầu yên bằng rãnh đuôi đực của nó. Bánh xe tay của bàn trượt ngang được quay để di chuyển bàn trượt ngang theo góc vuông với trục của máy tiện.

Bàn trượt hợp chất: Bàn trượt hợp chất nối bàn trượt ngang với bàn trượt hợp chất bằng khớp lưỡi và rãnh. Nó hỗ trợ công cụ cắt và giá đỡ công cụ trong quá trình khoan các đường côn ngắn và tạo hình trên các công cụ tạo hình.

Giá đỡ công cụ: Giá đỡ công cụ được gắn trên bàn trượt hợp chất và được sử dụng để mang các giá đỡ công cụ cắt. Các giá đỡ được hỗ trợ bởi một nêm có đáy vừa khớp vào một vòng có bề mặt lõm. Nó được gắn vào bàn trượt trên. Giá đỡ công cụ được đặt trên đầu bàn trượt hợp chất để giữ chặt các công cụ.

Bảng điều khiển: Bảng điều khiển là phần trước của xe dao. Nó bao gồm tất cả các phím điều khiển. Bảng điều khiển được tạo thành từ các đai ốc chia để kết nối với vít dẫn khi cắt ren, cũng như bánh răng và ly hợp để chuyển động từ thanh dẫn đến xe dao.

Vít dẫn: Vít dẫn được sử dụng như một liên kết trong một máy để chuyển động quay thành chuyển động thẳng. Nó cũng được gọi là vít công suất hoặc vít dịch chuyển. Vít dẫn trong máy tiện được sử dụng để di chuyển xe dao cùng với sự quay của trục chính. Sử dụng các bánh răng khác nhau giữa ổ vít dẫn và trục chính, các ren có thể được tạo ra.

>> Xem thêm: Phương pháp gia công tiện có công dụng là gì?

Nguyên lý hoạt động của máy tiện gia công cơ khí

Với kiến thức về các thành phần của máy tiện, chúng ta sẽ có thể hiểu được nguyên lý hoạt động của máy tiện. Nguyên lý này vẫn chung cho tất cả các loại máy tiện với một số thay đổi nhỏ.

Nguyên lý hoạt động của máy tiện

Nguyên lý hoạt động bao gồm việc quay một phôi chống lại một công cụ cắt cố định. Như thấy trong hình trên, chuck (tâm sống) và đuôi máy (tâm chết) giữ phôi để gia công. Công cụ được di chuyển ngang hoặc dọc theo bề mặt của phôi để tạo ra các vết cắt xung quanh (hình trụ) hoặc sâu tương ứng.

Công cụ được di chuyển theo một mặt phẳng nghiêng dọc theo trục đứng để tạo ra các bề mặt côn trên phôi. Ngoài ra, các thao tác cắt thông thường được thực hiện trên máy tiện khi phôi được giữ cố định chắc chắn giữa các tâm.

>> Tham khảo thêm: Dịch vụ gia công tiện CNC uy tín, chất lượng tại Hà Nội

Các thao tác của máy tiện

Máy tiện gia công cơ khí có thể hỗ trợ trong các thao tác khác nhau bao gồm khoan, tạo lỗ, doa, v.v. Hãy cùng nghiên cứu tất cả các thao tác có thể được thực hiện trên máy tiện trong phần này bằng cách tham khảo chức năng của máy tiện.

Tiện: Quá trình giảm đường kính ngoài của một phôi hình trụ bằng cách sử dụng công cụ cắt một điểm, như được minh họa trong hình động dưới đây, được gọi là tiện. Quá trình này có các loại như tiện côn, tiện thẳng, tạo hình và rãnh ngoài.

Tạo mặt phẳng: Quá trình giảm chiều dài tổng thể của phôi và tạo ra một bề mặt phẳng được gọi là hoạt động tạo mặt phẳng. Chúng ta có thể sử dụng một công cụ tiện thông thường cho thao tác này như được minh họa trong hình động dưới đây.

Khoan: Quá trình tạo ra một lỗ hình trụ trong phôi bằng cách quay lưỡi cắt của một mũi khoan được gọi là khoan. Công cụ được sử dụng là mũi khoan được gắn vào đuôi máy hoặc tâm chết thay vì giá đỡ công cụ như được minh họa trong hình dưới đây.

Doa: Hoạt động doa trên máy tiện liên quan đến việc mở rộng một lỗ đã được khoan trước đó, đôi khi để tạo ra các rãnh bên trong hình tròn. Các lỗ có thể được khoan thẳng (doa thẳng) hoặc khoan côn (doa côn). Trong quá trình này, công cụ doa cũng được gắn vào đuôi máy.

Doa hoàn thiện Quá trình chỉnh kích thước và hoàn thiện một lỗ đã được khoan hoặc doa được gọi là doa hoàn thiện. Một công cụ có nhiều lưỡi cắt được gọi là ‘dao doa’ được sử dụng cụ thể cho thao tác này. Hình ảnh của hoạt động này được hiển thị dưới đây.

Cắt khía: Quá trình cắt khía bao gồm việc tạo ra một mẫu thường là hình kim cương trên bề mặt của phôi được gắn trên máy tiện như được minh họa trong hình dưới đây. Quá trình cắt khía thường được thực hiện để cung cấp cho phôi một bề mặt có độ bám tốt.

Vát mép: Quá trình tạo ra một cạnh hoặc góc xiên đối xứng trên một vật thể được gọi là vát mép, còn được gọi là ‘vát mép’. Mục đích của vát mép là bảo vệ đầu của phôi khỏi bị hư hại bằng cách loại bỏ các ba via từ các bề mặt không đều để tạo ra một bề mặt đều.

Cắt rời: Quá trình gia công tạo ra một phần cắt rời khỏi phôi vào cuối chu kỳ gia công được gọi là cắt rời. Trong khi phôi quay, một công cụ có hình dạng nhất định thâm nhập vào phôi theo hướng vuông góc với trục quay. ‘Công cụ cắt rời’ được sử dụng cho quá trình này.

Cắt ren: Thao tác tạo ra một rãnh xoắn ốc trên bề mặt côn hoặc hình trụ của phôi bằng cách đưa công cụ dọc theo trục được gọi là thao tác cắt ren. Loại ren mong muốn được tạo ra bằng cách di chuyển công cụ dọc theo trục.

Ren tay trái được tạo ra khi công cụ di chuyển từ phải sang trái và ngược lại. Do đó, vít dẫn chịu trách nhiệm cho chuyển động của xe dao. Nó cũng cho phép điều chỉnh độ sâu của vết cắt.

Tạo rãnh: Thao tác tạo rãnh liên quan đến việc giảm đường kính ngoài của phôi xuống một bề mặt tương đối nhỏ. Nó được thực hiện để để lại một mép mỏng ở cuối một ren hoặc gần một vai. Tạo rãnh thường bao gồm ba loại: vuông, tròn và vát.

Tạo hình: Quá trình tiện tạo ra các hình dạng lõm, lồi hoặc các hình dạng bất đối xứng khác được gọi là thao tác tạo hình. Điều này có thể được thực hiện theo nhiều cách:

Sử dụng công cụ tạo hình chuyên dụng Theo dõi một mẫu lên phôi. Nói chung, các công cụ tạo hình thẳng và hình tròn được sử dụng. Loại thẳng được sử dụng cho các bề mặt rộng trong khi loại hình tròn được sử dụng cho các bề mặt hẹp.

Đánh bóng Thường được thực hiện như một quá trình cuối cùng. Thao tác này liên quan đến việc làm mịn bề mặt ngoài hoặc trong của phôi sau khi tất cả các thao tác gia công cần thiết đã được thực hiện. Một giấy nhám hoặc vải nhám được sử dụng cho quá trình này trong khi máy tiện chạy ở tốc độ cao từ 1500 đến 1800 RPM.

Một hình động dưới đây của một người vận hành đang đánh bóng phôi.

Ưu điểm của máy tiện

Một chiếc máy để lại di sản và được sử dụng suốt lịch sử phải có một số ưu điểm đáng chú ý. Dưới đây là một số ưu điểm nổi bật của việc sử dụng máy tiện.

• Chất lượng cuối cùng của sản phẩm từ máy tiện luôn cao và chấp nhận được, đặc biệt khi làm việc với CNC.
• Tất cả các thao tác được thảo luận ở trên có thể được thực hiện ở tốc độ cao.
• Do đó, rất nhiều thời gian được tiết kiệm từ việc chuyển đổi giữa các máy chuyên dụng cho một công việc nhỏ.
• Vì hầu hết các máy tiện đều có giá cả phải chăng, đầu tư ban đầu giảm so với lợi nhuận.
• Ưu điểm lớn nhất là khả năng cắt ren dễ dàng trên máy.

Nhược điểm của máy tiện

Khi công nghệ tiến bộ đã cải thiện rất nhiều cho các máy cổ xưa này, các nhược điểm của chúng cũng trở nên rõ ràng. Một số trong số đó được thảo luận dưới đây.

• Các máy này cần được bảo dưỡng thường xuyên như bôi trơn, làm sạch và kiểm tra các chốt.
• Rõ ràng là điều này đòi hỏi lao động có kỹ năng để vận hành.
• Máy CNC cần những người vận hành biết lập trình các thao tác. Điều này đòi hỏi phải có đào tạo.
• Hình dạng và cấu trúc bị giới hạn, do đó trọng lượng của các máy vẫn gần như không đổi.

Ứng dụng của máy tiện

Ứng dụng của máy tiện thường phụ thuộc vào loại máy. Tuy nhiên, một số ứng dụng chung được liệt kê dưới đây.

• Đồ dùng nhà bếp như các dụng cụ lớn và nồi áp suất
• Ngành công nghiệp chế biến gỗ
• Gần như mọi ngành công nghiệp sản xuất liên quan đến các bộ phận kim loại hình trụ
• Các ngành công nghiệp phục hồi kim loại
• Sản xuất các bộ phận chính xác như các công cụ cắt tùy chỉnh.

Các thực hành bảo dưỡng quan trọng cho máy tiện

Bảo dưỡng đúng cách là chìa khóa để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất tối ưu của máy tiện. Dưới đây là một số thực hành quan trọng:

• Kiểm tra định kỳ: Kiểm tra định kỳ các dấu hiệu hao mòn, đảm bảo tất cả các bộ phận hoạt động tốt.
• Làm sạch: Làm sạch thường xuyên để loại bỏ mạt kim loại, bụi và các mảnh vụn khác có thể tích tụ và gây hư hại.
• Bôi trơn: Bôi trơn thường xuyên các bộ phận chuyển động để giảm ma sát và ngăn ngừa hao mòn.
• Kiểm tra cân chỉnh: Thường xuyên kiểm tra và điều chỉnh cân chỉnh của máy tiện để duy trì độ chính xác trong gia công.
• Căng đai: Đảm bảo đai truyền động được căng đúng cách và thay thế chúng nếu có dấu hiệu hao mòn.
• Dụng cụ sắc: Luôn sử dụng dụng cụ sắc để cắt hiệu quả và giảm căng thẳng cho máy tiện.
• Phòng ngừa rỉ sét: Áp dụng các lớp phủ bảo vệ và lưu trữ trong môi trường khô ráo để ngăn ngừa rỉ sét các bộ phận kim loại.

Các vấn đề thường gặp và giải pháp trong vận hành máy tiện

Dù có bảo dưỡng cẩn thận, các vấn đề vẫn có thể phát sinh. Dưới đây là cách giải quyết các vấn đề phổ biến:

• Rung lắc hoặc lắc lư: Kiểm tra và siết chặt tất cả các chốt và đảm bảo phôi được cố định chắc chắn.
• Cắt không chính xác: Xác minh thiết lập dụng cụ, độ sắc và căn chỉnh.
• Quá nhiệt: Đảm bảo đủ bôi trơn và kiểm tra dụng cụ cắt cùn hoặc tốc độ cấp liệu quá cao.
• Tiếng ồn bất thường: Lắng nghe các thay đổi âm thanh có thể chỉ ra các bộ phận lỏng lẻo hoặc cần bôi trơn.
• Rung lắc dụng cụ: Giảm tốc độ cắt, sử dụng dụng cụ sắc hơn hoặc kiểm tra căn chỉnh máy.
• Vấn đề động cơ: Kiểm tra kết nối điện, chổi than động cơ và đảm bảo động cơ không bị quá tải.

Cách chọn máy tiện phù hợp

Việc chọn máy tiện phù hợp cần xem xét nhiều yếu tố:

• Kích thước phôi: Chọn máy tiện có thể chứa được kích thước và trọng lượng phôi điển hình của bạn.
• Vật liệu: Đảm bảo máy tiện phù hợp với các vật liệu bạn dự định gia công, chẳng hạn như kim loại, gỗ, hoặc nhựa.
• Yêu cầu độ chính xác: Đối với công việc có độ chính xác cao, hãy xem xét máy tiện có các tính năng tiên tiến như hiển thị kỹ thuật số.
• Ngân sách: Cân đối ngân sách của bạn với các tính năng và chất lượng cần thiết.
• Giới hạn không gian: Xem xét kích thước của máy tiện và đảm bảo bạn có đủ không gian trong xưởng.
• Mục đích và tần suất sử dụng: Đối với việc sử dụng nặng hoặc thường xuyên, đầu tư vào máy công nghiệp chắc chắn hơn.

Bài viết trên đã giới thiệu về những điều mà bạn chưa biết về khả năng gia công của máy tiện. Hy vọng, với các thông tin của Cơ Khí KCC tổng hợp được chia sẻ phía trên bạn đã hiểu được về máy tiện, cũng như nắm được ưu – nhược điểm của 2 loại máy tiện là cnc và vạn năng để có thể lựa chọn ra loại máy mà bản thân cảm thấy phù hợp trong lĩnh vực cơ khí.