ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Tập bài giảng

Môn học
Máy Công Cụ

Biên soạn theo đề cương môn học
chuyên ngành cơ khí ĐHBK ĐN
Người biên soạn : Bùi trương Vỹ
Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa
Đại học Đà nẵng.
Đà Nẵng - Năm 2007


3
Chương 1: Chuyển động học trong máy công cụ
1. Các dạng bề mặt thường dùng cho sản phẩm cơ khí
Có thể phân thành 3 dạng bề mặt:
1.1. Dạng bề mặt tròn xoay: Tạo bởi đường chuẩn là đường tròn, và tùy theo loại
đường sinh ( thẳng, bất kỳ, gãy khúc ) có các dạng bề mặt sau (H1.1)
a. bề mặt trụ tròn xoay
c. bề mặt định hình tròn xoay d. bề mặt ren
H1.1: Các dạng bề mặt tròn xoay
C
S S
C
S
S
C
b. bề mặt nón
C
α

a. bề mặt phẳng
c. bề mặt cong phẳng
H1.2: Các dạng bề mặt phẳng
C
S

Q
T
H1.3a
a) Tạo hình đơn giản: là chuyển động độc lập Q
( không phụ thuộc vào một chuyển động nào khác-H1.3b)
Q
H1.3b: Tạo hình đơn giản
b) Tạo hình phức tạp: gồm các chuyển động phụ thuộc Q&T (H1.3c)
t
p
Q
T
H1.3c: Tạo hình phức tạp
c) Tạo hình vừa đơn giản vừa phức tạp-Q: chuyển động độc lập,T
1
&T
2
là
chuyển động tạo hình phức tạp để phối hợp thành T (H1.3d)
Q
T
T
1
T
2
H1.3d

Các chuyển động của các khâu chấp hành ( dao& 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

của máy. Qua sơ đồ nầy có thể bi
ểu diễn mối liên hệ chuyển động giữa nguồn động
lực và khâu chấp hành, hoặc giữa các khâu chấp hành với nhau.
Ví dụ: Sơ đồ kết cấu động học của máy tiện ren (H1.5).
– Chuyển động tạo hình theo sơ đồ: Q&T
– Mối liên hệ chuyển động giữa các khâu chấp hành
1. Động cơ đến phôi (tạo hình đơn giản):
n
đ/c
⋅ i
v
= n
t/c
[v/ph] (1.1)
2. Phôi đến bàn dao (tạo hình phức tạp):
1vòng t/c ⋅ i
s
⋅ t
x
⋅ k = t
p
[mm]

(1.2)
• i
v
, i
s
: cơ cấu điều chỉnh của Hộp Tốc độ và Hộp Chạy dao.


2.1 Phân loại: Thường phân loại máy theo các cách:
– Theo công dụng: Có máy tiện, phay, bào
– Theo mức độ vạn năng: Có máy vạn năng, máy chuyên dùng
– Theo độ chính xác: 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: trung bình (≤ 10T), cỡ nặng (10 ÷30T)…
– Theo mức độ tự động hoá: Có máy tự động, bán tự động
2.2 Ký hiệu: Mỗi nước có ký hiệu máy khác nhau. Tiêu chuẩn ngành cơ khí nước
ta TCVN-C1-63 đã quy định về cách ký hiệu các máy cắt kim loại (Bảng 9.1[4] ). Các
thông số và các kích thước cơ bản của chúng cũng đã được tiêu chuẩn.
Ví dụ : T620, K135, P82…
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
∅
max
= 400)
2. Các cơ cấu truyền động:
2.1 Các loại chuyển động: Phân theo mức độ tiêu thụ công suất, ta có:
– Chuyển động chính: Tiêu thụ công suất lớn (5÷10kW), dùng để tạo tốc
độ cắt.
+ Với chuyển động chính quay tròn:
1000
Dn
V
π
= [m/ph] (2.1)
trong đó: D, đường kính chi tiết gia công [mm]; n, số vòng quay [v/ph].
+ Với chuyển động chính tịnh tiến:
1000
Ln2

min
I
II
II
x
x
R
1min
R
1max
R
2min
R
2max
Đ
1
Đ
2
I
III
°
°
x
x
I
II
D
max
D
min


9
x
x
x
x
x
x
x
x
xx
x x
x
x
x
x
x
a. puli bậc
b. khối bánh răng di trượt 2 bậc
c. khối bánh răng di trượt 3 bậc
d. khối bánh răng di trượt 4 bậc
D
1
D
2
D
3
D
4
D

z
'
1
z
2
z
'
2
z
3
z
'
3
z
1
z
'
1
z
2
z
'
2
z
3
z
'
3
z
4

1
z
'
2
°
xx
x
z
1
z
'
1
z
2
z
'
2
I
II
e.cơ cấu biến đổi tốc độ
với ly hợp vấu
f.cơ cấu biến đổi tốc độ
với ly hợp ma sát
H2.2: Một số cơ cấu biến đổi tốc độ
g.ly hợp vấu 2 phía
h.ly hợp vấu và tay đòn
Mz
1
x
x

4
z
'
1
z
'
2
z
'
3
z
'
4
z
4
z
1
z
2
z
3
z
0
z
8
I
II
I
II
III

6
z
7
z
0
z
8
I
II

H2.3:Các cơ cấu chạy dao
C. Một số cơ cấu đặc biệt khác:
x
I
II
III
z
1
z
2
z
0
z
'
1
z
'
2
xx
I

z
3
z
4
z
giá 1
Tay 6
III
M
z
1
z
2
x
I
II
z
1
z
2
H2.4a. H2.4b. H2.4c.
H2.4d.
I
II
z
3
x
H2.4e.
H2.4f.
H2.5: Cơ cấu vi sai


H2.6: Đồ thị tia hình quạt H2.7: Đồ thị logarít
A Đồ thị tia hình quạt: Cơ sở thiết lập đồ thị tia hình quạt dựa trên phương
trình (2.1). Phương trình nầy có dạng 1 chùm đường thẳng đi qua gốc toạ độ khi cho n
thay đổi (H 2.6).
Đồ thị trên biểu diễn được mối liên hệ giữa tốc độ cắt V, đường kính chi tiết gia công
D và số vòng quay tương ứng n, tuy nhiên khi D tăng, khoảng cách giữa 2 tia lân cận
cách xa nhau, do vậy người ta còn dùng đồ thị logarít.
B Đồ thị logarít: Cũng dựa trên phương trình (2.1) nhưng mô tả theo tọa độ
logarít. Khi đó đồ thị có dạng 1 chùm đường thẳng song song, cách đều nhau và cắt 2
trục tọa độ dưới góc 45
0
(H2.7).
12
Câu hỏi và bài tập Chương 1 & Chương 2:
1. Đặc điểm tạo hình trên máy công cụ. Thế nào là chuyển động tạo hình?
2. Sơ đồ kết cấu động học máy công cụ?
3. Cho tốc độ trục vào (trục I) là n
I
. Tính toán các giá trị tốc độ trục ra (trục chính )
ở H2.2h.

26
46
FA
LA
−=−=
ω
ω
=
ω
ω
trong đó:
1
6121
6141
26
46
−=
ω−ω
ω−ω
=
ω
ω

⇒
612141
2ω=ω+ω

hay: n
III
+ n

z30
z41
z32
z46
3
z80
4
z120
x
x
x
xx
x
z60
1
2
z48
5
z60
6
z40
7
xoắn trái
k = 2
z80
8
9
z65
m5
10

xoắn trái
1
z16
2
3
4
z14
5
z42
6
7
z64
8
z26
Xích
Xích
9
z24
10
11
z50
12
z35
H2.8
H2.9
Trục vít
k = 1
Phôi bánh
răng B
9 z42

7
ω
ω
khi cắt phôi bánh răng B có số răng z = 72.
14
Chương 3 : Máy tiện
1. Phương pháp gia công tiện và phân tích động học
Tiện là 1 phương pháp gia công cắt gọt thông dụng nhất, trong đó dạng mặt gia công
được tạo nên bằng hai chuyển động gọi là chuyển động tạo hình. Chuyển động quay
tròn của chi tiết ( hoặc của dao ) là chuyển động chính và dịch chuyển thẳng là chuyển
động chạy dao nhằm giúp cho chuyển động chính tạo nên chiều dài cần thiết của mặt
gia công.
Trên máy tiện có thể gia công được các mặt trụ, mặt côn (cả trong và ngoài), mặt
đầu, cắt ren trong (ngoài), cắt đứt
2. Máy tiện
Máy tiện thường được phân thành 2 loại:
– Máy tiện vạn năng: gia công được nhiều chủng loại chi tiết
– Máy tiện chuyên dùng: gia công được 1 số loại chi tiết nhất định.
Các thông số chính của máy tiện là đường kính lớn nhất của phôi gia công được bên
trên thân máy và khoảng cách lớn nhất giữa 2 mũi tâm xác định chiều dài lớn nhất của
phôi gia công (TCVN 267-68).
2.1 Các bộ phận chính của máy tiện
A. Các bộ phận đứng yên
– Thân máy

s
n
= (0,035 ÷ 2,08)mm/vg.
– Máy gia công được 4 loại ren: ren hệ mét, t
p
= (1 ÷ 192)mm; hệ Anh,
n = (24 ÷ 2 ); hệ mô đun, m = (0,5 ÷ 4,8)mm; hệ Pitch, D
p
= ( 96 ÷1 ).
B. Sơ đồ động máy (H3.3)
– Xích tốc độ:
+ Đường truyền thuận : Số cấp z
t
= z
t1
+

z
t2

• z
t1
(đường truyền chậm)
n
đ/c
.
254
142
Φ
Φ

88
22
thực tế chỉ có các trị số tỉ số
truyền 1/16, 1/4, 1, do vậy z
t1
= 18.
• z
t2
(đường truyền nhanh)
z
t2
có 6 cấp tốc độ. (3.2)
Máy có tổng cọng 23 tốc độ ( thay vì 24) do trùng 1 tốc độ (tốc độ thấp nhất của
đường truyền nhanh và tốc độ cao nhất của đường truyền chậm).
+ Đường truyền nghịch: Máy có 12 cấp tốc độ nghịch
– Xích chạy dao:
+ Xích chạy dao tiện ren: Có thể tiện được 4 loại ren, ngoài ra cho
phép cắt được ren khuếch đại (bước lớn), ren chính xác, ren mặ
t đầu Để cắt ren, cần
có chuyển động quay tròn của phôi lắp trên trục chính và chuyển động tịnh tiến của
bàn dao. Các chuyển động nầy phải thoả mãn điều kiện phôi quay 1 vòng thì bàn dao

16
tịnh tiến 1 bước t
p
. Từ đó ta có sơ đồ: (H3.1)

H3.1: Sơ đồ kết cấu xích tiện ren
1. Khi cắt ren hệ mét:
1vòng trục chính ⋅

()
12ti
z
36
25
28
35
37
37
35
50
42
xgb
n
=⋅ =
n
4,25

(3.4)
3. Khi cắt ren mođun
1vòng trục chính ⋅ i
cđ
⋅i
đc

()
12ti
28
25
36

p
D
4,25 π

(3.6)
• Khi cắt ren khuếch đại có bước lớn, ví dụ cắt rãnh dầu bôi trơn ở
các ổ trượt, đường truyền để tạo bước lớn:
1vòng trục chính ⋅
26
52
45
45
22
88
45
45
45
45
22
88
(
)
12tiiii
xgbcsttđc
=
⋅
⋅
⋅
⋅
= t

; i
tt
=
50
42
(hoặc =
97
64
); z
n
= 26, 28, 32, 36, 40, 44, 48;
i
gb
=

48
15
28
35
35
28
45
18
.
+ Xích chạy dao tiện trơn: khi tiện mặt trụ, mặt côn, cắt đứt, khoả
mặt Đường truyền nối từ trục chính xuống hộp chạy dao đến khối bánh răng z28 ăn
khớp với bánh răng z56 trên ly hợp vượt để dẫn động trục trơn và hộp chuyển bàn dao
cung cấp chạy dao dọc tự động (với khâu chấp hành bánh răng-thanh răng hoặc vít me
chạy dao ngang).
1.

p
của mỗi đường ren sẽ là t
p
= k
⋅ t. Khi điều chỉnh máy phải điều chỉnh theo t
p
để cắt từng đường ren, sau đó phân độ
để cắt các đầu mối khác. Như vậy, để cắt ren nhiều đầu mối ta phải tiến hành 2 bước:
– Điều chỉnh máy để cắt ren có bước t
p

– Phân độ để cắt đủ số đầu mối.
2. Các bước tính toán : Cần chú ý rằng trong cắt ren nhiều đầu mối, ta phải phân
độ khi đã kết thúc cắt 1 mối ren. Các bước tính toán:
+ Điều chỉnh máy để cắt ren có bước t
p
( các bước không có sẵn trong Hộp
chạy dao). Theo sơ đồ H3.2 ta có:
• Lượng di động tính toán: 1vòng trục chính → t
p

• Phương trình xích động: 1vòng ⋅ i
cđ
⋅
b
a
d
c
⋅ t
x

c + d ≥ b + ( 15
÷ 20 )
Các bánh răng thay thế a,b,c,d phải được chọn trong bộ bánh răng thay thế của máy
như sau:
Bộ 4: 20,24,28 120 ; Bộ 5: 20,25,30 120
Các bánh răng đặc biệt: 47,97,127,157.
Khi tính toán điều chỉnh có thể phải chuyển đổi đơn vị khi bước ren cần cắt khác hệ
với bước vít me, khi đó phải chọn giá trị gần đúng của 1" hoặc π. Có thể lấy 1" =
17
432
63
1600
5
127
4,25
≈≈=
; π =
50
157
7
22
≈

• Các phương pháp phân tích x để chọn bánh răng thay thế a,b,c,d.
1. Phân tích chính xác
Giả sử ta có x =
B
A
trong đó A, B là các số nguyên không chia đúng cho nhau và
cũng không có thừa số chung.

a + b > c + ( 15 ÷ 20) : 52 + 72 > 92 + ( 15 ÷ 20)
c + d > b + ( 15 ÷ 20) : 92 + 88 > 72 + ( 15 ÷ 20)
2. Phân tích gần đúng

Khi không thể phân tích chính xác được, có thể dùng cách chia ngược
∗ Phương pháp chia ngược : Giả sử chia ngược
B
A
x
=20

Như vậy, tùy theo độ chính xác yêu cầu để lấy các giá trị a
1
, a
2
phù hợp, thường
bằng cách kiểm tra bước ren cắt được qua sai số tích lũy bước ren trên 1 chiều dài nhất
định.
∗ Phương pháp tra bảng: Tra theo bảng chọn bánh răng [3].

+ Phân độ để cắt ren nhiều đầu mối
• Phân độ theo chu vi:
Sau khi cắt xong mối ren thứ nhất, ngắt xích truyền động từ trục chính đến bàn dao,
quay phôi đi một góc 360
0
/k để cắt mối ren tiếp theo. Trên máy 1K62 có đĩa chia độ
chuyên dùng lắp ở đuôi trục chính. Chu vi của đĩa được chia thành 60 phần bằng nhau,

a. trục vít với m = 1
b. ren Anh với n (số vòng ren trên 1 đơn vị tấc Anh) có n = 8
c. ren quốc tế với t
p
= 1,5
d. ren Pitch (Diametral Pitch-số môđun trên 1 đơn vị tấc Anh)có D
p
= 4
Giả thiết vít me máy có bước t
x
= 12mm, i
cđ
= 1

22

H3.3: Sơ đồ động máy Tiện 1K62(T620)

23
Chương 4 : Máy phay
1. Phương pháp gia công phay và phân tích động học
Phay là 1 phương pháp gia công phổ biến để gia công mặt phẳng cũng như các bề
mặt định hình khác nhau. Có thể nói rằng phay hầu như thay thế cho bào trong sản
xuất loạt lớn và khối nhờ dao phay có nhiều lưỡi cắt cùng làm việc, tốc độ cắt cao hơn
và dễ mở rộng khả năng công nghệ
Chuyển động chính là chuyển động tạo tốc
độ cắt cho dao, chuyển động chạy dao
thường do bàn máy thực hiện theo 3 phương: ngang, dọc, đứng.
2. Máy phay: Được phân thành 2 loại theo công dụng:
– Máy phay vạn năng: ngang, đứng

= (35 ÷ 980)mm/ph;
lượng chạy dao ngang s
n
= (25 ÷ 765)mm/ph; lượng chạy dao đứng s
đ
= (12 ÷
380)mm/ph.
– Góc xoay lớn nhất của bàn máy: ± 45
0
.
B Sơ đồ động máy (H4.5)
– Xích tốc độ – Xích chạy dao

– Xích chạy dao nhanh 2.3 Máy phay đứng vạn năng : Tất cả máy phay ngang đều có thể trở thành
máy phay đứng bằng cách lắp đầu phay. Đặc điểm của loại máy phay đứng vạn năng:
– Trục chính bố trí thẳng đứng.
– Trục chính có thể xoay được trong mặt phẳng thẳng đứng.
– Chỉ khác máy phay ngang ở vị trí trục chính, còn lại các bộ phận khác
hầu như giống nhau.

25
– Trục chính lắp được các loại dao gia công mặt phẳng, mặt đầu, gia công
răng bánh răng với dao phay ngón
3. Điều chỉnh gia công phay với đầu phân độ

so với trục nằm ngang.
a. Đầu phân độ vạn năng có đĩa chia độ. Có 3 khả năng phân độ:
+ Phân độ đơn giản (H4.1) :