Máy Tiện Kim Loại Là Gì? Tìm Hiểu Máy Tiện Gia Công Cơ Khí Chính Xác

Trong ngành cơ khí chính xác, máy tiện kim loại giữ một vị trí không thể thay thế. Sở hữu khả năng tạo ra các chi tiết có hình dạng tròn xoay với đồng nhất vượt trội, máy tiện gia công cơ khí là nền tảng cốt lõi mang lại hiệu quả cao khi tích hợp hệ thống CNC hiện đại.

Nội dung bài viết

1 Máy tiện kim loại là gì?
2 Cấu tạo của máy tiện kim loại
3 Nguyên lý hoạt động của máy tiện kim loại
- 3.1 Nguyên lý cắt gọt
- 3.2 Chu trình gia công cơ bản
4 Phân loại máy tiện kim loại
5 Ưu điểm và hạn chế của máy tiện kim loại
6 Ứng dụng của máy tiện kim loại

Máy tiện kim loại là gì?

Máy tiện kim loại là một loại máy công cụ được sử dụng để gia công các chi tiết có hình dạng tròn xoay bằng cách bóc tách vật liệu. Sự kết hợp giữa chuyển động quay của phôi và chuyển động tịnh tiến của dao sẽ loại bỏ vật liệu thừa, tạo ra hình dạng và kích thước mong muốn cho chi tiết.

Khởi nguồn từ những cỗ máy thô sơ dùng để gia công gỗ, máy tiện dần được cải tiến để xử lý kim loại. Từ điều khiển thủ công sang bán tự động, đạt đến đỉnh cao với sự ra đời của công nghệ điều khiển số (NC) và sau đó là điều khiển số bằng máy tính (CNC).

Ngày nay, máy tiện kim loại là công cụ không thể thiếu trong mọi lĩnh vực sản xuất: ô tô, hàng không vũ trụ, y tế và năng lượng,… nơi mà các chi tiết trục, ống, bánh răng hay vòng bi đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối.

Cấu tạo của máy tiện kim loại

Để hiểu cách máy tiện hoạt động, chúng ta cần nắm rõ các bộ phận chính của nó:

1/ Thân máy: Được đúc từ gang để đảm bảo độ cứng vững, hấp thụ rung động và duy trì độ chính xác.

– Thân máy có thể có dạng băng phẳng (Flat Bed) hoặc băng nghiêng (Slant Bed).

+ Băng nghiêng thường giúp thoát phoi tốt hơn và tăng độ cứng vững.

2/ Hộp trục chính: Chứa trục chính (Spindle) – bộ phận kẹp và quay phôi (bằng mâm cặp hoặc ống kẹp) – cùng với hệ thống truyền động chính từ động cơ.

3/ Hộp chạy dao: Chứa các cơ cấu bánh răng và truyền động.

– Điều khiển tốc độ và hướng di chuyển của dao cắt (bước tiến) trên các trục.

4/ Bàn xe dao (Carriage): Di chuyển dọc theo băng máy, mang theo dao cắt. Bao gồm:

– Bàn trượt dọc (thường là trục Z) điều khiển chiều dài gia công.

– Bàn trượt ngang (thường là trục X) điều khiển đường kính gia công.

5/ Ụ dao (Tool Post/Turret): Là nơi kẹp giữ dụng cụ cắt.

– Trên máy tiện thủ công là ụ dao đơn.

– Máy tiện CNC thường có tháp dao (Turret) với nhiều vị trí để chứa và tự động thay dao.

6/ Ụ động (Tailstock): Nằm ở đầu đối diện hộp trục chính.

– Dùng để chống tâm cho phôi dài, tăng độ cứng vững trong quá trình gia công.

– Hoặc có thể gá các dụng cụ như mũi khoan, dao doa.

7/ Hệ thống điều khiển: Đây là yếu tố phân biệt rõ rệt giữa các loại máy tiện:

– Truyền thống: Điều khiển hoàn toàn thủ công bằng các tay quay và cần điều khiển cơ khí.

– CNC: Sử dụng động cơ servo và vít me bi để điều khiển chuyển động chính xác của các trục.

+ Các cảm biến phản hồi để đảm bảo độ chính xác cao.

Nguyên lý hoạt động của máy tiện kim loại

Nguyên lý hoạt động của máy tiện dựa trên sự kết hợp hài hòa giữa chuyển động của phôi và dao:

Nguyên lý cắt gọt

1/ Chuyển động chính: Là chuyển động quay tròn của phôi trên trục chính, tạo ra vận tốc cắt.

2/ Chuyển động chạy dao (bước tiến): Là chuyển động tịnh tiến của dao cắt, có thể là dọc theo trục phôi (trục Z) hoặc vuông góc với trục phôi (trục X).

Sự kết hợp của 2 chuyển động này với chiều sâu cắt đã được thiết lập sẽ bóc tách lớp vật liệu, tạo ra hình dạng mong muốn của chi tiết.

Chu trình gia công cơ bản

1/ Gá đặt phôi: Phôi được kẹp chặt vào mâm cặp hoặc ống kẹp trên trục chính.

2/ Gá đặt dao: Dụng cụ cắt được kẹp chắc chắn vào ụ dao hoặc tháp dao.

3/ Thiết lập thông số: Người vận hành thiết lập các thông số cắt như: tốc độ quay của phôi (vòng/phút), bước tiến dao (mm/vòng) và chiều sâu cắt.

4/ Tiến hành gia công: Máy bắt đầu hoạt động, dao cắt di chuyển theo quỹ đạo định sẵn, bóc tách vật liệu.

5/ Kiểm tra kích thước: Sau khi gia công, kích thước của chi tiết được kiểm tra để đảm bảo đúng yêu cầu.

Phân loại máy tiện kim loại

Máy tiện kim loại rất đa dạng, được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau:

Phân loại theo phương của trục chính

1/ Máy tiện ngang (Horizontal Lathe): Đây là loại phổ biến nhất, với trục chính được đặt theo phương ngang.

– Máy tiện ngang thường dùng để gia công các chi tiết tròn dài.

2/ Máy tiện đứng (Vertical Lathe): Trục chính của máy được đặt theo phương thẳng đứng và mâm cặp nằm ngang.

– Loại máy này phù hợp để gia công các chi tiết có đường kính lớn và nặng như bánh răng, bánh xe, mâm cặp.

Phân loại theo phương pháp điều khiển

1/ Máy tiện cơ: Mọi thao tác và chuyển động của dao đều được điều khiển hoàn toàn bằng tay bởi người thợ.

2/ Máy tiện NC: Máy có khả năng thực hiện một phần chu trình gia công một cách tự động, giảm bớt sự can thiệp của người vận hành.

3/ Máy tiện CNC: Đây là loại máy tiện hiện đại nhất, được điều khiển hoàn toàn tự động bằng máy tính thông qua các chương trình lập trình sẵn.

– Máy tiện CNC có khả năng gia công các chi tiết vô cùng phức tạp với độ chính xác và tốc độ cao.

Phân loại theo số trục điều khiển

1/ Máy tiện CNC 2 trục (X, Z): Đây là cấu hình cơ bản nhất.

– Điều khiển chuyển động của dao theo phương ngang (X) và phương dọc (Z).

– Dùng cho các nguyên công tiện cơ bản.

2/ Máy tiện CNC 3 trục (X, Z, C): Bổ sung thêm trục C.

– Cho phép trục chính (phôi) quay và được định vị chính xác.

– Mở rộng khả năng gia công phay, khoan các lỗ hoặc rãnh không đồng tâm.

3/ Máy tiện CNC 4 trục (X, Z, C, Y): Thêm trục Y.

– Cho phép dao di chuyển lệch tâm so với trục quay của phôi.

– Tăng cường khả năng phay phức tạp trên chi tiết tiện.

4/ Máy tiện CNC 5 trục trở lên (Multi-tasking): Là các máy tiện – phay (phay – tiện) phức hợp.

– Có thể có thêm trục B (cho phép đầu dao nghiêng).

– Trục chính phụ (sub-spindle), nhiều tháp dao.

– Loại này cho phép hoàn thiện các chi tiết cực kỳ phức tạp trong một lần gá đặt.

>>> Xem thêm các loại máy tiện đa năng:

Máy phay tiện CNC SL450-MT
Máy tiện phay CNC TMC40V

Phân loại theo công dụng/đặc điểm chuyên biệt

1/ Máy tiện vạn năng (Universal Lathe): Là loại máy đa năng.

– Có thể thực hiện nhiều chức năng gia công khác nhau: tiện trơn, tiện côn, tiện ren, khoan, mài.

– Loại này phổ biến và linh hoạt trong các xưởng nhỏ.

2/ Máy tiện chuyên dùng (Special Purpose Lathe): Được thiết kế để thực hiện một nhiệm vụ gia công nhất định.

– Ví dụ: máy tiện ren chính xác, máy tiện trục khuỷu, máy tiện bánh xe lửa, máy tiện hớt lưng.

3/ Máy tiện cụt (Gap Bed Lathe/Break Bed Lathe): Loại máy này có một khoảng trống trên băng máy.

– Cho phép gia công các chi tiết có đường kính lớn hơn so với đường kính văng thông thường của máy.

– Thường dùng để gia công puly, bánh răng lớn, bánh đà.

4/ Máy tiện Revolver (Capstan and Turret Lathe): Có tháp dao đặc biệt với nhiều vị trí dao.

– Được dùng để gia công hàng loạt các chi tiết tròn xoay với nhiều nguyên công khác nhau.

5/ Máy tiện kiểu Thụy Sĩ (Swiss-type Lathe):

– Chuyên dùng để gia công các chi tiết nhỏ, dài với độ chính xác rất cao.

– Thường thấy trong ngành y tế, đồng hồ.

6/ Máy tiện cấp phôi tự động: Tích hợp bộ cấp phôi thanh (bar feeder) hoặc hệ thống robot để tự động nạp phôi.

– Tối ưu hóa năng suất cho sản xuất hàng loạt.

Liên hệ ngay tới VNTECH để được tư vấn chi tiết các dòng máy tiện kim loại hiện đại nhất hiện nay.

Ưu điểm và hạn chế của máy tiện kim loại

1/ Ưu điểm của máy tiện:

– Độ chính xác cao: Đặc biệt là các máy CNC, đảm bảo dung sai chặt chẽ và chất lượng bề mặt vượt trội.

– Năng suất cao: Các máy tự động hóa và CNC có khả năng sản xuất hàng loạt nhanh chóng.

– Gia công đa dạng: Chế tạo được nhiều loại bề mặt tròn xoay khác nhau.

– Tính linh hoạt: Máy CNC dễ dàng thay đổi sản phẩm bằng cách thay đổi chương trình.

– Hiệu quả chi phí: Đối với sản xuất hàng loạt hoặc các chi tiết phức tạp, máy CNC mang lại hiệu quả kinh tế cao.

2/ Hạn chế của máy tiện:

– Giới hạn hình dạng: Chủ yếu gia công chi tiết tròn xoay, khó hoặc không thể gia công các chi tiết dạng hộp hoặc các bề mặt không có trục đối xứng (trừ máy tiện phay).

– Đầu tư ban đầu: Máy tiện CNC có chi phí đầu tư ban đầu khá cao.

– Yêu cầu kỹ năng: Máy thủ công đòi hỏi người thợ có tay nghề cao; máy CNC đòi hỏi người lập trình và vận hành có kiến thức chuyên môn.

Ứng dụng của máy tiện kim loại

Máy tiện kim loại là công cụ không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp:

– Công nghiệp ô tô: Sản xuất trục khuỷu, trục cam, pít-tông, bánh răng, chi tiết hộp số.

– Hàng không vũ trụ: Chế tạo các chi tiết động cơ, trục tuabin, linh kiện máy bay yêu cầu độ chính xác và độ bền cực cao.

– Y tế: Sản xuất dụng cụ phẫu thuật, các thiết bị cấy ghép như khớp nhân tạo, răng nhân tạo.

– Năng lượng: Gia công các bộ phận van, trục tuabin trong ngành dầu khí, điện lực, và năng lượng tái tạo.

– Điện tử, sản xuất thiết bị nhỏ: Các linh kiện kết nối, vỏ bọc nhỏ, chi tiết máy ảnh, quang học.

– Chế tạo khuôn mẫu, đồ gá: Sản xuất các chi tiết khuôn tròn xoay, trục gá và các đồ gá hỗ trợ gia công khác.

Máy tiện kim loại đóng vai trò của nó trong ngành gia công cơ khí là không thể thay thế. Trong kỷ nguyên công nghiệp 4.0, máy tiện kim loại tiếp tục tiến hóa, tích hợp sâu rộng hơn với tự động hóa, robot và trí tuệ nhân tạo, hướng tới các nhà máy thông minh.

Liên hệ ngay tới VNTECH để được tư vấn chi tiết các dòng máy tiện kim loại hiện đại nhất hiện nay.

VNTECH - Đơn vị cung cấp máy móc gia công cơ khí chính hãng, uy tín, đa dạng về chủng loại, đáp ứng mọi nhu cầu sản xuất. Để được tư vấn chi tiết và nhận báo giá tốt nhất, quý khách vui lòng liên hệ theo thông tin bên dưới.