Máy tiện vạn năng là cỗ máy công cụ kinh điển và cơ bản nhất trong ngành gia công cơ khí chính xác. Nó đóng vai trò nền tảng trong việc tạo ra các chi tiết có hình dạng tròn xoay bằng cách bóc tách vật liệu. Dù đã có những bước tiến vượt bậc của công nghệ CNC, máy tiện vạn năng vẫn giữ một vị trí quan trọng nhờ tính đơn giản, linh hoạt và chi phí thấp.
Nội dung bài viết
Máy tiện vạn năng là gì?
Máy tiện vạn năng (tiếng Anh thường gọi là Engine Lathe hoặc Universal Lathe) là một loại máy tiện kim loại hoạt động bằng tay, được thiết kế để có khả năng thực hiện đa dạng các nguyên công gia công trên chi tiết có hình dạng tròn xoay.
Với nguyên lý hoạt động cốt lõi là phôi được kẹp chặt và quay tròn, trong khi dao cắt được di chuyển dọc hoặc ngang, bóc tách vật liệu và tạo ra hình dạng mong muốn. Ngày nay, máy tiện vạn năng vẫn là công cụ không thể thiếu trong nhiều ứng dụng cụ thể như: làm mẫu, sửa chữa hay đào tạo nghề cơ khí,… nơi mà tính linh hoạt và chi phí thấp được ưu tiên hơn tốc độ gia công.
Công dụng của máy tiện vạn năng
Máy tiện vạn năng là loại máy tiện ngang phổ biến nhất trong các xưởng cơ khí truyền thống. Nó có thể thực hiện nhiều tác vụ như:
– Tiện mặt trụ ngoài và trong: Tạo ra các bề mặt hình trụ với đường kính và chiều dài chính xác.
– Tiện mặt đầu: Gia công các bề mặt phẳng vuông góc với trục quay của phôi.
– Tiện côn: Tạo ra các bề mặt hình nón (côn ngoài, côn trong).
– Tiện ren: Cắt các loại ren ngoài và ren trong với bước ren xác định.
– Cắt rãnh: Tạo các rãnh trên bề mặt chi tiết.
– Khoan và doa: Với sự hỗ trợ của ụ động, máy có thể khoan hoặc doa lỗ trên chi tiết đang quay.
So sánh máy tiện vạn năng và máy tiện CNC
Máy tiện vạn năng và máy tiện CNC (Computer Numerical Control) đại diện cho 2 kỷ nguyên khác nhau trong ngành gia công kim loại, với những điểm khác biệt cốt lõi về phương thức vận hành, độ chính xác và khả năng sản xuất.
Phương thức vận hành
1/ Máy tiện vạn năng:
– Thủ công hoàn toàn, mọi thao tác đều do người vận hành thực hiện trực tiếp bằng tay.
– Chất lượng và độ chính xác của chi tiết phụ thuộc rất lớn vào kinh nghiệm, sự khéo léo và tay nghề của người thợ.
2/ Máy tiện CNC:
– Mọi chuyển động của dao cắt, tốc độ trục chính, thay dao,… đều được điều khiển tự động bởi một chương trình máy tính được lập trình sẵn.
– Người vận hành chủ yếu làm nhiệm vụ thiết lập máy, nạp chương trình và giám sát quá trình.
>>> Xem thêm máy tiện CNC khác:
- Máy Tiện Đứng CNC VT320 – VT400 – VT600
- Máy Tiện Ngang CNC cỡ lớn
- Máy Tiện Mini CNC SUPER SP28
Độ chính xác và độ đồng nhất
1/ Máy tiện vạn năng:
– Mức độ chính xác bị giới hạn bởi khả năng cảm nhận và điều chỉnh của người thợ.
– Sai số thường ở mức phần trăm milimet và có thể dao động giữa các chi tiết.
– Độ đồng nhất thấp, rất khó để sản xuất hàng loạt các chi tiết có độ chính xác và kích thước giống hệt nhau.
2/ Máy tiện CNC:
– Độ chính xác vượt trội tới hàng micron (phần nghìn milimet), nhờ vào hệ thống điều khiển số chính xác và các động cơ servo.
– Đảm bảo mỗi chi tiết sản xuất ra đều giống hệt nhau theo lập trình, lý tưởng cho sản xuất hàng loạt.
Khả năng gia công chi tiết phức tạp
1/ Máy tiện vạn năng:
– Chủ yếu gia công các chi tiết có hình dạng tròn xoay cơ bản (trụ, côn, ren thẳng, mặt phẳng).
– Việc gia công các hình dạng phức tạp, lỗ lệch tâm đòi hỏi nhiều lần gá đặt lại và rất khó khăn.
2/ Máy tiện CNC:
– Gia công đa dạng hình dạng: Đặc biệt là các máy tiện CNC 3, 4, 5 trục trở lên.
>>> Xem thêm máy tiện CNC khác:
- Báo giá máy tiện CNC 3 trục
- Máy tiện CNC 4 trục
- Máy tiện CNC 5 trục SA45-VS
– Có thể tạo ra các hình dạng phức tạp, bề mặt tự do, lỗ nghiêng, rãnh phay.
– Kết hợp cả tiện và phay chỉ trong một lần gá đặt.
>>> Xem thêm: Máy Tiện Phay CNC TMC40V, TMC400Y
=> Điều này giúp mở rộng đáng kể khả năng thiết kế sản phẩm.
Năng suất và hiệu quả sản xuất
1/ Máy tiện vạn năng:
– Năng suất thấp, tốc độ cắt gọt và chạy dao thường chậm.
– Thời gian thiết lập và thao tác thủ công lâu hơn.
=> Dẫn đến năng suất không cao, không phù hợp cho sản xuất hàng loạt lớn.
2/ Máy tiện CNC:
– Năng suất cao, tốc độ cắt gọt nhanh.
– Khả năng chạy dao nhanh, thay dao tự động và hoạt động liên tục.
=> Điều này tối đa hóa thời gian hoạt động của máy và giảm đáng kể thời gian chu kỳ sản xuất.
Chi phí đầu tư và vận hành
1/ Máy tiện vạn năng:
– Chi phí đầu tư ban đầu thấp.
– Đòi hỏi người thợ có tay nghề cao (chi phí nhân công cao nếu yêu cầu độ chính xác).
– Chi phí bảo trì thường đơn giản hơn.
2/ Máy tiện CNC:
– Chi phí đầu tư ban đầu cao.
– Đòi hỏi người vận hành và lập trình có kiến thức chuyên môn về CNC.
– Chi phí lao động trên mỗi sản phẩm thường thấp hơn nhờ năng suất và tự động hóa.
– Chi phí bảo trì có thể phức tạp hơn.
Khả năng tự động hóa
1/ Máy tiện vạn năng:
– Không thể tích hợp vào các hệ thống sản xuất tự động hóa lớn.
2/ Máy tiện CNC:
– Dễ dàng tích hợp với robot cấp phôi, băng tải, hệ thống đo lường tự động tạo thành dây chuyền sản xuất tự động hoàn toàn.
| Đặc điểm | Máy tiện vạn năng |
Máy tiện CNC
|
| Điều khiển | Hoàn toàn thủ công |
Tự động bằng chương trình máy tính
|
| Độ chính xác | ±0.01mm đến ±0.1mm |
±0.001mm đến ±0.005mm
|
| Độ đồng nhất | Phụ thuộc tay nghề |
Đồng nhất tuyệt đối
|
| Hình dạng gia công | Đơn giản, tròn xoay cơ bản |
Rất phức tạp, đa dạng, kết hợp phay/khoan
|
| Năng suất | Thấp, chậm |
Cao, nhanh, liên tục
|
| Chi phí đầu tư | Thấp | Cao |
| Chi phí lao động/sp | Cao (do thời gian vận hành dài) |
Thấp (do tự động hóa)
|
| Tính linh hoạt | Thấp (khó chuyển đổi sản phẩm) |
Cao (dễ dàng thay đổi chương trình)
|
| Tự động hóa | Hạn chế |
Cao, dễ tích hợp hệ thống
|
| An toàn LĐ | Thấp (tiếp xúc trực tiếp) |
Cao hơn (ít tiếp xúc trực tiếp)
|
Kết luận:
– Máy tiện vạn năng vẫn giữ vai trò quan trọng trong các xưởng nhỏ, sửa chữa, đào tạo và sản xuất đơn chiếc nhờ chi phí thấp, tính đơn giản.
– Máy tiện CNC là lựa chọn không thể thiếu cho sản xuất công nghiệp hiện đại, nơi yêu cầu về năng suất, độ chính xác, tính đồng nhất và khả năng gia công chi tiết phức tạp lên hàng đầu.
=> Sự phát triển của máy tiện CNC đã đánh dấu một bước ngoặt lớn, thay đổi hoàn toàn bộ mặt của ngành gia công cơ khí.
Hãy liên hệ ngay tới VNTECH để được tư vấn chi tiết về máy tiện CNC cũng như giải pháp về máy tiện cấp phôi tự động phù hợp nhất với doanh nghiệp của bạn.
Cấu tạo của máy tiện vạn năng
Máy tiện vạn năng được thiết kế với một cấu trúc cơ khí vững chắc để thực hiện các nguyên công tiện khác nhau dưới sự điều khiển thủ công của người vận hành. Dưới đây là các bộ phận chính tạo nên một chiếc máy tiện vạn năng:
1/ Thân máy (Machine Bed): Là bộ khung chịu lực chính của máy.
– Đảm bảo toàn bộ hệ thống hoạt động ổn định và chính xác.
– Thường được đúc từ gang để tăng khả năng chống rung và hấp thụ chấn động tốt.
– Trên bề mặt thân máy có các rãnh dẫn hướng được gia công chính xác để bàn xe dao và ụ động di chuyển một cách trơn tru.
– Thân máy có thể có dạng băng phẳng (Flat Bed) hoặc đôi khi có khoảng trống (Gap Bed) cho phép gia công các chi tiết có đường kính lớn hơn bình thường.
2/ Hộp trục chính (Headstock): Đặt cố định ở một đầu của thân máy.
– Chứa trục chính (Spindle) – nơi phôi được kẹp chặt và quay tròn trong quá trình gia công.
– Bên trong hộp trục chính còn có hệ thống hộp số cơ khí để điều chỉnh các cấp tốc độ quay của trục chính.
3/ Hộp chạy dao (Feed Gearbox): Nằm phía dưới hộp trục chính, chứa các bộ bánh răng thay đổi.
– Được điều khiển bằng các cần gạt.
– Hộp chạy dao cho phép người vận hành điều chỉnh tốc độ và hướng chạy dao cho bàn xe dao.
– Nó cũng có vai trò quan trọng trong việc thiết lập bước ren khi thực hiện nguyên công tiện ren.
4/ Bàn xe dao (Carriage): Đây là bộ phận di động, trượt dọc theo băng máy và mang theo dụng cụ cắt.
Bàn xe dao bao gồm nhiều phần:
+ Bàn trượt dọc (Longitudinal Slide): Di chuyển song song với trục chính dùng để tiện chiều dài của chi tiết.
+ Bàn trượt ngang (Cross Slide): Di chuyển vuông góc với trục chính dùng để điều chỉnh đường kính cắt của chi tiết.
+ Bàn trượt trên (Compound Rest/Top Slide): Đặt trên bàn trượt ngang và có thể xoay một góc nhất định.
+ Ụ dao (Tool Post): Nơi kẹp giữ dụng cụ cắt (dao tiện).
5/ Ụ động (Tailstock): Đặt ở đầu đối diện hộp trục chính.
– Chống tâm phôi dài: Chống đỡ đầu còn lại của phôi dài để tăng độ cứng vững, chống rung và đảm bảo độ chính xác khi gia công.
– Gá dụng cụ: Có thể gá các dụng cụ cắt như mũi khoan, dao doa để khoan hoặc doa lỗ trên chi tiết đang quay.
6/ Trục vít me chính và Trục chạy dao: Chạy dọc theo chiều dài của thân máy, nhận truyền động từ hộp chạy dao.
– Trục vít me chính: Có ren chính xác, chuyên dùng để dẫn động bàn xe dao cho các nguyên công tiện ren (đảm bảo bước ren chính xác).
– Trục chạy dao: Dùng để dẫn động bàn xe dao cho các nguyên công chạy dao tự động thông thường (tiện trụ, tiện mặt đầu).
7/ Bảng điều khiển vận hành:
– Bao gồm các cần gạt, tay quay và nút bấm.
– Người vận hành dùng các bộ phận này để điều khiển thủ công các chuyển động và chức năng của máy trong suốt quá trình gia công.
8/ Hệ thống truyền động
– Các chuyển động được truyền từ động cơ chính đến trục chính, hộp chạy dao và các trục chuyển động khác thông qua hệ thống bánh răng, dây đai.
Nguyên lý hoạt động của máy tiện vạn năng
Nguyên lý hoạt động của máy tiện vạn năng dựa trên sự phối hợp giữa người vận hành và các chuyển động cơ khí:
Nguyên lý cắt gọt
– Chuyển động chính: Là chuyển động quay tròn của phôi trên trục chính, tạo ra vận tốc cắt.
– Chuyển động chạy dao (bước tiến): Là chuyển động tịnh tiến của dao cắt, được điều khiển thủ công hoặc thông qua cơ cấu chạy dao tự động.
+ Chuyển động này 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, cùng với chiều sâu cắt đã thiết lập, sẽ bóc tách phoi và tạo hình chi tiết.
Chu trình gia công cơ bản
1/ Gá đặt phôi và dao: Phôi được kẹp chặt vào mâm cặp, dao được gá vào ụ dao và căn chỉnh đúng tâm.
2/ Thiết lập thông số cơ khí: Người vận hành dùng cần gạt để chọn cấp tốc độ quay trục chính và tốc độ/hướng bước tiến dao phù hợp.
3/ Vận hành và kiểm soát:
– Người thợ dùng tay quay thủ công để di chuyển dao và tiến dao vào cắt vật liệu.
– Hoặc kích hoạt chế độ chạy dao tự động cho các nguyên công tiện dài.
– Trong quá trình gia công hoặc sau mỗi lần cắt, người thợ thường xuyên dừng máy để kiểm tra kích thước chi tiết bằng dụng cụ đo thủ công (thước cặp, panme).
4/ Điều chỉnh liên tục: Người thợ phải liên tục điều chỉnh các thông số và chuyển động dựa trên quan sát và kinh nghiệm của mình.
Ưu điểm và hạn chế của máy tiện vạn năng
Máy tiện vạn năng dù đã nhường chỗ cho máy tiện CNC trong sản xuất quy mô lớn, nhưng vẫn có những ưu điểm riêng:
Ưu điểm máy tiện vạn năng
– Chi phí đầu tư ban đầu thấp, phù hợp với các xưởng nhỏ hoặc cá nhân có ngân sách hạn chế.
– Linh hoạt cao cho công việc đơn chiếc: gia công các chi tiết đơn giản, trục, ống lót, bu-lông, đai ốc…
– Dễ sửa chữa và bảo trì do cấu tạo cơ khí đơn giản, ít phụ thuộc vào linh kiện điện tử phức tạp.
– Không yêu cầu lập trình: Người thợ có thể gia công ngay mà không cần thời gian lập trình hay sử dụng phần mềm, chỉ cần kỹ năng vận hành thủ công.
– Ứng dụng trong sửa chữa, đào tạo: Là công cụ lý tưởng cho việc sửa chữa các chi tiết hỏng hóc nhanh chóng và là công cụ đào tạo cơ bản cho ngành cơ khí.
Hạn chế của máy tiện vạn năng
– Độ chính xác và độ đồng nhất phụ thuộc vào tay nghề thợ.
– Tốc độ gia công chậm, thời gian thiết lập và thao tác thủ công lâu, không phù hợp cho sản xuất hàng loạt lớn.
– Khó gia công chi tiết phức tạp, không thể gia công các hình dạng tự do hay lỗ lệch tâm.
– Sai số do yếu tố con người cao.
– An toàn lao động thấp.
Ứng dụng của máy tiện vạn năng
Dù đã không còn là lựa chọn hàng đầu cho sản xuất công nghiệp quy mô lớn, máy tiện vạn năng vẫn giữ vai trò quan trọng trong một số lĩnh vực:
– Sản xuất đơn chiếc và làm mẫu thử nghiệm: Khi chỉ cần gia công một vài chi tiết hoặc tạo mẫu nhanh chóng mà không cần lập trình phức tạp.
– Sửa chữa và bảo trì: Tạo ra các chi tiết thay thế đơn giản, sửa chữa các bộ phận máy móc trong các xưởng bảo trì.
– Đào tạo nghề: Là công cụ cơ bản để giảng dạy và huấn luyện kỹ năng tiện thủ công cho thế hệ thợ cơ khí mới.
– Các xưởng nhỏ và gia đình: Phù hợp với ngân sách hạn chế và nhu cầu gia công không quá khắt khe về số lượng hay độ phức tạp.
Máy tiện vạn năng là lựa chọn kinh tế và linh hoạt cho các công việc sản xuất đơn chiếc, làm mẫu thử nghiệm, sửa chữa bảo trì. Nhưng hiện nay nó đã được thay thế bởi dòng máy tiện CNC tiên tiến trong sản xuất công nghiệp quy mô lớn.
Hãy liên hệ tới VNTECH để được tư vấn chi tiết cũng như cung cấp giải pháp cấp phôi tự động cho máy tiện CNC – nâng cao khả năng sản xuất cho doanh nghiệp.
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.
________________
THÔNG TIN LIÊN HỆ
- Địa chỉ văn phòng:
- Địa chỉ Hà Nội: NO-05A23 Khu TĐC Giang Biên, Ngõ 1 Nguyễn Khắc Viện, Giang Biên, Long Biên, Hà Nội
- Chi Nhánh Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, Nguyễn Sinh Sắc, Hoà Minh, Liên Chiểu, Đà Nẵng
- Chi Nhánh HCM: 43 Đường N2, KP Thống Nhất, Dĩ An, Bình Dương
- SĐT: 0984.537.333
- Email: sale@vntechcnc.vn
- Facebook: https://www.facebook.com/vntechcnc
- Website: https://thietbivntech.vn
