Các loại máy tiện cơ khí CNC: Cấu tạo, nguyên lý, công dụng và các loại phổ biến

Máy tiện cơ khí (gọi tắt Máy tiện) là thiết bị không thể thiếu trong ngành cơ khí, chế tạo máy hiện đại. Việc hiểu rõ máy tiện là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cũng như cách lựa chọn dòng máy phù hợp sẽ giúp cá nhân và doanh nghiệp nâng cao năng suất, độ chính xác cũng như hiệu quả sản xuất. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn kiến thức tổng quan về máy tiện.

Ảnh Máy tiện cơ khí: Cấu tạo, nguyên lý, công dụng và các loại phổ biến

Máy tiện là gì? (Máy tiện cơ khí)

Máy tiện là một máy công cụ quay một vật xung quanh một trục quay để thực hiện các hoạt động khác nhau như cắt, chà nhám, gõ, khoan, biến dạng, đối mặt và xoay, với các công cụ được áp dụng cho phôi để tạo hình một đối tượng có tính đối xứng quay xung quanh trục đó.

Cấu tạo của máy tiện CNC

Máy tiện là một loại máy công cụ cơ bản trong ngành cơ khí, dùng để gia công các chi tiết có dạng tròn xoay. Cấu tạo của máy tiện gồm những bộ phận chính như sau:

Ảnh bản vẽ máy tiện - cấu tạo máy tiện CNC

• Ổ dao: Là vị trí lắp và thay đổi các dụng cụ cắt. Tháp dao cho phép linh hoạt gia công nhiều dạng chi tiết với nhiều kiểu dao khác nhau.
• Trục chính máy tiện: Là thành phần quay trung tâm của máy, dùng để truyền chuyển động quay cho phôi. Đầu trục chính thường gắn mâm cặp để kẹp chắc chi tiết gia công.
• Đầu máy tiện: Bộ phận chứa trục chính và cơ cấu truyền động, đảm bảo tạo ra chuyển động quay ổn định cho phôi khi gia công.
• Động cơ chính: Cung cấp nguồn năng lượng, truyền chuyển động tới trục chính để quay phôi.
• Mâm cặp: Dụng cụ gá, giữ chặt chi tiết (phôi) khi tiện. Mâm cặp có thể điều chỉnh để phù hợp với nhiều loại kích thước phôi khác nhau.
• Bộ giữ các trục: Bộ phận nền tảng của máy, chịu lực và liên kết tất cả các bộ phận khác, đảm bảo độ cứng vững và chính xác cho toàn máy.
• Bàn chạy dao: Hệ thống dẫn động và di chuyển dao tiện theo phương dọc và ngang, mang ổ dao thực hiện thao tác cắt hoặc tiện tự động/thủ công.
• Màn hình: Hiển thị thông tin vận hành, chương trình gia công và các thông số kỹ thuật trực tiếp cho người vận hành.
• Bộ điều khiển: Là "bộ não" tự động hóa của máy tiện CNC, nhận và xử lý chương trình lập trình, điều khiển toàn bộ hoạt động của máy.
• Ụ chống tâm: Được di chuyển dọc thân máy để đỡ và giữ chắc đầu còn lại của phôi, đặc biệt quan trọng khi tiện các chi tiết dài, mảnh nhằm giữ trục phôi không bị uốn cong.

Nguyên lý hoạt động máy tiện

Hiểu rõ cấu tạo máy tiện cũng đồng nghĩa với việc nắm bắt nguyên lý hoạt động. Máy tiện cơ khí vận hành dựa trên hai chuyển động chủ chốt:

• Chuyển động quay của phôi: Phôi được giữ chắc trên mâm cặp (hoặc đầu chống tâm) và quay tròn quanh trục trung tâm của máy tiện (thường gọi là máy tiện quay). Tốc độ quay này được điều chỉnh phù hợp với từng loại vật liệu, kích thước phôi và yêu cầu gia công.
• Chuyển động của dao cắt: Dao cắt thực hiện chuyển động tịnh tiến theo các phương: chạy dao dọc (song song trục phôi), chạy dao ngang (vuông góc trục phôi), hoặc các hướng đặc biệt như chạy dao nghiêng, chạy theo cung tròn... Tùy theo biên dạng gia công, dao sẽ loại bỏ lớp vật liệu trên bề mặt phôi để tạo thành chi tiết có dạng trụ, côn, ren, bề mặt định hình...

Nhờ sự phối hợp chính xác của các chuyển động này, máy tiện cơ khí phát huy tối đa công dụng của máy tiện từ tạo hình đến hoàn thiện bề mặt chi tiết.

Máy tiện dùng để làm gì? Công dụng của máy tiện

Máy tiện có công dụng chính là gia công các chi tiết:

• Tạo, chỉnh các chi tiết dạng trục, côn, ren ngoài/ren trong, rãnh, mặt bích...
• Khoan, doa, khoét lỗ trên chi tiết tròn.
• Tiện mặt trụ ngoài, tiện lỗ trong, tiện ren, tiện côn, cắt rãnh, khoan lỗ, doa lỗ và đánh bóng bề mặt.
• Sản xuất hàng loạt phụ kiện cơ khí chính xác như bulông, bạc, trục, ống lót, bánh xe...

Khác biệt giữa máy tiện cơ (thủ công), máy tiện CNC

Máy tiện xuất hiện với hai dòng chính:

* Máy tiện cơ (thủ công)

Máy tiện cơ hay còn được biết đến là máy tiện truyền thống. Máy công cụ này được vận hành thủ công, người thợ trực tiếp điều chỉnh chế độ cắt và vị trí dao để gia công các chi tiết có hình dạng tròn xoay bằng cách bóc tách vật liệu. 

Tốc độ cắt được điều chỉnh thủ công thông qua hộp số, thường có các cấp tốc độ giới hạn. Tốc độ này thường thấp hơn so với máy CNC và phụ thuộc vào kinh nghiệm của người thợ để chọn tốc độ phù hợp, tránh làm hỏng dao hoặc phôi.

Độ chính xác gia công phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề của người thợ, độ cứng vững của máy, và trạng thái của dao cắt. Độ chính xác đạt được thường ở mức ±0.02 mm đến ±0.05 mm. Việc đạt được độ chính xác cao hơn đòi hỏi thợ có tay nghề rất cao và tốn nhiều thời gian.

* Máy tiện CNC

Tích hợp hệ thống điều khiển số lập trình bởi máy tính (CNC), tự động hóa hầu như toàn bộ quá trình gia công, nâng cao độ chính xác, tiết kiệm thời gian, tối ưu hóa sản xuất hàng loạt hoặc gia công chi tiết phức tạp.

Có khả năng thay đổi tốc độ trục chính một cách liên tục và chính xác bằng hệ thống điều khiển điện tử. Điều này cho phép máy tiện CNC đạt được tốc độ cắt tối ưu cho từng loại vật liệu và công cụ, từ đó nâng cao hiệu quả và chất lượng bề mặt. 

Nhờ hệ thống điều khiển tự động và các cơ cấu truyền động chính xác (ví dụ: vitme bi), máy tiện CNC có thể đạt được độ chính xác rất cao và ổn định, thường từ ±0.01 mm đến ±0.005 mm hoặc thậm chí cao hơn đối với các máy cao cấp. Độ chính xác này ít phụ thuộc vào kỹ năng của người vận hành.

Các loại máy tiện cơ khí phổ biến nhất hiện nay

Các dòng máy CNC phổ biến hiện nay:

• Máy tiện chuyên dụng (Special Purpose Lathe): Máy tiện chuyên dụng rất phù hợp để gia công các chi tiết đặc biệt như ren chính xác, trục khuỷu, bánh xe lửa hoặc các chi tiết có hình dạng và kích thước khó, đòi hỏi sự ổn định và độ chính xác cao trong quá trình sản xuất. 
• Máy tiện vạn năng (Multifunction Lathe): Là loại máy tiện phổ biến nhất, có khả năng thực hiện nhiều chức năng gia công như tiện tròn, khoan, mài, phay rãnh. Có nhiều kích thước khác nhau và được dùng để gia công các bề mặt trụ, côn, ren trong/ngoài.

Ảnh máy tiện vạn năng

• Máy tiện revolver: Được sử dụng để sản xuất hàng loạt các chi tiết tròn xoay với nhiều nguyên công khác nhau, vì tất cả các dụng cụ cắt đều được lắp trên đầu dao revolver.
• Máy tiện ghép hình (Copy Lathe): Được trang bị cơ cấu sao chép để gia công các chi tiết có hình dạng đặc biệt theo một mẫu có sẵn.
• Máy tiện tự động & nửa tự động: Tự động hóa một phần hoặc toàn bộ quá trình gia công, giúp tăng năng suất trong sản xuất hàng loạt.

Ảnh máy tiện tự động

• Máy tiện quay: Máy tiện quay là một loại máy công cụ dùng để gia công cắt gọt các chi tiết có dạng hình tròn xoay (như trục, bạc, bánh răng nhỏ) bằng cách quay phôi với tốc độ cao quanh một trục chính, trong khi dụng cụ cắt (dao tiện) được đưa tiến vào phôi để tạo hình theo yêu cầu.
• Máy tiện cụt (Turret Lathe): Có khả năng gia công các chi tiết có đường kính lớn như puly, bánh răng, bánh đà nhờ có khoảng hở trên băng máy.

Ảnh máy tiện cụt

• Máy tiện nhiều dao: Hệ thống dao cắt hoạt động độc lập, cho phép sử dụng nhiều dao cắt cùng lúc để gia công chi tiết, tối ưu hóa thời gian chu kỳ. 
• Máy tiện ngang (Horizontal Lathe):  Máy tiện ngang là loại máy tiện có trục chính được bố trí theo chiều ngang, được sử dụng để gia công các chi tiết hình trụ hoặc hình tròn. 
• Máy tiện đứng (Vertical Lathe): Trục chính của máy được lắp đặt theo phương thẳng đứng, dùng để gia công các chi tiết lớn, nặng và phức tạp, đòi hỏi độ chính xác.

Ảnh máy tiện đứng

• Máy tiện cơ: Máy tiện cơ là loại máy công cụ dùng để gia công các chi tiết có dạng hình tròn xoay bằng phương pháp tiện, trong đó phôi sẽ quay quanh trục chính còn dao cắt chuyển động cắt theo các hướng khác nhau.

TOP 6 - Các loại máy tiện cơ khí phổ biến nhất hiện nay

1. Máy tiện ngang CNC MT-2000M

Máy tiện ngang CNC với trục chính kép và vùng gia công kép độc lập, cấu trúc gầm máy riêng biệt giúp giảm cộng hưởng khi gia công đồng thời. Có cấu hình động cơ servo điều khiển robot loại ba cửa với tốc độ nạp nhanh.

Thông số kỹ thuật:

• Đường kính Collet: 8 inch
• Hành trình trục X/Z: 155/155 mm
• Tốc độ di chuyển trục X/Z: 30/30 m/phút
• Côn trục chính: A2-6
• Tốc độ quay trục chính: 4500 (3000) vòng/phút
• Động cơ trục chính: 15/11/7.5 kW

Ảnh máy tiện ngang CNC MT-2000M

2. Máy tiện ngang CNC HS-22M

Được thiết kế đặc biệt cho các phôi vật liệu có kích thước nhỏ hoặc vừa. Máy có kết cấu đường ray cứng, động cơ đài dao và trục C đáp ứng nhu cầu cắt gọt của hầu hết các doanh nghiệp.

Thông số kỹ thuật:

• Đường kính Collet: 6″ (8″) inch
• Khả năng di chuyển vật liệu: Ø26 (Ø44) (Ø51) mm
• Hành trình trục X/Z: 155/220 mm
• Tốc độ di chuyển trục X/Z: 20/20 (ray dẫn hướng tuyến tính 24/30) m/phút
• Côn trục chính: A2-5 (A2-6)
• Tốc độ quay trục chính: 6,000 (4,800) (4,500) vòng/phút
• Động cơ trục chính: 15/11/7.5 kW

Ảnh máy tiện ngang CNC HS-22M

3. Máy tiện CNC JINNFA JSL 20AB

Máy tiện CNC này có đường kính tiện 20mm, trang bị bộ giữ ống dẫn hướng, cho phép gia công các sản phẩm dài và phức tạp. Máy có bốn trục chuyển động đồng thời (X/Y/Z/C) và các chức năng khoan và phay trục vuông góc, cũng như hoàn thiện bề mặt.

Thông số kỹ thuật:

• Đường kính tiện trục chính/trục phụ: 20 mm
• Chiều dài tiện tối đa: 200 mm
• Số lượng dao tiện ngoài: 8 chiếc
• Số lượng trục điều khiển: 7 (X1/Y1/Z1/X2/Z2/C1/C2)
• Tốc độ trục chính: 200~8000 vòng/phút
• Kích thước máy: 2605x1420x2150 mm
• Trọng lượng: 2400 kg

Ảnh máy tiện CNC JINNFA JSL 20AB

4. Máy tiện CNC JINNFA JSL-42RBY

Là máy tiện CNC kiểu Swiss-type (máy tiện thanh tự động), được trang bị hệ thống cấp phôi tự động, đảm bảo kích thước và biên dạng chính xác, tăng năng suất và tự động hóa.

Thông số kỹ thuật:

• Đường kính tiện tối đa trục chính/trục phụ: 42 mm
• Chiều dài tiện tối đa (có ống dẫn hướng quay): 350 mm
• Số lượng dao tiện ngoài: 6 (口16mm) / 5 (口20mm)
• Số lượng trục di chuyển: 8
• Tốc độ tối đa trục chính/trục phụ: 6000 vòng/phút
• Kích thước máy: 3173x1695x2146 mm

Ảnh máy tiện CNC JINNFA JSL-42RBY

5. Máy tiện CNC AEGIS FTC-10

Máy tiện CNC này được nhập khẩu nguyên chiếc từ Đài Loan, nổi bật với thiết kế nhỏ gọn và khả năng gia công chính xác.

Thông số kỹ thuật:

• Đường kính tiện tối đa qua băng máy: 250 mm
• Đường kính tiện tối đa: 90 mm
• Chiều dài tiện tối đa: 120 mm
• Tốc độ trục chính: 100~5000 vòng/phút
• Kích thước mâm cặp: 6″(F-48C)
• Hành trình trục X/Z: 250/250 mm
• Số vị trí dao trên đài dao: 8+Gang
• Trọng lượng máy: 2150 kg

Ảnh máy tiện CNC AEGIS FTC-10

6. Máy tiện CNC AEGIS FTC-15MS

Là máy tiện CNC giường nghiêng được thiết kế cho các hoạt động tiện và phay phức tạp với độ chính xác cao. Trang bị tháp dao sống 12 vị trí, chức năng trục C và trục phụ, cho phép thực hiện nhiều tác vụ gia công trong một lần thiết lập.

Thông số kỹ thuật:

• Đường kính văng qua băng máy: 350 mm
• Đường kính tiện tối đa: 210 mm
• Chiều dài tiện tối đa: 255 mm
• Công suất động cơ trục chính: 9/11kW
• Tốc độ trục chính: 4200 vòng/phút
• Hành trình trục X: 195(75+120) mm
• Hành trình trục Z: 325 mm

Ảnh máy tiện CNC AEGIS FTC-15MS

Việc lựa chọn và sử dụng đúng loại máy tiện - từ máy tiện cơ truyền thống đến các mẫu máy tiện CNC hiện đại - sẽ quyết định chất lượng, hiệu quả và năng suất gia công chi tiết cơ khí, đáp ứng tối đa nhu cầu của doanh nghiệp từ sản xuất nhỏ, thủ công đến tự động hóa quy mô lớn. Muốn được tư vấn kỹ hơn, hãy liên hệ ngay Kỷ Nguyên Máy qua hotline: 077.209.8686.

>> Có thể bạn quan tâm:

• Top 10 Các Loại Máy CNC Gỗ Được Ưa Chuộng Nhất Hiện Nay
• Top 7 - Các Loại Máy Phay Fanuc CNC Phổ Biến Nhất Hiện Nay
• Cấu Tạo Máy CNC Là Gì? Tìm Hiểu Từ A-Z Cho Người Mới
• Tìm Hiểu Cấu Tạo Máy Cắt Plasma CNC Dành Cho Người Mới
• Tìm Hiểu Cấu Tạo Máy Phay CNC 3 Trục Chi Tiết Và Đầy Đủ
• Khám Phá Cấu Tạo Máy Phay CNC Và Chức Năng Từng Bộ Phận x
• Cấu Tạo Trục Chính Máy Phay CNC: Phân Tích Chuyên Sâu A-Z
• Máy Tiện Vạn Năng Là gì? Nguyên Lý Và Cấu Tạo Máy Tiện Vạn Năng
• Phân Tích Cấu Tạo Trục Chính Máy Tiện CNC Và Vai Trò Từng Bộ Phận
• Máy Tiện Kim Loại Là Gì? Top 5 Máy Tiện Kim Loại Phổ Biến Hiện Nay
• Máy Tiện Chép Hình Là Gì? Toàn Tập Về Cấu Tạo, Nguyên Lý Và Ứng Dụng
• Máy Tiện Đứng CNC Là Gì? Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Chi Tiết