Trục chính máy công cụ truyền các chuyển động tương đối giữa các công cụ cắt và phôi đó nó cần thiết để thực hiện quá trình cắt bỏ kim loại.. Do đó, các đặc điểm của trục chính, chẳng hạ
Trang 1Chương 3 Trục chính máy công cụ
Tóm tắt: chương này nói về công nghệ trục chính của máy công cụ Trục chính máy công cụ truyền các chuyển động tương đối giữa các công cụ cắt và phôi đó nó cần thiết để thực hiện quá trình cắt bỏ kim loại Trong việc gia công, nó là liên kết vật lý giữa các cơ cấu máy công cụ và phôi, trong khi trong các quá trình như phay, khoan, mài, nó liên kết cấu trúc và công cụ cắt Do đó, các đặc điểm của trục chính, chẳng hạn như cong suất, tốc độ, độ cứng, sự chịu tải, ổ đĩa hoặc các
phương pháp tính nhiệt, trong số những người khác, có tác động rất lớn về máy công cụ hiệu suất và chất lượng của sản phẩm cuối cùng Máy yêu cầu khác nhau rất lớn từ một trong những lĩnh vực khác về vật liệu, công cụ cắt, quy trình và các thông số Ngày nay, ngành công nghiệp trục cung cấp một lượng lớn
nhiều cấu hình và các tùy chọn để đáp ứng các nhu cầu của ngành công nghiệp khác nhau Do đó, điều quan trọng là các công ty xác định đúng yêu cầu công của
họ và đưa ra quyết định đầy đủ thông tin về những trục chính để có được Trong chương này, một số đặc tính trục chính là cơ sở quyết định wellinformed về cọc được giới thiệu và thảo luận
3.1 Giới thiệu
Máy được áp dụng để tạo ra một số hình dạng và kích thước cho một số nguyên vật liệu, hầu như không có hạn chế về độ phức tạp Vật liệu phôi điển hình là: hợp kim nhôm, gang đúc, titan, thép không gỉ Austenit hay cứng thép, đồng, chì than
và cũng có thể là nhựa, gỗ và nhựa tổng hợp Thành phần có thể được gia công cũng không đơn giản với máy bay và hình dạng tròn hoặc hình dạng phức tạp Hai mặt gia công thường được xác định: các mặt xiên, (ví dụ, cho lưỡi) và các mặt khắc hay các mặt tự do (ví dụ, cho khuôn đúc và khuôn kéo dây) Các sự kết hợp này có con số rất lớn có thể đáp ứng yêu cầu sản xuất cụ thể của một loạt các ngành công nghiệp chế tạo, chẳng hạn như hàng không vũ trụ, ô tô hoặc các ngành công nghiệp khuôn đúc
Các trục chính máy công cụ đóng vai trò quan trọng trong sự vận hành của máy vì
nó cung cấp tốc độ cắt cho máy công cụ và nó là một phần của chuỗi lực giữa kết cấu máy công cụ và công cụ hoặc phôi Các sản phẩm thành phẩm được tạo ra bằng cách cắt bỏ vật liệu từ một phôi với một công cụ cắt qua các chuyển động tương đối giữa các công cụ cắt và phôi Các chuyển động tương đối có thể được
chia thành một chuyển động chạy dao, được truyền bởi sự truyền động của máy, và
chuyển động quay được truyền bởi các trục chính, có nhiệm vụ cho tốc độ cắt cho phép để loại bỏ vật liệu
Trang 2Mỗi loại của quá trình gia công (ví dụ, khoan, tiện, phay, mài, khoan, vv) có đặc điểm cụ thể về tỷ lệ bước daovà tốc độ cắt Trong quá trình quay cơ bản, trục chính quay quanh phôi để truyền tốc độ cắt và dao cắt được chạy dao bằng sự truyền động để cắt bỏ vật chất Trong khoan, phay, trục chính quay với một dao cắt nhiều lưỡi cắt, nó cung cấp tốc độ cắt Trong khoan , chuyển động chạy dao chuyển động theo hướng trục trục chính; và trong phay, nó thường di chuyển theo hướng vuông góc Trong quá trình mài, trục chính cũng là thành phần cung cấp tốc độ cắt cho các đá mài
Các yếu tố đặc trưng của một trục chính là cái chung các dụng cụ(?),các đòn kéo, các trục, các bạc lót, hệ thống truyền động, hệ thống làm mát và thân Có một số loại hệ thống truyền động, về cơ bản được nối với một động cơ, trực tiếp hoặc gián tiếp, với các trục chính hoặc với một động cơ điện liền máy Hình 3.1 cho thấy các yếu tố chính của một trục động cơ tích hợp
Ngành công nghiệp sản xuất trục chính cung cấp nhiều lựa chọn và hình dạng để đáp ứng các yêu cầu của từng ngành Như một ví dụ, hình 3.2 cho thấy một so sánh tốc độ tối đa của trục chính truyền động trực tiếp và trục chính truyền động tự động(?) thường được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, khuôn đúc, và hàng không Do đó, việc lựa chọn các trục thích hợp nhất là một nhiệm vụ không đơn giản Trong chương này, trục chính có đặc điểm như động cơ, vòng bạc, tốc độ, công suất, độ cứng và đặc tính nhiệt được mô tả và các tiêu chuẩn cơ bản quyết
định về trục được đầy đủ thông tin trình bày
Trang 33.2 Các loại trục chính
Các trục chính truyền động là bộ phận cung cấp và truyền chuyển động đến
trục chính Các thành phần truyền động gồm động cơ và khớp nối Bằng cách này, tốc độ của vòng quay, mô-men xoắn và công suất cuối cùng được truyền cho các công cụ cắt, qua hộp dao
Nói chung, có bốn loại trục chính tùy thuộc vào các bộ truyền được sử dụng, truyền động đai, bộ truyền bánh răng, truyền động trực tiếp và bộ truyền hỗn hợp (được ghép liền) Trong chương 1,Hình 1.17 cho thấy một ví dụ của bộ truyền đai,
bộ truyền trực tiếp và bộ truyền hỗn hợp Đặc điểm khác nhau đã được đưa vào tính toán để đánh giá năng suất của trục chính, ví dụ:
• hiệu suất truyền thực hiện chuyển động, tải trọng, công suất, mô-men xoắn và tốc độ
• Tổn thất nhiệt và sự giãn nở
• Dao động ở tốc độ khác nhau
• Tiếng ồn
• Những cái khác, chẳng hạn như bảo dưỡng và chi phí
Dưới đây chúng tôi một thời gian ngắn mô tả các tính năng phổ biến của từng loại
bộ truyền và các ứng dụng phù hợp nhất với nó
3.2.1 Bộ truyền đai trục chính
Trục chính được thiết lập bằng sự truyền chuyển động của một động cơ bên ngoài
để các trục chính bằng một vành đai có răng hoặc đai hình thang Nó được sử dụng rộng rãi trong máy gia công cơ khí thông thường do chi phí thấp và hiệu suất tốt khi đó thì sẽ truyền công suất của động cơ điện hữu ích vào các trục chính Hiệu suất của bộ truyền đai trục chính, liên quan đến sự truyền sông suất của động cơ đến trục chính là khoảng 95% Nó có hiệu suất bé hơn bộ truyền trực tiếp (gần 100%) nhưng rõ ràng là lớn hơn so với bộ truyền bánh răng trục chính (ít hơn 90%)
Một bộ truyền đai trục chính có thể đạt tốc độ vừa phải (15.000 vòng / phút) và thực hiện tốt hoặc có mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp hơn (1.000 vòng / phút), tùy thuộc vào loại đai và tỷ số truyền Ngược lại, ở tốc độ thấp, bộ truyền bánh răng truyền mô-men xoắn tốt hơn và ở tốc độ cao, bộ truyền trực tiếp tốt hơn (trong tất en
Trang 4cả trong trạng thái với kích thước chính xác và yêu cầu chất lượng bề mặt cao) bởi
vì quá trình làm việc ít rung và tiếng ồn Tuy nhiên, như bộ truyền đai là rất linh hoạt, nó được sử dụng rông cho nhiều công việc có yêu cầu về khoảng giữa mô-men xoắn cao / tốc độ quay thấp và mô-mô-men xoắn thấp / tốc độ cao [10] Nhược điểm chính của hệ thống bộ truyền đai là:
• Nó chịu đáng kể về sự giãn nở vì nhiệt, so với các bộ truyền khác do sự tiếp xúc thường xuyên của đai
• Nó làm việc ồn ào do sự chuyển động của đai
• Sự kéo căng đai sinh ra một lực hướng tâm trên trục ,có một số tải trọng của các vòng bi
Khi động cơ và trục chính là riêng biệt, vỏ hộp và bảo dưỡng của các loại bộ truyền là đơn giản, mặc dù mặt khác, không gian lớn hơn là bắt buộc
3.2.2 Bộ truyền bánh răng trục chính
bộ truyền bánh răng (xem hình 3.3.) có thể đạt mô-men xoắn cao ở vòng quay thấp
và nó tính cách đặc trưng có nhiều tốc độ
Bộ truyền bánh răng, tuy nhiên, có thể gây ra rung động trong đó có tác động không tốt độ bóng bề mặt của phôi Ngoài ra, như chúng tôi đã đề cập ở trên, nó có hiệu quả thấp khi nói đến việc chuyển đổi công suất danh nghĩa của động cơ vào sức mạnh của công cụ cắt, do đặ tính kết cấu của nó Công suất bị mất do nhiệt, với tất cả các tác động không tốt rằng điều này tạo ra, chẳng hạn như độ chính xác giảm do nhiệt Đối với tất cả những lý do nàyBộ truyền bánh răng không thích hợp cho các gia công cắt gọt rất cao tốc độ mặc dù rất thích hợp cho công việc nặng
3.2.3 Bộ truyền trực tiếp trục chính
Bộ truyền trực tiếp có hiệu quả gần 100% liên quan đến truyền công suất từ động
cơ đến các công cụ cắt Nó có thể làm việc ở tốc độ vòng quay cao nhưng có
mômen xoắn thấp
Vì không có chuỗi truyền dẫn xích, nó không thể tăng mô-men xoắn để đáp ứng với việc giảm tốc độ động cơ Hệ thống truyền cũng vận hành tốt liên quan đến rung, có nghĩa là tốc độ cao có thể đạt được và vẫn đạt được độ bóng bề mặt tốt khi gia công
3.2.4 Bộ truyền tích hợp (gắn liền )
Trong trục chính, còn được gọi là electrospindles, động cơ có thể là một động cơ điện đồng bộ hoặc một động cơ điện không đồng bộ được tích hợp vào cơ cấu trục chính giữa phía trước và vòng bi phía sau (xem hình 3,4) Bằng cách này, độ rung
Trang 5và tiếng ồn được giảm thiểu và làm việc có thể được ở tốc độ vòng quay cao hơn,
từ 15.000 vòng / phút.Đây là lý do tại sao cọc tích hợp rất phổ biến trong các máy công cụ tốc độ cao
Điều chỉnh nhiệt độ truyền trong các trục chính và nhiệt độ các thành phần chuyển động theo nó là một yếu tố quan trọng để có được hiệu suất tốt trong loại
bộ truyền Với động cơ bên trong hộp, hệ thống phụ trợ để loại bỏ nhiệt được ưu tiền hàng đầu (xem công thức3.5.4.)
lắp ráp của các trục yêu cầu độ chính xác cao và cần thiết phải có hệ thống phụ trợ làm mát và điều khiển , điều này tăng giá thành ,mặc dù hiệu suất cơ khí của nó rất tốt