đồ án kỹ thuật cơ khí THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÔI TRƠN CHO MÁY CNC

Các thiết bị cần thiết của hệ thống bôi trơn, khí nén và thuỷ lực.. John Parsons và M.I.T đã thiết kế theo hợp đồng của không lựcHoa Kỳ “ một hệ thống điều khiển máy công cụ, để điều khi

Mục lục.

Chơng I Kết cấu máy CNC và nơi cần thiết có thuỷ

lực, bôi trơn và khí nén

1 Tổng quan về sự phát triển của máy công cụ

2 Lịch sử phát triển của máy công cụ điều khiển số

3 Kết cấu và những đặc trng cơ bản của máy CNC

4 Nơi cần thiết có bôi trơn, thuỷ lực và khí nén

5 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống bôi trơn

Chơng II Các thiết bị cần thiết của hệ thống bôi trơn, khí

nén và thuỷ lực

1 Các bộ phận tạo nên hệ thống thuỷ lực

2 Các bộ phận tạo nên hệ thống khí nén

3 Các bộ phận tạo nên hệ thống bôi trơn

Chơng III Thiết kế hệ thống bôi trơn cho máy CNC

I Thiết kế hệ thống bôi trơn cho máy CNC

1 Thiết kế sơ đồ bôi trơn

2 Sơ đồ bố trí đờng ống dẫn dầu trong máy

II Chỉ tiêu tính toán cho chế độ bôi trơn trơn

1 Định luật cơ bản về ma sát

2 Cơ sở lý thuyết về mòn

3 Phơng trình cơ bản về dòng chảy trong ống

4 Chỉ tiêu tính toán chế độ bôi trơn

III Tính toán chế độ bôi trơn trong máy

1 Tính toán chế độ bôi trơn cụm đờng hớng

2 Tính toán chế độ bôi trơn trục chính

Chơng IV Tính toán hệ thống thuỷ lực

1 Chất lỏng trong hệ thống thuỷ lực

1 Tính toán các thông số cho việc thay dao tự động.

2 Tính toán các thông số cho ụ chứa dao

1 Tổng quan về sự phát triển của máy công cụ.

Máy công cụ cắt gọt kim loại là trang thiết bị chủ yếu trong các nhà máy,phân xởng cơ khí để chế tạo ra các chi tiết của máy móc, khí cụ, các dụng cụ,các sản phẩm dùng trong sản xuất và các sản phẩm dùng trong đời sống Máycông cụ có lịch sử phát triển lâu dài gắn liền với sự phát triển của khoa học kỹthuật Trình độ cơ khí hóa, tự động hoá của máy công cụ ngày càng cao Ngàynay số lợng, chủng loại và mức độ hiện đại hóa của máy ngày càng tăng do đợcứng dụng những thành tựu mới nhất và tiên tiến nhất của tin học vì vậy năngsuất lao động ngày càng tăng góp phần đáng kể vào sự phát triển của nền kinh tếcủa đất nớc, đáp ứng nhu cầu của xã hội Có thể tóm tắt quá trình phát triển củamáy công cụ trên thế giới theo sơ đồ sau:

 Trung tâm gia công CNC

 Dây chuyền sản xuất linh hoạt và tích

2 Lịch sử phát triển của máy công cụ điều khiển số

ý tởng điều khiển một dụng cụ thông qua một chuỗi lệnh kế tiếp liên tục

mà chúng ta đợc ứng dụng trong các máy CNC ngày nay, thực ra đã đợc phátkiến từ thế kỷ thứ 14 Bắt đầu từ những cụm chuông đợc điều khiển bằng cáctrục đục lỗ

1808 joseph.M.Jacquard dùng những tấm tôn đục lỗ điều khiển tự độngcác máy dệt Những “ vật mang tin thay đổi đợc” đã ra đời

1863 M.Fourneaux đăng ký bằng phát minh đàn dơng cầm tự động nổitiếng thế giới với tên gọi Pianola, trong đó dùng một băng giấy có chiều rộngkhoảng 30cm đục các lỗ theo vị trí tơng thích để điều khiển luồng khí nén tác

động vào các phím bấm cơ khí Băng giấy đục lỗ làm vật mang tin đã đợc phátkiến

1938 Claud.E.Shannon trong khi làm luận án tiến sỹ tại M.I.T(Massachusees Intitute of Technology) đã đi tới kết luận việc tính toán vàtruyền tải nhanh dữ liệu có thể duy nhất thực hiện đợc nhờ dạng mã nhị phân.Cơ sở khoa học cho các máy tính hiện nay kể cả các hệ điều khiển số đã đợchoàn thiện

1946 Dr.Jonh.W.Mauchly và Dr.J.Presper Eckert đa ra các máy tính số

đầu tiên “ENIAC” cho quân đội Mỹ Cơ sở của sử lý số bằng điện tử đã đạt đ ợc

1949/52 John Parsons và M.I.T đã thiết kế theo hợp đồng của không lựcHoa Kỳ “ một hệ thống điều khiển máy công cụ, để điều khiển trực tiếp vị trícủa các trục thông qua dữ liệu đầu ra của một máy tính làm bằng chứng chochức năng gia công một chi tiết” Parsons đã đa ra 4 tiêu đề cho ý tởng này nhsau:

1 Những vị trí đợc tính ra trên biên dạng đợc ghi nhớ vào các băng

3 Những vị trí đã đọc ra đợc liên tục chuyển đi và bổ sung thêm tínhtoán cho các giá trị trung gian nội tại.

4 Các động cơ Servo (động cơ điều khiển vô cấp tốc độ) có thể điềukhiển đợc chuyển động của các trục

Với một máy nh vậy cần phải chế tạo đợc các phần tử tích phân ngàycàng phức tạp hơn cho công nghiệp chế tạo máy bay Những chi tiết đó vào thời

điểm này đã đợc miêu tả chính xác với một số ít các dữ liệu toán học, nhng việcchế tạo ra chúng bằng tay là rất khó khăn

1952 Tại M.I.T đã cung cấp chiếc máy phay điều khiển số đầu tiên mangtên “Cincinnati Hydrotel” có trục thẳng đứng tủ điều khiển lắp các bóng đèn

điện tử có thể dịch chuyển đồng thời trên 3 trục toạ độ (nội suy tuyến tính 3kích thớc = 3D Linearinterpolation), tiếp nhận dữ liệu qua băng đục lỗ mã nhịphân

1954 Bendix mua bản quyền phát minh của Parsons và chế tạo thiết bị

điều khiển NC công nghiệp đầu tiên, thiết bị này vẫn dùng các bóng đèn điện tử

1957 Không lực Hoa Kỳ trang bị những máy phay điều khiển số đầu tiêntrong phân xởng của họ

1958 Giới thiệu ngôn ngữ lập trình biểu trng đầu tiên - APT - gắn liền vớimáy tính IBM

1960 Các nhà chế tạo Đức trình bày những máy điều khiển NC đầu tiêntại hội chợ Hannover

1968 kỹ thuật mạch tích hợp IC (Integrated Circuits) làm cho các phần tử

điều khiển trở nên nhỏ gọn hơn và tin cậy hơn

1972 Các tủ điều khiển NC đầu tiên có cài đặt các cụm vi tính chế tạohàng loạt, đa ra một thế hệ mới các thiết bị NC cài đặt các cụm vi tính có côngnăng mạnh mẽ hơn (CNC) thế hệ này mau chóng đợc thay thế bởi các cụm điềukhiển CNC cài đặt các Microprocessor (P)

1980 Trong khi phát kiến các công cụ trợ giúp lập trình tích hợp CNC đãxuất hiện một “cuộc chiến lòng tin” ủng hộ hay chống đối giải pháp cấp lệnhbằng tay

1984 Hệ điều khiển CNC có công năng mạnh mẽ đợc trang bị những công cụ trợ giúp lập trình graphic tiến thêm một bớc mới là “lập trình tại phânxởng”

1986/87 Các giao diện tiêu chuẩn hoá (Inteface) mở ra con đờng tiến tớicác xí nghiệp tự động trên cơ sở một hệ thống trao đổi thông tin liên thông CIM(Computer Integrated Manufacturing).

1990 Các giao diện số giữa điều khiển NC và hệ truyền động cải thiện độchính xác và đặc tính điều chỉnh của các trục điều khiển NC và trục chính

Từ những năm 90 trở lại đây cùng với sự phát triển với tốc độ rất cao củacông nghệ máy tính nên các máy công cụ điều khiển số đợc trang bị những thiết

bị có khả năng lập trình và tính toán nhanh do đó độ chính xác gia công đợcnâng cao và có khả năng thực hiện việc gia công các bề mặt phức tạp

3 Kết cấu và những đăc trng cơ bản của máy CNC.

3.1 Nguyên tắc cấu trúc của máy CNC

Máy công cụ CNC là sự phát triển cao từ các máy NC Các máy CNC cómột máy tính để thiết lập chơng trình điều khiển các chức năng dịch chuyển củamáy Phần lớn máy CNC làm việc theo hộ thống kín bao gồm 4 bộ phận sau:

*Bộ phận chơng trình: Bộ phận này bao gồm có bản chơng trình, cơ

cấu di chuyển chơng trình, cơ cấu đọc chơng trình Các máy CNC hiện đại đợctrang bị những thiết bị có tính công nghệ cao phục vụ cho việc lập trình và điềukhiển máy Các máy tính có tốc độ xử lý cao dung lợng bộ nhớ lớn do đó có thể

lu trong bộ nhớ nhiều chơng trình gia công đồng thời Căn cứ vào bản vẽ chế tạocủa chi tiết mà ta lập đợc các chơng trình gia công cụ thể cho máy thông quacác câu lệnh Từ các câu lệnh đã đợc lập bộ phận nội suy của máy sẽ thiết lập đ-

ợc đờng dịch chuyển của dụng cụ cắt Có nhiều cách để lập chơng trình chomáy CNC:

Lập trình bên ngoài máy (offline): các chơng trình đợc lập sẵn bên

ngoài sau đó đợc lu trữ vào các vật mang tin nh đĩa từ, đĩa compact rồi đa vàotrong bộ nhớ của máy CNC thông qua các thiết bị đọc hoặc truyền trực tiếp từmáy tính (Đối với những máy CNC có kết nối với máy tính) Cách lập trình nàythờng đợc áp dụng cho những chi tiết phức tạp

Lập trình trực tiếp trên máy(online): các chơng trình đợc lập trực tiếp

tại phân xởng gia công thông qua bàn phím của máy Thờng áp dụng cho nhữngchi tiết gia công đơn giản

*Bộ phận điều khiển: Từ chơng trình gia công đợc đa vào máy bộ nội

suy của máy sẽ tính toán ra các đờng đi cụ thể của dụng cụ Bộ phận điều khiển

sẽ phát ra các lệnh điều khiển các thông số của quá trình gia công cũng nh các

quá trình phụ trợ (điều khiển tốc độ quay của từng động cơ servo ứng với từngtrục X,Y,Z, đóng hoặc mở dung dịch trơn lạnh, thay đổi dụng cụ cắt) Trong cácmáy gia công điều khiển theo chơng trình số, quãng đờng chạy của các dụng cụhoặc của chi tiết đã đợc cho trớc một cách chính xác thông qua các chỉ dẫn điềukhiển trong chơng trình NC Tùy theo dạng của các chuyển động giữa điểm đầu

và điểm cuối của quãng đờng chạy này mà ngời ta chia thành 3 dạng điều khiển:

- Điều khiển theo điểm,

- Điều khiển theo đờng,

- Điều khiển theo đờng viền (Contour)

Trong các dạng điều khiển ở trên thì dạng điều khiển theo điểm là đơngiản nhất đợc ứng dụng khi gia công theo các toạ độ xác định đơn giản, quátrình gia công chỉ đợc thực hiện ở điểm đích Dạng điều khiển theo đờng phứctạp hơn dạng điều khiển dạng điểm cho phép tạo ra các đờng chạy song song vớicác trục toạ độ, trong khi chạy dao cắt gọt liên tục tạo nên bề mặt gia công Trong điều kiện điều khiển mở rộng 2 trục của máy chuyển động với tốc độ nhnhau đồng thời ta có thể gia công bề mặt côn 45O Phạm vi ứng dụng của điềukhiển đờng bị thu hẹp trên các máy phay và máy tiện Dạng điều khiển theo đ-ờng viền là dạng điều khiển phức tạp nhất nó cho phép tạo ra những bề mặt phứctạp Bằng điều khiển đờng viền ta có thể tạo ra các đờng viền hoặc đờng thẳngtùy ý trong một mặt phẳng hoặc trong không gian Điều này đạt đợc nhờ chuyển

động đồng thời của các bàn trợt theo hai hoặc nhiều trục tọa độ đồng thời vàgiữa các trục này có quan hệ hàm số Tùy theo số lợng các trục đợc điều khiển

đồng thời mà điều khiển đờng viền đợc chia thành: điều khiển 2D, điều khiển 21/2D, điều khiển 3D và điều khiển có nhiều hơn 3 trục tọa độ đợc điều khiển

đồng thời

*Bộ phận liên hệ ngợc( bộ phận phản hồi) và bộ phận đo lờng: Để chính

xác vị trí cần có hệ thống đo đảm bảo độ chính xác Để biết đợc khoảng dịchchuyển của bàn trợt máy và góc quay của bàn quay, ngời ta sử dụng cảm biến đogia số, bộ mã góc và xenxin Vị trí bàn máy thờng không đo trực tiếp qua hệthống đo trên các sống trợt của thân máy mà đo gián tiếp qua việc đo góc tại cáccơ cấu chuyển động Cảm biến đo dịch chuyển là thớc đo có khắc vạch, các tấmkhắc vạch không tiếp xúc qua ánh sáng hoặc từ tính Khi đo theo phơng pháp

ánh sáng đi qua ngời ta dùng thớc vạch bằng thủy tinh có các vạch không cho

ánh sáng đi qua và các khe hở cho ánh sáng đi qua Thiết bị quét gồm mộtnguồn sáng mạnh, một tấm quét và một hệ thống đánh giá điện tử Các tấm quétgiống nh một cái thớc có khắc vạch không cho ánh sáng đi qua và khe hở cho

ánh sáng đi qua Khi các khe hở của thớc và của các tấm quét đứng đối diện mộtcách chính xác, ánh sáng từ nguồn sáng có thể đến đợc các điôt quang điện rấtnhạy cảm với ánh sáng và đợc đánh giá bằng điện tử Khi thớc và tấm quét đốidiện nhau một chiều rộng vạch không có ánh sáng đi đến các điôt quang điện.Tín hiệu sáng, tối sẽ đợc thiết bị đếm xung ghi nhận và từ đó tính ra đợc khoảngdịch chuyển của bàn máy Tùy theo bớc chia của thớc mà ta sẽ có đợc độ chínhxác đo tơng ứng và xác định đợc chính xác vị trí bàn máy

3.2 Kết cấu cơ khí của máy phay CNC.

3.2.1 Bộ phận thân máy.

Thân máy phải đảm bảo độ cứng vững, kết cấu gọn nhẹ Thân máy cónhiệm vụ đỡ toàn bộ các bộ phận của máy có chuyển động tơng đối với nhau đểtạo ra qúa trình cắt gọt Vì vậy kết cấu của thân máy phải đảm bảo chống đợcrung động trong quá trình cắt Thân máy bao gồm các bộ phận sau:

Hình 1 Thân máy1- Chân đế

động cơ Servo Kết cấu của trục X nh sau:

Hình 8 vít me đai ốc bi dẫn động trục Z.

7 - Cơ cấu nối trục

3.2.8 Bộ phận làm sạch phoi

Nhiệm vụ: Bộ phận này có tác dụng làm sạch phoi sau mỗi quá trình giacông Công việc này đợc thực hiện nhờ hai trục vít có đờng kính lớn, đợc điềukhiển bằng động cơ quay với tốc độ chậm Trong quá trình đẩy phoi có sự thamgia của dung dịch trơn lạnh Kết cấu của bộ phận này nh sau:

Trong thời kỳ đầu cha có máy điều khiển số phù hợp Ngời ta cha nhậnbiết đợc những yêu cầu phụ phát sinh khi lắp đặt hệ điều khiển số (NC) vào máythờng và phải thay đổi gì về kết cấu máy Do vậy, ngời ta bắt đầu từ các máyphay, máy tiện, những máy này đã đợc chế tạo phù hợp phơng thức điều khiểntheo chơng trình hoặc đợc trang bị các cơ cấu chép hình và trên cơ sở đó đãtrang bị cho chúng các hệ thống đo và hệ khởi động dùng cho chế độ điều khiển

số (NC) Nhờ đó chỉ một năm sau thế hệ máy mới ra đời, đó là máy điều khiển

Những nét đặc trng cơ bản của máy công cụ điều khiển theo chơng trình

số (NC và CNC) là:

- Tự động hoá cao

- Tốc độ dịch chuyển, tốc độ quay cao ( > 103 vòng/phút )

- Chính xác cao (sai lệch kích thớc gia công đạt tới m )

- Năng suất gia công đạt cao (gấp 3 lần máy thờng)

- Tính linh hoạt cao (thích nghi nhanh với đối tợng gia công thay đổi,thích hợp với xu thế sản xuất loạt nhỏ hiện nay)

- Tập trung nguyên công cao (gia công nhiều bề mặt trên chi tiết trongmột lần gá đặt)

- Chuẩn bị công nghệ để gia công chi tiết khác với các máy thờng làphải lập trình chơng trình NC để điều khiển máy theo ngôn ngữ màhãng chế tạo máy đã cài đặt cho hệ điều khiển NC, CNC

- Máy gia công CNC có giá trị kinh tế lớn nhng đắt tiền

Mỗi máy công cụ có đặc điểm là nó đợc chế tạo từ một tổ hợp nhiều trụcthẳng và quay (Liner and Rotate axises) Để có thể điều khiển các trục nàybằng số phải có hai tiền đề cho mỗi trục:

* Mỗi trục NC cần có một hệ thống đo về dịch chuyển điện tử

* Mỗi trục NC cần có một bộ phát động điều chỉnh và điều khiển đợc

Hệ thống đo dịch chuyển và bộ phát động đợc nối ăn khớp trực tiếp với hệ

điều khiển số

Nguyên lý nạp và xử lý các thông tin hình học trong một vòng tròn điềukhiển khép kín (Control Cycle) có thể nh trong hình vẽ trên:

Điều khiển theo quỹ đạo liên tục thông báo các giá trị mới mà các trục

điều khiển phải đạt tới, nhờ đó có thể đạt tới những chuyển động liên tục theoquỹ đạo

ở máy tiện, trục chính của máy cũng đợc xác lập là trục NC nếu nhữngdụng cụ đợc phát động để khoan và phay

Phần lớn các trung tâm gia công đợc trang bị các bàn tròn quay điềukhiển NC Bàn tròn quay theo nhịp, ví dụ: nhịp quay 4x90o hoặc 12x30o, khôngtính vào các trục điều khiển NC

Cấu trúc điện tử của các hệ điều khiển CNC ngày nay đợc thiết lập trên cơ

sở sử dụng các bộ vi xử lý (Microprocessors) 16 và 32 bit và các mạch tích hợp

IC (Integrated Circuit) Số lợng các bộ vi xử lý thờng đợc dùng là 2 5

Máy NC là máy có khả năng lập trình tự do, nghĩa là các chuyển độngtheo từng trục đợc định trớc thông qua một chơng trình.

Những hệ điều khiển số ngày nay đợc thiết lập trên cơ sở sử dụng máy vitính, còn đợc gọi là hệ thống điều khiển CNC tức là điều khiển số bằng máy vitính

Để nạp và xuất dữ liệu tự động, các hệ điều khiển CNC đợc trang bịnhững giao diện khác nhau mạnh và hữu hiệu

Hệ điều khiển NC và CNC đều dựa trên nguyên lý chung nên có thể coi

nh các khái niệm NC và CNC là đồng nghĩa với nhau

CNC là hệ điều khiển số mà mọi chức năng điều khiển đợc thực hiệnbằng một hoặc nhiều máy vi tính tích hợp và với một phần mềm phù hợp

Những đặc điểm của CNC so với NC là:

- Có một hoặc nhiều màn hình một hoặc nhiều màu sắc

- Phần lớn với đồ hoạ nhiều màu để lập trình và thử nghiệm chơng trình

- Có khả năng hiệu chỉnh các chơng trình lu trữ

- Có lợng hiệu chỉnh dụng cụ (lợng bù dao) về chiều dài, đờng kính,tuổi bền,v v có thể đợc lu trữ

- Có nhiều nhất 5  10 phím mềm với các chức năng thay đổi

- Có thể cắm một hệ phím bấm ASCII tích hợp hoặc tuỳ chọn

- Có các chu trình gia công, đo kiểm có khả năng lu trữ

- Có nhiều chức năng mới thờng xuyên đợc bổ sung

Các hệ CNC đợc chế tạo theo môđun có khả năng đáp ứng nhiều chứcnăng Khách hàng phải kiểm tra xem mình dùng môđun nào cho phù hợp và cóhiệu quả nhất

Những hệ CNC có khả năng lập trình tại xởng có những công cụ trợ giúplập trình rất mạnh

Các hệ CNC sử dụng nhiều bộ nhớ đa dạng và hoàn hảo về cấu tạo chonhững mục sau:

- Chơng trình sản xuất của xí nghiệp

- Các chơng trình gia công chi tiết có thể nạp lại tự động

- Các chu trình cố định và thay đổi

- Những chỉ dẫn tích hợp cho ngời vận hành

- Phần mềm chẩn đoán và những trợ giúp tìm lỗi

- Những dữ liệu về nhà máy và xí nghiệp, chỉ dẫn và hiển thị sai số vớivăn bản rõ ràng

- Quản lý dụng cụ và quản lý bệ (phiến gá)

- Các dịch chuyển điểm không, bù dao, các dữ liệu dụng cụ

Máy CNC là những máy gia công tự động và lập trình tự do, đặc biệt phùhợp để tự động hoá gia công sản phẩm hàng loạt nhỏ và vừa Ưu điểm cơ bảncủa máy CNC là khả năng điều chỉnh nhanh để thích nghi với các chơng trìnhgia công thay đổi, mà không cần phải tác động thủ công hoặc thay đổi máy

Ưu điểm của gia công CNC.

Đối với sản xuất hàng loạt nhỏ và vừa, máy CNC trong nhiều trờng hợp làcông cụ gia công có những nét u việt hơn so với các máy thờng ở những điểmsau:

- Gia công đợc những chi tiết phức tạp hơn

- Quy hoạch thời hạn sản xuất tốt hơn

- Thời gian lu thông ngắn hơn do tập trung nguyên công cao và giảmthời gian phụ

- Tính linh hoạt cao hơn

- Độ chính xác gia công ổn định đều.

- Chi phí kiểm tra giảm

- Chi phí do phế phẩm giảm

- Hoạt động liên tục nhiều ca sản xuất

- Một công nhân có thể vận hành nhiều máy đồng thời

- Hiệu suất cao hơn

- Tăng năng lực sản xuất

- Có khả năng tích hợp trong hệ thông gia công linh hoạt

Những nét u việt trên của máy CNC là không phụ thuộc vào kiểu máy.Những máy CNC có khả năng lập trình tại phân xởng sản xuất, theo nhận xétcủa các nhà sản xuất có kinh nghiệm, cũng có tính linh hoạt cao hơn và đồngthời còn tiết kiệm thời gian Điều quan trọng là ngời ở xởng chấp nhận máyCNC, vận hành đợc máy, đợc đào tạo tốt và có khả năng khắc phục đợc các sự

cố nhỏ

Độ chính xác của gia công CNC.

Trong nhiều trờng hợp, độ chính xác tuyệt đối và độ chính xác lặp lại cao

có thể đạt đợc cũng rất quan trọng để triển khai sử dụng máy CNC Độ chínhxác này làm giảm nhiều hao phí cần thiết cho việc kiểm tra Những sai lệch đ-

đợc giữ vững Độ chính xác của một máy CNC cũng đợc đánh giá thêm theodung sai dịch chuyển vào (dựa trên sai lệch vị trí do sai số hệ thống và bề rộngphân bố của vị trí do sai số ngẫu nhiên) Đối với các kiểu máy CNC còn cónhững quy định đánh giá theo các chi tiết kiểm tra đơn giản Với những chi tiếtkiểm tra này, máy công cụ cần đợc khảo sát về những sai số điển hình

Tính chất động học của hệ điều khiển số cũng dẫn đến sai số kích thớc (ởquy định VDI 3247 đã mô tả và giải thích rõ ràng) Tại những máy CNC có tốc

độ cao, với trị số gia tốc là 10m/s và cao hơn nữa sẽ xuất hiện biến dạng độnghọc.

Cuối cùng, hệ thống đo đợc sử dụng và lắp đặt, các bộ phát động và sai sốthiết kế của máy (nhiệt độ, rung động, dấn hớng ) cũng có vai trò quan trọng

Muốn đạt độ cứng vững chịu xoắn theo yêu cầu, khi trục vít_me càng dàithì đờng kính của nó càng phải lớn (tới 150mm) và mô_men quán tính về khối l-ợng cũng lớn Vì vậy, trong trờng hợp này thờng không truyền động tới trụcvít_me, mà là truyền động vào đai ốc có quán tính ít hơn, còn trục vít_me bịngàm chặt

Độ an toàn của gia công CNC.

Một hệ thống phức tạp nh một máy CNC đòi hỏi phải có độ an toàn cao,trớc hết là đối với ngời vận hành máy, sau đó là tránh h hại máy, dụng cụ và chitiết gia công Nhiệm vụ này do hệ CNC và PLC đảm nhận Nh vậy ngời ta tìmcách:

- Phát hiện kịp thời các lỗi nguy hiểm của ngời vận hành và tránh tác

- Phát hiện và xử lý ngay dụng cụ mòn hoặc vỡ để tránh phế phẩm.Quan trọng hơn nữa là độ an toàn dự phòng chống lại sự phát sinh của sai

số Điều đó đạt đợc bằng nhiều biện pháp, ví dụ, tạo ra khả năng nhạy cảm caocủa hệ điều khiển đối với trờng hợp đứt mạch trong thời gian ngắn (chẳng hạnkhi có giông bão), đối với thay đổi nhiệt độ và đối với các tia gây nhiễu

Tất nhiên là không thể phát hiện hết tất cả mọi sự cố trớc khi chúng sảy

ra, nhng cũng sẽ là đủ nếu ít nhất là khả năng sảy ra sai số quan trọng nhất vànguy hiểm nhất đợc giám sát

4 Nơi cần thiết có bôi trơn, thủy lực, khí nén

a Nơi cần thiết có bôi trơn.

Mục đích của việc bôi trơn là giảm ma sát, tránh mòn cho máy Đối vớimáy công cụ CNC thì việc bôi trơn có một ý nghĩa quan trọng, đảm bảo tốt việcbôi trơn sẽ tăng đợc tuổi thọ của máy, giữ đợc độ chính xác gia công cần thiết

Do vậy những cơ cấu có chuyển động tơng đối cần đợc bôi trơn Những nơi cầnthiết có bôi trơn là:

- Các vít_me đai ốc bi ( 3 vít_me đai ốc bi ),

- Các ổ đỡ và ổ chặn của 3 trục vít me ( 3 x 2 ổ ),

- Dẫn hớng 3 trục X,Y,Z ( 3 x 4 vị trí ),

- Trục chính và các ổ của trục chính máy,

- Cơ cấu thay dao (ổ của cơ cấu thay dao và thanh trợt)

b Nơi cần thiết có khí nén

Trong máy CNC khí nén đợc dùng trong cơ cấu thay dao tự động, cơ cấukẹp chặt phôi, dùng để tạo ra hỗn hợp khí + dầu để bôi trơn trục chính Ngoài rakhí nén còn đợc dùng vào việc dọn phoi, làm mát vùng cắt

c Nơi cần thiết có thuỷ lực.

Để điều khiển bàn quay trên các máy CNC 5 trục ngời ta dùng các độngcơ Servo thuỷ lực Thuỷ lực trong máy CNC dùng để kẹp chặt phôi, làm nguộivùng cắt ( hệ thống làm mát )

5 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống bôi trơn, thuỷ lực, khí nén

5.1 Yêu cầu cơ bản của hệ thống bôi trơn.

a. Mục đích của việc bôi trơn.

Tuổi thọ của máy công cụ phụ thuộc chủ yếu vào tuổi thọ của cụm dẫnhớng trên thân máy và bàn máy, hệ thống trục chính Nguyên nhân chủ yếu làmgiảm tuổi thọ ấy là do xuất hiện độ mòn không đều trên bề mặt của sống trợt

Việc các máy cơ cấu và dụng cụ cần phải làm việc trong điều kiện môi ờng khác nhau đã đề ra yêu cầu phải không ngừng tăng cờng độ tin cậy và tuổithọ của các thiết bị

tr-Trong vấn đề chung về độ tin cậy và tuổi thọ vấn dề ma sát bôi trơn vàmài mòn là những vấn đề cí quan hệ rất phức tạp với nhau và chiếm một vị tríquan trọng

Mài mòn là vấn đề trung tâm của các vấn đề trung về ma sát và bôi trơn.Mỗi bớc phát triển của máy móc cơ cấu dụng cụ đều gắn liền với việc nghiêncứu các hiện tợng diễn ra tại phần tiếp xúc giữa các cặp ma sát với nhau

Do ý nghĩa quan trọng của máy công cụ mà việc áp dụng những thành tựukhoa học bôi trơn nhằm nâng cao tuổi thọ của máy đợc nhiều nhà khoa học trênthế giới quan tâm

Công dụng cơ bản của hệ thống bôi trơn là giảm sự tổn hao vì ma sát,tăng độ bền mòn của các bề mặt công tác, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thờngcho phép Thiết kế hệ thống bôi trơn đúng sẽ bảo vệ đợc lâu dài độ chính xácban đầu của mảy trong toàn bộ thời gian sử dụng máy

Bôi trơn là một trong những biện pháp bảo vệ các bề mặt ma sát hiệu quảnhất hiện nay là sử dụng các loại dầu bôi trơn thích hợp để bôi trơn Mục đíchcủa bôi trơn là tạo ra một lớp dầu có chiều dày đủ lớn trên các bề mặt ma sáttránh sự tiếp xúc trực tiếp giữa chúng, do đó giảm đợc sự mài mòn bề mặt cácchi tiết và tăng đợc tuổi thọ của máy và thiết bị Có nhiều cách để phân loại bôitrơn:

Theo dạng ma sát, ngoài ma sát khô ( không bôi trơn) ta còn có bôi trơnnửa ớt ( thờng gắn với vịệc cung cấp dầu, mỡ định kỳ) và bôi trơn ớt

Theo vật liệu bôi trơn có bôi trơn chất bôi trơn rắn (graphít hay bisunphuamôlípđen), chất bôi trơn lỏng (nớc, dầu, mỡ) và bôi trơn chất khí

b Các yêu cầu cơ bản của hệ thống bôi trơn.

Máy công cụ CNC cần có độ chính xác gia công cao và phải duy trì đợc

độ chính xác đó trong một khoảng thời gian nhất định do đó ngoài việc chế tạocác chi tiết, các cụm, bộ phận chính xác thì việc bôi trơn đóng một vai trò quantrọng Để làm đợc điều nay thì hệ thống bôi trơn cần phải đảm bảo các yêu cầusau:

- Đảm bảo cung cấp đủ dầu, mỡ bôi trơn cho tất cả các nơi cần thiết

- Dầu đợc cung cấp phải sạch không đợc lẫn các tạp chất

- Hệ thống đờng ống phải đợc bố trí gọn gàng tránh va chạm với bàn máy

và các khâu dịch chuyển trong quá trình gia công

- Dầu bôi trơn phải có độ nhớt thích hợp

- Các thiết bị của hệ thống phải là các thiết bị tiêu chuẩn để dễ thay thế,sửa chữa

2 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống khí nén.

a Vai trò của khí nén trong máy CNC.

Khí nén trong máy CNC đóng một vai trò quan trọng Năng lợng đợccung cấp bởi hệ thống khí nén cho phép thực hiện đợc một số khâu tự động nhthay đổi dụng cụ cắt, kẹp chặt phôi, chi tiết và để tạo ra hỗn hợp dầu bôi trơn+ khí để bôi trơn cho trục chính của máy Khi sử dụng khí nén vào việc tự độngthay đổi dụng cụ và kẹp chặt sẽ làm giảm nhẹ sức lao động, giảm thời gian phụtăng hiệu quả sử dụng máy nâng cao năng suất lao động

b Các yêu cầu cơ bản của hệ thống khí nén.

Hệ thống khí nén trong máy cần có các yêu cầu cơ bản sau:

- Cung cấp đủ khí với áp suất cần thiết cho từng chế độ làm việc của tấtcả các thiết bị cần đến khí nén

- Khí nén đợc cung cấp phải sạch và khô, không lẫn các tạp chất nh bụi,bẩn, hơi nớc

- Hệ thống đờng ống phải đợc bố trí gọn gàng tránh bị gấp khúc hoặc bị

đứt khi giữa các cơ cấu có các chuyển động tơng đối

- Các thiết bị của hệ thống phải là các thiết bị đã đợc tiêu chuẩn hoá để

đảm bảo thay thế, sửa chữa đợc dễ dàng

3 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống thuỷ lực.

a Vai trò của thuỷ lực trong máy CNC.

Hệ thống thuỷ lực trong máy có nhiệm vụ quay các bàn quay thuỷ lực,kẹp chặt chi tiết Ngoài ra hệ thống thuỷ lực còn làm nhiệm vụ cung cấp dungdịch trơn lạnh cho vùng cắt để thoát nhiệt cho vùng cắt khống chế nhiệt độ vùngcắt trong một phạm vi nhất định Đối với các máy lớn hệ thống bơm dung dịchtrơn lạnh còn dùng để dọn phoi trong quá trình gia công

b.Các yêu cầu của hệ thống thuỷ lực:

- Cung cấp chất lỏng với áp suất cần thiết cho từng chế độ làm việc củamáy

- Đờng ống phải đợc bố trí gọn gàng tránh bị gấp khúc hoặc bị đứt khi cóchuyển động tơng đối giữa các thiết bị

- Các thiết bị sử dụng tiêu chuẩn để dễ dàng thay thế và sửa chữa

Chơng II Các thiết bị cần thiết của hệ thống bôi trơn,

thuỷ lực, khí nén.

1 Các bộ phận cơ bản tạo nên hệ thống thuỷ lực.

Các bộ phận tạo nên hệ thống thuỷ lực trong máy CNC bao gồm các bộphận cơ bản sau:

a Bơm thuỷ lực: là một cơ cấu biến đổi năng lợng, dùng để biến đổi cơnăng thành động năng và thế năng (dới dạng áp suất) của chất lỏng (thờng là cácloại dầu) Trong hệ thống thuỷ lực chỉ dùng các loại bơm thể tích, tức là cácloại bơm thực hiện việc biến đổi năng lợng bằng cách thay đổi thể tích cácbuồng làm việc: khi thể tích của buồng làm việc tăng, bơm hút chất lỏng, thựchiện quá trình hút; và khi thể tích giảm, bơm đẩy chất lỏng ra, thực hiện chu kỳnén cung cấp chất lỏng có thế năng cho hệ thống Nếu trên đờng chất lỏng bị

đẩy ra ta đặt một vật cản (ví dụ nh đặt van), chất lỏng bị chặn sẽ tạo nên một ápsuất nhất định phụ thuộc vào độ lớn của sức cản và kết cấu của bơm

Tuỳ thuộc vào lợng dầu do bơm đẩy ra trong một chu kỳ làm việc mà ta

có thể phân biệt đợc hai loại bơm thể tích:

- Bơm có lu lợng cố định, gọi tắt là bơm cố định,

- Bơm có lu lợng có thể điều chỉnh, gọi tắt là bơm điều chỉnh

Trong những thập kỷ trớc bơm cố định dùng rất rộng rãi trong ngành chếtạo máy, một mặt vì kết cấu của nó đơn giản hơn bơm điều chỉnh, do nó dễ chếtạo, sửa chữa cũng đơn giản hơn Mặt khác bơm cố định cũng có thể đảm bảo

đợc mômen và công suất truyền cố định (tất nhiên là có bị tổn thất công suất dotiết lu) Trong những năm gần đây, bơm thuỷ lực điều chỉnh đợc sử dụng ngàycàng rộng rãi, vì với sự phát triển của công nghệ chế tạo máy việc đảm bảo cácyêu cầu về chế tạo bơm điều chỉnh không thành vấn đề lớn Mặt khác, côngsuất truyền động của máy tăng, đòi hỏi những cơ cấu ít bị tổn thất năng lợngnhất Bơm điều chỉnh chỉ đa vào hệ thống thuỷ lực một lợng dầu cần thiết đểthực hiện truyền động, không có lợng dầu thừa, nên hạn chế đợc nguồn sinhnhiệt

những máy đòi hỏi áp lực cao nh máy ép, máy dập thì cần phải có các loạibơm có áp suất cao hơn Bơm bánh rămg có thể chia làm hai loại nh sau:

- Bơm bánh răng ăn khớp trong,

- Bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Bơm cánh gạt cũng là loại bơm đợc dùng rộng rãi sau bơm bánh răng vàcũng chủ yếu dùng trong các hệ thống có áp suất thấp và trung bình So với bơmbánh răng, bơm cánh gạt đảm bảo một lu lợng đều hơn, hiệu suất thể tích caohơn, do đó nó rất phù hợp trong các hệ thống dầu ép của máy công cụ, nh thựchiện lợng chạy dao cho máy tổ hợp, máy doa, máy tiện, máy phay; thực hiệnchuyển động của bàn máy và các cơ cấu khác của máy mài, của các băngchuyền, của cơ cấu kẹp chặt, cấp phôi trên máy tự động và dây chuyền tự động

Có thể chia bơm cánh gạt thành hai loại nh sau:

-Bơm pít_tông hớng kính,

-Bơm pít_tông hớng trục

Cấu tạo một số loại bơm thông dụng

Bơm bánh răng ăn khớp ngoài.

Cửa BCửa A

Nguyên lý hoạt động của bơm bánh răng ăn khớp ngoài:

Khi bánh răng chủ động 1 quay quanh trục của nó theo chiều nh hình vẽthì bánh răng bị động 2 quay ăn khớp với bánh răng 1 Khi các bánh răng ănkhớp với nhau khe hở tạo ra giữa các răng giảm đi thì bơm thực hiện quá trình

đẩy dầu ra, khi các bánh răng ra khớp thể tích các khe tạo thành giữa các răngtăng lên bơm thực hiện quá trình hút

Bơm bánh răng ăn khớp trong chế tạo đơn giản nhng có nhợc điểm là sựchênh lệch áp suất giữa hai buồng vào và ra, tạo ra một tải trọng không cânxứng, làm chóng mòn bánh răng, thành thân bơm, cũng nh các ổ trục Lợng dầuthay đổi theo thời gian, tạo thành sự nhấp nhô của lợng dầu

Bơm bánh răng ăn khớp trong.

Hình 13.

Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng ăn khớp trong nh sau: bánh răng

1 đợc dẫn động và quay ăn khớp trong với bánh răng 2 làm cho bánh răng 2chuyển động trong thân bơm 3 Buồng A đợc ngăn cách với buồng B bằng váchchắn 4 hình lỡi liềm Khi các răng ra khớp, chất lỏng ở trong buồng A choán hếttoàn bộ thể tích các rãnh răng 5 của bánh răng ăn khớp trong và bánh răng ănkhớp ngoài Bánh răng tiếp tục quay, tải dầu đi ngang qua vành chắn 4 và đa vàobuồng B đẩy ra ngoài

Ưu điểm của bơm bánh răng ăn khớp trong là có kích thớc bé hơn và tổnthất thể tích bé hơn bơm bánh răng ăn khớp ngoài khi có cùng lu lợng và dungsai chế tạo, nhng loại bơm này khó chế tạo do đó giá thành cao hơn

Bơm cánh gạt

B B

Dầu vào Dầu ra

Hình 14

Nguyên lý làm việc của bơm cánh gạt nh sau: Rôto 1 đợc đặt trong stato 2với độ lệch tâm e Trên thân rôto có các rãnh để các cánh dẫn 3 có thể di độngtheo hớng kính Để giảm lực tiếp xúc giữa các đầu cánh gạt 3 với thành stato 2

do tác dụng của lực ly tâm, ngời ta cho cánh gạt chuyển đông cỡng bức trongrãnh 4 đựoc phay trên mặt bên của stato Khi rôto quay, các con lăn (hoặc contrợt) 5 lắp ở hai bên cánh gạt 3 di động của rôto của bơm di động trong rãnh 4,các thể tích tạo nên giữa hai cánh gạt và các bề mặt stato luôn thay đổi Nếurôto quay theo chiều mũi tên nh hình vẽ thì thể tích buồng A lớn dần, thực hiệnquá trình hút Trong khi đó thể tích của buồng B nhỏ dần thực hiện quá trình nén

đẩy dầu ra ngoài

Bơm pít_tông h ớng kính.

b Động cơ thuỷ lực.

Động cơ thuỷ lực là cơ cấu biến đổi năng lợng dùng để biến đổi thế năngcủa dầu thành cơ năng Về nguyên tắc kết cấu của động cơ thuỷ lực giống nhkết cấu của bơm thuỷ lực, do đó tất cả các loại bơm thuỷ lực đều có thể làm

động cơ thuỷ lực và ngợc lại Thông thờng động cơ thuỷ lực đợc lắp cùng bơmthuỷ lực thành một khối truyền động, cơ cấu ấy đợc gọi là hộp truyền động dầu

ép Trong hộp truyền dẫn dầu ép, bơm dầu và động cơ dầu thờng có kết cấugiống nhau, nếu có khác thì chỉ khác nhau về kích thớc

Quá trình biến đổi năng lợng của động cơ dầu đợc thực hiện theo chutrình nh sau:

- Dầu có áp suất đợc đa vào buồng công tác của động cơ Dới tác độngcủa áp suất, một chi tiết tạo nên buồng công tác của động cơ di động, chuyển

động ấy đợc truyền lên trục đông cơ

- Do trục động cơ quay, buồng công tác của động cơ dịch chuyển từ cửanén sang cửa ra

- Thể tích các buồng công tác ở cửa ra giảm dần và đẩy dầu ra ngoài Sốvòng quay của động cơ phụ thuộc vào độ lớn và số lợng các buồng dầu công tác,cũng nh lu lợng cho vào động cơ

Tuỳ theo kết cấu động cơ thuỷ lực đợc chia thành 3 loại nh sau:

A B

B

Hình 16

Dầu có áp suất p đợc dẫn vào buồng nén A, tác dụng lên cánh gạt và tạothành một mômen xoắn bằng hiệu mômen do áp suất dầu tác dụng lên hai cánhgạt nằm hai bên thành ngăn cách buồng nén A và buồng ra B

d Cơ cấu điều chỉnh và điều khiển (các loại van)

* Van an toàn, van tràn:

Van an toàn dùng để đề phòng quá tải cho hệ thống dầu ép, khi áp suấtdầu trong hệ thống vợt quá mức điều chỉnh, van an toàn mở ra để đa dầu về bểdầu, do đó áp suất giảm xuống Nhiều khi van an toàn còn làm nhiệm vụ giữ

áp suất không thay đổi trong hệ thống dầu ép Trong trờng hợp này van an toàn

đóng vai trò van tràn hoặc van áp lực để xả bớt lợng dầu thừa về bể

Van tràn thờng phải làm việc thờng xuyên hơn van an toàn, nên cần chú ý

đến độ chịu mòn giữa các bề mặt khép kín p1

Mặt khác, vì làm việc nhiều nên độ kín khít của

nó không cần cao nh van an toàn Ký hiệu của

van an toàn và van tràn: p2

* Van tiết lu: Hình 17

Van tiết lu dùng để điều chỉnh lu lợng dầu, và do đó điều chỉnh vận tốccủa cơ cấu chấp hành trong hệ thống dầu ép Van tiết lu có thể đặt ở đờng dầuvào hoặc trên đờng dầu ra Nhng phổ biến hiện nay là đặt van tiết lu trên đờngdầu ra vì nh vậy van tiết lu thay thế chức năng của van cản, tạo nên một áp suấtnhất định trên đờng dầu ra của cơ cấu chấp hành và do đó làm cho chuyển độngcủa nó đợc êm hơn

e Các thiết bị phụ dùng trong hệ thống thuỷ lực

* Bể chứa: là thiết bị để chứa lợng dầu cần thiết cho sự hoạt động của hệ

thống thuỷ lực Tuỳ theo kết cấu của máy mà bể chứa có thể là một khoảngkhông đợc đúc liền trong thân máy, hoặc một thùng riêng biệt đặt ngoài thân

Để tránh tác dụng của nhiệt vào các bộ phận máy, ngời ta có xu hớng đặt bểchứa ra ngoài

* Thiết bị làm nguội:

Trong hệ thống thuỷ lực làm việc với chế độ nặng, sinh nhiều nhiệt, cũng

nh ở những hệ thống có yêu cầu đặc biệt phải ổn định nhiệt độ của dầu, thì cầnphải dùng thiết bị làm nguội dầu Với thiết bị làm nguội, lợng dầu cần thiếtcũng nh kích thớc bể chứa có thể giảm một mức đáng kể Điều này có ý nghĩalớn đối với việc thiết kế đờng dây tự động có nhiều thiết bị thuỷ lực Thiết bịlàm nguội có thể đặt trong bể chứa hoặc bên cạnh bể chứa để lấy nhiệt từ dầu rangoài bằng nớc hoặc không khí Do đó, trong hệ thống thuỷ lực thờng dùng hailoại thiết bị làm nguội: thiết bị làm nguội bằng nớc và hệ thống làm nguội bằngkhông khí

* Bộ lọc:

Trong quá trình làm việc, dầu không tránh khỏi bị nhiễm bẩn do các chấtbẩn từ bên ngoài vào hoặc do các chất bẩn từ bản thân dầu tạo nên Những chấtbẩn ấy sẽ làm kẹt các khe hở, các tiết diện chảy có kích thớc nhỏ trong các cơcấu thuỷ lực, gây nên trở ngại, h hỏng trong hoạt động của hệ thống Do đó,trong các hệ thống thuỷ lực đều dùng bộ lọc để ngăn ngừa chất bẩn thâm nhậpvào bên trong cơ cấu thuỷ lực Bộ lọc thờng đợc đặt ở ống hút của máy bơmthuỷ lực Trong trờng hợp cần dầu tinh khiết hơn, đặt thêm một bộ lọc ở cửa racủa bơm, và một bộ lọc nữa ở trên đờng ra của hệ thống thuỷ lực.

Tuỳ thuộc vào kích thớc chất bẩn có thể lọc đợc, bộ lọc có thể đợc phânthành:

- Bộ lọc thô: có thể lọc đợc những chất bẩn có kích thớc đến 0,1mm,

- Bộ lọc trung bình: có thể lọc đợc những chất bẩn có kích thớc đến0,01mm,

Đồng hồ đo áp là thiết bị báo hiệu áp suất hiện tại của hệ thống

* ống dẫn, ống nối tấm nối:

ống dẫn dùng trong hệ thống thuỷ lực phổ biến nhất là ống đồng và ốngthép Trong những năm gần đây công nghệ vật liệu mới phát triển mạnh đã tạo

ra các loại vật liệu mới (polymer) có độ bền cơ học cao dẫn đến xu hớng mớihiện nay là dùng các loại ống dẫn bằng polymer, ống bằng polymer có u điểm là

dễ làm biến đổi hình dáng Đối với những ống dẫn có tiết diện lớn và không cầnuốn cong nhiều, ngời ta thờng sử dụng các ống bằng thép, ví dụ nh các ống dẫnchính, ống hút, ống nén của các bơm thuỷ lực

ống nối (cút nối) để nối các ống dẫn với nhau, hoặc nối các ống dẫn vớicác cơ cấu thuỷ lực

Tấm nối: trong hệ thống thuỷ lực của máy công cụ hiện đại, sự dò dầu ởcác mối nối nhiều khi dẫn đến sự làm việc không ổn định của cơ cấu thuỷ lực

Do đó, khoảng đầu những năm 50 của thể kỷ 20 ngời ta đã nghĩ ra cách thay các

ống nối, ống dẫn bằng những tấm nối gọi là panel (giống nh các bảng in mạch

điện) để nối liền các cơ cấu dầu ép Đặc điểm của cách nối này là tất cả các cơcấu dầu ép đợc lắp trên một tấm thép phẳng, bên trong có các lỗ khoan, các rãnhtơng ứng để nối liền chúng với nhau

* Vòng chắn:

Chắn dầu đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự làm việc bình ờng của hệ thống thuỷ lực Chắn dầu không tốt sẽ bị dò dầu ở các mối nối, bịhao phí dầu, không đảm bảo dợc áp suất cao, không khí dễ xâm nhập vào hệthống dầu ép, làm cho các cơ cấu làm việc không ổn định Để ngăn chặn dòdầu, ngời ta dùng các loại vòng chắn có kết cấu khác nhau với những vật liệukhác nhau, tuỳ thuộc vào áp suất và nhiệt độ dầu, vào hình dáng cũng nh đặc

th-điểm của bề mặt cần chắn khít Chắn khít những chi tiết cố định tơng đối đơngiản, dùng các vòng chắn bằng chất dẻo hoặc bằng các kim loại mềm nh đồng,nhôm Vòng chắn bằng đồng đắt nên ngời ta thờng dùng rộng rãi vòng chắnbằng nhôm Chắn khít những bề mặt cố định thờng dùng những sợi dây bệnbằng gai, sợi hoặc vòng chắn chữ O Chắn khít những chi tiết có chuyển động t-

ơng đối với nhau khó khăn hơn Dùng rộng rãi nhất để chắn khít những chi tiết

có chuyển động thẳng hoặc vòng là vòng chắn chữ O với những rãnh lắp có kếtcấu thích hợp

2 Các bộ phận chính tạo nên hệ thống khí nén.

a Máy nén khí

Không khí vào

Không khí ra

N ớc vào

N ớc ra

1 2

3 4 5

6 7

8 9

Hình 18 Máy nén khí

1,Thân máy 2,Biên 3,Xy lanh 4,Pít_tông thùng (đĩa van hút lắp ở đỉnh pít_tông) 5,Van hút 6,Van đĩa đẩy 7,Van đẩy 8,Nắp 9,Lò xo ép

Máy nén khí là một thiết bị biến đổi năng lợng, dùng để biến cơ năngthành động năng và thế năng (dới dạng áp suất) của khí Khi làm việc máy nén

sẽ nén khí với một áp suất nhất định vào một bình chứa và cung cấp cho hệthống khí nén của máy CNC Khi áp suất giảm đi thì máy sẽ tự động hoạt động

để cung cấp khí đảm bảo luôn luôn đủ áp suất cho các cơ cấu làm việc Tuỳ theokết cấu mà máy nén đợc chia thành các loại sau: máy nén khí kiểu cánh gạt,máy nén khí kiểu cánh dẫn, náy nén khí kiểu pít_tông Máy nén khí kiểupít_tông là loại máy nén khí đợc sử dụng rộng rãi nhất

Máy nén khí pít_tông làm việc theo nguyên lý thể tích Trong một máynén có thể có một hoặc nhiều cụm xy lanh pít_tông Pít_tông chuyển động qualại (hoặc lên xuống) trong lòng xy lanh Đỉnh xy lanh có lắp đĩa van đẩy (hoặcvừa đẩy vừa hút) Không gian trong lòng xy lanh giới hạn giữa hai mặt phẳngvuông góc với trục xy lanh đi qua hai điểm chết của pít_tông gọi là thể tích quétcủa pít_tông Khi pít_tông chạy xa dần đĩa thì cụm pít_tông xy lanh thực hiệnmột lần hút, nén đẩy chất khí vào đó Thể tích hút lý thuyết của máy nén bằng

thể tích quét của một pít_tông nhân với số pít_tông nhân với số vòng quay củatrục trong vòng một phút bằng thể tích hút lý thuyết nhân với hệ số cấp của máynén áp suất của khí hay hơi chảy vào máy nén gọi là áp suất hút và khi đi ra là

áp suất đẩy Khi bị nén thì chất khí tăng áp suất, giảm thể tích và tăng nhiệt độ

do đó ngời ta dùng không khí hoặc nớc để lấy bớt nhiệt lợng cuả khí bị nén vàlàm nguội máy

b Bộ lọc và hút ẩm (cốc lọc ẩm)

Để đảm bảo cung cấp khí nén cho hệ thống khí nén của máy đợc sạch vàkhô ngời ta dùng các cơ cấu lọc bụi và hút hơi nớc có trong không khí Khí saukhi đi qua hệ thống này sẽ đảm bảo cực sạch và cực khô

L ới

đồng

Khí vào Khí ra

Cốc lọc ẩm Hình 19

c Xy lanh khí

Xy lanh khí là cơ cấu biến thế năng của dòng khí dới dạng áp suất thành

động năng Khi cho một dòng khí có áp suất vào trong buồng làm việc của xylanh thì sẽ tạo ra một chuyển động tịnh tiến của pít_tông Tuỳ theo kết cấu của

xy lanh mà ngời ta phân ra các loại sau: xy lanh tác dụng một chiều và xy lanhtác dụng hai chiều

d Các loại van

Van an toàn: là loại van đảm bảo an toàn cho hệ thống làm việc Van xảkhí dùng để xả khí ra ngoài khi không cần thiết.

e Các thiết bị phụ

ống dẫn, ống nối là các thiết bị dùng để đa khí nén đến những nơi làmviệc cần thiết ống dẫn thờng đợc làm bằng vật liệu polymer và thờng đợc tiêuchuẩn hoá

bỏ những chất bẩn có kích thớc nhỏ đến cỡ nào Tuỳ theo kích thớc nhỏ nhất củachất bẩn mà bộ lọc có thể loại bỏ đợc ngời ta chia bộ lọc thành các loại sau:

- Bộ lọc thô: có thể lọc đợc những chất bẩn có kích thớc đến 0,1mm,

- Bộ lọc trung bình: có thể lọc đợc những chất bẩn có kích thớc đến0,01mm,

ra để an toàn cho hệ thống ngời ta còn trang bị cho hệ thống các loại van antoàn, van tràn.

d Các ống dẫn, ống nối

ống dẫn dầu bôi trơn thờng đợc sử dụng hiện nay đợc làm bằng các loạivật liệu mới, các ống này thờng đợc tiêu chuẩn hoá Các ống nối thờng là cácloại ống nối có thể thực hiện việc nối nhanh và cũng đợc tiêu chuẩn hoá

Chơng VI Thiết kế hệ thống bôi trơn cho máy CNC

I Thiết kế sơ đồ bôi trơn và phơng pháp bố trí đờng ống trên máy.

1 Thiết kế sơ đồ bôi trơn.

Dầu bôi trơn đợc bơm từ bể dầu (1) qua van chia số (2) tại van chia số (2)dầu đợc chia làm hai đờng, tại đây áp suất dầu đợc kiểm tra bằng đồng hồ số(3) Đờng dầu số 1 đợc dẫn qua van chia số (4) tại đây dầu sẽ đợc chia làm hai

đờng số 3 và số 4 để bôi trơn trục X và trục Y Đờng ống số 3 dẫn dầu tới trục Xqua van chia tại đây dầu đợc chia làm năm hớng để đi bôi trơn bốn cụm dẫn h-ớng và vít me đai ốc bi dẫn động trục X

Đờng ống số 4 dẫn dầu đến trục Y qua van chia số (5) tại đây dầu đợc chia làmnăm hớng để đi bôi trơn bốn cụm dẫn hớng và vít me đai ốc bi dẫn động trục Y

Đờng ống số 2 dẫn dầu đến trục Z qua van chia số (6) tại đây dầu đợc chia làm