CHƯƠNG 3: MÁY TIỆN CNC
3.4 Các bộ phận của máy tiện CNC
Cấu tạo máy tiện CNC gồm các bộ phận tương tự với máy tiện truyền thống. Tuy nhiên với công nghệ CNC hiện đại, các bộ phận được tương thích với các động cơ được điều khiển tự động qua hệ điều khiển máy tính. Có 2 phần cơ bản trong các máy CNC là phần điều khiển và phần chấp hành.
Với công nghệ CNC hiện đại, các loại máy tiện CNC có thể gia công các sản phẩm với độ chính xác cao dung sai lên đến ± 0.001 mm. Đồng thời tăng năng suất gia công sản xuất, đem lại hiệu quả kinh tế và tiết kiệm chi phí cho các nhà máy, xưởng sản xuất.
Hình 3.5: Cấu tạo máy tiện CNC
➢ Trục chính: Dùng để gá hệ thống dao cắt, động cơ hoạt động một chiều hoặc xoay chiều.
➢ Ụ trục chính: Có chức năng dẫn hướng đầu dao theo phương Z và cũng là bộ phận tạo ra vận tốc cắt gọt sản phẩm. Trong ụ trục chính bao gồm: Trục chính, động cơ bước, mâm cặp gá chi tiết, hệ thống thủy lực hoặc khí nén.
➢ Bàn máy: Sử dụng để gá phôi vật liệu, di chuyển linh hoạt theo các phương X, Y.
➢ Thân máy: Nâng đỡ các bộ phận của thiết bị.
➢ Hệ thống thay dao tự động: Chứa ổ tích dao và cánh tay Robot để tự động thay dao theo cài đặt có sẵn trên phần mềm máy tính.
➢ Bảng điều khiển: Đây được xem là “bộ não” của máy tiện hiện đại. Chúng có nhiệm vụ mã hóa dữ liệu từ file thiết kế, dựa vào các thông số kỹ thuật đã được cài đặt sẵn để điều khiển thiết bị vận hành theo yêu cầu của người sử dụng. 3.4.1 Thân máy (bed)
Trang 26
Đây là bộ phận có vai trò quan trọng, là nơi gắn và nâng đỡ các bộ phận khác của máy. Để chịu được các lực uốn, xoắn, hạn chế biến dạng nhiệt thì thân máy phải luôn đảm bảo cứng vững. Chúng thường có kích thước lớn và được đúc bằng gang cường lực.
Mặt trên thân máy thường là 2 băng trượt phẳng và 2 băng trượt lăng trụ. Dùng để dẫn hướng cho xe dao và ụ sau trượt trên nó.
Hình 3.6: Thân máy tiện CNC
3.4.2 Ụ đứng (Ụ trước)
Là bộ phận làm việc của máy tạo ra vận tốc cắt gọt thường được đúc bằng gang. Bên trong lắp trục chính và các động cơ bước hay hộp tốc độ (điều chỉnh các tốc độ và thay đổi chiều quay). Cấu tạo ụ trước thường chia làm 2 kiểu là kiểu puli có bậc và kiểu truyền động bánh răng.
Trang 27 Hình 3.7: Ụ trước của máy tiện CNC
3.4.3 Trục chính
Trục chính thực hiện gia công bằng chuyển động quay nhờ các cơ cấu truyền động. Trên đầu trục chính một đầu được lắp với mâm cặp dùng để gá và kẹp chặt chi tiết gia công. Phía sau trục chính được lắp hệ thống thủy lực hoặc khí nén để đóng mở và kẹp chặt chi tiết. Trục chính nhận truyền động từ động cơ chính đặt ở bên trái của thân máy. Thông thường qua đai truyền, hệ thống bánh răng, các khớp nối ly hợp,..
Trang 28 Hình 3.8: Trục chính máy tiện CNC
3.4.4 Truyền động trục chính
Động cơ của trục chính máy tiện CNC có thể là động cơ một chiều hoặc xoay chiều. Động cơ một chiều điều chỉnh vô cấp tốc độ bằng kích từ. Động cơ xoay chiều thì điều chỉnh vô cấp tốc độ bằng độ biến đổi tần số. Thay đổi số vòng quay đơn giản có mô men truyền tải cao.
Hình 3.9: Động cơ chính của máy tiện CNC
3.4.5 Truyền động chạy dao
Động cơ (xoay chiều, một chiều) giúp truyền chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến. Chúng thường được thực hiện bằng bộ vít me đai ốc bi làm cho từng trục chạy dao độc lập (Trục X, Y). Các loại động cơ này có đặc tính động học ưu việt nên các chi tiết được gia công đạt độ chính xác cao.
Trang 29 Hình 3.10: Mô phỏng đường chạy dao của máy tiện CNC
3.4.6 Vít me máy tiện CNC
Trục vít me máy tiện CNC là một trong những cơ cấu dẫn động của máy tiện CNC. Giúp biến đổi chuyển động quay của động cơ servo thành chuyển động tịnh tiến hay chuyển động trượt tuyến tính. Điều khiển bằng động cơ servo và trục vít me thường được kết nối thông qua bộ truyền đai răng.
Bộ vít me thường dùng trong máy tiện CNC là vít me đai ốc bi. Chúng có khả năng biến đổi truyền dẫn dễ dàng, ít ma sát. Có thể điều chỉnh khe hở hợp lý khi truyền dẫn với tốc độ cao.
Hình 3.11: Vít me bi dùng trong các trục máy tiện CNC
Trang 30
Chúng giữ nhiệm vụ chính là kẹp chặt các phôi khi gia công, giúp cho quá trình gia công đạt độ chính xác cao. Đối với máy tiện CNC thường được gia công với tốc độ rất cao. Số vòng quay của trục chính lớn (có thể lên tới 8000 vòng/ phút – khi gia công kim loại màu). Do đó lực ly tâm là rất lớn nên mâm cặp thường được kẹp bằng hệ thống thủy lực (khí nén) tự động. Khi đó việc tháo các chi tiết bằng hệ thống thủy lực (khí nén) với hoạt động nhanh lực phát động nhỏ và mang lại an toàn cao.
Chúng được sử dụng rộng rãi để giữ các chi tiết CNC có hình dạng khác nhau (tròn, vuông, lục giác và không đều). Mâm cặp máy tiện được áp dụng phổ biến nhất là mâm cặp 3 chấu phổ thông, 4 chấu độc lập và mâm cặp thủy lực.
Hình 3.12: Mâm cặp
3.4.8 Ụ động (ụ sau)
Được đặt ở vị trí đối diện với trục chính. Ụ động di chuyển dọc theo trục Z của máy tiện CNC. Chúng thường dùng để đỡ một đầu của vật gia công và lắp các dụng cụ như mũi khoan, khoét, taro. Có thể lắp đầu chống tâm khi tiện trục dài hoặc lắp mũi khoan khi thực hiện khoan tâm trên trục.
Trang 31 Hình 3.13: Ụ sau máy tiện CNC
3.4.9 Hệ thống bàn xe dao
Bao gồm hai bộ phận chính: ➢ Gá đỡ ổ tích dao (bàn xe dao)
Bộ phận này có nhiệm vụ đỡ ổ chứa dao thực hiện các chuyển động tịnh tiến ra (vào) song song hay vuông góc với trục chính nhờ các chuyển động của động cơ bước. (Các chuyển động này đã được lập trình sẵn).
➢ Ổ tích dao (đầu rơvonve): Máy tiện CNC thường dùng hai loại sau: • Đầu rơvonve có thể lắp từ 8 – 12 dao các loại.
Chúng cho phép thay dao nhanh chóng trong thời gian ngắn đã được chỉ định. Các kết cấu của đầu rơvonve tùy thuộc vào công dụng và yêu cầu công nghệ của từng loại máy. Các đầu rơvonve phổ biến như: kiểu chữ thập, kiểu đĩa hình trống.
Đầu rơvonve có thể lắp được các dao: tiện, phay, khoan, khoét, cắt ren được tiêu chuẩn hóa. Phần chuôi dụng cụ có thể lắp dẫn và lắp ghép với các đồ gá ở trên đầu rơvonve.
Trang 32 Hình 3.14: Gá đỡ ổ tích dao
• Các ổ chứa trong tổ hợp gia công với các bộ phận khác (đồ gá thay đổi dụng cụ).
Các ổ chứa dao cụ thường được sử dụng ít hơn so với đầu rơvonve. Vì việc thay đổi dụng cụ khó khăn so với các cơ cấu của đầu rơvonve. Song ổ chứa dao có ưu điểm là an toàn, ít gây ra va chạm trong vùng gia công. Dễ dàng ghép nối một số lớn các dụng cụ một cách tự động mà không cần sự can thiệp bằng tay.
3.4.10 Dao tiện CNC
Dao tiện CNC là dụng cụ cắt dùng cho máy tiện CNC. Dùng để tiện các chi tiết cần gia công nhằm tạo hình sản phẩm mong muốn.
Trang 33 Hình 3.15: Dao tiện CNC
Các loại dao tiện CNC thông dụng nhất hiện nay là: dao tiện ngoài và móc lỗ, dao tiện lỗ, dao tiện vai, dao tiện mặt đầu, dao tiện rãnh và cắt đứt, dao tiện ren, dao tiện định hình…
Hình 3.16: Các loại dao tiện CNC thường dùng
Trang 34 Hình 3.17: Giao diện điều khiển máy tiện CNC
Là bộ não của máy, lưu trữ toàn bộ chương trình tiện CNC. Người vận hành sẽ điều khiển toàn bộ máy thông qua các phím trên bảng điều khiển này. Thợ máy CNC chỉ định / dừng trục di chuyển và các hoạt động khác bằng cách nhấn các phím khác nhau trên bảng điều khiển này.