Chương 4 : TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY CNC 3 TRỤC
4.1. Thiết kế và lắp đặt các chi tiết:
4.1.1. Lựa chọn thanh trượt vuông:
Lựa chọn thanh trượt cho thệ thống của máy địi hỏi qua rất nhiều cơng đoạn để đảm bảo chọn được loại thanh trượt phù hợp yêu cầu độ chính xác, khả năng chịu tải, thời gian làm việc…
Tùy thuộc vào khối lượng mà thanh trượt chịu tải mà chọn thanh trượt cho phù hợp. Có nhiều kích thước thanh trượt, tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng mà chọn kích thước cho phù hợp.
Hình 4.1: Các loại thanh trượt vng
Q trình tính tốn của thanh trượt khá phức tạp, trải qua rất nhiều bước, kết quả của các bước liên kết với nhau, bước trước là đầu vào cho bước tính tiếp theo và kết quả cuối cùng là tính được tuổi đời của thanh trượt
Hình 4.2: Quy trình tính tốn
Tính tải trọng ngồi tác dụng lên khối trượt theo các hướng Tính tải tương đương Tính tốn tải trung bình Tính hành trình phục vụ của thanh trượt Kiểm tra hệ số an toàn
Khi đặt tải ngoài lên thanh trượt, tương ứng xuất hiện các giá trị MA, MB, MC, ta có thể tính được lực tác dụng lên khối trượt theo các hướng P = K*M, với K là các hệ số tra bảng tùy theo từng loại thanh trượt. Đối với bài tốn cụ thể cần tính lực tác dụng khi tải chuyển động đều, tăng tốc và giảm tốc. Sau đó, cần tính tải tương đương tác dụng lên khối trượt: PE = PR+PT, tiếp theo tính tải trọng trung bình (xét cả 3 quá trình chuyển động đều, khi tăng tốc và giảm tốc).
Với Pm: Tải trọng trung bình (N)
Pn: Tải tương đường theo các phương (N) L: Hành trình của thanh trượt (mm)
Ln: Hành trình chịu tải Pn (mm) Hệ số an tồn tĩnh:
Với Co: Là tải trọng tĩnh là thông số đặc trưng cho từng thanh trượt.
Đối với máy cơng cụ, nếu khơng có rung động và va đập thì Fs ≥ 1÷1.5, nếu có rung động Fs ≥ 2.5÷7.
Hai thanh trượt Y chịu tải lớn hơn, nên chỉ cần tính khả năng chịu tải cho 2 thanh trượt Y. Dựa vào thiết kế thì cả 2 thanh trượt cùng chịu tải trọng khoảng 100N (tức là mỗi thanh chịu 50N). Thanh trượt được chọn có tải trọng tĩnh Co ~ 13.5kN, ứng với hệ số an tồn tĩnh Fs =10, thì tải trọng lớn nhất cho phép là: Pmax = Co/Fs = 13500 / 10 = 1350 N.
Đối với thanh trượt bi, tuổi thọ được tính theo hành trình mà nó duy chuyển được trong suốt thời gian phục vụ.
Với L: Hành trình phục vụ (km). C: Tải trọng động (N). Pc: Tải trọng trung bình (N).
FH, fT, fC, fW: Các hệ số độ cứng, nhiệt độ, va chạm, hệ số tải.
Nếu tuổi thọ của thanh trượt tính ra khơng phù hợp với nhu cầu sử dụng thì cần thay đổi loại thanh trượt. Một thông số quan trọng khác khi chọn thanh trượt là preload- là tải trọng ban đầu đặt lên khối trượt nhằm khử khe hở và tăng độ cứng vững. Thanh trượt có hỗ trợ preload cao thì độ chính xác và cứng vững cao hơn và giá thành cũng đắt hơn.
Độ chính xác của thanh trượt được chia ra làm nhiều cấp khác nhau tùy theo từng loại, đối với ứng dụng cho máy CNC thì nên sử dụng độ chính xác P
(Precision grade) hoặc SP (Super Precision grade) Đây cũng là một thông số khá quan trọng để lựa chọn thanh trượt phù hợp.
Tùy vào điều kiện làm việc của thanh trượt có thể có thêm một số tùy chọn khác khi mua thanh trượt như chống ăn mịn-loại thanh trượt có phủ crom, thanh trượt có bố trí thêm các tấm chặn bụi xâm nhập.