CHƯƠNG II. CẤU TRÚC HỆ THỐNG CIM
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÁY CNC
II. Lựa chọn cơ cấu truyền động
Có 2 phương án chính là dùng vít me đai ốc và dùng đai:
2.1. Vít me đai ốc thường
+ Vít me được gắn đồng trục với động cơ, khi động cơ quay, vít me quay, động cơ và vit me gắn cố định, làm cho đai ốc sẽ di chuyển dọc theo trục vít me. Đai ốc thì được gắn chặt vào bộ phận cần chuyển động( trục X, Y, Z). Từ đó làm cho bộ phận đó chuyển động so với hệ thống thanh trượt, động cơ và cơ cấu tuyền động.
+ Tốc độ di chuyển được phụ thuộc vào tốc độ động cơ và bước ren của trục vít, thường thì bước ren rất nhỏ cỡ 1 đến 2 mm, một vòng quay của trục động cơ sẽ làm đai ốc di chuyển một đoạn bằng bước ren của trục vít, vì vậy tốc độ di chuyển của bộ phận trượt ở phương pháp này là chậm
nhưng lại có độ chính xác khi chuyển động khá cao. Dùng động cơ bước có bước góc càng nhỏ và trục ren có bước ren nhỏ thì độ chính xác di chuyển càng cao. Ví dụ nếu dùng động cơ bước với bước góc 1.8 độ làm và trục ren đường kính 6mm ( bước ren 1mm ) thì độ chính xác di chuyển có thể đạt được là 0.005mm
+ Một ưu điểm khác là tạo ra lực đẩy lớn khi gia công mẫu vật.
+ Phương án này thường được dùng trong các máy CNC công nghiệp, gia công các loại vật liệu cứng, kính thước lớn…
2.2. Vit me đai ốc bi
Trong máy công cụ điều khiển số công nghiệp, người ta thường sử dụng 2 dạng vít me – đai ốc đó là vít me – đai ốc với mặt tiếp xúc còn được gọi là vít me đai ốc thường (như đã giới thiệu ở trên) và một dạng nữa đó là vít me – đai ốc bi. (hình vẽ). Đây là dạng vit me – đai ốc thay vì ma sát trượt
H2.4 - Truyền động Vít me – Đai ốc
thông thường, tiếp xúc giữa vít em và đai ốc thông qua các viên bi được chuyển thành mà sát lăn. Điều này đem đến một ưu điểm: chỉ cần một lực quay rất nhỏ đã có thể làm cho đai ốc chuyển động .
Hình 2.5 : Bộ truyền vít me – đai ốc bi có rãnh hồi bi dạng ống Trên đây là kết câu bộ truyền vit me – đai ốc bi. Tuy có kết cấu đa dạng nhưng các thành phần chủ yếu của bộ truyền bao gồm: vít me 1, đai ốc 2, các viên bi 3 và rãnh hồi bi 4.
Vấn đề quan tâm trong bộ truyền vít me – đai ốc bi đó là dạng profin răng vit me và đai ốc. Frofin răng vit me dạng chữ nhật và hình thang là chế tạo dễ dang hơn cả cong khả năng chịu tải kém. Để tăng khả năng chịu tải, người ta tăng bề mặt làm việc của bộ truyền bằng cách chế tạo frofin dạng tròn .
Một vấn đề cũng rất quan trọng trong kết cấu của bộ truyền dó là kết cấu của rãnh hồi bi: rãnh hồi bi có thể là dạng ống, hoặc dạng theo lỗ khoan trong đai ốc hoặc là dạng rãnh hồi bi gữa hai vòng ren kế tiếp .
-Rãnh hồi bi dạng ống có nhược điểm là tăng kích thước bộ truyền, độ bền mòn của đầu ống thấp, kẹp chặt ống có độ tin cậy không cao .
- Rãnh hồi bi theo lỗi khoan trên đai ốc có ueue điểm là kết cấu gọn và tính công nghệ tốt song khả năng tách thành nhiều nhóm hồi bị khó khăn.
- Rãnh hồi bi giữa hai vòng ren kế tiếp: là dạng hồi bi được dùng nhiều hơn cả do có kích thước gọn nhất, không bị mòn nhanh, độ tin cậy cao và chiều dài rãnh hồi bi lớn.
Hình 2.6 : Bộ truyền vit me – đai ốc bi với rãnh hồi bi theo lỗ khoan trên đai ốc và rãnh hồi bi giữa 2 vòng ren kế tiếp
2.3. Phương án dùng đai.
+ Sử dụng một vòng đai cao su khép kín với các răng cưa ở mặt trong. Hai đầu của đai được đặt vừa vào 2 cái lô có cùng kính thước răng cưa với đai. Một cái lô bắt chặt vào trục động cơ, còn cái lô kia được gắn vào một trục quay ở phía bên kia của khu vực chuyển động sao cho lô có thể qua tự do tại chỗ. Một đoạn của đai được gắn với bộ phận cần trượt. Khi động cơ quay, toàn bộ đai dịch chuyển và kéo theo bộ phận đó di chuyển.
+ Tốc độ di chuyển phụ thuộc vào tốc độ động cơ và đường kính của lỗ. Một vòng của trục động cơ sẽ làm bộ phận trượt di chuyển một đoạn bằng với chu vi của lô (thường là cỡ 20-30 mm). Rõ ràng phương án này có tốc độ di chuyển nhanh hơn rất nhiều
+ Nhưng đổi lại, độ chính xác di chuyển sẽ thấp có thể dẫn đến những sai lệch khi gia công. Và lực đẩy nhỏ nên khi gặp tải lớn sẽ bị trượt bước (khi dùng động cơ bước).
+ Phương án này thường được sử dụng trong các loại máy cần tốc độ di chuyển nhanh mà không cần công suất lớn, như máy in, máy photocopy, máy cắt đề can…