CHƯƠNG II. CẤU TRÚC HỆ THỐNG CIM
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÁY CNC
I. Lựa chọn phương án di chuyển của các trục tọa độ
1.1. Phương án phôi cố định.
- Trục Y chuyển động trên bệ máy, trục X chuyển động trên trục Y, trục Z chuyển động trên trục X:
H2.1 - Chuyển động của các trục khi phôi cố định
- Đặc điểm:
+ Như trên hình vẽ, để trục Y có thể vừa trượt được trên bệ đỡ vừa nâng được các trục X và Z thì nó thường phải có kết cấu vững chắc và có các thanh rằng ngang, để toàn bộ phần trượt Y ko bị vênh, xộc xệch khi di chuyển. Đồng thời 2 tấm đỡ 2 bên phải đủ độ dầy để khi bắt vào trục trượt của bệ đỡ thì khớp trượt không bị dơ, đảm bảo trượt ổn định và không có sai số.
+ Trục X trượt trên trục Y nên trên bộ phận trượt trục Y có gắn hệ thống các thanh trượt, cơ cấu truyền động, động cơ… tất cả các bộ phận này chuyển động cùng với trục Y.
+ Trên trục Z có gắn cơ cấu bắt động cơ chạy mũi khoan. Trục Z trượt trên trục X nên trên bộ phận trượt trục X có các thanh trượt, động cơ, cơ cấu truyền động cho trục Z.
+ Trên bệ đỡ có gắn các thanh trượt trục Y và phôi cần gia công.
1.2. Phương án phôi di chuyển trên trục Y , dụng cụ gia công di chuyển theo 2 trục X và Z.
- Đặc điểm:
+ Phần cố định bao gồm khung máy (hay bệ đỡ), các trục trượt, động cơ và cơ cấu truyền động của trục X và Y gắn cố định vào khung máy.
+ Trục X và trục Y đều trượt trên các thanh trượt gắn cố định ở khung, trục Z là trượt trên trục X, nên trên trục X có gắn thanh trượt, động cơ và cơ cấu truyền động của trục Z.
+ Trên trục Z có cơ cấu giữ động cơ chạy khoan.
1.3. Phôi di chuyển theo 2 trục X và Y, dụng cụ gia công di chuyển theo trục Z.
Hình 2.3 : Phương án phôi di chuyển theo 2 trục X và Y Trục Z
Trục X
Trục Y
Đầu gá dụng
cụ Bàn đặt phôi
*Đặc điểm :
- Phần cố định bao gồm đế máy và phần gá cơ cấu dẫn động của trục Z.
- Phôi được đặt trên bàn máy và có thể di chuyển tự do theo phương trục X và trục Y trong mặt phẳng ngang nhờ các cơ cấu dẫn động thường là động cơ gắn liền với trục vít me.
-Đầu gá dụng cụ mang theo dụng cụ gia công thực hiện chuyển động theo phương trục Z ( trục thẳng đứng ).
1.4. So sánh 3 phương án.
- Với những đặc điểm trên một điều dễ nhận thấy là số lượng, kích thước và khối lượng các bộ phận chuyển động của phương án phôi cố định là nhiều hơn bao gồm:
+ Bộ phận trượt trục Z, bao gồm cả cơ cấu bắt động cơ chạy mũi khoan.
+ Bộ phận trượt trục X, bao gồm cả thanh trượt, động cơ và cơ cấu truyền động của trục Z.
+ Bộ phận trượt trục Y bao gồm cả: các thanh trượt của trục X, động cơ và cơ cấu truyền động của trục X.
trong khi của phương án phôi di chuyển bao gồm:
+ Bộ phận trượt trục Z, bao gồm cả cơ cấu bắt động cơ chạy mũi khoan.
+ Bộ phận trượt truc X bao gồm cả thanh trượt, động cơ và cơ cấu truyền động của trục Z.
+ Bộ phận trượt trục Y, không có các thanh trượt, động cơ và cơ cấu truyền động của trục X.
- Điều nổi bật ở đây là trong phương án phôi cố định, bộ phận trượt trục X trượt trên trục Y vì vậy bộ phận Y có kết cấu rất to, cồng kềnh khối lượng lớn, lại cộng thêm khôi lượng của thanh trượt, động cơ và cơ cấu truyền động của trục X, từ đó dẫn đến tổng khối lượng của phần di động trong phương án này lớn hơn trong phương án phôi di động tới 2 lần.
- Mặt khác, trong việc thiết kế máy CNC, một tỉ số rất quan trọng đó là tỉ số giữa khối lượng phần di chuyển và khối lượng phần cố định phải đủ thấp để đảm
bảo trong quá trình vận hành máy không bị rung, ảnh hưởng lớn tới các kết cấu, và độ chính xác của quá trình gia công. Như vậy trong phương án phôi cố định , vì khối lượng phần di chuyển lớn, tỉ số này tăng cao, nên rất dễ bị rung khi làm việc.
Từ đó người đưa ra giải pháp là tăng khối lượng phần bệ đỡ làm tỉ số giảm xuống mức độ chấp nhận được, đủ để máy hoạt động bình thường. Tuy nhiên điều này sẽ làm tăng khống lượng của toàn máy lên cao, đó là lý do mà hầu hết các mẫu máy hiện nay thiết kế theo phương án này đều có cái bệ đỡ rất to, đôi khi trong một số ứng dụng cần sự linh hoạt hay vận chuyển nhiều sẽ gặp khó khăn.
Trong 2 phương án di chuyển phôi, thì phương án phôi di chuyển thep hai phương trục X và trục Y là cho kết cấu máy nhỏ gọn và mang tính công nghệ cao hơn so với phương án phôi di chuyển theo một phương. Tuy phuơng án này có thể gặp khó khăn trong khâu chế tạo vì kết cấu khá phức tạp nhưng nó đảm bảo được tính công nghệ, vấn đề về trọng tâm của máy cũng như đưa mô hình đến gần với máy CNC trong công nghiệp hơn .
Vì vậy chúng em quyết định chọn kết cấu máy CNC theo phương án phôi di chuyển theo hai phương của trục X và trục Y