LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là tất cả những nội dung trong luận án ”Nghiên cứu ảnh hưởng
của ma sát trong XLPTKN đến sai lệch vị trí của ổ cấp dao trên máy CNC trong điều
kiện nhiệt ẩm Việt Nam” là công trình nghiên cứu của riêng tôi, thực hiện dƣới sự hƣớng
dẫn của tập thể cán bộ hƣớng dẫn: PGS. TS Phạm Văn Hùng và PGS. TS Trần Đức Quý.
Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực, trích dẫn đầy đủ và chƣa từng đƣợc ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Hà nội, ngày tháng
Tập thể hƣớng dẫn
PGS. TS Phạm Văn Hùng PGS. TS Trần Đức Quý
năm 2016
Tác giả luận án
Nguyễn Thùy Dương
1
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận đƣợc rất nhiều
sự giúp đỡ, góp ý, động viên và chia sẻ của mọi ngƣời. Lời đầu tiên tôi xin đƣợc bày tỏ
lòng biết ơn tới Ban Giám hiệu, Viện Đào tạo sau Đại học, Viện Cơ khí, Bộ môn Máy &
Ma sát học – Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội.
Tôi đặc biệt cảm ơn PGS.TS Phạm Văn Hùng, PGS.TS Trần Đức Quý đã hƣớng dẫn,
chỉ bảo cho tôi những ý kiến vô cùng quý báu và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi về mặt
chuyên môn trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành biết ơn các thầy cô trong bộ môn Máy và Ma sát học – Đại học
Bách Khoa Hà Nội đã đóng góp cho tôi những ý kiến bổ ích cũng nhƣ tạo điều kiện thuận
1.2 Vai trò và đặc điểm của xylanh – piston khí nén.............................................................. 28
1.3. Cấu tạo xylanh- piston khí nén ........................................................................................ 29
1.4 Phân loại xylanh – piston khí nén..................................................................................... 31
1.4.1 Xylanh lực .............................................................................................................. 31
1.4.2 Xylanh quay ........................................................................................................... 33
1.5 Đặc tính làm việc của xylanh – piston khí nén ................................................................. 34
1.5.1 Lực đẩy piston ........................................................................................................ 34
1.5.2 Chiều dài hành trình ............................................................................................. 35
1.5.3 Tốc độ piston .......................................................................................................... 36
1.5.4 Lƣợng khí tiêu thụ .................................................................................................. 36
1.6 Đặc điểm môi trƣờng làm việc của các máy công cụ CNC.............................................. 37
1.6.1 Yêu cầu môi trƣờng làm việc máy CNC ................................................................ 37
1.6.2 Môi trƣờng làm việc máy CNC tại Việt Nam [43,44] ........................................... 39
3
1.7 Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc về đặc tính ma sát của xylanh – piston khí nén dùng
cho máy CNC ......................................................................................................................... 41
1.8 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ..................................................................................... 46
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 .......................................................................................................48
CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MA SÁT TRONG XYLANH - PISTON KHÍ NÉN ...49
2.1 Tổng quan về ma sát ......................................................................................................... 49
2.1.1 Một số khái niệm chung về ma ma sát ................................................................... 49
2.1.2 Đặc điểm tiếp xúc ma sát của cặp ma sát trƣợt ..................................................... 50
2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến cặp ma sát trƣợt...................................................................... 52
2.2.1 Ảnh hƣởng của áp suất pháp tuyến ....................................................................... 53
2.2.2. Sự phụ thuộc của hệ số ma sát vào vận tốc trƣợt .................................................. 54
2.2.3 Sự phụ thuộc lực ma sát vào tốc độ dịch chuyển khi có bôi trơn .......................... 54
2.2.4 Ảnh hƣởng của vật liệu bôi trơn............................................................................ 56
2.2.5 Ảnh hƣởng của nhiệt độ ......................................................................................... 56
nén .......................................................................................................................................... 87
4.3 Thực nghiệm ảnh hƣởng nhiệt độ đến lực ma sát của xylanh – piston khí nén ............... 90
4.4 Thực nghiệm ảnh hƣởng của môi trƣờng nhiệt ẩm Việt nam đến lực ma sát trong
XLPTKN dùng trong ổ cấp dao máy CNC ............................................................................ 92
4.4.1 Xác định các hệ số của hàm hồi quy lực ma sát tĩnh ............................................. 93
4.4.2 Xác định các hệ số của hàm hồi quy lực ma sát động ............................................ 99
4.5 Ảnh hƣởng của lực ma sát đến sai lệch vị trí của xylanh – piston khí nén trong ở cấp
dao máy phay CNC .............................................................................................................. 104
4.5.1 Giới thiệu hệ thống thay dao máy phay CNC cỡ trung V30 ................................ 104
4.5.2 Cấu tạo hệ thống thay dao máy phay CNC .......................................................... 105
4.5.3 Sai lệch vị trí khi dừng ổ cấp dao máy CNC ........................................................ 106
KẾT LUẬN CHƢƠNG 4 .....................................................................................................112
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ.......................................................................................113
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................................115
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ................................119
PHỤ LỤC .............................................................................................................................120
5
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
CNC: Computer Numerical Control
XLPTKN: Xylanh – piston khí nén
ATC: Automatic tool changer
TIR: Total indicator run out – Tổng sai lệch
T: Nhiệt độ
RH: Độ ẩm tƣơng đối của không khí
6
m2
Feff
Lực piston xylanh thực tế
N
Fms
Lực ma sát
N
FF
Lực lò xo trở lại
N
D
Đƣờng kính piston
m
d
Đƣờng kính cần piston
f
Hệ số ma sát
N
Tải pháp tuyến
fvđ
Hệ số ma sát khi va đập
l/phut
N
mv1
Động lƣợng thay đổi theo phƣơng tiếp tuyến
N.s
mv2
Động lƣợng thay đổi theo phƣơng tiếp tuyến
N.s
Fw
Áp lực giới hạn chảy
K
Hệ số thực nghiệm
T
Giới hạn chảy của vật liệu
D
Đƣờng kính mẫu thử
kGf/mm2
N/mm2
N/mm2
mm
7
d
Chiều rộng vết đƣờng trƣợt
mm
a
Bán kính chỗ bám dính
Hệ số áp điện của thành phần ma sát phận tử
0
K
Fch
Lực ma sát cơ học
N
Fpt
Lực ma sát phân tử
N
m
r
Bánh kính cong của nhấp nhô
Hệ số đàn hồi của vật liệu
Hệ số phụ thuộc vào đƣờng cong phân bố của nhấp nhô bề
Kv
Kvfdh
FCoulomb
Kprop
mặt
Hệ số phụ thuộc vào đƣờng cong phân bố của nhấp nhô bề
mặt
Lực ma sát Coulomb
N
Hệ số phụ thuộc vào tốc độ
FStribeck
Ảnh hƣởng của Stribeck
fexp
Hệ số mũ của tốc độ chảy
p
Chênh lệch áp suất giữ tham chia 2 buồng xylanh
Fstat
Vận tốc giới hạn
mm/s
Fmst
Lực ma sát tĩnh
N
Fmsd
Lực ma sát động
N
FL
Lực cản lăn
N
m
Khối lƣợng của ổ cấp dao
kg
9
Bảng 4.12 Bảng thí thực nghiệm p =5bar.
Bảng 4.13 Tổng hợp sai lệch vị trí của ổ cấp dao khi dừng
Trang
71
82
83
85
88
91
93
94
97
98
100
101
102
103
104
110
10
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG LUẬN ÁN
Hình Số
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hƣ hỏng chuôi côn và sai lệch đƣờng tâm gá dao với đƣờng
tâm của lỗ côn trục chính
Một số xylanh thƣờng sử dụng trong công nghiệp
Cấu tạo xylanh – piston khí nén
Một số loại goăng trong XLPTKN
Xylanh tác động đơn
Xylanh màng
Xylanh tác động kép
Xylanh tác động kép với đệm vị trí cuối
Xylanh tác động kép tiếp đôi
Hình 1.21
Xylanh – piston hai đầu cần
32
Hình 1.22
Hình 1.23
Hình 1.24
Hình 1.25
Hình 1.26
Xylanh nhiều vị trí
Xylanh piston tác động
Xylanh không cần
Xylanh quay
Đồ thị quan hệ giữa lực, áp suất và đƣờng kính của XLPTKN
Đồ thị quan hệ giữa chiều dài hành trình, lƣc và đƣờng kính
cần XLPTKN
23
24
24
25
26
26
27
28
29
31
31
31
32
32
32
35
36
37
38
38
39
41
11
Hình 1.34
Hình 1.35
Hình 1.36
Hình 1.37
Kết quả thực nghiệm khảo sát lực ma sát gioăng piston xylanh
Kết quả mô phỏng lực ma sát ở điều kiện bôi trơn khác nhau
So sánh giữa thực nghiệm và mô phỏng
Sự phân bố ma sát cho xylanh với các đƣờng kính D=40mm,
D=60mm và D=80mm
Lực ma sát khi áp suất buồng cản =0 Mpa.
Lực ma sát khi áp suất buồng dẫn động
=6 Mpa
Đồ thị lực ma sát phụ thuộc tốc độ trƣợt
Đặc tính ma sát của gioăng A –PSD tại 50mm/s trong điều
kiện không bôi trơn và có bôi trơn
Quan hệ phụ thuộc lực ma sát với vận tốc
Đặc tính ma sát ở giai đoạn dịch chuyển ban đầu với các điều
kiện áp suất khác nhau
Đồ thị nguyên tắc biến thiên lực ma sát theo dịch chuyển
Đặc điểm tiếp xúc của 2 bề mặt
Tiếp xúc bề mặt ma sát trƣợt
Tiếp xúc lý tƣởng giữa bề mặt kỹ thuật trong ma sát tĩnh. Tiếp
xúc nhấp nhô tác động nhƣ lò xo
Biến dạng đàn hồi dƣới tác dụng của lực
Liên kết phá vỡ bắt đầu hiện tƣợng trƣợt
Sơ đồ nguyên tắc biến thiên hệ số ma sát phụ thuộc áp suất
pháp tuyến f = f(p)
Sơ đồ nguyên tắc biến thiên hệ số ma sát phụ thuộc vận tốc
trƣợt f = f(v)
Đƣờng cong Stribeck
Vùng bôi trơn giới hạn
Chuyển động cuốn chất bôi trơn vào vùng tiếp xúc
Vùng bôi trơn hỗn hợp
Vủng 4 bôi trơn ƣớt hoànt oàn
54
55
55
55
56
59
61
63
64
65
66
69
70
71
72
12
Hình 3.5
Hình 3.6
Hình 3.7
Hình 3.8
Hình 3.9
Hình 3.10
Hình 3.11
Hình 3.12
Hình 3.13:
Hình 3.14
Hình3.15
Hình 3.16
Hình ảnh thƣớc đo dịch chuyển thẳng
Hình ảnh thiết bị đo lực dạng chữ S
Đồ thị sự phụ thuộc của lực ma sát tĩnh vào tốc độ dịch
chuyển Fmst – v
Đồ thị sự phụ thuộc của lực ma sát động vào tốc độ dịch
chuyển Fmsđ – v
Đồ thị tƣơng quan Fmst -Fmsđ phụ thuộc vào tốc độ dịch
chuyển
Đồ thị quan hệ lực ma sát tĩnh – độ ẩm tƣơng đối
Đồ thị quan hệ lực ma sát động – độ ẩm tƣơng đối
Đồ thị quan hệ lực ma sát tĩnh – tốc độ dịch chuyển ở độ ẩm
khác nhau
Đồ thị quan hệ lực ma sát động – tốc độ dịch chuyển ở độ ẩm
khác nhau
Đồ thị sự phụ thuộc của lực ma sát của XLPTKN vao độ ẩm
tƣơng đối và tốc độ dịch chuyển
Đồ thị sự phụ thuộc lực ma sát vào nhiệt độ tƣơng ứng tốc độ
dịch chuyển
Đồ thị sự phụ thuộc lực ma sát tĩnh vào môi trƣờng nhiệt ẩm ở
tốc độ dịch chuyển 30mm/s
Đồ thị sự phụ thuộc lực ma sát tĩnh vào môi trƣờng nhiệt ẩm
ở tốc độ dịch chuyển 50mm/s
Đồ thị sự phụ thuộc lực ma sát tĩnh vào môi trƣờng nhiệt ẩm
ở tốc độ dịch chuyển 100mm/s
Đồ thị sự phụ thuộc lực ma sát động vào môi trƣờng nhiệt ẩm
ở tốc độ dịch chuyển 30mm/s
Đồ thị sự phụ thuộc lực ma sát động vào môi trƣờng nhiệt ẩm
ở tốc độ dịch chuyển 50mm/s
73
Hình 4.16
Hình 4.17
Hình 4.18
Hình 4.19
Hình 4.20
Hình 4.21
Hình 4.22
Hình 4.23
Hình 4.24
Hình 4.25
Đồ thị sự phụ thuộc lực ma sát động vào môi trƣờng nhiệt ẩm
ở tốc độ dịch chuyển 100mm/s
Cấu tạo hệ thống thay dao trên máy CNC V30
Sơ đồ hệ thống khí nén máy CNC V30
Định lƣợng sai lệch vầ điều chỉnh ổ cấp dao máy phay CNC
Mô hình chuyển động của piston đƣa ổ cấp dao về vị trí thay
dao
Đồ thị sai lệch vị trí dừng ổ cấp dao ở tốc độ dịch chuyển
v = 30mm/s khi mang đủ dao
Đồ thị sai lệch vị trí dừng ổ cấp dao ở tốc độ dịch chuyển
v = 50mm/s khi mang đủ dao
Đồ thị sai lệch vị trí dừng ổ cấp dao ở tốc độ dịch chuyển
v = 100mm/s khi mang đủ dao
Đồ thị sai lệch vị trí dừng ổ cấp dao ở tốc độ dịch chuyển
v = 30mm/s khi mang 1 dao
Đồ thị sai lệch vị trí dừng ổ cấp dao ở tốc độ dịch chuyển
v = 50mm/s khi mang 1 dao
Đồ thị sai lệch vị trí dừng ổ cấp dao ở tốc độ dịch chuyển
v = 100mm/s khi mang 1 dao
Trong quá trình làm việc XLPTKN luôn tồn tại lực ma sát trƣợt (chiếm khoảng 10% 15% lực truyền động), cản trở chuyển động, gây khó khăn cho việc điều khiển chính xác vị
trí và ổn định tốc độ của XLPTKN. Đặc tính ma sát trong cặp ma sát có chuyển động trƣợt
tƣơng đối nói chung và trong XLPTKN nói riêng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Áp suất p,
tốc độ dịch chuyển v, chất lƣợng bề mặt, vật liệu, môi trƣờng… Việc xác định chính xác
đặc tính ma sát trƣợt trong chuyển động tƣơng đối là rất phức tạp, thông thƣờng phải tiến
hành qua các thực nghiệm. Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về đặc tính ma sát trong
XLPTKN, nhƣng chủ yếu tập trung nghiên cứu vào một số yếu tố ảnh hƣởng nhƣ: Áp suất
p, tốc độ dịch chuyển v, chất bôi trơn, vật liệu gioăng làm kín đến lực ma sát trong
XLPTKN. Trên thực tế sử dụng, bên cạnh các yếu tố trên thì yếu tố môi trƣờng cũng có
ảnh hƣởng đáng kể, đặc biệt là trong môi trƣờng khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa nhƣ Việt
Nam.
Việt Nam là nƣớc có khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, với độ ẩm tƣơng đối của không khí
khá cao, trung bình hàng năm trên 80%. Vì vậy, phần lớn các thiết bị vận hành trong điều
kiện khí hậu Việt Nam đều bị thay đổi các tính năng kỹ thuật, ảnh hƣởng đến chất lƣợng
làm việc của chúng, XLPTKN cũng không nằm ngoài ảnh hƣởng chung đó. Gioăng xy
lanh – cần piston luôn làm việc trong điều kiện ma sát trƣợt và chịu ảnh hƣởng trực tiếp
của môi trƣờng không khí. Do đó, đặc tính ma sát chung của cụm XLPTKN cũng có những
15
thay đổi nhất định phụ thuộc vào sự thay đổi của nhiệt ẩm không khí biến đổi và ảnh
hƣởng đến điều khiển chính xác vị trí và ổn định tốc độ của XLPTKN.
Hiện nay, ở Việt Nam vấn đề nghiên cứu đặc tính ma sát của XLPTKN trong điều kiện
nhiệt ẩm chƣa đƣợc nghiên cứu đầy đủ. Chính vì vậy, đề tài luận án đã chọn hƣớng nghiên
cứu là “Nghiên cứu ảnh hưởng của ma sát trong XLPTKN đến sai lệch vị trí của ổ cấp
dao trên máy CNC trong điều kiện nhiệt ẩm Việt Nam”.
2. Mục đích nghiên cứu của luận án
Nghiên cứu xác định ảnh hƣởng của nhiệt độ và độ ẩm tƣơng đối với đặc trƣng nhiệt
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu về đặc tính ma sát của XLPTKN sử dụng trên ổ cấp dao máy phay
CNC trong điều kiện đặc trƣng khí hậu nhiệt ẩm Việt Nam sẽ bổ sung vào các công trình
nghiên cứu về ảnh hƣởng của môi trƣờng đến đặc tính ma sát XLPTKN nói chung.
Xác định đƣợc sự phụ thuộc rõ rệt của đặc tính ma sát vào hai thông số khí hậu là
nhiệt độ và độ ẩm tƣơng đối khi tốc độ dịch chuyển thay đổi.
Đặc tính ma sát của XLPTKN trong điều kiện nhiệt ẩm Việt Nam là cơ sở để tính toán
và điều khiển chính xác vị trí cũng nhƣ ổn định tốc độ của XLPTKN, đƣợc dùng trong các
thiết bị cơ điện tử nói chung và ổ cấp dao tự động máy công cụ CNC nói riêng.
Xác định đƣợc nguyên nhân chủ yếu gây mòn lỗ côn trục chính máy phay CNC với ổ
cấp dao tự hành là do sai lệch vị trí dừng ổ cấp dao.
Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài có tính thực tiễn và thời sự cao do các máy CNC hiện nay sử dụng ở Việt Nam
phần lớn đều nhập từ các nƣớc có nền công nghiệp tiên tiến và khí hậu ôn đới. Tại Việt
Nam, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, có độ ẩm cao và biên độ thay đổi lớn
sẽ ảnh hƣởng đến sai lệch vị trí của XLPTKN trong hệ thống cấp dao tự động máy phay
CNC, làm tăng mòn va đập của lỗ côn trục chính máy phay CNC.
Kết quả nghiên cứu sẽ là tiền đề cho các nghiên cứu dự báo mòn lỗ côn trục chính máy
công cụ CNC trong điều kiện Việt Nam để có kế hoạch bảo dƣỡng sửa chữa và thay thế
phù hợp.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm
Nghiên cứu lý thuyết:
Nghiên cứu các lý thuyết về ma sát, các yếu tố ảnh hƣởng đến ma sát, trong đó tập
trung vào ma sát trƣợt trong XLPTKN. Từ đó xác định các thông số thực nghiệm và làm
cơ sở cho nghiên cứu thiết kế hệ thống đo, phƣơng pháp đo, thiết kế nguyên lý làm việc
cho hệ thống thiết bị thí nghiệm cũng nhƣ tính toán các sai lệch vị trí của ổ cấp dao trong
Chương 4: Kết quả thực nghiệm và đánh giá
Trên cơ sở kết quả thực nghiệm khảo sát đặc tính ma sát của XLPTKN, xác định sự
phụ thuộc lực ma sát vào nhiệt độ, độ ẩm tƣơng đối với đặc trƣng khí hậu Việt Nam ở
khoảng tốc độ dịch chuyển từ 5 ÷ 100mm/s. Xây dựng mô hình toán định lƣợng ảnh hƣởng
của nhiệt ẩm đến đặc tính ma sát của XLPTKN dùng cho ổ chứa dao trong khoảng tốc độ
dịch chuyển 30 ÷ 100mm/s, từ đó xác định sai lệch vị trí dừng của ổ cấp dao trong máy
phay CNC có tích hợp XLPTKN.
18
7.
Các kết quả mới
Luận án đã xác định đặc tính ma sát trong XLPTKN khi tốc độ dịch chuyển thay đổi
trong điều kiện nhiệt ẩm Việt Nam cũng có dạng đƣờng cong Stribeck.
Thực nghiệm cho thấy ảnh hƣởng của nhiệt ẩm đến đặc tính ma sát trong XLPTKN là
rõ rệt. Ở các tốc độ khác nhau lực ma sát tĩnh thay đổi trong khoảng 30% ÷ 50%, lực ma
sát động thay đổi trong khoảng 36 ÷ 65% khi nhiệt ẩm biên thiên trong vùng khảo sát.
Trên cơ sở thiết lập mô hình toán học cho chuyển động của ổ cấp dao máy phay CNC
tích hợp XLPTKN, xác định đƣợc sai lệch vị trí dừng ổ cấp dao tự động khi chịu tác động
của yếu tố nhiệt ẩm của môi trƣờng thay đổi. Kết quả nghiên cứu có thể làm cơ sở cho các
nghiên cứu về mòn va đập lỗ côn trục chính máy công cụ CNC.
19
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MA SÁT TRONG XYLANH PISTON KHÍ
xö lý
h×nh häc
§iÒu khiÓn
c¸c trôc
ch¹y dao
1
trôc chÝnh
ph¶n håi
trôc x, y, z
dông cô
4
tay kÑp
dông cô
bµn m¸y
X
æ chøa dao
5
Y
Hình 1.1 Sơ đồ kết cấu động học của máy phay CNC[14]
b- Ổ cấp dao tự hành
Hình 1.2 Ổ cấp dao máy phay CNC[34]
21
Hệ thống thay dao tự động trên máy phay CNC hay các trung tâm phay CNC có 2
dạng cơ bản [14]: Thứ nhất - ổ chứa dao kết hợp tay kẹp dụng cụ hay còn gọi xích cấp dao
( > 48 dao) nhƣ hình 1.2a ; Thứ nhất - ổ chứa dao tự hành (12 ÷ 48 dao ) nhƣ hình 1.2b
Dạng thứ nhất: Xích cấp dao đƣợc trình bày trong hình 1.3. Khi chƣơng trình NC gọi
một dụng cụ mới thì bộ điều khiển CNC sẽ điều khiển ổ cấp dao (1) quay đƣa dụng cụ
đƣợc gọi về vị trí thay dao (dụng cụ quay 900 để có phƣơng song song với trục chính),
đồng thời điều khiển cụm trục chính 3 chuyển động về vị trí thay dao; Tay kẹp dụng cụ (2)
quay 900 đồng thời kẹp cả 2 dụng cụ trên trục chính và ổ chứa dao; Tháo 2 dao khỏi trục
chính và ổ chứa dao; Sau đó tay kẹp quay 1800 đổi vị trí 2 dụng cụ, rồi chuyển động đi lên
đƣa 2 dụng cụ vào trục chính và ổ chứa dao.
Hình 1.3 Máy phay CNC CM3 sử dụng cơ cấu tay kẹp dụng cụ[35]
Thay dao bằng cơ cấu tay kẹp thƣờng áp dụng trong trƣờng hợp sau:
-
Số lƣợng dao trong ổ chứa dao lớn;
-
Ổ cấp dao nằm xa trục chính;
-
chuyển đơn giản.
Trình tự thay dao bằng ổ cấp dao tự hành theo thứ tự từ 1 đến 5 đƣợc trình bày trên
hình hình 1.6.
Hình 1.6 Trình tự thay dao của ổ cấp dao tự hành [nguồn 14]
23
Trong hệ thống thay dao tự hành không tay kẹp với ổ cấp dao vòng có số lƣợng dao ít
8-24 dao, cụm XLPTKN đƣợc sử dụng để thực hiện chuyển động tịnh tiến đƣa ổ cấp dao
vào vị trí thay dao và ngƣợc lại đƣa ổ cấp dao về vị trí ban đầu.
1.1.2 Một số hƣ hỏng của lỗ côn trục chính liên quan đến quá trình thay dao
tự động trên máy CNC.
Một trong các yêu cầu cơ bản khi thay dao tự động trên máy phay CNC là phải đảm
bảo độ đồng tâm giữa trục chính và trục gá dao, nhằm hạn chế va đập giữa chuôi dao và lỗ
côn trục chính do khối lƣợng gá dao và thời gian thay dao nhanh. Trên thực tế, trong quá
trình thay dao không tránh khỏi hiện tƣợng va đập, do đó gây ra hiện tƣợng mòn lỗ côn
trục chính và chuôi dao nhƣ hình 1.7
Hình 1.7 Một số dạng hỏng lỗ côn trục chính và bề mặt chuôi dao [37]
Hình 1.7 cho thấy hiện tƣợng mòn chuôi của gá dao và lỗ côn trục chính rõ rệt do va
đập giữa gá dao và lỗ côn trục chính máy phay trong quá trình thay dao tự động
Lỗ côn trục chính là bộ phận gá kẹp dụng cụ gia công. Mòn lỗ côn trục chính sẽ làm
giảm độ đồng trục và gây ra độ đảo của dụng cụ cắt là một trong các nguyên nhân ảnh
hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm và năng suất gia công. Theo khuyến cáo của nhà sản xuất
lỗ côn trục chính máy CNC cần phải đƣợc mài lại để đảm bảo chất lƣợng sản phẩm sau
khoảng thời gian làm việc nhất định [38, 39] nhƣ trên hình 1.8
Hình 1.8: Lỗ côn trục chính trước và sau khi mài lại [38]
24
đầu trục chính có thể là bằng chứng của việc đầu côn gá dao không đƣợc kẹp chặt.
Bụi, phoi cắt
Bụi và phoi cắt tồn tại giữa dụng cụ cắt và trục chính sẽ làm mòn lỗ côn trục chính và
côn gá dao trong quá trình thay dao. Hệ thống thay dao tự động có thể đƣợc tích hợp với cơ
cấu làm sạch bụi và phoi cắt bằng khí nén. Tuy nhiên khi có thêm dung dịch làm mát trong
quá trình gia công thì hiệu quả làm sạch sẽ bị giảm
Hệ thống thay dao tự động- Automatic tool change (ATC).
ATC bị lệch hoặc không đảm bảo độ đồng tâm giữa đƣờng tâm gá dao và đƣờng tâm
lỗ côn trục chính có thể gây ra hiện tƣợng gá dao bị lắp lệch vào một bên của lỗ côn trục
chính, mỗi khi lấy dụng cụ cắt ra hoặc lắp dụng cụ vào trục chính sẽ gây mòn lỗ côn trục
chính của máy.
Thay đổi dụng cụ cắt bằng tay
Gá dụng cụ cắt nặng có thể làm cho ngƣời vận hành gây ra va đập phần chuôi côn với
lỗ côn trục chính tạo các vết lồi lõm trên bề mặt côn của chúng. Quan sát bề mặt bị lõm
hoặc biến dạng của lỗ côn trục chính có thể quan sát nhƣ trên hình 1.7
25
Copyright: Tài liệu đại học ©