Lập trình vận hành máy CNC Lập trình, Vận Hành, Gia công
DỤNG CỤ PHỤ
1. Khái niệm chung.
Tất cả những cơ cấu dùng đế gá đặt dao khi gia công đều gọi là dụng cụ phụ (như ổ gá dao trên máy tiện, các loại trục gá dao, mang ranh, dầu rêvonve…).
– Phần lớn dụng cụ phụ (hay gọi là đồ gá dao) đà được tiêu chuẩn hoá. Nhưng trong thực tế, nhiều khi cần những đồ gá dao chuyên dùng. Ví dụ, khi thực hiện nhiều bước gia công trên máy khoan, người ta sử dụng đồ gá khoan chuyên dùng để thay thế dao mà không cần dừng máy.
– Tác dụng của dụng cụ phụ :
+ Để nâng cao năng suất lao động, ngiíòi ta thường dùng các loại đầu dao nhiều trục (mũi khoan, dao phay, dao tiện ren) lắp trên các máy khoan vạn năng một trục chính, trên các máy phay, cùng như lắp nhiều dao tiện ưên ổ gá dao của máy tiện vạn năng để gia công đồng thời nhiều bề mặt.
+ Để mở rộng khả năng công nghệ của máy: đồ gá tiện rành, cắt ren trên máy khoan đứng, đồ gá xọc rành then trên máy bào ngang, đồ gá tiện mặt cầu trên máy tiện, dầu dao quay trên máy phay…các loại dồ gá cho phép thực hiện những nguyên công mà những đồ gá bình thường không thể thực hiện được. Như vậy, dùng đồ gá dao cho phép thay những máy chuyên dùng đắt tiền bằng những máy vạn năng rẻ tiền hơn.
+ Trong công nghệ chế tạo máy hạng nặng, những loại đồ gá dao cho phép thực hiện một khối lượng công việc rất lớn khi phương pháp gia công được tiến hành theo nguyên tắc tập trung nguyên công, số lần gá đặt chi tiết và chu kì sản xuất giảm đi rất nhiều.
Sau đây ta tìm hiểu một số dụng cụ phụ thường dùng .
2. Dụng cụ phụ dùng trên máy khoan
Đồ gá kẹp dao trên máy khoan có nhiều loại: kẹp bằng mang ranh, kẹp bằng ống chuôi côn, kẹp bằng các cơ cấu chuyên dùng khác .
2-1. Cơ cấu thay dao nhanh.
Cơ cấu thay dao nhanh dùng để thay dụng cụ cắt (mũi khoan, mũi khoét, dao doa) mà không cần dừng máy (hình 10-1).
Hình 10-la trình bày nguyên lí làm việc của cơ cấu này như sau: chuyển động quay được chuyển từ trục chính của máy qua ống chuôi côn 1, bi 2, tới dụng cụ cắt (mũi khoan, mũi khoét, dao doa) lắp trong bạc 3 (bạc 3 có phần lõm chứa
bi 2). Để tiến hành thay thế dụng cụ , người công nhân dùng tay trái nâng bạc 4 lên, dưới tác dụng của lực li tâm, bi 2 rơi vào phần rãnh chúa bi 5, dụng cụ được tháo lỏng và người công nhân dùng tay phải rút ra (cùng bạc 3).
Sau khi gá dụng cụ mới vào, bạc 4 được hạ xuông và bi 2 lại rơi vào phân lõm của bạc 3, chuyển động của dụng cụ trở lại bình thường. Loại cơ cấu thay dao nhanh này có thể an toàn với số vòng quay của trục chính trong khoảng 250: 300 vòng/phút.
Hình 10-b: Một kết cấu khác của cơ cấu thay dao nhanh. Để thay đổi dụng cụ 1 cần phải nói nhẹ bạc 2, lúc này khe hở ổ giũa cữ chặn a và mặt nghiêng bên trong b của bạc tăng lên và dụng cụ được rơi xuống . Khi gá dụng cụ nhò mặt nghiêng d và lò xo 3.
2-2. Đồ gá dao tiện rãnh mặt trong.
Hình 10-2a là một loại đồ gá dao để doa lỗ côn trên máy khoan đúng. Ông tại 10 được lắp vào cơ cấu thay nhanh của máy và được dẫn hướng theo hai bạc số 2 và số 5 . Hai bạc 2 và 5 được lắp vào thân đồ gá, mà trên đồ gá có gá chi tiết gia công. Trục 7 và lò xo 1 được lắp trong ống 10. Khi trục chính của máy hạ xuống, trục 7 chạm vào chốt tì 6. Néu trục chính của máy cùng với ổng 10 tiếp tục hạ xuống thì miếng 8 cùng với dao tiện 9 sẽ chuyển động hướng kính nhờ chốt 3 lắp chặt với trục 7. Như vậy, dao 9 sẽ cắt được mặt côn và độ côn đúng bằng rãnh nghiêng mà trong đó chổt 3 di chuyển. Khi trục chính được nâng lên, lò xo 1 giãn ra đưa trục 7, miếng 8 và ống 10 trở về vị trí ban đầu.
Hình 10-2b là đồ gá dùng để doa rãnh tại trong lồ chi tiết. Dao doa được lắp ưên miếng quay 3 (miếng quay 3 quay quanh chót 5). Khi trục gá dao 2 hạ xuống, đầu ti của miếng 3 chạm vào bạc 6, lúc đó dao 4 bắt đầu cắt. Chiều dài của rành được khống chế bằng cử tì 1.
Hình 10-2c là gá dao tiện rành hẹp. Trục gá dao 1 được lắp với trục chính của máy, phằn dưới của trục gá dao có lắp miếng gá dao 7. Miếng gá dao có rãnh nghiêng để lắp chốt 5. Khi trục gá dao chuyển động xuống phía dưới, chốt 5 đẩy miếng gá dao 7 chuyển động hướng kính và bắt đẩu cắt rành. Bạc 2 có tác dụng dẫn hướng cho ống 4 và làm cừ chặn để khống chế chiều dài rành gia công. Lò xo 3 có tác dụng đũa miếng gá về vị trí ban đầu khi nâng trục gá 1 lên.
2-3. Đầu khoan nhiều trục.
Đầu khoan nhiều trục đảm bảo cho một số dụng cụ cắt làm việc đồng thời (khoan, khoét, doa , ta rô) nhiều lỗ trên cùng một chi tiết hoặc để gia công tuần tự các lồ trên máy khoan đúng hoặc các máy tổ hợp. Những đầu khoan này có thể là chuyên dùng và có thể là vạn năng.
Đầu khoan chuyên dùng là dầu khoan đồng thôi để gia công một số lồ bố trí trên một chi tiết hoặc nhiều chi tiết khác nhau. Trên những đầu khoan này dụng cụ cắt bố trí trên những khoảng cách có định và không thể thay đổi được.
Đầu khoan vạn năng là đầu khoan để gia công đồng thời một số lỗ trên những chi tiết khác nhau không phụ thuộc vào sự phân bố lỗ, vị trí của dụng cụ cắt lắp trên đẩu khoan có thể thay đổi nhờ trục rút có rành, trục bản lề, hoặc nhò tay quay đặc biệt.
Bộ phận cơ bản của đầu khoan nhiều trục vạn năng là hộp để truyền chuyển động quay và mô men xoắn từ trục chính của máy đến đầu trục làm việc, là một hộp hình chuông có chứa những trục để gá dao và những cơ cấu chuyền chuyển động tới chúng, đôi khi còn có đại để kẹp đầu nhiều trục vổi trục chính của máy. Trong những đẩu chuyên dùng không có hộp hình chuông, trục chính làm việc mang dao trực tiếp nói vói ưục của hộp chạy dao.
Hộp chạy dao của bất kì một dầu khoan nào cùng gồm trục chủ động với bánh răng, trục làm việc hoặc trục chính cùng bánh răng, trục cùng bánh răng trung gian (không phải dùng ưong mọi trường hợp) và thân. Để dễ gia công, thân gồm nhiều bộ phận lắp lại.
Hình 10-3a là sơ đồ bố trí nhiều trục một cách đơn giản nhất. Trục chính của máy chuyển động, chuyển động này được truyền đển đuôi côn 1, bánh răng trung gian 2, rồi tới bánh răng 3 và các trục 4.
Muốn cho các trục dao quay theo chiều kim đồng hồ (để thực hiện quá trình cắt gọt) thì trục chính của máy quay phải quay ngược. Như vậy trong xích chạy dao ta phải lắp thêm bánh răng trung gian để khi trục chính quay ngược chiều kim đồng hồ thì đẩu dao vẫn đi xuống (thực hiện lượng tiến dao).
Hình 10-3b là trường hợp lắp thêm các bánh răng trung gian để khắc phục nhược điểm của sơ dồ hình 10-3a. Trong trường hợp này trục chính vẫn quay theo chiều kim đồng hồ. Trong cơ cấu chạy dao ta không cần lắp thêm bánh răng trung gian và như vậy có thể đơn giản được cơ cấu chạy dao của máy.
Hình 10-3c là một đầu khoan nhiều trục không dùng bánh răng để truyền động . Chuyển động quay từ trục chính của máy qua đuôi côn 1 truyền tới tay quay 2, tay quay 2 nằm trong giá 3 (giá 3 được đổ bằng tay quay 5). Các trục mang dao 4 cùng có bán kính tay quay bằng trục 2, các trục này nhận chuyển động từ giá 3. Giá 3 có thể làm quay nhiều ưục 4 nằm trong phạm vi của nó. Khi giá 3 chuyển động (chuyển động song phẳng) tất cả các điểm của nó cũng cùng một quỹ đạo với bán kính tay quay, với kết cấu như vậy tốc độ quay của tất cả các trục mang dao đều bằng nhau .
Hình 10-4a là loại đầu khoan mà vị trí các trục chính của nó có thể thay đổi được. Giá đổ 1 của trục chính 2 có thể dịch chuyển được theo phương hướng kính và di chuyển theo bán kính của giá đổ 3. Để thay đổi khoảng cách giữa các khớp 4 và 5 người ta dùng khổp nói 6 có then trượt. Các trục chính của đầu khoan quay vói tốc độ như nhau.
Hình 10-4b là một loại đầu khoan mà vị trí của các trục chính được xác định bằng dây cung r (nhìn theo mặt chiếu đúng) khi ta quay phần dưới số 7 quanh trục a-a. Đuôi côn 8 của đẩu khoan được gá vào lồ côn của trục chính máy, còn hộp của đầu khoan được giữ bằng thanh treo 3.
Đầu khoan dạng này được dùng để gia công các lồ ở mặt bích có đường kính khác nhau.
2-4. Tính đầu khoan nhiều trục.
Tài liệu ban đầu dùng dể tính đầu khoan nhiều trục :
– Bản vẽ chi tiết gia công với đầy đủ điều kiện kĩ thuật.
– Phiếu nguyên công (có đầy đủ chế độ cắt và thòi gian cơ bản).
– Loại dao, kích thước dao và vật liệu làm dao.
– Thuyết minh máy mà ta phải lắp đầu nhiều trục lên.
– Bản vẽ đồ gá ở nguyên công dùng đẩu nhiều trục.
Trình tự tính toán:
– Chọn chế độ cắt cho mồi dao có trên đầu dao.
– Xác định mô men xoắn, công suất và lực chạy dao cho mồi dao.
– Xác định công suất chung cho đầu khoan.
– Xác định sô vòng quay cúa trục chính máy khoan.
– Xác định lượng chạy dao của dầu khoan.
– Xác định lực chạy dao tổng cộng của tất cả các dao trên dầu dao.
– Chọn sơ đồ động của các đẩu khoan cho thích hợp.
– Tính kích thước của các ưục và bánh răng.
– Tính và chọn ổ bi.
– Chọn két cấu của các trục khoan và bánh răng.
– Chọn phương pháp kẹp chặt đầu nhiều trục vào máy.
– Vẻ két cấu của toàn bộ của đầu khoan.
a. Chọn chế độ cắt cho mỗi dao trên đầu khoan.
Dựa theo sổ tay, hoặc công thức ta xác định lượng chạy dao và tổc độ cắt. Từ tốc độ cắt ta xác định số vòng quay n đối vói mồi dao.
+ Tính lượng chạy dao (mm/vòng):
– Lượng chạy dao khi khoan và khoét:
f. Chọn sơ đồ động của dâu khoan.
Ở bước này, căn cứ vào vị trí của các lồ cần khoan phải xác định các trục của bánh răng, xác định đường kính vòng chia, mô đun của các bánh răng, đồng thời cũng phải xác định bề rộng bánh răng theo tải trọng của từng trục khoan.
g. Tính trục bánh răng và trục trung tám của đâu khoan.
Trục trung tâm của đầu khoan là một chi tiết làm việc với tải trọng lớn. Chọn mô đun bánh răng phải dựa trên cơ sở tải trọng tác dụng lên bánh răng lắp trên trục trung tâm.
Đường kính trục trung tâm được xác định theo công thức sau đây :
Góc nghiêng θ và độ võng y phải nhỏ hơn trị số cho phép.
Góc nghiêng cho phép lớn nhất là 0,001°. Độ võng y cho phép bằng 0,000: 0.0005, chiều dài trục giũa hai gối đổ bằng 0,01: 0,03 mô đun bánh răng.
j. Tính vòng bi
Khi tính bi ta dùng công thức:
C = Q- (n-h)mũ 0.3 (10-25)
Trong đó: C- hệ số khả năng làm việc của bi (hệ số c phụ thuộc vào kết cấu, kích thước và vật liệu của bi).
Q- tải trong của bi (kG).
n- số vòng quay của bi cùng vổi trục (v/phút).
h- tuổi thọ của bi ( giò ).
Khi tính bi, ta chọn tuổi thọ h=2500-ỉ-4500 giò. cần nhớ rằng tuổi thọ của bi phụ thuộc vào tải trọng Q, mà tải trọng Q lại phụ thuộc vào chế độ cắt (khi tải trọng tăng hai lần, tuổi thọ của bi giảm 84-10 lần ).
Các trục lắp bánh răng cần phải ché tạo bằng thép 45 và 40X, bánh răng bằng thép 20X, 40X. vỏ đầu khoan bằng gang xám GX12: 28 hoặc thép hợp kim nhôm.
k. Chọn phương pháp kẹp chặt đầu khoan vào máy.
Tuỳ thuộc vào kết cấu của đầu khoan nhiều trục và máy sử dụng mà phương pháp nối dầu khoan với trục chính của máy có những phương án khác nhau. Hình 10-6 trình bày phương pháp kẹp dầu nhiều trục lên ống trơn của trục chính của máy qua nổi trục trung gian 2. Trục chủ động nối vổi trục chính nhò cán truyền hình côn 5. Nối trục trung gian 2 được kẹp vào nắp của dầu nhiều ưục bằng 4 bu-lông 3, còn trên ống của máy thì nó được kẹp chặt bằng 2 bu lông kẹp tiếp tuyến 4.
3. Cơ cấu kẹp dao trên máy tiện.
Cơ cấu kẹp dao thông dụng nhất trên máy tiện là các ổ gá dao. Để giảm thời gian gia công người ta thường dùng bàn xe dao chuyên dùng (hình 10-6). Trên các ở gá dao này có thể gá được nhiều dao để thực hiện các công việc khác nhau. Sử dụng ở gá dao loại này cho phép ta cùng lúc có thể gia công được nhiều bề mặt khác nhau.
Khi điều chỉnh máy, người ta phải dùng các cừ chặn để dừng bàn xe dao đúng vị trí.
Trong sản xuất hàng loạt, do sản phẩm có nhiều loại khác nhau, cho nên đối với mỗi loại máy phải dùng nhiều ổ gá dao dể thay thế. Mồi ổ gá dao dùng dễ gia công một loại chi tiết nhất định.
Ngoài ở gá dao, trên các máy tiện người ta còn dùng các trục gá, các áo côn để kẹp dao khi tiện móc lỗ hoặc khi khoa, khoét, doa, ta rô.
4 Cơ cấu kẹp dao trên máy phay.
Dao phay trụ hoặc đĩa được lắp trên trục gá và trục gá thường được lắp trực tiếp vói trục chính của máy. Nhưng để mổ rộng khả năng công nghệ của máy phay, ngúòi ta lắp trục mang dao ưên các cơ cấu chuyên dùng.
Hình 10-7a là một loại cơ cấu gá dao chuyên dùng, đầu dao đứng trên máy máy phay vạn năng. Hộp cơ cấu được kẹp chặt trên bộ dẫn hướng đứng bằng chêm và bu lông. Chuyển động quay từ trục chính của máy được chuyển qua đuôi côn 1, cặp bánh răng côn 2 và 3 tới trục mang dao 4. Phần quay II có thể được gá dưới bất kì góc độ nào so với mặt phẳng nằm ngang bằng phần trụ khắc độ a.
Hình 10-7b là một loại dầu quay vạn năng trên máy phay nằm ngang. Đầu quay cấu tạo gồm phần cổ định I, phần quay trung gian II (quay xung quanh tâm a-a) và phần quay III (quay xung quanh tâm b-b) vói trục mang dao. Chuyển động quay từ trục chính của máy được truyền qua đuôi côn 1, cặp bánh răng côn 2, 3, cặp bánh răng côn 6, 7 rồi tối trục mang dao 4.
Loại đầu quay này có thể được gá dưới bất kì góc độ nào so với mặt phẳng nằm ngang và thẳng đứng (do phằn quay có thể quay xung quanh hai trục a-a và b-b).
Trục mang dao của hai loại đầu quay trên đây có lồ côn để lắp đuôi côn dao (trong trường hợp đuôi côn nhỏ, người ta phải dùng thêm áo côn trung gian).
Các đầu quay loại này được dùng trong sản xuất loạt nhỏ, đơn chiếc và cho phép mở rộng công nghệ của máy phay ngang.
Hình 10-7c là một loại đầu quay hai trục mang dao trên máy phay nằm ngang. Loại này cùng được lắp trên máy giống như hai loại trên. Chuyển động quay từ ưục chính của máy được truyền qua đuôi côn 1, các bánh răng trụ rồi tỏi các trục mang dao 4. Đối với các loại đầu dao này, người ta có thể thiết kế các trục mang dao và có thể lắp chúng trên máy phay nằm ngang cũng như ưên máy phay đứng, sử dụng loại đầu dao này cho phép ta thay thế nhiều máy phay vạn năng và nâng cao năng suất lao động.
