Trang 1
Môc lôc. Ch¬ng I. KÕt cÊu m¸y CNC vμ n¬i cÇn thiÕt cã thuû lùc, b«i tr¬n vμ khÝ nÐn. 1. Tæng quan vÒ sù ph¸t triÓn cña m¸y c«ng cô. 2. LÞch sö ph¸t triÓn cña m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè. 3. KÕt cÊu vμ nh÷ng ®Æc trng c¬ b¶n cña m¸y CNC. 4. N¬i cÇn thiÕt cã b«i tr¬n, thuû lùc vμ khÝ nÐn. 5. C¸c yªu cÇu c¬ b¶n cña hÖ thèng b«i tr¬n. Ch¬ng II. C¸c thiÕt bÞ cÇn thiÕt cña hÖ thèng b«i tr¬n, khÝ nÐn vμ thuû lùc. 1. C¸c bé phËn t¹o nªn hÖ thèng thuû lùc. 2. C¸c bé phËn t¹o nªn hÖ thèng khÝ nÐn. 3. C¸c bé phËn t¹o nªn hÖ thèng b«i tr¬n. Ch¬ng III. ThiÕt kÕ hÖ thèng b«i tr¬n cho m¸y CNC. I. ThiÕt kÕ hÖ thèng b«i tr¬n cho m¸y CNC. 1. ThiÕt kÕ s¬ ®å b«i tr¬n. 2. S¬ ®å bè trÝ ®êng èng dÉn dÇu trong m¸y. II. ChØ tiªu tÝnh to¸n cho chÕ ®é b«i tr¬n tr¬n. 1. §Þnh luËt c¬ b¶n vÒ ma s¸t. 2. C¬ së lý thuyÕt vÒ mßn. 3. Ph¬ng tr×nh c¬ b¶n vÒ dßng ch¶y trong èng. 4. ChØ tiªu tÝnh to¸n chÕ ®é b«i tr¬n. III. TÝnh to¸n chÕ ®é b«i tr¬n trong m¸y. 1. TÝnh to¸n chÕ ®é b«i tr¬n côm ®êng híng. 2. TÝnh to¸n chÕ ®é b«i tr¬n trôc chÝnh. Ch¬ng IV. TÝnh to¸n hÖ thèng thuû lùc. 1. ChÊt láng trong hÖ thèng thuû lùc. 1
Trang 2
2. TruyÒn ®éng thuû lùc thÓ tÝch. 3. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y thuû lùc. Ch¬ng V. ThiÕt kÕ hÖ thèng khÝ nÐn. I. Kh«ng khÝ_chÊt láng c«ng t¸c. II. ThiÕt kÕ s¬ ®å cung cÊp khÝ nÐn. 1. S¬ ®å cung cÊp khÝ nÐn. 2. S¬ ®å bè trÝ d©y trong m¸y. III. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè cña khÝ nÐn trong m¸y. 1. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè cho viÖc thay dao tù ®éng. 2. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè cho ô chøa dao. Ch¬ng VI. ThiÕt kÕ hÖ thèng lμm m¸t. 1. ThiÕt kÕ hÖ thèng ®êng èng. 2. TÝnh to¸n lu lîng b¬m. 2
Trang 3
Ch¬ng I. KÕt cÊu m¸y CNC vμ n¬i cÇn thiÕt cã thñy lùc, b«i tr¬n vμ khÝ nÐn. 1. Tæng quan vÒ sù ph¸t triÓn cña m¸y c«ng cô. M¸y c«ng cô c¾t gät kim lo¹i lμ trang thiÕt bÞ chñ yÕu trong c¸c nhμ m¸y, ph©n xëng c¬ khÝ ®Ó chÕ t¹o ra c¸c chi tiÕt cña m¸y mãc, khÝ cô, c¸c dông cô, c¸c s¶n phÈm dïng trong s¶n xuÊt vμ c¸c s¶n phÈm dïng trong ®êi sèng. M¸y c«ng cô cã lÞch sö ph¸t triÓn l©u dμi g¾n liÒn víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt. Tr×nh ®é c¬ khÝ hãa, tù ®éng ho¸ cña m¸y c«ng cô ngμy cμng cao. Ngμy nay sè lîng, chñng lo¹i vμ møc ®é hiÖn ®¹i hãa cña m¸y ngμy cμng t¨ng do ®îc øng dông nh÷ng thμnh tùu míi nhÊt vμ tiªn tiÕn nhÊt cña tin häc v× vËy n¨ng suÊt lao ®éng ngμy cμng t¨ng gãp phÇn ®¸ng kÓ vμo sù ph¸t triÓn cña nÒn kinh tÕ cña ®Êt níc, ®¸p øng nhu cÇu cña x· héi. Cã thÓ tãm t¾t qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña m¸y c«ng cô trªn thÕ giíi theo s¬ ®å sau: C¬ khÝ thñ C¬ khÝ → M¸y tù ®éng cøng dïng cam. c«ng hãa → D©y chuyÒn tù ®éng cøng. → 1950 m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn theo ch- ¬ng tr×nh sè ( NC-M). → 1970 m¸y c«ng cô tù ®éng ®iÒu khiÓn Lμm viÖc Lμm viÖc theo ch¬ng tr×nh sè cã sù trî gióp cña m¸y b»ng tay b»ng m¸y tÝnh. → Trung t©m gia c«ng CNC. → D©y chuyÒn s¶n xuÊt linh ho¹t vμ tÝch hîp ( FMS & CIM ) ( Dïng cho d¹ng s¶n xuÊt lo¹t nhá ). 2. LÞch sö ph¸t triÓn cña m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè. ý tëng ®iÒu khiÓn mét dông cô th«ng qua mét chuçi lÖnh kÕ tiÕp liªn tôc mμ chóng ta ®îc øng dông trong c¸c m¸y CNC ngμy nay, thùc ra ®· ®îc ph¸t kiÕn tõ thÕ kû thø 14. B¾t ®Çu tõ nh÷ng côm chu«ng ®îc ®iÒu khiÓn b»ng c¸c trôc ®ôc lç. 1808. joseph.M.Jacquard dïng nh÷ng tÊm t«n ®ôc lç ®iÒu khiÓn tù ®éng c¸c m¸y dÖt. Nh÷ng “ vËt mang tin thay ®æi ®îc” ®· ra ®êi. 3
Trang 4
1863. M.Fourneaux ®¨ng ký b»ng ph¸t minh ®μn d¬ng cÇm tù ®éng næi tiÕng thÕ giíi víi tªn gäi Pianola, trong ®ã dïng mét b¨ng giÊy cã chiÒu réng kho¶ng 30cm ®ôc c¸c lç theo vÞ trÝ t¬ng thÝch ®Ó ®iÒu khiÓn luång khÝ nÐn t¸c ®éng vμo c¸c phÝm bÊm c¬ khÝ. B¨ng giÊy ®ôc lç lμm vËt mang tin ®· ®îc ph¸t kiÕn. 1938. Claud.E.Shannon trong khi lμm luËn ¸n tiÕn sü t¹i M.I.T (Massachusees Intitute of Technology) ®· ®i tíi kÕt luËn viÖc tÝnh to¸n vμ truyÒn t¶i nhanh d÷ liÖu cã thÓ duy nhÊt thùc hiÖn ®îc nhê d¹ng m· nhÞ ph©n. C¬ së khoa häc cho c¸c m¸y tÝnh hiÖn nay kÓ c¶ c¸c hÖ ®iÒu khiÓn sè ®· ®îc hoμn thiÖn. 1946. Dr.Jonh.W.Mauchly vμ Dr.J.Presper Eckert ®a ra c¸c m¸y tÝnh sè ®Çu tiªn “ENIAC” cho qu©n ®éi Mü. C¬ së cña sö lý sè b»ng ®iÖn tö ®· ®¹t ®îc. 1949/52. John Parsons vμ M.I.T ®· thiÕt kÕ theo hîp ®ång cña kh«ng lùc Hoa Kú “ mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn m¸y c«ng cô, ®Ó ®iÒu khiÓn trùc tiÕp vÞ trÝ cña c¸c trôc th«ng qua d÷ liÖu ®Çu ra cña mét m¸y tÝnh lμm b»ng chøng cho chøc n¨ng gia c«ng mét chi tiÕt”. Parsons ®· ®a ra 4 tiªu ®Ò cho ý tëng nμy nh sau: 1. Nh÷ng vÞ trÝ ®îc tÝnh ra trªn biªn d¹ng ®îc ghi nhí vμo c¸c b¨ng ®ôc lç. 2. C¸c b¨ng ®ôc lç ®îc ®äc ë trªn m¸y mét c¸ch tù ®éng. 3. Nh÷ng vÞ trÝ ®· ®äc ra ®îc liªn tôc chuyÓn ®i vμ bæ sung thªm tÝnh to¸n cho c¸c gi¸ trÞ trung gian néi t¹i. 4. C¸c ®éng c¬ Servo (®éng c¬ ®iÒu khiÓn v« cÊp tèc ®é) cã thÓ ®iÒu khiÓn ®îc chuyÓn ®éng cña c¸c trôc. Víi mét m¸y nh vËy cÇn ph¶i chÕ t¹o ®îc c¸c phÇn tö tÝch ph©n ngμy cμng phøc t¹p h¬n cho c«ng nghiÖp chÕ t¹o m¸y bay. Nh÷ng chi tiÕt ®ã vμo thêi ®iÓm nμy ®· ®îc miªu t¶ chÝnh x¸c víi mét sè Ýt c¸c d÷ liÖu to¸n häc, nhng viÖc chÕ t¹o ra chóng b»ng tay lμ rÊt khã kh¨n. 4
Trang 5
1952. T¹i M.I.T ®· cung cÊp chiÕc m¸y phay ®iÒu khiÓn sè ®Çu tiªn mang tªn “Cincinnati Hydrotel” cã trôc th¼ng ®øng tñ ®iÒu khiÓn l¾p c¸c bãng ®Ìn ®iÖn tö cã thÓ dÞch chuyÓn ®ång thêi trªn 3 trôc to¹ ®é (néi suy tuyÕn tÝnh 3 kÝch thíc = 3D Linearinterpolation), tiÕp nhËn d÷ liÖu qua b¨ng ®ôc lç m· nhÞ ph©n. 1954. Bendix mua b¶n quyÒn ph¸t minh cña Parsons vμ chÕ t¹o thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn NC c«ng nghiÖp ®Çu tiªn, thiÕt bÞ nμy vÉn dïng c¸c bãng ®Ìn ®iÖn tö. 1957. Kh«ng lùc Hoa Kú trang bÞ nh÷ng m¸y phay ®iÒu khiÓn sè ®Çu tiªn trong ph©n xëng cña hä. 1958. Giíi thiÖu ng«n ng÷ lËp tr×nh biÓu trng ®Çu tiªn - APT - g¾n liÒn víi m¸y tÝnh IBM. 1960. C¸c nhμ chÕ t¹o §øc tr×nh bμy nh÷ng m¸y ®iÒu khiÓn NC ®Çu tiªn t¹i héi chî Hannover. 1968. kü thuËt m¹ch tÝch hîp IC (Integrated Circuits) lμm cho c¸c phÇn tö ®iÒu khiÓn trë nªn nhá gän h¬n vμ tin cËy h¬n. 1972. C¸c tñ ®iÒu khiÓn NC ®Çu tiªn cã cμi ®Æt c¸c côm vi tÝnh chÕ t¹o hμng lo¹t, ®a ra mét thÕ hÖ míi c¸c thiÕt bÞ NC cμi ®Æt c¸c côm vi tÝnh cã c«ng n¨ng m¹nh mÏ h¬n (CNC) thÕ hÖ nμy mau chãng ®îc thay thÕ bëi c¸c côm ®iÒu khiÓn CNC cμi ®Æt c¸c Microprocessor (μP). 1980. Trong khi ph¸t kiÕn c¸c c«ng cô trî gióp lËp tr×nh tÝch hîp CNC ®· xuÊt hiÖn mét “cuéc chiÕn lßng tin” ñng hé hay chèng ®èi gi¶i ph¸p cÊp lÖnh b»ng tay. 1984. HÖ ®iÒu khiÓn CNC cã c«ng n¨ng m¹nh mÏ ®îc trang bÞ nh÷ng c«ng cô trî gióp lËp tr×nh graphic tiÕn thªm mét bíc míi lμ “lËp tr×nh t¹i ph©n x- ëng”. 1986/87. C¸c giao diÖn tiªu chuÈn ho¸ (Inteface) më ra con ®êng tiÕn tíi c¸c xÝ nghiÖp tù ®éng trªn c¬ së mét hÖ thèng trao ®æi th«ng tin liªn th«ng CIM (Computer Integrated Manufacturing). 5
Trang 6
1990. C¸c giao diÖn sè gi÷a ®iÒu khiÓn NC vμ hÖ truyÒn ®éng c¶i thiÖn ®é chÝnh x¸c vμ ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña c¸c trôc ®iÒu khiÓn NC vμ trôc chÝnh. Tõ nh÷ng n¨m 90 trë l¹i ®©y cïng víi sù ph¸t triÓn víi tèc ®é rÊt cao cña c«ng nghÖ m¸y tÝnh nªn c¸c m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè ®îc trang bÞ nh÷ng thiÕt bÞ cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh vμ tÝnh to¸n nhanh do ®ã ®é chÝnh x¸c gia c«ng ®îc n©ng cao vμ cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn viÖc gia c«ng c¸c bÒ mÆt phøc t¹p. 3. KÕt cÊu vμ nh÷ng ®¨c trng c¬ b¶n cña m¸y CNC. 3.1. Nguyªn t¾c cÊu tróc cña m¸y CNC . M¸y c«ng cô CNC lμ sù ph¸t triÓn cao tõ c¸c m¸y NC. C¸c m¸y CNC cã mét m¸y tÝnh ®Ó thiÕt lËp ch¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn c¸c chøc n¨ng dÞch chuyÓn cña m¸y. PhÇn lín m¸y CNC lμm viÖc theo hé thèng kÝn bao gåm 4 bé phËn sau: *Bé phËn ch¬ng tr×nh: Bé phËn nμy bao gåm cã b¶n ch¬ng tr×nh, c¬ cÊu di chuyÓn ch¬ng tr×nh, c¬ cÊu ®äc ch¬ng tr×nh. C¸c m¸y CNC hiÖn ®¹i ®îc trang bÞ nh÷ng thiÕt bÞ cã tÝnh c«ng nghÖ cao phôc vô cho viÖc lËp tr×nh vμ ®iÒu khiÓn m¸y. C¸c m¸y tÝnh cã tèc ®é xö lý cao dung lîng bé nhí lín do ®ã cã thÓ lu trong bé nhí nhiÒu ch¬ng tr×nh gia c«ng ®ång thêi. C¨n cø vμo b¶n vÏ chÕ t¹o cña chi tiÕt mμ ta lËp ®îc c¸c ch¬ng tr×nh gia c«ng cô thÓ cho m¸y th«ng qua c¸c c©u lÖnh. Tõ c¸c c©u lÖnh ®· ®îc lËp bé phËn néi suy cña m¸y sÏ thiÕt lËp ®îc ®êng dÞch chuyÓn cña dông cô c¾t. Cã nhiÒu c¸ch ®Ó lËp ch¬ng tr×nh cho m¸y CNC: LËp tr×nh bªn ngoμi m¸y (offline): c¸c ch¬ng tr×nh ®îc lËp s½n bªn ngoμi sau ®ã ®îc lu tr÷ vμo c¸c vËt mang tin nh ®Üa tõ, ®Üa compact...råi ®a vμo trong bé nhí cña m¸y CNC th«ng qua c¸c thiÕt bÞ ®äc hoÆc truyÒn trùc tiÕp tõ m¸y tÝnh (§èi víi nh÷ng m¸y CNC cã kÕt nèi víi m¸y tÝnh). C¸ch lËp tr×nh nμy thêng ®îc ¸p dông cho nh÷ng chi tiÕt phøc t¹p. LËp tr×nh trùc tiÕp trªn m¸y(online): c¸c ch¬ng tr×nh ®îc lËp trùc tiÕp t¹i ph©n xëng gia c«ng th«ng qua bμn phÝm cña m¸y. Thêng ¸p dông cho nh÷ng chi tiÕt gia c«ng ®¬n gi¶n. 6
Trang 7
*Bé phËn ®iÒu khiÓn: Tõ ch¬ng tr×nh gia c«ng ®îc ®a vμo m¸y bé néi suy cña m¸y sÏ tÝnh to¸n ra c¸c ®êng ®i cô thÓ cña dông cô. Bé phËn ®iÒu khiÓn sÏ ph¸t ra c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn c¸c th«ng sè cña qu¸ tr×nh gia c«ng còng nh c¸c qu¸ tr×nh phô trî (®iÒu khiÓn tèc ®é quay cña tõng ®éng c¬ servo øng víi tõng trôc X,Y,Z, ®ãng hoÆc më dung dÞch tr¬n l¹nh, thay ®æi dông cô c¾t). Trong c¸c m¸y gia c«ng ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè, qu·ng ®êng ch¹y cña c¸c dông cô hoÆc cña chi tiÕt ®· ®îc cho tríc mét c¸ch chÝnh x¸c th«ng qua c¸c chØ dÉn ®iÒu khiÓn trong ch¬ng tr×nh NC. Tïy theo d¹ng cña c¸c chuyÓn ®éng gi÷a ®iÓm ®Çu vμ ®iÓm cuèi cña qu·ng ®êng ch¹y nμy mμ ngêi ta chia thμnh 3 d¹ng ®iÒu khiÓn: - §iÒu khiÓn theo ®iÓm, - §iÒu khiÓn theo ®êng, - §iÒu khiÓn theo ®êng viÒn (Contour). Trong c¸c d¹ng ®iÒu khiÓn ë trªn th× d¹ng ®iÒu khiÓn theo ®iÓm lμ ®¬n gi¶n nhÊt ®îc øng dông khi gia c«ng theo c¸c to¹ ®é x¸c ®Þnh ®¬n gi¶n, qu¸ tr×nh gia c«ng chØ ®îc thùc hiÖn ë ®iÓm ®Ých. D¹ng ®iÒu khiÓn theo ®êng phøc t¹p h¬n d¹ng ®iÒu khiÓn d¹ng ®iÓm cho phÐp t¹o ra c¸c ®êng ch¹y song song víi c¸c trôc to¹ ®é, trong khi ch¹y dao c¾t gät liªn tôc t¹o nªn bÒ mÆt gia c«ng . Trong ®iÒu kiÖn ®iÒu khiÓn më réng 2 trôc cña m¸y chuyÓn ®éng víi tèc ®é nh nhau ®ång thêi ta cã thÓ gia c«ng bÒ mÆt c«n 45O. Ph¹m vi øng dông cña ®iÒu khiÓn ®êng bÞ thu hÑp trªn c¸c m¸y phay vμ m¸y tiÖn. D¹ng ®iÒu khiÓn theo ®êng viÒn lμ d¹ng ®iÒu khiÓn phøc t¹p nhÊt nã cho phÐp t¹o ra nh÷ng bÒ mÆt phøc t¹p. B»ng ®iÒu khiÓn ®êng viÒn ta cã thÓ t¹o ra c¸c ®êng viÒn hoÆc ®êng th¼ng tïy ý trong mét mÆt ph¼ng hoÆc trong kh«ng gian. §iÒu nμy ®¹t ®îc nhê chuyÓn ®éng ®ång thêi cña c¸c bμn trît theo hai hoÆc nhiÒu trôc täa ®é ®ång thêi vμ gi÷a c¸c trôc nμy cã quan hÖ hμm sè. Tïy theo sè lîng c¸c trôc ®îc ®iÒu khiÓn ®ång thêi mμ ®iÒu khiÓn ®êng viÒn ®îc chia thμnh: ®iÒu khiÓn 2D, ®iÒu khiÓn 2 1/2D, ®iÒu khiÓn 3D vμ ®iÒu khiÓn cã nhiÒu h¬n 3 trôc täa ®é ®îc ®iÒu khiÓn ®ång thêi. 7
Trang 8
*Bé phËn liªn hÖ ngîc( bé phËn ph¶n håi) vμ bé phËn ®o lêng: §Ó chÝnh x¸c vÞ trÝ cÇn cã hÖ thèng ®o ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c. §Ó biÕt ®îc kho¶ng dÞch chuyÓn cña bμn trît m¸y vμ gãc quay cña bμn quay, ngêi ta sö dông c¶m biÕn ®o gia sè, bé m· gãc vμ xenxin. VÞ trÝ bμn m¸y thêng kh«ng ®o trùc tiÕp qua hÖ thèng ®o trªn c¸c sèng trît cña th©n m¸y mμ ®o gi¸n tiÕp qua viÖc ®o gãc t¹i c¸c c¬ cÊu chuyÓn ®éng. C¶m biÕn ®o dÞch chuyÓn lμ thíc ®o cã kh¾c v¹ch, c¸c tÊm kh¾c v¹ch kh«ng tiÕp xóc qua ¸nh s¸ng hoÆc tõ tÝnh. Khi ®o theo ph¬ng ph¸p ¸nh s¸ng ®i qua ngêi ta dïng thíc v¹ch b»ng thñy tinh cã c¸c v¹ch kh«ng cho ¸nh s¸ng ®i qua vμ c¸c khe hë cho ¸nh s¸ng ®i qua. ThiÕt bÞ quÐt gåm mét nguån s¸ng m¹nh, mét tÊm quÐt vμ mét hÖ thèng ®¸nh gi¸ ®iÖn tö. C¸c tÊm quÐt gièng nh mét c¸i thíc cã kh¾c v¹ch kh«ng cho ¸nh s¸ng ®i qua vμ khe hë cho ¸nh s¸ng ®i qua. Khi c¸c khe hë cña thíc vμ cña c¸c tÊm quÐt ®øng ®èi diÖn mét c¸ch chÝnh x¸c, ¸nh s¸ng tõ nguån s¸ng cã thÓ ®Õn ®îc c¸c ®i«t quang ®iÖn rÊt nh¹y c¶m víi ¸nh s¸ng vμ ®îc ®¸nh gi¸ b»ng ®iÖn tö. Khi thíc vμ tÊm quÐt ®èi diÖn nhau mét chiÒu réng v¹ch kh«ng cã ¸nh s¸ng ®i ®Õn c¸c ®i«t quang ®iÖn. TÝn hiÖu s¸ng, tèi sÏ ®îc thiÕt bÞ ®Õm xung ghi nhËn vμ tõ ®ã tÝnh ra ®îc kho¶ng dÞch chuyÓn cña bμn m¸y. Tïy theo bíc chia cña thíc mμ ta sÏ cã ®îc ®é chÝnh x¸c ®o t¬ng øng vμ x¸c ®Þnh ®îc chÝnh x¸c vÞ trÝ bμn m¸y. 3.2 KÕt cÊu c¬ khÝ cña m¸y phay CNC. 3.2.1. Bé phËn th©n m¸y. Th©n m¸y ph¶i ®¶m b¶o ®é cøng v÷ng, kÕt cÊu gän nhÑ. Th©n m¸y cã nhiÖm vô ®ì toμn bé c¸c bé phËn cña m¸y cã chuyÓn ®éng t¬ng ®èi víi nhau ®Ó t¹o ra qóa tr×nh c¾t gät. V× vËy kÕt cÊu cña th©n m¸y ph¶i ®¶m b¶o chèng ®îc rung ®éng trong qu¸ tr×nh c¾t. Th©n m¸y bao gåm c¸c bé phËn sau: 8
Trang 9
H×nh 1. Th©n m¸y 1- Ch©n ®Õ. 2- Bu l«ng ®iÒu chØnh nÒn mãng. 3- §êng híng (DÉn híng trôc x ). 4- HÖ thèng l¾p trôc vÝt me ®ai èc bi. 3.2.2 Bé phËn trôc X. NhiÖm vô : Thùc hiÖn chuyÓn ®éng däc theo th©n m¸y. §Ó thùc hiÖn chuyÓn ®éng nμy nhê trôc vÝt me ®ai èc bi dÉn ®éng b»ng ®éng c¬ bíc hoÆc ®éng c¬ Servo. KÕt cÊu cña trôc X nh sau: H×nh 2 . Trôc X. 1 - Khung ( Ph¶i ®Èm b¶o cøng v÷ng). 2 - Côm ®êng híng. 3 - §êng dÉn híng trôc Y. 4 - C«ng t¾c hμnh tr×nh. 9
Trang 10
5 - C¬ cÊu l¾p trôc vÝt me ®ai èc bi. 3.2.3. Bé phËn trôc Z. NhiÖm vô: Cã t¸c dông ®ì toμn bé phÇn côm trôc chÝnh ®Ó côm trôc chÝnh thùc hiÖn chuyÓn ®éng lªn xuèng t¹o ra chiÒu s©u c¾t. Thùc hiÖn chuyÓn ®éng nμy nhê trôc vÝt me ®ai èc bi, dÉn ®éng nhê ®éng c¬ bíc hoÆc ®éng c¬ Servo. KÕt cÊu trôc Z nh sau: H×nh 3. Trôc Z 1 - Khung. 2 - G©n t¨ng cøng. 3 - C«ng t¾c hμnh tr×nh. 4 - Côm ®êng híng. 5 - HÖ thèng l¾p trôc vÝt me ®ai èc bi. 3.2.4. Bé phËn trôc Y. NhiÖm vô: Thùc hiÖn chuyÓn ®éng vu«ng gãc víi trôc X. ChuyÓn ®éng trªn ®êng dÉn híng cña trôc X. Thùc hiÖn chuyÓn ®éng nμy nhê trôc vÝt me ®ai èc bi, 10
Trang 11
dÉn ®éng nhê ®éng c¬ bíc hoÆc ®éng c¬ Servo. KÕt cÊu trôc Y nh sau: H×nh 4. Trôc Y. 1 - MÆt bμn ( Bè trÝ c¸c r·nh ch÷ T ®Ó kÑp ph«i ). 2 - Côm ®êng híng. 3 - C¬ cÊu l¾p trôc vÝt me ®ai èc bi. 4 - C«ng t¾c hμnh tr×nh. 5 - Vá bäc che ch¾n bôi vμ phoi. 3.2.5. Bé phËn ®Çu m¸y. NhiÖm vô : Mang côm trôc chÝnh thùc hiÖn chuyÓn ®éng däc theo trôc Z, Thùc hiÖn chuyÓn ®éng nμy nhê trôc vÝt me ®ai èc bi dÉn ®éng b»ng ®éng c¬ bíc hoÆc ®éng c¬ Servo. KÕt cÊu chÝnh cña ®Çu m¸y nh sau: 11
Trang 12
H×nh 5. §Çu m¸y. 1 - Khung. 2 - Xy lanh khÝ nÐn. 3 - Trôc chÝnh. 4 - §éng c¬ ®iÖn. 5 - Puly dÉn ®éng. 6 - §ai truyÒn. 3.2.6. Bé phËn xy lanh khÝ nÐn. NhiÖm vô : Thùc hiÖn nhiÖm vô thay dao nhanh. KÕt cÊu ®¬n gi¶n cña nã nh sau: 12
Trang 13
H×nh 6 . Xy lanh khÝ nÐn. 1 - HÖ thèng èng dÉn khÝ nÐn. 2 - Xy lanh th¸o dông cô. 3 - Bu l«ng ®ai èc. 4 - Bé phËn cè ®Þnh xy lanh. 3.2.7. Bé phËn vÝt me ®ai èc bi. NhiÖm vô : Dïng ®Ó dÉn ®éng c¸c trôc chuyÓn ®éng theo ®êng dÉn híng. Trôc vÝt me ®îc dÉn ®éng nhê c¸c ®éng c¬ bíc hoÆc ®éng c¬ Servo. VÝt me ®ai èc bi lμ mét lo¹i vÝt me ®Æc biÖt cã thÓ khö khe hë triÖt ®Ó. V× vËy khi ®æi chiÒu chuyÓn ®éng kh«ng tån t¹i khe hë ®¶m b¶o ®îc ®é chÝnh x¸c gia c«ng. KÕt cÊu cña bé phËn vÝt me ®ai èc bi nh sau: 13
Trang 14
H×nh 7 . VÝt me ®ai èc bi dÉn ®éng trôc X vμ Y. 1 - Vßng bi. 2 - Vßng ®ì. 3 - §ai èc bi. 4 - Trôc vÝt me. 5 - MÆt bÝch. 6 - C¬ cÊu gi÷ æ bi. 7 - Bé phËn khíp nèi. 8 - §éng c¬ Servo. Bé phËn trôc vÝt me ®ai èc bi ®Ó dÉn ®éng trôc Z cã kÕt cÊu t¬ng tù nh trôc vÝt me ®ia èc bi dïng ®Ó dÉn ®éng trôc X vμ trôc Y. ChØ kh¸c nhau ë bé phËn truyÒn chuyÓn ®éng tõ ®éng c¬ sang trôc vÝt. KÕt cÊu cña nã nh sau: H×nh 8. vÝt me ®ai èc bi dÉn ®éng trôc Z. 14
Trang 15
7 - C¬ cÊu nèi trôc 3.2.8. Bé phËn lμm s¹ch phoi. NhiÖm vô: Bé phËn nμy cã t¸c dông lμm s¹ch phoi sau mçi qu¸ tr×nh gia c«ng. C«ng viÖc nμy ®îc thùc hiÖn nhê hai trôc vÝt cã ®êng kÝnh lín, ®îc ®iÒu khiÓn b»ng ®éng c¬ quay víi tèc ®é chËm. Trong qu¸ tr×nh ®Èy phoi cã sù tham gia cña dung dÞch tr¬n l¹nh. KÕt cÊu cña bé phËn nμy nh sau: H×nh 9. Bé phËn lμm s¹ch phoi. 1 - Trôc xo¾n. 2 - Trôc truyÒn chuyÓn ®éng. 3 - Then. 4 - æ bi. 5 - C¬ cÊu lãt æ. 15
Trang 17
3.2.9. Bé phËn bÓ chøa dung dÞch tr¬n l¹nh. NhiÖm vô : Bé phËn nμy cã t¸c dông chøa dung dÞch tr¬n nguéi ®Ó tíi vμo vïng c¾t. KÕt cÊu cña bé phËn nμy nh sau: H×nh 10. BÓ chøa dung dÞch tr¬n l¹nh. 1 - Van. 2 - B¬m ¸p suÊt. 3 - Gi¸ ®ì b¬m. 4 - Líi läc. 5 - Bé phËn høng dung dÞch tõ m¸y xuèng. 6 - Bé phËn bÓ chøa. 3.3. C¸c ®Æc trng c¬ b¶n cña m¸y CNC. §iÒu khiÓn sè (NC) trong 30 n¨m qua ®· t¸c ®éng m¹nh ®Õn ngμnh chÕ t¹o m¸y, ®· t¹o ra nh÷ng m¸y míi vμ c«ng cô tù ®éng ho¸ c¬ khÝ míi. Ngμy nay m¸y ®iÒu khiÓn sè (NC machine) lμ thμnh phÇn c¬ b¶n cña thiÕt bÞ gia c«ng linh ho¹t. §Ó cã thÓ ®¸p øng c¸c yªu cÇu cao, tõng kiÓu m¸y ph¶i cã kh¶ n¨ng ®¶m nhËn nh÷ng chøc n¨ng ®iÒu khiÓn nhÊt ®Þnh. Trong thêi kú ®Çu cha cã m¸y ®iÒu khiÓn sè phï hîp. Ngêi ta cha nhËn biÕt ®îc nh÷ng yªu cÇu phô ph¸t sinh khi l¾p ®Æt hÖ ®iÒu khiÓn sè (NC) vμo m¸y thêng vμ ph¶i thay ®æi g× vÒ kÕt cÊu m¸y. Do vËy, ngêi ta b¾t ®Çu tõ c¸c m¸y phay, m¸y 17
Trang 18
tiÖn, nh÷ng m¸y nμy ®· ®îc chÕ t¹o phï hîp ph¬ng thøc ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh hoÆc ®îc trang bÞ c¸c c¬ cÊu chÐp h×nh vμ trªn c¬ së ®ã ®· trang bÞ cho chóng c¸c hÖ thèng ®o vμ hÖ khëi ®éng dïng cho chÕ ®é ®iÒu khiÓn sè (NC). Nhê ®ã chØ mét n¨m sau thÕ hÖ m¸y míi ra ®êi, ®ã lμ m¸y ®iÒu khiÓn sè (Numerical Control Machine). Nh÷ng nÐt ®Æc trng c¬ b¶n cña m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh sè (NC vμ CNC) lμ: - Tù ®éng ho¸ cao. - Tèc ®é dÞch chuyÓn, tèc ®é quay cao ( > 103 vßng/phót ). - ChÝnh x¸c cao (sai lÖch kÝch thíc gia c«ng ®¹t tíi μm ). - N¨ng suÊt gia c«ng ®¹t cao (gÊp 3 lÇn m¸y thêng). - TÝnh linh ho¹t cao (thÝch nghi nhanh víi ®èi tîng gia c«ng thay ®æi, thÝch hîp víi xu thÕ s¶n xuÊt lo¹t nhá hiÖn nay). - TËp trung nguyªn c«ng cao (gia c«ng nhiÒu bÒ mÆt trªn chi tiÕt trong mét lÇn g¸ ®Æt). - ChuÈn bÞ c«ng nghÖ ®Ó gia c«ng chi tiÕt kh¸c víi c¸c m¸y thêng lμ ph¶i lËp tr×nh ch¬ng tr×nh NC ®Ó ®iÒu khiÓn m¸y theo ng«n ng÷ mμ h·ng chÕ t¹o m¸y ®· cμi ®Æt cho hÖ ®iÒu khiÓn NC, CNC. - M¸y gia c«ng CNC cã gi¸ trÞ kinh tÕ lín nhng ®¾t tiÒn. Mçi m¸y c«ng cô cã ®Æc ®iÓm lμ nã ®îc chÕ t¹o tõ mét tæ hîp nhiÒu trôc th¼ng vμ quay (Liner and Rotate axises). §Ó cã thÓ ®iÒu khiÓn c¸c trôc nμy b»ng sè ph¶i cã hai tiÒn ®Ò cho mçi trôc: * Mçi trôc NC cÇn cã mét hÖ thèng ®o vÒ dÞch chuyÓn ®iÖn tö. * Mçi trôc NC cÇn cã mét bé ph¸t ®éng ®iÒu chØnh vμ ®iÒu khiÓn ®îc. HÖ thèng ®o dÞch chuyÓn vμ bé ph¸t ®éng ®îc nèi ¨n khíp trùc tiÕp víi hÖ ®iÒu khiÓn sè. 18
Trang 19
Bé ®äc b¨ng ®ôc lç, ®Üa tõ N¹p b»ng tay Bé nhí ch¬ng tr×nh X 2 4 6 8 0 Gi¸ trÞ yªu cÇu Gi¸ trÞ thùc HÖ ®o §éng c¬ Bμn m¸y H×nh 11. NhiÖm vô cña hÖ NC lμ so s¸nh c¸c gi¸ trÞ cÇn ®¹t vÒ vÞ trÝ ®· ®Þnh tríc víi c¸c gi¸ trÞ thùc tÕ vÒ vÞ trÝ do hÖ thèng ®o th«ng b¸o vμ khi cã sai lÖch gi÷a hai gi¸ trÞ nμy, sÏ ph¸t ra mét tÝn hiÖu ®iÒu chØnh truyÒn ®¹t tíi c¸c bé ph¸t ®éng cña c¸c trôc ®Ó c©n b»ng c¸c sai lÖch ®ã. Nguyªn lý n¹p vμ xö lý c¸c th«ng tin h×nh häc trong mét vßng trßn ®iÒu khiÓn khÐp kÝn (Control Cycle) cã thÓ nh trong h×nh vÏ trªn: §iÒu khiÓn theo quü ®¹o liªn tôc th«ng b¸o c¸c gi¸ trÞ míi mμ c¸c trôc ®iÒu khiÓn ph¶i ®¹t tíi, nhê ®ã cã thÓ ®¹t tíi nh÷ng chuyÓn ®éng liªn tôc theo quü ®¹o. ë m¸y tiÖn, trôc chÝnh cña m¸y còng ®îc x¸c lËp lμ trôc NC nÕu nh÷ng dông cô ®îc ph¸t ®éng ®Ó khoan vμ phay. PhÇn lín c¸c trung t©m gia c«ng ®îc trang bÞ c¸c bμn trßn quay ®iÒu khiÓn NC. Bμn trßn quay theo nhÞp, vÝ dô: nhÞp quay 4x90o hoÆc 12x30o, kh«ng tÝnh vμo c¸c trôc ®iÒu khiÓn NC. 19
Trang 20
CÊu tróc ®iÖn tö cña c¸c hÖ ®iÒu khiÓn CNC ngμy nay ®îc thiÕt lËp trªn c¬ së sö dông c¸c bé vi xö lý (Microprocessors) 16 vμ 32 bit vμ c¸c m¹ch tÝch hîp IC (Integrated Circuit). Sè lîng c¸c bé vi xö lý thêng ®îc dïng lμ 2...5. M¸y NC lμ m¸y cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh tù do, nghÜa lμ c¸c chuyÓn ®éng theo tõng trôc ®îc ®Þnh tríc th«ng qua mét ch¬ng tr×nh. Nh÷ng hÖ ®iÒu khiÓn sè ngμy nay ®îc thiÕt lËp trªn c¬ së sö dông m¸y vi tÝnh, cßn ®îc gäi lμ hÖ thèng ®iÒu khiÓn CNC tøc lμ ®iÒu khiÓn sè b»ng m¸y vi tÝnh. §Ó n¹p vμ xuÊt d÷ liÖu tù ®éng, c¸c hÖ ®iÒu khiÓn CNC ®îc trang bÞ nh÷ng giao diÖn kh¸c nhau m¹nh vμ h÷u hiÖu. HÖ ®iÒu khiÓn NC vμ CNC ®Òu dùa trªn nguyªn lý chung nªn cã thÓ coi nh c¸c kh¸i niÖm NC vμ CNC lμ ®ång nghÜa víi nhau. CNC lμ hÖ ®iÒu khiÓn sè mμ mäi chøc n¨ng ®iÒu khiÓn ®îc thùc hiÖn b»ng mét hoÆc nhiÒu m¸y vi tÝnh tÝch hîp vμ víi mét phÇn mÒm phï hîp. Nh÷ng ®Æc ®iÓm cña CNC so víi NC lμ: - Cã mét hoÆc nhiÒu mμn h×nh mét hoÆc nhiÒu mμu s¾c. - PhÇn lín víi ®å ho¹ nhiÒu mμu ®Ó lËp tr×nh vμ thö nghiÖm ch¬ng tr×nh. - Cã kh¶ n¨ng hiÖu chØnh c¸c ch¬ng tr×nh lu tr÷. - Cã lîng hiÖu chØnh dông cô (lîng bï dao) vÒ chiÒu dμi, ®êng kÝnh, tuæi bÒn,v..v. cã thÓ ®îc lu tr÷. - Cã nhiÒu nhÊt 5 ÷ 10 phÝm mÒm víi c¸c chøc n¨ng thay ®æi. - Cã thÓ c¾m mét hÖ phÝm bÊm ASCII tÝch hîp hoÆc tuú chän. - Kh«ng cã c«ng t¾c thËp ph©n vμ thêng kh«ng cã c«ng t¾c (nóm) xoay. - ThÓ tÝch nhá h¬n vμ ph¸t sinh nhiÖt Ýt h¬n. - Cã ph¹m vi chøc n¨ng réng h¬n. - Cã ph¹m vi tuú chän thÝch øng theo nhu cÇu sö dông cña kh¸ch hμng vμ cã ph¹m vi dμnh ®Ó më réng. - Cã c¸c chu tr×nh gia c«ng, ®o kiÓm cã kh¶ n¨ng lu tr÷. 20
Hiển thị 20 trang đầu. Tải tài liệu để xem đầy đủ.
Bình luận (0)
Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!