VAI TRÒ, CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CÁC LIÊN KẾT TRONG MÁY CÔNG CỤ

Mối ghép then dùng để cố định chi tiết máy trục theo phương tiếp tuyên , truyền tải từ trục đến chi tiết máy lắp trục ngược lại I.1.2 Các loại then *) Các loại then ghép lỏng : then then bán nguyệt a Then - Then có hai loại : + Loại đầu trịn thường lắp với rãnh then gia công với dao phay ngón + Loại đầu lắp với rãnh then gia công dao phay đĩa b Then bán nguyệt - Mối ghép then loại có mặt làm việc hai mặt bên then , dùng trường hợp đường kính trục nhỏ (d≤44mm) - Ưu điểm : Dễ tự động thich ứng với độ nghiêng rãnh moayơ - Nhược điểm : Phải phay rãnh sâu trục làm cho trục bị yếu nhiều *) Các loại then ghép căng : Bao gồm then vát then ma sát , then tiếp tuyến Then ghép căng tạo áp suát lớn bề mặt tiép xúc trục bạc a Then vát Then có mặt côn , chêm vào rãnh then trục bạc Mối ghép cố định bạc trục theo phương tiếp tuyến phương dọc trục b Then ma sát Then ma sát có hình dạng gần giống then vát , mặt côn , mặt ôm lấy trục , trục không co rãnh then II Mối ghép then hoa II.1 Định nghĩa - - Mối ghép then hoa mối ghép then gồm có nhiều then làm liền với trục Mối ghép then hoa thường dùng tải trọng lớn , yêu cầu độ đồng tâm giũa trục bạc cao, cần di trượt bạc dọc trục II.2 Phân loại + Phân loại theo tiết diện ngang then trục : - Then dạng hình chữ nhật Then dạng hình thang Then dạng hình bánh thân khai + Để đảm bảo độ đồng tâm ta lắp ghép theo cách sau - Định tâm theo cạnh bên Định tâm theo đường kính ngồi D Định tâm theo đường d + Có hai loại mối ghép then hoa : Mối ghép cố định mối ghép di động - Mối ghép cố định : mối ghép moayơ khơng thể di trượt dọc trục Mối ghép di động : mối ghép moayơ di động dọc trục III Kết nối chốt III.1.Chức chốt - Chốt định vị để đảm bảo vị trí chi tiết Chốt găn chặt cho kết nối lực cho kết nối - III.2.Phân loại Các loại chốt : Chốt trụ - Chốt côn - Chốt có khía Chốt trụ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE END TECHNOLOGY

VAI TRÒ, CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CÁC

LIÊN KẾT TRONG MÁY CÔNG CỤ

Môn học: Máy CNC và Robot công nghiệp

GV hướng dẫn: TS Nguyễn Thùy Dương

Thành viên nhóm:

1 Nguyễn Tiến Tùng – 20171912

2 Phạm Văn Thi – 20171785

3 Nguyễn Ngọc Tuấn -20171878

A LIÊN KẾT TĨNH

I Mối ghép then

I.1 Định nghĩa

- Mối ghép then dùng để cố định các chi tiết máy trên trục theo phương tiếp

tuyên , truyền tải từ trục đến chi tiết máy lắp trên trục và ngược lại

I.1.2 Các loại then

*) Các loại then ghép lỏng : then bằng và then bán nguyệt

a Then bằng

- Then bằng có hai loại :

+ Loại đầu tròn thường lắp với rãnh then gia công với dao phay ngón

+ Loại đầu bằng lắp với rãnh then được gia công bằng dao phay đĩa

b Then bán nguyệt

- Mối ghép then loại này có mặt làm việc là hai mặt bên như then bằng , dùng

trong trường hợp đường kính trục nhỏ (d≤44mm)

- Ưu điểm : Dễ tự động thich ứng với độ nghiêng của rãnh moayơ

- Nhược điểm : Phải phay rãnh sâu trên trục làm cho trục bị yếu nhiều

*) Các loại then ghép căng : Bao gồm then vát và then ma sát , then tiếp tuyến

Then ghép căng tạo áp suát lớn trên bề mặt tiép xúc giữa trục và bạc

a Then vát

Then có mặt côn , chêm vào rãnh then trên trục và bạc Mối ghép cố định

bạc trên trục theo phương tiếp tuyến và phương dọc trục

b Then ma sát

Then ma sát có hình dạng gần giống như then vát , một mặt côn , một mặt

ôm lấy trục , trên trục không co rãnh then

II Mối ghép then hoa

II.2 Phân loại

+ Phân loại theo tiết diện ngang của then trên trục :

- Then dạng hình chữ nhật

- Then dạng hình thang

- Then dạng hình bánh răng thân khai

+ Để đảm bảo độ đồng tâm ta có thể lắp ghép theo 3 cách sau

- Định tâm theo cạnh bên

- Định tâm theo đường kính ngoài D

- Định tâm theo đường trong d

+ Có hai loại mối ghép bằng then hoa : Mối ghép cố định và mối ghép di động

- Mối ghép cố định : là mối ghép trong đó moayơ không thể di trượt dọc trục

- Mối ghép di động : là mối ghép moayơ có thể di động dọc trục

III Kết nối chốt

III.1.Chức năng của chốt

- Chốt định vị để đảm bảo vị trí các chi tiết

- Chốt găn chặt cho kết nối lực và cho kết nối chắc

- Chủ yếu được dùng như chốt định vị

- Để không khí thoát được ra trong quá trình lắp ráp người ta sử dụng chốt trụ

có rãnh dọc

- Có lỗ ren trong chốt để dễ tháo gỡ

2 Chốt côn

- Thường được sử dụng như là chốt gắn chặt

- Có hình nón , độ côn = 1:50

- Chốt công lắp căng sẽ đàn hồi khi bị đóng bằng búa đẩy vào trong lỗ khoan

- Tuy nhiên các kết nối bằng lực hoặc bằng khớp được hình thành lại không

chắc chắn khi khi bị rung

- Để tháo ra từ lỗ cụt người ta sử dụng các chốt côn với ren bên ngoài hoặc

ren bên trong

3 Chốt có khía

- Chốt có khía được sử dụng đối với các chi tiết chịu tải thấp ít khi phải tháo

ra

- Nó có ba khía dọc trên chu vi bị biến dạng đàn hồi do lắp căng vào trong lỗ

gắn đã được gia công bằng lưỡi khoan xoắn

Kết nối bulông có ba loại :

- Vít bắt xuyên qua với tán đai ốc

- Vít siết

- Vít cấy

IV.1 Bulông

IV.1.1 Đặc điểm

- Bulông không được chịu tải cắt (trừ vít định vị ) cũng như uốn

- Để tránh bị tải uốn thì tại các bề mặt tiếp xúc , các bề mặt áp với các đầu

bulông được lã phẳng

IV.1.2 Phân loại

Các bulông được phân biệt qua hình dạng đầu , kích thước thân , kích thước ren

và các chi tiết khác

1 Phân loại theo hình dạng đầu

a Bulong trụ với lục giác chìm

- Được sử dụng khi khoảng cách giữa các bulông nhỏ, đầu bulông không được

nhô ra từ các chi tiết

- Được sản xuất với dạng bulông đầu cao , đầu thấp và dạng có độ bền cao

hoặc không có phẫn dẫn chìa khóa

b Bulong lã với đầu lục giác chìm

- Loại này có chiều cao đầu thấp hơn so với bulông có lỗ lục giác bên trong

- Được sử dụng khi các chi tiết với thành dầy thấp được gắn chặt với những

tấm mỏng

- Vì có dạng đầu hình nón nên nó định tâm với chi tiết

c Vít rãnh

- Do được siết chặt với tuốc nơ vít nên kích thước ren tương đối nhỏ

- Lực kẹp đạt được ít hơn nhiều so với vít lục giác

d Vít có rãnh chữ thập

- Có thể siết chặt hơn vít rãnh do bề mặt mang theo sâu và rộng hơn và tự

định tâm qua vặn vít

2 Phân loại theo dạng thân

a Vít cấy

- Vít cấy có hình dạng tương tựu bulông nhưng hai đầu của chúng đều có ren

- Thường dùng khi chi tiết lắp ghép có độ dày quá lớn mà bulong không dùng

được

- Một đầu vít cấy được dùng để vặn vào lỗ ren của chi tiết , đầu còn lại vặn

với đai ốc

b Bulông đàn hồi chịu lực

- Thân bulong loại này dài , khi siết chặt bị kéo dài đàn hồi nên bulông chịu

lực không cần pahỉ hãm ren

- Đường kính thân lớn khoảng 90% đường kính lõi vít

- Muốn bulông đáp ứng nhiệm vụ của nó đúng cách thì lực siết ban đầu phải

cao

- Được sử dụng khi chịu tải trọng động và ở chiều dài thân lớn

c Bulông định vị chính xác

- Kết nối bulông định vị rất tốn kém vì thân bulông được mài và các lỗ được

- Vít siết thép lá được tôi cứng và có ren cạnh bén với bước ren lớn

- Được sử dụng khi ghép các tấm kim loại có độ dày đến 2,5mm Khi siết vào

chúng tự tạo ra ren đai ốc

f Vít khoan

- Vít khoan có cấu trúc tương tự như vít siết thép lá nhưng ở đầu thân có thêm

mũi khoan để khoan các lỗ bít Điều này cho phép khoan tấm có bề mặt dày

đến 10mm

g Vít khoan chảy

- Đòi hỏi vòng quay cao khi siết vào

- Bằng cách ép lên vít , nhiệt ma sát được sinh ra giữa mũi vít hình côn và tấm

: vật liệu bắt đầu chảy Qua đó tạo lỗ bít , vít tạo thành ren đai ốc trong lỗ

2 Ốc có mũ

- Nó có tác dụng ngăn ngừa hư hại và ăn mòn phần cuối ren

- Bảo vệ khỏi bị thương do cạnh bén của phần cuối ren

IV.2.1 Lực tác dụng với đai ốc

- Khi siết chặt kết nối bulông bị kéo ra , đai ốc bị ép lại theo hướng dọc trục

Nó ảnh hưởng đến bước ren đầu tiên khi chịu lực tác động mạnh nhất và các

bước ren sau đó giảm dần đi

- Mộng đuôi én

- Dẫn hướng tròn

Theo dạng ma sát ta chia thành : dẫn hướng ma sát trượt và dẫn hướng ma sát lăn

I.1 Dẫn hướng ma sát trượt

1 Dẫn hướng ma sát trượt có đường dẫn bọc nhựa

Ưu điểm :

- Tính chất trượt tốt

- Chống giảm sóc

- Chi phí sản xuất thấp

- Tránh được hiệu ứng bị giật sóc khi trượt do hệ số ma sát tĩnh nhỏ

2 Dẫn hướng ma sát trượt với bôi trơn thủy tĩnh

Nguyên lý hoạt động : Dầu áp lực được bơm bằng máy bơm đến nhiều túi

được sắp xếp Dầu tràn ra từ các khe túi , do đó bàn dao nổi trên dầu , lúc này bàn

trượt có thể di chuyển gần như không có ma sát trên đường dẫn

Ưu điểm :

- Hệ số ma sát nhỏ , tổn hao thấp , độ ổn định cao

- Độ cứng vững cao , giảm dao động , tăng tuổi thọ

- Đáp ứng được yêu cầu gia tốc của chuyển động chạy dao và có thể đảm bảo được

3 Dẫn hướng ma sát trượt với bôi trơn khí tĩnh học

Trong dẫn hướng trượt khí tĩnh học , khí nén được sử dụng thay cho dầu , ma sát

thậm chí còn thấp hơn so với dẫn hướng thủy tĩnh lực

I.2 Dẫn hướng ma sát lăn

Ưu điểm :

- Tổn hao ma sát nhỏ , độ nhạy cao , không khe hở

- Được tiêu chuẩn hóa , nâng cao chất lượng

- Nâng cao độ chính xác

- Bôi trơn phun sương dầu hoặc nhỏ giọt trực tiếp theo thời gian điều

khiển

- Đáp ứng được yêu cầu gia tốc lớn

- Dịch chuyển nhỏ , gián đoạn , tránh được hiện tượng ma sát trượt kiểu

bước nhẩy khi ma sát giới hạn

Cấu tạo :

+ Đường dẫn hướng ma sat con lăn

- Do kết cấu nhẹ nên phù hợp cho sử dụng trong nhiều hệ thống xử lý

- Đặc trưng : chạy êm , tốc độ di chuyển cao , khoảng cách hành trình

dài và thiết kế kiểu mô-đun

- Hệ thống bao gồm một hoặc nhiều bàn trượt , vòng bi con lăn định

hình và một thanh dẫn thẳng hoặc cong

II Bộ truyền vít me lăn:

Trong máy công cụ điều khiển số người ta thường sử dụng 2 dạng vít me lăn:

+ Vít me đai ốc thường( tiếp xúc mặt)

+ vít me - lăn (tiếp xúc lăn)

Khi điều khiển máy CNC hoặc nhiều trục đòi hỏi thời gian khởi động bàn máy

nhanh với momen nhỏ Vì vậy cần biến đổi chuyển động quay thành chuyển động

tịnh tiến bằng cơ cấu Vít me-lăn Vít me-lăn thay trạng thái tiếp xúc của vít me

thường sang tiếp xúc lăn bằng cách đưa vào rãnh then một số lượng lớn bi hoặc bi

trụ

Ưu điểm :

+Mất mát do ma sát nhỏ, hiệu suất bộ truyền gần bằng 𝜂 = 0,9

+ Lực ma sát gần như không phụ thuộc vào vận tốc Điều đó đảm bảo cho bộ

truyền ổn định

+ Có thể đảm bảo khe hở và tạo sức căng ban đầu, đảm bảo độ cứng vững dọc trục

+ Đảm bảo độ chính xác làm việc lâu dài

II.1 Kết cấu bộ truyền vít me-Bi

Trong máy công cụ điều khiển số người ta thường sử dụng hai kiểu bộ truyền vít

me-lăn là : Vít me bi và Vít me-con lăn Vít me-bi được dùng phổ biến hơn vít me

con lăn

Ta sẽ tìm hiểu chủ yếu về vít me-bi

Cấu tạo vít me-bi:

- Vít me

- Đai ốc

- Rãnh hồi bi

Vấn đề quan tâm trong kết cấu bộ truyền vít me-bi là dạng profin răng vít me Có

các loại profil của vít me gồm có profin dạng hình chữ nhật và dạng hình thang,

hình tròn Trong đó profin dạng hình chữ nhật và hình thang dễ chế tạo nhất, tuy

nhiên ít được sử dụng do độ cong hai bề mặt tiếp xúc làm việc khác nhau nhiều

dẫn đến ứng suất tiếp xúc cao, giảm khả năng tải trọng Do vậy người ta thường sử

dụng profin răng dạng tròn để tăng tải trọng cho bộ truyền

Với profin vít me là dạng đường tròn thì ta có các thông số cần lưu ý:

II.2 Kết cấu rãnh hồi bi:

Các dạng rãnh hồi bi như sau:

+ Rãnh hồi bi ngoài

+ Rãnh hồi bi trong

+ Rãnh hồi bi nối giữa hai vòng ren kề nhau được bố trí trên màng lót đặc biệt

II.2.1 Rãnh hồi bi ngoài

Trên đai ốc người ta khoan lỗ tiếp tuyến với đường ren như hình

Trên đai ốc người ta có thể hai hoặc ba ống dẫn , phân bố thành hai hoặc ba vòng

tuần hoàn kín

Nhược điểm của kết cấu hồi bi này là :

- Tăng kích thước bộ truyền

- Độ bền mòn của đầu ống thấp

- Kẹp chặt ống có độ tin cậy không cao

II.2.2 Rãnh hồi bi trong

Rãnh hồi bi là lỗ khoan trên thân đai ốc và song song với đường tâm đai ốc

Ưu điểm : Gọn và tính công nghệ tốt

Nhược điểm : Khả năng tách thành nhiều nhóm hồi bi khó khan

II.2.3 Rãnh hồi bi nối giữa hai vòng ren kề nhau được bố trí trên màng lót đặc

biệt

Để đặt máng lót rãnh hồi bi người ta phay trên đai ốc các hốc như hình

Kết cấu này khác với kết cấu khác ở chỗ là không sử dụng đường dẫn tiếp xúc với

bề mặt vít me mà đường dẫn nối giữa hai rãnh kế tiếp nhau Phần lớn ở dạng này

- Có độ tin cậy cao

- Chiều dài rãnh hồi bi nhỏ

III Đồ gá trên máy CNC

III.1 Đặc điểm

- Độ chính xác rất cao bởi vì nó ảnh hưởng tới sai số tổng cổng

- Đảm bảo độ cứng vững của hệ thống công nghệ do được chế tạo từ thép hợp

kim với phương pháp tôi bề mặt

- Phải hạn chế tất cả các bậc tự do

- Phương pháp kẹp chặt ở máy CNC là kẹp chặt ở bề mặt đối diện với bề mặt

định vị

III.2 Phân loại

Đồ gá trên máy CNC được phân thành các dạng sau đây:

– Đồ gá vạn năng không điều chỉnh

III.2.1 Đồ gá vạn năng không điều chỉnh

Loại đồ gá này có các chi tiết đã được điều chỉnh cố định để gá nhiều loại chi tiết

gia công khác nhau trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

Có 3 loại mâm cặp thường được dùng trên các máy tiện CNC (ngoài mâm cặp 3 và

4 chấu thông dụng)

a) Mâm cặp ly tâm (mâm cặp quán tính)

- Có hai hoặc ba chấu kẹp

- Các chấu kẹp là những chi tiết lệch tâm độc lập với nhau,

- Nhờ lực cản tự hãm mà chi tiết gia công không bị xê dịch dù bị tác dụng của

lực cắt

b) Mâm cặp có chân mặt đầu cứng (hình 3.1)

- Lực kẹp chi tiết sinh gia nhờ mũi tâm sau

-

c) Mâm cặp có chân mặt đầu tuỳ động (hình 3.2)

- Các chân mặt đầu được lắp vào lỗ có chứa chất dẻo

- Mặt đầu bên trái của chi tiết đẩy các chân mặt đầu về bên trái và làm cho áp

lực chất của dẻo tăng lên

- Lực kẹp tác động lên các chân hầu như bằng nhau

- Mâm cặp mặt đầu có chân tuỳ động tạo ra mômen xoắn lớn hơn so với mâm

cặp có chân mặt đầu cứng

- Có thể dùng để kẹp chi tiết khi gia công thô Số chân mặt đầu có thể là

8,10,12, v.v…

- Kết cấu đồ gá vạn năng điều chỉnh gồm phần đồ gá cơ sở và phần chi tiết thay

đổi điều chỉnh

- Các chi tiết thay đổi điều chỉnh có kết cấu đơn giản và giá thành chế tạo

không cao

- Đồ gá vạn năng điều chỉnh được sử dụng trong sản xuất hàng loạt nhỏ, đặc

biệt là khi thực hiện gia công nhóm

- Trên các máy tiện CNC đồ gá vạn năng điểu chỉnh là các mâm cặp 3 chấu

thay đổi điều chỉnh (thay đổi các chấu kẹp)

III.2.3 Đồ gá chuyên dùng điều chỉnh

- Có thể gá đặt một số loại chi tiết điển hình có kích thước khác nhau

- Kết cấu của đồ gá gồm hai phần chính: phần đồ gá cơ sở và phần chi tiết thay

đổi

- Đồ gá loại này cho phép thay đổi chi tiết gia công ngoài vùng làm việc của

máy

- Sử dụng trong sản xuất hàng loạt

Đồ gá trên hình 3.3 được dùng để gia công các chi tiết dạng càng, dạng chấu kẹp,

v.v…

Nếu dùng đồ gá để gá đặt chi tiết dạng chấu kẹp theo một lỗ và rãnh then thì dùng

trục gá 2 và chốt then

Đồ gá vạn năng – lắp ghép

- Thành phần của đổ gá vạn năng – lắp ghép là những chi tiết chuẩn được chế

tạo với độ chính xác cao

- Các chi tiết này có các rãnh then đế lắp ghép

- Dùng cho nhiều loại chi tiết khác nhau

- Do độ chính xác của các chi tiết rất cao cho nên sau khi lắp ghép không phải

gia công bổ sung

- Thời gian để lắp ghép một đồ gá mới khoảng 3-4 giờ

- Được dùng trên các máy CNC trong điều kiện sản xuất đơn chiếc và hàng loạt

nhỏ

Trên các máy phay, máy khoan CNC người ta sử dụng đồ gá vạn năng – lắp ghép

cơ khí với các cơ cấu kẹp thuỷ lực

III.2.5 Đồ gá lắp ghép điều chỉnh

- Được dùng trên máy phay CNC và máy khoan CNC

- Các hệ lỗ trên đế để lắp ghép các chi tiết định vị và kẹp chặt khi muốn tạo

thành đồ gá mới

- Hệ lỗ trên đế đồ gá lắp ghép điều chỉnh đảm bảo độ chính xác, độ cứng vững

và độ ổn định cao hơn hệ rãnh trên đồ gá vạn năng – lắp ghép

III.2.6 Đồ gá chuyên dùng

- Dùng nhiều trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

- Trên các máy CNC loại đồ gá này chỉ được dùng trong những trường hợp

không thể dùng được các loại đồ gá điều chỉnh

- Kết cấu của đồ gá như vậy phải thật đơn giản để nâng cao hiệu quả kinh tế khi

sử dụng

C LIÊN KẾT BÁN ĐỘNG

KHỚP NỐI

Khớp nối dùng để truyền moment xoắn giữa các trục, truyền công suất, đóng mở

các cơ cấu, giảm tải trọng động, ngăn ngừa quá tải, điều chỉnh tốc độ

Dùng để nối cứng các trục có đường tâm trên cùng một đường thẳng và không di

chuyển tương đối với nhau Thường dùng nối các đoạn trục thành phần thành trục

có chiều dài lớn hoặc các trục có không gian hẹp Không bù được sai số chế tạo

và lắp ghép

Gồm có 2 loại:

• Nối trục ống

Cấu tạo gồm một ống thép hay gang lồng vào đoạn cuối của hai trục Ghép với

trụ bằng chốt, then, vít hãm hoặc then hoa, giá rẻ, kích thước hướng kính nhỏ

nhưng lắp ghép khó và đòi hỏi độ đồng tâm cao

• Nối trục đĩa

Cấu tạo gồm hai đĩa lắp lên đoạn cuối mỗi trục bằng then và độ dôi và dùng

một số bu lông ghép hai đĩa với nhau

2.3 Nối trục bù

Dùng để nối các trục có sai lệch nhỏ về vị trí do biến dạng đàn hồi trục hoặc do

sai số chế tạo lắp ghép Sai lệch bao gồm: sai lệch dọc trục, độ lệch hướng kính,

độ lệch góc

Đặc điểm:

– Khả năng tải và độ tin cậy cao vì có nhiều răng cùng làm việc

– Làm việc với số vòng quay cao