Trong gia công cơ khí chính xác, trục chính máy tiện CNC đóng vai trò quan trọng trong việc tạo chuyển động quay và đảm bảo độ chính xác khi gia công. Đây là bộ phận quyết định đến hiệu suất, chất lượng sản phẩm và khả năng hoạt động ổn định của máy tiện. Hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các loại trục chính sẽ giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất, giảm thiểu sai số và nâng cao năng suất.
Cùng theo dõi bài viết về trục chính trên máy tiện CNC ngay sau để biết định nghĩa, cấu tạo và cách bộ phận này hoạt động ra sao bạn nhé!
1. Trục chính máy tiện CNC là gì?
- Trục chính máy tiện CNC là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống máy tiện, đóng vai trò truyền động và tạo chuyển động quay cho phôi gia công.
- Trục chính quyết định trực tiếp đến độ chính xác, độ ổn định và hiệu suất làm việc của máy tiện CNC trong quá trình gia công kim loại. Việc lựa chọn trục chính phù hợp ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.
- Các dòng máy tiện hiện đại đều trang bị trục chính với độ chính xác cao, giúp cải thiện năng suất gia công.
2. Cấu tạo trục chính trên máy tiện CNC
Trục chính máy tiện CNC bao gồm các thành phần chính sau:
- Thân trục chính: Thường được làm từ hợp kim thép có độ cứng cao, chịu tải tốt. Vật liệu chế tạo thân trục chính thường được xử lý nhiệt để tăng độ bền và chống mài mòn.
- Ổ trục: Hỗ trợ và định vị trục chính, giúp giảm ma sát và tăng độ bền. Ổ trục thường sử dụng bi cầu hoặc bi lăn để đảm bảo độ chính xác khi quay.
- Động cơ truyền động: Cung cấp năng lượng để quay trục chính, có thể là động cơ servo hoặc động cơ trục chính riêng biệt. Công suất động cơ ảnh hưởng đến tốc độ cắt và khả năng gia công của máy tiện CNC.
- Hệ thống làm mát: Giúp kiểm soát nhiệt độ của trục chính, đảm bảo ổn định trong quá trình gia công. Việc làm mát hiệu quả giúp tăng tuổi thọ trục chính và duy trì độ chính xác.
- Côn trục chính: Dùng để kẹp chặt dao cụ hoặc đầu kẹp phôi. Thiết kế côn trục chính cần phù hợp với loại dụng cụ cắt để đảm bảo hiệu quả gia công.
3. Nguyên lý hoạt động của máy tiện CNC
Máy tiện CNC hoạt động dựa trên nguyên lý điều khiển số, trong đó:
- Trục chính máy tiện CNC quay với tốc độ được lập trình trước, tạo ra chuyển động cắt. Tốc độ quay có thể được điều chỉnh theo từng loại vật liệu gia công.
- Dụng cụ cắt tiếp xúc với phôi theo các trục X, Z để tạo hình dạng mong muốn. Độ chính xác của quá trình gia công phụ thuộc vào hệ thống điều khiển và chất lượng dao cắt.
- Hệ thống điều khiển CNC điều chỉnh tốc độ trục chính, lực cắt và vị trí dao theo chương trình lập trình sẵn. Các chương trình CNC có thể được tối ưu để giảm thời gian gia công và nâng cao hiệu suất.
- Các cảm biến giám sát liên tục giúp điều chỉnh độ chính xác trong quá trình gia công. Nhờ đó, sai số được giảm thiểu và chất lượng sản phẩm luôn được đảm bảo.
Xem thêm: Tổng quan về trục chính máy phay CNC
4. Công dụng của trục chính trong máy tiện CNC
Trục chính máy tiện CNC có vai trò quan trọng trong quá trình gia công, cụ thể:
- Định hình phôi theo bản vẽ kỹ thuật giúp sản phẩm có độ chính xác cao và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật. Nhờ khả năng lập trình và kiểm soát tự động, trục chính đảm bảo quá trình gia công diễn ra đúng với kích thước, hình dạng mong muốn. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các chi tiết yêu cầu độ phức tạp cao.
- Cắt gọt kim loại với độ chính xác cao nhờ đó, máy tiện CNC có thể gia công các chi tiết phức tạp với sai số rất thấp. Trục chính quay ổn định với tốc độ được lập trình sẵn, giúp tạo ra bề mặt gia công mịn, giảm thiểu bavia và sai số hình học. Điều này làm tăng hiệu suất gia công và giảm chi phí chỉnh sửa sau khi sản xuất.
- Tăng năng suất sản xuất nhờ khả năng gia công tốc độ cao. Nhờ tối ưu hóa tốc độ trục chính, máy có thể hoạt động liên tục với hiệu suất cao. So với phương pháp gia công truyền thống, trục chính máy tiện CNC giúp rút ngắn thời gian gia công mà vẫn đảm bảo độ chính xác, giúp doanh nghiệp tăng sản lượng và giảm chi phí lao động.
- Giảm thiểu sai số, đảm bảo độ đồng nhất của sản phẩm. Sự đồng nhất giúp nâng cao chất lượng và độ bền của sản phẩm cuối cùng. Trục chính CNC hoạt động ổn định, hạn chế sai lệch trong quá trình gia công, giúp đảm bảo rằng từng sản phẩm sản xuất ra có kích thước, độ hoàn thiện như nhau. Điều này rất quan trọng trong các ngành sản xuất hàng loạt.
- Ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp như ô tô, hàng không, cơ khí chính xác. Các ngành này yêu cầu độ chính xác và chất lượng sản phẩm cực kỳ cao. Nhờ có trục chính máy tiện CNC, các nhà sản xuất có thể gia công các chi tiết có yêu cầu khắt khe về dung sai, độ bền và độ chính xác cao, đáp ứng tiêu chuẩn nghiêm ngặt trong các lĩnh vực công nghiệp tiên tiến.
5. Các loại trục chính trong máy tiện CNC
Hiện nay, có nhiều loại trục chính được sử dụng trong máy tiện CNC, bao gồm:
- Trục chính truyền động trực tiếp: Kết nối trực tiếp với động cơ, phù hợp với tốc độ quay cao. Loại trục chính này giúp giảm rung động và tăng độ chính xác khi gia công.
- Trục chính máy tiện CNC truyền động qua đai: Dùng dây đai để truyền động, thích hợp cho gia công tải trung bình. Ưu điểm của trục chính này là dễ bảo trì và thay thế khi cần.
- Trục chính truyền động qua hộp số: Dùng bánh răng để truyền động, phù hợp với tải nặng và mô-men xoắn lớn. Hệ thống hộp số giúp điều chỉnh linh hoạt tốc độ quay của trục chính.
- Trục chính điện (Built-in motor spindle): Động cơ tích hợp trực tiếp vào trục chính, giúp giảm rung động và tăng độ chính xác. Loại trục chính này thường được sử dụng trong các máy tiện CNC cao cấp.
6. Các lệnh điều khiển hoạt động của trục chính máy tiện CNC cơ bản
Trong lập trình CNC, có nhiều lệnh điều khiển trục chính, bao gồm:
- M03: Bật trục chính quay thuận (theo chiều kim đồng hồ). Lệnh này thường dùng trong các quá trình tiện tiêu chuẩn.
- M04: Bật trục chính quay ngược (ngược chiều kim đồng hồ). Lệnh này thường sử dụng khi tiện ren hoặc gia công đặc biệt.
- M05: Dừng trục chính. Lệnh này đảm bảo an toàn khi thay dao hoặc dừng quá trình gia công.
- Sxxxx: Cài đặt tốc độ quay của trục chính (đơn vị vòng/phút – RPM). Việc thiết lập tốc độ phù hợp giúp tối ưu hóa hiệu suất gia công.
- G96: Điều khiển tốc độ cắt không đổi. Lệnh này giúp duy trì tốc độ cắt ổn định trong suốt quá trình gia công.
- G97: Điều khiển tốc độ trục chính cố định. Sử dụng khi cần tốc độ quay không thay đổi trong quá trình cắt.
Xem thêm:
Với bài chia sẻ của DN Solutions trên đây, có thể thấy trục chính máy tiện CNC là một bộ phận cốt lõi, đóng vai trò quan trọng trong gia công cơ khí chính xác. Hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các loại trục chính sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.
