Trục chính có vấn đề không? Hướng dẫn chạy CNC

Trục chính có vấn đề không? Câu trả lời ngắn gọn

Đúng. Độ đảo trục chính quan trọng vì nó làm thay đổi độ quay đồng tâm của dụng cụ cắt. Độ đảo quá mức có thể tạo ra tải phoi không đồng đều, sai số kích thước, độ hoàn thiện bề mặt kém, rung lắc, mài mòn dụng cụ sớm và, trong trường hợp nghiêm trọng, làm gãy dụng cụ hoặc hư hỏng trục chính.

Tuy nhiên, việc đọc sai lệch không tự động được đổ lỗi cho trục chính. Sai số đo được ở dụng cụ cắt có thể đến từ côn trục chính, vòng bi, giá đỡ dụng cụ, ống kẹp, đai ốc, cán dụng cụ, nhiễm bẩn, lắp ráp không chính xác hoặc sự kết hợp của các yếu tố này. Cách tiếp cận đúng là đo hệ thống từng bước và cách ly nguồn.

Định nghĩa kỹ thuật nhanh: độ đảo trục chính là sự thay đổi hướng kính hoặc hướng trục được quan sát thấy khi trục chính hoặc chuẩn được gắn trong trục chính quay quanh trục dự định của nó. Nó thường được báo cáo là TIR (Tổng số đọc chỉ báo) , được tính bằng số đọc chỉ báo tối đa trừ đi số đọc chỉ báo tối thiểu trong một vòng quay đầy đủ.

Do đó, đối với người dùng bộ định tuyến CNC, nhà chế tạo máy, nhà phân phối và người mua OEM, độ lệch không chỉ là thông số kỹ thuật trong phòng thí nghiệm. Nó là một chỉ số thực tế về độ ổn định gia công, chất lượng dụng cụ cầm tay và tình trạng trục chính.

Hỏi về việc lựa chọn và chạy trục chính CNC

Độ lệch trục chính CNC là gì?

Trong một hệ thống trục chính CNC lý tưởng, trục chính, giá đỡ dụng cụ, ống kẹp và dụng cụ cắt đều quay quanh cùng một đường tâm. Trong một máy thực, các lỗi hình học và lắp ráp nhỏ có thể dịch chuyển các bộ phận quay ra khỏi trục lý tưởng đó. Chuyển động của chỉ báo được tạo ra bởi vòng quay lệch tâm đó đã hết.

TIR = Số đọc chỉ báo tối đa - Số đọc chỉ báo tối thiểu. Ví dụ: nếu chỉ báo quay số di chuyển từ -0,003 mm đến +0,004 mm trong một vòng quay đầy đủ thì TIR đo được là 0,007 mm.

Điểm đo quan trọng. Số đọc được lấy trực tiếp trên côn trục chính không giống như số đọc được lấy trên trục kiểm tra, bộ phận giữ dụng cụ hoặc dụng cụ cắt ở xa mũi trục chính hơn. Khi chiều dài thước đo tăng lên, sai số góc và sự xếp chồng các thành phần có thể tạo ra giá trị đo lớn hơn.

Chạy xuyên tâm

Độ đảo hướng tâm là độ lệch vuông góc với trục chính. Nó làm thay đổi bán kính cắt hiệu quả và làm cho các lưỡi cắt riêng lẻ chịu các tải trọng khác nhau. Đây là loại đảo thường liên quan nhất đến các chi tiết quá khổ, tiếng kêu, độ mòn dụng cụ không đều và độ hoàn thiện bề mặt không nhất quán.

Chạy dọc trục

Độ đảo trục là sự thay đổi song song với trục chính. Nó có thể ảnh hưởng đến phay mặt, độ sâu khắc, độ sâu khoan, độ phẳng và các hoạt động trong đó vị trí trục của dụng cụ là rất quan trọng.

Độ đảo trục chính và độ đảo dao: Đừng nhầm lẫn chúng

Một lỗi khắc phục sự cố phổ biến là đo độ đảo ở dụng cụ cắt và cho rằng ổ trục trục chính bị lỗi. Trong thực tế, độ đảo đầu dao là kết quả tổng hợp của mọi bề mặt tiếp xúc giữa trục xoay và lưỡi cắt.

Tại sao trục chính lại quan trọng trong gia công CNC

1. Độ chính xác về kích thước và độ lặp lại

Khi dao cắt lệch tâm, đường bao cắt hiệu quả của nó sẽ thay đổi. Cấu hình bên ngoài có thể cắt lớn hơn dự kiến, các túi có thể trở nên nhỏ hơn, các lỗ có thể trở nên quá khổ và các bộ phận lặp lại có thể có sự thay đổi kích thước lớn hơn. Hiệu ứng trở nên quan trọng hơn khi dung sai yêu cầu trở nên chặt chẽ hơn.

2. Tuổi thọ dao và tải phoi không đồng đều

Chạy lệch khiến một me hoặc lưỡi cắt loại bỏ nhiều vật liệu hơn các me khác. Cạnh quá tải chịu ứng suất cơ và nhiệt lớn hơn, trong khi cạnh khác có thể bị cắt rất ít. Tải phoi không đồng đều này có thể làm tăng tốc độ mài mòn và đặc biệt nghiêm trọng với dao cắt có đường kính nhỏ và gia công tốc độ cao.

3. Bề mặt hoàn thiện và độ nhám

Độ đảo quá mức có thể làm tăng sự biến đổi lực cắt định kỳ, góp phần gây ra rung động, vết kêu và kết cấu bề mặt không nhất quán. Do đó, máy có thể có độ hoàn thiện kém ngay cả khi bước tiến, tốc độ và hình dạng dao có vẻ hợp lý.

4. Dụng cụ nhỏ và trục xoay tốc độ cao

Độ đảo trở nên quan trọng hơn khi đường kính dụng cụ và tải phoi được lập trình giảm xuống. Độ lệch tâm vài micron có thể không đáng kể trong nguyên công gia công thô bằng dụng cụ lớn nhưng lại rất quan trọng khi sử dụng dao phay vi ngón, dao khắc hoặc dụng cụ PCB.

5. Chi phí sản xuất

Chạy hết liên tục có thể làm tăng mức tiêu thụ dụng cụ, khối lượng công việc kiểm tra, làm lại, phế liệu và thời gian khắc phục sự cố. Do đó, đối với các cơ sở sản xuất và nhà chế tạo máy OEM, hiệu suất chạy ổn định là một phần của tổng chi phí vận hành chứ không phải là thông số kỹ thuật chỉ được xem xét khi mua.

Độ lệch trục chính bao nhiêu có thể chấp nhận được?

Không có giới hạn độ đảo chung duy nhất cho mỗi trục chính CNC. Giá trị chấp nhận chính xác phụ thuộc vào thiết kế trục chính, hệ thống côn hoặc ống kẹp, vị trí đo, chiều dài cữ, đường kính dụng cụ, RPM, hoạt động gia công, dung sai phôi và thông số kỹ thuật của máy hoặc trục chính.

Là một tài liệu tham khảo thực tế, các OEM máy công cụ công bố các giới hạn kiểm tra dành riêng cho từng mẫu máy. Ví dụ: Haas chỉ định đối với một số kiểm tra bảo trì VMC nhất định rằng TIR côn trục chính không được vượt quá 0,005 mm, TIR của thanh thử tại vạch đo không được vượt quá 0,013 mm và TIR ở khoảng cách 150 mm tính từ vạch đo không được vượt quá 0,025 mm. Các giá trị này là ví dụ OEM, không phải là mục tiêu chung cho mọi trục xoay hoặc bộ định tuyến CNC.

Cách thực hành tốt nhất cho người mua và đội bảo trì:

So sánh TIR đo được với thông số kỹ thuật chính xác của trục chính hoặc máy, sử dụng cùng một điểm đo và phương pháp kiểm tra. Một số không có điều kiện đo thì không phải là cơ sở đáng tin cậy để so sánh.

Cách đo độ đảo trục chính CNC

Chỉ báo kiểm tra quay số và tham chiếu chính xác đã biết là điểm khởi đầu tiêu chuẩn. Để chẩn đoán chính xác, hãy sử dụng chỉ báo có độ phân giải phù hợp và trục đo thử nghiệm được chứng nhận hoặc chốt đo phù hợp với giao diện trục chính.

Bước 1: Làm sạch trục xoay, giá đỡ và bề mặt tham chiếu

Loại bỏ chip, bụi, cặn dầu và các chất ô nhiễm khác. Một hạt nhỏ bị mắc kẹt giữa các bề mặt tiếp xúc có thể tạo ra kết quả đọc sai lệch. Kiểm tra côn trục chính, ống kẹp và giá đỡ xem có hư hỏng rõ ràng hay không trước khi thử nghiệm.

Bước 2: Thiết lập đường cơ sở phía trục chính

Trong trường hợp thiết kế trục chính cho phép, hãy chỉ ra bề mặt tham chiếu trục chính chính xác hoặc độ côn để thiết lập đường cơ sở trước khi thêm đầu cặp, ống kẹp và dụng cụ. Xoay trục chính từ từ bằng tay theo quy trình của nhà sản xuất máy.

Bước 3: Lắp đặt chốt kiểm tra chính xác hoặc chốt đo

Sử dụng trục kiểm tra sạch, thẳng và có độ chính xác đã biết. Đặt và kẹp nó chính xác như được chỉ định cho trục xoay hoặc hệ thống giữ dụng cụ.

Bước 4: Đo gần mũi trục chính

Đặt chỉ báo vuông góc với bề mặt tham chiếu. Xoay hết một vòng và ghi lại số đọc lớn nhất và nhỏ nhất. Sự khác biệt của họ là TIR.

Bước 5: Đo xa hơn dọc theo giàn thử nghiệm

Lặp lại phép đo xa hơn mũi trục chính. Giá trị tăng đáng kể theo khoảng cách có thể chỉ ra lỗi góc, vấn đề căn chỉnh, độ côn bị hỏng, tham chiếu bị cong hoặc vấn đề khác về phía trục chính.

Bước 6: Thêm Giá đỡ, Collet và Dụng cụ lần lượt

Nếu số đọc phía trục chính có thể chấp nhận được nhưng độ lệch dao cao, hãy tiếp tục đi qua ngăn chứa dao. Kiểm tra lại sau khi chỉ thay đổi một biến tại một thời điểm. Phương pháp thay thế có kiểm soát này giúp xác định xem sự cố có xảy ra với đầu cặp, ống kẹp, đai ốc hoặc dụng cụ hay không.

Cách chẩn đoán nguồn gốc của dòng chảy quá mức

Nguyên nhân phổ biến của sự cố trục chính CNC

Ô nhiễm ở côn, ống kẹp hoặc cán dụng cụ

Các mảnh vụn, bụi và chất cặn có thể cản trở việc ngồi thích hợp và tạo ra độ lệch tâm. Làm sạch là một trong những cách kiểm tra nhanh nhất và chi phí thấp nhất trước khi cho rằng bộ phận cơ khí bị hỏng.

Lỗi Giá đỡ Dụng cụ, Collet hoặc Đai ốc

Các bộ phận giữ dụng cụ có dung sai chế tạo và kiểu mài mòn riêng. Độ côn bị hỏng, ống kẹp bị mòn, đầu cặp chất lượng kém, lắp đặt ống kẹp không đúng hoặc siết chặt quá mức đều có thể làm tăng độ đảo dao.

Vòng bi bị mòn, va đập hoặc hư hỏng trục chính

Sự cố, rung lắc kéo dài, bôi trơn kém, nhiễm bẩn hoặc mòn vòng bi thông thường có thể ảnh hưởng đến độ chính xác khi quay của trục chính. Nếu độ đảo vẫn ở mức cao với dụng cụ sạch, tốt thì việc kiểm tra phía trục chính trở nên quan trọng hơn.

Vấn đề tăng trưởng nhiệt và làm mát

Nhiệt độ trục chính thay đổi tải trước ổ trục, kích thước trục và hình dạng vỏ. Do đó, hệ thống trục chính làm mát bằng nước và làm mát bằng không khí phải được đánh giá trong các điều kiện vận hành thực tế và theo khuyến nghị về khởi động và làm mát của nhà sản xuất.

Mất cân bằng dụng cụ và độ bám dính quá mức

Độ đảo tĩnh và mất cân bằng động là những vấn đề khác nhau, nhưng cả hai đều có thể tạo ra độ rung và hiệu suất gia công kém. Dụng cụ tốc độ cao phải được cân bằng chính xác cho RPM mong muốn và giảm thiểu việc dính dụng cụ không cần thiết.

Cách giảm thiểu trục chính và độ lệch dao

Cách khắc phục hiệu quả nhất phụ thuộc vào nguồn gốc của lỗi. Sử dụng trình tự sau trước khi thay thế các bộ phận trục chính đắt tiền:

• Làm sạch côn trục chính, ống kẹp, đai ốc, giá đỡ và cán dụng cụ một cách cẩn thận.

• Kiểm tra các bề mặt giao phối xem có vết lõm, vết xước, gờ và độ mòn không.

• Sử dụng một trục gá, giá đỡ, ống kẹp và dụng cụ cắt thử nghiệm nổi tiếng để so sánh.

• Lắp ống kẹp và dụng cụ một cách chính xác và sử dụng mô-men xoắn siết chặt được chỉ định.

• Giữ phép chiếu công cụ càng ngắn càng tốt khi thao tác cho phép.

• Sử dụng công cụ cân bằng cho các ứng dụng tốc độ cao.

• Tuân theo các yêu cầu khởi động, làm mát và bôi trơn trục chính của nhà sản xuất trục chính.

• Đo độ đảo sau va chạm, rung lắc bất thường hoặc hư hỏng bề mặt không giải thích được.

• Theo dõi TIR theo thời gian để có thể xác định được sự xuống cấp dần dần của trục chính trước khi xảy ra hỏng hóc lớn.

Người mua B2B nên hỏi nhà cung cấp trục chính CNC những gì

Đối với các nhà chế tạo máy, nhà phân phối và nhóm mua sắm công nghiệp, thông số kỹ thuật về thời gian chạy hữu ích phải bao gồm nhiều hơn một số. Yêu cầu nhà cung cấp nêu rõ phương pháp đo và điều kiện thử nghiệm.

Chọn trục chính CNC Zhong Hua Jiang phù hợp cho ứng dụng của bạn

Trục xoay phải được chọn như một phần của hệ thống CNC hoàn chỉnh thay vì chỉ dựa vào công suất hoặc RPM tối đa. Lựa chọn chính xác phụ thuộc vào vật liệu, đường kính dao cắt, chu kỳ làm việc, độ hoàn thiện bề mặt cần thiết, dung sai kích thước, phương pháp làm mát, khả năng tương thích VFD, hệ thống ống kẹp hoặc côn và cấu trúc máy.

Đối với các nhà chế tạo máy OEM, nhà phân phối và người mua trục chính thay thế, hãy cung cấp kiểu máy, công suất trục chính, điện áp, tần số, RPM tối đa, kích thước lắp đặt, ưu tiên làm mát, giao diện ống kẹp hoặc công cụ và ứng dụng mục tiêu. Điều này cho phép đánh giá cấu hình trục chính theo yêu cầu gia công thực tế.

Liên hệ Zhong Hua Jiang để lựa chọn trục chính

Câu hỏi thường gặp về trục chính CNC

Độ lệch trục chính có quan trọng đối với bộ định tuyến CNC không?

Đúng. Độ đảo quá mức có thể ảnh hưởng đến độ chính xác về kích thước, độ bóng bề mặt, tuổi thọ dụng cụ và độ lặp lại. Tầm quan trọng của nó tăng lên với các công cụ nhỏ hơn, RPM cao hơn và dung sai gia công chặt chẽ hơn.

TIR trong phép đo độ đảo trục chính là gì?

TIR có nghĩa là Tổng chỉ số đọc. Đó là sự khác biệt giữa số đọc chỉ báo tối đa và tối thiểu quan sát được trong một vòng quay hoàn chỉnh.

Giá trị đảo trục chính tốt là gì?

Không có một giá trị nào đúng cho mỗi trục chính. Sử dụng giới hạn TIR do trục chính hoặc nhà sản xuất máy chỉ định và đảm bảo điểm đo, chiều dài thước đo và phương pháp kiểm tra phù hợp với thông số kỹ thuật.

Ống kẹp bẩn có thể gây ra hiện tượng hết không?

Đúng. Các phoi, bụi hoặc cặn giữa bề mặt ống kẹp, đai ốc, cán dụng cụ hoặc trục chính có thể cản trở việc đặt đúng vị trí và tạo ra độ đảo dao có thể đo được.

Độ đảo cao có nghĩa là vòng bi trục chính bị hỏng?

Nó có thể, nhưng hư hỏng ổ trục chỉ là một nguyên nhân có thể xảy ra. Đầu tiên, cách ly trục chính khỏi giá đỡ, ống kẹp và dụng cụ. Nếu độ đảo cao vẫn duy trì với dụng cụ sạch, tốt và phép đo phía trục chính nằm ngoài thông số kỹ thuật thì có thể cần phải kiểm tra ổ trục, trục hoặc độ côn.

Làm thế nào để bạn kiểm tra độ đảo trục chính bằng đồng hồ quay số?

Gắn chỉ báo một cách chắc chắn, đặt đầu vuông góc với một tham chiếu có độ chính xác rõ ràng, xoay trục xoay từ từ hết một vòng, ghi lại số đọc cao nhất và thấp nhất và trừ đi chúng để thu được TIR. Lặp lại thử nghiệm tại các điểm bổ sung để cách ly nguồn.

Tại sao độ đảo lại tăng xa hơn so với mũi trục chính?

Một sai số góc nhỏ ở trục chính hoặc đầu cặp có thể tạo ra sự dịch chuyển lớn hơn khi khoảng cách đo tăng lên. Một trục hoặc dụng cụ thử uốn cong có thể tạo ra cùng một mẫu, do đó, bản thân tham chiếu cũng phải được xác minh.

Có nên kiểm tra độ đảo trục chính sau khi xảy ra va chạm không?

Đúng. Một sự cố dụng cụ có thể làm hỏng dụng cụ, giá đỡ, vòng bi côn hoặc trục chính. Kiểm tra độ lệch sau một cú va chạm giúp xác định xem độ chính xác quay có thay đổi hay không trước khi tiếp tục sản xuất.

Phần kết luận

Độ đảo trục chính quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến cách dụng cụ cắt tiếp xúc với phôi. Những hậu quả thực tế có thể bao gồm lỗi kích thước, tải phoi không đồng đều, độ hoàn thiện kém, dụng cụ mài mòn sớm, tiếng kêu và chi phí sản xuất cao hơn.

Nguyên tắc chẩn đoán quan trọng nhất là tránh coi mọi sự cố hết đầu dao là lỗi trục chính. Đo trục chính và hệ thống kẹp dao theo từng giai đoạn, so sánh kết quả với thông số kỹ thuật chính xác của OEM và thay đổi từng biến số một. Đối với việc mua trục chính mới, hãy so sánh các nhà cung cấp bằng cách sử dụng các điều kiện kiểm tra được ghi lại thay vì chỉ sử dụng số lượng trục chính.

Nhận hỗ trợ kỹ thuật trục chính CNC