Cấu tạo trục chính máy phay CNC: Phân tích chuyên sâu A-Z

Cấu tạo trục chính máy phay CNC bao gồm: Đầu trục chính mặt A & mặt B, hệ thống làm mát, stator, rotor, ống kẹp collet, đầu lắp dao cụ, mặt bích, cụm tháo dao, cụm chốt quay. Các chi tiết này mang đến sự mạnh mẽ và ổn định không chỉ nâng cao hiệu suất làm việc mà còn đảm bảo chất lượng bề mặt gia công và kéo dài tuổi thọ của dao cụ. Bài viết này sẽ cung cấp một phân tích chuyên sâu về cấu tạo trục chính máy phay CNC chi tiết, các loại trục chính phổ biến, và hướng dẫn bảo trì, bảo dưỡng hiệu quả để đảm bảo máy luôn hoạt động tối ưu.

Ảnh cấu tạo trục chính máy phay CNC: Phân tích chuyên sâu A-Z

Trục chính máy phay CNC là gì? Vai trò và tầm quan trọng

Trục chính máy phay CNC là bộ phận cơ khí quan trọng nhất, chịu trách nhiệm tạo ra chuyển động quay tốc độ cao cho các dụng cụ cắt gọt. Nó kết nối trực tiếp với động cơ truyền động, chuyển đổi năng lượng quay thành lực cắt tác động lên phôi.

Vai trò và tầm quan trọng của trục chính

• Tạo chuyển động quay cho dao cụ: Đây là vai trò cơ bản nhất của trục chính, giúp dao cụ thực hiện các hoạt động cắt, khoan, phay trên vật liệu.
• Truyền lực cắt vào phôi: Trục chính phải đủ cứng vững để truyền tải toàn bộ lực cắt từ dao cụ vào phôi mà không bị rung lắc hay biến dạng, đảm bảo độ chính xác và hiệu quả gia công.
• Ảnh hưởng đến hiệu suất gia công: Trục chính ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ gia công, chất lượng bề mặt sản phẩm, độ chính xác kích thước và tuổi thọ của dao cụ. Một trục chính hoạt động kém có thể dẫn đến rung động, mài mòn dao nhanh chóng và giảm chất lượng sản phẩm.

Ảnh trục chính máy phay CNC

Cấu tạo trục chính máy phay CNC

Trục chính là bộ phận trung tâm, đảm nhiệm vai trò truyền chuyển động quay cho dụng cụ cắt trên máy phay CNC. Cấu tạo của trục chính khá phức tạp và đòi hỏi độ chính xác rất cao để đảm bảo chất lượng gia công, thường bao gồm những thành phần cơ bản sau:

Ảnh Cấu tạo trục chính máy phay CNC

• Đầu trục chính mặt A & mặt B

Đây là hai đầu của trục chính, thường chứa các ổ bi định hướng chính xác. Đặc điểm nổi bật là khả năng chịu tải trọng lớn và duy trì độ chính xác cho trục quay ở tốc độ cao, giúp giảm rung động và sai số vị trí.

• Hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát sử dụng nước hoặc dầu để làm giảm nhiệt phát sinh do ma sát khi trục chính quay ở tốc độ cao. Điều này giúp tăng tuổi thọ của ổ bi, duy trì độ chính xác gia công và bảo vệ toàn bộ cụm trục chính khỏi hiện tượng quá nhiệt.

• Stator

Bộ phận đứng yên của động cơ điện, được cuốn các dây dẫn tạo ra từ trường. Đặc điểm nổi bật là chính nhờ stator tạo ra lực điện từ để quay rotor, đảm bảo motor trục chính hoạt động hiệu quả và ổn định.

• Rotor

Là phần quay của động cơ điện nằm bên trong stator. Rotor có khả năng chuyển hoá từ trường thành chuyển động quay cơ học, truyền trực tiếp cho trục chính.

• Ống kẹp collet

Được thiết kế chính xác để kẹp chặt dao cụ (mũi cắt/mũi khoan) vào trục chính. Đặc điểm nổi bật của ống kẹp collet là độ đồng tâm cao, lực kẹp đều, tháo lắp nhanh, giúp dao cụ ít bị run và gia công chính xác.

• Đầu lắp dao cụ

Là nơi gắn trực tiếp dao cụ/phụ tùng cắt vào trục chính. Đặc điểm này giúp thao tác thay dao nhanh chóng, dễ dàng tự động hóa thông qua hệ thống thay dao tự động (ATC).

• Mặt bích

Tấm mặt bích dùng để cố định trục chính lên thân máy phay. Đặc điểm nổi bật là thiết kế chính xác, vững chắc, hấp thụ rung động tốt, đảm bảo cụm trục chính ổn định khi làm việc.

• Cụm tháo dao

Hỗ trợ thao tác tháo/lắp nhanh dao cụ, thường tích hợp hệ thống khí nén hoặc thuỷ lực. Đặc điểm nổi bật là tự động hóa quá trình thay dao, tăng hiệu suất và an toàn vận hành.

• Cụm chốt quay

Là bộ phận chốt giữ, định vị giúp khóa/tháo dao cụ khỏi trục chính một cách an toàn và chắc chắn.

Phân loại trục chính máy phay CNC

Truyền động trực tiếp

• Động cơ nối trực tiếp với trục chính không qua trung gian.
• Ưu điểm: Truyền động mượt mà, độ chính xác cao, ít rung động, đáp ứng nhanh với thay đổi tốc độ. Phù hợp cho gia công kim loại chính xác và gia công 3D phức tạp.
• Nhược điểm: Khó thay thế hoặc sửa chữa từng bộ phận riêng lẻ, thường có chi phí cao hơn.

Truyền động bằng dây đai

• Sử dụng dây đai và ròng rọc truyền lực quay từ động cơ đến trục chính.
• Ưu điểm: Thiết kế đơn giản, dễ dàng thay thế và bảo trì, chi phí thấp, giảm rung động từ động cơ đến trục chính. Phù hợp cho gia công chung và các ứng dụng 2D.
• Nhược điểm: Tốc độ giới hạn, hiệu suất truyền động có thể giảm do trượt đai, cần điều chỉnh độ căng đai định kỳ.

Ảnh truyền động bằng dây đai

Động cơ tích hợp

• Động cơ được tích hợp trong trục chính, tạo thành một khối thống nhất.
• Ưu điểm: Giảm thiểu sai số truyền động, đạt tốc độ rất cao (lên đến 60.000 vòng/phút hoặc hơn), hiệu suất vượt trội, giảm tiếng ồn và rung động. Phù hợp cho máy phay CNC cao cấp và các máy gia công 5 trục. Loại này được dự đoán sẽ thay thế các dạng trục chính Belt và Direct trong tương lai.
• Nhược điểm: Chi phí đầu tư ban đầu cao, việc bảo trì và sửa chữa phức tạp hơn.

Truyền động bánh răng

• Sử dụng hệ thống bánh răng để truyền mô-men xoắn thay vì dây đai hoặc trực tiếp.
• Ưu điểm: Cứng vững, ổn định và hiệu suất truyền tải lực cao, cho phép đạt được moment xoắn lớn ở tốc độ thấp. Phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao như gia công 3D.
• Nhược điểm: Tiếng ồn và rung động có thể cao hơn, cần bôi trơn và bảo dưỡng hệ thống bánh răng phức tạp hơn.

Ảnh truyền động bánh răng

Khả năng hoạt động của trục chính máy phay CNC

Trục chính máy phay CNC là trung tâm của mọi hoạt động gia công, và khả năng hoạt động của nó được định hình bởi sự phối hợp của nhiều yếu tố:

• Động cơ trục chính: Đây là nguồn năng lượng chính, cung cấp công suất và tốc độ quay cho trục chính. Công suất động cơ quyết định khả năng cắt vật liệu cứng và duy trì tốc độ ổn định dưới tải trọng.
• Truyền động: Kiểu truyền động (đai, bánh răng, trực tiếp, tích hợp) ảnh hưởng đến hiệu quả truyền tải moment xoắn và tốc độ quay từ động cơ đến trục. Mỗi loại có ưu điểm riêng về độ chính xác, độ cứng vững và dải tốc độ.
• Dụng cụ cắt: Trục chính hoạt động tương thích với nhiều loại dụng cụ cắt khác nhau, từ dao phay ngón, mũi khoan đến các dụng cụ đặc biệt. Khả năng kẹp chặt và truyền động chính xác cho dao cụ là yếu tố then chốt cho chất lượng gia công.
• Điều khiển CNC: Hệ thống điều khiển số (CNC) là "bộ não" điều khiển tốc độ quay, hướng quay, và các chức năng khác của trục chính theo chương trình gia công. Điều này đảm bảo quá trình phay diễn ra tự động và chính xác.
• Chuyển động gia công: Trục chính không chỉ quay mà còn phối hợp với các chuyển động tịnh tiến của bàn máy (trục X, Y, Z) và đôi khi là các trục quay khác (A, B, C) để tạo ra các hình dạng phức tạp trên phôi.
• Khả năng làm mát: Đối với các trục chính tốc độ cao, hệ thống làm mát hiệu quả (thường là làm mát bằng chất lỏng) là rất cần thiết để duy trì nhiệt độ ổn định, tránh quá nhiệt làm hỏng các bộ phận bên trong và giảm tuổi thọ.

Ảnh khả năng làm mát trục chính máy phay CNC

Hướng dẫn bảo trì, bảo dưỡng trục chính máy phay CNC

• Kiểm tra hệ thống bôi trơn và làm mát: Đảm bảo dầu mỡ và chất làm mát được cung cấp liên tục, tránh quá nhiệt, mài mòn vòng bi.
• Giữ côn trục chính và cán dao sạch sẽ: Vệ sinh định kỳ để loại bỏ bụi bẩn, mạt kim loại giúp tránh kẹt giữ và tăng độ chính xác.
• Chạy rà (warm-up) trục chính trước khi gia công nặng: Việc làm nóng ổ trục giúp dầu bôi trơn lưu thông tốt, giảm ma sát và tăng tuổi thọ thiết bị.
• Kiểm tra các bộ phận cơ khí: Bao gồm bạc đạn, thanh kéo và bộ phận kẹp dao để phát hiện kịp thời hư hỏng hoặc mài mòn, tránh sự cố bất ngờ trong quá trình vận hành.
• Theo dõi độ rung và tiếng ồn của trục chính: Bất kỳ biến đổi bất thường nào đều nên được kiểm tra, xử lý ngay để đảm bảo vận hành ổn định.

Việc hiểu rõ cấu tạo trục chính máy phay CNC và nắm vững phân loại, cũng như quy trình bảo dưỡng đúng chuẩn, sẽ giúp bạn nâng cao hiệu suất gia công, tăng độ bền và giảm chi phí bảo trì cho máy phay CNC - thiết bị chủ lực trong chế tạo cơ khí chính xác. Liên hệ ngay Kỷ Nguyên Máy qua hotline: 077.209.8686 để được tư vấn chi tiết về các loại máy CNC!