Lập chỉ mục vi sai là một kỹ thuật quan trọng được sử dụng trong máy phay để cho phép xoay góc chính xác của phôi. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trên các máy phay điều khiển số (CNC) trên máy tính để tạo ra các biên dạng bánh răng phức tạp và các vòng tròn lỗ bu lông.
Bằng cách sử dụng bộ vi sai bánh răng trụ, có thể đạt được sự tiến bộ từng phần của tay quay phân độ so với chuyển động quay của trục chính. Điều này cho phép chuyển động góc chính xác hơn có thể với việc lập chỉ mục đơn giản. Bộ điều khiển CNC có thể dễ dàng được lập trình để tính toán và lựa chọn các cài đặt bánh răng và chuyển động tay quay chính xác cần thiết để tạo ra bất kỳ góc mong muốn nào, cho phép gia công cực kỳ chính xác.
Lập chỉ mục vi sai kết hợp hai đầu vào, chuyển động quay của tay quay chỉ số và trục chính, thông qua một bộ bánh răng thay đổi. Điều này tạo ra những chuyển động góc cực kỳ tinh tế của bàn làm việc với mỗi chuyển động của tay quay. Hiểu cách thiết lập và sử dụng lập chỉ mục vi sai đúng cách là điều cần thiết đối với bất kỳ thợ máy CNC nào muốn mở rộng khả năng của họ và cải thiện độ chính xác của phôi.
Bài viết này sẽ xem xét các cơ chế và tính toán đằng sau việc lập chỉ mục vi phân trên Máy phay CNC. Chúng tôi cũng sẽ cung cấp các ví dụ và kỹ thuật để sử dụng hiệu quả nó trong các ứng dụng gia công.
Lập chỉ mục vi sai là một phương pháp cho phép xoay góc chính xác của phôi trên máy phay. Nó kết hợp hai đầu vào - chuyển động quay của trục khuỷu và trục quay - thông qua bộ truyền bánh răng để tạo ra các chuyển động gia tăng cực kỳ chính xác của bàn làm việc.
Đơn giản, nó cung cấp một cách để chia một vòng quay đầy đủ thành các phân số mịn hơn so với việc lập chỉ mục trực tiếp có thể đạt được. Điều này được thực hiện thông qua bộ vi sai bánh răng, tương tự như bộ vi sai trên ô tô, kết hợp hai chuyển động góc.
Máy phay thủ công cho phép người vận hành tạo ra chính xác các vòng tròn bu lông, trục dẫn hướng, bánh răng, v.v. bằng cách nâng cao các góc nhỏ dành riêng cho bàn với mỗi vòng quay của tay quay. Các bánh răng thay đổi tỷ lệ giữa tay quay chỉ số và trục chính, cho phép bạn quay số trong hộp số chia.
Đối với các máy phay CNC, việc lập chỉ mục vi sai cho phép lập trình các vòng quay chính xác, cho phép gia công các bộ phận phức tạp đòi hỏi độ chính xác và độ lặp lại cao nhất. Bộ điều khiển có thể được thiết lập để di chuyển góc chính xác cần thiết, sử dụng vi sai để phân chia từng vòng quay một cách chi tiết khi ứng dụng cần.
Đó là một kỹ thuật CNC và thủ công linh hoạt sử dụng bộ vi sai dựa trên bánh răng để chia các vòng quay thành các bước nhỏ, cho phép lập chỉ mục góc có độ chính xác cao mà các phương pháp khác chưa từng có. Điều này mở ra độ chính xác và tính linh hoạt mới cho các ứng dụng phay.
Lập chỉ mục vi sai mang lại những lợi thế độc đáo cho phay CNC có thể mở ra các cấp độ chính xác và khả năng mới. Có một số lý do thuyết phục tại sao các thợ gia công CNC nên sử dụng kỹ thuật này:
Bộ vi sai bánh răng ở trung tâm của việc lập chỉ số vi sai cho phép chia một vòng quay đơn lẻ thành các phần nhỏ - tăng dần đến phần mười hoặc phần trăm độ. Điều này mang lại khả năng định vị chính xác và đường viền mượt mà mà không thể có được. Có thể sản xuất các thành phần với các tính năng tinh vi như các trục nhỏ, bánh răng chi tiết và các biên dạng thùy phức tạp.
Một đầu chia có thể lập trình cơ bản, các mẫu lỗ phức tạp, vòng tròn bu lông không tiêu chuẩn, ren nhiều điểm bắt đầu và các dạng hình học độc đáo khác có thể được gia công linh hoạt hơn bao giờ hết. Bộ điều khiển CNC có thể di chuyển bàn máy, trục xoay hoặc đầu chia độ tới bất kỳ góc chính xác nào mà các tính năng cần - điều không thể thực hiện nhanh chóng và chính xác thông qua các thiết lập thủ công.
Các vòng quay chính xác có thể lập trình có nghĩa là ít phụ thuộc hơn vào các đồ đạc phức tạp và việc giữ phôi để đạt được các góc và tính năng cần thiết. Cho dù là vòng tròn có bước không đều, đa giác nhiều điểm hay bánh răng sâu phức tạp - nó có thể được gia công chính xác một cách dễ dàng bằng cách để chương trình xử lý việc lập chỉ mục chính xác.
Việc chuyển đổi giữa các khoảng cách tính năng khác nhau, số lỗ, răng bánh răng, v.v., trở nên dựa trên phần mềm. Việc thay đổi cơ học các tấm định mức và bánh răng để đạt được các mức tăng khác nhau không còn cần thiết nữa. Giảm chuyển đổi vật lý giúp tiết kiệm đáng kể thời gian thiết lập.
Việc lập chỉ mục xoay được kiểm soát tốt và có thể lặp lại giúp giảm thiểu thất thoát phế liệu do các góc và vị trí gia công không chính xác. Những gì được lập trình là những gì sẽ được cắt, cải thiện chất lượng và giảm lãng phí vật liệu.
Cốt lõi của bất kỳ thiết lập chỉ số vi sai nào là hệ thống bánh răng hành tinh hoặc ngoại chu kỳ chắc chắn cho phép kết hợp hai chuyển động góc để tạo ra các mức tăng cực kỳ tốt. Điều này thường bao gồm một hoặc nhiều bánh răng mặt trời, bánh răng hành tinh, bánh răng vòng và một giá đỡ, được gia công và lắp ráp tỉ mỉ.
Động cơ trục chínhdẫn động bánh răng mặt trời, trong khi bánh răng trục khuỷu được dẫn động bởi tay quay chỉ số. Chuyển động quay của chúng truyền vào hệ thống bánh răng hành tinh từ các phía đối diện nhau. Đầu ra bánh răng vòng được nối với tấm định mức và phôi.
Điều kỳ diệu xảy ra khi hai đầu vào cung cấp vận tốc góc cho bộ truyền bánh răng. Do có sự khác biệt nhỏ về đường kính và tỷ số bánh răng, một chuyển động vi sai rất nhỏ sẽ được tổng hợp lại. Về cơ bản, các mảnh nhỏ của mỗi vòng quay được kết hợp lại với nhau.
Điều này cho phép chia toàn bộ vòng quay thành các lát nhỏ dựa trên tỷ số truyền - đẩy phôi gia công theo gia số phút như 0,05 độ trở xuống. Một bộ bánh răng thay đổi với số lượng răng khác nhau cung cấp các tùy chọn tỷ lệ khác nhau để phân chia thêm khi cần.
CNC hiện đại sử dụng bộ điều khiển khả trình để tự động hóa quá trình này với độ chính xác cao. Bằng cách theo dõi chuyển động quay và hướng của động cơ phụ trên cả hai đầu vào, mọi chuyển động gia tăng đều có thể được xuất ra nhiều lần một cách đáng tin cậy.
Làm như vậy bằng tay sẽ gần như không thể. Tuy nhiên, dựa trên các lệnh của chương trình, CNC xử lý tất cả thời gian và chuyển động chính xác ở chế độ nền. Điều này cho phép lập chỉ mục phức tạp về các lỗ, hình dạng, sâu, bánh răng, vết khắc được gia công với độ chính xác đáng kinh ngạc.
Bộ truyền bánh răng vi sai đóng vai trò như bộ chia, cho phép kết hợp các đoạn chuyển động quay rất nhỏ từ hai nguồn. Điều này cho phép định vị góc chính xác mà các đầu lập chỉ mục đơn giản không thể đạt được. Quá trình này được tự động hóa và có thể lặp lại với điều khiển CNC, cho phép hình học các bộ phận ở cấp độ tiếp theo.
Như đã thảo luận trước đó, việc lập chỉ số vi sai sử dụng hệ thống bánh răng hành tinh chắc chắn, thường là với bánh răng mặt trời, bánh răng hành tinh, bánh răng vành và giá đỡ. Số lượng răng và đường kính của bánh răng tạo ra các tỷ lệ cụ thể cho phép kết hợp chuyển động quay của trục chính với chuyển động quay của trục khuỷu để tạo ra các mức tăng vi mô.
Cơ học chia một chuyển động thành nhiều mảnh nhỏ, quay số bằng đầu phân chia có độ chính xác cao. Các tỷ lệ có thể được tùy chỉnh bằng các bánh răng thay đổi để đạt được mức tăng mong muốn. Vì vậy, việc hiểu các cơ chế cơ bản này cho phép thiết lập và tính toán thích hợp.
Để sử dụng thành công chỉ số vi phân, người thợ máy phải mô hình hóa hệ thống một cách cẩn thận dựa trên các ràng buộc cơ học và đầu ra mong muốn. Mô hình toán học này thiết lập số răng, tỷ số truyền, số gia trên mỗi vòng, số lần cắt tính năng cần thiết, tổng số vòng quay và nhiều thông số kỹ thuật khác được lập trình.
Việc giải các biến này bằng toán học trước khi viết mã sẽ đảm bảo chương trình CNC sẽ tạo ra khoảng cách lỗ dự định, biên dạng bánh răng, số lượng thùy, v.v., để xác định thông số kỹ thuật. Dành thời gian trước để tính toán vị trí sẽ ngăn ngừa các bộ phận phế liệu.
Các quy trình lập trình CNC đã được xác thực và chứng minh bằng toán học có tác dụng xác định tọa độ làm việc, di chuyển vị trí, bù dao, v.v. Lập kế hoạch cho các quy trình gia công thô xung quanh các đường chuyền cuối cùng giúp có được độ hoàn thiện và độ chính xác cụ thể. Các kỹ thuật như để lại cuống ở các bánh răng bán thành phẩm cho phép khả năng cắt phân chia vi sai cuối cùng đạt được độ chính xác cao.
Các cân nhắc khác là di chuyển khoảng trống tòa nhà để tránh va chạm, quản lý phoi, sử dụng chất làm mát, v.v., hỗ trợ quá trình gia công. Sự phức tạp của phương pháp lập trình hòa quyện với các yêu cầu đặc biệt về lập chỉ mục khác biệt để thành công.
Hoạt động chính xác thông qua các phép quay chỉ mục vi sai dựa trên một công thức tính toán đơn giản cho các biến chính này:
Việc thực hiện đúng chỉ số vi phân đòi hỏi phải hiểu rõ cơ chế và tỷ số truyền động bánh răng. Điều này bao gồm số lượng bánh răng hành tinh, số răng của bánh răng mặt trời/vòng, bước răng, v.v. Mô hình hóa hệ thống cho phép tính toán đầu ra phân tách chuyển động.
Việc lựa chọn các bánh răng chuyển số phù hợp là rất quan trọng để phân chia các chuyển động như dự định. Bộ bánh răng thay đổi cho phép sửa đổi tỷ số truyền để lập trình mức tăng vi mô cụ thể trên mỗi vòng quay trục chính. Các tỷ lệ có thể dễ dàng hoán đổi cho các nhu cầu khác nhau.
Chuyển động của tay quay chỉ số và bộ truyền động của nó vào đoàn tàu sẽ xác định mức độ đóng góp của nó vào công suất mỗi lượt. Nói chung, tay quay được thiết kế để chuyển động chậm hơn nhiều so với trục quay để tạo ra những chuyển động nhỏ. Tỷ lệ tác động đến việc chia tách vòng quay.
Khi gia công các mẫu phức tạp, số lần cắt trên mỗi vòng quay công việc sẽ phát huy tác dụng. Về cơ bản, điều này đặt ra số lần phân chia vi sai xảy ra trên mỗi lần truyền. Kết hợp với mức tăng sẽ đặt tổng số lượt.
Quan trọng nhất, các yêu cầu thiết kế cuối cùng thúc đẩy độ chính xác lập chỉ mục và các phép quay cần thiết. Các mẫu phức tạp có thể cần mức tăng rất nhỏ chỉ vài giây cung, đòi hỏi phải lập mô hình hệ thống để cung cấp các chuyển động vi mô như vậy. Ứng dụng yêu cầu thông số kỹ thuật ổ đĩa.
Kế toán choở trên, hệ thống bánh răng có thể được mô hình hóa bằng toán học để tính toán số vòng quay, mức tăng trên mỗi vòng và tổng số vòng quay để gia công các tính năng như đã chỉ định. Các tỷ lệ và sự phân chia rất quan trọng để đạt được ở cấp độ lập trình.
Vì vậy, có thể hiểu được, việc phân tích trước là rất quan trọng trong việc triển khai lập chỉ mục vi sai thành công nhằm đạt được các mục tiêu ứng dụng. Tuy nhiên, độ chính xác và tính linh hoạt vượt trội khiến nó trở nên đáng giá đối với những người thợ máy CNC lành nghề.
Để cảm nhận được cách phân chia khác biệt hoạt động cần có thời gian và kinh nghiệm. Chạy một số thiết lập thử nghiệm ban đầu với kiểm tra chỉ báo và từ từ gỡ lỗi mọi vấn đề là điều khôn ngoan. Phát triển trực giác về cách việc thay đổi bánh răng và tỷ số tác động đến các số gia nhỏ được tổng hợp từ các chuyển động phân chia.
Hãy tính toán kỹ lưỡng trước khi gia công các vật liệu đắt tiền. Suy ra các tỷ số truyền và số răng cần thiết để phân chia theo dự định. Tính đến các bánh răng hành tinh, đường kính bước của bánh răng vòng, sự đóng góp của trục khuỷu chỉ số và các yếu tố khác trong hệ thống truyền động. Đầu tiên hãy mô hình hóa hệ thống một cách cẩn thận trên giấy.
Lập kế hoạch mã CNC đầy đủ cần thiết cho công việc, bao gồm định vị, điểm 0, đường chuyền sâu, v.v. Lập bản đồ các lệnh xoay cần thiết để truy cập vào các vòng tròn lỗ mong muốn, chỉ số hình học, đầu ren, v.v. bước qua, như với bất kỳ công việc CNC nào.
Hãy thử cắt thử các kim loại rẻ tiền để chứng minh tính logic của chương trình và quy trình làm việc trước khi thử sản phẩm cuối cùng. Tinh chỉnh tốc độ, bước tiến và đường chuyền để đạt được các yêu cầu về độ chính xác và độ hoàn thiện. Giải quyết trước mọi trục trặc phát sinh khi thử chạy thử.
Sử dụng chỉ báo, thước đo góc, thước đo bán kính, quang học và các công cụ đo lường khác để xác minh số gia được gia công thực tế so với được lập trình. Xác nhận các góc, khoảng cách lỗ, chất lượng tường, v.v., đáp ứng các thông số kỹ thuật sau lần chạy đầu tiên và tinh chỉnh nếu cần. Đo lường xác nhận thành công.
Nắm vững phép chia vi phân chính xác trong CNC là một quá trình lặp đi lặp lại của lập trình CNC được tính toán tích hợp với thử nghiệm và kiểm tra thực hành để chứng minh kết quả. Nhưng một khi đã hiểu được, tính linh hoạt và độ chính xác đặc biệt sẽ mở ra những khả năng gia công mới.
Chỉ số vi sai tỏa sáng cho công việc thiết bị chính xác. Bộ truyền động vít me có thể cắt các bánh răng trụ hoặc bánh răng xoắn tiêu chuẩn nhưng CNC được lập chỉ mục khác biệt thực sự vượt trội ở các trục, bộ bánh răng cụm, bộ truyền động giun và các biên dạng phức tạp với dung sai, lớp bọc và dạng răng phức tạp. Tính linh hoạt cho phép cắt bánh răng rất chính xác.
Từ các vòng tròn lỗ khoan tâm đơn giản đến các đa giác và các mẫu có hình dạng phức tạp, việc điều khiển tấm định mức hoặc bàn quay một cách khác biệt cho phép tăng khoảng cách. Vòng tròn bước đều hoặc không đều cho bu lông, giá đỡ linh kiện chính xác, bố cục phân tán chất lỏng, v.v. trở thành các tác vụ lập trình đơn giản.
Vise có thể tận dụng việc lập chỉ mục vi sai khi được gắn trực tiếp vào bàn máy nghiền. Bằng cách khóa đế kẹp nhưng vẫn để ngàm di động có thể xoay, các đường cắt cắt rất chính xác và biên dạng phức tạp có thể được lập chỉ mục và khắc vào các mặt ngàm. Tay quay không còn giới hạn độ phức tạp.
Sử dụng dao cắt bán kính đầu bi và góc, các hình dạng tự do có thể tận dụng việc lập chỉ mục vi phân để giảm thiểu bước nhảy. Truyền các bước xoay để khớp với các đường viền của đường chạy dao giúp giảm thiểu sự chồng chéo vô hướng để hoàn thiện. Các thành phần y tế tùy chỉnh, khuôn phun và cánh tuabin (ved) được hưởng lợi.
Việc cắt ren của dây buộc khởi động đôi hoặc ba lần, vít me hoặc ổ trục vít được đơn giản hóa bằng cách lập trình các tỷ số truyền vi sai để lập chỉ mục khởi động chính xác. Không cần hoán đổi bánh răng thay đổi cơ học để đặt dây dẫn cụ thể bằng cách sử dụng vòng quay vi sai được điều khiển bằng CNC.
Các ứng dụng được đẩy mạnh vào các lĩnh vực truyền thống và mới nổi nhờ sự kết hợp thông minh giữa tính toán, lập trình và phân chia bánh răng ở cấp độ vi mô được hỗ trợ bởi các hệ thống lập chỉ mục vi sai.
Lập chỉ mục vi phân là một kỹ thuật cực kỳ hữu ích để phay CNC chính xác. Có thể đạt được mức tăng nhỏ bằng cách sử dụng bộ bánh răng vi sai để phân chia và tổng hợp các chuyển động vi mô từ trục chính và tay quay chỉ số. Điều này cho phép các mẫu bu lông, dạng bánh răng, đường viền, phần khởi động và biên dạng phức tạp được gia công với độ lặp lại và độ chính xác đặc biệt. Hiểu cách tính toán và lập trình các tỷ lệ một cách chính xác sẽ giúp các thợ máy theo những cách mới. Cho dù cắt bỏ các đặc điểm chung hay đổi mới các hình học phức tạp, lập chỉ mục vi phân đều mang lại khả năng kiểm soát lập chỉ mục linh hoạt, chính xác để đưa sản phẩm lên một tầm cao mới. Với sự phát triển liên tục, thậm chí nhiều ứng dụng hơn có thể được hưởng lợi từ công nghệ này.