Các ngành công nghiệp dầu khí, hàng hải và hàng không vũ trụ phụ thuộc rất nhiều vào gia công trục dài. Trong quy trình này, tiện và phay chính xác được sử dụng để định hình các trục có kích thước dài hơn nhiều so với các trục tiêu chuẩn.
Trong bài đăng trên blog này, bạn sẽ có được thông tin về thiết bị, thách thức, phương pháp kỹ thuật cũng như ứng dụng sản xuất trục quy mô lớn.
Gia công trục dài là gì?
Nói một cách đơn giản, gia công trục dài thường đề cập đến việc cắt, định hình và hoàn thiện các trục dài hơn 1 mét. Cần có thiết bị và thiết lập đặc biệt để duy trì độ chính xác liên tục trên toàn bộ trục.
Quá trình này rất quan trọng để sản xuất các bộ phận quay như tua-bin, trục khuỷu, trục chân vịt và con lăn công nghiệp được sử dụng trong môi trường sản xuất và kỹ thuật khắc nghiệt.
Thiết bị chính và thiết lập
Giá đỡ và giá đỡ đuôi ổn định
Giá đỡ trục cố định hỗ trợ phần giữa của trục và ngăn không cho trục bị cong. Trong khi đó, ụ đỡ đuôi giữ phần cuối của trục và giữ cho nó thẳng. Sử dụng cả hai giúp duy trì độ chính xác, giảm rung động và tăng cường an toàn. Các giá đỡ này đặc biệt quan trọng đối với các trục dài, vì độ lệch có thể gây ra hiện tượng rung giật hoặc sai số kích thước trong quá trình gia công.
Máy tiện (Ngang so với Dọc)
Máy tiện ngang lý tưởng để tiện trục dài. Chúng có giá đỡ đuôi và giúp loại bỏ phoi rất dễ dàng. Mặt khác, máy tiện đứng rất phù hợp với trục có đường kính lớn và chúng cũng tiết kiệm không gian sàn.
Việc lựa chọn phụ thuộc vào đường kính trục, chiều dài và không gian có sẵn. Cả hai loại máy tiện đều yêu cầu căn chỉnh chính xác và thiết lập chắc chắn để đạt được độ chính xác cao trong gia công trục nặng.
Xem thêm: Khám phá RichconnDịch vụ tiện CNC của
Dụng cụ
Chọn các công cụ dài hơn & thanh khoan giúp giảm rung động. Chèn cacbua có bộ phận phá phoi giúp giảm nhiệt và cũng kiểm soát phoi. Sử dụng giá đỡ công cụ cân bằng để bảo vệ bề mặt hoàn thiện và tránh rung lắc.
Đồ gá và đầu chỉ mục
Các đồ gá giữ chặt trục để không bị dịch chuyển. Đầu chia độ cho phép trục quay để gia công ở các mặt khác nhau. Cả hai đều rất cần thiết cho các trục phức tạp có rãnh then, rãnh định vị hoặc các chi tiết được khoan dọc theo toàn bộ chiều dài của trục.
Các quy trình gia công khác nhau
Phay và cắt rãnh
Gia công phay tạo ra các rãnh, rãnh then cũng như các mặt phẳng trên bề mặt trục. Tương tự, gia công xẻ rãnh tạo ra các đặc điểm chịu momen xoắn như các khía truyền động. Đối với các vết cắt đa diện hoặc góc cạnh, hãy sử dụng bộ chia độ hoặc dụng cụ cắt tự động. Việc cố định chắc chắn cũng rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác. Các quy trình này chuẩn bị trục cho các khớp nối, bánh răng hoặc các bộ truyền động cơ khí khác trong máy móc quay.
Quay
Khi tiện, đường kính ngoài của trục dài được hình thành. Trong phương pháp này, cần có các giá đỡ đuôi và giá đỡ ổn định để ngăn trục khỏi bị cong. Hãy lưu ý đến độ côn có thể xuất hiện trên trục dài. Sử dụng các công cụ cắt sắc bén và duy trì tốc độ ổn định. Căn chỉnh và hỗ trợ đồng đều đảm bảo độ thẳng, cùng kích thước và bề mặt hoàn thiện tốt.
CNC đa trục và gia công trực tiếp
Máy CNC đa trục cho phép bạn kết hợp phay & tiện trong một lần thiết lập duy nhất. Phương pháp này làm giảm số lần thiết lập và tăng tốc độ gia công cho các trục phức tạp. Dụng cụ trực tiếp tạo điều kiện cho việc khoan hoặc xẻ rãnh từ bên cạnh mà không thay đổi vị trí của phôi. Các tính năng này làm giảm thời gian xử lý, tăng độ chính xác và phù hợp với các trục dài có dung sai chặt chẽ.
Xem thêm: Gia công đa trục là gì
chuốt
Gia công bằng phương pháp doa tạo ra các rãnh then hoặc rãnh khía bên trong trục đã được khoan. Quy trình này được sử dụng khi các bộ phận cần khớp hoàn hảo với khớp nối hoặc bánh răng. Gia công bằng phương pháp doa được thực hiện sau khi khoan hoặc tiện. Nó cho kết quả nhất quán và độ chính xác cao. Trong quá trình gia công bằng phương pháp doa, bạn nên giữ chặt trục để tránh hư hỏng hoặc dịch chuyển.
Những hạn chế trong gia công trục dài
Lỗi côn và kích thước
Độ nghiêng, nhiệt độ và thiết lập không đúng cách có thể khiến trục bị thuôn hoặc có độ dày không đều. Ngay cả một chút sai lệch nhỏ cũng có thể gây ra sự thay đổi kích thước.
Cách giải quyết:
Để tránh điều này, hãy luôn giữ nhiệt độ ổn định, kiểm tra sự căn chỉnh và cũng hỗ trợ trục tốt. Ngoài ra, hãy đo lường theo các khoảng thời gian đều đặn. Kích thước chính xác trên các chiều dài dài phụ thuộc vào việc kiểm soát đúng công cụ và thiết lập đồng đều.
Độ rung và độ cứng thấp
Áp suất cắt làm cong trục dài. Điều này làm hỏng dụng cụ và tạo ra tiếng kêu. Nếu bạn không sử dụng giá đỡ thích hợp hoặc giá đỡ ổn định thì bộ phận sẽ dịch chuyển, làm giảm độ chính xác.
Cách giải quyết:
Sử dụng giá đỡ đuôi, bộ giảm chấn rung và đồ gá an toàn để giữ trục của bạn cứng. Với sự hỗ trợ phù hợp, các công cụ của bạn được bảo vệ, bạn có được những đường cắt mịn và dung sai chặt chẽ được duy trì.
Vấn đề hoàn thiện bề mặt
Khó để có được độ hoàn thiện đồng đều trên các trục dài. Sự thay đổi về tốc độ, độ lệch của dụng cụ và vết phoi có thể tạo ra các vùng xỉn màu.
Giải quyết thế nào:
Duy trì tốc độ nạp liệu ổn định, chọn các miếng chèn trơn tru và sử dụng dòng chất làm mát mạnh mẽ. Kiểm tra bề mặt sớm và thường xuyên. Hoàn thiện sạch sẽ là điều cần thiết để lắp ráp, bịt kín và quay tốc độ cao đúng cách.
Kiểm soát đóng gói hoặc Chip
Trong quá trình gia công trục dài, các phoi dạng dây thường được hình thành. Các phoi này có thể quấn quanh trục, làm xước bề mặt, cản trở tầm nhìn của bạn và làm hỏng cả dụng cụ.
Cách giải quyết:
Đặt tốc độ chính xác, sử dụng các chèn sắc với bộ phận phá phoi và thường xuyên dừng máy để loại bỏ phoi khi cần thiết. Hơn nữa, chất làm mát giúp loại bỏ phoi dễ dàng hơn. Kiểm soát phoi đúng cách cũng giúp nâng cao chất lượng bề mặt, tuổi thọ của dụng cụ và độ an toàn.
Thực hành và Kỹ thuật Tốt nhất
Dụng cụ và giá đỡ tối ưu
Chọn dụng cụ cacbua có bộ phận phá phoi và cạnh cắt sắc. Sử dụng giá đỡ được chế tạo để giảm rung và tăng phạm vi tiếp cận. Gia công cẩn thận giúp tăng độ hoàn thiện bề mặt, giảm tiếng ồn và nhiệt, đồng thời kéo dài tuổi thọ của dụng cụ. Kiểm tra từng dụng cụ xem có vết nứt, phoi hoặc mất cân bằng không trước khi sử dụng.
Thiết lập gia công và lắp ráp
Bắt đầu bằng cách kiểm tra xem máy của bạn có cứng và cân bằng hay không. Hỗ trợ chiều dài trục bằng các giá đỡ và giá đỡ đuôi ổn định. Kiểm tra xem tất cả các đồ gá có được căn chỉnh và cố định đúng cách không. Thiết lập kém có thể dẫn đến độ lệch, độ côn hoặc tiếng kêu. Nền tảng vững chắc giúp cải thiện tuổi thọ của dụng cụ, tăng độ chính xác và giảm thời gian chu kỳ.
Thông số gia công và kiểm soát rung
Đối với trục dài, duy trì tốc độ cấp liệu nhẹ và đặt tốc độ trục chính chậm hơn. Áp suất cao sẽ dẫn đến rung động. Bắt đầu bằng cách cắt nhẹ và sau đó điều chỉnh từ từ. Điều chỉnh lưu lượng chất làm mát liên tục để kiểm soát nhiệt.
Ngoài ra, hãy chú ý đến tiếng kêu lạch cạch. Nếu bạn nghe thấy bất kỳ tiếng nào thì hãy dừng lại ngay lập tức và điều chỉnh cài đặt của bạn. Gia công liên tục sẽ tạo ra bề mặt mịn hơn, dung sai tốt hơn và hoạt động an toàn hơn.
Ứng dụng của gia công trục dài
Đóng tàu và Hàng hải
Trong đóng tàu và hàng hải, trục chân vịt, trục truyền động và trụ lái của máy móc. Các bộ phận này phải có khả năng chống ăn mòn và giữ được độ thẳng hoàn toàn. Cả sự căn chỉnh và độ hoàn thiện bề mặt đều cần thiết để vận hành trơn tru. Đồng và thép không gỉ là những vật liệu được sử dụng nhiều nhất. Hiệu suất đáng tin cậy trong điều kiện hàng hải khắc nghiệt phụ thuộc vào đồ gá thích hợp để cân bằng.
Sản xuất điện và năng lượng
Trục bơm, trục máy phát điện và rôto tua bin đều cần gia công trục dài. Các bộ phận này hoạt động ở tốc độ cao, nhiệt độ khắc nghiệt và tải trọng lớn. Dung sai chặt chẽ là điều cần thiết để ngăn chặn rung động và hư hỏng. Hợp kim có độ bền cao rất phù hợp cho những mục đích sử dụng này.
Khai thác / Dầu khí / Máy móc hạng nặng
Các đoạn dây khoan, bộ truyền động băng tải và thanh bơm là những trục dài phổ biến trong ngành này. Các bộ phận này phải có khả năng chịu được ứng suất, mô men xoắn và môi trường khắc nghiệt. Thép hợp kim cũng như các vật liệu chịu lực khác thường được sử dụng. Quy trình gia công phải tính đến cả trọng lượng và chiều dài của trục. Sau khi gia công, giảm ứng suất và phủ lớp, giúp chúng sẵn sàng cho môi trường khắc nghiệt.
Bạn cần thêm thông tin chi tiết về lựa chọn vật liệu? Hãy xem hướng dẫn về Vật liệu CNC của chúng tôi.
Ô tô và Vận tải
Trục truyền động, trục trục cũng như cột lái được sử dụng trong lĩnh vực này trên quy mô lớn. Các bộ phận này cần độ chính xác và cân bằng để giảm độ rung. Tiện và phay CNC được sử dụng để tạo côn, rãnh và rãnh.
Công nghiệp và Sản xuất
Trục dài được sử dụng rộng rãi trong hệ thống băng tải, máy in và dây chuyền đóng gói. Các trục này phải rất trơn tru, phải vừa khít và cũng có đường kính đồng đều. Thép không gỉ hoặc nhôm là những vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất trục dài; và quy trình hoàn thiện của chúng thường bao gồm phủ hoặc đánh bóng.
Quốc phòng và hàng không vũ trụ
Trục bánh đáp, trục rotor và bộ truyền động phải đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác nghiêm ngặt. Các nhà sản xuất thường chọn titan, Inconel hoặc hợp kim cứng cho các bộ phận này.
Tiêu chuẩn tuân thủ nghiêm ngặt và ứng suất cao là những hạn chế phổ biến. Mỗi tính năng – tức là rãnh, ren hoặc spline – phải chính xác theo yêu cầu. Máy đa trục và hệ thống kiểm tra đóng vai trò quan trọng trong sản xuất các bộ phận hàng không vũ trụ được chứng nhận và an toàn.
Tóm lại
Gia công trục dài cần có công cụ phù hợp, lập kế hoạch chu đáo và độ chính xác cao. Cho dù các thành phần dành cho hàng không vũ trụ hay năng lượng hàng hải, chất lượng của chúng phải luôn đồng đều. Làm việc với các chuyên gia giàu kinh nghiệm đảm bảo kết quả tốt hơn, sản phẩm an toàn hơn và ít phải làm lại hơn.
Richconn cung cấp dịch vụ gia công trục dài chính xác và đáng tin cậy cho bất kỳ ngành công nghiệp hoặc nhu cầu tùy chỉnh nào.
Câu hỏi liên quan
Làm thế nào để ngăn trục bị cong trong quá trình gia công?
Hỗ trợ trục bằng các giá đỡ ổn định, giá đỡ đuôi và đồ gá chắc chắn. Điều chỉnh hình dạng của dụng cụ và giảm tốc độ nạp liệu. Kiểm tra xem trục có được hỗ trợ đều dọc theo toàn bộ chiều dài của nó không để nó vẫn nằm trong phạm vi dung sai và cũng thẳng.
Trong gia công, chiều dài của trục gia công phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Chiều dài của trục phụ thuộc rất nhiều vào đường kính lỗ trục chính, kích thước bệ máy tiện cũng như độ cứng của trục. Sử dụng giá đỡ cố định hoặc các công cụ hỗ trợ liên quan cho phép bạn gia công trục dài trong khi vẫn ngăn ngừa uốn cong và duy trì độ chính xác cùng một lúc.
Bao lâu thì cần thay thế dụng cụ khoan dài?
Kiểm tra dụng cụ sau mỗi nhiệm vụ. Thay thế nếu thấy tiếng ồn, độ rung hoặc bề mặt hoàn thiện kém. Các dụng cụ dài sẽ nhanh mòn. Đây là lý do tại sao bạn nên luôn để mắt đến lưỡi cắt và sửa chữa hoặc thay thế nếu cần.
Chúng ta có thể gia công trục dài mà không cần sử dụng giá đỡ cố định không?
Không, bạn không nên làm như vậy. Nếu không sử dụng giá đỡ cố định để hỗ trợ, trục của bạn sẽ rung, cong và mất độ chính xác. Đây là lý do tại sao bạn nên luôn sử dụng giá đỡ phù hợp để tránh các vấn đề về côn, tiếng kêu của dụng cụ và bề mặt gồ ghề.
Máy tiện ngang hay máy tiện đứng, tôi nên sử dụng loại nào để tiện trục dài?
Chọn máy tiện ngang cho trục dài, mỏng. Chọn máy tiện đứng cho trục nặng, đường kính lớn và trục lớn. Quyết định cuối cùng phụ thuộc nhiều vào kế hoạch hỗ trợ của bạn và đường kính & trọng lượng của trục.
