Đầu Máy Tiện (Headstock) Là Gì? Chức Năng & Cấu Tạo

Trong cấu tạo của một chiếc máy tiện, đầu máy tiện là bộ phận kiên cố bao bọc và điều khiển trục chính. Đây là bộ phận cố định, thường nằm ở phía bên trái của máy, đóng vai trò trung tâm trong việc truyền lực, điều khiển tốc độ và đảm bảo độ chính xác cho toàn bộ quá trình gia công.

Nội dung bài viết

1 Đầu máy tiện là gì?
2 Chức năng của đầu máy tiện
3 Cấu tạo của đầu máy tiện
4 Các loại đầu máy tiện phổ biến
- 4.1 Đầu máy tiện cơ khí
- 4.2 Đầu máy tiện CNC
5 Bảo trì và vấn đề thường gặp

Đầu máy tiện là gì?

Đầu máy tiện (Headstock) là bộ phận cố định thường nằm ở phía bên trái. Nó chứa trục chính (Spindle) – nơi phôi được gá kẹp và quay tròn, tạo ra chuyển động cắt chính.

Chức năng của đầu máy tiện

Về cơ bản, đầu máy tiện đảm nhận các vai trò cốt lõi sau:

– Tạo chuyển động quay cho phôi:

+ Đầu máy tiện chứa động cơ và hệ thống truyền động (hộp số, dây đai hoặc truyền động trực tiếp) để làm quay trục chính với tốc độ và lực cần thiết.

– Gá kẹp phôi:

+ Trục chính có mặt bích để lắp các đồ gá giúp kẹp chặt phôi trong suốt quá trình gia công.

– Điều khiển tốc độ quay:

+ Cho phép người vận hành (hoặc máy tiện CNC) thay đổi tốc độ quay của trục chính phù hợp với vật liệu, đường kính phôi và yêu cầu gia công.

– Truyền động cho ăn dao và cắt ren:

+ Từ trục chính, một phần chuyển động được truyền tới các cơ cấu khác của máy (như hộp chạy dao và hộp ren) để điều khiển dao cắt tự động tịnh tiến hoặc cắt ren.

– Đảm bảo độ chính xác và cứng vững:

+ Vỏ đầu máy thường được đúc từ gang cứng vững và các bộ phận bên trong (như ổ trục của trục chính) được gia công chính xác.

=> Giúp giảm rung động và duy trì độ chính xác cao cho quá trình gia công.

Cấu tạo của đầu máy tiện

Để hiểu rõ hơn về vai trò của đầu máy tiện, hãy cùng khám phá các thành phần cấu tạo chi tiết bên trong nó:

1/ Vỏ đầu máy (Headstock Casing)

– Vật liệu: Thường được làm từ gang đúc hoặc thép hàn có độ cứng vững cao.

– Chức năng:

+ Vỏ đầu máy có vai trò bảo vệ các chi tiết máy bên trong khỏi bụi bẩn, phoi và dầu mỡ.

+ Khung gá đỡ kiên cố, đảm bảo độ ổn định và giảm rung động trong quá trình gia công.

2/ Trục chính (Spindle): Đây là trục quay chính của máy tiện, là nơi trực tiếp gắn và làm quay phôi.

>>> Xem thêm: Tìm hiểu về các trục trong máy tiện

– Thân trục (Spindle Shaft): Một trục rỗng, được chế tạo từ thép hợp kim chịu mài mòn.

+ Được gia công với độ chính xác rất cao để đảm bảo độ đồng tâm và độ cứng vững khi quay.

– Ổ trục (Bearings): Gồm các vòng bi chuyên dụng.

+ Chúng đỡ trục chính, giảm ma sát, hấp thụ lực từ quá trình cắt và đảm bảo độ chính xác quay của trục.

+ Chất lượng của ổ trục ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và tuổi thọ của máy.

– Mặt bích trục chính: Phần đầu của trục chính, có hình dạng đặc biệt để lắp mâm cặp, collet hoặc các loại đồ gá khác.

– Lỗ trục chính (Spindle Bore): Một lỗ xuyên tâm qua toàn bộ trục chính, cho phép đưa các thanh vật liệu dài qua để gia công.

3/ Hệ thống truyền động trục chính: Có nhiệm vụ truyền lực từ động cơ đến trục chính và điều khiển tốc độ quay của nó.

– Động cơ chính (Main Motor): Cung cấp năng lượng cần thiết để quay trục chính.

+ Tùy loại máy mà có thể là động cơ AC/DC hoặc động cơ servo (trên máy CNC) cho khả năng điều khiển chính xác hơn.

– Các loại truyền động:

+ Truyền động đai (Belt-driven): Truyền lực thông qua hệ thống puli và dây đai. Ưu điểm là vận hành êm ái, dễ bảo trì.

+ Hộp số (Gearbox): Phổ biến trên máy tiện cơ khí, chứa các bánh răng ăn khớp.

+ Truyền động trực tiếp: Trên các máy tiện CNC hiện đại, động cơ được kết nối trực tiếp với trục chính hoặc thậm chí được tích hợp ngay bên trong trục chính.

=> Mang lại tốc độ quay rất cao, độ chính xác và khả năng điều khiển vô cấp vượt trội.

>>> Xem thêm máy tiện hiện đại:

Máy Tiện Đứng CNC VT320 – VT400 – VT600
Máy Tiện Phay CNC TMC40V, TMC400Y
Máy Tiện Ngang CNC Cỡ Lớn ATB300E, ATB500, ATB600E
Máy Tiện CNC Mini SUPER SP28

4/ Hệ thống điều khiển tốc độ

– Tay quay máy tiện: Người vận hành sử dụng các tay quay để chuyển số nhằm điều chỉnh tốc độ quay của trục chính.

– Bảng tốc độ: Hiển thị các dải tốc độ quay có thể đạt được, giúp người thợ lựa chọn thông số phù hợp.

5/ Hệ thống truyền động ăn dao

Mặc dù việc điều khiển ăn dao được thực hiện tại hộp chạy dao và bàn xe dao, nhưng đầu máy tiện là điểm khởi nguồn của chuyển động này.

– Từ trục chính, một phần chuyển động được truyền ra ngoài thông qua một số bánh răng để cung cấp nguồn động lực cho hộp chạy dao và hộp ren.

– Từ đó điều khiển sự tịnh tiến tự động của dao cắt.

6/ Hệ thống bôi trơn và làm mát

– Bơm dầu/Hệ thống tuần hoàn dầu: Cung cấp dầu bôi trơn liên tục cho các bánh răng, ổ trục và các chi tiết chuyển động bên trong đầu máy.

– Hệ thống làm mát dầu (nếu có): Giúp duy trì nhiệt độ dầu ổn định, ngăn chặn sự giãn nở nhiệt có thể ảnh hưởng đến độ chính xác.

Các loại đầu máy tiện phổ biến

Đầu máy tiện phổ biến có 2 loại chính:

Đầu máy tiện cơ khí

Đây là loại đầu máy tiện truyền thống, được tìm thấy trên các máy tiện vạn năng (máy tiện cơ). Nguyên lý hoạt động dựa trên cơ cấu cơ học để thay đổi tốc độ quay.

– Đặc điểm:

+ Thay đổi tốc độ bằng cơ khí, quá trình này thường yêu cầu dừng máy hoặc dừng trục chính.

+ Tốc độ quay của trục chính được giới hạn bởi số lượng các cặp bánh răng hoặc puli có sẵn trong hộp số, tạo ra các dải tốc độ cố định.

+ Việc chọn tốc độ và điều khiển các chức năng khác chủ yếu được thực hiện bằng tay.

– Ưu điểm:

+ Cấu tạo đơn giản, bền bỉ, dễ bảo trì và sửa chữa.

+ Chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn.

+ Phù hợp cho các ứng dụng gia công thông thường, sản xuất đơn chiếc hoặc số lượng ít, nơi không yêu cầu thay đổi tốc độ liên tục.

– Nhược điểm:

+ Khó khăn và tốn thời gian khi cần thay đổi tốc độ thường xuyên.

+ Ít linh hoạt hơn trong việc tối ưu hóa tốc độ cắt cho từng vật liệu và đường kính phôi cụ thể.

+ Độ ồn và rung động có thể cao hơn do hoạt động của hệ thống bánh răng.

Đầu máy tiện CNC

Đầu máy tiện trên các máy tiện CNC hiện đại tập trung vào tự động hóa và độ chính xác cao.

– Đặc điểm:

+ Tốc độ quay của trục chính được điều khiển tự động và liên tục (vô cấp) bởi động cơ servo.

=> Cho phép máy đạt được bất kỳ tốc độ quay nào trong dải tốc độ cho phép của trục chính mà không cần dừng máy.

+ Truyền động trực tiếp với trục chính, loại bỏ hộp số và dây đai.

=> Giúp giảm rung động, tăng độ chính xác, tăng tốc độ quay tối đa và khả năng tăng/giảm tốc nhanh chóng.

+ Động cơ được tích hợp ngay bên trong trục chính, tạo thành một khối liền mạch.

=> Mang lại tốc độ quay cực cao (vạn vòng/phút), độ chính xác tuyệt đối và hiệu quả truyền động tối đa.

+ Thường có các cảm biến (encoder) để phản hồi vị trí và tốc độ quay chính xác về bộ điều khiển CNC, đảm bảo quá trình điều khiển vòng kín.

– Ưu điểm:

+ Độ chính xác cao, ít rung động, giúp đạt được chất lượng bề mặt và dung sai chặt chẽ.

+ Tốc độ có thể thay đổi tự động theo chương trình gia công, tối ưu hóa quá trình cắt cho từng đoạn phôi và vật liệu.

+ Khả năng đạt tốc độ quay rất cao, mô-men xoắn mạnh mẽ, phù hợp cho gia công năng suất cao và vật liệu khó.

+ Tiếng ồn được hạn chế tối đa.

+ Yêu cầu bảo trì ít.

– Nhược điểm:

+ Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn đáng kể.

+ Yêu cầu kiến thức về lập trình CNC và điện tử để vận hành và bảo trì.

+ Việc sửa chữa phức tạp hơn khi có lỗi về điện tử hoặc động cơ.

Bảo trì và vấn đề thường gặp

Bảo trì đầu máy tiện đúng cách là yếu tố sống còn để kéo dài tuổi thọ và duy trì độ chính xác:

– Kiểm tra và thay dầu thường xuyên theo khuyến nghị của nhà sản xuất.

– Kiểm tra độ ồn và rung động bất thường từ trục chính hoặc hộp số.

– Kiểm tra đai truyền để đảm bảo độ căng của đai phù hợp.

– Giữ sạch sẽ bên ngoài đầu máy, tránh để bụi bẩn, phoi kim loại lọt vào các khe hở.

Vấn Đề Thường Gặp:

– Tiếng ồn/rung động bất thường:

+ Có thể do ổ trục bị mòn, thiếu bôi trơn, bánh răng bị hỏng, hoặc đai truyền động bị lỏng/hỏng.

– Nóng quá mức:

+ Thường là dấu hiệu của thiếu bôi trơn, quá tải hoặc hệ thống làm mát có vấn đề.

– Sai số gia công:

+ Nguyên nhân phổ biến là độ đảo của trục chính cao do ổ trục bị mòn, trục bị biến dạng, hoặc mâm cặp bị mòn/hỏng.

– Không thay đổi được tốc độ/Tốc độ không chính xác:

+ Trên máy cơ có thể do kẹt cơ cấu chuyển số.

+ Trên máy CNC có thể là lỗi động cơ, biến tần hoặc hệ thống điều khiển.

Đầu máy tiện là trung tâm điều khiển chuyển động của máy tiện, quyết định phần lớn khả năng, độ chính xác và hiệu suất của quá trình gia công. Trong bối cảnh công nghệ ngày càng phát triển, các đầu máy tiện cũng không ngừng được cải tiến, tích hợp nhiều công nghệ cao để đáp ứng nhu cầu gia công, góp phần quan trọng vào sự phát triển của ngành cơ khí chế tạo chính xác.

Hãy liên hệ ngay tới VNTECH để được tư vấn chi tiết về giải pháp cấp phôi tự động cho máy tiện CNC.

VNTECH - Đơn vị cung cấp máy móc gia công cơ khí chính hãng, uy tín, đa dạng về chủng loại, đáp ứng mọi nhu cầu sản xuất. Để được tư vấn chi tiết và nhận báo giá tốt nhất, quý khách vui lòng liên hệ theo thông tin bên dưới.