Cẩm nang toàn diện về gia công trục vít bánh vít cho người mới bắt đầu

Trong thế giới cơ khí hiện đại, gia công trục vít bánh vít đóng vai trò then chốt, quyết định hiệu suất và độ bền của vô số hệ thống truyền động. Từ các thiết bị công nghiệp quy mô lớn đến những dụng cụ cầm tay nhỏ gọn, sự hiện diện của trục vít bánh vít là không thể phủ nhận. Tuy nhiên, để tạo ra những sản phẩm đạt chuẩn chất lượng và độ chính xác cao, việc nắm vững các phương pháp gia công trục vít bánh vít là điều không thể thiếu. Bài viết này sẽ đi sâu vào hai phương pháp gia công phổ biến nhất, đồng thời cung cấp những thông tin chi tiết về quy trình, ưu nhược điểm và ứng dụng của từng phương pháp, giúp bạn đọc có cái nhìn toàn diện và sâu sắc hơn về lĩnh vực gia công cơ khí đầy thách thức này.

Định nghĩa trục vít bánh vít

Trục vít bánh vít là một dạng bộ truyền động cơ khí, bao gồm một trục vít có ren xoắn ốc và một bánh vít có răng ăn khớp với ren của trục vít. Khi trục vít quay, ren xoắn ốc của nó sẽ đẩy bánh vít di chuyển theo một hướng xác định, tạo ra chuyển động tịnh tiến hoặc quay tùy thuộc vào thiết kế.

Bộ truyền động trục vít bánh vít được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhờ vào khả năng truyền động chính xác, tỉ số truyền lớn và khả năng tự hãm. Trong công nghiệp, chúng được sử dụng trong các máy công cụ, robot, hệ thống nâng hạ, băng tải và nhiều ứng dụng khác. Ngoài ra, trục vít bánh vít còn có mặt trong các thiết bị hàng ngày như xe hơi, máy in, thiết bị y tế và đồ chơi trẻ em.

Trục vít bánh vít gồm những loại nào?

Trục vít bánh vít có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau. Dựa vào hình dạng ren trục vít, ta có trục vít ren vuông, ren tam giác và ren thang. Trục vít ren vuông có khả năng tự hãm cao, thường dùng trong các cơ cấu nâng hạ. Trục vít ren tam giác có góc nâng nhỏ, phù hợp với truyền động hai chiều. Trục vít ren thang có khả năng chịu tải lớn, thường được ứng dụng trong các máy móc công nghiệp. Ngoài ra, dựa vào số mối ren, trục vít có thể là trục vít đơn hoặc trục vít đa ren, với trục vít đa ren có khả năng truyền động nhanh hơn. Về vật liệu chế tạo, trục vít thường được làm từ thép hợp kim, trong khi bánh vít thường được làm từ đồng hoặc đồng thanh để giảm ma sát và mài mòn.

Yêu cầu kỹ thuật gia công trục vít bánh vít 

Yêu cầu kỹ thuật gia công trục vít bánh vít đòi hỏi sự chính xác và tỉ mỉ cao để đảm bảo hiệu suất và độ bền của bộ truyền động. Dưới đây là một số yêu cầu kỹ thuật quan trọng:

Đối với trục vít:

• Độ chính xác hình học: Đảm bảo ren xoắn ốc của trục vít có độ chính xác cao về bước ren, góc xoắn và đường kính trung bình. Sai số nhỏ có thể ảnh hưởng đến khả năng ăn khớp và hiệu suất truyền động.

• Độ nhẵn bề mặt: Bề mặt ren cần được gia công nhẵn để giảm ma sát và mài mòn, đảm bảo truyền động êm ái và tuổi thọ cao.

• Vật liệu: Lựa chọn vật liệu phù hợp với điều kiện làm việc, thường là thép hợp kim có độ cứng và độ bền cao.

• Xử lý nhiệt: Thực hiện xử lý nhiệt để tăng độ cứng bề mặt, chống mài mòn và tăng tuổi thọ của trục vít.

Đối với bánh vít:

• Độ chính xác răng: Răng bánh vít cần được gia công chính xác về kích thước, hình dạng và vị trí để đảm bảo ăn khớp tốt với ren trục vít.

• Độ cứng: Răng bánh vít cần có độ cứng cao để chịu được tải trọng và chống mài mòn.

• Vật liệu: Thường sử dụng đồng hoặc đồng thau để giảm ma sát và mài mòn, hoặc các vật liệu khác như gang, thép hoặc nhựa kỹ thuật tùy vào ứng dụng.

Yêu cầu chung:

• Độ ồn: Bộ truyền động trục vít bánh vít cần hoạt động êm ái, hạn chế tiếng ồn.

• Hiệu suất: Đảm bảo hiệu suất truyền động cao, giảm thiểu tổn thất năng lượng do ma sát.

• Tuổi thọ: Bộ truyền động cần có tuổi thọ cao, chịu được tải trọng và điều kiện làm việc khắc nghiệt.

Các yêu cầu kỹ thuật cụ thể có thể thay đổi tùy thuộc vào ứng dụng và loại trục vít bánh vít. Tuy nhiên, việc tuân thủ các yêu cầu cơ bản trên sẽ đảm bảo bộ truyền động hoạt động hiệu quả, đáng tin cậy và có tuổi thọ cao.

Phương pháp gia công trục vít bánh vít

Có nhiều phương pháp gia công trục vít bánh vít, nhưng hai phương pháp phổ biến nhất là:

1. Phương pháp phay trục vít:

• Phay định hình: Sử dụng dao phay đĩa hoặc dao phay ngón định hình để tạo hình ren trục vít. Phương pháp này thường được sử dụng cho các trục vít có độ chính xác không quá cao và số đầu mối ren nhỏ (Z1 ≤ 1).

• Phay ren: Sử dụng dao phay ren chuyên dụng để tạo ren trục vít. Phương pháp này cho độ chính xác cao hơn phay định hình và có thể gia công được các trục vít có số đầu mối ren lớn (Z1 > 1).

• Phay lăn: Sử dụng một cặp bánh răng lăn để tạo hình ren trục vít. Phương pháp này có năng suất cao, độ chính xác tốt và bề mặt ren nhẵn bóng.

2. Phương pháp phay bánh vít:

• Phay định hình: Tương tự như phay định hình trục vít, nhưng sử dụng dao phay có dạng răng bánh vít.

• Phay lăn: Sử dụng một cặp bánh răng lăn để tạo hình răng bánh vít. Phương pháp này có ưu điểm tương tự như phay lăn trục vít.

Ngoài ra, còn có các phương pháp gia công khác như mài trục vít, mài bánh vít, tiện trục vít, tiện bánh vít,... Tuy nhiên, các phương pháp này ít phổ biến hơn do yêu cầu thiết bị chuyên dụng và chi phí cao.

Lựa chọn phương pháp gia công phù hợp:

Việc lựa chọn phương pháp gia công trục vít bánh vít phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:

• Yêu cầu về độ chính xác: Nếu yêu cầu độ chính xác cao, nên sử dụng các phương pháp phay ren hoặc phay lăn.

• Số lượng sản phẩm: Nếu sản xuất hàng loạt, nên sử dụng các phương pháp có năng suất cao như phay lăn.

• Chi phí: Các phương pháp phay định hình thường có chi phí thấp hơn các phương pháp khác.

• Vật liệu: Cần lựa chọn phương pháp gia công phù hợp với vật liệu của trục vít và bánh vít.
  

Ưu và nhược điểm gia công trục vít bánh vít

Ưu điểm của gia công trục vít bánh vít:

• Tỷ số truyền lớn: Trục vít bánh vít có khả năng tạo ra tỷ số truyền rất lớn trong một không gian nhỏ gọn, cho phép giảm tốc độ động cơ và tăng mô-men xoắn đầu ra một cách hiệu quả.

• Truyền động êm ái và chính xác: Nhờ vào sự ăn khớp liên tục giữa ren trục vít và răng bánh vít, bộ truyền này hoạt động rất êm ái, ít tiếng ồn và độ rung thấp. Đồng thời, nó cũng đảm bảo độ chính xác cao trong việc định vị và điều khiển chuyển động.

• Khả năng tự hãm: Trong nhiều trường hợp, trục vít bánh vít có khả năng tự hãm, nghĩa là khi không có động cơ tác động, bánh vít sẽ không tự quay ngược lại. Điều này rất hữu ích trong các ứng dụng cần giữ tải trọng ở một vị trí cố định.

• Cấu trúc đơn giản và dễ bảo trì: Bộ truyền trục vít bánh vít có cấu tạo tương đối đơn giản, ít chi tiết phức tạp, giúp giảm chi phí sản xuất và bảo trì.

Nhược điểm của gia công trục vít bánh vít:

• Hiệu suất thấp: Do ma sát lớn giữa ren trục vít và răng bánh vít, hiệu suất của bộ truyền này thường thấp hơn so với các loại bộ truyền khác như bánh răng trụ hoặc bánh răng côn. Điều này dẫn đến tổn thất năng lượng dưới dạng nhiệt, đặc biệt ở tốc độ cao.

• Sinh nhiệt và mài mòn: Ma sát lớn cũng gây ra hiện tượng sinh nhiệt và mài mòn nhanh chóng, đặc biệt là ở bánh vít. Để khắc phục điều này, thường phải sử dụng các vật liệu chịu mài mòn và hệ thống bôi trơn hiệu quả.

• Yêu cầu độ chính xác cao: Việc gia công trục vít và bánh vít đòi hỏi độ chính xác rất cao để đảm bảo sự ăn khớp hoàn hảo và hoạt động ổn định. Điều này làm tăng chi phí sản xuất và đòi hỏi công nghệ gia công tiên tiến.

• Giới hạn về tốc độ và tải trọng: Trục vít bánh vít thường không phù hợp với các ứng dụng yêu cầu tốc độ quay cao hoặc tải trọng quá lớn, do dễ gây quá nhiệt và hỏng hóc.

Chi tiết tại: ​https://atcmachinery.com/gia-cong-truc-vit-banh-vit/