TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 12173-1:2017 (ISO 23848-1:2009) VỀ MÁY CÔNG CỤ – TRỤC THEN HOA BI – PHẦN 1: ĐẶC TÍNH VÀ YÊU CẦU CHUNG

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12173-1:2017

ISO 23848-1:2009

MÁY CÔNG CỤ – TRỤC THEN HOA BI – PHẦN 1: ĐẶC TÍNH VÀ YÊU CẦU CHUNG

Machine tools – Ball splines – Part 1: General characteristics and requirements

Lời nói đầu

TCVN 12173-1:2017 hoàn toàn tương đương với ISO 23848-1:2009

TCVN 12173-1:2017 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 39 Máy công cụ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 12173 (ISO 23848) Máy công cụ – Trục then hoa bi bao gồm các phần sau:

– TCVN 12173-1:2017 (ISO 23848-1:2009), Phần 1: Đặc tính và yêu cầu chung;

– TCVN 12173-2:2017 (ISO 23848-2:2009), Phần 2: Tải trọng động danh định, tải trọng tĩnh danh định và tuổi thọ danh định.

MÁY CÔNG CỤ – TRỤC THEN HOA BI – PHẦN 1: ĐẶC TÍNH VÀ YÊU CẦU CHUNG

Machine tools – Ball splines – Part 1: General characteristics and requirements

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định và chuẩn hóa các đặc tính sau đối với trục then hoa bi:

– Hình dạng và kích thước;

– Phương pháp thử;

– Kiểm tra;

– Ký hiệu;

– Ghi nhãn.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

TCVN 258-1 (ISO 6507-1), Vật liệu kim loại – Thử độ cứng Vicker-Phần 1: Phương pháp thử;

TCVN 258-2 (ISO 6507-2), Vật liệu kim loại – Thử độ cứng Vicker – Phần 2: Kiểm tra xác nhận và hiệu chuẩn máy thử;

ISO 554, Standard atmospheres for conditioning and/or testing – Specifications (Khí quyển chuẩn cho thuần hóa và/hoặc thử nghiệm – Đặc tính kỹ thuật).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau.

CHÚ THÍCH: Xem Hình 1.

3.1

Trục then hoa bi (ball spline)

Cụm chi tiết máy gồm có trục then hoa, vòng ổ ngoài then hoa, các bi cầu và các chi tiết cho bi quay vòng và các vòng bít, để cung cấp chuyển động êm tương đối dọc trục giữa trục và vòng ổ ngoài, trong khi đó ngăn cản chuyển động quay tương đối của chúng cho mục đích truyền mô men xoắn.

3.2

Chiều dài then hoa hiệu dụng (effective spline length)

Chiều dài thực khả dụng của hành trình dọc trục cho vòng ổ ngoài then hoa trên trục then hoa.

3.3

Độ xoắn rãnh của trục then hoa bi (groove twist of the ball spline)

Giá trị độ lệch quay tròn của vòng ổ ngoài then hoa trên chiều dài hành trình hiệu dụng.

3.4

Đường kính danh nghĩa của trục then hoa (nominal diameter of the spline shaft)

Đường kính ngoài của trục then hoa đại diện cho cỡ kích thước của trục then hoa bi không bao gồm dung sai, đôi khi được biểu thị bằng đường kính vòng chia không bao gồm dung sai.

CHÚ THÍCH: Đường kính vòng chia, D_p, là đường kính quy định vị trí của các tâm bi cầu lăn trong cụm lắp ráp trục then hoa bi với các tiếp xúc lý thuyết của chúng trên các bề mặt rãnh của cả trục then hoa và vòng ổ ngoài then hoa.

3.5

Rãnh then hoa (spline groove)

Rãnh được mài hoặc cán dọc theo chiều trục trên chu vi trục hoặc trên bề mặt bên trong của vòng ổ ngoài then hoa để dễ dàng cho sự lăn êm của các bi bên trong cụm chi tiết.

3.6

Vòng ổ ngoài then hoa (spline outer race)

Cụm chi tiết bao gồm khối có các rãnh then hoa bên trong, các bi cầu, các chi tiết cho bi quay vòng và/hoặc các chi tiết bổ sung.

3.7

Trục then hoa (spline shaft)

Trục gồm có các rãnh then hoa dọc trục, các rãnh này khớp với các rãnh của một vòng ổ ngoài then hoa tương thích và có thể chứa các bi quay vòng.

4  Phân loại và cấp

Trục then hoa bi phải được phân loại thành loại A (theo góc) hoặc loại R (theo bán kính), như thể hiện trên Hình 1 và Bảng 1. Mỗi loại trục then hoa bi phải được chia thành 3 cấp, C1, C3 và C5, theo chất lượng và độ chính xác và có thể được biểu diễn bằng các ký tự như sau:

– P đối với C1;

– H đối với C3;

– không ký tự đối với C5

c) Loại R

CHÚ DẪN:

1 vòng bít

2 rãnh then

3 trục then hoa

4 vòng ổ ngoài then hoa

5 các bi cầu

6 vòng chặn và/hoặc nắp đầu mút

CHÚ THÍCH: Các bản vẽ này là các ví dụ của một kết cấu.

Hình 1 – Tên gọi các chi tiết của các trục then hoa bi điển hình

Bảng 1 – Loại và ký hiệu trục then hoa bi

5  Đặc tính

5.1  Độ xoắn rãnh của trục then hoa

Dung sai về độ xoắn rãnh của một trục then hoa, khi được đo bằng phương pháp cho trong 7.2, phải đáp ứng yêu cầu của Bảng 2 đối với 100 mm được lấy ngẫu nhiên trong phạm vi chiều dài then hoa hiệu dụng.

Trong các trường hợp không thể lấy được 100 mm hoặc khoảng cách hành trình tương đối lớn hơn giữa trục then hoa và vòng ổ ngoài then hoa, thì áp dụng giá trị chuyển đổi trong Bảng 2 tương xứng với khoảng cách hành trình.

Bảng 2 – Độ xoắn rãnh của trục then hoa

Kích thước tính bằng micrô mét

5.2  Độ chính xác của trục then hoa

Độ đảo hướng tâm của các rãnh then hoa, phần lắp các ngõng trục và độ đảo chiều trục của mặt đầu của trục then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ của trục then hoa, khi được đo bằng các phương pháp cho trong 7.3.1 đến 7.3.3, phải đáp ứng các đặc tính kỹ thuật trong các Bảng 3 đến 5 (xem các Hình 2, 4, 5 và 6).

5.3  Độ chính xác lắp của vòng ổ ngoài then hoa

Độ đảo chiều trục của mặt chuẩn vòng ổ ngoài then hoa hoặc của mặt lắp của bích, và độ đảo hướng tâm của vòng ổ ngoài then hoa so với đường trục của trục then hoa, khi được đo bằng sử dụng các phương pháp cho trong 7.4.1 và 7.4.2, phải đáp ứng các đặc tính kỹ thuật trong các Bảng 6 và Bảng 7 (xem các Hình 2, 7 và Hình 8).

CHÚ THÍCH: Các Hình 2 đến Hình 9 thể hiện điển hình loại AI, là một ví dụ.

CHÚ DẪN.

1 phần lắp ngõng trục

2 rãnh then hoa

3 vòng ổ ngoài then hoa

4 ngõng trục đỡ

5 trục then hoa

CHÚ THÍCH 1: Các ngõng trục đỡ chỉ các phần ở đó các ổ trục sẽ đỡ trục then hoa.

CHÚ THÍCH 2: Phần lắp các ngõng trục chỉ các phần dự định để lắp một bánh răng hoặc các chi tiết máy khác.

CHÚ THÍCH 3: Không áp dụng cho các trục then hoa không có các ngõng trục đỡ và/hoặc phần lắp ngõng trục.

Hình 2 – Độ chính xác của trục then hoa bi

5.4  Độ đảo hướng tâm tổng của trục then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ

Dung sai đối với độ đảo hướng tâm tổng của trục then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ, khi được đo bằng sử dụng phương pháp cho trong 7.5, phải đáp ứng các đặc tính kỹ thuật trong Bảng 8 (xem các Hình 2 và Hình 9).

5.5  Độ cứng

Độ cứng của các bề mặt rãnh then hoa, khi được xác định theo phương pháp cho trong 7.6, phải ít nhất là ≥ 653 HV (≥ 58 HRC).

Bảng 3 – Độ đảo hướng tâm của các rãnh then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ

Bảng 4 – Độ đảo hướng tâm của phần lắp các ngõng trục so với đường trục của các ngõng trục đỡ

Bảng 5 – Độ đảo chiều trục của các mặt đầu của trục then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ

Bảng 6 – Độ đảo chiều trục của mặt chuẩn vòng ổ ngoài then hoa hoặc mặt lắp bích so với đường trục của trục then hoa

Bảng 7. Độ đào hướng tâm của vòng ổ ngoi then hoa so với đường trục

Bảng 8 – Độ đảo hướng tâm tổng của trục then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ

6  Hình dạng và kích thước

Đối với các trục then hoa bi, đường kính danh nghĩa của trục then hoa và hình dạng và các kích thước biên của vòng ổ ngoài then hoa được cho trong Phụ lục A.

7  Phương pháp kiểm

7.1  Môi trường kiểm

Sử dụng 20 °C làm điều kiện nhiệt độ chuẩn đã quy định trong ISO 554, với dung sai quy định là cấp 15.

7.2  Độ xoắn rãnh

Với trục then hoa được cố định tại các ngõng trục đỡ và đồng hồ kiểm chỉ thị số được đặt trên bề mặt bên của then của vòng ổ ngoài, hoặc đặt trên bề mặt bên có rãnh của đồ gá đo lắp trên vòng ổ ngoài then hoa vuông góc với đường tâm trục, như thể hiện trên Hình 3, tác dụng một mô men xoắn phù hợp theo một chiều vào vòng ổ ngoài then hoa và đo độ đào bằng cách dịch chuyển đồng thời vòng ổ ngoài và đầu đo theo phương chiều trục một khoảng cách 100 mm bất kỳ nằm trong chiều dài hiệu dụng của trục then hoa. Lấy giá trị này làm độ đảo do độ xoắn ở rãnh then hoa của trục then hoa bi. Đồng hồ kiểm chỉ thị số phải được đặt trên phần gần với vòng ổ ngoài then hoa nhất có thể.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1 giá đỡ cố định

2 đồ gá đo

3 then

4 trục then hoa

5 vòng ổ ngoài then hoa

6 bàn máp

7 khối chuẩn

Hình 3 – Độ xoắn rãnh của trục then hoa bi

7.3  Độ chính xác của trục then hoa

7.3.1  Độ đảo hướng tâm của các rãnh then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ

Trục then hoa phải được đỡ trên hai khối V tại các ngõng trục đỡ và các dưỡng dạng chốt/pin gauge có đường kính bằng đường kính bi được sử dụng trong các rãnh then hoa phải được giữ tiếp xúc với bề mặt rãnh bằng một vòng kẹp, như thể hiện trên Hình 4. Đặt đồng hồ kiểm chỉ thị số trên dưỡng dạng chốt và thu được giá trị độ lệch đo lớn nhất đối với một vòng quay hoàn chỉnh của trục then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ.

CHÚ DẪN:

1 trục then hoa

2 dưỡng dạng chốt

3 khối V

4 dưỡng kẹp

5 bàn máp

^a loại AI/AII

^b loại R

Hình 4 – Độ đảo hướng tâm của các rãnh then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ

7.3.2  Độ đảo hướng tâm của các ngõng trục lắp so với đường trục của các ngõng trục đỡ

Với trục then hoa được đỡ nằm ngang trên hai khối V tại các ngõng trục đỡ, như thể hiện trên Hình 5, nhận được độ đảo của phần lắp các ngõng trục bằng cách đặt đồng hồ kiểm chỉ thị số trên cả hai ngõng trục đỡ, trong khi quay trục then hoa một vòng hoàn chỉnh.

CHÚ DẪN.

1 trục then hoa

2 khối V

3 bàn máp

Hình 5 – Độ đảo hướng tâm của các ngõng trục lắp so với đường trục của các ngõng trục đỡ

7.3.3  Độ đảo chiều trục của các mặt đầu của trục then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ

Với trục then hoa được ấn một đầu tì vào thành cứng vững có một viên bi nằm giữa, trong khi đang được đỡ nằm ngang trên hai khối V tại các ngõng trục đỡ, như thể hiện trên Hình 6, đo các độ đảo bằng cách đặt đồng hồ kiểm chỉ thị số tì vào các mặt thẳng đứng của trục then hoa trên cả hai đầu đối với một vòng quay hoàn chỉnh của trục then hoa.

CHÚ DẪN:

1 bi

2 trục then hoa

3 khối V

4 bàn máp

Hình 6 – Độ đảo chiều trục của các mặt đầu của trục then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ

7.4  Độ chính xác của việc lắp vòng ổ ngoài then hoa

7.4.1  Độ đảo chiều trục của mặt chuẩn vòng ổ ngoài then hoa hoặc của mặt lắp bích so với đường tâm của trục then hoa

Với vòng ổ ngoài then hoa được cố định trên trục then hoa bằng đồ gá lắp ở cả hai bên, trục then hoa được đỡ trên hai khối V ở khoảng cách 2d₀ (hai lần đường kính danh nghĩa của trục then hoa) so với hai đầu của vòng ổ ngoài then hoa, và một đầu của trục then hoa được ấn tì vào thành cứng vững có một viên bi nằm giữa, như minh họa trên Hình 7, đặt đầu đo của đồng hồ kiểm chỉ thị số tì vào mặt chuẩn của mặt đầu có bích của vòng ổ ngoài then hoa và đo độ đảo chiều trục của vòng ổ ngoài then hoa so với đường tâm của trục then hoa trong khi quay một vòng hoàn chỉnh. Phép đo có thể được thực hiện trong khi đỡ trục then hoa tại các lỗ tâm ở cả hai đầu.

CHÚ DẪN:

1 bi

2 dưỡng kẹp

3 trục then hoa

4 vòng ổ ngoài then hoa

5 bàn máp

6 khối V

Hình 7 – Độ đảo chiều trục của mặt chuẩn vòng ổ ngoài then hoa hoặc của mặt lắp bích so với đường tâm của trục then hoa

7.4.2  Độ đảo hướng tâm của vòng ổ ngoài then hoa so với đường tâm của trục then hoa

Với vòng ổ ngoài then hoa được cố định trên trục then hoa bằng đồ gá lắp và trục then hoa được đỡ trên hai khối V ở khoảng cách 2d₀ (hai lần đường kính danh nghĩa của trục then hoa) so với hai đầu của vòng ổ ngoài then hoa, như minh họa trên Hình 8, đặt đầu đo của đồng hồ kiểm chỉ thị số tại một số vị trí trên vòng ổ ngoài then hoa và xác định giá trị lớn nhất của các độ đảo trong khi quay vòng ổ ngoài then hoa cùng với trục then hoa.

7.5  Độ đảo hướng tâm tổng của trục then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ

Với trục then hoa được đỡ nằm ngang tại các ngõng trục đỡ của nó trên hai khối V, như minh họa trên Hình 9, đặt đầu đo của đồng hồ kiểm chỉ thị số gần trùng với tâm của trục then hoa, và đo các độ đảo trên nhiều vị trí dọc theo phương chiều trục đối với một vòng quay hoàn chỉnh của trục; lấy giá trị lớn nhất làm độ đảo tổng. Theo thỏa thuận giữa người mua và nhà sản xuất, phép đo này có thể được thực hiện trong khi đỡ trục tại các lỗ tâm ở cả hai đầu.

CHÚ DẪN:

1 trục then hoa

2 dưỡng kẹp

3 vòng ổ ngoài then hoa

4 bàn máp

5 khối V

Hình 8 – Độ đảo hướng tâm của vòng ổ ngoài then hoa so với đường tâm của trục then hoa

CHÚ DẪN:

1 ngõng trục đỡ

2 khối V

3 bàn máp

Hình 9 – Độ đảo hướng tâm tổng của trục then hoa so với đường trục của các ngõng trục đỡ

7.6  Độ cứng

Thử độ cứng phải được thực hiện phù hợp với TCVN 258-1 (ISO 6507-1), bằng sử dụng một thiết bị thử nghiệm như xác định trong TCVN 258-2 (ISO 6507-2) và các phép đo đó phải được thực hiện trên trục then hoa, cũng như trên mặt đầu gần một rãnh then hoa của thân vòng ổ ngoài.

8  Kiểm tra

Trục then hoa bi phải được kiểm tra về hình dạng bên ngoài, độ chính xác và độ cứng, và phải đáp ứng các đặc tính kỹ thuật cho trong các Điều 5, 6 và 10.

9  Ký hiệu

Trục then hoa bi phải được ký hiệu bằng các thông tin sau:

a) Số hiệu (hoặc tên) của tiêu chuẩn này, nghĩa là TCVN 12173-1:2017 (ISO 23848-1:2009);

b) Ký hiệu phân loại;

c) Số lượng rãnh then hoa (được đi kèm bằng ký tự N);

d) Cỡ kích thước danh nghĩa;

e) Chiều dài rãnh then hoa;

f) Ký hiệu cấp;

g) Sự có mặt của các vòng bít.

VÍ DỤ

10  Ghi nhãn

Trục then hoa bi phải có nhãn mác không tẩy xóa được với thông tin dưới đây ở vị trí dễ thấy trên bao gói.

Ngoài ra, khuyến nghị là nên có một nhãn mác chỉ ra tên hoặc viết tắt của nhà sản xuất và cấp của sản phẩm ở phần dễ thấy trên vòng ổ ngoài then hoa:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này, nghĩa là TCVN 12173-1:2017 (ISO 23848-1:2009);

b) Loại và cấp, nghĩa là loại A hoặc R và cấp C1, C3 hoặc C5;

c) Số lượng rãnh then hoa;

d) Cỡ kích thước danh nghĩa;

e) Tên hoặc viết tắt của nhà sản xuất.

Phụ lục A

(Quy định)

Hình dạng và kích thước của các vòng ổ ngoài then hoa

A.1  Quy định chung

Phụ lục này quy định hình dạng và các kích thước biên của vòng ổ ngoài then hoa.

A.2  Hình dạng và kích thước

Hình dạng và kích thước của các vòng ổ ngoài then hoa phải được biểu thị như cho trong các Hình A.1 và A.2 và các Bảng A.1 và A.2.

Hình A.1 – Hình dạng điển hình của vòng ổ ngoài then hoa không có bích

CHÚ DẪN:

1 lỗ gá lắp

D_p đường kính vòng chia

Hình A.2 – Hình dạng điển hình của vòng ổ ngoài then hoa có bích

Bảng A.1 – Kích thước của các vòng ổ ngoài then hoa không có bích

Bảng A.2 – Kích thước biên của các vòng ổ ngoài then hoa có bích