Giáo trình Cắt gọt kim loại - Mô đun: Công nghệ Eđem

ính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm qua, dạy nghề đã cĩ những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học cơng nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nĩi chung và cơng nghệ EDM ở Việt Nam nĩi riêng đã cĩ những bước phát triển đáng kể. Chương trình khung quốc gia nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các mơđun. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo các mơđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Mơ đun : Cơng nghệ EDM là mơ đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong quá trình thực hiện, nhĩm biên soạn đã tham khảo nhiều tài liệu cơng nghệ EDM trong và ngồi nước, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất. Mặc dầu cĩ rất nhiều cố gắng, nhưng khơng tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được sự đĩng gĩp ý kiến của độc giả để giáo trình được hồn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày tháng 5 năm 2017 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Ngơ Văn Chuyển 2. Nguyễn Viết Thanh TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin cĩ thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Giáo trình này tơi viết dựa trên các nguồn tại liệu đã trình bày trong phần tài liệu tham khảo, khơng nhằm mục đích cá nhân hay kinh tế, tơi xin cam đoan là tơi lấy từ nguồn nào là cĩ trích dẫn cụ thể. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trong quá trình học tập trong các trường đại học, sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành luơn được nhà trường và sinh viên đặt lên hàng đầu. Vì vậy thực hành là một trong những phần rất quan trọng giúp sinh viên năm cuối hồn thiện kiến thức, là bước chuẩn bị tốt nhất cho sinh viên trước khi ra trường. Thực tập giúp cho sinh viên kĩ thuật tiếp cận được rõ nhất với thực tế sản xuất tại các nhà máy, xí nghiệp, được tìm hiểu và tiếp xúc trực tiếp với máy mĩc thiết bị đã được học trên lý thuyết. Ngồi ra trong quá trình thực tập sinh viên cịn cĩ cơ hội nắm bắt được cơng việc, phương thức làm việc để cĩ những chuẩn bị tốt nhất và khơng bị bỡ ngỡ trước khi tốt nghiệp ra trường. Trong quá trình thực tập tại gia cơng trên cắt dây , tuy chỉ cĩ một khoảng thời gian ngắn nhưng với sự cố gắng tìm tịi và học hỏi đã giúp em hiểu hơn về cơng nghệ cắt dây , đặc biệt là các máy cắt dây EDM Do thời gian thực tập cĩ hạn cộng với sự hiểu biết cịn hạn chế, GIÁO TRÌNH khơng thể tránh khỏi những sai sĩt. Kính mong thầy cơ, cùng giúp đỡ và chỉ bảo . Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2017 Tham gia biên soạn 1.Chủ biên: Ngơ Văn Chuyển 2.Nguyễn Viết Thanh MỤC LỤC BÀI 1 . VẬN HÀNH BẢO DƯỠNG MÁY CẮT DÂY 7 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN GIA CƠNG TRÊN MÁY CẮT DÂY Tên mơ đun: GIA CƠNG EDM Thời gian thực hiện mơ đun: 45 giờ; (Lý thuyết: 11 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 28 giờ; Kiểm tra: 06 giờ) I. Vị trí, tính chất của mơ đun: - Vị trí: + “Gia cơng EDM” là mơ đun kỹ thuật chuyên mơn trong chương trình đào tạo. Mơn đun được bố trí giảng dạy sau khi sinh viên đã học xong các mơn học Vẽ kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Vật liệu, Dung sai. + Mơ đun nâng cao kỹ năng tư duy thiết kế, sự dụng phần mềm hỗ trợ lập trình gia cơng trên máy vi tính cho sinh viên. - Tính chất: + Là mơ đun giúp cho sinh viên cĩ khả năng thiết kế, lập trình gia cơng trên các máy gia cơng tia lửa điện II. Mục tiêu mơ đun: - Về kiến thức: +Trình bày được nguyên lý hoạt động, độ chính xác, khả năng cơng nghệ & cơng dụng của máy EDM. +Trình bày được cấu tạo, chức năng các bộ phận chính của máy EDM Y-430ZNC và GE-43SA. + Phân tích được ngơn ngữ máy, cấu trúc lệnh và cấu trúc chương trình gia cơng EDM. - Về kỹ năng: + Tuân thủ nội quy xưởng thực tập và các kỹ thuật an tồn khi sử dụng dụng cụ, thiết bị. +Vận dụng được các phương pháp lập trình với giá trị tuyệt đối (G90) và với giá trị tương đối (G91) để giải quyết được các bài tốn lập trình thủ cơng đơn giản. + Lập trình tự động được cho máy EDM với các phần mềm AutoCAD và MasterCAM. +Vận hành thành thạo máy EDM gia cơng ra sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ, đảm bảo an tồn tuyệt đối cho người và thiết bị. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Bố trí nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và áp dụng đúng các biện pháp an tồn. + Tích cực, tự giác trong học tập; cẩn thận, chính xác, biết bảo quản các loại dụng cụ và đảm bảm an tồn, vệ sinh cơng nghiệp trong thực tập. III. NỘI DUNG MƠ ĐUN: BÀI 1 : Vận hành và bảo dưỡng máy cắt dây 1 .Quá trình phát triển của kỹ thuật CẮT DÂY WEDM là cơng nghệ gia cơng tiên tiến đã được thế giới biết đến từ năm 1960 , đến cuối thập niên 80 của thế kỉ trước các nhà máy cơ khí trong nước đã bắt đầu nhập và sử dụng cơng nghệ WEDM. Bên cạnh đĩ các nhà khoa học, các kỹ sư... trong nước đã cĩ nhiều nghiên cứu về cơng nghệ này. Các nghiên cứu này chủ yếu tập trung về những vấn đề sau: Cơ chế bĩc tách vật liệu, vật liệu chế tạo điện cực, dung dịch điện mơi, tốc độ bĩc tách vật liệu, sự thốt phoi khi gia cơng, chất lượng bề mặt, độ chính xác và các sai số cố hữu của phương gia cơng tia lửa điện. Gia cơng tia lửa điện bằng cắt dây: Điện cực là một sợi dây kim loại mảnh (d = 0,1: 0,3 mm ) được quấn liên tục và chạy dao theo một cơng tua xác định. Hình 1.2 : Máy cắt dây [10]. 1.1 Gia cơng cắt dây tia lửa điện. Cắt dây tia lửa điện (WEDM) được giới thiệu vào cuối thập niên 1960. Lúc đĩ nĩ là cơng nghệ mang tính đột phá và độc nhất vơ nhị. Thời điểm đĩ, mặc dù nĩ thể hiện được khả năng gia cơng các vật liệu cứng nhưng độ chính xác khơng vượt trội. Do vậy, phương pháp gia cơng này khơng thu hút được nhiều sự quan tâm. Trong vài chục năm trở lại đây, cơng nghệ WEDM đã cĩ những sự phát triển vượt bậc. Các máy WEDM ngày càng tinh vi hơn và ngày càng thể hiện tính hiệu quả cao và khả năng đạt độ chính xác cao.Điểm khác nhau cơ bản giữa cắt dây tia lửa điện và xung định hình là thay vì sử dụng những điện cực thỏi cĩ hình dạng phức tạp thì trong WEDM điện cực là một sợi dây cĩ đường kính từ 0,1 – 0,3mm.. Trong quá trình cắt dây, ngồi sự phối hợp các chuyển động tương đối giữa dây và phơi để tạo ra cơngtua được cắt, bản thân dây phải cĩ chuyển động dọc trục, được tạo ra do sự cuốn dây liên tục giữa các con lăn. Tuỳ theo loại dây điện cực và tuỳ thuộc kiểu máy cắt dây, dây chỉ cĩ thể chỉ được dùng một lần hoặc dùng đi dùng lại nhiều lần do được cuốn qua cuốn lại liên tục trong quá trình gia cơng. Hình 1.3 : Sơ đồ nguyên lí cắt dây tia lửa điện [1] WEDM cĩ thể gia cơng nhiều dạng bề mặt khác nhau với độ chính xác cao như: Gia cơng các lỗ trong khuơn đột, khuơn ép kim loại Gia cơng điện cực cho máy EDM điện cực thỏi. Cắt các đường biên dạng phức tạp: biên dạng thân khai của bánh răng, biên dạng cam, cắt đường cĩ biên dạng spline Cắt các mặt 3 chiều đặc biệt như bề mặt bánh răng nghiêng, bề mặt cánh tuabin, các khối nĩn, khối xoắn ốc, khối parabol, khối elip Ngồi những ứng dụng của gia cơng EDM nĩi chung, WEDM cịn cĩ ứng dụng đáng chú ý là nĩ cĩ thể gia cơng các vật liệu siêu cứng như kim cương đa tinh thể (PCD), nitrit bo lập phương (CBN) và một số loại vật liệu composite. Mặc dù các vật liệu composite nền sợi cácbon được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hàng khơng, hạt nhân, ơtơ và cơng nghiệp hĩa chất nhưng chúng rất khĩ gia cơng bằng các phương pháp gia cơng truyền thống do trong quá trình gia cơng chúng thường bị trĩc, tách lớp, ba via và tuổi thọ dụng cụ thấp. Các tiến bộ về WEDM ngày nay đã cho phép gia cơng các vật liệu này mà khơng bị xoắn hay ba via. Ngay cả vật liệu sứ cách điện cũng cĩ thể được gia cơng bằng phương pháp này. Hiện nay, việc nghiên cứu gia cơng sứ cách điện vẫn đang được nghiên cứu và triển khai áp dụng rộng rãi trên nhiều nơi trên thế giới, nhất là ở các trường đại học 1.2 Phân loại: Cĩ hai loại máy EDM + Máy EDM truyền thống Đây là loại máy đầu tiên dùng dây cắt điều khiển bằng tay. Loại này cĩ kết cấu đơn giản, khả năng cơng nghệ kém và độ chính xác kém. Chất lượng khi gia cơng trên máy này phụ thuộc vào tay nghề cơng nhân vận hành máy và chỉ gia cơng được những dạng hình học đơn giản, khơng gia cơng được bề mặt phức tạp như bề mặt cơn, bánh răng + Máy EDM CNC Đây là loại EDM điều khiển chương trình số. Loại này cĩ kết cấu phức tạp hơn nhiều, tuy nhiên khả năng cơng nghệ của nĩ rất cao. Nĩ cĩ thể gia cơng được các bề mặt cĩ độ phức tạp cao với độ chính xác cao. Bên cạnh quá trình gia cơng EDM bình thường, quá trình gia cơng EDM 5 trục “thực” cũng đang dần trở nên phổ biến. Gia cơng EDM 5 trục “thực” cĩ sự khác biệt với gia cơng CNC 5 trục. Thơng thường người ta nghĩ rằng khi nghiêng bộ dẫn dây cắt sẽ thành gia cơng 5 trục. Trong thực tế, gia cơng EDM 5 trục “thực” phải cĩ hệ thống bàn xoay (kiểu indexing) để làm xoay chi tiết gia cơng. Chi tiết khi gá lên bàn xoay này cĩ thể được xoay đồng thời trong quá trình gia cơng. Phổ biến hơn, các bàn xoay được dùng để phân độ chi tiết gia cơng với gia số định trước, đặc biệt hữu dụng khi yêu cầu gia cơng chi tiết với dung sai nghiêm ngặt. Gia cơng EDM 5 trục thường được áp dụng để chế tạo các chi tiết phức tạp trong hàng khơng, y học và trong kỹ nghệ truyền thơng. Máy cắt dây DK3277C 1.2.1 Nguyên lý gia cơng Cắt dây tia lửa điện là một hình thức đặc biệt của gia cơng tia lửa điện. Điểm khác nhau cơ bản giữa cắt dây tia lửa điện và xung điện (gia cơng bằng điện cực thỏi) là thay vì sử dụng những điện cực thỏi cĩ hình dạng phức tạp thì trong EDM điện cực là một sợi dây cĩ đường kính từ 0,1 – 0,3mm. Dây này được cuốn liên tục và chạy theo một biên dạng cho trước, cắt được bề mặt 2D và 3D phức tạp. Chuyển động của dây cắt được điều khiển theo một đường bao nằm trong hệ tọa độ XY. Thường thì bàn máy được điều khiển CNC để tạo ra chuyển động theo các phương X và Y. Chuyển động được điều khiển này tạo thành một đường liên tục với độ chính xác khoảng 0,001mm và chuyển động này phải được lập trình bằng các phần mềm CAD/CAM cĩ modul cho máy cắt dây. Cũng cĩ thể lập trình bằng tay cho các ứng dụng đơn giản. Dây cắt được dẫn hướng thơng qua hai cơ cấu dẫn hướng bằng kim cương. Tùy vào đường kính của dây mà đường kính trong của lỗ cơ cấu dẫn hướng cĩ giá trị phù hợp. Thường nhà cung cấp kèm theo máy chính một số bộ cơ cấu dẫn hướng thích hợp cho vài loại cỡ đường kính dây cắt. Giữa gia cơng bằng điện cực thỏi và gia cơng bằng dây cắt cĩ một số khác biệt như sau: Gia cơng bằng điện cực thỏi người ta sử dụng dầu làm chất điện mơi thì trong EDM lại dùng nước khử khống. Khi gia cơng bằng điện cực thỏi, sự phĩng điện xảy ra giữa mặt đầu điện cực với chi tiết gia cơng cịn khi gia cơng bằng dây cắt thì sự phĩng điện xảy ra giữa mặt bên dây cắt với chi tiết gia cơng Vùng phĩng điện khi gia cơng bằng điện cực thỏi bao gồm mặt đầu và gĩc của điện cực. Cịn vùng phĩng điện khi gia cơng bằng dây cắt chỉ bao gồm mặt 180o của dây cực khi nĩ tiến đến cắt chi tiết gia cơng. Dây cắt Dây đồng EDM (dùng cho máy cắt dây) Các dây cắt thường chỉ sử dụng một lần, nhưng cũng cĩ loại được sử dụng nhiều lần. Đối với gia cơng cắt dây, vật liệu làm điện cực phải cĩ các tính chất sau: Dẫn điện tốt Cĩ nhiệt độ nĩng chảy cao -Cĩ độ giãn dài cao -Cĩ tính dẫn nhiệt tốt Phân Loại Dựa vào thành phần của dây cắt người ta chia ra làm hai loại là loại khơng cĩ lớp phủ (đơn thành phần) và loại cĩ lớp phủ (đa thành phần). a. Loại khơng cĩ lớp phủ Dây cắt truyền thống sử dụng trong máy cắt dây EDM là một kim loại đơn thành phần như đồng đỏ, đồng thau và molipđen. Đồng đỏ được sử dụng đầu tiên vì nĩ cĩ tính dẫn điện cao và dễ chế tạo thành những dây cĩ đường kính nhỏ. Khoảng năm 1979 thì dây đồng đỏ được thay thế bằng đồng thau để cải thiện tốc độ gia cơng. Vì tác dụng làm nguội của kẽm và sự tạo thành ơxit kẽm cĩ xu hướng giảm sự đứt dây. b. Loại dây cĩ lớp phủ Đồng thau đã chứng minh độ tin cậy của nĩ cho quá trình EDM vì nĩ dung hịa giữa độ bền/độ dai, độ dẫn nhiệt và khả năng cho sục chất điện mơi. Tuy nhiên, các dây cắt khơng cĩ lớp phủ vẫn cịn bị hạn chế bởi một sự dung hịa giữa các tính chất. Các dây cắt cĩ lớp phủ đã được sử dụng để thêm vào một số tính chất độc lập. Các dây cắt cĩ lớp phủ cĩ độ bền kéo cao và độ thốt nhiệt cao trong quá trình gia cơng. Lớp phủ cĩ thể là kẽm, ơxyt kẽm, graphit, đồng đỏ với lõi là đồng thau Dây cắt phủ kẽm cải thiện đáng kể khả năng cho sục chất điện mơi hơn dây đồng thau khơng phủ . Một lớp phủ graphit làm tăng đột ngột khả năng cho sục chất điện mơi của molipđen bằng cách sinh ra các khí CO, CO2. Graphit cũng sinh ra một tia lửa điện nĩng hơn cho phép đạt năng lượng cao hơn trong khe hở phĩng điện. Các lớp phủ thường dày từ 5 - 10µm . c. Đường kính dây Nếu bán kính trong lớn nhất trên máy khoảng 0.12mm thì đường kính nên chọn là 0.2mm hoặc nhỏ hơn Các đường kính được sủ dụng trong hầu hết các máy trên thế giới là: 0.11mm hoặc 0.12mm 0.17mm hoặc 0.18mm 0.21mm hoặc 0.22mm 0.26mm hoặc 0.27mm 0.31mm hoặc 0.32mm Chất điện mơi và cách sử dụng Water chiller Chất điện mơi được sử dụng trong suốt quá trình cắt.Dịng chảy chất điện mơi bao quanh dây cắt Chất điện mơi và sự sục rửa cĩ các chức năng sau: - Cách ly khe hở gia cơng trước khi một lượng lớn năng lượng được tích lũy và tập trung năng lượng phĩng điện vào một vùng nhỏ. - Khơi phục điều kiện khe hở mong muốn bằng cách làm lạnh khe hở và khử ion hĩa. - Rửa trơi phoi ra khỏi vùng gia cơng, làm nguội dây và làm nguội chi tiết gia cơng. Hầu hết các máy cắt dây EDM sử dụng chất điện mơi là nước khử khống. Thuận lợi cơ bản của nước là chất lượng làm nguội tốt. Độ tinh khiết của nước được đánh giá bằng điện trở suất. Điện trở suất càng thấp thì năng suất bĩc vật liệu càng cao. Tuy nhiên khơng nên sử dụng nước cĩ điện trở suất quá thấp. Khi thêm vào một số chất hữu cơ cĩ thể cải thiện tốc độ cắt. Trong gia cơng EDM, thường chất điện mơi được đưa vào khe hở gia cơng nhờ một áp cao (15 – 20bar). Dịng chảy này được phun đồng trục với dây cắt. Thơng thường thì kết hợp phun từ dưới lên và từ trên xuống bằng hai vịi phun. Mặc dù nước cĩ ưu điểm là chất lượng làm nguội tốt, tốc độ cắt cao. Nhưng nước cĩ nhược điểm là ăn mịn chi tiết gia cơng và các cơ cấu máy. Vì thế trong một số trường hợp người ta sử dụng dầu thay cho nước vì dầu khơng ăn mịn chi tiết gia cơng. Với điện trở suất cao làm phát sinh dễ dàng các tia lửa điện cực nhỏ, tạo nên bề mặt chi tiết cĩ độ bĩng cao. Vì thế dầu là mơi trường lý tưởng để gia cơng tinh chính xác với dây cực mảnh. Khơng cĩ ăn mịn điện hĩa và ăn mịn bề mặt trong dầu nên lượng coban trong hợp kim cứng khơng bị suy giảm. Chất lượng bề mặt và độ bền lâu sau khi gia cơng trong dầu cao hơn nhiều so với khi gia cơng trong nước. Khi gia cơng trong dầu cĩ thể dùng dây điện cực rất mảnh với đường kính 0,025 – 0,03mm. Tốc độ cắt Tốc độ cắt thì được định mức rất chặt chẽ trong mỗi mối cắt trên chi tiết. Sử dụng tốc độ cao cao cho mối cắt thơ và tốc độ chậm cho mối cắt tinh. Chất lượng bề mặt khi gia cơng EDM Dạng nhám bề mặt khi gia cơng bằng EDM hồn tồn khác so với các phương pháp gia cơng truyền thống. Trên bề mặt chi tiết được gia cơng bằng EDM cĩ nhiều chỗ lồi hình cầu và lịng chảy. Người ta gọi chúng là các đỉnh và miệng “núi lửa”. Chúng thay thế cho các đường đỉnh và đáy của profile nhám bề mặt gia cơng bằng phương pháp truyền thống. Giữa các chỗ lồi và lịng chảo là vùng bằng phẳng chuyển tiếp, trong khi đĩ bề mặt được gia cơng bằng phương pháp truyền thống chỉ xuất hiện vết dao cắt thơng thường. Do đĩ, bề mặt gia cơng bằng cắt dây EDM ít bị tập trung ứng suất hơn, bề mặt đa hướng chứ khơng theo mẫu định hướng như gia cơng truyền thống. Giá trị của độ nhám bề mặt phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đĩ cĩ cường độ dịng điện. Cường độ dịng điện càng lớn thì trên bề mặt càng xuất hiện nhiều miệng núi lửa càng lớn. Để đạt được độ bĩng cao thì sau khi cắt thơ phải cắt tinh thêm một số lần. Như đã nêu ở trên, khi cắt trong dầu thì đạt độ bĩng vào độ chính xác cao hơn khi cắt trong nước. Sau đây là một ví dụ cụ thể khi cắt tungsten carbide, 1 = 3mm với 4 lần cắt, dây cắt bằng tungsten cĩ đường kính 0,03mm. Độ bĩng đạt được là Rmax = 0,92µm (Ra = 0,12µm). Bề mặt vết cắt nhỏ nhất sau 4 lần cắt là 48µm với độ chính xá biên dạng từ -1,5 – 1,5µm. Ứng dụng Nĩi chung, EDM cĩ đầy đủ những ưu nhược điểm của một phương pháp gia cơng EDM. EDM cĩ thể gia cơng nhiều dạng bề mặt khác nhau với độ chính xác cao như: - Gia cơng các lỗ trong khuơn đột, khuơn ép kim loại - Gia cơng điện cực cho máy EDM điện cực thỏi - Cắt các đường biên dạng phức tạp: biên dạng thân khai của bánh răng, biên dạng cam, cắt đường cĩ biên dạng spline - Cắt các mặt 3 chiều đặc biệt như bề mặt bánh răng nghiêng, bề mặt cánh tuabin, các khối nĩn, khối xoắn ốc, khối parabol, khối elip Ngồi những ứng dụng của gia cơng EDM nĩi chung, EDM cịn cĩ ứng dụng đáng chú ý là nĩ cĩ thể gia cơng các vật liệu siêu cứng như kim cương đa tinh thể (PCD), nitrit bo lập phương (CBN) và một số loại vật liệu composite. Mặc dù các vật liệu composite nền sợi cácbon được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hàng khơng, hạt nhân, ơtơ và cơng nghiệp hĩa chất nhưng chúng rất khĩ gia cơng bằng các phương pháp gia cơng truyền thống do trong quá trình gia cơng chúng thường bị trĩc, tách lớp, ba via và tuổi thọ dụng cụ thấp. Các tiến bộ về EDM ngày nay đã cho phép gia cơng các vật liệu này mà khơng bị xoắn hay ba via. Ngay cả vật liệu sứ cách điện cũng cĩ thể được gia cơng bằng phương pháp này. Hiện nay, việc nghiên cứu gia cơng sứ cách điện vẫn đang được nghiên cứu và triển khai áp dụng rộng rãi trên nhiều nơi trên thế giới, nhất là ở các trường đại học. BÀI 2: BỘ ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG MÁY CẮT DÂY Các nguyên tắc cơ bản phương pháp cắt dây EDM cũng giống như gia cơng xung định hình EDM được mơ tả ở trên. Điểm khác biệt cơ bản là thay vì sử dụng những điện cực cĩ hình dạng phức tạp, trong cắt dây EDM điện cực là những sợi dây cĩ hình dạng đơn giản, đường kính từ 0.006-0.012”. Dây thường sử dụng là dây đồng.Thay vì sử dụng chất điện mơi như trong gia cơng xung định hình EDM thì trong cắt dây EDM lại dùng nước ion hĩa. Nước ở đây cĩ tác dụng làm mát và loại bỏ các hạt xĩi mịn càng nhanh càng tốt.Trong quá trình cắt nước được nhẹ nhàng chảy qua để khơng làm chệch hướng các dây Mơ hình này được tạo ra từ ba thành phần cơ bản: +Phần máy cơ khí +Hệ thống chất điện mơi +Bộ phận điều khiển. Bao gồm bộ phận điều khiển, bộ phận cơ sở, bộ phận làm việc, bộ phận tự động đánh điện máy v.v. .Hệ thống Chất điện mơi: Hệ thống chất điện mơi là bể lọc nước được định vị đằng sau hoặc bên cạnh của máy. Thùng này chứa bộ lọc và những hệ thống de- ion hĩa để làm sạch nước cho sự sử dụng trong máy. Hệ thống điều khiển cho phép bạn kích hoạt những chức năng của máy. được nhập vào, được sửa đổi, và chạy thơng qua bộ điều khiển. 1.Miêu tả máy cắt dây(Giao diện máy cắt dây ROBOCUT C400IA) Cấu hình của máy cắt dây cĩ thể thay đổi từ các đời máy khác nhau. Phần này làm quen với những thành phần của máy và hệ điều khiển. Bên dưới là hình biểu diễn của máy FANUC ROBOCUT C400IA 2.Màn hình thiết lập thơng số cơ bản cho máy cắt dây 3. Điều chỉnh lực căng dây bù dây Màn hình hiển thị tọa độ của máy (position) 4. Thực hành trên hệ điều khiển và bảng điều khiển Điểm không(zero) của máy (Machine zero point ) •Điểm không (zero) của chi tiết (Work zero point ) •Điểm không(zero) khi lập trình (Program zero point ) Điểm không(zero) của máy Là gốc tọa độ máy. Được cài đặt bởi nhà chế tạo và không thể sữa đổi. Điểm không của máy được đặt tên M và ký hiệu như hình 4.4õ. Với máy tiện, điểm không của máy thường đặt tại tâm mặt đầu của trục chính. Với máy pháy nó thường đặt tại điểm giới hạn của các trục. Thông thường điểm Zero của máy không dùng làm điểm tham chiếu để lập trình. Điểm này thường được dùng vào các mục đích sau. +Cài đặt ban đầu cho máy (Initial setup of the machine) +Làm tham chiếu cho các điểm tham chiếu khác như: reference return points, work zeros, và program zeros. Điểm không (zero) của chi tiết Là gốc tọa độ của hệ toạ độ gắn liền với phôi. Vị trí này được cài đặt bởi người vận hành máy và được đặt tại bất kỳ vị trí thuận lợi nào đó trên phôi. Điểm không(zero) khi lập trình Phần này miêu tả thế nào là gĩc tọa độ khi lập trình gia cơng cắt dây.Đặc tính này cho phép lập trình viên chọn một điểm tiện lợi để làm việc. Khi lập trình theo ý đồ cắt chúng ta cĩ thể chọn từng điểm gốc tọa độ cho phù hợp.Chúng ta cĩ thể chọn điểm bắt đầu dây như điểm gốc chương trình . Hoặc chúng ta cĩ thể chon logic hơn là chọn điểm dây bắt đầu cắt lên chi tiết. Sử dụng kỹ thuật này, những kích thước đi vào trong chương trình sẽ phù hợp với những kích thước trên chi tiết. Khi làm việc gốc tọa độ của chương trình, nĩ được gọi là lập trình kiểu tuyệt đối. Nghĩa là, tất cả các kích thước tuyệt đối bắt đầu từ gốc tọa độ của chương trình. Điều này khác với kiểu lập trình tương đối, nơi mà mỗi vị trí là vị trí được lấy từ vị trí cuối cùng của dây cắt (khơng lập trình sẵn đến từ gốc tọa độ cĩ sẵn). Màn hình gia cơng Wire Center (quận dây) cĩ đường kính: 0.1-0.3mm Machining Center (max. table size: x-300mm y-300mm z-200mm) Controller system Giới thiệu về máy cắt dây EDM TW Tổng quan • Kiểu làm việc bàn chìm (submersible worktable) • Thân máy từ gang hợp kim MEEHAMITE, khử ứng suất dư, đảm bảo thân máy cứng vững và độ chính xác cao • Sử dụng nguồn cấp AC cĩ trở kháng thấp, đảm bảo gia cơng nhanh và chính xác • Màn hình thể hiện hình ảnh lập thể trong quá trình gia cơng • Khả năng cắt dốc nghiêng tối đa ±15o • Hệ thống dẫn động với động cơ servo, băng máy tuyến tính và trục vít me •Máy trước khi xuất xưởng được kiểm tra độ chính xác bằng các thiết bị laser Thơng số kỹ thuật Thơng số kỹ thuật C400IA C600IA Phương pháp gia cơng Loại bàn chìm Loại bàn chìm Kích thước thùng làm việc 850x660x430 mm 950x760x490 mm Kích thước phơi tối đa 640x490x300mm 740x59mm trọng lượng phơi tối đa 650 kg 750 kg Hành trình trục XxY 420x270 mm 520x370 mm Hành trình trục Z 300 mm 300 mm Hành trình trục U, V ±50 mm ±50 mm Hệ thống lọc • Phương pháp lọc: lọc giấy • Thể tích thùng nước: 650 lít • Bộ lọc xử lý nhựa trao đổi ion: 15 lít • Kiểm sốt độ dẫn điện: tự động • Điều khiển nhiệt độ nước: tùy chọn Nguồn cấp • Loại mạch: cơng suất Transitor MOS • On time: 10 bước • Off time: 20 bước • Cơng suất: cắt AC • Một vài thơng số của máy AD325L: BÀI 3: CÁC LỆNH LẬP TRÌNH GIA CƠNG TRÊN MÁY CẮT DÂY Hệ trục tọa độ Chiều các trục tọa độ Trục X di chuyển từ bên phải đến bên trái và ngược lại. Trục Y di chuyển từ trong ra ngồi Trục Z chỉ hướng lên trên và xuống Ngĩn cái chỉ chiều dương trục X, ngĩn trỏ chỉ chiều dương trục Y, ngĩn giữa chỉ chiều dương trục Z. Các lệnh gia cơng biên dạng Các lệnh NC cơ bản G-code G00 Định vị nhanh G01 Nội suy đường thẳng G02 Nội suy cung trịn (cùng chiều kim đồng hồ) G03 Nội suy cung trịn (ngược chiều kim đồng hồ) G04 Dừng tạm thời (vd G04 x5. 0 ngừng trong 5 giây) G05 X G06 Y G08 Đổi trục X-Y G09 Hủy bỏ lệnh G05, G06, G08 G11 G12 G13 AWT REF=1 sự khơi phục đứt dây G14 AWT REF=0 hủy bỏ khơi phục đứt dây G15 AWT REF=2 sự khơi phục đứt dây G20 Hệ inch G21 Hệ met G22 Soft Limit On G23 Soft Limit Off G26 Pattern Rotation On G27 Pattern Rotation Off G28 Quay lại điểm tham chiếu G29 G29 Điểm tham chiếu của máy G30 Quay lại sự định vị G92 cuối cùng G40 Hủy bỏ bù trừ bán kính dao G41 Bù trừ bán kính dao bên trái G42 Bù trừ bán kính dao bên phải G50 Hủy bỏ cắt dang cơn G51 Cơn bên trái G52 Cơn bên phải G54 Thiết lập hệ tọa độ làm việc 0 G55 Thiết lập hệ tọa độ làm việc 1 G56 Thiết lập hệ tọa độ làm việc 2 G57 Thiết lập hệ tọa độ làm việc 3 G58 Thiết lập hệ tọa độ làm việc 4 G59 Thiết lập hệ tọa độ làm việc 5 G74 Mở chế độ 4 trục G75 Tắt chế độ 4 trục G80 Mở cảm biến tiếp xúc G81 Dy chuyển đến điểm giới hạn G82 Move To Half Of Axis Display G83 Đọc vị trí hiện tai và lưu một hệ trục tọa độ H G90 Lập trình tuyệt đối G91 Lập trình tương đối G92 Ghi lại những giá trị trục tọa độ hiện thới G97 Ghi lại những giá trị trong tất cả các hệ trục tọa độ G104 Dwell At All Sharp Corners G105 Hủy bỏ G104 G140 Hủy bỏ offset 4 trục G141 Offset 4 trục bên trái G142 Offset 4 trục bên phải G154 TO G159 Làm việc tại Tọa độ màn hình 10 tới 15 G254 TO G259 Làm việc tại Tọa độ màn hình 20 tới 25 G354 TO G359 Làm việc tại Tọa độ màn hình 30 tới 35 G454 TO G459 Làm việc tại Tọa độ màn hình 40 tới 45 G554 TO G559 Làm việc tại Tọa độ màn hình 50 tới 55 G654 TO G659 Làm việc tại Tọa độ màn hình 60 tới 65 G754 TO G759 Làm việc tại Tọa độ màn hình 70 tới 75 G854 TO G859 Làm việc tại Tọa độ màn hình 80 tới 85 G954 TO G959 Làm việc tại Tọa độ màn hình 90 tới 95 T80 Khởi động dây cắt T81 Dừng chuyển động dây T82 Đĩng thùng chất điện mơi T83 Mở thùng chất điện mơi T84 Bắt đầu phun chất điện mơi T85 Ngừng phun chất điện mơi T86 Mở bơm chất điện mơi T87 Tắt bơm chất điện mơi T89 Chuyển sang chế độ cắt khơng nước T90 Cut Wire By Auto Wire Threader Sequence One T91 Thread Wire By Auto Wire Threader Sequence Two T94 Chuyển sang chế độ cắt dưới nước T96 Worktank Fill Pump On T97 Worktank Fill Pump Off M-code M00 Dừng chương trình M01 Dừng chương trình ngẫu nhiên M02 Kết thúc chương trình M03 AWT Jump M05 Dừng sensor M50 P0 Cắt thẳng dây (VERT) M15 P1 Cắt cơn M06 Disable EDM Power During Movement. M33 Rotate Wire Tip Disposal Arm Forward. Use to remove the wire tip container. M43 Rotate Wire Tip Disposal Arm Back. M50 Cắt dây tự động M60 Sỏ dây tự động M70 Tự động trở về điểm (START PONIT) M98 Jump to a Sub-Routine from the main program. M99 Return from a Sub-Routine to the main program. Miêu tả về các lệnh M00 Dừng chương trình Được đặt ở vị trí cuối của chương trình NC.Khơng xuất hiện ở các vị trí khác M01 Dừng chương trình ngẫu nhiên M03 AWT Jump : Nếu T91 thao tác lỗi (lỗi dây) tại vị trí hiện tại, chương trình sẽ được bỏ qua tới vị trí M03 kế tiếp Ví Dụ: G92 X0 Y0 G29 M98P0000 M03 (M03 đầu tiên này khơng thực sự cần ) T90 G00X1.500 Y2.500 T91 Nếu luồn dây bị lỗi,chương trình sẽ được bỏ qua tới vị trí M03 kế tiếp M98P0001 M03 T90 G00X2.500 Y2.500 G00 Định vị nhanh ( khơng cắt) G00 X2.000 Y-.690 Lệnh G00 làm cho dây di chuyển nhanh nhất cĩ thể. Bộ cấp điện (tiếp điện) khơng phải bật, EDM sẽ khơng được thực hiện. G01 Nội suy đường thẳng N0150 G01 X 2.000 The Lệnh G01 được dùng để cắt một đường thẳng. Chẳng hạn, nếu bạn chỉ cần di chuyển thẳng chỉ dọc theo trục X, Một lệnh X cần thiết trong lệnh G01. Nếu cần một sự chuyển động gĩc Trong X Và Y, Bạn cĩ thể bao gồm Cả hai X và Y Trong lệnh G01. G01 cũng bật chức năng bắt đầu cắt.Bắt đầu cắt và hàng loạt lệnh khác được bắt đầu khi G01 được ra lệnh. +Bể cắt được làm đầy +Bơm nước được mở +Dây cắt được bật + Điện tới dây bật G02 và G03 – Nội suy cung trịn G02 là nội suy cung trịn theo chiều kim đồng hồ và G03 nội suy cung trịn ngược chiều kim đồng hồ. G02 và G03 được sử dụng để điều khiển dây để di chuyển dọc theo một vịng trịn đường dẫn trong các chế độ cắt. G02 và G03 cũng gây ra cùng một máy cĩ chức năng như G01 như điền đầy nước vào bể cắt, mở bơm nước, dây chạy và và các chế độ cắt Xác định X và Y giá trị trong nội suy cung trịn. Trong các dịng lệnh phải cĩ giá trị cho các trục X và Y. Những giá trị này là những X và Y kết thúc điểm tọa độ của các arc. I và J là toạ độ tâm của cung trịn I là khoảng cách từ điểm bắt đầu đến tâm của cung trịn tính theo trục X J là khoảng cách từ điểm bắt đầu đến tâm của cung trịn tính theo trục Y . Ví dụ về G02 và G03 nội suy sử dụng I và J G92 X0. Y0. 1 G01Y1.25 2 G02 X.5 I.25 J0. 3 G01 Y.75 4 G03 X1. I.25 J0. 5 G01 Y1.25 6 G02 X1.5 I.25 J0. 7 G01 Y0. 8 X0. M02 Chương trình ví dụ G92X0 Y0 1 G01Y.500 2 G01X.400 3 G02X.500Y-.400 J-.100 4 G01Y-.400 5 G02X.400 Y-.500 I-.100 6 G01X-.400 7 G02X-.500 Y-.400 J.100 8 G01Y.400 9 G02X-.400 Y.500 I.100 1 G01 X0 G01 Y0 M02 Nội suy cung trịn sử dụng R Một cách khác để nội suy cung trịn là lập trình bằng cách sử dụng bán kính R. Để lập trình R bằng cách sử dụng từ ngữ, lập trình bằng cách sử dụng thêm các R và các giá trị của nĩ ở cuối của dịng lệnh. Ví dụ "G01 X1.234 Y.5678 R.100". Ví dụ này sẽ tạo ra một bán kính ,100 sẽ được thực hiện (suy nghĩ này như một gĩc bo trịn). Điều này theo phong cách của chương trình sẽ làm việc nếu lập trình tuyệt đối trong G90 hay G91. G92X0 Y0 G42H000 1 G01Y.500 3 G01X.500 R.100 5 G01Y-.500 R.100 7 G01X-.500 R.100 9 G01Y.500 R.100 1 G01 X0 G40G01 Y0 M02 Lệnh bù bán kính dây G40.41.42 Bù bán kính dụng cụ cĩ nghĩa là xê dịch đường chạy dao sang bên trái hoặc phải từ đường chạy dao lập trình. Thơng thường, việc bù bán kính dụng cụ sử dụng khi gia cơng pocket hay phay contour, cĩ sử dụng dao phay ngĩn để gia cơng theo hình dáng trên bản vẽ. Quá trình sử dụng mã lệnh bù dao để gia cơng phơi cĩ hình dáng như hình bên, được giải thích ngắn gọn như sau: đường dao chạy qua các điểm (1)-(2)-(3)-(4). Khi tâm dụng cụ di chuyển dọc theo biên dạng định nghĩa, dụng cụ sẽ di chuyển theo đường được chỉ rõ như hình vẽ bên. Nếu chương trình khơng sử dụng bù dao, phơi sau khi cắt sẽ nhỏ hơn kích thước yêu cầu ,cĩ hình dáng như hình bên. ðể dịch đường chạy dao từ đường chạy dao lập trình, hãy nhập giá trị bán kính dao vào dữ liệu bù bán kính trên màn hình TOOL OFFSET. Nếu sử dụng mã lệnh bù bán kính, đường chạy dao thực tế sẽ được dịch ra xa đường chạy dao lập trình bởi một lượng bù, như được minh hoạ ở hình bên. Việc sử dụn