Giáo trình Gia công tia lửa điện (Nghề: Vẽ và thiết kế trên máy tính - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

(NB) Giáo trình mô đun Gia công tia lửa điện nhằm mục đích cung cấp cho sinh viên kiến thức về một phương pháp gia công mới trong lĩnh vực gia công cơ khí, qua đo sinh viên hiểu được thêm về các phương án công nghệ trong gia công. Phục tốt cho quá trình thiết kế các chi tiết máy. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 2 dưới đây.

Bài Gia công máy cắt dây đồng Mục tiêu - Trình bày cấu tạo, nguyên lý bước vận hành máy cắt dây Đồng; - Vận hành thành thạo máy cắt dây đồng; - Nối dây thiết lập điểm gốc phôi phù hợp; - Thiết lập quy trình gia cơng gia công sản phẩm theo bản vẽ - Rèn luyện tính kỷ ḷt, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung 3.1 Cấu tạo, nguyên lý vận hành máy cắt dây đồng 3.1.1 Cấu tạo Hình 3.1: Máy cắt dây đồng Khi di chuyển bàn máy từ phải sang trái ngược lại hiểu hướng di chuyển theo trục "X" Khi bàn máy di chuyển vào hiểu di chuyển dọc theo trục "Y" Các chuyển động lên xuống đầu máy hướng trục "Z" 47 Đầu máy di chuyển theo hai hướng song song với trục X trục Y Chuyển động chủ yếu sử dụng để cắt đường cắt côn Theo hướng di chuyển đầu dẫn hướng từ trái sang phải ngược lại, chuyển độngtheo trục "U" Còn theo hướng chuyển động vào có nghĩa chuyển động theo trục "V" Hình 3.2: Sơ đồ chuyển động a) Các phím bảng điều khiển Dưới hướng dẫn giới thiệu phím quan trọng cơng tắc bảng điều khiển Để dễ dàng việc làm quen, phân chia theo mục đây: Hình 3.3: Các phím bảng điều khiển 48 [SOURCE ON/OFF]  Nút dùng làm công tắc để mở điện khởi động hệ thống điều khiển nút ON ấn  Màn hình ban đầu máy sau vài phút  Chú ý:  Trước ấn [SOURCE ON], đảm bảo rằng:  Phím [EMERGENCY STOP] mở  Không nhấn nút [SOURCE OFF] nút [POWER ON] hoạt động Nhấn nút [SOURCE OFF] sau nhấn nút [POWER OFF]  Để bảo vệ máy, cho phép tối thiểu tối thiểu phút hai lần nhấn  [SOURCE ON] [SOURCE OFF] [POWER ON/OFF]  Nút dùng làm công tắc mở điện để liên kết với tất phận  máy, giúp cho máy hoạt động  Nút [POWER ON] có tác dụng nút [SOURCE ON] nhấn, hệ thống điều khiển khởi động xong  Chú ý: Để bảo vệ máy, cho phép tối thiểu phút hai lần ấn [POWER ON] [POWER OFF] [EMERGENCY STOP]:  Tắt tất điện vào máy đơn vị cung cấp điện Nút lớn màu đỏ tắt "POWER" "SOURCE" bảng điều khiển Công tắc tắt điện điều khiển máy hoàn tồn [AWT CUT/THREAD]: Phím dùng để cắt xỏ dây tự động [TENSION ON/OFF]: Phím khơng sử dụng [WIRE STOP/RUN]: Phím dùng để dừng khởi động chạy dây  RUN: T80  STOP: T81 [HIGH PRESSURE ON/OFF]: Được dùng để tắt/ mở áp suất cao Nhấn HIGH PRESSURE ON để chọn áp suất cao Trước chọn áp suất cao/ thấp phím này, nhấn LOW PRESSURE ON HIGH PRESSURE ON: T84 LOW PRESURE ON: T85 49 [LOW PRESSURE ON/OFF]: Được sử dụng để tắt/ mở áp suất thấp [TANK FILL ON/OFF]: Được dùng để bơm nước lên bể gia công 10 [TANK DRAIN ON/OFF]: Được dùng để mở/ đóng cửa xả nước bể gia công 11 [TANK DOOR UP/DN]: Được sử dụng để nâng hạ cửa bể gia công (Chú ý: Mẫu máy VZ AQ750 and AQ900 có cơng tắc tay để nâng/ hạ cửa) Hình 3.4: Các phím bảng điều khiển 12 [A0], [A1], [A2], [A3]: Những phím sử dụng để chạy file chương trình lưu trữ NC unit Mối quan hệ file chương trình nút ấn hiển thị Sử dụng chức Edit bạn tùy chỉnh file chương trình Thao tác thuận lợi để lưu trữ chương trình, chẳng hạn đặt giới hạn trục Z, lấy tâm đường tròn, … Nút Tên File Chương trình A0 _ZZ21 Chương trình cho người sử dụng A1 _ZZ22 Chương trình cho người sử dụng A2 _ZZ23 Chương trình cho người sử dụng A3 _ZZ24 Chương trình cho người sử dụng SHIFT + A0 _ZZ25 Chương trình cho người sử dụng SHIFT + A1 _ZZ26 Chương trình cho người sử dụng SHIFT + A2 _ZZ27 Chương trình cho người sử dụng SHIFT + A3 _ZZ28 Chương trình cho người sử dụng 50 Chú ý: Những file chương trình từ “_ZZ21” đến “_ZZ28” file rỗng từ chuyển máy từ nơi sản xuất Người vận hành lập trình tùy chỉnh file theo nhu cầu Đây chương trình cho người sử dụng, để phân biệt với chương trình hệ thống 13.[MFR0] đến [MFR3]: Phím [MFR0] đến [MFR3] Những phím sử dụng để chọn tốc độ di chuyển trục chạy jog dry  MFR0: Di chuyển tốc độ cao  MFR1: Di chuyển tốc độ trung bình  MFR2: Di chuyển tốc độ thấp  MFR3: Di chuyển tốc độ cực thấp  Tốc độ Jog ta có tùy chỉnh Setting/ USER3 14.[OFF] Phím bấm dừng hồn tồn chương trình Khơng có cách chạy tiếp chương trình trừ bạn quay lại điểm bắt đầu chạy lại chương trình từ đầu lần Bạn phải cẩn thận sử dụng nút này, bởi bạn khơng có hội lần thứ Chúng ta nên hình thành thói quen ln ln bấm phím HALT để dừng chương trình Sau đó, bạn muốn dừng hồn tồn chương trình, ấn OFF, ấn tiếp phím ACK 15.[ACK] Có nghĩa “acknowledge” (thừa nhận) Bất hệ điều khiển tạo thơng báo hình điều khiển, phím phải ấn để thừa nhận thực tế bạn đọc thơng báo 16.[HALT] Phím ấn để dừng tạm thời chương trình Khi muốn chạy tiếp tục chương trình, ta ấn phím ENT 17.[ENT] Sử dụng để bắt đầu chạy chương trình, sau ngừng tạm thời, chương trình dừng tự động đứt dây, gặp code M00 M01, chương trình bắt đầu chạy từ vị trí mà máy dừng 18.[ST] Phím sử dụng để phát tiếp xúc: Nhấn phím di chuyển với phím ST, chức phát tiếp xúc thực Khi có tiếp xúc dây phơi, di chuyển trục dừng vô điều kiện 51 19.[UV] Phím sử dụng để tắt mở chức phím [U-], [V-], [U +] [V+] có hiệu hay khơng hiệu Lưu ý: Trạng thái phím có đèn sáng tình trạng ấn phím di chuyển U, V 20 ([X–], [Y–], [Z–], [U–], [V–], [X+], [Y+], [Z+], [U+], [V+]) Khi phím nhấn, trục tương ứng di chuyển theo hướng tương ứng b) Các phím điều khiển máy Bảng điều khiển máy nằm gần ngang hàng với vị trí van Một số phím giống với phím bảng điều khiển Hình 3.5: Các phím điều khiển máy  WIRE STOP/RUN: Cho phép bạn tắt bật chạy dây tay  AWT: Cho phép bạn cắt xỏ dây tay  AWT JET: Cho phép bạn bật tắt tia nước xỏ dây  TANK FILL: Bật tắt bơm nước lên bể gia công  AWT Pipe Air: Tạo khơng khí thổi vào ống để làm khô  AWT Pipe Free: Cho phép bạn trượt ống AWT lên xuống dễ dàng nhấn giữ phím Sử dụng phím xỏ dây tay  TANK DRAIN: Đóng mở cửa xả nước ở bể gia công  WIRE FEED: Sử dụng để tháo lô dây từ AWT unit 52 c) Màn hình tọa độ làm việc Sodick cho phép bạn sử dụng lên đến 60 điểm gốc chương trình khác Điều hữu ích bạn gia cơng với nhiêu chi tiết Tuy nhiên, hầu hết thời gian bạn quan tâm đến tọa độ làm việc Bạn thường bắt đầu với hệ tọa độ G54 Nếu bạn thiết lập nhiều chi tiết lúc cắt nhiều lỗ chi tiết, bạn sử dụng thêm hệ tọa độ làm việc khác Trước lập trình G92 bạn, bạn hệ tọa độ bạn muốn làm việc Điều có nghĩa bạn gõ mã G chương trình trước lệnh G92 Hình 3.6: Các phím điều khiển máy 3.2 Thực hành phần mềm cắt dây Máy cắt dây sử dụng paahnf mềm Heart NC để tạo bạn vẽ có sẵn máy Heart NC lập trình hình dạng để gia cơng trục Người vận hành nhập vẽ từ AutoCad (đi dxf) vào, sau mở chương trình Heart NC, xuất File NC dạng G-Code để gia cơng 3.2.1 Chuyển tệp tin đến USB Từ máy tính bên ngoài, chép tập tin DXF vào thẻ nhớ Sodick Tập tin DXF bạn cần phải copy vào thư mục "UTY" Các tên tập tin cần đặt tên tối đa ký tự không chứa dấu cách, ký tự đặc biệt (- / &% $ # @) 53 Hình 3.7: Truyền tệp tin bản vẽ 3.2.2 Tải tệp tin DXF Bước1: Nhấn vào UTY Hình 3.8: Bước 54 Bước2: Bấm vào File phía bên phải Hình 3.9: Bước Bước3: Trong thư mục bên trái, chọn tệp tin Hình 3.10: bước 55 Bước4: Chọn tập tin kéo thả vào HeartNC Hình 3.11: Bước Bước5: Nhấn vào Heart NC Bước6: Nhấn vào File Bước7: Nhấp vào Mở Hình 3.12: Bước5, 56 + Chương trình NC cơng nghệ:  Chương trình dùng để đặt ghi chép máy phát (như dòng điện, thời gian xung, Servo, dịng chảy chất điện mơi v.v )  Dạng sử dụng khơng tiêu chuẩn hồn toàn phụ thuộc vào kết cấu máy Trong số trường hợp khơng u cầu chương trình cơng nghệ tất chức liên quan đến công nghệ phối hợp hệ điều khiển máy Tuy nhiên, việc sử dụng chương trình cơng nghệ hữu ích để phối hợp với công nghệ riêng người sử dụng  Sự chuẩn bị chương trình làm máy tách rời khỏi máy  Sự lập trình máy (hay phân xưởng), làm nhờ: - Điển hình hóa chương trình khác hệ điều khiển Nó mã hóa ISO ngôn ngữ phụ thuộc máy - Hội thoại dạng menu máy - Sử dụng hệ thống lập trình đồ họa Hệ điều khiển có lệnh CAD/CAM đơn giản  Sự lập trình tách khỏi mày: việc hầu hết làm máy tính thơng qua phần mềm CAD/CAM Sau truyền vào máy thơng qua cổng kết nối 4.3 Thiết lập quy trình gia công chi tiết hiệu chỉnh thông số làm việc 4.3.1 Quy trình lập trình gia cơng Ví dụ cần gia cơng lịng khn có kích thước Ø10x20, bề mặt đạt Ra=7.2μm Hình 4.6: ví dụ gia cơng xung định hình 105 Theo kinh nghiệm cơng nghệ, để tạo chi tiết gia cơng xung định hình ta cần phải thực theo quy trình cơng nghệ PHIẾU GIA CƠNG Bước Chọn hình dáng vật Đưa vặt liệu phơi hình dáng u cầu vào liệu điện cực bảng kê bước Chọn tham số gia công tia lửa điện xác định điều kiện dịng chảy chất điện mơi Đưa lượng hớt vật liệu chất lượng thô tinh bề mặt gia cơng vào bảng kê Các tham số phóng điện: I, ti, t0, Uz Các tham số điều khiển khe hở REP, VM Các tham số ăn mòn điện AW, T Các tham số để tự động ngăn ngừa lỗi: LS, KS Dòng chảy SPL (liên tục ngắt quãng) Kết thúc gia công tia lửa điện ERE bước Chọn điểm zêro (điểm Đưa kích thước hình dáng u cầu 0) chương trình phơi vào vẽ bước Xác định tọa độ Đối với câu lệnh định vị: X, Y, Z, C Đối với câu lện ăn mòn điện: X, Y, Z, C bước Xác định kế hoạch gia Các bước cơng bước Viết chương trình Chuyển bước định vị gia công tia lửa điện sang lệnh lập trình gom vào câu lệnh Bước Nhập chương trình vào Kiểm tra trình tự câu lệnh máy Bước Chạy thử chương trình Kiểm tra mơ q trình gia cơng, cần chỉnh chỉnh sửa lại chương trình gia cơng Bước Chạy chương trình gia Gia cơng chi tiết cơng Bước chọn vật liệu hình dáng điện cực: điện cực đồng hình trụ Khe hở mặt bên Fs tra sổ tay công nghệ Fs=0.29mm Đường kính d điện cực dùng cho lịng khn là: 106 d = 10 - 2x0.29 = 9.42mm Bước chọn tham số gia công tia lửa điện điều kiện dịng chảy điện mơi: Sử dụng sổ tay công nghệ để chọn tham số gia cơng tia lửa điện xung định hình đấu cự, phóng điện điều kiện khe hở + Sự đấu cực: điện cực dương M70 + Các tham số phóng tia lửa điện:  Độ dài kéo xung: ti = 200(μs)  Khoảng cách xung t0 = 25(μs)  Bước dòng điện: I = 13  Điện áp Uz = + Các tham số để điều kiện khe hở:  Gốc ăn mòn điện REP = 51  Độ nhạy điều khiển khe hở: MV = 60 + Kết thúc gia công  Điện cực phóng điện: giây  Sau đạt tới vị trí đích (ERE = 2.13) + Các tham số cho trình ngăn ngừa lỗi:  Khoảng cách rút AW = 0,5  Ngăn ngừa hồ quang LS =  Ngăn ngừa ngắn mạch KS = + Dòng chảy:  Dòng chảy qua van (SPL 2)  Dưới áp lực (SPL 2.1)  Và tiếp tục (SPL 2.11) Bước chọn điểm zero chương trình từ zero phơi W Điểm W góc thấp bên trái phơi Mọi kích thước phơi so sánh với điểm Bước xác định tọa độ: 107 Các kích thước cho vẽ gia công tương ứng với tọa độ đúng: + Để định vị kích thước X50, Y50 + Để gia cơng xung định hình: kích thước Z-20 Bước xác định kế hoạch gia công Kế hoạch gia công (trình tự thực hiện) ở giai đoạn đơn giản NC1: Chuyển động điện cực theo trục Z đến khoảng cách an tồn cách mặt phơi 2mm NC2: Đưa điện cực đến vị trí xuất phát X-, Y- NC3: Gia cơng xung định hình đến chiều sâu Z yêu cầu NC4: Rút dụng cụ lên trục Z đến độ cao thích hợp, ví dụ Z100 Bước viết chương trình gia cơng: + Bây ta phải đưa chương trình từ soạn thảo vào chương trình gia cơng Sử dụng tham số đảm bảo xác, ở có danh mục địa lệnh hình + Ngun cơng câu lệnh đầu tiên: + Khoảng cách an tàn phải 2mm phía mặt phơi Như xong bước + Bây hệ điều khiển có tất liệu cần thiết Khi di động để định vị trí khơng cần phải cho tốc độ chạy dao cì hệ điều khiển ln ln di chuyển bàn trượt với tốc độ nhanh cực đại ở câu lệnh định vị + ở nguyên công tiếp theo, định vị điện cực phía điểm xt phát Lập trình câu lện cho điều đó:  vị trí cho điểm đặt X  Vị trí cho điểm đặt Y + Câu lệnh tiếp theo, viết nguyên công gia công xung định lịng khn + Đầu tiên, vào lệnh gia cơng tia lửa điện bàn phím (tùy tùng loại máykiểm tra theo Catalog hướng dẫn máy) + Điều chỉnh tham số phóng tia lửa điện chọn theo sổ tay công nghệ 108 N X Y Z C M T  ti t0 REP I Uz Ls KS VM ERE t AW SPL 10 20 30 50 40 50 50 -20 70 60 100 02 200 25 51 13 3 60 2.13 0.5 2.11 4.3.2 Hiệu chỉnh thông số làm việc Mục tiêu trình xung định hình là: thời gia gia cơng ngắn, chất lượng bề mặt gia cơng cao độ xác kích thước cao Tuy nhiên, có đạt mục tiêu hay khơng cịn phụ thuộc vào việc chọn loạt thông số điều chỉnh phù hợp với thông số gia công tia lửa điện 4.3.2.1 Dòng phóng tia lửa điện, bước dòng điện Dịng phóng tia lửa điện I có ảnh hưởng lớn lên chất lượng bề mặt gia công lượng hớt vật liệu Dịng mạnh lượng hớt vật liệu lớn bề mặt gia công thô Như biết, để đặc trưng cho dịng phóng tia lửa điện, ở số hệ điều khiển dùng khái niệm ”bước dòng điện” Bước dòng điện lớn tức dòng phóng tia lửa điện lớn Phụ thuộc vào kiểu máy,18 21 bước dịng điện, có dịng phóng tia lửa điện từ 0.5A ÷ 80A a) Bước dịng điện độ mòn điện cực Cùng với phối hợp vật liệu điện cực/phôi đấu cực, bước dòng điện ảnh hưởng mạnh mẽ lên độ mòn điện cực Độ mịn điện cực lớn độ xác tái tạo phơi thấp Đối với hai cặp vật liệu phổ thông đồng/ thép Graphit/thép bước dịng điện độ mịn điện cực tác động qua lại sau:  Khi gia cơng thơ: Độ mịn tương đối θ điện cực giảm bước dịng điện tăng Điều có nghĩa bước dịng điện cao lượng hớt vật liệu tăng độ mòn tương đối θ điện cực giảm  Khi gia công tinh: Độ mòn tương đối θ điện cực tăng bước dịng điện giảm Điều có nghĩa bước dịng điện thấp hơn, lượng hớt vật liệu giảm độ mòn tương đối θ điện cực tăng 109 b) Bước dịng điện diện tích bề mặt bị ăn mịn: Khi gia cơng xung định hình điện cực nhỏ cường độ dịng điện tập trung vùng nhỏ Nếu dùng điện cực có diện tích lớn cường độ dịng điện phải phân bố diện tích lớn Vì xuất khái niệm ”độ tập trung bề mặt” dòng điện, gọi ”mật độ dòng điện” (A/mm2) Mật độ dòng điện cao sinh lượng lượng nhiệt lớn làm nhiệt điện cực gây mịn điện cực nhanh Vì vậy, để gia công vùng nhỏ cần chọn bước dòng điện nhỏ ngược lại c) Sự chọn bước dịng điện: Để gia cơng xung định hình ở giai đoạn đơn lẻ (tức dùng điện cực), cần chọn bước dòng điện chốn cho phép đạt lượng hớt vật liệu lớn được, trì độ thơ độ mài mịn điện cực giới hạn yêu cầu Đối với gia công xung định hình nhiều giai đoạn (tức lượt dùng nhiều điện cực) nên bắt đầu với bước dịng điện cao sau dùng bước dịng điện thấp sau thay đổi điện cực Độ mòn tương đối θ điện cực cao giai đoạn gia công tinh cuối Tuy điều ảnh hưởng mạnh lên độ xác kích thước thực có vài micro mét hớt ở giai đoạn cuối Vì vậy, độ mịn tuyệt đối điện cực khơng đáng kể Bước dòng điện lớn Bước dòng điện nhỏ - Lượng hớt vật liệu: lớn - Lượng hớt vật liệu: nhỏ - Bề mặt gia công: thô - Bề mặt gia cơng: nhẵn bóng - độ mịn tương đối θ: thấp - độ mòn tương đối θ: cao 4.3.2.2 Độ dài kéo xung ti Độ kéo dài xung khoảng thời gian hai lần đóng – ngắt máy phát chu kỳ phóng điện Độ dài kéo xung ti ảnh hưởng lên: Lượng hớt vật liệu Độ mòn điện cực Độ nhám bề mặt gia công Sau khảo sát kỹ tính quy luật ảnh hưởng - ti lượng hớt vật liệu 110 Nếu độ kéo dài xung giữ nguyên số tác động dịng phóng tia lửa điện lâu Ban đầu, lượng hớt vật liệu tăng tẳng đến giá trị cực đại ở độ kéo dài xung định đó, sau giảm Hình 4.7: Quan hệ ti với VW, θ Rmax Giá trị cực đại lượng hớt vật liệu tương ứng với độ kéo dài xung tối ưu Nếu tiếp tục tăng độ kéo dài xung lượng phóng điện khơng cịn sử dụng thêm để hớt vật liệu phơi Khi bề mặt gia phơi chất điện mơi bị nóng cách khơng cần thiết - ti độ mịn điện cực (hình 4.7b): độ mịn tương đối θ điện cực giảm tăng độ kéo dài xung ti, chí sau đạt lượng hớt vật liệu cực đại - ti nhám bề mặt Rmax (hình 4.7c): tác dụng dịng điện trì lâu tăng độ kéo dài xung nên chiều cao nhấp nhô Rmax tăng, sau điểm đạt lượng hớt vật liệu cực đại - Chọn độ dài kéo xung ti : độ dài kéo xung lựa chọn phụ thuộc vào bước dòng điện Độ kéo dài xung cần tăng tương bước dòng điện lớn Độ tăng bước dòng điện khơng có hiệu độ kéo dài xung ngắn 111 4.3.2.3 Khoảng cách xung t0 Khoảng cách xung t0 thời gian hai lần ngắt đóng máy phát thuộc hai chu kỳ phóng điện Khoảng cách xung t thường chọn để phản ánh tỷ lệ cho độ kéo dài xung t0 lượng hớt vật liệu: với ti/t0, khoảng cách xung có hiệu thực lượng hớt vật liệu Khoảng cách xung t0 lớn lượng hớt vật liệu VW nhỏ, ngược lại Hình 4.8: Khoảng cách xung ti lượng hớt vật liệu Nếu khoảng cách xung q ngắn chất điện mơi khơng đủ thời gian ion hóa Các phần tử bị ăn mịn điện nhiệt chất điện môi đưa khỏi khe hở phóng điện khoảng thời gian ngắn Kết xảy hồ quang ngắn mạnh Chất lượng bề mặt bị giảm lượng hớt vật liệu bị sụt Chọn khoảng cách xung theo nguyên tắc sau: - Có tỷ lệ cho độ kéo dài xung (ti/t0) - Chọn t0 ngắn đươc lượng hớt vật liệu lớn - Chọn t0 đủ lớn để tránh lỗi trình Tỷ lệ ti/t0: Trong áp dụng thực tế, độ kéo dài xung ti khoảng cách xung t0 xác định bởi tỷ lệ ti/t0, phụ thuộc vào kiểu máy Tỷ lệ lớn gia công thô, nhỏ gia công tinh tinh 112 - Khi gia công thô: chọn ti/t0 > 10 - Khi gia công thô: chọn ti/t0 ≈ 10 Tuy nhiên, giá trị t0 không nên nhỏ để tránh khuyết tật trình - Khi gia cơng tinh: chọn ti/t0 =(5 ÷ 10) Lý gia công tinh, khe hở phóng điện giảm, nguy tạo lỗi trình nhiều Do cần tăng khoảng cách xung t0 nên làm giảm ti/t0 - Khi gia cơng tinh, khe hở cịn nhỏ nữa, cần phải tăng t0, khiến cho ti/t0 giảm nhiều, chí ti/t0 + 450)  SV tượng