Bởi vậy việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của độ võng dây tới độ chính xác hình học bề mặt trụ khi gia công trên các máy cắt dây tia lửa điện” nhằm mục đích nghiên cứu ảnh hưở
Trang 1PHẦN MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Sự phát triển của khoa học kỹ thuật những năm gần đây gắn liền với sự rađời của các vật liệu mới, mà chúng có các ưu điểm nổi bật như: độ bền, độ cứngcao, khả năng chịu nhiệt, chịu mài mòn tốt vv… Những đặc điểm quý báu kể trên là
lý do để các loại vật liệu mới được sử dụng ngày càng rộng rãi trong các ngànhcông nghiệp cũng như trong dân dụng, và đặc biệt là trong gia công khuôn mẫu.Tuy nhiên, chính vì thế mà các đặc điểm này cũng làm cho các vật liệu mới trở nênrất khó, hoặc thậm chí không thể gia công khi sử dụng các phương pháp gia côngtruyền thống
Vì vậy, song song với việc nghiên cứu nâng cao hiệu quả gia công của cácphương pháp gia công truyền thống, cần phải nghiên cứu tìm ra và hoàn thiện cácphương pháp gia công có cơ chế mới (gia công bằng tia nước có hạt mài, gia côngbằng laser, gia công tia lửa điện, …) để gia công có hiệu quả hơn các vật liệu mới
Phương pháp WEDM là một trong những phương pháp gia công được ứngdụng rộng rãi trong gia công các loại thép hợp kim dụng cụ có độ cứng cao, bởi nó
có ưu điểm là năng suất cắt cao, cắt chiều dày phôi lớn (đến 500mm) với độ chínhxác cao và đạt chất lượng bề mặt như nhau [1] Nhưng bên cạnh đó, phương pháp
khiến lực tác động lên dây tăng Lực tác động này cùng với độ cứng của dây thấpgây ra sự thay đổi hình dáng của bề mặt gia công, độ phẳng và góc cắt [9]
Trong gần hai thập kỷ qua, vấn đề nâng cao độ chính xác hình dáng hình họccủa chi tiết khi cắt dây đã là một chủ đề nghiên cứu của các nhà khoa học trên thếgiới Hầu hết các nghiên cứu trước đây đều tập trung vào hiện tượng lệch dây [9-20], đã có một số đề xuất phương án sửa đổi các sai số biên dạng trong quá trình giacông off- line [11-12] hay quá trình gia công on-line [13] nhưng các phương án đã
đề xuất dạng sai lệch hình tang trống của phôi vẫn còn tồn tại, bởi độ trễ dây khi cắtvẫn chưa được cải thiện đáng kể Mặc dù các đề tài nghiên cứu đã cố gắng giảiquyết vấn đề bằng các quan điểm khác nhau, nhằm giảm thiểu những sai số hìnhdáng hình học khi cắt các biên dạng do hiện tượng trễ dây gây ra, nhưng sai số hìnhhọc do hiện tượng trễ dây gây ra vẫn chưa được giải quyết triệt để Trễ dây không
Trang 2tạo nên sai số lớn khi cắt biên dạng thẳng nhưng nó lại xuất hiện ngay khi thay đổihướng cắt Do vậy, khi gia công theo một đường cong ảnh hưởng của trễ dây đã tạonên sự mất chính xác về kích thước của sản phẩm gia công Sai số này có thể tới vàitrăm micro, mà điều này sẽ khó chấp nhận khi gia công yêu cầu độ chính xác cao
Bởi vậy việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của độ võng dây tới
độ chính xác hình học bề mặt trụ khi gia công trên các máy cắt dây tia lửa điện”
nhằm mục đích nghiên cứu ảnh hưởng của độ võng dây tới độ chính xác khi giacông cắt dây là một vấn đề cần được quan tâm hiện nay Trên cơ sở này, luận văn sẽtập trung vào nghiên cứu và thực nghiệm cắt các mẫu hình trụ có bán kính và chiềudài khác nhau Tiến hành đo đạc để từ đó có thể đánh giá được sự thay đổi củađường kính chi tiết dọc theo chiều dài mẫu do ảnh hưởng của độ trễ dây, đánh giáđược sai số do trễ dây gây ra với hai biến đầu vào là bán kính và chiều dài mẫu
2 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
2.1 Ý nghĩa khoa học
Bằng cách nghiên cứu cơ sở lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, đề tài đưa ramột phân tích chuyên sâu về ảnh hưởng của độ võng dây điện cực đến độ chính xáchình học bề mặt trụ khi cắt dây cụ thể là khảo sát độ chính xác hình học theophương dọc trục Ngoài ra đề tài cũng đưa ra đánh giá về mức độ ảnh hưởng của độvõng dây khi thay đổi hai yếu tố đầu vào là bán kính và chiều dài mẫu cắt
Đề tài sẽ làm cơ sở cho việc nghiên cứu các khía cạnh khác của quá trình giacông bằng tia lửa điện
Đề tài góp phần vào việc hoàn thiện, xác định và điều chỉnh các thông sốcông nghệ khi gia công trên máy cắt dây nói chung và gia công khuôn mẫu trên máycắt dây nói riêng
Trang 33 Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1 Mục đích của đề tài
Nghiên cứu ảnh hưởng của độ võng dây tới độ chính xác hình học bề mặt trụkhi gia công cắt dây Đề tài tập trung nghiên cứu sai số hình học theo phương dọctrục Xây dựng mối quan hệ giữa sai số với hai biến đầu vào là bán kính và chiềudài của mẫu cắt
Trên cơ sở này, luận văn sẽ tập trung vào nghiên cứu lý thuyết về hiện tượngtrễ dây do độ võng dây gây ra, ảnh hưởng của nó đến sai sô gia công và thựcnghiệm cắt các mẫu hình trụ có chiều dài và bán kính khác nhau, đo đường kính tạinhiều mặt cắt dọc theo chiều dài mẫu để có thể thấy được sự thay đổi của đườngkính chi tiết dọc theo chiều dài mẫu do ảnh hưởng của độ võng dây
3.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Ảnh hưởng của độ võng dây đối với quá trình cắt cácbiên dạng có sự đổi hướng của dây nói chung và cắt các mẫu hình trụ nói riêng
Phạm vi nghiên cứu: Ảnh hưởng của độ võng dây đến độ chính xác hình học
bề mặt trụ theo phương dọc trục khi cắt dây
Việc nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành với các điều kiện sau:
- Máy thực nghiệm: Máy cắt dây CNC
- Vật liệu gia công: C45
- Vật liệu làm điện cực là dây CuZn 0,25mm
- Đối tượng gia công: Các mẫu hình trụ có chiều dài và bán kính khác nhau
- Đo độ sai số hình dáng hình học của biên dạng trên máy CMM-C544
4 Nội dung luận văn
Kết cấu của luận văn gồm 3 phần chính sau:
Chương 1 Tổng quan gia công tia lửa điện
Chương 2 Máy cắt dây và các yếu tố ảnh hưởng tới độ chính xác gia công Chương 3 Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của độ võng dây tới độ chính xác hình học bề mặt trụ khi gia công trên máy cắt dây CW- 322S
Trang 4CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN 1.1 Đặc điểm của phương pháp gia công tia lửa điện
Gia công tia lửa điện là phương pháp gia công bằng cách phóng điện ăn mòntrên cơ sở tác dụng nhiệt của xung điện được tạo ra do sự phóng điện giữa 2 điệncực
1.1.1 Các đặc điểm chính của phương pháp gia công tia lửa điện
- Điện cực (đóng vai trò là dụng cụ cắt): có độ cứng thấp hơn nhiều so với vậtliệu phôi Vật liệu phôi thường là những vật liệu cứng và đã qua nhiệt luyện nhưthép đã tôi, các loại hợp kim cứng vật liệu điện cực thường là đồng, grafit
- Vật liệu dụng cụ cắt và vật liệu phôi đều phải có tính chất dẫn điện tốt
- Môi trường gia công: khi gia công phải sử dụng một chất lỏng điện môi làmmôi trường gia công Đây là dung dịch không dẫn điện ở điều kiện làm việc bìnhthường
1.1.2 Khả năng công nghệ của phương pháp gia công tia lửa điện
Phương pháp gia công tia lửa điện có thể tạo được các mặt định hình là đườngthẳng, đường cong, các rãnh định hình, các bề mặt có profin phức tạp, với độbóng bề mặt tương đối cao (Ra = 1.25m 5m) và độ chính xác cao (IT5)
1.2 Các phương pháp gia công tia lửa điện
1.2.1 Phương pháp gia công xung định hình: Đây là phương pháp dùng các điện
cực đã được tạo hình sẵn để in hình (âm bản) của nó lên bề mặt phôi Phương phápnày được dùng để chế tạo khuôn có hình dạng phức tạp, các khuôn ép định hình,khuôn ép nhựa, khuôn đúc áp lực, lỗ không thông
1.2.2 Phương pháp gia công cắt dây bằng tia lửa điện: Là phương pháp dùng một
dây dẫn điện có đường kính nhỏ (0,1 – 0,3mm) cuốn liên tục và chạy theo 1 biêndạng định trước để tạo thành một vết cắt trên phôi Phương pháp này thường dùng
để gia công các lỗ suốt có biên dạng phức tạp như các lỗ trên khuôn dập, khuôn ép,khuôn đúc áp lực, chế tạo các điện cực dùng cho gia công xung định hình, gia côngcác rãnh hẹp, gấp khúc, các dưỡng kiểm,
1.2.3 Các phương pháp khác: Ngày nay trên thế giới còn có một số phương pháp
gia công sử dụng nguyên lý gia công bằng tia lửa điện như sau:
Trang 5- Gia công tia lửa điện dạng phay (Milling EDM)
- Phủ bằng tia lửa điện (EDD)
- Gia công EDM trợ giúp của siêu âm (Ultrasonic Aided EDM
- Mài xung điện (Abrasive Electrical Discharge Grinding – AEDG
- Gia công xung định hình siêu nhỏ (MEDM
- Cắt dây tia lửa điện siêu nhỏ (MWEDM
- Gia công tia lửa điện theo kiểu đê chắn (Mole EDM
- Xung định hình với 2 điện cực quay
-Gia công vật liệu gốm sứ cao cấp
-Gia công vật liệu composite
1.4.Cơ sở công nghệ của quá trình gia công tia lửa điện
1.4.1 Cơ sở công nghệ
Hình 1.1- Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện
Thực chất của phương pháp gia công tia lửa điện là sự tách vật liệu ra khỏi bềmặt phôi nhờ tia lửa điện Sơ đồ nguyên lý của phương pháp gia công bằng tia lửađiện được mô tả như hình 1.1
1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình gia công tia lửa điện
Khác với những phương pháp gia công cắt gọt truyền thống, phương pháp giacông bằng tia lửa điện bên cạnh các tham số công nghệ như cặp vật liệu, sự đấu cực,điều kiện dòng chảy chất điện môi, thì tham số điều khiển về xung như thời gian,điện áp, dòng điện cũng đóng vai trò rất quan trọng đến năng suất và đặc biệt là đếnchất lượng bề mặt gia công Các tài liệu nghiên cứu đã đưa ra các kết luận đã trởthành các kiến thức cơ bản về gia công tia lửa điện như điện áp xung Ue có tác độngđến lượng bóc tách vật liệu, là hằng số vật lý phụ thuộc vào cặp vật liệu điện cực –phôi Dòng xung Ie ảnh hưởng lớn nhất đến lượng hớt vật liệu phôi, độ mòn điện
Trang 6cực và chất lượng bề mặt gia công Trong mối quan hệ với lượng bóc tách vật liệu,
Ie càng lớn thì lượng hớt vật liệu Vw càng lớn, độ nhám gia công càng tăng và độmòn điện cực càng giảm Giá trị trung bình Ie có thể đọc trên bảng điều khiển điệntrong suốt quá trình gia công, ở một số máy xung định hình, Ie thường được thể hiệntheo bước dòng điện Phụ thuộc vào kiểu máy, Ie được điều chỉnh theo 18 hoặc 21bước, xác định tương đương với 0.5A80A, trong đó các bước nhỏ được chọn đểgia công tinh, lớn để gia công thô
Thời gian xung và khoảng ngắt xung ti và t0 cũng là những tham số điều khiển
có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng bề mặt gia công Vấn đề là thời gian xung tilớn thì có lợi cho năng suất do lượng hớt vật liệu cao, tuy nhiên bề mặt gia công lạithô (tương tự xảy ra với t0 nhỏ) Ngoài ra, nếu khoảng thời gian ngắt xung t0 quánhỏ, có thể chất điện môi sẽ không đủ thời gian để thôi ion hoá, phần tử vật liệu bóctách do điện và nhiệt không kịp được đẩy ra khỏi vùng khe hở, điều đó có thể gâynên các lỗi phóng điện như ngắn mạch, hồ quang, các lỗ gia công bị ngậm xỉ,
Kết luận chương 1
Gia công tia lửa điện là sự tách vật liệu nhờ tia lửa điện, khi các tia lửa điệnđược phóng ra, vật liệu mặt phôi sẽ bị hớt đi bởi một quá trình điện - nhiệt thôngqua sự nóng chảy và bốc hơi kim loại
Phương pháp này đã xuất hiện trên thế giới trong nửa thế kỷ qua, nó ra đời
đã đáp ứng được những yêu cầu về sự phát triển của sản phẩm trong thời đại ngàynay Khi nhu cầu về các vật liệu cứng, lâu mòn và siêu cứng sử dụng cho các tuabinmáy điện, động cơ máy bay, dụng cụ, khuôn mẫu, không ngừng tăng lên mà việcgia công những vật liệu đó bằng công nghệ cắt gọt thông thường là vô cùng khó,đôi khi là không thể thực hiện được
Các yếu tố công nghệ sử dụng trong gia công tia lửa điện như dòng điện,điện áp, thời gian tác dụng của dòng điện, điện cực, chất điện môi, có ảnh hưởngrất lớn và phức tạp đến hiệu quả của quá trình cắt Vì vậy cần phải nghiên cứu vàthiết lập các ảnh hưởng đó đối với từng loại vật liệu, từng máy gia công góp phầnnâng cao hiệu quả khai thác và sử dụng các thiết bị, đặc biệt làm nâng cao năng suất
và chất lượng gia công
Trang 7CHƯƠNG 2 MÁY CẮT DÂY VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC
GIA CÔNG 2.1 Sơ bộ về máy cắt dây tia lửa điện
Máy cắt dây tia lửa điện (EDM Wire Cutting) là một thiết bị gia công tia lửa điệnbằng cách sử dụng điện cực là một dây mảnh có đường kính từ 0,1mm đến 0,3mmchạy liên tục theo một contour cho trước theo một chương trình lập sẵn
Hình 2.1- Sơ đồ máy cắt dây
Trong ó các c m thi t b chính g m: đó các cụm thiết bị chính gồm: ụm thiết bị chính gồm: ết bị chính gồm: ị chính gồm: ồm:
Máy cắt dây điều khiển 4 trục: X, Y; U, V trong đó 2 chuyển động U, V của
cơ cấu mang một đầu dây cho phép gia công bề mặt côn
2.1.1 Công dụng của máy cắt dây
- Chế tạo các điện cực chính xác cho gia công xung định hình
- Gia công các rãnh hẹp, gấp khúc trong các chi tiết của thiết bị điện tử
Trang 8- Mối ghép căng của các bộ phận chính của các khuôn dập, khuôn đúc áp lực
và các loại dưỡng kiểm
- Rãnh xanga (chấu bóp), bề mặt làm việc của các dao định hình, các lỗ nhỏtrong các chi tiết đặc biệt,
- Gia công các chi tiết bằng vật liệu thép đã nhiệt luyện, các kim loại khó giacông, các hợp kim quý hiếm cần hạn chế lượng dư gia công
- Ngày nay phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện còn có triển vọng ứngdụng trong việc sản xuất chế tạo các đĩa ly hợp bằng hợp kim cứng, dưỡng calip,dưỡng cối, dưỡng chày phức tạp, các chày đột lỗ của lưới có độ chính xác cao,
2.1.2 Đặc điểm của phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện
2.1.2.1 Ưu điểm
- Độ chính xác cao (có thể tới 1m)
- Kết cấu máy đơn giản
- Có khả năng tự động hoá quá trình gia công, đơn giản, dễ vận hành
- Dây điện cực có kích thước nhỏ (từ 0,10,3mm), vật liệu dây thường có độbền kéo thấp nên trong quá trình gia công cắt (đặc biệt khi gia công cắt các chi tiết
có chiều dày lớn) thì dây điện cực sẽ bị uốn cong làm ảnh hưởng tới độ chính xácgia công Thậm chí có thể bị đứt dây dẫn đến sai số gia công và giảm năng suất giacông Các chỉ tiêu công nghệ của quá trình này phụ thuộc vào thông số xung điện,hằng số vật liệu, chiều dày chi tiết gia công, tính chất của chất lỏng điện môi, vậtliệu dây điện cực, hướng và tốc độ cuốn dây điện cực,
Trang 92.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới độ chính xác gia công
Độ chính xác gia công khi gia công tia lửa điện được đánh giá bằng các yếu
tố sau:
-Thứ nhất: Bằng tính chất của phương pháp
- Thứ hai:Bằng đặc trưng đối với gia công phóng điện ăn mòn
Các yếu tố này xác định sai số ban đầu mà tổng hợp của nó tạo ra sai số tổng hợp
* Các sai số ban đầu
+ Sai số xuất hiện do dao động ngang của dây
+ Sai số do biến dạng đàn hồi tĩnh học của hệ thống công nghệ( Máy đồ gá dụng cụ- chi tiết)
-+ Sai số gá đặt phôi trên máy
+ Sai số gá đặt điện cực dây không đúng
+ Sai số do độ không chính xác hình dạng hình học của máy
+ Các sai số gây ra do chế tạo dây không chính xác
+ Các sai số do sự có mặt của khe hở dây
+ Các sai số do ăn mòn dây( H)
+ Sai số xuất hiện do biến dạng nhiệt riêng biệt của hệ (Máy- Đồ gá- Dụngcụ-Chi tiết)- MGDC ( Ký hiệu I)
+ Sai số do biến dạng sau khi gia công tia lửa điện gây ra do ứng suất dư bêntrong (Ký hiệu K)
Những máy có độ chính xác bình thường phụ thuộc vào độ chính xác của bềmặt gia công thì sai số tổng hợp nằm trong giới hạn từ ( 0,04÷ 0,4)mm Nếu sửdụng các thiết bị đọc số, thiết bị đo và các phương pháp đo chính xác cho phép đạtđược độ chính xác gia công từ (0,02÷ 0,05)mm Với các máy có độ chính xác giacông từ (0,02 ÷ 0,05)mm Máy có độ chính xác bình thường thì các lỗ xuyên giacông có độ chính xác từ (0,02 ÷0,03)mm Còn bề mặt định hình là 0,07mm ÷0,12mm Khi tăng độ chính xác và độ cứng của hệ thống công nghệ (MGDC) và lọcchất lỏng làm việc tốt, cùng các phương pháp để ổn định nhiệt độ chất lỏng thì độchính xác gia công có thể nâng cao tương ứng từ (0,01÷0,02)mm và(0,04÷0,06)mm
Trang 10Kết luận chương 2
Gia công bằng cắt dây tia lửa điện (còn gọi là gia công cắt dây) là mộtphương pháp đặc biệt của gia công xung điện trong đó sử dụng một dây cắt chuyểnđộng liên tục như là một điện cực Dây cắt có đường kính từ 0,05 đến 0,3mm Hìnhdạng của chi tiết gia công được tạo bởi các chuyển động (thường là chuyển độngcủa bàn máy) được điều khiển theo chương trình số (chuyển động CNC)
Gia công cắt dây được dùng rộng rãi để gia công khuôn mẫu, dụng cụ nhưkhuôn đôt, khuôn đùn, ép kim loại, gia công các lỗ cối định hình cho ngành dược đểsản xuất viên nén Gia công cắt dây là phương pháp hiệu quả để cắt các biên dạngphức tạp, đòi hỏi có độ chính xác cao như biên dạng cam, biên dạng răng thân khai,răng cycloid Đặc biệt phương pháp này rất hiệu quả khi gia công các lỗ nhỏ vàsâu, các lỗ, rãnh có thành mỏng
giống nhau về kích thước, hình dáng hình học, vị trí tương quan của chi tiết giacông trên máy và chi tiết lý tưởng được ghi trên bản vẽ Có nhiều nguyên nhân gây
ra sai số khi cắt dây: Sai số xuất hiện do dao động ngang của dây, sai số do biếndạng đàn hồi tĩnh học của hệ thống công nghệ ( máy- đồ gá -dụng cụ- chi tiết), sai
số gá đặt phôi trên máy, sai số gá đặt điện cực dây không đúng, sai số do độ khôngchính xác hình dạng hình học của máy, các sai số gây ra do chế tạo dây không chínhxác, các sai số do sự có mặt của khe hở dây, các sai số do ăn mòn dây, sai số xuấthiện do biến dạng nhiệt riêng biệt của hệ (máy- đồ gá- dụng cụ-chi tiết)- MGDC, sai
số do biến dạng sau khi gia công tia lửa điện gây ra do ứng suất dư bên trong Ngoài
ra khi cắt góc (hướng cắt thay đổi) còn xuất hiện một số nguyên nhân khác gây sai
số Các nguyên nhân này sẽ được nghiên cứu trong chương III
Trang 11CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ VÕNG DÂY ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC
BỀ MẶT TRỤ KHI GIA CÔNG TRÊN MÁY CẮT DÂY CW322
3.1 Tổng quan
3.1.1 Các nguyên nhân gây ra sai số khi hướng cắt thay đổi
[18] đã đưa ra các nguyên nhân gây ra sự mất chính xác khi cắt góc gồm:
Ảnh hưởng của sự mất cân bằng dây điện cực: Cụ thể được thể hiện trên cáchình vẽ 3.1 so sánh sự cân bằng các lực khi cắt thẳng và sự mất cân bằng khi cắtgóc
Ảnh hưởng do sự tăng cường xác suất phóng điện xảy ra ở góc: TheoDekeyser và Snoeys cho rằng cường độ dòng điện tại các góc sẽ tăng cao so với các
vị trí khác Đồng thời ở góc sự thoát nhiệt cũng kém hơn, do đó nhiệt độ tăng sẽkích thích phát xạ electron, gây ion hóa điện môi Do đó sự phóng điện sẽ dễ dàngxuất hiện, mật độ năng lượng tập trung dẫn đến phần vật liệu được hớt đi sẽ tănglên Chính vì vậy khi cắt góc thì bao giờ cũng gây ra sai số, góc cắt luôn luôn được
vê tròn
Ảnh hưởng do độ võng dây: khi cắt dây do ảnh hưởng của các lực tĩnh điện,lực điện từ, lực do phun chất điện môi các lực này tác dụng lên dây, đẩy dây vềphía sau gây ra độ võng dây Võng dây gây ra hiện tượng trễ dây khi cắt So với haiảnh hưởng trên thì ảnh hưởng của hiện tượng trễ dây do võng dây gây ra đến độchính xác khi hướng cắt thay đổi là lớn hơn Do đó ta sẽ nghiên cứu rõ hơn trongcác phần tiếp sau đây
Hình 3.1- Sự cân bằng về lực khi cắt thẳng và mất cân bằng khi cắt góc [18]
Trang 123.1.2 Mối liên hệ giữa trễ dây với độ võng dây diện cực
Trễ dây là hiện tượng mà dây điện cực đi sau bộ dẫn dây Sai số do ảnh hưởng của độ trễ dây không xuất hiện khi cắt theo đường thẳng, nhưng khi hướng cắt thay đổi hiện tượng trễ dây bắt đầu ảnh hưởng tới độ chính xác biên dạng Hình 3.2 cho thấy khi hướng cắt thay đổi do hiện tượng trễ dây nên dây điện cực không
đi đúng theo quỹ đạo lập trình Chính vì vậy biên dạng cắt bị mất chính xác
Hình 3.2- Hiện tượng trễ dây khi cắt góc [9]
3.1.3 Phương trình đường cong dây
Giả thiết lực tác dụng lên dây là lực phân bố theo chiều dài phụ thuộc vào tọa
độ z và thời gian q(z,t) thì phương trình đường cong dây trong mặt phẳng dọc theo trục yoz đã được công bố bởi [9], [17], [18]
Hình 3.3- Sơ đồ biểu diễn quá trình cắt dây [17]
Phương trình của nó được viết dưới dạng:
Trang 13E: Môđun đàn hồi của vật liệu dây điện cực (N/m );
I: Mômen quán tính của tiết diện dây điện cực (m4);
r: Bán kính dây điện cực (m);
Khối lượng riêng vật liệu dây điện cực (Kg/m3);
S: Diện tích tiết diện ngang dây điện cực (m2);
c: Hệ số rung riêng (Ns/m2);
q: Ngoại lực tác dụng lên dây trong quá trình cắt (N/m)
Phương trình (1) có thể được đơn giản hóa khi chỉ xét sự lệch tĩnh của dây Khi đó phương trình độ võng là:
Trang 14[16] trình bày một phương pháp tiếp cận phần mềm để cải thiện độ chínhxác Nội dung của phương pháp này được miêu tả như hình vẽ.
Hình 3.5- Hành trình vượt quá ở góc để loại bỏ ảnh hưởng của trễ dây [16]
[17] đưa ra một phương pháp giám sát điều khiển online vị trí thực của dâythông qua một cảm biến quang học Kỹ thuật này cho phép cắt các biên dạng phứctạp, các cung tròn…ở tốc độ cắt cao hơn so với WEDM thông thường (hình 3.6)
Hình 3.6- Sơ đồ gia công có sự giám sát điều khiển online [17]
[18] phát triển một chiến lược điều khiển dựa trên lý thuyết logic mờ để cảithiện độ chính xác khi cắt góc Kết quả thí nghiệm đã cho thấy các lỗi khi cắt gócđặc biệt là khi cắt thô giảm 50% trong khi thời gian cắt chỉ tăng 10%
Hình 3.7- Sơ đồ bộ điều khiển mờ cắt dây WEDM [18]
Trang 15
3.2 Thiết kế thí nghiệm
3.2.1 Các giả thiết của thí nghiệm
Thí nghiệm được xây dựng theo những giả thiết sau:
- Chất lượng chất dung môi và điều kiện dòng chảy chất điện môi trong tất cảcác thí nghiệm là như nhau
- Tiết diện dây coi như không đổi trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm
- Nhiệt độ môi trường gia công luôn luôn ổn định và bằng nhiệt độ trongphòng gia công
- Chế độ cắt coi như đã được lựa chọn tối ưu
- Tổng hợp các nhiễu ảnh hưởng tới độ chính xác kích thước là ổn định vàkhông thay đổi trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm
3.2.2 Điều kiện thí nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm, Trường Đại Học Kỹ ThuậtCông Nghiệp Thái Nguyên, dưới những điều kiện cố định sau:
3.2.2.1 Thiết bị thí nghiệm
- Thiết bị để thực hiện thí nghiệm là máy cắt dây CW322S do hãng CHMEREDM-CHING HUNG MECHINERY & ELECTRIC INDUSTRIAL CO LTD –TAIWAN sản xuất với những đặc tính như sau (Bảng 3.1):
Bảng 3.1-Các thông số kỹ thuật của máy CW322S
Đặc tính kỹ thuật của máy Giá trị