Nâng cao độ chính xác biên dạng góc ngoài khi cắt trên máy cắt dây cw 322s

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 1- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT` ĐỀ TÀI: NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC BIÊN DẠNG GĨC NGỒI KHI CẮT TRÊN MÁY CẮT DÂY CW-322S HÀ TỒN THẮNG THÁI NGUN - 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 2- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC BIÊN DẠNG GĨC NGỒI KHI CẮT TRÊN MÁY CẮT DÂY CW-322S Học viên: Hà Tồn Thắng Lớp: CHK12 Chun ngành: Cơng nghệ chế tạo máy Người HD khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƯỜI HD KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Đăng Hịe HỌC VIÊN Hà Tồn Thắng THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 3- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan kết có luận văn thân thực hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè Ngoài tài liệu tham khảo liệt kê, số liệu kết thực nghiệm trung thực chưa công bố cơng trình khác Thái Ngun, ngày 10 tháng 10 năm 2011 Ngƣời thực Hà Toàn Thắng Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 4- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy LỜI CẢM ƠN Cùng với xu phát triển xã hội, ngành khoa học kỹ thuật có bước tiến vượt bậc Đặc biệt sản xuất khí đại thay sản xuất truyền thống, sản phẩm khí ngày địi hỏi độ xác, độ tin cậy cao Với mong muốn nâng cao độ xác sản phẩm gia công máy công cụ nói chung máy cắt dây nói riêng; hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, tác giả thực đề tài :“Nâng cao độ xác biên dạng góc ngồi cắt máy cắt dây CW-322S” Trong thời gian thực đề tài, tác giả nhận quan tâm lớn nhà trường, Khoa, Phòng, Ban chức năng, thầy cô giáo bạn đồng nghiệp Tác giả bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp tận tình hướng dẫn trình thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Sau đại học, giáo viên giảng dạy đồng nghiệp Tác giả chân thành cảm ơn Trung tâm thí nghiệm giáo viên thuộc trung tâm tạo điều kiện thiết bị giúp đỡ trình sử dụng thiết bị để thực luận văn Mặc dù cố gắng, song kiến thức kinh nghiệm hạn chế, nên chắn luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy cô giáo đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày 10 tháng 10 năm 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 5- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục đồ thị, hình vẽ MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài 9 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 10 Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu 11 Nội dung đề tài 11 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN 13 1.1 Đặc điểm phương pháp gia công tia lửa điện 13 1.1.1 Các đặc điểm phương pháp gia cơng tia lửa điện 13 1.1.2 Khả công nghệ phương pháp gia công tia lửa điện 14 1.2 Các phương pháp gia công tia lửa điện 14 1.2.1 Phương pháp gia cơng xung định hình 14 1.2.2 Phương pháp gia cơng cắt dây tia lửa điện 14 1.2.3 Các phương pháp khác 14 1.3 Các hướng nghiên cứu cắt dây 16 1.3.1 Tối ưu hóa tham số q trình gia cơng tia lửa điện 16 1.3.2 Giám sát điều khiển q trình gia cơng tia lửa điện 18 1.4 Cơ sở cơng nghệ q trình gia công tia lửa điện 18 1.4.1 Cơ sở công nghệ 18 1.4.1.1 Bản chất vật lý 18 1.4.1.2 Cơ chế bóc tách vật liệu 23 1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình gia cơng tia lửa điện 24 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 6- Chuyên ngành cơng nghệ chế tạo máy 1.4.2.1 Các đặc tính điện phóng tia lửa điện 24 1.4.2.2 Dòng điện, bước dòng điện 28 1.4.2.3 Ảnh hưởng khe hở phóng điện δ 29 1.4.2.4 Ảnh hưởng điện dung C 31 1.4.2.5 Ảnh hưởng diện tích vùng gia cơng 32 1.4.2.6 Ảnh hưởng ăn mòn điện cực 33 1.5 Lượng hớt vật liệu gia công tia lửa điện 33 1.6 Chất lượng bề mặt 34 1.6.1 Độ nhám bề mặt 34 1.6.2 Vết nứt tế vi ảnh hưởng nhiệt 35 1.7 Độ xác tạo hình gia cơng tia lửa điện 36 1.8 Các tượng xấu gia công tia lửa điện 37 1.8.1 Hồ quang 37 1.8.2 Ngắn mạch, sụt áp 38 1.8.3 Xung mạch hở, khơng có dịng điện 38 1.8.4 Sự q nhiệt chất điện môi 39 1.9 Các yếu tố không điều khiển 39 1.9.1 Nhiễu hệ thống 39 1.9.2 Nhiễu ngẫu nhiên 39 1.10 Dung dịch chất điện môi gia công tia lửa điện 40 1.10.1 Nhiệm vụ dung dịch chất điện môi 40 1.10.2 Các loại chất điện môi 41 1.10.3 Các tiêu chuẩn đánh giá chất điện mơi 42 1.10.4 Các loại dịng chảy chất điện môi 43 1.10.5 Hệ thống lọc chất điện môi 45 CHƢƠNG 2: MÁY CẮT DÂY VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG 48 2.1 Sơ máy cắt dây tia lửa điện (wire cutting machine) 48 2.1.1 Công dụng máy cắt dây tia lửa điện 49 2.1.2 Đặc điểm phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện 49 2.1.2.1 Ưu điểm 49 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 7- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy 2.1.2.2 Nhược điểm 49 2.2 Điện cực vật liệu điện cực 50 2.2.1 Yêu cầu vật liệu làm điện cực 50 2.2.2 Các loại dây điện cực 51 2.3 Sự thoát phoi cắt dây tia lửa điện 51 2.4 Nhám bề mặt cắt dây 52 2.5 Các thông số điện điều khiển máy cắt dây tia lửa điện 53 2.5.1 Dịng phóng tia lửa điện Ie bước xung điện 53 2.5.2 Độ kéo dài xung ti 53 2.5.3 Khoảng cách xung t0 54 2.5.4 Điện áp đánh lửa Ui 54 2.5.5 Khe hở phóng điện 54 2.6 Lập trình gia cơng máy cắt dây 55 2.6.1 Các trục điều khiển hệ tọa độ 55 2.6.2 Các chức “G” 56 2.7 Các yếu tố ảnh hưởng tới độ xác gia cơng 66 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC BIÊN DẠNG KHI GIA CÔNG TRÊN MÁY CẮT DÂY CW-322S 75 3.1 Hiện tượng trễ dây biện pháp giảm trễ dây gia công tia lửa điện 75 3.2 Thiết kế thí nghiệm 80 3.2.1 Các giả thiết thí nghiệm 80 3.2.2 Điều kiện thí nghiệm 80 3.2.2.1 Thiết bị thí nghiệm 80 3.2.2.2 Vật liệu gia cơng 81 3.2.2.3 Các thiết bị đo 82 3.3 Thực nghiệm 84 3.3.1 Mơ hình hóa q trình cắt dây tia lửa điện 84 3.3.2 Các thông số đầu vào thí nghiệm 84 3.4 Khảo sát độ xác gia cơng 86 3.5 Phương pháp đánh giá 91 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 8- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy 3.6 Phương trình đường trịn qua điểm đo 92 3.6.1 Đường cong 2D kỹ thuật 92 3.6.2 Các phương pháp nối trơn đường cong 93 3.6.3 Ứng dụng xây dựng phương trình đường cong 94 Kết luận chung 106 Tài liệu tham khảo 108 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 9- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Danh mục mã G Bảng 2.2 Danh mục mã M Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật máy cắt dây CW-322S Bảng 3.2 Tính kỹ thuật máy đo CMM C544 Bảng 3.3 Kết tính sai số chưa có lượng bù Bảng 3.4 Kết tính sai số có lượng bù sai số Bảng 3.5 Đối chiếu sai số gia cơng khơng bù có bù sai số gia cơng DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện Hình 1.2 Pha đánh lửa Hình 1.3 Sự hình thành kênh phóng điện Hình 1.4 Sự hình thành bốc vật liệu Hình 1.5 Đồ thị điện áp dịng điện xung phóng điện Hình 1.6 Mối quan hệ Vw ti [1] Hình 1.7 Mối quan hệ θ ti [1] Hình 1.8 Mối quan hệ Rmax ti (với ti = td + te) [1] Hình 1.9 Ảnh hưởng ti t0 đến suất gia cơng [1] Hình 1.10 Ảnh hưởng khe hở phóng điện δ Hình 1.11 Quan hệ η ap [1] Hình 1.12 Ảnh hưởng điện dung C [1] Hình 1.13 ảnh hưởng diện tích vùng gia cơng F [1] Hình 1.14 Các thông số ảnh hưởng đến suất gia công EDM Hình 1.15 Vùng ảnh hưởng nhiệt bề mặt phơi Hình 1.16 Hiện tượng hồ quang điện [1] Hình 1.17 Hiện tượng ngắn mạch sụt áp [1] Hình 1.18 Hiện tượng xung mạch hở [1] Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 10- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Hình 1.19 Dịng chảy bên ngồi Hình 1.20 Dịng chảy áp lực Hình 2.1 Sơ đồ máy cắt dây tia lửa điện Hình 2.2 Các trường hợp khó gia cơng dịng chảy đồng trục Hình 2.3 Khe hở phóng điện gia cơng cắt dây tia lửa điện Hình 2.4 Cấu hình trục XYUV Hình 2.5 Các lệnh dịch chuyển đường kính dây G41/G42 Hình 2.6 Sự cân lực cắt thẳng sai số hình học cắt góc Hình 3.1 Hiện tượng trễ dây cắt dây cắt góc Hình 3.2 Ảnh hưởng trễ dây cắt góc vng Hình 3.3 Phương pháp giảm trễ dây cắt góc Hình 3.4 Phương pháp chạy dây đường parabol Hình 3.5 Hiện tượng trễ dây gia cơng Hình 3.6 Máy cắt dây CW-322S Hình 3.7 Ảnh máy đo tọa độ chiều Beyond Crysta C544 Hình 3.8 Sơ đồ qui trình bù sai số Hình 3.9 Biên dạng chi tiết gia cơng Hình 3.10 Lập trình gia cơng biên dạng xác định hướng cắt Hình 3.11 Thiết lập thơng số đường kính dây lượng bù khe hở phóng điện Hình 3.12 Thiết lập thơng số bù G41 Hình 3.13.Mơ q trình cắt dây 3D Hình 3.14 Mặt phẳng đo biên dạng Hình 3.15 Ảnh đo biên dạng máy đo CMM Hình 3.16 Biên dạng chi tiết đo máy CMM Hình 3.17 Chương trình tính sai số phần mềm Matlab cắt chưa bù sai số Hình 3.18 Chương trình tính sai số phần mềm Matlab cắt có bù sai số Hình 3.19.Giới hạn sai số độ trễ dây gây PHẦN MỞ ĐẦU Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 95- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Giả sử hàm f thay đổi hình dạng, phụ thuộc vào số tham số, pj với j = 1, 2, , m f(x) = f(pj, x) Nội dung phương pháp tìm giá trị tham số pj cho biểu thức sau đạt cực tiểu: n R   ( yi  f ( x1 )) 2 (3-1) i 1 Trong đó: R tổng bình phương nhỏ 3.6.3 Ứng dụng xây dựng phƣơng trình đƣờng cong Các phương trình đường trịn lý thuyết cung BC, DE, FA có dạng: * phương trình đường trịn cung BC (tọa độ x0= -4.321; y0= - 10.291) có dạng: (x+ 4.231)2 + ( y + 10.291)2 = ( 11.55)2 Đây phương trình đường trịn tâm I(-4.321;- 10.291) bán kính R = 11.55 *phương trình đường trịn cung DE (tọa độ x0= 4,339; y0= 0) có dạng: (x - 4,339)2 + ( y - 0)2 = ( 11.55)2 Đây phương trình đường trịn tâm I(4,399;0) bán kính R = 11.55 *phương trình đường tròn cung DE (tọa độ x0= -4,231; y0= -5,000) có dạng: (x+ 4.231)2 + ( y + 5.00)2 = ( 11.55)2 Đây phương trình đường trịn tâm I(-4.321;-5.00) bán kính R = 11.55 Bằng phương pháp đo thực nghiệm, tác giả xác định sơ phương trình biên dạng đường tròn theo khoảng nhỏ Từ đoạn cong nhỏ ta nối trơn dần thành đường cong lớn biên dạng tính tốn Sau đo tọa độ điểm xác định biên dạng đường trịn hình thành từ nhiều điểm khác tác giả tiến hành quy hoạch thực nghiệm phương pháp bình phương tối thiểu Chương trình quy hoạch viết chương trình matlab cho kết R thực tế cung tròn Từ R thực tế so sánh với R lý thuyết để tìm sai số cung tròn 120° B C Y 12 03 X Y 02 http://www.lrc-tnu.edu.vn D 0° X ° Aliệu – ĐHTN Số hóa Trung tâm Học Y X 20 01 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 96- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Hình 3.16 Biên dạng chi tiết sau gia cơng a Xây dựng phương trình đường cong cung BC Theo phương pháp nối trơn đường cong ta xác định phương trình đường cong sát so với đường cong thực Xác định phương trình đường cong qua điểm cung BC theo phương pháp bình phương cực tiểu theo cơng thức sau: n R   ( yi  f ( x1 )) 2 i 1 với n số điểm nhập vào Cung BC biểu diễn theo phương trình bậc sau: x2 + y2 + 2Ax + 2By + C = Trong tâm đường trịn I(-A,-B) có bán kính là: r  A2  B  C Khi cơng thức tính bình phương tối thiểu trường hợp cung trịn xây dựng đường trịn thì: n R   (x i + yi + 2Ax i + 2Byi + C ) (3-2) i 1 Để xác định hệ số A, B, C phương trình đường trịn ta có:   , A Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN  , B C http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tức là: - 97- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy 2xi2 A+2xiyi B+xi C+(xi2+yi2)xi = (4) 2xiyi A+2yi2 B+yi C+(xi2+yi2)yi = (5) 2xi A+2yi B+n.C+(xi2+yi2) = (6) Thế số liệu vào phương trình (4), (5), (6) hệ phương trình giải hệ phương trình Matlab sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 98- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Hình 3.17 chương trình tính sai số phần mềm matlab cắt chưa bù sai số Đối chiếu với R lý thuyết sai số cung BC có R= 11.55- 11.5188= -0.0312 Khi phương trình đường trịn cung BC có dạng: (x- 8.6253)2 + ( y +10.0011)2 = (11.5188)2 Đây phương trình đường trịn tâm I(8.6253;-10.0011) bán kính R = 11.5188 Tương tự kết thực nghiệm cho kết khảo sát R cung DE có R=11.5244 sai số R= 11.55 - 11.5244 = -0.0256 Cung FA có R =11.5076 sai số R= 11.55 - 11.5076= -0,0424 Tương tự khảo sát với 02 mặt phẳng cịn lại ta có kết sai số sau: Bảng 3.3 Kết tính sai số cung chưa có lượng bù sai số Mặt Kết R Sai số phẳng cung BC Kết R Sai số Kết R Sai số cung DE tạicung FA 01 11.5188 -0.0312 11.5244 -0.0256 11.5076 -0.0424 02 11.5242 -0.0258 11.5275 -0.0225 11.5247 -0.0253 03 11.5130 -0.037 11.5183 -0.0317 11.5157 -0.0343 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 99- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Vậy miền sai số tại: Mặt phẳng - 0.0256÷ -0.0424 Mặt phẳng -0.0225÷ -0.0258 Mặt phẳng -0.0317÷ -0.037 Nhận xét: Từ bảng sai số bán kính R cung mặt phẳng đo cho thấy, mặt phẳng 1,3 sai số R so với R lý thuyết lớn so với sai số R mặt phẳng Như cắt biên dạng cung (có đổi hướng dây) tạo cho biên dạng chi tiết có dạng hình “tang trống” Với kết khảo sát biên dạng chi tiết thực nhỏ biên dạng chi tiết lý thuyết Nên để giảm tượng sai số cần phải tính tốn lượng bù sai số cho lần cắt thứ hai tác giả dựa vào trung bình sai số mặt phẳng lần cắt thứ cụ thể sau: Tại mặt phẳng e1sai số  e1 e  e 3  Tại mặt phẳng e2 sai số  e '1 e '  e '3 Tại mặt phẳng e2 sai số  e"1 e"2  e"3 0.0312  0.0256  0.0424  0.0258 0.0225 0.0253  0.037  0.0317  0.0343  0.03306  0.02453  0.0343 Sai số tồn biên dạng gia cơng etổng = etb1+etb2+etb3 = 0.03306 + 0.02453+0.0343= 0.09189 Từ kết sai số tìm được, tác giả tính tốn hệ số bù cho lần cắt trung bình cộng sai số mặt phẳng khảo sát kết quả: Lượng bù sai số cắt lần etb= e1saisô e saisô e saisô  0.03306  0.02453  0.0343  0.03063 Vì chi tiết sau gia cơng lần có kích thước nhỏ kích thước chi tiết lý thuyết cần tiến hành cắt lần với lượng bù R‟ = R + etb = 11.55 + 0,03063 = 11,58063 Để cắt chi tiết lấy lõi tác giả tiến hành cắt với lệnh G41 với dây có đường kính 0,25 lượng bù khe hở phóng điện 0,04 Chương trình CNC sau bù: Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 100- Chuyên ngành cơng nghệ chế tạo máy Chương trình gia cơng chưa bù sai số Chương trình gia cơng sau bù sai số O1212 N1 G0 G21 G90 N2 G92 X0 Y0 I60 J0 N3 M60 N4 M83 N5 M81 N6 D1 N7 G41 G1 X-17.4891 N8 Y10.0335 N9 G2 X.0834 Y20.179 I11.715 N10 G1 X17.462 Y10.1455 N11 G2 X23.3195 Y0 I-5.8575 J-10.1455 N12 X17.462 Y-10.1455 I-11.715 N13 G1 X.0834 Y-20.179 N14 G2 X-17.4891 Y-10.0335 I-5.8575 J10.1455 N15 G1 Y0 N16 G40 X0 N17 M50 N18 M30 % O0001 N1 G0 G21 G90 N2 G92 X0 Y0 I100 J0 N3 M60 N4 M83 N5 M81 N6 D1 N7 G41 G1 X-17.5197 N8 Y10.0335 N9 G2 X.0987 Y20.2055 I11.7456 N10 G1 X17.4773 Y10.172 N11 G2 X23.3501 Y0 I-5.8728 J10.172 N12 X17.4773 Y-10.172 I-11.7456 N13 G1 X.0987 Y-20.2056 N14 G2 X-17.5197 Y-10.0335 I-5.8728 J10.172 N15 G1 Y0 N16 G40 X0 N17 M50 N18 M30 % Sau nhập chương trình CNC tiến hành cắt biên dạng chi tiết gia công máy cắt dây tia lửa điện, đo biên dạng chi tiết gia công máy đo CMM kết số liệu điểm đo biên dạng Từ bảng số liệu điểm đo tiến hành quy hoạch số liệu điểm đo phương pháp bình phương cực tiểu viết phần mềm Matlab cho đường kính biên dạng cung BC có R= 11.5464 (hình 3.16) Từ kết hiển thị phần mềm matlab cho thấy bán kính R sau cắt dây tia lửa điện với lượng bù bán kính etb= 0,03063 cho kết cung BC có R= 11.5464 Vậy sai số cung BC e1= 11.55- 11.5464 = 0.0036 Đối chiếu với sai số lần cắt cho thấy chênh lệch sai số lần cắt: e cắt lần 1- e cắt lần = 0.0312 - 0.0036 = 0.0276 Kết luận sai số kích thước biên dạng cung BC trình cắt dây tia lửa điện với lượng bù sai số theo tính tốn giảm 88,46% Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN - 101- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 102- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Hình 3.18 chương trình tính sai số phần mềm matlab cắt có bù sai số Tương tự, theo tính tốn tác giả khảo sát cung cịn lại cho kết Bảng 3.4 Kết tính sai số cung có bù sai số Mặt Kết R Sai số Kết R Sai số Kết R Sai số phẳng cung BC tạiCung DE cung FA 01 11.5464 -0.0036 11.5548 0.0048 11.5503 0.0003 02 11.5997 0.0497 11.6063 0.0563 11.5546 0.0046 03 11.5815 0.0315 11.5514 0.0014 11.5569 0.0069 Kết sau bù sai số lượng sai số cung mặt phẳng giảm Tại mặt phẳng 1sai số khoảng 0.0003÷ 0.0048; Tại mặt phẳng sai số khoảng 0.0046÷ 0.0563; Tại mặt phẳng sai số khoảng 0.0014÷0.0315 Sai số trung bình mặt phẳng: Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 103- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy  0.0003 Tại mặt phẳng 1:etb1 = e1 e32  e3  0.0036  0.0048  0.00290  0.0046 Tại mặt phẳng 2:etb2 = e '1 e3'2  e '3  0.0497  0.0563  0.0368  0.0069 Tại mặt phẳng 3:etb3 = e"1 e"32  e"3  0.0315 0.0014  0.01326 Sai số tồn biên dạng gia cơng sau bù etổng = etb1+etb2+etb3 = 0.0029+ 0.0368+0.0126 = 0.0523 Vậy so với chi tiết gia công lần chưa bù sai số gia công giảm: E = etổng1- etổng2 = 0.09189 - 0.0523 = 0.03959 giảm 43,08 % Bảng 3.5 Đối chiếu sai số gia công không bù có bù sai số gia cơng Mặt Sai số cắt Sai số cắt Sai số cắt Sai số cắt Sai số cắt Sai số cắt phẳng lần1 cung lần2 BC cung lần1cung BC DE lần cung lần cung lần cung DE FA FA 01 -0.0312 -0.0036 -0.0256 0.0048 -0.0424 0.0003 02 -0.0258 0.0497 -0.0225 0.0563 -0.0253 0.0046 03 -0.037 0.0315 -0.0317 0.0014 -0.0343 0.0069 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 104- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Kết luận chƣơng Nhằm tăng độ xác biên dạng chi tiết gia cơng tia lửa điện, biên dạng có chuyển hướng dây tượng trễ dây gây Cần thiết phải tiến hành gia công chi tiết với lượng bù sai số thích hợp, lượng bù sai số nhập vào chương trình mastercam để thiết lập chương trình gia cơng sở thay đổi quĩ đạo dịch chuyển tâm dây, theo quĩ đạo gối đỡ dây Qua trình thực nghiệm cho thấy tượng trễ dây mà nguyên nhân võng dây gây tạo cho chi tiết có dạng hình “tang trống” hướng độ võng dây ngược với hướng chạy dây Dct e max e etb  δ : Độ lớn khoảng trễ dây emin: Sai số trễ dây nhỏ emax: Sai số trễ dây lớn etb: Sai số trễ dây trung bình Hình 3.19 Giới hạn sai số độ trễ dây gây Hình 3.19 đường cắt thứ tính tốn lấy chuẩn đường kính chi tiết điểm lớn độ võng dây để gia cơng sau gia cơng cho đường cong biên dạng có kích thước nhỏ kích thước chi tiết với sai số nhỏ (emin) Ngược lại lấy điểm thấp độ võng dây gây làm kích thước gia cơng sau gia công cho biên dạng chi tiết có sai số lớn (emax) Vậy để gia cơng chi tiết có kích thước gần với kích thước lý thuyết cần xác định Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 105- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy sai số biên dạng chi tiết gia cơng từ tính tốn đưa vào thơng số gia cơng lương bù thích hợp để chi tiết sau gia cơng có sai số nhỏ (etb) Trên sở lý thuyết kết hợp với kết làm thực nghiệm tác giả tính tốn cộng thêm lượng bù sai số để thay đổi quĩ đạo tâm nhằm tăng độ xác biên dạng chi tiết sau gia công Kết sau bù sai số độ xác chi tiết bán kính R tăng 43.08% so với khơng bù Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 106- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy KẾT LUẬN CHUNG WEDM phương pháp gia cơng tiên tiến Nó đáp ứng u cầu địi hỏi đa dạng ngành cơng nghiệp cắt kim loại Trong xu hướng phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện ngày áp dụng rộng rãi, để gia công chi tiết có hình dạng phức tạp, u cầu độ cứng, có thay đổi profile, đặc biệt yêu cầu độ xác cao, yêu cầu kích thước với dung sai chặt chẽ Chính vậy, nhằm nâng cao độ xác biên dạng chi tiết gia cơng máy cắt dây tia lửa điện Bằng cách nghiên cứu sở lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, sở trang thiết bị Trung tâm thí nghiệm Cơ khí- Động lực trường Đại học Kỹ thuật cơng nghiệp Thái Nguyên đề tài luận văn giải vấn đề sau: - Đề tài luận văn đưa nguyên nhân gây sai số độ trễ dây độ võng dây gây Sai số ảnh hưởng độ trễ dây không xuất cắt theo đường thẳng, hướng cắt thay đổi tượng trễ dây bắt đầu ảnh hưởng tới độ xác biên dạng - Đề tài ảnh hưởng tượng trễ dây tạo nên khơng xác kích thước sản phẩm gia cơng Sai số lên tới vài trăm micro đặc biệt làm cho chi tiết gia cơng có dạng hình “ tang trống” - Bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm cắt sản phẩm điện cực tam giác máy cắt dây tia lửa điện CW-322S đưa mẫu thí nghiệm đo máy đo chiều CMM để lấy số liệu toàn biên dạng mặt phẳng Qui hoạch số liệu phương pháp bình phương tối thiểu viết matlab để tìm lượng sai số gia cơng Tiến hành bù sai số theo tọa độ chương trình gia cơng làm giảm sai số kích thước biên dạng chi tiết gia công - Với sản phẩm điện cực tam giác, độ xác gia cơng cung trịn R độ xác tăng 43,08 % Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 107- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy - Đề tài đưa thuật tốn tính lượng bù sai số, thuật tốn áp dụng để tăng độ xác gia cơng cho cung có biên dạng góc khác gia công khuôn mẫu Một số kiến nghị: Trong qua trình nghiên cứu làm thực nghiệm tác giả nhận thấy tương lai đề tài phát triển theo hướng: -Nghiên cứu tìm mối liên hệ độ trễ dây với độ võng dây - Nghiên cứu tìm phương trình đường đàn hồi dây - Tiếp tục nghiên cứu tìm phương pháp khác bù sai số trễ dây - Tìm quy luật sai số trễ dây gây Tuy bảo nhiệt tình thầy hướng dẫn giúp đỡ nhiều đơn vị bạn đồng nghiệp cộng với nỗ lực thân khoảng thời gian, trình độ thân có hạn luận văn khơng tránh khỏi có nhiều sai sót Vì vậy, tác giả mong nhận bảo, đóng góp ý kiến Thầy, Cô bạn đồng nghiệp để luận văn hồn thiện có khả ứng dụng vào thực tế nhiều Xin trân trọng cảm ơn! Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 108- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS.Vũ Hoài Ân (2007), Gia công tia lửa điện CNC, NXB Khoa học kỹ thuật [2] Nguyễn Đăng Bình, Nguyễn Văn Dự (2010), Phương pháp nghiên cứu khoa học NXB Khoa học kỹ thuật [3] Trần Văn Địch (2003), nghiên cứu độ xác gia cơng thực nghiệm, NXB khoa học kỹ thuật [4] Phan Hùng Dũng (2008), Tối ưu hóa thơng số cơng nghệ máy cắt dây EDM gia công thép không gỉ, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên [5] Nguyễn Đăng Hoè, Xác định sai số tổng hợp mẫu đo đặc biệt, Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên [6] Nguyễn Nam Sơn (2005), nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến suất chất lượng gia công máy cắt dây tia lửa điện, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [7] Nguyễn Quốc Tuấn, Các phương pháp gia công tiên tiến Trường Đại học KTCN Thái Nguyên [8] Trần Quốc Trình (2006), Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt gia công phương pháp điện cực dây, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đai học Bách khoa Hà Nội [9] K.H Ho, S.T Newman, S Rahimifard, R.D Allen, State of the art in wire electrical discharge machining (WEDM), Int J Mach Tools Manuf 44(2004) 1247–1259 [10] S.K.SINHA, Effects of wire lag in wire electrical discharge machining (WEDM), International Journal of Engineering Science and Technogy Vol 2(11), 2010,6622-665 [11] J.A Sanchez, J.L.Rodil, On the influence of cutting speed limitation on the accuracy of wire - EDM corner- cutting (2006) [12] Z Jian, C.Y Yu, Anew control strategy for sharp corner cutting in wire EDM, Int Symp ElectroMach.X (1992) 353-358 [13] W.L Dekeyser, R Snoeys, Geometrical accuracy of wire-EDM, 9th Int Symp on ElectroMachining (ISEM-9), Japan, 1989, pp 226–232 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 109- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy [14] Z Jian, C.Y Yu, A new control strategy for sharp corner cutting in wire EDM, 10th Int Symp on ElectroMachining [15] D.F Dauw, High precision Wire-EDM by on-line wire position control, Annals of CIRP 43 (1) (1994) 193–197 [16] H Sthioul, R Delpretti, C Tricarico, D.F Dauw, Improvement of the wire EDM cutting precision by vibration analysis and control, 9th Int Symp on ElectroMachining (ISEM-9), Japan, 1989, pp 214–218 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn ... yếu tố ảnh hưởng tới độ xác gia cơng 66 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC BIÊN DẠNG KHI GIA CÔNG TRÊN MÁY CẮT DÂY CW- 322S 75 3.1 Hiện tượng trễ dây biện pháp giảm trễ dây gia công tia lửa... hướng cắt mà khơng cần giảm tốc độ cắt vấn đề cần tập trung giải Bởi vậy, việc nghiên cứu đề tài ? ?Nâng cao độ xác biên dạng góc ngồi cắt máy cắt dây CW- 322S? ?? nhằm mục đích xác định chế độ công... cậy cao Với mong muốn nâng cao độ xác sản phẩm gia cơng máy cơng cụ nói chung máy cắt dây nói riêng; hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, tác giả thực đề tài :? ?Nâng cao độ xác biên dạng góc ngồi cắt