Thiết kế và chế tạo máy cắt dây CNC

LỜI NÓI ĐẦU Do nhu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, việc đầu tư và phát triển trang thiết bị có công nghệ mới và hiện đại rất cần thiết. Những năm gần đây việc đầu tư các thiết bị, máy gia công... có công nghệ mới và hiện đại ở nước ta ngày càng nhiều. Các doanh nghiệp, công ty sản xuất trong nước, đã và đang cạnh tranh khốc liệt để tồn tại và phát triển trong nền kinh tế thị trường. Do đó, đầu tư máy, thiết bị có công nghệ mới và hiện đại nhầm tăng năng suất và chất lượng là rất cần thiết. Ví dụ: trong lĩnh vực gia công khuôn mẫu, để sản xuất được sản phẩm có chất lượng cao đáp ứng được nhu cầu thị trường thì việc đầu tư máy gia công trung tâm, CNC, máy tia lửa điện ,… là không tránh khỏi và tất yếu. Năm 1944 nhà khoa học người Nga B.R. Lasarenko (1909 – 1979) phát hiện ra khả năng làm mòn của tia lửa điện. Khi tia lửa điện xuất hiện, vật liệu trên bề mặt phôi bị làm mòn đi bởi một quá trình điện, nhiệt thông qua sự nóng chảy và bốc hơi của kim loại. Đó là quá trình gia công bằng tia lửa điện, gọi là gia công EDM (Electrical Discharge Machining). Kể từ đó đến nay, các thiết bị gia công theo nguyên lý EDM ngày càng được phát triển theo các hướng khác nhau: gia công bằng điện cực định hình, cắt dây, phay EDM ,… Hiện nay, đã có rất nhiều doanh nghiệp cơ khí ở Việt Nam đã được trang bị các máy gia công EDM. Phần đóng góp của chúng trong một sản phẩm cơ khí, chủ yếu là lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu có thể lên đến vài trăm tùy theo mức độ phức tạp và kết cấu của sản phẩm. Với những ưu điểm so với các phương pháp gia công truyền thống như gia công được các vật liệu sau khi nhiệt luyện, không có lực cắt, gia công định hình các kết cấu có kích thước nhỏ... Phương pháp gia công EDM ngày nay có một vị trí quan trọng và làm thay đổi một số các biện pháp công nghệ truyền thống khi chết tạo các sản phẩm cơ khí phức tạp. Do vậy, việc nghiên cứu về phương pháp gia công EDM hiện nay đang là một vấn đề quan tâm của cả trong và ngoài nước đặc biệt là nghiên cứu về bản chất của quá trình gia công EDM, hiện tượng mòn của điện cực và hướng ứng dụng của EDM trong các lĩnh vực khác nhau trong công nghiệp. Nội dung của đồ án gồm 6 chương có nội dung như sau: Chương 1: TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Chương 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ EDM Chương 3: CẤU TẠO MÁY CẮT DÂY EDM Chương 4 : TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU TRONG MÁY CẮT DÂY Chương 5: GIA CÔNG THỰC NGHIỆM Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG CẢI TIẾN CỦA ĐỀ TÀI LỜI CÁM ƠN Trước hết, nhóm đồ án chúng em vô cùng biết ơn về sự quan tâm và tận tình hướng dẫn của Ths. Hoàng Long Vương và Ths. Nguyễn Hữu Quân trong suốt thời gian thực hiện đồ án. Nhóm đồ án chúng em chân thành cám ơn quý Thầy, Cô của Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.Hồ Chí Minh đặc biệt là quý Thầy, Cô trong khoa Cơ Khí đã truyền đạt nhiều kiến thức quý báu trong quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện đồ án. Mặc dù trong thời gian qua chúng em đã cố gắng tìm hiểu thực tế, nghiên cứu tài liệu để thực hiện đồ án. Nhưng vấn đề còn khá mới, cùng với sự hạn chế về kiến thức chuyên môn cho nên nội dung trình bày trong đồ án không tránh khỏi những sai sót và hạn chế. Rất mong sự đóng góp ý kiến của các Thầy trong khoa cùng các bạn để đồ án nghiên cứu của chúng em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng, nhóm đồ án chúng em xin chân thành cám ơn quý Thầy (Cô) đã giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án. MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH DANH SÁCH CÁC BẢNG Chương 1: TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI .................................... 1 1.1 Sự xuất hiện của công nghệ mới. ....................................................................... 1 1.1.1 Sự tiến bộ của các máy gia công tia lửa điện................................................. 1 1.1.2 Thị trường máy gia công tia lửa điện trên thế giới. ....................................... 3 1.1.3 Tình hình gia công tia lửa điện ở Việt Nam. ................................................. 3 1.1.4 Một số đặc tính của máy cắt dây dùng tia lửa điện. ...................................... 4 1.2 Các bộ phận của máy cắt dây bằng tia lửa điện. .............................................. 5 1.3 Một số ứng dụng của máy cắt dây bằng tia lửa điện. ...................................... 5 Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM .................. 7 2.1 Cấu tạo tổng quan của máy cắt dây EDM ........................................................ 7 2.2 Độ chính xác khi gia công cắt dây EDM. .......................................................... 8 2.3 Điện cực và vật liệu ........................................................................................... 11 2.4 Chất lượng bề mặt khi gia công bằng EDM. .................................................. 12 2.5 Các thông số về điện trong điều khiển máy cắt dây tia lửa điện. ................. 13 2.5.1 Dòng phóng tia lửa điện Ie và bước của dòng điện ...................................... 13 2.5.2 Độ kéo dài xung ti ........................................................................................ 13 2.5.3 Khoảng cách xung t0 .................................................................................... 14 2.5.4 Điện áp đánh lửa Ui ..................................................................................... 14 2.5.5 Khe hở phóng điện ....................................................................................... 14 2.6 Các vấn đề liên quan đến điện cực. ................................................................. 15 2.6.1. Yêu cầu của vật liệu điện cực. .................................................................... 15 2.6.2. Các loại vật liệu điện cực. ........................................................................... 15 2.7 Lập trình gia công trên máy cắt dây tia lửa điện. .......................................... 18 Kết luận Chương 2 .................................................................................................. 19 Chương 3: CẤU TẠO MÁY CẮT DÂY EDM .................................................... 21 3.1 Giới thiệu ........................................................................................................... 21 3.2 Cơ cấu máy cắt dây .......................................................................................... 22 3.2.1 Hệ thống điều khiển ..................................................................................... 22 3.2.2 Nguồn cung cấp ........................................................................................... 24 3.2.3 Chất điện môi và bộ lọc ............................................................................... 25 3.2.4 Phần cơ khí .................................................................................................. 27 3.3 Hệ thống tia lửa trong quá trình gia công ...................................................... 29 3.3.1 Tia lửa xảy ra ở điểm gần nhất .................................................................... 29 3.3.2 Các loại nguồn cung cấp năng lượng ........................................................... 30 3.3.3 Nguồn cung cấp dạng sóng .......................................................................... 31 3.3.4 Thời gian bật và tắt của tia lửa điện ............................................................. 32 3.4 Hệ thống tùy động của máy cắt dây ................................................................ 32 3.5 Chất điện môi cung cấp cho máy ..................................................................... 34 3.5.1 Chức năng của chất điện môi ....................................................................... 34 3.5.2 Hệ thống chứa chất điện môi ....................................................................... 36 Chương 4 : TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU TRONG MÁY CẮT DÂY CNC ...... 40 4.1 Tìm hiểu hệ dẫn động bàn máy CNC. ............................................................. 40 4.1.1 Chọn động cơ. .............................................................................................. 41 4.1.2. Tính toán cơ cấu vít me đai ốc bi. ............................................................... 43 4.2. Thiết kế bộ truyền bánh răng. ........................................................................ 48 4.2.1 Tìm hiểu hộp giảm tốc khai triển hai cấp răng trụ răng thẳng. .................... 48 4.2.2. Phân phối tỉ số truyền, hiệu suất và momen trên trục vít me công tác. ...... 48 4.2.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng. ...................................................................... 49 4.2.4 Xác thông số hình học cho bộ truyền. ......................................................... 53 4.3 Thiết kế sống lăn. ............................................................................................... 60 4.3.1 Tính theo độ bền. ......................................................................................... 60 4.3.2 Tính theo độ cứng vững ............................................................................... 61 4.4 Cơ cấu dẫn dây. ................................................................................................. 62 4.4.1 Chọn động cơ. .............................................................................................. 62 4.4.2 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền. ..................................................... 63 4.4.3 Thiết kế bộ truyền đai răng .......................................................................... 64 4.5 Thiết kế bộ truyền vít đai ốc với truyền động trượt: ................................... 67 Chương 5 : GIA CÔNG SẢN PHẨM THỰC NGHIỆM ..................................... 70 5.1 Thực nghiệm gia công sản phẩm Colet32 µm ................................................. 70 5.1.1 Chuẩn bị bản vẽ, phôi, máy gia công........................................................... 70 5.1.2 Các bước gia công. ...................................................................................... 71 Chương 6 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG CẢI TIẾN CỦA ĐỀ TÀI ....................... 78 6.1 Kết luận .............................................................................................................. 78 6.2 Đề xuất ý kiến cải tiến máy............................................................................... 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 81

LỜI NĨI ĐẦU Do nhu cầu cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, việc đầu tư phát triển trang thiết bị có cơng nghệ đại cần thiết Những năm gần việc đầu tư thiết bị, máy gia cơng có cơng nghệ đại nước ta ngày nhiều Các doanh nghiệp, công ty sản xuất nước, cạnh tranh khốc liệt để tồn phát triển kinh tế thị trường Do đó, đầu tư máy, thiết bị có cơng nghệ đại nhầm tăng suất chất lượng cần thiết Ví dụ: lĩnh vực gia cơng khn mẫu, để sản xuất sản phẩm có chất lượng cao đáp ứng nhu cầu thị trường việc đầu tư máy gia công trung tâm, CNC, máy tia lửa điện ,… không tránh khỏi tất yếu Năm 1944 nhà khoa học người Nga B.R Lasarenko (1909 – 1979) phát khả làm mòn tia lửa điện Khi tia lửa điện xuất hiện, vật liệu bề mặt phơi bị làm mịn q trình điện, nhiệt thơng qua nóng chảy bốc kim loại Đó trình gia cơng tia lửa điện, gọi gia cơng EDM (Electrical Discharge Machining) Kể từ đến nay, thiết bị gia công theo nguyên lý EDM ngày phát triển theo hướng khác nhau: gia cơng điện cực định hình, cắt dây, phay EDM ,… Hiện nay, có nhiều doanh nghiệp khí Việt Nam trang bị máy gia cơng EDM Phần đóng góp chúng sản phẩm khí, chủ yếu lĩnh vực chế tạo khn mẫu lên đến vài trăm tùy theo mức độ phức tạp kết cấu sản phẩm Với ưu điểm so với phương pháp gia công truyền thống gia công vật liệu sau nhiệt luyện, khơng có lực cắt, gia cơng định hình kết cấu có kích thước nhỏ Phương pháp gia cơng EDM ngày có vị trí quan trọng làm thay đổi số biện pháp công nghệ truyền thống chết tạo sản phẩm khí phức tạp Do vậy, việc nghiên cứu phương pháp gia công EDM vấn đề quan tâm nước đặc biệt nghiên cứu chất q trình gia cơng EDM, tượng mịn điện cực hướng ứng dụng EDM lĩnh vực khác công nghiệp Nội dung đồ án gồm chương có nội dung sau: Chương 1: TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Chương 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ EDM Chương 3: CẤU TẠO MÁY CẮT DÂY EDM Chương : TÍNH TỐN CÁC CƠ CẤU TRONG MÁY CẮT DÂY Chương 5: GIA CÔNG THỰC NGHIỆM Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG CẢI TIẾN CỦA ĐỀ TÀI LỜI CÁM ƠN Trước hết, nhóm đồ án chúng em vơ biết ơn quan tâm tận tình hướng dẫn Ths Hoàng Long Vương Ths Nguyễn Hữu Quân suốt thời gian thực đồ án Nhóm đồ án chúng em chân thành cám ơn quý Thầy, Cô Trường Đại Học Cơng Nghiệp Tp.Hồ Chí Minh đặc biệt q Thầy, Cơ khoa Cơ Khí truyền đạt nhiều kiến thức quý báu trình học tập nghiên cứu thực đồ án Mặc dù thời gian qua chúng em cố gắng tìm hiểu thực tế, nghiên cứu tài liệu để thực đồ án Nhưng vấn đề mới, với hạn chế kiến thức chuyên môn nội dung trình bày đồ án khơng tránh khỏi sai sót hạn chế Rất mong đóng góp ý kiến Thầy khoa bạn để đồ án nghiên cứu chúng em hồn thiện Cuối cùng, nhóm đồ án chúng em xin chân thành cám ơn quý Thầy (Cô) giúp đỡ chúng em suốt trình thực đồ án MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH DANH SÁCH CÁC BẢNG Chương 1: TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Sự xuất công nghệ 1.1.1 Sự tiến máy gia công tia 1.1.2 Thị trường máy gia công tia lửa điện 1.1.3 Tình hình gia cơng tia lửa điện Việ 1.1.4 Một số đặc tính máy cắt dây dùn 1.2 Các phận máy cắt dây tia lửa điện 1.3 Một số ứng dụng máy cắt dây tia lửa điện Chương : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM 2.1 Cấu tạo tổng quan máy cắt dây EDM 2.2 Độ xác gia công cắt dây EDM 2.3 Điện cực vật liệu 2.4 Chất lượng bề mặt gia công EDM 2.5 Các thông số điện điều khiển máy cắt dây tia lửa điện 2.5.1 Dịng phóng tia lửa điện Ie bước 2.5.2 Độ kéo dài xung ti 2.5.3 Khoảng cách xung t0 2.5.4 Điện áp đánh lửa Ui 2.5.5 Khe hở phóng điện 2.6 Các vấn đề liên quan đến điện cực 2.6.1 Yêu cầu vật liệu điện cực 2.6.2 Các loại vật liệu điện cực 2.7 Lập trình gia cơng máy cắt dây tia lửa điện Kết luận Chương Chương 3: CẤU TẠO MÁY CẮT DÂY EDM 3.1 Giới thiệu 3.2 Cơ cấu máy cắt dây 3.2.1 Hệ thống điều khiển 3.2.2 Nguồn cung cấp 3.2.3 Chất điện môi lọc 3.2.4 Phần khí 3.3 Hệ thống tia lửa q trình gia cơng 3.3.1 Tia lửa xảy điểm gần 3.3.2 Các loại nguồn cung cấp lượng 3.3.3 Nguồn cung cấp dạng sóng 3.3.4 Thời gian bật tắt tia lửa điện 3.4 Hệ thống tùy động máy cắt dây 3.5 Chất điện môi cung cấp cho máy 3.5.1 Chức chất điện môi 3.5.2 Hệ thống chứa chất điện môi Chương : TÍNH TỐN CÁC CƠ CẤU TRONG MÁY CẮT DÂY CNC 4.1 Tìm hiểu hệ dẫn động bàn máy CNC 4.1.1 Chọn động 4.1.2 Tính tốn cấu vít me đai ốc bi 4.2 Thiết kế truyền bánh 4.2.1 Tìm hiểu hộp giảm tốc khai triển 4.2.2 Phân phối tỉ số truyền, hiệu suất momen trục vít me công tác 4.2.3 Thiết kế truyền bánh 4.2.4 Xác thơng số hình học cho truyền 4.3 Thiết kế sống lăn 4.3.1 Tính theo độ bền 4.3.2 Tính theo độ cứng vững 4.4 Cơ cấu dẫn dây 4.4.1 Chọn động 4.4.2 Xác định thông số tru 4.4.3 Thiết kế truyền đai 4.5 Thiết kế truyền vít - đai ốc với truyền động trượt: Chương : GIA CÔNG SẢN PHẨM THỰC NGHIỆM 5.1 Thực nghiệm gia cơng sản phẩm Colet32 µm 5.1.1 Chuẩn bị vẽ, phôi, máy gia côn 5.1.2 Các bước gia công Chương : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG CẢI TIẾN CỦA ĐỀ TÀI 6.1 Kết luận 6.2 Đề xuất ý kiến cải tiến máy TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Mơ tả sơ q trình gia cơng chi tiết.[7] Hình 1.2: Các phận máy gia cơng tia lửa điện.[8] Hình 2.1: Cấu tạo tổng quan máy cắt dây EDM [9] Hình 2.2: Sự cân lực cắt thẳng sai số hình học cắt góc.[10] 11 Hình 2.3: Khe hở phóng điện gia cơng cắt dây tia lửa điện.[11] 13 Hình 3.2: Cấu tạo máy cắt dây [13] 22 Hình 3.3: Hệ thống cung cấp điện hệ thống điều khiển [13] 24 Hình 3.4: Hệ thống điện mơi ion hóa nước điển hình [14] 26 Hình 3.5: Phần khí điển hình [14] 28 Hình 3.6: Minh họa cho điểm gần [13] 30 Hình 3.7: Thể trục hệ thông tùy động [13] 34 Hình 4.1: Sơ đồ động 40 Hình 4.2: Động bước 75BC340-00 41 Hình 4.3: Biểu đồ momen động bước theo dải xung 42 Hình 4.3a Bộ truyền vít me đai ốc bi – hình ảnh trích từ trang 168 [4] 43 Hình 4.4: Bán kính rãnh lăn ( Trang 168 [4] ) 45 Hình 4.5: Sơ đồ xác định khe hở hướng tâm - Trang 168 [4] 46 Hình 4.6: Đồ thị xác định ứng suất lớn σmax – trang 170 [4] 47 Hình 4.7: Sơ đồ động 48 Hình 4.8 Sơ dồ động cấu dẫn dây 62 Hình 5.1: Bản vẽ chi tiết 70 Hình 5.2: Hình thiết kế 3D 71 Hình 5.3: Màn hình ứng dụng phần mềm HL 72 Hình 5.4: Giao diện hình gia cơng 74 Hình 5.5: Q trình gia cơng chi tiết 75 Hình 5.6: Sản phầm sau gia cơng 76 Hình 6.1: Thiết kế tổng thể máy phần mềm NX 78 Hình 6.2: Hình ảnh tổng thể máy chế tạo 79 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 4.1 Thông số động 42 Bảng 4.2 Thông số động 43 Bảng 4.3 Số liệu thiết kế cấu vít me đai ốc bi 44 Bảng 4.4a Vật liệu làm vít 44 Bảng 4.4b Vật liệu làm đai ốc 44 Bảng 4.5 Mác động 63 Bảng 4.6 Thông số truyền 64 Bảng 5.1: Dung sai lần gia công 76 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC Chương 1: TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Sự xuất công nghệ Trong nửa kỷ qua, nhu cầu vật liêu cứng, lâu mòn siêu cứng sử dụng cho tuabin máy điện, động máy bay, dụng cụ, khuôn mẫu tăng lên không ngừng nước công nghiệp phát triển Việc gia cơng vật liệu công nghệ cắt gọt thông thường ( tiện, phay, mài v.v…) vơ khó, đơi khơng thể thực Cách gần 200 năm, nhà nghiên cứu tự nhiên người Anh Joseph Priestley (1733-1809), thí nghiệm nhận thấy có hiệu ăn mịn vật liệu gây phóng điện Nhưng đến năm 1943, thông qua hàng loạt nghiên cứu tuổi bền thiết bị đóng điện, hai vợ chồng Lazarenko người nga tìm cánh cửa dẫn tới công nghệ gia công tia lửa điện Họ bắt đầu sử dụng tia lửa điện để làm q trình hớt kim loại mà khơng phụ thuộc vào độ cứng vật liệu Khi tia lửa điên phóng ra, vật liệu mặt phơi bi hớt trình điện - nhiệt thơng qua nóng chảy bốc kim loại, thay cho tác động học dụng cụ vào phơi Q trình ăn mịn kim loại điện nhiệt phóng điện gọi “gia công tia lửa điện” ( gốc tiếng Anh “ Electrical Discharge Machining”, gọi tắt gia công EDM ) Định nghĩa gia công tia lửa điện EDM: Là quy trình bóc kim loại khỏi chi tiết gia cơng q trình điện nhiệt, thơng qua nóng chảy bóc kim loại cần bóc Năng lượng nhiệt phát phóng điện gọi “gia công tia lửa điện” hay EDM 1.1.1 Sự tiến máy gia công tia lửa điện Các máy thời kỳ năm 50-60 kỷ 20 tự động hố khơng tiện dùng Ngày nay, với thuật toán điều khiển mới, với hệ thống điều khiển CNC cho phép gia công đạt suất chất lượng cao mà không cần đến tham gia GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC tanγ = Trong đó: Ps − Bước ren Z – Số mối ren d2 – Đường kính trung bình ren b Động lực lực tác dụng: Vận tốc v(mm/s) khâu chuyển động tịnh tiến xác định theo (công thức 8,26b trang 302 [3] v= Xác định góc ren: P’ = arctan.f’ Với f’ = 1,5f - Hệ số tương đương ren có kể đến biên dạng ren, tra bảng 8,1trang 303[3], ta có: F = 0,13 vít thép đai ốc gang chống mòn → f’ = 1,15f = 1,15.0,13 = 0,15 → P’ = arctanf’ = arctg(0,15) ≈ 8,53⁰ Lực dọc trục khâu tịnh tiến sinh momen T xác định theo công thức 8.5 trang 302 [3]: Fa = Trong đó: f- góc nâng ren vít ρ’- góc ma sát tương đương cặp ren vít theo cơng thức 17.5 với f tra theo bảng 8.1 trang 306 [3] Hiệu suất truyền biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến: GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 68 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC ηqt = tan(γ − P′) = Ktanγ tan(60 − 8,53) = 1,308 0,95 tan60 Trong đó: K – hệ số kể đến mát công suất ma sát cắt ren khơng xác, K= (0.8…0.95) c Kiểm nghiệm vít theo điều kiện bền mịn Xác định theo điều kiện bên mịn, áp suất trung bình bề mặt làm việc ren vít đai ốc theo công thức 8.9 trang 305 [3]: P= Trong đó: + d2h = 3,14.5.1 = 9,65 mm - Diện tích bề mặt tiếp xúc + h - Chiều cao ren (mm) + Z = H/P3 = 60/1 = 60 vòng - Số vòng ren + [P] = MPa - Áp suất cho phép (tra theo bảng 8.2 trang 42 [3]) →P= GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 69 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC Chương : GIA CƠNG SẢN PHẨM THỰC NGHIỆM 5.1 Thực nghiệm gia cơng sản phẩm Colet32 µm - Mục đích : Kiểm tra độ xác máy 5.1.1 Chuẩn bị vẽ, phôi, máy gia công - Thiết kế vẽ cho chi tiết : Vẽ phần mềm autocad, sau lưu file định dạng dxf Hình 5.1: Bản vẽ chi tiết GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 70 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC Hình 5.2: Hình thiết kế 3D - Vật liệu : Thép C45 có chiều dày mm rộng 200 mm x 230 mm Bề mặt phẳng không cong vênh - Thước đo, thước ke - Dung dịch rửa làm chi tiết sau gia công (dầu hoá chất ) - Đồ gá kẹp chặt chi tiết - Tiến hành gá phôi - Bật máy chạy không tải 5.1.2 Các bước gia công Bước 1: Dùng USB để copy file vẽ với định dạng dxf sang phần mềm HL máy cắt dây GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 71 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC Hình 5.3: Màn hình ứng dụng phần mềm HL - Trong giao diện phần mềm HL chọn File → Enter - Lúc hình xuất hộp thoại ổ D máy - Và ta có phím chức như: F3 : (Saves) lưu File, F4: Chọn mở ổ đĩa, F5: Sửa tên file, Del : xóa file, F6 : Lấy lại file xóa Bước : Chọn F4 mở ổ đĩa vào ổ đĩa E → Enter - Ta có bao gồm ổ sau: - Ổ A: Ổ đĩa mềm ( không sử dụng) - Ổ #: Ổ lưu liệu tắt máy, điện Trên phần mềm HL, liệu bị tắt máy, hay điện ( trừ fìle cắt dở) Vì vậy, với file quan trọng hay dùng nhiều lần, ta nên lưu vào ổ # - Ổ E: Ổ USB ( Lưu ý khởi động máy tính máy cắt dây phải rút USB ra) - Ổ D: Ổ làm việc Bước 3: Ta chọn File DXF có ổ E ta vẽ ấn F3 để lưu file vào ổ D Lưu ý : Ở phần mềm HL máy cắt dây CNC có dạng file sau: - File DXF: file vẽ chuyển vào từ USB - File : DAT : File vẽ lập trình phần Pro GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 72 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC - Flie 3B: Là File lập trình đường cắt xong, dùng để gia công Bước : Đổi đuôi từ DXF vừa lưu sang máy sang đuôi DAT để lập trình Pro Chọn Trans → Enter - Hiện bảng nhỏ,chọn DXF → DAT enter - Chọn File cần đổi “ Enter ” Màn hình dòng chữ OK data name D: ( tên file) DAT! Bước : Chọn điểm bắt đầu, nhập thông số - Chọn Pro ( hot key: P) - Màn hình chuyển qua giao diện Program - Vào Open → Enter : Để mở file ta vừa đổi - Sẽ có bảng xuất hiện, ta chọn file vừa đổi đuôi ấn enter ( lần) click vào Open thấy vẽ - Kiểm tra vẽ lại lần xem chưa Trên cơng cụ HL có mục Engry đo, check lại kích thước - Sau Main menu, chọn - NC ROUTE → Enter - NC Menu → NC Route → Enter - Ở góc dưới, trái hình xuất dịng chữ : " Start point (X,Y) = ? " Ta nhập điểm bắt đầu cắt vào - Chọn chiều cắt ( Y / N ), ta ấn Y để thay đổi hướng cắt Khi chọn hướng xong, ấn Enter - Round < D > chọn Enter ( Bo góc hình lập trình, muốn bo góc R nhập vào ( hình có góc), cịn khơng bo góc ấn Enter) - Offset : Tùy theo cắt chày hay cối mà ta chọn theo chiều dấu mũi tên - Nếu offset ngồi lấy chày, offset vào lấy cối offset ngồi hay vào ta theo chiều mũi tên - Thơng số offset bán kính dây + đánh điện Ví dụ: Muốn lấy chày chi tiết hình vẽ ta offset ngồi khoảng bán kính dây 0.09 ( đường kính dây 0.18 ) + đánh điện 0.02 Như vậy, thông GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 73 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC số offset 0.11 Ở đây, ta offset ngồi, nhìn theo chiều mũi tên mang dấu dương ngồi Vậy, thơng số điền vào +0.11 hay 0.11 Offset vào ( lấy cối -0.11) Sau ta chọn : Chọn Save 3B để lưu file thành file 3B gia công → Back ( Hotkey F2 ) → Quit < Y / N ? > → Enter ( để khỏi mơi trường Pro) Bước 6: Tiến hành gia cơng Hình 5.4: Giao diện hình gia cơng Để gia cơng chương trình vừa lập trình ta vào WORK#1 : - Tiếp theo chọn Cut → Enter - Chọn File cần cắt → Enter GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 74 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC - Chỉnh hướng cắt chương trình cho trùng với hướng cắt mong muốn dây bên bàn máy - Ta vào F3 chọn Axis X, Y, ta có từ K1-K8, chuyển hướng K phím sang trái, phải - Bật lô quấn dây, nước - Chọn F10, F11, F12, chọn F1 → Enter → Enter - Trong : - F10 : Chạy tự động có tải - F11 : Bật xung - F12 : Khóa bàn - F1 (Start) : Chạy chiều lập trình - F2 (Revs) : Chạy ngược chiều lập trình - F3 (Para) : Điều chỉnh thông số - Thu sản phẩm : Hình 5.5: Q trình gia cơng chi tiết GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 75 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC Hình 5.6: Sản phầm sau gia cơng Bảng 5.1: Dung sai lần gia cơng Kích thước ø45 ø50 GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 76 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC Biểu đồ so sánh độ xác sản phẩm 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 lần Biểu đồ 5.1: So sánh độ xác sản phẩm - Đánh giá sản phẩm : Dựa vào biểu đồ ta thấy độ sai lệch thước sản phẩm gia cơng cắt xác cao Sản phẩm có dung sai 0.02 mm, độ nhám bề mặt thấp - Những yếu tố ảnh hưởng đến dung sai, độ nhám bề mặt : Sai số q trình gá đặt, dung dịch điện mơi, chưa có nhiều kinh nghiệp gia cơng máy cắt dây EDM GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 77 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC Chương : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG CẢI TIẾN CỦA ĐỀ TÀI 6.1 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, với hướng dẫn nhiệt tình thầy Hồng Long Vương, thầy Nguyễn Hữu Qn thầy Khoa Cơ Khí ủng hộ gia đình bạn bè đến chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn tất người Trong trình nghiên cứu, tìm hiểu thực đồ án, hạn hẹp kiến thức kỹ thuật, kinh nghiệm thực tế chưa có nhiều ảnh hưởng nhiều yếu tố khách quan, lần nhóm em thiết kế, chế tạo tồn máy CNC nên chắn khơng thể tránh sai sót, chúng em cố gắng học hỏi từ thầy cô trao đổi tích cực thành viên nhóm Nhóm em mong thông cảm thầy cô kính mong nhận ý kiến đóng góp thầy cơ, để đề tài nhóm em hồn thiện giúp chúng em có thêm kiến thức để tự tin làm việc tốt sau tốt nghiệp Qua việc hồn thành đồ án chúng em tìm hiểu số vấn đề sau: Những công việc làm : - Thiết kế 3D phần mềm NX Hình 6.1: Thiết kế tổng thể máy phần mềm NX GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 78 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC - Chế tạo thành công máy Hình 6.2: Hình ảnh tổng thể máy chế tạo - Tìm hiểu thị trường máy cắt dây EDM giới Việt Nam - Tìm hiếu cấu tạo máy cắt dây EDM - Tìm hiểu phương gia cơng tia lửa điện - Tìm hiểu sở lý thuyết gia công tia lửa điện - Tìm hiểu ứng dụng phần mềm Cad/Cam vào q trình gia cơng máy cắt dây EDM - Tìm hiểu cách sử dụng phần mềm HL - Sử dụng bảo quản máy cắt dây EDM - Tìm hiểu số lỗi máy cắt dây EDM  Các cố thường gặp phận điện phương pháp loại bỏ GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 79 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC  Các cố thường gặp mạch cao tần phương pháp loại bỏ  Các cố thường gặp máy tính phương pháp loại bỏ  Phân tích nguyên nhân đứt dây cắt - Gia công sản phẩm ứng dụng thực tế 6.2 Đề xuất ý kiến cải tiến máy Trong q trình thực đề tài cịn nhiều hạn chế mặt kiến thức , nên kết qủa thu cịn nhiều thiếu xót : - Độ xác máy - Tốc độ gia công - Cơ cấu thay dây kép - Thiết kế chức cơng GVHD : Th.S Hồng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 80 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Vũ Hồi Ân (2005) Gia Cơng Tia Lửa Điện CNC NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội [2] PGS TS Vũ Hoài Ân (1996) Nền Sản Xuất CNC Và Các Hệ Thống Cam NXB Hà Nội [3] Nguyễn Hữu Lộc (2013) Cơ sở thiết kế máy NXB Đại học quốc gia TP.HCM [4] Trịnh Chất- Lê Văn Uyển (2007) Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập NXB Giáo dục Việt Nam [5] Nguyễn Hữu Lộc (2011 ) Bài tập chi tiết máy NXB Đại học quốc gia TP.HCM [6] Trần Quốc Hùng (2008) Thiết kế máy cắt kim loại Trường đại học sư phạm kĩ thuật TP.HCM [7] https://sites.google.com/site/congnghekimloai12a/tai-lieu-1/phuong-phap- gia-cong-tien-tien/gia-cong-tia-lua-dhien [8] http://www.maycatday.com/view/1254_gioi-thieu-may-cat-day-cnc.htm [9] http://doantotnghiep.vn/phuong-phap-gia-cong-tia-lua-dien.html [10] https://sites.google.com/site/congnghekimloai12a/tai-lieu-1/phuong-phap-gia- cong-tien-tien/gia-cong-tia-lua-dhien [11] https://kythuatchetao.com/chi-tiet-ve-gia-cong-bang-tia-lua-dien/ [12] https://www.maycatday.com.vn/goc-ky-thuat/tu-van-dich-vu/ung-dung-may- cat-day-cnc-de-gia-cong-chi-tiet.html [13] http://maylinhan.com/may-cat-day-1-lan-cat-cat-nhanh-serial-mtl-sfl80- 139.htm [14] https://123doc.net//document/4806224-thiet-ke-may-cat-day-bang-tia-lua- dien.htm [15] https://123doc.net//document/923275-tai-lieu-gia-cong-tia-lua-dien-chuong-1- docx.htm GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 81 ... đơn vị côn, chế ổ dây 3 .2. 1 Hệ thống điều khiển Hình 3 .2: Cấu tạo máy cắt dây [13] GVHD : Th.S Hoàng Long Vương – Th.S Nguyễn Hữu Quân 22 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC Máy cắt dây kèm theo... Nguyễn Hữu Quân 39 Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC Chương : TÍNH TỐN CÁC CƠ CẤU TRONG MÁY CẮT DÂY CNC Trong máy sử dụng hệ thống điều khiển có hỗ trợ máy tính nói chung máy cắt dây CNC nói riêng,... Nguyễn Hữu Quân Thiết kế chế tạo máy cắt dây CNC Chương : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM 2. 1 Cấu tạo tổng quan máy cắt dây EDM Máy cắt dây tia lửa điện (EDM Wire Cutting) thiết bị gia công