Khi đặt giỏ trị õm cho giỏ trị chuyển dịch đƣờng kớnh dõy sự bự phải/trỏi sẽ bị đảo ngƣợc, vớ dụ là dựng G41 thỡ sẽ thành bự phải.
* Cỏc phộp copy dịch chuyển
Đõy là một chức năng để tạo ra một quỹ đạo dõy đƣợc dịch chuyển so với quỹ đạo dõy cho trƣớc của chƣơng trỡnh con bằng cỏch cho cỏc lệnh chuyển vị toạ độ ở Bảng 2.3 sau:
Lệnh dịch chuyển Tham số chuyển vị Địa chỉ
Rotation Gúc quay Q
Scale Tỷ lệ (phúng to thu nhỏ) K
Mirror Chiều đối xứng gƣơng B
Rotation repeat Gúc quay, giỏ trị lặp lại Q, L
+ Rotation: hỡnh cơ bản đó đƣợc lập trỡnh trong chƣơng trỡnh con, khi xuất hiện lệnh này thỡ chƣơng trỡnh sẽ gia cụng theo chƣơng trỡnh con ở 1 gúc cú địa chỉ Q, tõm quay là vị trớ ngay trƣớc khi viết lệnh Rotation.
Cõu lệnh cú dạng: Q- M98, O-;
+ Scale copy: trong copy phúng to thu nhỏ hỡnh cơ bản cũng đó đƣợc lập trỡnh sẵn theo chƣơng trỡnh con đƣợc phúng to thu nhỏ theo một tỷ lệ đƣợc quy định trong cõu lệnh. Tõm phúng to thu nhỏ tại vị tớ ngay trƣớc lệnh copy. Cõu lệnh cú dạng: K- M98, O-;
+ Mirror copy: trong copy đối xứng gƣơng, hỡnh cơ bản đó đƣợc lập trỡnh theo chƣơng trỡnh con đƣợc lấy đối xứng qua trục X (và U) hoặc Y (và V) hoặc cả X, Y (và U, V).
Cõu lệnh cú dạng: B- M98, O-;
+ Ỏotation repeat copy: copy lặp lại là một chức năng để viết lệnh gúc quay và giỏ trị số lần nhắc lại chƣơng trỡnh con. Gúc quay đƣợc viết lệnh dƣới chữ cỏi Q, số lần lặp lại đƣợc viết dƣới chữ cỏi L.
Cõu lệnh cú dạng: L- Q- M98, O-;
* Cỏc lệnh định vị tự động: G110, G111, G112, G113
+ Lệnh tự động định vị mộp phụi G110: với lệnh này, dõy đƣợc định vị ở mặt phẳng mộp phụi sẽ dũ mặt phẳng này nhiều lần để xỏc định chớnh xỏc mặt phẳng mộp phụi. Để đặt chiều di chuyển dõy, viết lệnh địa chỉ X và Y cú kốm theo sau là dấu “+” hoặc “-”. Vớ dụ:
G110 X+; dõy dịch chuyển theo chiều X+ G110 Y-; dõy dịch chuyển theo chiều Y- Trƣờng hợp dấu “+” cú thể bỏ qua.
+ Lệnh định vị tự động vị trớ tõm lỗ G111: lệnh này thực hiện việc định vị dõy vào đỳng tõm lỗ. Điều này đƣợc thực hiện khi dũ một tớn hiệu ngắn mạch đi qua phụi và dõy tƣơng tự nhƣ dũ mộp tự động. Cỏch thể hiện lệnh nhƣ sau:
G111 X- Y- F-;
+ Lệnh tự động định vị tõm rónh G112: Để đặt chiều chuyển động cũng đặt tƣơng tự nhƣ lệnh G110. Cỏch thể hiện cõu lệnh nhƣ sau:
G112 X+; hoặc G112 X-;
G112 Y+; hoặc G112 Y-;
+ Lệnh dịch chuyển song song với bề mặt phụi G113: lệnh này đƣợc sử dụng khi yờu cầu cắt bằng cỏch làm một mặt cuối của phụi song song với một trục toạ độ. Sử dụng lệnh xỏc định mộp tự động, nhận đƣợc 2 vị trớ tƣơng ứng của phụi, sau đú tớnh một gúc của độ nghiờng mặt cuối để đặt độ trong “gúc quay hỡnh”.
Cỏc chức năng của mó M đó đƣợc giới thiệu cơ bản trong Bảng 2.2. Ở đõy chỉ tập trung tỡm hiểu cỏc mó M cơ bản.
+ Chức năng tạm dừng chƣơng trỡnh M00: khi xuất hiện lệnh này trờn màn hỡnh điều khiển sẽ hiện lờn dũng chữ “Program Stop”. Chƣơng trỡnh hoạt động trở lại khi nhấn phớm Cycle Start. Trong lỳc tỏc động của lệnh M00 thỡ sẽ đồng loạt ngắt dũng điện gia cụng, chạy dao dõy, cấp nƣớc và độ căng dõy.
+ Chức năng tuỳ chọn M01: nếu chức năng này tỏc động đến chƣơng trỡnh thỡ sẽ cú tớnh năng giống chức năng M00. Nếu ngắt điện tự động M00/M01 đang tỏc động trờn màn hỡnh chức năng hệ thống (F5) thỡ dũng điện cấp cho NC sẽ bị ngắt tự động.
+ Lệnh đặt lại chƣơng trỡnh M02: trong khi lệnh này tỏc động thỡ NC sẽ duy trỡ sự đặt lại và tự động ngắt toàn bộ dũng điện gia cụng, chạy dao đõy, cấp nƣớc và sự căng dõy. Nếu sự ngắt tự động dũng điện M02/M03 đang tỏc động trờn màn hỡnh chức năng hệ thống (F5) thỡ dũng điện cấp cho NC sẽ tự động ngắt. + Lệnh kết thỳc và trở về đầu chƣơng trỡnh M30: khi lệnh này tỏc động thỡ cú tỏc dụng kết thỳc chƣơng trỡnh gia cụng và trở về đầu chƣơng trỡnh.
+ Cỏc chức năng điều khiển mỏy M40M49, M80M89:
- Ngắt phúng điện M40: ngắt sự phúng điện và lƣợng chạy dao sẽ ở tốc độ chạy khụ tự động.
- Ngắt dũng điện gia cụng M41: dũng điện gia cụng bị ngắt. - Ngắt chạy dao dõy M42: chạy dao dõy bị ngắt.
- Ngắt nƣớc M43: ngắt sự cung cấp nƣớc.
- Đúng sự phúng điện M80: đúng sự phúng điện và lƣợng chạy dao sẽ ở tốc độ bỡnh thƣờng.
- Đúng dũng điện gia cụng M81: dũng điện gia cụng đƣợc cung cấp. - Đúng chạy dao dõy M82:
- Đúng sự cấp nƣớc M83: cung cấp nƣớc trở lại
* Cỏc lờnh cắt cụn
+ Lệnh xoỏ nghiờng dõy G50: viết lệnh này khi gia cụng ở vị trớ dõy thẳng đứng. Phƣơng thức này đƣợc sử dụng khi bắt đầu một block mới, đƣợc chọn vào thời điểmcú điện hoặc khi đặt mỏy.
+ Lệnh nghiờng dõy trỏi G51: phƣơng thức nghiờng dõy trỏi đƣợc thực hiện khi cú lệnh G51. Dõy nghiờng sang trỏi về phớa mặt trƣớc và liờn hệ với quỹ đạo trờn mặt phẳng lập trỡnh. Dẫn hƣớng trờn chuyển động dọc theo cạnh bờn trỏi về phớa trƣớc đƣợc liờn hệ đến quỹ đạo trờn mặt phẳng lập trỡnh.
+ Lệnh nghiờng dõy phải G52: phƣơng thức nghiờng dõy phải đƣợc thực hiện khi cú lệnh g52. Dõy nghiờng sang phải về phớa mặt trƣớc và liờn hệ với quỹ đạo trờn mặt phẳng lập trỡnh. Dẫn hƣớng trờn chuyển động dọc theo cạnh bờn phải về phớa trƣớc đƣợc liờn hệ đến quỹ đạo trờn mặt phẳng lập trỡnh.
Cỏc lệnh G50, G51 và G52 là cỏc lệnh modal, cỏc lệnh này đƣợc duy trỡ cho cỏc cõu lệnh sau nếu khụng cú cõu lệnh nào khỏc thay thế.
+ Lệnh nghiờng dõy: biểu thị gúc nghiờng dựng địa chỉ T, gúc nghiờng T là gúc so với chiều thẳng đứng của dõy. Thụng thƣờng gúc nghiờng T đƣợc thể hiện trong cựng cõu lệnh với G51 hoặc G52.
+ Lệnh chiều dày tấm phụi: trong gia cụng cắt dõy cú 2 mặt phẳng đƣợc định nghĩa là mặt phẳng hỡnh học và mặt phẳng phụ, khoảng cỏch giữa 2 mặt phẳng này là chiều dày của phụi. Nếu mặt phẳng hỡnh học ở dƣới mặt phẳng phụ thỡ chiều dày phụi mang dấu dƣơng, nếu ngƣợc lại thỡ phụi mang dấu õm.
+ Gia cụng cụn cú gúc lƣợn: trong gia cụng cụn tại cỏc gúc lƣợn sẽ cú 2 trƣờng hợp xảy ra nhƣ sau:
- Gúc lƣợn R là khụng đổi theo chiều cao phụi lệnh G60: khi sử dụng lệnh này, tại cỏc gúc lƣợn, chƣơng trỡnh sẽ gia cụng bỏn kớnh lƣợn là khụng đổi theo bỏn kớnh R đó đƣợc lập trỡnh. cõu lệnh nhƣ sau.
G60 R-;
Trong đú số sau R là bỏn kớnh gúc lƣợn.
- Gúc lƣợn R thay đổi theo chiều cao phụi lệnh G61: khi sử dụng lệnh này, tại cỏc gúc lƣợn chƣơng trỡnh gia cụng sẽ gia cụng gúc lƣợn tại mặt phẳng hỡnh học theo bỏn kớnh R đó đƣợc đƣa vào theo chƣơng trỡnh, tại cỏc mặt phẳng khỏc, bỏn kớnh lƣợn sẽ tự động thay đổi theo gúc cụn của lệnh G51 hoặc G52 trƣớc đú.
KẾT LUẬN CHƢƠNG II
- Cắt dõy bằng tia lửa điện (EDM) là phƣơng phỏp chủ yếu đựơc sử dụng để chế tạo cỏc lỗ định hỡnh trong khuụn đột dập, cỏc điện cực dựng cho gia cụng xung định hỡnh, cỏc dƣỡng kiểm, cỏc hỡnh dỏng 3D, cỏc cụngtua phức tạp,...
- Khi gia cụng bằng cắt dõy núi chung cú ƣu điểm là: độ chớnh xỏc cao, thao tỏc vận hành đơn giản. Tuy nhiờn, chất lƣợng bề mặt và năng suất gia cụng phụ thuộc rất nhiều vào cỏc yếu tố cụng nghệ. Vỡ vậy cần nghiờn cứu và thiết lập những mối quan hệ cụ thể giữa cỏc yếu tố đú với năng suất và chất lƣợng bề mặt khi gia cụng. - Ở nƣớc ta, cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu về sự ảnh hƣởng của cỏc thụng số cụng nghệ đến quỏ trỡnh gia cụng trờn mỏy cắt dõy cũn ớt, chƣa theo kịp với sự phỏt triển của mỏy múc và nhu cầu sản xuất. Đõy cũng chớnh là nguyờn nhõn để tỏc giả lựa chọn hƣớng đề tài này.
- Cỏc ảnh hƣởng của cỏc thụng số đầu vào
Mục tiờu của thớ nghiệm là nghiờn cứu ảnh hƣởng của ba thụng số Ton, Toff, U trong gia cụng cắt dõy tia lửa điện.
+ Điện ỏp đỏnh tia lửa điện U: Đõy là điện ỏp cần thiết để cú thể dẫn đến phúng tia lửa điện, điện ỏp đỏnh lửa U càng lớn thỡ phúng điện càng nhanh và khe hở phúng điện càng lớn..
+ Độ kộo dài xung Ton (on time): thời gian kộo dài xung cũng ảnh hƣởng lớn đến năng suất và chất lƣợng bề mặt gia cụng. Lƣợng hớt vật liệu tăng lờn khi độ kộo dài xung tăng, nhƣng đến một mức độ nào đú rồi sẽ giảm cho dự độ kộo dài xung vẫn tăng và kộo theo nú nhỏm bề mặt sẽ tăng lờn.
+ Khoảng cỏch xung T0ff (off time): Đõy là tham số cú ảnh hƣởng khụng nhỏ đến năng suất, chất lƣợng bề mặt cũng nhƣ độ chớnh xỏc kớch thƣớc. Khi khoảng cỏch xung càng lớn thỡ lƣợng hớt vật liệu phụi càng nhỏ và ngƣợc lại. Tuy nhiờn, nếu khoảng cỏch xung phải đủ lớn để dung dịch chất điện mụi cú đủ thời gian thụi ion húa và dũng chảy điện mụi cú đủ thời gian vận chuyển hết phoi ra khỏi vựng gia cụng cũng nhƣ làm nguội bề mặt gia cụng.
Chƣơng 3
THỰC NGHIỆM NGHIấN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THễNG SỐ CễNG NGHỆ ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT KHI GIA
CễNG HỢP KIM CỨNG TRấN MÁY CẮT DÂY EDM 3.1. Thiết kế thớ nghiệm
Mục đớch của việc xõy dựng thớ nghiệm là nghiờn cứu ảnh hƣởng của cỏc yếu tố cụng nghệ đến chất lƣợng bề măt và ảnh hƣởng của chỳng tới khe hở phúng điện nhằm mục đớch tăng năng suất, tăng độ chớnh xỏc gia cụng.
3.1.1. Cỏc giả thiết của thớ nghiệm
Cỏc thớ ngiệm đƣợc thiết kế với những giả thiết sau đõy:
- Chất lƣợng chất dung mụi và điều kiện dũng chảy chất điện mụi trong tất cả cỏc thớ nghiệm là nhƣ nhau.
- Tiết diện dõy coi nhƣ khụng đổi trong suốt quỏ trỡnh thực hiện thớ nghiệm. - Nhiệt độ mụi trƣờng gia cụng luụn luụn ổn định và bằng nhiệt độ trong phũng gia cụng.
- Tổng hợp cỏc nhiễu ảnh hƣởng đến chất lƣợng bề mặt gia cụng là ổn định và khụng đổi trong suốt quỏ trỡnh thực hiện thớ nghiệm.
3.1.2. Lý thuyết thớ nghiệm
Để khảo sỏt chi tiết ảnh hƣởng của cỏc thụng số thớ nghiệm đến hàm mục tiờu, một phƣơng phỏp thực nghiệm “bề mặt chỉ tiờu” (Response Surface Methodology-RSM) đó đƣợc ỏp dụng. Phƣơng phỏp bề mặt chỉ tiờu (RSM) là cỏch thức khảo sỏt và tỡm vựng cực trị hoặc vựng đỏp ứng cỏc giỏ trị xỏc định cho hàm mục tiờu bằng cỏch xõy dựng cỏc bề mặt chỉ tiờu. Kế hoạch thực nghiệm Box- Behnken dạng tõm xoay-mặt (Face-centered Design) đƣợc lựa chọn do cỏc ƣu việt của nú, bao gồm:
- Số điểm thớ nghiệm cho mỗi thụng số là 5, đủ mịn để xõy dựng hàm hồi quy bậc cao cho quan hệ vào-ra;
- Số thớ nghiệm cho mỗi lần lặp ớt;
- Khụng cú điểm thớ nghiệm vƣợt ra ngoài khoảng giữa hai mức đó thiết lập cho mỗi biến. Nguyờn nhõn là do RSM đƣợc thiết kế với mục đớch tối ƣu húa,
nhƣng vị trớ điểm cực trị lại chƣa biết trƣớc. Thiết kế tõm xoay-mặt đảm bảo cơ hội ngang bằng cho cỏc dự đoỏn về vị trớ điểm cực trị theo mọi phƣơng.
3.1.3. Điều kiện thực hiện thớ nghiệm
Tất cả cỏc thớ nghiệm đều đƣợc thực hiện tại trung tõm thớ nghiệm của trƣờng Đại Học KTCN Thỏi Nguyờn, dƣới những điều kiện cố định sau:
3.1.4.Thiết bị thớ nghiệm
Thiết bị sử dụng cho thớ nghiệm là mỏy cắt dõy cú ký hiệu CW322S do hóng CHMER EDM - CHING HUNG MECHINERY & ELECTRIC INDUSTRIAL CO. LTD - TAIWAN sản xuất với cỏc đặc tớnh kỹ thuật nhƣ sau (Bảng 3.1):
Bảng 3.1
Đặc tớnh kỹ thuật Giỏ trị
Chiều rộng bàn mỏy (size of worktable surface) 530x320mm Kớch thƣớc phụi lớn nhất (max.size of workpiece) 650x420x150mm Khối lƣợng phụi lớn nhất (max.weight of workpiece) 250kg
Hành trỡnh trục X 300mm
Hành trỡnh trục Y 200mm
Gúc cụn cắt đƣợc lớn nhất (max.cutting cone taper) 200/80mm Đƣờng kớnh dõy điện cực (dia. of applied electrode wire) 0,1mm – 0,3mm
Tốc độ của dõy max (max wire feed rate) 300mm/s
Hệ thống điều khiển trục ( axis drive system ) AC Secvo
Dũng điện lớn nhất (max machining current) 25a
Cỏc thụng số về điện (power supply of the machine, volt of power net)
3pha, 220v10%, 13kva
Kớch thƣớc toàn mỏy( machine dimension) 2380x1855x1830
11 5 12 6 7 8 9 10 2 3 4 1 Hỡnh 3.1- Mỏy cắt dõy CW322S Trong đú: 1- Cụm điều chỉnh trờn 2- Cụm điều chỉnh dƣới 3- Block tạo lực căn dõy 4- Cụm lụ quấn dõy
5- Bộ phận dẫn động lụ quấn dõy 6- Động cơ điều chỉnh bƣớc dõy
7- Khoỏ trục Z
8- Điều chỉnh chuyển động trục Z 9- Bỏnh xe dẫn hƣớng trờn
10- Giới hạn biờn độ trờn 11- Giới hạn biờn độ dƣới 12- Bỏnh xe dẫn hƣớng dƣới
3.1.5.Vật liệu gia cụng
Hơp kim cứng (BK8).
Độ cứng: HRA 82 - 90 (HRC 70 - 75). Kớch thƣớc: 80x30x4
Thành phần hoỏ học: cho trong Bảng 3.2
Bảng 3.2- Thành phần hoỏ học cỏc nguyờn tố
Mỏc hợp kim
Thành phần hoỏ học, % Cơ tớnh Ký hiệu theo
TCVN
WC Co b(MPa) HRC
WCCo8
BK8 92 8 1600 87,5
3.1.6. Thiết bị đo
♦ Kết quả thớ nghiệm đƣợc hiển thị trờn mỏy tớnh điều khiển mỏy cắt dõy CW322S nhƣ thời gian cắt, chiều dài cắt, bƣớc tiến dõy.
♦ Kết quả đo kớch thƣớc đƣợc đo trờn mỏy đo tọa độ 3 chiều C544 do Nhật Bản cung cấp, đõy là mỏy đo đƣợc kớch thƣớc cú độ chớnh xỏc rất cao cỡ 0,1 μm. Mỏy sử dụng đầu đo MH20i và cảm biến chạm TP-20 do hóng Renishaw – Anh Quốc sản xuất.
Kiểu mỏy Beyond Crysta C 544 Khoảng đo Trục X 505mm Trục Y 405mm Trục Z 405mm Độ phõn giải 0.0001mm
Độ chớnh xỏc của mỏy ở nhiệt độ 200C theo tiờu
chuẩn ISO 10360-2 MPEE= (2,2 + 4L/1000)àm
Phƣơng phỏp dẫn hƣớng Đệm khớ trờn mỗi trục
Tốc độ dịch chuyển cực đại khi chạy tự động 520mm/s Tốc độ dịch chuyển cực đại khi chạy Joystick 80mm/s
Gia tốc đo lớn nhất 2.3m/s2
Cỏc yờu cầu liờn quan đến vật đo Chiều cao lớn nhất 545mm Khối lƣợng lớn nhất 180Kg Kớch thƣớc bàn đặt phụi Chiều dài 860mm Chiều rộng 713mm Vật liệu Đỏ Granite cú độ phẳng nhỏ hơn 0,009mm Kớch thƣớc mỏy Chiều dài 1122mm Chiều rộng 1082mm Chiều cao 2185mm Khối lƣợng mỏy 515Kg Năng lƣợng cung cấp Khớ nộn Áp lực khớ: 0,4Mpa Lƣu lƣợng trung bỡnh:50lớt/phỳt Điện ỏp Một pha 220V/50Hz
Bảng 3.3. Tớnh năng kỹ thuật của mỏy đo CMM C544
Đầu đo tay MH20I :
- Gúc xoay trong mặt phẳng vuụng gúc với bàn mỏy 0 900
- Gúc xoay trong mặt phẳng song song với bàn mỏy 0 ±1800
- Nhiệt độ làm việc cho phộp 10 400C Cảm biến chạm TP-20
- Hƣớng chạm của cảm biến 6 hƣớng
- Trọng lƣợng cảm biến 22g
- Lực chạm khi đo theo phƣơng ngang 0,08N
♦ Mỏy đo độ nhỏm SJ-201 của hóng Mitutoyo Trung tõm Thớ nghiệm trƣờng Đại học Kỹ thuật Cụng nghiệp.
Hỡnh 3.3. Ảnh mỏy nhỏm SJ-201 của hóng Mitutoyo
3.2. Triển khai thớ nghiệm
3.2.1. Mụ hỡnh định tớnh quỏ trỡnh cắt dõy tia lửa điện
Quỏ trỡnh cắt dõy tia lửa điện đƣợc mụ tả bao gồm cỏc thụng số đầu vào là cỏc thụng số về điện nhƣ dũng điện Ie, điện ỏp xung Ui, độ kộo dài xung Ton, khoảng