Kiểu máy Beyond Crysta C 544
Trục X 505mm
Trục Y 405mm
Trục Z 405mm
Độ phân giải 0.0001mm
Độ chính xác của máy ở nhiệt độ 200C theo tiêu
chuẩn ISO 10360-2 MPEE = (2,2 + 4L/1000)µm
Phƣơng pháp dẫn hƣớng Đệm khí trên 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
Các yêu cầu liên quan đến vật đo Chiều cao lớn nhất 545mm Khối lƣợng lớn nhất 180Kg Chiều dài 860mm Chiều rộng 713mm Vật liệu Đá Granite có độ phẳng nhỏ hơn 0,009mm Chiều dài 1122mm Chiều rộng 1082mm Chiều cao 2185mm Khối lƣợng máy 515Kg Năng lƣợng cung cấp Khí nén Áp lực khí: 0,4Mpa Lƣu lƣợng trung bình: 50 lít/phút Điện áp Một pha 220V/50Hz
• Đầu đo tay MH20I:
- Góc xoay trong mặt phẳng vng góc với bàn máy 0 ÷ 900
Các ác th ơn g số v ề đi ện Ui , Ie , t0 . C ác lo ại n hi ễu - - Trọng lƣợng đầu đo
Nhiệt độ lm vic cho phộp
210g 10 ữ 400 C ã Cm bin chm TP-20 - - Hng chạm cảm biến Trọng lƣợng cảm biến 6 hƣớng 22g - -
Lực chạm khi đo theo phƣơng ngang Lực chạm khi đo theo phƣơng Z
0,08N 0,75N
- Kiểu ren để gắn mũi đo M2
3.2 Nhóm thí nghiệm
3.2.1 Mơ hình định tính q trình cắt dây tia lửa điện
Q trình cắt dây tia lửa điện đƣợc mơ tả bao gồm các thông số đầu vào là các thông số về điện nhƣ dòng điện Ie, điện áp xung Ui, độ kéo dài xung ti, khoảng cách xung t0 … và các thông số điện cực, về dung dịch điện mơi, chƣơng trình gia cơng và các loại nhiễu trong quá trình gia cơng. Đầu ra là các yếu tố nhƣ kích thƣớc gia cơng, độ bóng bề mặt, năng suất gia cơng. Có thể mơ hình hóa nhƣ sau
Dây điện cựcChất điện mơi Chất điện mơi
Chương trình gia cơng
Q trình gia cơngcắt dây tia lửa điện cắt dây tia lửa điện
Kích thước gia cơng, độ nhám bề mặt, năng suất gia nhám bề mặt, năng suất gia công…
3.2.2 Các thơng số đầu vào của thí nghiệm
Mục tiêu của thí nghiệm là nghiên cứu ảnh hƣởng của từng tham số riêng lẻ, ảnh hƣởng kết hợp của một số thông số tiêu biểu đến khe hở phóngđiện trong gia cơng cắt dây tia lửa điện.
Có thể là mỗi mẫu thí nghiệm đƣợc gia công trong một chế độ gia công (với các thông số điều khiển) nhất định, các thông số điều khiển này sẽ thay đổi trong khoảng điều chỉnh cho phép của thiết bị thí nghiệm và đƣợc tập hợp để tính tốn, từ đó đánh giá đƣợc ảnh hƣởng của các yếu tố đó đến khe hở phóng điện.
Nhóm thí nghiệm này đƣợc thiết kế với 3 thơng số có ảnh hƣởng lớn tới khe hở phóng điện đó là: Dịng điện phóng tia lửa điện Ie; Điện áp đánh lửa Ui và Độ kéo dài xung t0.
- Dịng điện phóng tia lửa điện: Đây là tham số có ảnh lớn đến khe hở phóng điện, năng suất gia cơng, chất lƣợng bề mặt trong gia công tia lửa điện. Trong thí nghiệm ta chọn và điều chỉnh Ie theo 4 mức đó đƣợc mặc định sẵn trên máy là các giá trị Ie = 2A, Ie = 3A, Ie = 4A, Ie = 5A.
- Điện áp đánh tia lửa điện Ui: Đây là điện áp cần thiết để có thể dẫn đến phóng tia lửa điện, điện áp đánh lửa Ui càng lớn thì phóng điện càng nhanh và khe hở phóng điện càng lớn. Trong thực nghiệm ta chọn Ui theo 4 mức đó đƣợc mặc định sẵn trên máy với các trị số là: Ui = 50V, Ui = 55V, Ui = 60V, Ui = 65V.
- Khoảng cách xung (off time): Đây là tham số có ảnh hƣởng khơng nhỏ đến năng suất, chất lƣợng bề mặt cũng nhƣ độ chính xác kích thƣớc. Khi khoảng cách xung càng lớn thì lƣợng hớt vật liệu phôi càng nhỏ và ngƣợc lại. Tuy nhiên, nếu khoảng cách xung phải đủ lớn để dung dịch chất điện mơi có đủ thời gian thơi ion hóa và dịng chảy điện mơi có đủ thời gian vận chuyển hết phoi ra khỏi vùng gia công cũng nhƣ làm nguội bề mặt gia cơng. Trên máy có sẵn các mức điều chỉnh to = 35μm, to = 40μm, to = 45μm, to = 50μm.
- Vật liệu gia công: Vật liệu gia cơng có ảnh hƣởng lớn độ chính xác gia cơng, năng suất cũng nhƣ chất lƣợng bề mặt gia công. Tuy nhiên, để đơn giản tác giả chọn
∆
l δ
δ
vật liệu thƣờng dùng trong chế tạo khn mẫu để nghiên cứu đó là SKD61 có chiều dày là 15mm đã đƣợc mài phẳng.
- Điện cực và dịng chảy chất điện mơi: Để tập trung nghiên cứu ảnh hƣởng của các thơng số cơng nghệ Ie, Ui, t0, đến độ chính xác kích thƣớc. Ở đây tác giả giả thiết các thí nghiệm đƣợc thực hiện ở cùng một điều kiện gia cơng. Đó là, cùng một loại điện cực là Đồng có đƣờng kính d = 0,25mm và đƣợc ngâm trong dung dịch điện môi. Các điều kiện này phù hợp với điều kiện thực tế tại phịng thí nghiệm.
3.3. Khảo sát độ chính xác gia cơng
Trong gia cơng cắt dây tia lửa điện thì biên dạng gia cơng đƣợc thực hiện theo chƣơng trình gia cơng đó đƣợc lập trình sẵn và chƣơng trình sẽ điều khiển quỹ đạo tâm dây trùng với profin của chi tiết cần gia công. Tuy nhiên, trong q trình gia cơng có tồn tại khe hở phóng điện nên profin của chi tiết sau khi gia công sẽ không trùng với quỹ đạo tâm dây mà nó có hình đồng dạng và cách tâm dây một khoảng là 1/2∆l. Vì vậy, khi lập trình gia cơng cắt dây tia lửa điện ngƣời lập trình phải thực hiện bù dao dây (các lệnh G40, G41, G42) để dây dịch chuyển một khoảng phù hợp với khe hở phóng điện sao cho chi tiết sau khi gia cơng có kích thƣớc đạt u cầu kỹ thuật.
Mặt khác, các nghiên cứu cho thấy với các thông số cơng nghệ đầu vào khác nhau thì khe hở phóng điện lại khác nhau. Vì vậy, để tăng độ chính xác gia cơng cắt dây tia lửa điện thì ta phải nghiên cứu ảnh hƣởng của các yếu tố cơng nghệ tới khe hở phóng điện δ.
d
Hình 3.3 Khe hở phóng điện δ
Vì thế, để nghiên cứu ảnh hƣởng của các thơng số cơng nghệ tới độ chính xác trong gia cơng cắt dây tia lửa điện thì ta cần nghiên cứu ảnh của các yếu tố công
20
nghệ ảnh hƣởng đến chiều rộng rãnh cắt ∆l. Khi đó ngƣời lập trình sẽ có khoảng bù dây (1/2∆l) phù hợp với từng chế độ gia công khác nhau và nhờ đó mà độ chính xác gia cơng sẽ tăng lên.
3.3.1 Phƣơng pháp đánh giá
Để đánh giá chiều rộng của rãnh cắt ∆l trên phôi ta dùng phƣơng pháp đo kiểm nhƣ sau:
- Sau khi gia công mẫu xong ta tiến hành đo kích thƣớc bên trong và kích thƣớc ngồi của lõi, chiều rộng rãnh cắt thực tế sẽ đƣợc tính theo cơng thức:
+ Đối với kích thƣớc thẳng + Đối với kích thƣớc lỗ ∆l = L − l ×1000 2 ∆l = D − d ×1000 2 (3.1) (3.2)
- Dụng cụ đo là máy đo tạo độ 3 chiều C544, có độ chính xác cỡ 0,1μm
3.3.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng đơn của Ui; Ie; to
Để nghiên cứu ảnh hƣởng đơn của các thông số công nghệ Ui; Ie; to đến chiều rộng rãnh cắt ∆l, ta thực hiện cắt lần lƣợt các mẫu từ 1 đến 12 bằng cách cho một thông số thay đổi cịn các thơng số khác giữ cố định. Làm thí nghiệm với 3 trạng thái vật liệu tƣơng ứng với hai biên dạng gia cơng là hình chữ nhật có kích thƣớc 20 x 10 và đƣờng trịn có đƣờng kích là R10 ta thu đƣợc bảng kết quả và các đồ thị biểu diễn mối quan hệ ảnh hƣởng của từng thông số đến chiều rộng khe hở nhƣ sau:
5
10
Phôi R5
3.3.2.1 Vật liệu ở trạng thái thƣờng (thép sống).