Nghiên cứu chế tạo khuôn uốn định hình trên máy CNC sử dụng trong sản xuất bàn ghế bằng thép ống

1 Bộ Công th−ơng Tổng Công ty Máy động lực và máy nông nghiệp Viện Công nghệ Báo cáo tổng kết đề tài KH-CN M∙ số: 247.07.RD/HĐ-KHCN Tờn đề tài: Nghiên cứu chế tạo khuôn uốn định hình trên máy cnc sử dụng trong sản xuất bàn ghế bằng thép ống Cơ quan chủ quản: Bộ Công th−ơng Cơ quan chủ trì: Viện Công nghệ Chủ nhiệm đề tài: KS. Đặng thành công 6801 12/4/2008 Hà Nội 3 - 2008 2 Bộ Công th−ơng Tổng Công ty Máy động lực và máy nông nghiệp Viện Công nghệ Báo cáo tổng kết đề tài KH-CN M∙ số: 247.07RD/HĐ-KHCN Tờn đề tài: Nghiên cứu chế tạo khuôn uốn định hình trên máy cnc sử dụng trong sản xuất bàn ghế bằng thép ống Hà Nội , 3 - 2008 Cơ quan chủ trì Chủ nhiệm đề tài KS. Đặng Thành Công 3 Mục lục I. Tổng quan 2 1.1 Máy uốn ống, nguyên lý uốn ống kiểu trục tâm. 2 1.2 Khuôn mẫu kim loại và khuôn uốn ống. 9 II. gia công khuôn trên máy cnc 14 2.1 Máy CNC cắt kim loại bằng dao cụ 15 2.2 Máy tia lửa điện 18 2.3 Lập trình gia công khuôn mẫu trên máy CNC 20 III. Qui trình chế tạo khuôn uốn bàn ghế trên máy CNC. 23 3.1 Qui trình gia công cơ 23 3.2 Qui trình nhiệt luyện 33 3.3 Sơ đồ qui trình chế tạo 36 IV.Kết luận. 37 Tài liệu tham khảo Phụ lục. 1. Biên bản nghiệm thu chạy thử sản phẩm 2. Phiếu đo độ cứng 3. Một số chu trình gia công trong các hệ điều khiển CNC 4 I. tổng quan 1.1 Máy uốn ống, nguyên lý uốn ống kiểu trục tâm a) Máy uốn ống Uốn ống truyền động thuỷ lực kiểu trục tâm đã đ−ợc áp dụng phổ biến ở n−ớc ta. Các loại máy uốn ống hiện nay đ−ợc nhập ngoại từ nhiều nguồn khác nhau nh− hãng Shaw Group Inc – Mỹ, Shanghai Guoqing Machinary - Trung Quốc...Các máy uốn CNC nhập ngoại có giá thành khá cao từ vài chục tới vài trăm ngàn USD. Trong n−ớc cũng đã có một số đơn vị đã và đang tiến hành hợp tác nghiên cứu chế tạo máy uốn ống điều khiển CNC nh− Công ty Thiết kế và đóng tàu Miền nam (SESCO) với đề tài cấp Nhà n−ớc “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy uốn ống CNC phục vụ công nghiệp uốn ống”. Máy uốn ống kiểu trục tâm điều khiển CNC có những đặc điểm sau: - Tự động hoá cao, các chuyển động chính trong quá trình uốn đ−ợc tự động hoá. - Các chuyển động đ−ợc kiểm nghiệm bởi hệ thống đo kỹ thuật số với độ chính xác cao. - Kết nối dễ dàng với những phần mềm thiết kế ống. Máy uốn ống kiểu trục tâm điều khiển PLC có các đặc điểm sau: - Thao tác cấp ống và tháo ống đ−ợc thực hiện bởi thợ vận hành máy với các th−ớc đo cơ khí (cữ chặn, thao...) do đó độ chính xác của vị trí uốn, góc uốn có phần phụ thuộc vào tay nghề thợ. - Lập trình gia công cho các biên dạng uốn khác nhau th−ờng kém linh hoạt. - Việc kết nối giữa PC với bộ điều khiển khó khăn hơn (phải thông qua những trình biên dịch riêng). Không hỗ trợ t−ơng thích với các phần mềm thiết kế ống (các phần mềm thiết kế ống không xuất file gia công trực tiếp cho các hệ điều khiển PLC). Máy uốn ống kiểu trục tâm bao gồm các bộ phận chính sau: 5 - Hệ thống kết cấu, truyền động cơ khí: khung máy, hệ thống truyền động bánh răng, xích tải, cụm gá lắp khuôn, cơ cấu kẹp ống, cụm bàn máy và dẫn h−ớng, động cơ... - Hệ thống truyền động thuỷ lực gồm bơm dầu, xi lanh thuỷ lực, các van phân phối, tiết l−u, an toàn. - Hệ thống điều khiển: PLC hoặc CNC gồm bộ điều khiển trung tâm, các mạch điều khiển các trục, các mạch khuyếch đại... Hình 1: Máy uốn kiểu trục tâm điểu khiển CNC. Đặc điểm, kết cấu một số bộ phận chính của máy uốn ống kiểu trục tâm: - Cụm khung máy: Gồm cơ cấu hàn từ thép hình C45, gồm khung máy, dẫn h−ớng. Cụm thân máy cần đảm bảo cứng vững để lắp các bộ phận khác của máykhi làm việc ổn định không rung. 6 Hình 2: Kết cấu cụm khung máy. - Cụm truyền động chính: Chuyển động chính của máy gồm chuyển động kẹp chặt ống của cơ cấu kẹp ống, chuyển động đẩy ống tới vị trí theo lập trình, và chuyển động quay của trục khuôn uốn tạo thành góc uốn mong muốn. Hình 3. Kết cấu truyền động chính máy uốn ống kiểu trục tâm. - Cơ cấu đẩy: Các bộ phận chính gồm xi lanh piston đẩy, các thanh nối, các giá đẩy. Cơ cấu đẩy có chức năng chính là đẩy ụ động quay tạo chuyển động lệch tâm trong quá trình uốn 7 Hình 4. Cơ cấu đẩy - Cơ cấu kẹp ống: Di chuyển ống đến vị trị định sẵn, kẹp chặt ống giúp cho ống không dịch chuyển trong quá trình uốn. Cơ cấu bao gồm những bộ phận chính nh−: Xi lanh, ptiston, hộp giảm tốc, bộ truyền bánh vít, các tay đòn, bạc kẹp... Hình 5. Cơ cấu kẹp ống - Cơ cấu gá lắp khuôn: Có chức năng gá lắp các khuôn uốn lên bàn máy, bao gồm các bộ phận chính sau: Bích khung đỡ, giá đỡ xi lanh tay uốn, giá đỡ ngang, tấm dẫn h−ớng... 8 Hình6. Cơ cấu gá lắp khuôn Thụng số KT ĐV T 50TSR- RBH 65TSR- RBH 80TSR- RBH 100TSR- RBH 120TSR- RBH Khả năng uốn lớn nhất.(S=40kgf/mm2) mm 50x3.0 65x 3.0 80 x4.5 101.6 x5.5 120x5.5 Đường kớnh uốn lớn nhất mm 30~220 35~250 40~250 60~400 80~450 Chiều dài vượt tõm lớn nhất mm 2200 2500 3000 3600 5000 Kớch thước tổng thể (DxRxC) mm 4400 x 1050 x 1400 5000 x 1250 x 1450 5300 x 1250 x 1500 6500 x 1600 x 1550 8650 x 1800 x 1600 Tổng trọng lượng kgs 2000 3000 4000 6000 8000 Bảng 1. Thông số kỹ thuật một số Máy uốn thuỷ lực điều khiển PLC 9 Thụng số KT ĐVT CNC-F38H-4A CNC-F38H-5A Khả năng uốn lớn nhất O.D.(S=40kgf/mm2) mm 38 x 2.5 38 x 2.5 Gúc uốn lớn nhất mm 38 ~ 180 38 ~ 180 Khoảng cỏch giữa bàn uốn mm 320~4200 320 ~ 4200 Tỷ lệ làm việc-OD.19.05mm PC 3~4 3 ~ 4 Tỷ lệ làm việc- OD.25mm PC 2~3 2 ~ 3 Tỷ lệ làm việc - OD.32mm PC 1~2 1 ~ 2 Tỷ lệ làm việc - OD.38mm PC 1 1 Kớch thước tổng thể (DxRxC) mm 7000x1200x1500 7000x1200x1500 Tổng trọng lượng kgs 2000 2100 Bảng 2. Thông số kỹ thuật một số loại máy uốn hai đầu CNC b) Nguyên lý uốn ống kiểu trục tâm: Uốn ống kiểu trục tâm dựa trên chuyển động lệch tâm theo cung tròn để uốn những bán kính mong muốn, khi đó bán kính góc uốn bằng bán kính của cung. Cũng giống nh− uốn thép thanh ống chịu kéo tại mé ngoài và nén tại phía trong. Thông th−ờng với những bán kính uốn nhỏ hơn hai lần đ−ờng kính uốn ng−ời ta th−ờng nung nóng ống để khi uốn ống không bị nhăn, dập. Trên máy uốn đ−ợc bố trí khuôn mẫu, gá kẹp khuôn, thao uốn…ống sẽ đ−ợc đ−a vào thao đúng tới cữ chặn, d−ới tác động của thuỷ lực nửa khuôn động sẽ chuyển động uốn ống theo đúng góc uốn mong muốn khớp với nửa khuôn tĩnh. Khi uốn ống sẽ tỳ lên hai nửa khuôn, do đó khuôn uốn sẽ chịu lực kéo, nén Mặt khác khi uốn thông th−ờng không sử dụng bôi trơn nên bề mặt khuôn sẽ tiếp xúc trực tiếp với ống uốn gây nên ma sát, mài mòn lớn 10 Hình 7. Bố trí khuôn trên máy uốn thuỷ lực Tổng quát lại quá trình uốn bao gồm những b−ớc sau: B1. Cấp ống: Đối với máy uốn PLC đa số cấp ống bằng thủ công, đối với những ống có đ−ờng kính lớn có sự hỗ trợ của palăng, xe nâng, cẩu. Đối với máy uốn ống tích hợp điều khiển CNC có hệ thống cấp ống tự động để đảm bảo quá trình uốn liên tục. B2: Di chuyển, định vị, kẹp chặt ống: Trên các máy uốn điều khiển CNC hiện nay các thao tác này hoàn toàn tự động. ống đ−ợc di chuyển tới vị trí lập trình sẵn và đ−ợc kẹp chặt bởi cơ cấu kẹp ống sao cho khi uốn ống không bị di chuyển. B3: Uốn ống: Khuôn trên đ−ợc hệ thống thuỷ lực đẩy sát vào khuôn d−ới, sau đó cụm động quay quanh trục cố định uốn ống thành góc định tr−ớc. B4: Tháo ống: Đối với máy điều khiển CNC thao tác tháo ống cũng hoàn toàn tự động. Khuụn uốn Khuụn đỡ Thao Khuụn uốn 11 1.2. khuôn mẫu kim loại, khuôn uốn ống. Ngày nay khuôn mẫu đ−ợc sử dụng rất nhiều trong các ngành khác nhau khi cần tạo hình vật thể nh− ngành gia công biến dạng nguội, đúc, sản xuất sản phẩm nhựa. Vật liệu làm khuôn cũng rất đa dạng, từ hỗn hợp cát tới các loại thép hợp kim khác nhau. Các loại khuôn mẫu làm bằng kim loại sử dụng trong các ngành nh− sau: a) Khuôn sử dụng trong gia công biến dạng nguội và biến dạng nóng. Các loại khuôn biến dạng nguội (dập, uốn…) đ−ợc sử dụng phổ biến trong gia công cơ khí, có −u điểm là năng suất cao, thao tác gia công đơn giản Hình 8. Khuôn dập cắt Hình 9. Khuôn dập liên hoàn trên máy thuỷ lực Khuôn dập, uốn có đặc điểm làm việc là ngoài chịu áp lực lớn còn chịu ứng suất uốn, va đập và ma sát lớn, đối với những khuôn biến dạng nóng còn phải chịu cả nhiệt độ cao trong quá trình gia công do đó phải đáp ứng đ−ợc những điều kiện sau: - Độ cứng: Khuôn dập nói chung phải đạt độ cứng từ 56HRC trở lên tuỳ thuộc vào thép lá dập. Đối với thép dập có độ cứng cao nh− thép kỹ thuật điện (tôn silic) độ cứng yêu cầu lớn hơn 60HRC. Đặc điểm cần 12 chú ý khi chọn vật liệu làm khuôn dập là ở độ cứng lớn hơn 62 HRC khuôn dễ bị nứt, mẻ khi làm việc - Tính chống mài mòn: Khuôn dập phải chịu ma sát lớn nên đòi hỏi có tính chống mài mòn cao để đảm bảo kích th−ớc và độ sai lệch của sản phẩm sau dập. - Độ bền và độ dai va đập: Thông th−ờng khuôn dập chịu tải trọng đột ngột trong thời gian rất ngắn do đó khuôn cũng phải đảm bảo độ dai va đập để không sứt, mẻ khi làm việc. Để đảm bảo những yêu cầu nói trên, b−ớc chọn vật liệu làm khuôn khá quan trọng trong quá trình thiết kế chế tạo khuôn. Những mác thép thông th−ờng làm khuôn biến dạng nguội hiện nay là SKD 11, (tiêu chuẩn JIS), X12, 9XC (tiêu chuẩn Nga).... Những thép sử dụng trong làm khuôn biến dạng nóng là SKD61, X40CrMoV5-1..., TT Mác thép C W Mo Cr V Mn 1 SKD 11 1,4 – 1,6 0,8- 1,2 11,0- 13,0 0,2-0,3 0,6 2 SKD61 0,32-0,42 1-1,5 4,5-5,5 0,8-1,2 0,5 3 X12 2,0-2,2 - - 11,5- 13,0 - 0,15- 0,4 4 SKD1 1,8-2,4 - - 12-15 0,3 0,6 5 SKS31 0,95-1,05 1,00-1,5 - 0,8-1,2 - 0,9-1,2 6 100CrWMn 0,9-1,05 1,2-1,6 - 0,9-1,2 - 0,8-1,1 Bảng 3. Một số mác thép làm khuôn biến dạng thông dụng b) Khuôn sử dụng trong ngành nhựa. Có hai loại hạt nhựa hiện th−ờng đ−ợc sử dụng hiện nay trong sản xuất sản phẩm nhựa là thermoset và thermoplastic. Hiện nay, xu h−ớng chung là dùng thermoplastic vì có thể tái chế có các loại nh− Polyethylene LDPE, Polycarbonate, PET...Vật liệu cho khuôn đùn ép nhựa th−ờng là thép P20 hoặc NA-55. 13 Hình 10. Khuôn ép vỏ điện thoại Trong thiết kế khuôn ép nhựa cần chú ý đến góc rút khuôn thông th−ờng là từ 0,5 ữ 20 tuỳ theo chiều dài của sản phẩm. Hiện nay ch−a có sổ tay hay tài liệu nào đề cập chính xác mà chủ yếu làm theo kinh nghiệm. Hai phần của khuôn th−ờng đ−ợc gắn trên hai miếng thép (lót khuôn) đủ dày để gắn lên hệ thống thuỷ lực. Khi thiết kế khuôn ép nhựa cần chú ý bố trí rãnh dẫn tại những vị trí chịu áp suất thấp nhất. Nếu là rãnh dẫn tròn đ−ờng kính thông th−ờng phải lớn hơn 0,9 mm. Bộ phận phun nhựa(Runner) th−ờng đi kèm máy nh−ng chú ý phải chọn loại phù hợp với khối l−ợng sản phẩm. Trong thiết kế khuôn ép nhựa độ chính xác là rất quan trọng và cũng quyết định đến giá thành của khuôn (ví dụ độ chính xác khi làm khuôn ép chai nhựa không cần yêu cầu cao nh− ép vỏ chuột máy tính). Độ dày thành khuôn cũng rất quan trọng nếu làm dày thì nguội chậm và độ co của nhựa sẽ cao còn nếu làm mỏng thì ng−ợc lại. c) Khuôn sử dụng trong Đúc áp lực. Đa số các máy đúc áp lực cao hiện nay theo kiểu buồng ép nguội nằm ngang. Khuôn đúc bao gồm hai nửa khuôn gồm một nửa cố định (nửa khuôn tĩnh) và một nửa chuyển động (nửa khuôn động). Ruột đ−ợc bố trí tại nửa khuôn động vì dễ dỡ hơn. Cấu tạo khuôn đúc th−ờng rất phức tạp gồm buồng ép, kênh dẫn, rãnh dẫn, các chốt dẫn h−ớng, chốt đẩy... (hình 11) 14 Hình 11. Máy đúc áp lực 420 tấn (Viện Công nghệ) Khuôn đúc áp lực tuy không chịu áp lực cao và tải trọng va đập lớn bằng các khuôn ép nguội nh−ng lại chịu nhiệt độ cao và thay đổi liên tục. Do đó vật liệu làm khuôn đúc áp lực ngoài yêu cầu về độ bền, độ dai, độ chịu mài mòn cao còn phải có khả năng chịu nhiệt độ cao và thay đổi liên tục. Đối với đúc nhôm ng−ời ta hay dùng thép 4Cr5W2PPb, 3Cr2W8b, đúc kẽm vật liệu làm khuôn th−ờng là 5CrMnNi. Khuôn phải đ−ợc nhiệt luyện, các bề mặt làm việc đ−ợc mài nhẵn, (hiện nay th−ờng mài bằng tay), mạ crôm, anot hoá, hoặc phốt phát hoá bề mặt khuôn. d) Khuôn uốn ống. - Khuôn uốn R (bản vẽ xem phần phụ lục) Khuôn uốn ống có bán kính R là chi tiết có dạng trụ tròn xoay với rãnh cầu. Khuôn uốn R đ−ợc lắp trên phần băng máy cố định, nó đ−ợc gắn vào trục quay và chỉ kéo trên trục đó khi uốn. Đối với mỗi sản phẩm khác nhau khuôn uốn sẽ có đ−ờng kính phù hợp. Với đặc điểm là chịu kéo, nén, ma sát, mài mòn lớn khi làm việc nên vật liệu làm khuôn để đáp ứng đ−ợc những yêu cầu về cơ tính là rất quan trọng. Tr−ớc đây, ng−ời ta th−ờng dùng thép C45 gia 15 công sau đó nhiệt luyện tuy nhiên tuổi thọ của khuôn rất thấp, khuôn mòn nhanh gây sai hỏng sản phẩm nh− góc uốn không đảm bảo, cong vênh, x−ớc bề mặt. Đối với những góc uốn nhỏ hơn hai lần đ−ờng kính ống bắt buộc phải nung nóng để chống nhăn ống do đó để đảm bảo yêu cầu về độ cứng, độ dai va đập và bền nhiệt chọn vật liệu thép SKD61 với độ cứng đạt lớn hơn 50 HRC sau nhiệt luyện. Khi gia công khuôn uốn R là cần đảm bảo chính xác về dung sai kích th−ớc lắp ghép giữa lỗ gá trục và phần gá khuôn đỡ d−ới. Để gia công khuôn R sử dụng máy tiện là phù hợp nhất, gia công trên các máy công cụ khác độ chính xác và hiệu quả sẽ không đạt đ−ợc nh− gia công trên máy tiện. Tr−ớc đây, các loại khuôn này th−ờng đ−ợc gia công trên máy tiện cơ nh−ng độ chính xác phụ thuộc nhiều vào tay nghề thợ đứng máy nên chất l−ợng khuôn không ổn định. Nay các loại khuôn này đ−ợc gia công trên máy tiện CNC sẽ tăng năng suất, đảm bảo ổn định chất l−ợng khuôn - Khuôn uốn trên (bản vẽ xem phần phụ lục): Khuôn uốn trên có dạng hình hộp có rãnh cầu đ−ợc gắn trên phần băng động của máy uốn cùng với khuôn đỡ d−ới kẹp và giữ ống khi uốn. Tuỳ theo bán kính uốn mà khuôn có chiều dài phù hợp. Khuôn đỡ trên chịu kéo, nén, ma sát và mài mòn khi uốn. Cũng giống nh− khuôn uốn R, thép chọn vật liệu thép SKD61 để đảm bảo độ cứng và độ bền nhiệt (khi uốn ống có quá trình nung nóng) của khuôn. - Khuôn đỡ d−ới (bản vẽ xem phần phụ lục): Khuôn đỡ d−ới cũng t−ơng tự nh− khuôn đỡ trên. Vật liệu làm khuôn cũng chọn thép SKD 61. 16 II. Gia công khuôn trên máy công cụ CNC Sự xuất hiện của các máy công cụ CNC đã nhanh chóng thay đổi công nghệ sản xuất khuôn mẫu. Các đ−ờng cong lòng khuôn đ−ợc gia công dễ dàng hơn. Các cấu trúc phức tạp 3D cũng đ−ợc thực hiện dễ hơn, l−ợng lớn các thao tác của ng−ời thợ đ−ợc giảm thiểu, góp phần tăng chất l−ợng và năng suất gia công. Việc lập trình gia công khuôn trên các phần mềm bao gồm cả việc mô phỏng quá trình gia công giúp cho qui trình gia công hoàn thiện hơn tr−ớc khi đ−a vào gia công thực tế. Ngày nay, trong môi tr−ờng sản xuất linh hoạt, một loạt các máy gia công CNC có thể kết hợp thành một tổ hợp (CNC engineering center) để có thể sản xuất khép kín từ đầu vào đến đầu ra của một sản phẩm khuôn mẫu. ở những n−ớc phát triển, ng−ời ta đã tích hợp để hình thành những phân x−ởng sản xuất khuôn mẫu linh hoạt với tổ hợp CIM (Computer Integarated Manufacturing) với việc trang bị thêm các robot cấp liệu và hệ thống đo l−ờng quản lý chất l−ợng đồng bộ. Máy CNC có thể điều khiển trực tiếp từ các bản vẽ của các phần mềm thiết kế vì thế có thể chuyển trực tiếp từ bộ phận thiết kế sang bộ phận chi tiết mà không cần đến in bản vẽ ra giấy. Máy gia công CNC sử dụng trong sản xuất khuôn mẫu có hai loại loại cắt kim loại bằng dụng cụ cắt (dao) nh− máy tiện, phay...và loại cắt kim loại bằng tia lửa điện (bản chất là làm bốc hơi kim loại). Về bản chất gia công trên các máy công cụ cắt CNC là giống nhau, các thông số công nghệ nh− l−ợng chạy dao, tốc độ chạy dao, tốc độ trục chính...vv... đều đ−ợc điều khiển bằng kỹ thuật số. 17 Hình 12. Mô hình sản xuất tổ hợp CIM 2.1 . Máy CNC cắt kim loại bằng dao. - Máy tiện: Máy tiện có hai loại 2D và 3D, trong đó loại 2D phổ biến hơn th−ờng đ−ợc dùng để gia công các khuôn, gá có bề mặt trụ ngoài hoặc trụ trong. Các máy tiện 3D, ngoài chức năng nh− ở máy 2D còn bố trí thêm một trục quay thứ 3 (gọi là trục C – quay quanh trục OZ) và trên đầu dao còn có chuyển động quay của dụng cụ tạo nên vận tốc cắt để thực hiện các công việc nh− khoan, khoét, doa các lỗ đồng tâm hay lệch tâm với tâm chi tiết. Khi gia công, ng−ời thợ cần xác định toạ độ điểm zero (W) của chi tiết hay gốc ch−ơng trình so với điểm gốc (M) của máy. Điểm zero (W) của phôi xác định hệ toạ độ của phôi trong quan hệ điểm với điểm gốc (M) của máy. Hình 13. Ví dụ về các điểm zero của phôi (W) và điểm gốc của máy (M) 18 Hình 14. Máy tiện với bàn dao phía sau có bố trí cục C (3D) - Máy phay và máy khoan đứng: Với các loại máy này trục chính h−ớng theo ph−ơng thẳng đứng, và trùng với ph−ơng của trục OZ trong hệ toạ độ Decac, chiều d−ơng của trục này có chiều h−ớng lên phía trên, trục OX và trục OY là hai trục nằm trên bàn máy thông th−ờng có chiều dài dịch chuyển lớn hơn. Máy phay vạn năng CNC trục đứng đ−ợc sử dụng nhiều nhất để gia công lòng khuôn phức tạp. Hình 15. Hệ thống trục toạ độ trên máy phay đứng. 19 Hình 16. Phay khuôn trên máy phay vạn năng CNC - Máy phay nằm ngang: Trục chính của máy phay nằm ngang là theo ph−ơng OZ, chiều d−ơng h−ớng vào máy, trục OX nằm trên mặt phẳng định vị của chi tiết (hoặc song song với mặt phẳng định vị, và chiều d−ơng của nó h−ớng về phía trái nếu nhìn theo h−ớng d−ơng của trục chính Hình 17. Hệ toạ độ máy phay nằm ngang 20 2.2 . Máy tia lửa điện. Gia công tia lửa điện về bản chất là hớt đi bề mặt phôi bởi một quá trình điện nhiệt – thông qua sự nóng chảy và bốc hơi kim loại thay cho tác động của dụng cụ cắt vào phôi gồm 02 quá trình sau: B−ớc 1: Hình thành kênh phóng điện. Máy phát điện tăng điện áp qua khe hở. D−ới ảnh h−ởng của điện tr−ờng, các điện tử bị hút từ cực âm (catôt) về cực d−ơng (anôt). Điện tr−ờng sẽ mạnh nhất ở hai điểm điện cực gần nhau nhất, chất điện môi bị ion hoá. Tất cả các phần tử dẫn điện đều hội tụ quanh điểm này tạo nên một cầu. Kênh phóng điện hình thành và sự phóng điện xảy ra. B−ớc 2: Nóng chảy và bốc hơi vật liệu. Tại thời điểm phóng điện, điện áp giảm, số l−ợng phần tử dẫn điện tăng lên làm dòng điện chạy giữa các điện cực. Dòng điện cung cấp năng l−ợng làm bốc hơi dung dịch điện môi. Lõi của bọt hơi bao gồm các kênh plasma. Plasma này là chất khí có lẫn các điện tử và các ion d−ơng ở áp suất khoảng 1kbar và nhiệt độ khoảng 10.000 0C. Chất điện môi giữ kênh Plasma và cũng giữ cho năng l−ợng có một mật độ tập trung cục bộ. Sự va chạm của các điện tử lên anôt và của các ion d−ơng lên catôt làm nóng chảy và bốc hơi các điện cực. Máy phát ngắt dòng điện sau khi đã diễn ra xung. Điện áp ngắt đột ngột. Kênh phóng điện mất đi gây ra sự giảm áp suất đột ngột làm cho kim loại nóng chảy bất ngờ bị đẩy ra khỏi kênh phóng điện và bốc hơi. Đặc điểm −u việt của gia công tia lửa điện là có thể gia công đ−ợc những vật liệu rất cứng và những khuôn mẫu có hình dáng lòng khuôn phức tạp. Mặt khác gia công xung định hình còn có thể tạo đ−ợc độ bóng bề mặt cao tại những chỗ lòng khuôn phức tạp, rất khó hoặc không thể sử dụng các ph−ơng pháp đánh bóng trực tiếp. Có hai ph−ơng pháp gia công tia lửa điện sử dụng rộng rãi là: Gia công tia lửa điện dùng điện cực định hình (ph−ơng pháp xung định hình). Trong ph−ơng pháp này điện cực là một hình không gian bất kỳ mà nó in hình của mình lên phôi. 21 Hình 18. Gia công khuôn trên máy xung định hình Gia công tia lửa điện bằng cắt dây. Điện cực là một dây mảnh (d = 0,1 ữ 0,3 mm) đ−ợc cuốn liên tục và đ−ợc chạy theo một đ−ờng cho tr−ớc (contua). Hình 19. Gia công khuôn trên máy cắt dây 22 2.3 . Lập trình gia công khuôn mẫu trên máy CNC Để lập ch−ơng trình gia công khuôn ng−ời ta đặt nó vào một hệ toạ độ cố định gắn với phôi. Đặt gốc toạ độ cần tuân theo nguyên tắc sao cho đơn giản nhất trong quá trình tính toán. Quá trình lập trình gia công khuôn có thể sử dụng hệ toạ