Chuyên đề công nghệ CNC

Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 1 - 
MỤC LỤC 
MỤC LỤC ............................................................................................................................1 
A. Tổng quan về Máy gia công CNC.....................................................................................3 
I. NHỮNG NÉT CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ VÀ MÁY CNC .....................................3 
II. KẾT CẤU CƠ BẢN CỦA MÁY CNC .........................................................................4 
B. Kết cấu phần Cơ khí .........................................................................................................5 
I. THÂN MÁY VÀ ĐẾ MÁY ...........................................................................................5 
II. BÀN MÁY_BÀN XOAY.............................................................................................5 
III. CỤM TRỤC CHÍNH.................................................................................................10 
3.1. Nguồn động lực điều khiển trục chính...................................................................10 
3.2. Các dạng điều khiển trục chính ............................................................................. 10 
IV. BĂNG DẪN HƯỚNG .............................................................................................. 11 
V. TRỤC VÍT ME ĐAI ỐC BI........................................................................................ 11 
5.1. Giới thiệu chung ...................................................................................................11 
5.2. Kết cấu bộ truyền vít me đai ốc bi......................................................................... 12 
VI. Ổ TÍCH DỤNG CỤ...................................................................................................15 
VII. CÁC XÍCH ĐỘNG CỦA MÁY CNC ...................................................................... 16 
C. Kết cấu phần điều khiển..................................................................................................18 
I. CÁC CỤM ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRÊN MÁY CNC................................................. 18 
1.1. Cụm điều khiển máy MCU (Machine Control Unit).............................................. 18 
1.2. Cụm dẫn động (Driving Unit) ............................................................................... 18 
II. CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ TRÊN MÁY CNC .................................................................19 
2.1. Động cơ 1 chiều.................................................................................................... 19 
2.2. Động cơ xoay chiều .............................................................................................. 19 
2.3. Động cơ bước ....................................................................................................... 19 
2.4. Động cơ servo....................................................................................................... 20 
2.5. Động cơ servo thủy lực ......................................................................................... 24 
III. ENCODER................................................................................................................ 25 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 2 - 
3.1. Khái niệm chung...................................................................................................25 
3.2. Phân loại............................................................................................................... 25 
IV. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CNC ................................................ 28 
4.1. Khái niệm hệ điều khiển số ................................................................................... 28 
4.2. Các dạng điều khiển số ......................................................................................... 28 
4.3. Hệ điều khiển CNC( Computer Numerical Control).............................................. 30 
V. MÀN HÌNH VÀ BẢNG ĐIỀU KHIỂN ...................................................................... 34 
VI. MỘT SỐ HỆ ĐIỀU HÀNH....................................................................................... 34 
D. Giới thiệu về một số máy CNC ....................................................................................... 35 
I. MÁY PHAY CNC: SERIAL KDVM - L ..................................................................... 35 
1.1. Đặc tính kỹ thuật ..................................................................................................35 
1.2. Thông số kỹ thuật ................................................................................................ 36 
II. MÁY TIỆN CNC –SERIAL:PDL-T6/8 ...................................................................... 37 
2.1. Đặc tính kỹ thuật ..................................................................................................37 
2.2. Thông số kỹ thuật .................................................................................................37 
III. GIA CÔNG BẲNG TIA LỬA ĐIỆN......................................................................... 38 
3.1. Tổng quan về Gia công bằng tia lửa điện .............................................................. 38 
3.2. Khái Niệm ............................................................................................................ 38 
3.3. Các Phương pháp gia công bằng tia lửa điện ......................................................... 39 
3.4. Cơ sở công nghệ của quá trình gia công bằng tia lửa điện ..................................... 40 
3.5. Các thông số của quá trình gia công...................................................................... 42 
3.6. Phương pháp gia công xung định hình ..................................................................44 
3.7. Máy gia công bằng tia lửa điện CNC-EB600L(S.F) .............................................. 44 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 3 - 
A. Tổng quan về Máy gia công CNC 
 I. NHỮNG NÉT CƠ BẢN VỀ MÁY CÔNG CỤ VÀ MÁY CNC 
 - Về cơ bản máy công cụ vạn năng và máy công cụ điều khiển số đều có kết cấu khung 
giống nhau, đó là: 
 + Thân máy + Đế máy 
 + Bàn trượt + Đầu trục chính 
 Ngoài ra chúng còn có một số điểm khác nhau, cụ thể: 
ST
T 
Nội dung Máy công cụ vạn năng Máy CNC 
1 Nguồn động lực 
- Động cơ 3 pha thường - Động cơ DC điều khiển vô cấp 
hoặc AC biến tần điều khiển vô 
cấp 
- Động cơ bước và động cơ thủy 
lực 
- Động cơ Servo 
2 Tốc độ truyền dẫn - Phân cấp - Vô cấp 
3 Truyền động 
- Kiểu nối tiếp (thông qua 
hộp số) 
- Độc lập 
4 Bộ truyền dẫn 
- Thanh răng/ bánh răng 
thường 
- Vít me/ đai ốc thường 
- Thanh răng/ bánh răng yêu cầu 
có cơ cấu kẹp khử khe hở 
- Vít me/ đai ốc bi 
5 Điều khiển 
- Bằng tay (công tắc, tay gạt 
cơ khí) 
- Bằng máy tính với hệ điều khiển 
số (bảng điều khiển và màn hình 
điều khiển) 
6 
Tính điển hình của 
xích động 
- Dài, thông qua nhiều cơ cấu 
- Cứng, khó thay đổi 
- Ngắn hơn rất nhiều do không 
phải thông qua nhiều cơ cấu 
- Mềm dẻo, linh hoạt cao 
- Những ưu điểm nổi bật của máy CNC so với máy thông thường khi sản xuất loạt 
vừa và nhỏ: 
 + Gia công được những chi tiết phức tạp, độ chính xác gia công ổn định. 
 + Thời gian lưu thông ngắn hơn do tập trung nguyên công cao, giảm thời gian 
phụ và tăng được thời gian sản xuất. 
 + Tính linh hoạt và quy hoạch thời gian sản xuất cao. 
 + Chi phí kiểm tra và chi phí cho phế phẩm giảm 
 + Hiệu suất cao và tăng năng lực sản xuất 
 + Do có khả năng tự động hóa cao nên rất thích hợp trên các dây chuyền sản xuất 
linh hoạt. 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 4 - 
 II. KẾT CẤU CƠ BẢN CỦA MÁY CNC 
 Gồm 2 phần chính đó là: 
 + Phần cơ khí: Đế máy, thân máy, bàn máy, bàn xoay, trục mít me bi, ổ tích 
dụng cụ, cụm trục chính và băng dẫn hướng. 
 Ở Việt Nam hiện nay chưa thể chế tạo ra 2 bộ phận quan trọng của máy là: cụm trục 
chính và băng dẫn hướng mà mới chỉ chế tạo được những cơ cấu đơn giản là: thân máy, bàn 
máy, bàn xoay. 
 + Phần điều khiển: các loại động cơ, các hệ thống điều khiển và máy tính 
trung tâm. 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 5 - 
B. Kết cấu phần Cơ khí 
 I. THÂN MÁY VÀ ĐẾ MÁY 
 Thường được chế tạo bằng các chi tiết gang vì gang có độ bền nén cao gấp 10 lần so 
với thép và đều được kiểm tra sau khi đúc để đảm bảo không có khuyết tật đúc 
 Bên trong thân máy chứa hệ thống điều khiển, động cơ của trục chính và rất nhiều hệ 
thống khác 
Yêu cầu: 
- Phải có độ cứng vững cao. 
- Phải có các thiết bị chống rung động 
- Phải có độ ổn định về nhiệt 
Mục đích: 
- Đảm bảo độ chính xác cao khi gia công 
- Đế máy để đỡ toàn bộ máy tạo sự ổn định và cân bằng cho máy 
 II. BÀN MÁY_BÀN XOAY 
 Bàn máy là nơi để gá đặt chi tiết gia công hay đồ gá. Nhờ có sự chuyển động linh hoạt 
và chính xác của bàn máy mà khả năng gia công của máy CNC được tăng lên rất cao, có khả 
năng gia công được những chi tiết có biên dạng phức tạp. 
 Đa số trên các máy CNC hay trung tâm gia công hiện đại thì bàn máy đều là dạng bàn 
máy xoay được, nó có ý nghĩa như trục thứ 4, thứ 5 của máy. Nó làm tăng tính vạn năng cho 
máy CNC. 
Yêu cầu của bàn máy: 
 Phải có độ ổn định, cứng vững , được điều khiển chuyển động một cách chính xác. 
Một số hình ảnh về bàn xoay: 
 1. Mở đầu: 
 Nhằm mở rộng khả năng công nghệ của máy công cụ, nhất là cho các máy CNC 2 
hoặc 3 trục, người ta đã chế tạo một thiết bị có khả năng tăng số trục của máy từ 2 hoặc 3 
trục thành các máy 4 hoặc 5 trục. Thiết bị đó chính là bàn xoay (Rotory Table). Thực ra bàn 
xoay chẳng qua là một loại đồ gá đặc biệt và chúng chủ yếu được sử dụng trên các máy phay 
CNC, trung tâm gia công đứng, trung tâm gia công ngang và máy doa ngang. 
 2 Phân loại: 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 6 - 
 Bàn xoay trên máy phay CNC và các trung tâm gia công có thể được phân ra làm các 
loại như sau: 
a. Loại tiêu chuẩn: 
 Là loại bàn xoay này dùng để gá đặt chi tiết sao cho tâm của chi tiết trùng với tâm 
trục chính. Có thể gia công được nhiều dạng bề mặt khác nhau như gia công mặt phẳng, gia 
công rãnh thẳng hoặc rãnh xoắn và gia công các mặt định hình với dao định hình, đôi khi 
dùng để cắt bánh răng với dao phay môđun. 
 Loại bàn xoay tiêu chuẩn có thể phân ra làm hai loại : 
 + Loại có trục chính nằm ngang. 
 + Loại có trục chính thẳng đứng. 
Hình 1 Bàn xoay tiêu chuẩn trục nằm ngang. Hình 2 Bàn xoay động cơ lắp phía sau. 
b. Loại bàn xoay có động cơ lắp phía sau: 
 - Loại bàn xoay này có khả năng hạn chế sự rung động khi máy đang làm việc. 
 - Loại động cơ này có thể che chắn nước và phoi vụn, không cho chúng rơi vào động 
cơ. 
c. Loại bàn xoay có lỗ trục chính lớn: 
 Loại bàn xoay này có trục chính có lỗ lớn, dùng để gia công các phôi dài hoặc các 
ống. Kích thước lỗ trục chính của chúng có khả năng được mở rộng để mở rộng phạm vi làm 
việc cho máy. Loại này thích hợp cho việc sản xuất hàng khối. Tương tự như loại bàn xoay 
tiêu chuẩn, loại bàn xoay này cũng loại trục chính nằm ngang và loại trục chính thẳng đứng. 
 Hình 3. Bàn xoay có lỗ trục chính lớn. Hình 4. Bàn xoay 4 trục chính. 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 7 - 
Hình 5. Bàn xoay CNC điều khiển nghiêng 
bằng tay. 
Hình 6. Bàn xoay CNC điều khiển 
nghiêng tự động 
d. Loại bàn xoay có nhiều trục chính: 
 Loại bàn xoay nhiều trục chính cho phép gá đặt cùng lúc nhiều chi tiết. Loại bàn 
xoay nhiều trục chính có năng suất gấp nhiều lần so với loại bàn xoay tiêu chuẩn, thích hợp 
cho sản xuất hàng loạt và hàng khối. 
e. Loại bàn xoay nghiêng : 
 Loại bàn xoay này có hai trục. Bàn xoay có thể nghiêng đi nhờ xoay quanh được một 
trục nào đó. Do đó loại này có khả năng công nghệ cao, có thể sử dụng làm đồ gá để gia 
công các mặt phẳng, các rãnh các gờ lồi và đặt biệt là gia công các bề mặt nghiêng ở nhiều 
góc độ khác nhau. Loại bàn xoay này được phân ra hai loại như sau: 
 + Loại điều khiển nghiêng tự động: cả hai trục của bàn xoay được điều khiển 
hoàn toàn tự động từ hệ thống CNC. 
 + Loại điều khiển nghiêng bằng tay: chuyển động làm nghiêng trục được thực 
hiện bằng tay. 
f. Loại cỡ lớn: 
 Ngoài các loại nêu trên, các nhà sản xuất bàn xoay còn chế tạo loại bàn xoay có kích 
thước bàn từ 1m đến 3m hoặc lớn hơn. Loại bàn xoay này có trục chính thẳng đứng hoặc 
nằm ngang với độ chính xác cao. Chúng được dùng để gia công các chi tiết lớn, nặng (có thể 
lên đến 10.000kg) và cho các ứng dụng về đo lường. 
 3. Lập trình gia công với bàn xoay CNC 
 Bàn xoay thường được lắp trên các máy phay CNC hoặc trung tâm gia công. Đối với 
loại bàn xoay không nghiêng thì nó có vai trò như trục thứ 4 của máy. Đối với loại bàn xoay 
nghiêng thì nó đóng vai trò như trục thứ 4 và thứ 5 của máy CNC. Tùy theo định nghĩa của 
nhà sản xuất mà các trục này có thể có tên là A và B như hình 7. 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 8 - 
Hình 7. Các trục của bàn xoay và máy phay CNC. 
 Khi lập trình gia công cho máy CNC có sử dụng bàn xoay ta sử dụng câu lệnh có cú 
pháp như sau: 
 A_._ hoặc B_._ 
 Câu lệnh này sẽ hướng dẫn trục A hoặc B của bàn xoay quay quay đi một góc nào 
đó. Ví dụ: 
 G90 G00 A90.0: trục A của bàn xoay quay nhanh đến vị trí góc 90 độ theo chiều kim 
đồng hồ trong hệ tọa độ tuyệt đối. 
 G91 G00 B-180.0: trục B của bàn xoay quay 180 độ theo ngược chiều kim đồng hồ 
từ vị trí hiện tại (hệ tọa độ tương đối). 
 4. Ứng dụng của bàn xoay 
 Bàn xoay CNC có tác dụng làm tăng thêm tính vạn năng cho máy CNC. Đối với các 
bàn xoay 2 trục, nhờ khả năng nghiêng bàn xoay đi một góc nào đó, nên cho phép máy CNC 
3 trục gia công được các bề mặt phức tạp như cánh tua bin, cánh chân vịt tàu thủy. Nói 
chung chúng có phạm vi sử dụng rất rộng, nhưng chủ yếu là dùng để gia công các chi tiết có 
các dạng bề mặt sau: 
+ Mặt phẳng. 
+ Các bề mặt định hình (như bề mặt cam, cối dập, khuôn ép ). 
+ Cắt ren vít trong và ngoài. 
+ Gia công bánh răng và dao cắt nhiều lưỡi có răng thẳng hoặc xoắn. 
+ Cắt rãnh thẳng và xoắn 
+ Các bề mặt nghiêng. 
Đối với bàn xoay nhiều trục, có thể tiến hành gia công cùng một lúc nhiều chi tiết. Điều này 
làm: 
+ Tăng khả năng công nghệ của máy,. 
+ Tăng năng suất gia công. 
+ Giảm thời tháo lắp và điều khiển dụng cụ. 
+ Giảm thời gian gia công cơ bản. 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 9 - 
Hình 8. Một số dạng chi tiết được gia công trên bàn xoay không nghiêng. 
Hình 9. Một số dạng chi tiết được gia công trên bàn xoay nghiêng tự động. 
Hình 10. Một số dạng chi tiết được gia công trên bàn xoay nghiêng bàn tay. 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh vi ...  CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 35 - 
D. Giới thiệu về một số máy CNC 
 I. MÁY PHAY CNC: SERIAL KDVM - L 
 1.1. Đặc tính kỹ thuật 
Máy có thể thực hiện phay 3D ngoài ra máy có thể thực hiện các nguyên công như 
tiện, khoan, doa, taro.v...v... 
Độ chính xác lặp lại là 0.01, Điều khiển 3 trục x, y, z hiệu quả và có thể phay theo 
chiều thẳng đứng, tiện, doa theo các mặt tọa độ như XY, XZ , YZ . 
Khung máy được thiết kế vững chắc đảm bảo trong quá trình gia công cắt gọt không 
bị rung và gây sai số. Chất lượng bề mặt gia công cao . 
Cổng truyền dữ liệu RS232 thích hợp với chương trình CIMCO9.6 pro. 
 Bộ điều khiển Fanuc, Hanuc, Simenuc, Heidelheil..v..v.... 
 Máy phay CNC –Model:KDVM 1000 L 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 36 - 
 1.2. Thông số kỹ thuật 
MODEL Đơn vị KDVM800L KDVM1000L 
Kích thước bàn máy mm 930x510 1130x510 
Hành trình trục X mm 800 1000 
Hành trình trục Y mm 500 
Hành trình trục Z mm 510 
Phạm vi dịch chuyển trục chính mm 550 
Chuôi côn trục chính BT40 
Tốc độ trục chính v/phút 8000 
Di chuyển nhanh không tải các trục X,Y,Z mm/p 20000 
Số lượng rãnh chữ T và kích thước 3 - 18 
Trọng lượng phôi gia công Kg 6000 
Momen động cơ X/Y NM 12 
Momen động cơ Z NM 12 
Số vị trí gá dao 20 24 
Kích thước dao ø80x300 ø90x250 
Trọng lượng dao kg 7.5 
Công suất động cơ trục chính mm/ph 7.5/ 11 
Độ chính xác lặp lại mm ±0.003 
Trọng lượng máy kg 5000 5200 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 37 - 
 II. MÁY TIỆN CNC –SERIAL:PDL-T6/8 
 2.1. Đặc tính kỹ thuật 
 - Máy có thiết kế hiện đại, đặc biệt cho phép gia công nhiều chủng loại sản phẩm 
tinh xảo, vận hành an toàn, tiếng ồn nhỏ, năng suất cao và vận hành dễ dàng hơn. 
 - Bộ điều khiển FAGOR có giao diện thân thiện sử dụng ngôn ngữ ISO cùng với hệ 
thống Simulation hiện đại, dễ hiểu, độ anh toàn đáng tin cậy. 
 - Cổng truyền Pro RS-232 thích ứng với Windows 98/ 2000/ XP. 
 - Động cơ trục chính AC, máy sử dụng Bi Đũa có độ chính xác cao, Ụ định tâm 
chịu lực cực tốt. 
Máy tiện CNC – Model PDL –T8 
 2.2. Thông số kỹ thuật 
MODEL Đơn vị PDL – T6/T6A PDL -T8/T8A 
Đường kính tiện vượt băng máy mm Ø420 Ø550 
Đường kính tiện vượt bàn xe dao mm Ø330 Ø330 
Đường kính vật tiện lớn nhất mm Ø200/250 Ø250/350 
Hành trình trục X mm 180 220 
Hành trình trục Z mm 370 550 
Đường kính lớn nhất của chấu cặp inch 6 / 8 /10 
Tốc độ trục chính V/ph 6000/4800 4500/3500 
Đường kính lỗ trục chính mm Ø56 / 62 Ø62 / 87 
Độ côn trục chính A2-5 / A2-6 A2-6 / A2-8 
Công suất động cơ kw 5.5 / 7.5 15/18.5 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 38 - 
 9 / 12 18.5 / 22 
Đường kính ụ chống tâm mm Ø 75 Ø 95 
Hành trình ụ chống tâm mm 100 125 
Độ côn ụ định tâm No4 No5 
Tốc độ di chuyển không tải trục X/Z m/ph 7/6 7/6 
Số vị trí gá dao 4 / 6 / 12 / 20 / 30 /48 
Bộ điều khiển CNC Fanuc / Siemen/ Mitsubishi 
Kích thước dao (tiện/khoan) mm 20x20 / 25x25 
Chiều dài máy mm 1750 2000 
Chiều rộng máy mm 3010 3550 
Chiều cao máy mm 1850 1960 
Trọng lượng máy kg 3800/4000 4700/5000 
Bước dịch chuyển nhỏ nhất mm 0.001 
 III. GIA CÔNG BẲNG TIA LỬA ĐIỆN 
 3.1. Tổng quan về Gia công bằng tia lửa điện 
 Gia công bằng tia lửa điện được phát triển năm 1943 ở Liên Xô bởi hai vợ chồng 
người Nga tại trường Đại Học Moscow là Giáo Sư- Tiến Sĩ Boris Lazarenko và Tiến Sĩ 
Natalya Lazarenko cho đến nay phương pháp này đã được phổ biến rộng rãi trên toàn thế 
giới. 
 3.2. Khái Niệm 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 39 - 
 Gia công bằng tia lửa điện(Electrical Machining Discharge) là phương pháp gia 
công hớt đi một lượng vật liệu thông qua quá trình ăn mòn điện- nhiệt làm lớp vật liệu đó 
bị nóng chảy và bốc hơi dựa vào sự phóng điện giữa 2 điện cực của máy gia công. 
* Ưu điểm: 
- Gia công được các loại vật liệu có độ cứng tùy ý 
- Điện cực có thể sao chép hình dạng bất kì, chế tạo và phục hồi các khuôn dập bằng 
thép đã tôi 
- Chế tạo các lưới sàn, rây bằng cách gia công đồng thời các lỗ bằng những điện cực rất 
mảnh. 
- Gia công các lỗ có đường kính rất nhỏ, các lỗ sâu với tỉ số chiều dài trên đường kính 
lớn. 
- Do không có lực cơ học nên có thể gia công hầu hết các loại vật liệu dễ vỡ, mềm 
mà không sợ bị biến dạng 
- Do có dầu trong vùng gia công nên bề mặt gia công được tôi trong dầu. 
* Nhược điểm 
- Phôi và dụng cụ (điện cực) đều phải dẫn điện 
- Vì tốc độ cắt gọt thấp nên phôi trước gia công EMD thường phải gia công thô trước. 
- Do vùng nhiệt độ tại vùng làm việc cao nên dễ gây biến dạng nhiệt. 
- Khi gia công phải có chất điện môi 
 3.3. Các Phương pháp gia công bằng tia lửa điện 
 3.3.1.Gia công tia lửa điện dùng điện cực định hình: Gọi tắt là 
phương pháp “xung định hình”. 
 Khi gia công thì kích thước và hình dạng của chi tiết được chép lại kích thước, hình 
dáng của dụng cụ hay điện cực. Thường dùng để tạo hình những chi tiết đục lỗ nhưng không 
thông. 
 3.3.2. Gia công tia lửa điện bằng cắt dây: 
 Điện cực là một sợi 
dây kim loại mảnh có đk = 0,1 
đến 0,3mm được quấn liên tục 
và chạy dao theo một công tua 
xác định. 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 40 - 
 3.4. Cơ sở công nghệ của quá trình gia công bằng tia lửa điện 
 3.4.1. Bản chất vật lý 
 - Đặt một điện áp giữa điện cực và phôi. 
 Nếu khoảng cách h quá lớn thì sẽ 
không có quá trình phóng điện. 
 Khi cho h< đến một giá trị nào đó 
thì sẽ xảy ra quá trình phóng điện tạo ra 
cầu ion. 
 Đến một lúc nào đó cầu này nóng 
lên xảy ra hiện tượng ngắn mạch, KL nóng 
chảy, bốc hơi tạo thành các bọt khí ( to= 10000oC, p= 1Kbar). Khi KL biến thành hơi thì đột 
ngột mất dòng, các bọt khí vỡ ra và hóa hơi. 
 Như vậy, có 3 quá trình chính đó là: 
 + Đánh lửa 
 + Hình thành kênh phóng điện 
 + Nóng chảy và bốc hơi vật liệu. 
 - Không gian giữa điện cực và phôi phải được điền đầy bởi một chất điện môi. 
 - Để có thể làm phát sinh tia lửa điện, một điều không thể thiếu được là một thời gian ngắn 
sau khi đã có dòng điện chạy qua 2 điện cực thì phải ngừng cung cấp năng lượng. Đơn giản 
người ta dùng bộ phát xung RC như trên để cung cấp xung răng cưa. 
 3.4.2. Nguyên Lý gia công tia lửa điện 
 Hệ thống gia công tia lửa điện (Electrical Discharge Machining -EDM) bao gồm có 
hai bộ phận chủ yếu: máy công cụ và nguồn cung cấp điện. 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 41 - 
 Máy công cụ gắn điện cực định hình (đóng vai trò là dao) và điện cực tiến tới bề mặt 
chi tiết gia công sinh ra một lỗ chép hình hình dạng của dụng cụ. Nguồn năng lượng cung 
cấp sản sinh ra một tần số cao, tạo ra một loạt tia lửa điện giữa điện cực hình thành kênh 
phóng điện và kênh này được duy trì trong suốt quá trình gia công chi tiết. Chi tiết bị bóc đi 
một lớp kim loại bởi sự ăn mòn của nhiệt độ và sự hóa hơi. 
Hình 2. Nguyên Lý của phương pháp gia công EDM 
 Trên hình trên, chi tiết gia công lắp trên bàn máy công cụ, còn điện cực thì gắn với đầu 
máy. Một động cơ servo DC hoặc xylanh thủy lực để điều khiển điện cực theo phương thẳng 
đứng và duy trì một vị trí thích hợp của điện cực so với chi tiết gia công. Vị trí này được 
điều chỉnh một cách tự động với sự chính xác cực kỳ nhờ hệ thống servo và nguồn cung cấp. 
Trong quá trình vận hành máy thông thường điện cực không bao giờ chạm bề mặt chi tiết, 
giữa chúng có một khe hở phóng điện nhỏ. 
 Trong quá trình vận hành, đầu máy di chuyển điện cực tiến đến bề mặt chi tiết đến khi 
giữa chúng tạo thành một khoảng cách mà ở đó điện thế có thể làm ion hoá dung dịch điện 
môi và cho phép một tia lửa điện đi qua từ điện cực đến bề mặt chi tiết gia công. Những tia 
lửa điện này ở dưới dạng xung, phóng và tắt với tần số cao, và có thể đạt đến 250.000 lần 
trên một giây. Các tia lửa điện luôn di chuyển trong khe hở phóng điện, từ điện cực đến điểm 
gần nhất hoặc điểm cao nhất trên chi tiết gia công. 
 Lượng kim loại được lấy đi từ chi tiết ứng với mỗi lần phóng điện luôn cân xứng với 
năng lượng mà nó chứa đựng. Mỗi lần phóng điện sẽ làm nóng chảy hoặc bốc hơi một vùng 
nhỏ của bề mặt chi tiết. Kim loại nóng chảy này được làm nguội sau đó dung dịch điện môi 
và hóa rắn thành những hạt hình cầu và được làm phẳng đi bởi áp lực/sự chuyển động của 
chất điện môi. Tác động của mỗi xung được giới hạn trong mỗi phạm vi cục bộ. Vị trí này 
được xác định bởi hình dạng và vị trí của điện cực. 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 42 - 
Hình 3. Bể dung dịch điện môi 
 Cả chi tiết và điện cực đều ngâm chìm trong dung dịch điện môi. Dung dịch này 
đóng vai trò như chất cách điện để điều khiển sự phóng tia lửa điện. Trong gia công EDM 
chất điện môi cũng thực hiện chức năng của môi trường làm nguội và làm giảm nhiệt độ cực 
kỳ cao trong khe hở phóng điện. 
 Quan trọng hơn, dung dịch điện môi được bơm vào theo khe hở hình cung để đẩy đi 
những hạt bị xói mòn giữa chi tiết và điện cực. Sự sục rửa thích hợp làm cho quá trình bóc 
vật liệu đạt hiệu quả cao. Bởi vì EDM ăn mòn kim loại bằng việc phóng tia lửa điện thay cho 
các dụng cụ cắt gọt tạo phoi nên độ cứng vật liệu không trở thành nhân tố quyết định xem 
vật liệu đó có thể gia công bằng EDM hay không. Các điện cực kim loại hoặc than chì mềm 
có thể gia công các loại thép dụng cụ đã tôi hoặc tungsten carbide (cacbít vonfram). Đây là 
một trong những lợi ích hấp dẫn của việc sử dụng phương pháp EDM. Có thể nhiệt luyện chi 
tiết trước rồi sau đó có thể gia công bằng EDM. Điều này loại bỏ rủi ro của những hư hại và 
biến dạng có thể biến những chi tiết đắt tiền thành phế liệu trong khi xử lý nhiệt. 
 Các nguyên tắc cơ bản của phương pháp cắt dây EDM cũng giống như gia công xung 
định hình EDM được mô tả ở trên. Điểm khác biệt cơ bản là thay vì sử dụng những điện cực 
có hình dạng phức tạp, trong cắt dây EDM điện cực là những sợi dây có hình dạng đơn giản, 
đường kính từ 0.006-0.012”. Thay vì sử dụng chất điện môi như trong gia công xung định 
hình EDM thì trong cắt dây EDM lại dùng nước ion hóa. 
 3.5. Các thông số của quá trình gia công 
 3.5.1. Điện áp đánh lửa (Uz) 
 Đây là điện áp cần thiết để dẫn tới sự phóng tia lửa điện. Nó cung cấp cho điện cực và 
phôi khi máy phát được đóng điện, gây ra sự phóng tia lửa điện để đốt cháy vật liệu. Điện áp 
đánh lửa Ui càng lớn thì phóng điện càng nhanh và cho phép khe hở phóng điện càng lớn. 
 3.5.2. Thời gian trễ đánh lửa (tđ) 
 Đó là thời gian giữa lúc đóng điện máy phát và lúc xảy ra phóng tia lửa điện. Khi đóng 
điện máy phát lúc đầu chưa xảy ra điều gì. Điện áp duy trì ở giá trị của điện áp đánh lửa Ui, 
dòng điện bằng 0. Sau một thời gian trễ mới tđ xảy ra sự phóng tia lửa điện dòng điện từ 0 
vọt lên Ie. 
 3.5.3. Điện áp phóng tia lửa điện (Ue) 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 43 - 
Khi bắt đầu phóng tia lửa điện thì điện áp tụt xuống từ Uz đến Ue. đây là điện áp 
trung bình trong suốt thời gian phóng tia lửa điện. Ue là một hằng số vật lý phụ thuộc vào 
cặp vật liệu điện cực/phôi. Ue không điều chỉnh được. 
 3.5.3. Dòng phóng tia lửa điện (Ie) 
Là giá trị trung bình của dòng điện từ khi bắt đầu phóng tia lửa điện đến khi ngắt 
điện. 
Khi bắt đầu phóng tia lửa điện dòng điện tăng lên từ 0 đến giá trị Ie, kèm theo sự đốt 
cháy. 
Ie ảnh hưởng lớn nhất đến lượng hớt vật liệu, độ mòn điện cực và chất lượng bề mặt 
gia công. Nhìn chung Ie càng lớn thì lượng hớt vật liệu càng lớn, độ nhám bề mặt càng lớn 
nhưng độ mòn điện cực giảm 
 3.5.4. Thời gian phóng tia lửa điện (te) 
Là khoảng thời gian giữa lúc bắt đầu phóng tia lửa điện và lúc ngắt điện, nó chính là 
thời gian có dòng điện Ie trong một lần phóng. 
 3.5.5. Độ kéo dài xung (ti) 
Là khoảng thời gian giữa hai lần đóng ngắt của máy phát trong cùng một chu kỳ 
phóng tia lửa điện. Công thức tính: ti= td + te 
Độ kéo dài xung ti ảnh hưởng đến nhiều yếu tố quan trọng. Đó là: 
 + Tỷ lệ lượng hớt vật liệu 
 + Độ mòn điện cực 
 + chất lượng và năng suất bề mặt gia công 
 3.5.6. Khoảng cách xung (t0) 
Là thời gian giữa hai lần ngắt- đóng của máy phát xung thuộc 2 chu kỳ phóng điện kế 
tiếp nhau. 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 44 - 
 3.6. Phương pháp gia công xung định hình 
Hinh 4: Gia công bằng xung định hình 
 3.7. Máy gia công bằng tia lửa điện CNC-EB600L(S.F) 
CNC ELECTRICAL DISCHARGE MACHINE 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 45 - 
 3.7.1. Các thông số kĩ thuật của máy 
 -Dung tích bể chứa: 1100×600×400mm 
 -Kích thước bàn làm việc: 700×400mm 
 -Hành trình dọc trục X: 400mm 
 -Hành trình chạy ngang trục Y: 300mm 
 -Hành trình thẳng đứng Z và hành trình giá đỡ: 300mm 
 -Giá trị tải trọng có thể : 100kg.s 
 -Tải trọng chịu đựng của bàn làm việc : 1500kg.s 
 -Khối lượng của máy: 2000kg.s 
 -Khoảng trống nhỏ nhất, lớn nhất tính từ bàn làm việc: 320~620mm 
 3.7.2. Thông số kĩ thuật của máy phát: 
Dòng ra lớn nhất 60A 90A(tuỳ chọn) 
Năng lượng điện vào 7KVA 10KVA 
Tốc độ gia công lớn nhất 400mm3/min 600mm3/min 
Độ hao mòn điện cực 0.12% 
Ảnh hưởng đến bề mặt gia công nhiều nhất RA0,2µm 
Lập trình nhiều nhất 1000 cụm 
 3.7.3.Hệ thống của bạn có thể được đảm bảo hoạt động dễ dàng: 
Với việc lắp đặt hệ thống điều khiển thông minh tự động điều khiển đạt được năng suất tối 
ưu. 
 Thông tin cảnh báo, tất cả những cảnh báo sẽ được ghi lại trong nhật kí gia công. 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 46 - 
 256 điều kiện cho phép gia công từ người điều khiển cho đến khi hoàn tất quá trình 
gia công. 
Đèn hiển thi nhanh cho phép kiểm tra điều kiện xuất nhập của máy. 
 Người điều khiển có thể xử lý vector phù hợp với quy trình gia công và cũng có thể 
điều chỉnh góc bắt đầu gia công với nhiều góc khác nhau. 
Đồng thời xử lí theo 3 phương của hệ trục. 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 47 - 
Điều khiển máy chủ 
g/c dọc theo truc X g/c lặp g/c vô hướng g/c quỹ đạo 
Dò tâm trong Dò tâm ngoài g/c khu vực g/c đường viền 
g/c ngang g/c quỹ đạo g/c quỹ đạo g/c quỹ đạo 
g/c ngang g/c quỹ đạo g/c quỹ đạo g/c quỹ đạo 
Chuyên đề công nghệ CNC GVHD: T.s. Nguyễn Hồng Sơn 
Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm 2 Lớp: Cơ điện tử K45 
 - 48 - 
Phụ kiện tiêu chuẩn: 
 Tiêu chuẩn lựa chọn 
Đặc điểm 
 -Tích hợp mạch 32bit bảo đảm trạng thái ổn định tốt nhất khi gia công. 
 -Hiển thị tiếng trung và tiếng anh. 
 -Tiến hành sửa chữa đơn giản, với 1 bộ điều khiển bạn có thể kết thúc gia công nhiều 
rãnh thẳng và gia công rãnh khuôn. 
 -gia công theo 1 hoặc 3 trục ngang, theo quỹ đạo tròn , quỹ đạo hình vuông , vector , 
hình quạt. 
 .