NGHIÊN CỨU Quá trình EDM, ION HÓA

Không gian giữa các điện cực và phôi được làm đầyvới chất lỏng điện môi.. Với điện áp bằng 170 V và khoảng cách tương đương với 0,001 inch0.025 mm, các chất điện môi ion hóa và thay đổi

mô tả.

Các điện cực được tiến về phía phôi cho đến thời điểm gần nhất giữa chúng là tươngđương với 0,001 inch (0.025 mm) Không gian giữa các điện cực và phôi được làm đầyvới chất lỏng điện môi Trong thời gian trước điện, 170 V được áp dụng giữa các điện cực

và phôi Điện áp này được gọi là điện áp hở mạch, vì không có dòng điện chạy giữa cácđiện cực và phôi Với điện áp bằng 170 V và khoảng cách tương đương với 0,001 inch(0.025 mm), các chất điện môi ion hóa và thay đổi từ một chất cách điện thành dẫn điện.Điện tích giữa các điện cực và phôi thông qua các chất điện môi ion hóa Sau khi ion hóacủa các chất điện môi, điện tiếp tục chảy qua một chất lỏng cho đến khi nó được bật OFF.Khi OFF, deionizes chất điện môi và các chất lỏng, một lần nữa, trở thành một chất cáchđiện Quá trình ion hóa điện môi-chất lỏng và ion hóa xảy ra đối với từng tia lửa Trongkhi gia công EDM là trong tiến trình, ion hóa và sự khử ion hóa điện môi-dịch diễn rahàng ngàn lần mỗi giây

Nhà thiết kế EDM-máy thường bao gồm một vôn kế như là một phần của các hộiđồng cung cấp điện Điện áp cũng có thể được xem như là một phần của một màn hìnhhiển thị video Thông thường, điện áp được sử dụng như một tài liệu tham khảo cho cácđiều kiện gia công Khi nguồn điện được bật ON, nhưng các điện cực là không đủ gần đểcác phôi cho làm dấy lên xảy ra, vôn kế sẽ chỉ ra điện áp hở mạch Điện áp chỉ định trongphát ra tia lửa là điện áp công Điện áp hở mạch có thể ở mức bình thường 100-300 V.ION HÓA

là nguy hiểm và nó có thể yêu cầu bảo vệ để bảo vệ nhân viên khỏi sốc điện Của nhà sản

xuất phải luôn luôn được quan sát thấy

Giải thích về sự ion hóa đòi hỏi phải sử dụng các cấu trúc của một-nguyên tử phần

nhỏ nhất của một nguyên tố-như là một tài liệu tham khảo Hình 3-2 minh họa chỉ có các

điện tích trong một nguyên tử và không có bất kỳ yếu tố cụ thể

Một nguyên tử được tạo thành từ một hạt nhân với các electron trong quỹ đạo xung

quanh nó Hạt nhân gồm các hạt proton và nơtron Proton có điện tích dương Nơtron

trung hòa về điện, hoặc không có điện tích Do việc xem xét này, nơtron được bỏ qua, vì

họ không có điện tích và không ảnh hưởng đến mối quan hệ giữa điện electron và proton

PhôiPhôi

Chất điện môiĐiện cực

Hình 3-1 Điển hình hydrocarbon-dầu-dung dịch điện môi.

Lưu ý: Ở khoảng cách 0.001 inch (0.025 mm) và 170 V giữa các điện cực và phôi, những thay đổi dung dịch điện môi từ một chất cách điện cho một vật dẫn điện

Cường độ điện môi = 170 V / mil (mil = 0.001 inch [0.025mm])

V = 170 volt điện áp mạch mở

X = 0.001 inch(0.025mm)

Điện áp hởmạch trước khitia lửa xảy ra

Tia lửa điệnxuất dựa trênsức mạnhđiện môi củadung dịch

Electron có điện tích âm Trong bất kỳ nguyên tử, điện tích electron tiêu cực luôn luônbằng với điện tích dương của các proton Kết quả là, các điện tích trong nguyên tử bìnhthường là số không.

Trong khi một nguyên tử bình thường có một số lượng tương đương của các electron

và proton, nó có thể gây ra các electron để trở thành lăn và rời khỏi quỹ đạo của họ xungquanh hạt nhân nguyên tử Một electron bật ra được biết đến như một electron tự do Mộtnguyên tử với một electron mất tích không còn có điện tích âm và dương bằng nhau Cácelectron mất tích gây ra các nguyên tử trở nên tích cực điện và sau đó nó được biết đếnnhư là một ion dương

Hạt

có điệntích

dươnghoặc âmtương tácvới nhau

Ví dụ,như cácđiện tíchđẩy nhau

và khônggiống nhưcác điệntích hútnhau.Hình 3-3minh họacách cácelectron

và iondương tự do tương tác với một điện cực tích điện và phôi

EDM cho phép các điện cực và phôi phải được kết nối bằng điện bằng cách hoặcmột cực dương hay âm Khi điện cực tích điện âm, ion dương được thu hút vào nó vàelectron được thu hút vào các phôi Hình 3-3A minh họa điều này Khi chiều phân cực

Lưu ý: minh họa không dùng để biểu thị bất kỳ phần tử cụ thể

Proton có điện tích dương (1)Nhân proton tích cực dương

(1); điện tích bằng tổng điện

tích âm electron(2)

Hình 3-2 Phần tử mang điện trong một nguyên tử.

Quỹ đạo electron quỹđạo xung quanh hạt

nhânElectron có điện tích

âm(2)

đảo ngược, và các điện cực được tích điện dương, các electron được thu hút vào các điệncực và các ion dương bị thu hút vào các phôi mang điện tích âm Hình 3-3B minh họa mộtđiện tích dương.

Để hiểu rõ hơn về những gì xảy ra với dung dịch điện môi như một tia lửa xảy ra,nhớ các điều sau đây:

• Cường độ điện môi được dựa trên một điện áp và một chiều;

• Cường độ điện môi cho chất điện môi được thể hiện như một số cụ thể của mỗivolt mil (chiều);

• Những thay đổi dung dịch điện môi từ một chất cách điện thành dẫn điện khi điện

áp và kích thước tương đương với Xêp hạng điện môi có độ bền của chất lỏng

• Điểm mà tại đó các thay đổi dung dịch điện môi từ một chất cách điện thành dẫnđiện được gọi là các điểm ion hóa

Hình 3-4 minh họa các điều kiện của các chất điện môi giữa các điện cực và phôi,

mà không có điện áp sử dụng Trong điều kiện này, các nguyên tử trong chất điện môi làtrung tính và không có điện tích Với không có điện áp điện cực sang-phôi áp dụng, cácchất điện môi vẫn còn trong trạng thái dung dịch bình thường

Khi một điện áp nguồn điện DC được kết nối với các điện cực và phôi, các nguyên

tử dung dịch điện môi bị ảnh hưởng bởi sự căng thẳng giữa các cực điện cực âm và cựcdương phôi Hình 3-5 minh họa tình trạng này Không có thay đổi về thể chất trong chấtđiện môi cho đến khi điện áp và kích thước của điện cực đến phôi bằng với xêp hạng điệnmôi có độ bền của chất lỏng điện môi

Tại thời điểm này, ion hóa xảy ra và dòng điện chạy qua cột ion hóa của chất lỏngđiện môi giữa các điện cực và phôi.

Khi ion hóa diễn ra, các chất lỏng điện môi trở nên nóng từ dòng điện và sau đó thayđổi thành một chất khí gọi là plasma Một đặc tính của plasma là số lượng các electron tự

do xấp xỉ bằng số lượng của các ion dương Trong điều kiện này, các điện tử dễ dàng vượt

Ion âm bị hút vào chi tiết

A.Điện cực âm

Ion dương bị hút vào chi tiết

Ion âm bị hút vào iondương

Hình 3-3 Electron và ion dương thu hút các điện cực và chi tiết

Chi tiết gia công

Trong dòng điện qua các plasma, các electron âm bị thu hút vào các phôi mang điệntích dương và các ion dương được thu hút vào các điện cực tích điện âm Các điểm kiểmsoát ion hóa chất lỏng khi tia lửa xảy ra Trong các hoạt động bình thường EDM, ion hóaxảy ra đối với từng tia lửa và ion hóa xảy ra sau khi điện cho từng tia lửa được bật OFF.DUNG DỊCH ĐIỆN MÔI

Ion hóa xảy ra ở cả dầu hydrocarbon và nước khử ion Cường độ điện môi là khácnhau cho hai vật liệu, nhưng một khi phát ra tia lửa xảy ra, điện áp công là khá liên tụccho một trong hai chất điện môi

Có sự khác biệt giữa dầu hydrocarbon và nước khử ion khi chúng được sử dụng nhưEDM chất lỏng điện môi

Nước khử ion cho phép vật liệu được hòa tan vào nó Nước phải được chuyển quamột chiếc giường nhựa để loại bỏ các mảnh vỡ trong quá trình hấp thụ tia lửa điện EDM

Nó cũng phải được thông qua bằng một hệ thống lọc để loại bỏ các chất rắn các sản phẩmđược tạo ra bởi quá trình phát ra tia lửa Đi qua nước thông qua các giường nhựadeionizes trong nước Đây là một phương pháp để tái điều hòa nước vào một chất điệnmôi chấp nhận được và nó không nên nhầm lẫn với các ion hóa và ion khử của chất lỏngtrong khoảng cách đánh điện

Hầu hết máy móc có dây cắt giảm bao gồm một cảm biến chất lượng nước Cảmbiến này đo lường điện trở hoặc dẫn điện của nước Đầu ra của cảm biến được hiển thịtrên một máy đo hoặc máy tính hiển thị video Cách đọc thông thường sẽ được hiển thịtrong ohms khi điện trở được sử dụng, và vi-siemens khi dẫn được sử dụng làm tài liệutham khảo Trong cả hai trường hợp, việc đọc đề cập đến chất lượng và độ bền điện môicủa các ion, nước lọc Nhà sản xuất khuyến cáo nên được quan sát liên quan đến chấtlượng nước có dây cắt giảm gia công được chấp nhận có thể bị xâm nhập qua việc sửdụng nước không đáp ứng được yêu cầu tối thiểu của nhà sản xuất

Dầu hydrocarbon không yêu cầu ion khử trước khi tái sử dụng Thông thường chỉlọc các mảnh vỡ làm dấy lên chất rắn yêu cầu trước khi tái sử dụng chất lỏng này trongquá trình gia công Kiểm tra phải được thực hiện và các nhà sản xuất máy tính nên đượcliên hệ để nhận xét và kiến nghị trước khi thực hiện bất kỳ thay đổi trong các loại chấtlỏng dầu hydrocarbon đã sử dụng Một sự thay đổi trong sức mạnh điện môi của chất lỏng

có thể ảnh hưởng đến hoạt động của máy EDM

Rảnh cơ sở là khoảng cách khoảng cách giữa các điện cực và bề mặt gia công củaphôi được sản xuất bằng cách đánh điện Hình 3-6 minh họa rảnh cơ sở chomáy cắt dâythông dụng Rảnh cơ sở được thể hiện như một chiều, "mỗi bên" Kích thước này mỗi bên

RẢNH CƠ SỞ

phải được xem xét khi thiết kế các điện cho máy móc và con đường lập trình cho máy cắtgiảm có dây.

Phát ra tia lửa rảnh cơ sở chính xác theo hình dạng điện mà không liên quan đếnkích thước, hình dạng, hoặc số lượng điện sử dụng Hình 3-7 minh họa một số hình dạngđiển hình, cũng như các rảnh cơ sở sản xuất

Các rảnh cơ sở tạo ra từ điện nam có hình dạng có góc nhọn tạo ra một bán kính góctrong phôi gia công bởi vì tất cả các tia lửa điện được sản xuất từ các góc điện có chiềudài tương tự Vì tất cả những tia lửa là dài bằng nhau và bắt nguồn từ một điểm trung tâmthông thường, các tia lửa đại diện bán kính của một vòng tròn và tạo ra một vòng cungvới bán kính bằng chiều rảnh cơ sở Trong hầu hết các trường hợp, bán kính này là không

đủ lớn để có một vấn đề Bán kính góc được coi là có ích trong nhiều ứng dụng vì nó giúploại bỏ một góc nhọn có thể tạo ra một điểm căng thẳng cao

Hình 3-6 Tia lửa EDMcho mỗiphía rảnh cơ sở

Hình 3-7 Rảnh cơ sở theo hình dạng điện cực.

Rảnh cơ sở được xác định bởi độ bền điện môi của chất điện môi Cường độ điệnmôi được quy định như một điện áp và một chiều hướng mà tại đó các thay đổi chất lỏngđiện môi từ một chất cách điện để dẫn điện Một dầu hydrocarbon điển hình có thể có mộtsức mạnh điện môi của 200 V mỗi mil (0,001 in hoặc 0.025 mm) Đánh giá này được dựatrên chất điện môi mới mà chưa bao giờ được đã sử dụng Máy EDM thường sử dụng mộtđiện áp mạch mở của 100 V Các khoảng cách bằng tia dài cho một máy sử dụng một điện

áp hở mạch của 100 V có thể được tính cho chất lỏng điện môi này đặc biệt bằng cách sửdụng một công thức tỷ lệ Hình 3-8 minh họa công thức này Dựa trên sức mạnh chất lỏngđiện môi của 200 V mỗi mil (0,001 in hoặc 0.025 mm), và một EDM máy điện áp hởmạch của 100 V, chiều dài Tia lửa (rảnh cơ sở) bằng 0,0005 in (0,0127 mm)

Rảnh cơ sở là biến và không phải là một chiều hướng cố định Các nhà sản xuấtcung cấp dữ liệu cho tạo ra kích thước rảnh cơ sở trong phạm vi của máy cung cấp Hình3-9 minh họa một biểu đồ đơn giản cho một rảnh cơ sở 20 A-sản lượng máy dập

Rảnh cơ sở dữ liệu xác định các hạng mục như phôi và vật liệu điện, điện cực, Tialửa-ON và -off lần, và ampe công đỉnh cao Có thể là dữ liệu rảnh cơ sở có thể được cungcấp dưới dạng biểu đồ, chứ không phải là hình thức biểu đồ Trong cả hai trường hợp, càiđặt máy là những người sử dụng để có được một tia lửa đặc biệt rảnh cơ sở

Hình 3-9 cho thấy cách rảnh cơ sở có khả năng được thiết lập trong một phạm vitương đối của 0,0006-0,0040 in (0,015-0,100 mm) Điều này sẽ xuất hiện để thể mâu

thuẫn với tuyên bố rằng sức mạnh của các chất điện môi quyết định điểm của ion hóa vàchỉ có một rảnh cơ sở cho máy hở mạch 100-V Cuộc xung đột hiển nhiên là vì xếp hạngsức mạnh điện môi được dựa trên chất lỏng tinh khiết, không có bất kỳ vật liệu nào kháchiện nay Trong các hoạt động EDM, hàng ngàn tia lửa được sản xuất mỗi giây Điều nàydẫn đến hàng ngàn con chip dẫn điện trong khoảng cách đánh điện Hệ thống lọc khônghoàn toàn loại bỏ tất cả các vật liệu rắn từ chất lỏng Các bộ lọc được đánh giá trongmicron, đó là một cách để mô tả kích thước của các hạt mà sẽ đi qua bộ lọc Hình 3-10minh họa các điều kiện trong quá trình gia công.

Kể từ khi các chip và các hạt trong khoảng cách làm dấy lên là dẫn điện và có kíchthước vật lý, sự hiện diện của chúng phải được xem xét trong việc xác định tia lửa rảnh cơ

sở Hình 3-11 minh họa ảnh hưởng của những mặt hàng có chiều dài trên điện môi-tia lửa,

mà là dựa trên sức mạnh điện môi thefluid của Các rảnh cơ sở bao gồm một tia lửa dài cốđịnh đó là dựa vào sức mạnh điện môi của dung dịch, và kích thước của chip và hạt như

họ xếp hàng để Tia lửa một con đường dẫn vào thời điểm ion hóa Các kích thước củachip EDM là biến số duy nhất Kích thước chip phụ thuộc vào năng lượng tia lửa Nănglượng tia lửa thấp sản xuất chip nhỏ và một rảnh cơ sở nhỏ hơn Năng lượng Tia lửa caolàm tăng kích thước chip và tia lửa rảnh cơ sở

Có những trường hợp mà một rảnh cơ sở lớn hơn bình thường là mong muốn đểcho phép sự di chuyển của chất điện môi nhiều hơn thông qua các khoảng cách châm ngòicho việc loại bỏ chip Một ví dụ là trong việc sử dụng một máy dập EDM cho chìm lớn,sâu răng ba chiều Trong ứng dụng này, lọc điện môi-chất lỏng được giảm xuống chophép các hạt lớn hơn để đi qua bộ lọc Những hạt này, cùng với kích thước của chipEDM, có hiệu quả tăng tia lửa rảnh cơ sở Khi phương pháp này được sử dụng, sự ổn địnhEDM-servo có thể chịu đựng khi năng lượng của tia lửa thấp là cố gắng vì chip lớn chảyqua các khoảng cách làm dấy lên trong các hoạt động hoàn thiện.

Một phương pháp đã sử dụng để tăng tia lửa rảnh cơ sở là thêm nguyên liệu nhưbột than chì, các chất điện môi Các vật liệu bổ sung không nên gây bất lợi cho các thànhphần máy bơm và bộ lọc, và nó phải là của một kích thước mà sẽ duy trì một dân số tối ưucủa các hạt đi qua khoảng cách đánh điện Số lượng phụ gia trong chất điện môi phảiđược giám sát chặt chẽ để đảm bảo tính nhất quán tia lửa

Lọc chất lỏng là một việc chính xem xét khi cân nhắc việc sử dụng các chất phụgia để tăng tia lửa rảnh cơ sở Trong khi duy trì các yêu cầu dân số phụ gia, các tia lửathêm chip EDM và làm dấy lên các mảnh vỡ để các chất lỏng Các chip EDM và làm dấylên các mảnh vỡ cần được loại bỏ bằng cách lọc Bộ lọc cũng sẽ loại bỏ ít nhất một số vậtliệu phụ gia Tại một số điểm, vật liệu phụ gia lớn hơn sẽ được thêm vào chất điện môi đểduy trì mức độ dân số phụ gia thích hợp

Lọc của vật liệu rắn từ EDM tia lửa cũng phải được xem xét trong quá trình giacông rảnh cơ sở dây cắt Ngoài ra, chất lượng nước phải được duy trì trong giới hạn nhàsản xuất quy định Độ bền điện môi và rảnh cơ sở nước cất sẽ bị ảnh hưởng bất lợi nếulòng nhựa không được duy trì đúng cách để loại bỏ các nguyên liệu hòa tan

Quá trình EDM loại bỏ vật liệu bằng nhiệt năng, một chỉ báo rằng nhiệt độ có liênquan Nhiệt độ tại các tia lửa thực sự là đủ cao để làm bốc hơi vật liệu Năng lượng nhiệtđược cung cấp bởi dòng điện chạy giữa các điện và phôi trong các hình thức của một tialửa Amperes được sử dụng để biểu thị lượng điện sử dụng trong quá trình gia công Tăngampe cũng làm tăng lượng vật liệu cắt

Định nghĩa của một ampe dựa vào tốc độ của dòng chảy của các điện tử Mộtampere bằng 6,25 tỷ tỷ (6,250,000,000,000,000,000 hay 6.25x1018) electron đi một điểmnhất định trong một giây Đây là số lượng của các electron đi qua giữa các điện và phôitrong một giây cho mỗi ampe của công điện

Một điều thú vị để xem xét liên quan đến dòng điện trong các tia lửa điện EDM là

đi ở gần tốc độ ánh sáng, mà đi với tốc độ 186.000 dặm (299.274 km) mỗi giây Đối vớimột điểm tham chiếu, ánh sáng và đi lại điện với tốc độ xấp xỉ bằng bảy lần trên toàn thếgiới tại đường xích đạo trong một giây Từ khoảng cách làm dấy lên giữa các điện cực và

CẮT BỎ VẬT LIỆU