Nghiên cứu bản chất quá trình phay tia lửa điện ứng dụng máy cnc fo550s để gia công khuôn

- Biên tập tài liệu hướng dẫn sử dụng máy gia công tia lửa điện CNC FO550S - Làm rõ cơ sở lý thuyết và bản chất của quá trình gia công tia lửa điện.. Bản chất vật lý của quá trình ăn mòn

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

Nguyễn Hữu Hiếu

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU BẢN CHẤT QUÁ TRÌNH PHAY TIA LỬA ĐIỆN, ỨNG

DỤNG MÁY CNC FO550S ĐỂ GIA CÔNG KHUÔN

Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ khí

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Hữu Hiếu

Đề tài luận văn: Nghiên cứu bản chất quá trình phay tia lửa điện, ứng

dụng máy CNC FO550S để gia công khuôn

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí

Mã số HV: CB140311

Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 18/10/2016 với các nội dung sau:

Phần nội dung trọng tâm trong thuyết minh đã sửa để thống nhất giữa phần mở đầu và phần kết luận kiến nghị

Chuẩn hóa lại cách trình bày và các thuật ngữ, sử dụng trong luận văn

Hệ thống lại các hình vẽ để thống nhất trong toàn luận văn, bổ sung ghi chú ở các hình vẽ

Bổ sung các lời dẫn, đoạn kết nối ở đầu, cuối mỗi chương để thuyết minh thêm liền lạc, logic, thêm các trích dẫn tài liệu tham khảo trong luận văn

Ngày 07 tháng 11 năm 2016

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là do bản thân Tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS NGUYỄN HUY NINH Ngoài các phần tài liệu tham khảo đã được liệt kê và nêu rõ trong Luận văn, các số liệu và kết quả thực nghiệm là trung thực, chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Huy Ninh, người đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến quá trình viết

và hoàn chỉnh Luận văn

Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với Ban lãnh đạo và Viện đào tạo Sau đại học, Viện Cơ khí của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành bản Luận văn này

Tác giả cũng chân thành cảm ơn Trung tâm CAD/CAM/CNC BK và các giáo viên thuộc trung tâm đã tạo điều kiện về thiết bị và giúp đỡ trong quá trình sự dụng thiết bị để thực hiện luận văn

Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo, các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp để Luận văn được hoàn thiện hơn và có ý nghĩa trong thực tiễn

Hà Nội, Ngày 07 tháng 11 năm 2016

Người thực hiện

Nguyễn Hữu Hiếu

Mục lục

Danh mục các bảng 1

Danh mục các hình vẽ, đồ thị 2

Phần mở đầu 4

CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN 7

1.1 Nguyên lý gia công tia lửa điện 7

1.2 Bản chất vật lý của quá trình ăn mòn tia lửa điện 8

1.2.1 Giai đoạn 1: hình thành kênh dẫn điện 8

1.2.2 Giai đoạn 2: phóng điện và làm bốc hơi vật liệu 9

1.2.3 Giai đoạn 3: hoá rắn hơi vật liệu và phục hồi 10

1.2.4 Thiết bị gia công tia lửa điện 10

1.2.5 Ưu, nhược điểm của phương pháp gia công tia lửa điện 12

1.3 Cơ chế tách vật liệu 12

1.4 Năng suất gia công – chất lượng bề mặt khi gia công bằng EDM 15

1.4.1 Năng suất gia công 15

1.4.2 Chất lượng bề mặt 18

1.5 Điện cực và sự mòn điện cực 21

1.5.1 Sự mòn điện cực 21

1.5.2 Một số vấn đề liên quan tới điện cực 24

1.6 Các thông số công nghệ của EDM 28

1.6.1 Điện áp đánh lửa Uz 29

1.6.2 Thời gian trễ đánh lửa td 29

1.6.3 Điện áp phóng tia lửa điện Ue 29

1.6.4 Dòng phóng tia lửa điện Ie 29

1.6.5 Thời gian phóng tia lửa điện te 29

1.6.6 Độ kéo dài xung ti 29

1.6.7 Khoảng cách xung t0 30

1.7 Chất điện môi 30

1.7.1 Nhiệm vụ của chất điện môi 32

1.7.2 Các loại chất điện môi và tiêu chuẩn đánh giá chúng 34

1.7.3 Ảnh hưởng chung của chất điện môi lên kết quả gia công 35

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN SẢN PHẨM NHỰA 36

2.1 Máy ép phun 36

2.1.1 Phân loại 36

2.1.2 Cấu tạo 36

2.1.2.1 Hệ thống kẹp 37

2.1.2.2 Khuôn 37

2.1.2.3 Hệ thống phun 38

2.1.2.4 Hệ thống thuỷ lực 39

2.1.2.5 Hệ thống điều khiển 39

2.1.3 Nguyên lý làm việc của máy ép phun 39

2.1.4 Các thông số cơ bản của máy 42

2.1.4.1 Thể tích phun 42

2.1.4.2 Tốc độ phun 42

2.1.4.3 Áp lực phun 42

2.1.4.4 Diện tích ép 42

2.1.4.5 Bàn kẹp 43

2.1.4.6 Lực kẹp khuôn 43

2.1.4.7 Khoảng cách giữa các tấm kẹp và hành trình của tấm di động 44

2.2 Kết cấu khuôn ép phun 44

2.2.1 Phân loại khuôn 45

2.2.1.1 Khuôn hai tấm 45

2.2.1.2 Khuôn ba tấm 37

2.2.2 Lòng khuôn 39

2.2.4 Hệ thống dẫn hướng 49

2.2.5 Hệ thống trượt 50

2.2.6 Hệ thống làm mát và thoát khí 52

2.2.7 Hệ thống đẩy 53

2.2.8 Một số ví dụ về thiết kế kết cấu khuôn 56

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN ĐỂ GIA CÔNG KHUÔN TRÊN MÁY FO550S 61

3.1 Tổng quan về gia công xung định hình trên máy FO550S 61

3.1.1 Ứng dụng của gia công xung định hình trên máy FO550S 61

3.1.2 Các đường cong công nghệ 62

3.2 Ứng dụng gia công khuôn vỏ điện thoại bằng xung định hình trên máy FO550S 67

3.2.1 Trình tự thiết kế khuôn cho sản phẩm vỏ điện thoại trên phần mềm Inventor 67

3.2.2 Ứng dụng gia công xung định hình trên máy FO550S để gia công khuôn 73

Kết luận và kiến nghị 83

Tài liệu tham khảo 84

Danh mục các bảng

Bảng 1.1 Vật liệu và gia công điện cực 22

Bảng 1.2 Bảng tính cực của điện cực 27

Bảng 1.3 Ảnh hưởng của chất điện môi lên kết quả gia công 30

Bảng 1.4 Các loại graphit của các nhà chế tạo khác nhau 35

Bảng 3.1 Bảng giá trị các khe hở 67

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Hình 1.1 Nguyên lý gia công tia lửa điện 7

Hình 1.2 Sự hình thành kênh dẫn điện 9

Hình 1.3 Sự phóng điện qua kênh dẫn điện 9

Hình 1.4 Sự phục hồi 10

Hình 1.5 Mô hình máy xung tia lửa điện 11

Hình 1.6 Các “miệng núi lửa” được hình thành liên tiếp 14

Hình 1.7 Đồ thị phụ thuộc năng suất gia công vào diện tích gia công 17

Hình 1.8 Cấu trúc bề mặt phôi 19

Hình 1.9 Đường cong nhiệt độ tối đa 21

Hình 2.1 Cấu tạo chung của máy ép phun 36

Hình 2.2 Hệ thống kẹp 37

Hình 2.3 Khuôn 37

Hình 2.4 Hệ thống cấp nhưa 38

Hình 2.5 Các công đoạn lấy sản phẩm 40

Hình 2.6 Cấu trúc cơ bản của bộ khuôn ép phun 45

Hình 2.7 Kết cấu khuôn hai tấm 46

Hình 2.8 1,2,3 trình tự mở các tấm khuôn trong khuôn ba tấm 48

Hình 2.9 Hệ thống dẫn nhựa 49

Hình 2.10 Bạc dẫn hướng Chốt dẫn hướng 50

Hình 2.11 Tháo lõi mặt bên bằng cam chốt xiên 50

Hình 2.12 Hệ thống làm nguội 53

Hình 2.13 Kết cấu khuôn bình chứa với rãnh cắt ngoài 56

Hình 2.14 Khuôn bình chứa polypropylen cổ có ren 58

Hình 3.1 Gia công bề mặt có độ sâu nhỏ 61

Hình 3.2 Gia công gân mỏng 61

Hình 3.3 Gia công micro 62

Hình 3.4 Xung lỗ 62

Hình 3.5 Gia công cổng phun ngầm 62

Hình 3.6 Sơ đồ thiết lập đường cong 63

Hình 3.7 Sơ đồ mô tả giá trị khe hở 64

Hình 3.8 Đường cong công nghệ 65

Hình 3.9 Hình dạng chi tiết cần thiết kế khuôn 68

Hình 3.10 Lõi khuôn vỏ điện thoại 72

Hình 3.11 Lòng khuôn vỏ điện thoại 72

Hình 3.12 Hình ảnh xung lỗ bên lõi khuôn 74

Phần mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa, việc ứng dụng công nghệ cao vào trong các lĩnh vực sản xuất là một nhân tố cực kỳ quan trọng, giúp thúc đẩy nhanh quá trình sản xuất, làm tăng năng suất và tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao và ổn định

Nền kinh tế - xã hội ngày càng hội nhập và phát triển, đặc biệt là trong lĩnh vực cơ khí chế tạo cần có sự trợ giúp của máy tính đòi hỏi các nhà đầu tư trong lĩnh vực này phải luôn luôn cập nhật, đổi mới công nghệ theo xu thế chung của thế giới Chính vì vậy việc ứng dụng công nghệ cao phải đỏi hỏi các nhà quản lý, các chủ doanh nghiệp phải đầu tư, quan tâm thì mới đạt hiệu quả cao trong sản xuất

Ngày nay khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển, các máy công cụ điều khiển số hiện đã được sử dụng phổ biến tại các nước phát triển Trong những năm gần đây các máy CNC được nhập vào Việt Nam với số lượng ngày càng nhiều Việc tìm hiểu khai thác khả năng công nghệ gia công trên máy CNC cũng như trên trung tâm gia công nhằm đạt hiệu quả kinh tế cao đang là nhiệm vụ cấp bách

Gia công bằng tia lửa điện là một trong những công nghệ gia công hiện đại Phương pháp này có thể gia công những vật liệu khó gia công, gia công tại các vị trí phức tạp, gia công các hình dạng phức tạp mà các phương pháp gia công truyền thống không làm được

Trong khoảng một vài thập kỉ gần đây, công nghiệp gia công tia lửa điện EDM ( viết tắt của Electrical Discharge Machining) đã thâm nhập vào Việt Nam Số lượng các cơ sở sản xuất và nghiên cứu ở nước ta nhập các loại máy gia công tia lửa điện ngày càng nhiều Tuy nhiên việc đào tạo về công nghệ này thực sự chưa được quan tâm ở các trường Đại học kỹ thuật và các Viện nghiên cứu Hiện nay, các doanh nghiệp cơ khí tại Việt Nam được trang bị máy gia công EDM CNC chủ yếu được ứng dụng trong sản xuất, chế tạo khuôn mẫu chiếm khoảng 20 -50% tùy thuộc vào độ phức tạp và kết cấu của sản phẩm Vì vậy việc nghiên cứu sâu sắc và ứng

dụng hiệu quả phương pháp gia công tia lửa điện CNC trong chế tạo cơ khí là một vấn đề rất cấp thiết hiện nay ở nước ta

Vì vậy tác giả chọn đề tài:

“Nghiên cứu bản chất quá trình phay tia lửa điện, ứng dụng máy CNC FO550S để gia công khuôn”

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

2.1 Mục đích nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu là:

- Đưa ra những kiến thức cơ bản về: Công nghệ gia công phay tia lửa điện, Công nghệ ép phun sản phẩm nhựa

- Ứng dụng máy gia công tia lửa điện CNC FO550S để gia công khuôn

2.2 Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài máy tia lửa điện CNC FO550S để gia công khuôn, phần mềm Autodesk Inventor để thiết kế khuôn

3 Tóm tắt nội dung thực hiện và đóng góp mới của tác giả

Nội dung nghiên cứu gồm:

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về công nghệ gia công tia lửa điện, máy ép phun, kết cấu của khuôn nhựa

- Biên tập tài liệu hướng dẫn sử dụng máy gia công tia lửa điện CNC FO550S

- Làm rõ cơ sở lý thuyết và bản chất của quá trình gia công tia lửa điện

- Lập chương trình gia công lòng khuôn ứng dụng máy gia công tia lửa điện CNC FO550S

Ý nghĩa đề tài:

- Nghiên cứu bản chất quá trình gia công tia lửa điện

- Đưa phần mềm Autodesk Inventor vào sử dụng tại nhiều doanh nghiệp ở Việt Nam hơn nữa

- Sơ lược về cách tiếp cận và sửa dụng phần mềm Autodesk Inventor để thiết

kế khuôn

- Xây dựng đường cong công nghệ cho máy gia công tia lửa điện CNC FO550S

4 Phương pháp nghiên cứu

Luận văn áp dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm:

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về công nghệ gia công tia lửa điện, máy ép phun, các bộ phận cơ bản của khuôn nhựa

- Nghiên cứu công nghệ gia công xung định hình và ứng dụng nó trong gia công khuôn mẫu trên máy gia công tia lửa điện CNC FO550S

- Thiết kế hoàn chỉnh bộ khuôn bằng phần mềm Autodesk Inventor

CHƯƠNG I

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN

1.1 Nguyên lý gia công tia lửa điện

Hình 1.1 Nguyên lý gia công tia lửa điện

Đặt một điện áp một chiều giữa 2 điện cực (một được gọi là dụng cụ và một gọi là phôi - chi tiết) Chúng được nhúng ngập trong 1 dung dịch cách điện đặc biệt (gọi là dung dịch điện ly) Điện áp này thường nằm trong khoảng 80V đến 200V

Khi đưa 2 điện cực tiến lại gần nhau, đến một khoảng cách  đủ nhỏ thì xảy ra sự phóng tia lửa điện Điều này có thể giải thích là do điện trường giữa khe hở đủ lớn (đạt khoảng 104 V/m) dẫn đến việc iôn hoá dung dịch điện ly và nó trở thành dẫn điện Tia lửa điện phóng qua khe hở này và hình thành kênh dẫn điện, nhiệt độ lên đến khoảng 10000oC làm bốc hơi vật liệu các điện cực áp suất vùng này sẽ cao hơn các vùng khác

Nguồn điện được ngắt đột ngột làm cho tia lửa điện biến mất Do sự chênh lệch áp suất và do dung dịch lạnh từ ngoài tràn vào kênh dẫn điện gây ra tiếng nổ nhỏ và làm hoá rắn hơi vật liệu thành các hạt ô-xít kim loại Sau đó, dung dịch điện ly được khôi phục trạng thái cũ của nó: không dẫn điện

Nguồn điện được cung cấp lại và tia lửa điện lại xuất hiện

Có thể thấy những điểm mấu chốt của phương pháp gia công tia lửa điện gồm: Nguồn cung cấp điện áp dạng xung: thời gian ngắt nguồn điện là khoảng thời gian cần thiết để dung dịch điện ly có thể khôi phục lại trạng thái không dẫn điện của nó

và sẵn sàng cho xung gia công tiếp theo Nếu thời gian này không có hay nhỏ quá sẽ làm dung dịch điện ly luôn ở trạng thái dẫn điện Điều này làm cho tia lửa điện phát triển thành hồ quang gây hỏng bề mặt chi tiết và dụng cụ

Các điện cực làm bằng 2 loại vật liệu khác nhau và được nhúng ngập trong dung dịch điện ly: dung dịch này có chức năng chính là môi trường hình thành kênh dẫn điện

Giữa các điện cực luôn có 1 khe hở nhỏ được gọi là khe hở phóng điện Khe hở này cần được đảm bảo trong suốt quá trình gia công để duy trì sự ổn định của tia lửa điện

1.2 Bản chất vật lý của quá trình ăn mòn tia lửa điện

Quá trình ăn mòn của một xung gia công được trải qua 3 giai đoạn: giai đoạn hình thành kênh dẫn điện, giai đoạn phóng tia lửa điện làm bốc hơi vật liệu và giai đoạn

phục hồi

1.2.1 Giai đoạn 1: hình thành kênh dẫn điện

Các đặc điểm chính của giai đoạn này là:

Giai đoạn này được xác định trong khoảng thời gian khi bắt đầu có điện áp (cấp bởi nguồn) và kết thúc khi điện áp bắt đầu giảm

Mô tả hiện tượng: khi điện trường giữa 2 điện cực tăng lên do việc đưa chúng đến gần nhau làm cho vận tốc của các ion và điện tử tự do (có trong lớp dung dịch điện

ly ở giữa các điện cực) tăng lên và bị hút về phía cực trái dấu Trong quá trình di chuyển, chúng va đập với các phân tử trung hoà và làm tách ra các ion và điện tử mới Cứ như vậy, khi khoảng cách càng nhỏ làm từ trường và động năng của các ion và điện tử càng lớn dẫn đến hình thành một dòng chuyển dịch có hướng của ion

và điện tử tạo nên dòng điện

Kết quả: dung dịch điện ly trở nên dẫn điện ở cuối giai đoạn này

Hình 1.2 Sự hình thành kênh dẫn điện 1.2.2 Giai đoạn 2: phóng điện và làm bốc hơi vật liệu

Hình 1.3 Sự phóng điện qua kênh dẫn điện

Thời gian của giai đoạn này được tính từ khi điện áp bắt đầu giảm đến một trị số xác định và giữ nguyên cho đến khi giảm về 0V (ngắt nguồn)

Mô tả hiện tượng: dòng điện xuất hiện trong kênh dẫn điện kèm theo sự xuất hiện tia lửa điện Tại kênh dẫn điện, năng lượng tập trung rất lớn (đạt cỡ 105 đến 107

W/mm2) làm cho nhiệt độ tại đó đạt tới 10000o C Vật liệu của các điện cực tại nơi xuất hiện tia lửa điện bị bốc hơi bởi nhiệt độ cao Bên cạnh đó còn có một lượng nhỏ vật liệu bị tách khỏi bề mặt các điện cực do sự va đập của các ion và điện tử lên

bề mặt của chúng

Giai đoạn này chính là giai đoạn có ích trong cả một xung gia công: ăn mòn vật liệu tạo thành hình dáng chi tiết theo yêu cầu

1.2.3 Giai đoạn 3: hoá rắn hơi vật liệu và phục hồi

Hình 1.4 Sự phục hồi

Thời gian ngắt nguồn điện là khoảng thời gian của giai đoạn này

Mô tả hiện tượng: nguồn xung bị ngắt đột ngột, dung dịch điện ly lạnh ở xung quanh tràn vào gây nên sự thay đổi áp suất đột ngột tạo nên tiếng nổ nhỏ Hơi của vật liệu điện cực hoá rắn do việc giảm nhiệt độ đột ngột tạo nên các hạt ô-xít kim loại có kích thước nhỏ (cỡ vài trăm micro mét) Các hạt ô-xít này không dẫn điện hoặc dẫn điện rất kém (tuỳ vào vật liệu các điện cực)

Kết thúc giai đoạn này, dung dịch điện ly lấy lại trạng thái ban đầu của nó: không dẫn điện

Một xung gia công kết thúc Các giai đoạn trên được lặp lại cho các xung gia công

kế tiếp theo

Sau hàng loạt xung gia công có ích, vật liệu của các điện cực bị ăn mòn dần theo từng lớp Người ta thường chọn vật liệu dụng cụ có khả năng chịu ăn mòn hơn (bằng đồng hay graphite) nên chi tiết dần bị ăn mòn nhiều và sẽ mang hình dáng của dụng cụ

1.2.4 Thiết bị gia công tia lửa điện

Hình 1.5 Mô hình máy xung tia lửa điện

- NC-controller generator: bộ điều khiển số

- Servo drive: bộ điều khiển động cơ servo

- Machine head: trục chính của máy (thường dùng để gắn dụng cụ) Nó đóng vai trò

là trục Z

- Dielectric tank: thùng chứa dung dịch điện ly (ngập các điện cực)

-Workpiece: phôi – chi tiết cần gia công

- Electrode: dụng cụ

- Dielectric unit: hệ thống thùng và bơm dung dịch điện ly lên thùng chứa

- Machine table: bàn máy có thể di chuyển theo 2 phương X, Y

- Gap: khe hở phóng điện Khe hở này cần phải được đảm bảo không đổi trong suốt quá trình phóng tia lửa điện

- Dielectric: dung dịch điện ly

- Pulse generator: nguồn cung cấp điện áp công suất một chiều dạng xung

Với các thiết bị gia công EDM khác có cấu tạo tương tự, chỉ có 1 số điểm khác nhau

cơ bản để phù hợp với ứng dụng thực tế của thiết bị đó:

- Yêu cầu về dịch chuyển bàn máy như WEDM

- Loại dung dịch điện ly: trong phay và xung là dầu, còn WEDM là nước

Dielectric

Electrode

Workpiece

Pulse generator

- Loại dụng cụ

- Công suất thiết bị,

1.2.5 Ưu, nhược điểm

Từ nguyên lý gia công tia lửa điện, có thể thấy những ưu điểm và hạn chế của phương pháp gia công này:

1.2.5.1 Ưu điểm

Một trong những điểm đặc sắc nhất của quá trình gia công bằng tia lửa điện là không có lực cắt trong quá trình gia công Không có lực cắt đồng nghĩa với việc tính toán đồ gá, bàn máy sẽ đơn giản hơn rất nhiều, công suất của động cơ điều khiển các trục cũng sẽ không cần lớn như trước Đó cũng là lý do vì sao các hãng chế tạo máy xung đẩy mạnh nghiên cứu gia công máy phay, máy khoan tia lửa điện bởi nếu thành công, họ sẽ có thể chế tạo được các chi tiết phức tạp không thua gì các phương pháp gia công truyền thống mà công suất có thể thấp hơn nhiều

Chất lượng chi tiết gia công tốt, độ chính xác kích thước và độ nhám bề mặt không thua kém gì các phương pháp gia công truyền thống

Ngày càng có nhiều đóng góp trong lĩnh vực gia công khuôn mẫu với tổng số sản phẩm tăng dần theo hàng năm

1.2.5.2 Nhược điểm

Không gia công được những chi tiết phức tạp Rõ ràng nơi phôi bị ăn mòn, hình dáng chi tiết sẽ có hình dáng giống như điện cực Vì vậy, nếu cần phải gia công những chi tiết phức tạp, việc thiết kế điện cực sẽ trở nên khó khăn hơn rất nhiều lần Tốc độ gia công chậm Sau mỗi xung, bề dày lượng kim loại bị ăn mòn chỉ khoảng vài ỡm và chỉ giới hạn trong một diện tích nhỏ Tốc độ gia công chậm đồng nghĩa với năng suất chế tạo thấp Các nghiên cứu nhằm tăng tốc độ gia công bằng tia lửa điện cũng là một mối quan tâm lớn của các hãng chế tạo máy xung trên thế giới

1 3 Cơ chế tách vật liệu

Sự đồng đều khi hớt vật liêu:

Trên thực tế bề mặt phôi và bề mặt điện cực không phẳng như ta tưởng tượng mà

nó có các nhấp nhô Khoảng cách giữa hai bề mặt điện cực trong toàn bề mặt thực

tế là không cố định mà nó thay đổi do các nhấp nhô

Nếu trên bề mặt phôi xuất hiện một miệng núi lửa rất nhỏ ở điểm A nào đó và có khoảng cách gần nhất tới điện cực Khi một điện áp thích hợp được đặt giữa hai điện cực (dụng cụ và phôi), một trường tĩnh điện có cường độ lớn được sinh ra nó gây ra sự tách các electron từ cực âm A Các electron được giải phóng này được tăng tốc về phía cực dương, sau khi đạt được tốc độ đủ lớn các electron này va đập với các phần tử điện môi, bắn phá các phần tử đó thành các electron và các ion dương Các electron vừa sinh ra lại được tăng tốc và nó lại đánh bật các electron khác từ các phần tử dung dịch điện môi Cứ như vậy, một cột hẹp các phần tử dung dịch điện môi bị ion hoá được sinh ra tại điểm A nối hai điện cực lại với nhau (sinh

ra một dòng thác điện tử, cột phần tử bị ion hoá tăng lên và có tính dẫn điện tia lửa điện) Kết quả là tia lửa điện này là một sóng chèn ép lớn được sinh ra và có nhiệt độ rất lớn tăng lên trên các điện cực (10000120000C) Nhiệt độ lớn này làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu điện cực, vật liệu nóng chảy bị dòng dung môi cuốn

mạnh-đi và một vết lõm trên hai bề mặt đựơc sinh ra Ngay lúc đó thì khoảng cách giữa hai điện cực tại A tăng lên và vị trí tiếp theo có khoảng cách ngắn nhất giữa hai điện cực là một vị trí khác (ví dụ tại B) Tương tự khi nguồn điện áp đựơc đóng ngắt một lần nữa, chu kỳ trên được lặp lại, tia lửa điện tiếp theo được sinh ra tại vị trí B Cứ như vậy khi máy phát đóng ngắt liên tục thì sự phóng tia lửa điện sẽ sản sinh ra một loạt miệng núi lửa kế tiếp nhau trên toàn bề mặt điện cực Kết quả là vật liệu được hớt đi một cách đồng đều trên toàn bề mặt điện cực (phôi)

Bề mặt được gia công tia lửa điện sẽ hình thành do sự tạo nên các “miệng núi lửa” li ti đó Nếu năng lượng do phóng tia lửa điện được giảm một cách hợp lý thì các “miệng núi lửa” sẽ có kích thứơc cực nhỏ và ta nhận được một bề mặt có độ bóng cao

Hình 1.6 Các “miệng núi lửa” được hình thành liên tiếp

Các đặc tính tách vật liệu đầu tiên phụ thuộc vào năng lượng tách vật liệu We

We = Ue.Ie.te

Trong đó: Ue, Ie là các giá trị trung bình của điện áp và dòng tia lửa điện được lấy trong khoảng thời gian xung Do Ue là một hằng số vật lý phụ thuộc vào cặp vật liệu điện cực/phôi nên về thực chất, năng lượng tách vật liệu chỉ phụ thuộc vào dòng điện và thời gian xung

Dòng điện tổng cộng trong kênh plasma qua khe hở phóng điện là tổng của dòng các điện tử chạy tơi cực dương (canôt) và dòng các ion dương chạy tới cực âm (anôt) Do khối lượng của các ion dương lớn hơn trên 100 lần so với khối lượng của các điện tử, nên có thể bỏ qua tốc độ của các ion dương khi xuất phát các xung điện

so với tốc độ của điện tử

Mật độ điện tử tập trung tới bề mặt cực dương (anôt) cao hơn nhiều lần so với mật độ ion dương tập trung tới bề mặt cực âm (anôt) trong khi mức độ tăng của dòng điện rất lớn trong khoảnh khắc đầu tiên của sự phóng điện Điều này là nguyên nhân gây ra sự nóng chảy rất mạnh ở cực dương (canôt) trong chu kỳ này Dòng ion dương chỉ đạt tới cực âm (catôt) trong micro giây đầu tiên Chính các ion dương này gây ra sự nóng chảy và bốc hơi của vật liệu điện cực catôt Do đó có hiện tượng điện cực bị mòn

Sở dĩ vật liệu lỏng được tống ra khỏi khe hở giữa hai điện cực là :

Do vật liệu điện cực khi tiếp xúc với plasma ở một pha có áp lực cao tới 1kbar

và nhiệt độ cực cao tới 100000C trong kênh plasma

Do sự đột ngột biến mất của kênh plasma khi dòng điện bị ngắt Ngay tức khắc

áp suất tụt xuống bằng áp suất xung quanh sau khi ngắt dòng điện Nhưng nhiệt độ của dòng chất lỏng không tụt nhanh như thế Điều này gây ra sự nổ và bốc hơi của

chất lỏng nóng chảy hiện có Tốc độ cắt dòng điện và mức độ sụt của xung dòng điện sẽ quyết định tốc độ sụt áp suất và sự bắt buộc nổ vật liệu chảy lỏng Thời gian sụt của dòng điện là yếu tố quyết định đối với độ nhám bề mặt gia công

1.4 Năng suất gia công – chất lượng bề mặt khi gia công bằng EDM

1.4.1 Năng suất gia công.

Năng suất gia công (mm3/phút hay g/phút): là lượng hớt vật liệu chi tiết trong một khoảng thời gian Năng suất tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện và khoảng thời gian gia công có ích (thời gian của giai đoạn 2)

Trên thực tế, một đại lượng khác tương tự năng suất thường được dùng trong quá trình điều khiển là hiệu suất gia công Hiệu suất gia công được tính theo công thức

k e

t t

t

1

) (

) (

)(

Năng suất gia công tia lửa điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố, quan trọng nhất là các yếu tố cơ bản sau:

- Khe hở phóng tia lửa điện 

- Cường độ dòng điện I

- Tần số xung f

- Điện dung C

- Diện tích bề mặt gia công F

- Chất lượng điện cực và chất lượng điện môi

1.4.1.1 Ảnh hưởng của khe hở phóng tia lửa điện :

 ảnh hưởng đến điện áp của tụ đã được tích điện Uc

1

RC T i

Trong đó: T1 thời gian tích điện (s)

* Nếu  nhỏ thì Ucmax cũng nhỏ nên tần số xung lớn, bởi vì ta có quan hệ:

C U

I RC

Do f tăng cho nên thời gian phóng tia lửa điện te nhỏ

Như vậy,  nhỏ  Uc giảm; te giảm, cho dù Ie có lớn thì năng lượng tích lũy trong xung điện We (năng lượng tách vật liệu) vẫn nhỏ:

We = Ue.Ie.te

Dấn đến năng suất cũng thấp

* Nếu  lớn thì Uemax lớn  f nhỏ Nhưng theo đồ thị trên thì dòng điện Ie cũng nhỏ làm cho năng suất vẫn thấp Như vậy, việc chọn tối ưu sao cho sự phóng điện diễn ra đều đặn để có được một năng suất gia công phù hợp là rất cần thiết

Công suất gia công: Ne = 1

0 1

.

1 T

U T

Với:

) 1

(

1

RC T i

 (5) IZ = Ui/R (6) R: điện trở trong mạch RC

C: điện dụng của mạch RC

T1: thời gian tớch điện

Thay (4) và (5) vào (3), ta được:

1 ( Z T RC T RC T

 (7), gọi là hệ số tích điện Thay lên trên và sau khi tính

toán phân tích ta được:

Nc = U i I z U i.I z.a p

)1

1ln(

Với ap =

)1

1ln(

, gọi là hệ số công suất

Từ công thức trên ta thấy rằng ap đạt max khi  = 0,6  0,8 phải giữ ổn định trong khoảng cách đó Vậy phải điều chỉnh khoảng cách điện cực phù hợp với trị số  trên

và bộ phận điều khiển

1.4.1.2 Ảnh hưởng của điện dung C

Ta cũng có kết quả theo đồ thị sau Trong đó chỉ ra rằng điện áp tối ưu Uopt = 0.7Ui sẽ đạt được một lượng hớt vật liệu lớn nhất đồng thời lượng mòn điện cực là nhỏ nhất

Khi giữ Uopt = const, ta thay đổi điện dung C thì được kết quả như hình 1.7 Ta xác định được điện dung giới hạn Cgh, nếu C < Cgh thì sẽ gây ra hiện tượng hồ quang làm giảm năng suất gia công

f

Hå quang

f

Hình 1.7 Đồ thị phụ thuộc năng suất gia công vào diện tích gia công

1.4.1.3 Ảnh hưởng của điện tích vùng gia công F

Theo đồ thị bên thì: sau đoạn tăng lên gần như tuyến tính của Vo thì đến đoạn giảm dần khi diện tích đạt giá trị tới hạn Fgh Điều này do khi đã quá Fgh thì cũng có nghĩa là vượt qua dòng điện tới hạn Việc lấy phoi ra khỏi khe hở điện cực khó khăn hơn Điều này ảnh hưởng đến năng suất gia công

Khi gia công thô sẽ có độ nhám rất lớn, tạo ra bề mặt thô và ngược lại khi gia công tinh Bề mặt càng thô thì tính chống mài mòn càng kém và nguy cơ bị ăn mòn hoá học càng cao

Độ nhám đầu tiên phụ thuộc vào năng lượng của một lần phóng điện, một phần điện tích của tụ tạo ra vết lõm, do vậy thể tích của vết lõm tỉ lệ với năng lượng phóng ra của tụ:

V 0 , T

V 0

F T

F gh

U: là điện ỏp giữa 2 điện cực

C: là điện dung của tụ

Như vậy, thể tớch của vết lừm:

V = K.U2.C Trong đú:

K là hệ số phụ thuộc vào vật liệu và điều kiện gia cụng

Giả sử V tỉ lệ với lập phương của chiều sõu (R) thỡ:

RMax = K1 3

V = K2 U2/3.C1/3 = m.C1/3 Qua nghiờn cứu lý thuyết cũng như thực nghiệm, người ta chứng minh được:

- Điện ỏp giữa hai điện cực tăng ( tăng) thỡ độ nhỏm bề mặt R tăng

- Cụng suất gia cụng tăng R tăng

Sụ khác biệt độ cúng điển hình trong lớp bề mặt.

Hv

400 600 800 1000

Vùng ảnh huởng nhiệt của bề mặt phôi.

1-Lớp trắng: đó là lớp kết tinh lại, với các vết nứt tế vi do ứng suất dư vì nóng lạnh

đột lặp lại Độ kéo dài xung te càng lớn thì lớp này càng dày

2-Lớp bị tôi cứng: với cấu trúc dòn, lớp này có độ cứng tăng vọt (trên 1000 HV) so

với kim loại nền

3-Lớp bị ảnh hưởng nhiệt: do nhiệt độ ở đây đã vượt quá nhiệt độ ostenit(Fe-Fe3C) trong một thời gian ngắn Độ cứng của lớp này giảm so với lớp tôi cứng, khoảng dưới 800HV

Dưới cùng là lớp không bị ảnh hưởng nhiệt Nó trở lại độ cứng bình thường của vật liệu nền

Nhiệt độ cao sinh ra do sự phóng điện gây ra nóng chảy và bốc hơi vật liệu, rõ ràng là nhiệt độ này tác dụng lên tính chất của lớp mỏng (2.5-150m) của bề mặt gia công Lớp ngoài cùng bị nguội nhanh, đó là nguyên nhân làm lớp này rất cứng, lớp sát trong lớp này ở trong điều kiện như ram

Độ cứng lớp bề mặt sau khi gia công sẽ làm cho độ bền mòn tăng lên Tuy nhiên, độ bền mỏi giảm do các vết nứt tế vi tăng trên bề mặt trong quá trình làm nguội nhanh Hình trên chỉ ra sự so sánh của độ bền mỏi giữa phương pháp phay và gia công tia lửa điện

Tính chất của lớp mỏng bề mặt không ảnh hưởng nhiều đến độ bền kéo Cấu trúc của vật liệu đã bị thay đổi do tia lửa gây ra Tính chất hoá học cũng thay đổi Những tính chất này làm tăng sự mài mòn

Tùy thuộc vào nhiệt độ khi làm việc, quá trình xử lý nhiệt sẽ có sự thay đổi về cấu trúc ban đầu của thép và làm thép dễ bị cứng, khi đó có thể dẫn đến hai trường hợp sau:

- Thép bị biến cứng (hiệu ứng biến cứng do vượt quá điểm chuyển đổi)

- Để làm mềm (hiệu ứng quá nhiệt với trường hợp thép cứng và thép đã tôi, nếu nhiệt độ lớn hơn so với nhiệt độ tôi ban đầu)

Hình 1.9 Đường cong nhiệt độ tối đa

Trong thực tế, hiện tượng biến cứng ở lớp trung gian có thể quan sát được, vùng dẻo hóa (nếu có) được nằm ngay cạnh vùng kim loại không bị ảnh hưởng bởi

Trong qua trình gia công, điện cực cũng bị hớt đi một lớp mỏng vật liệu của

nó, tuy rất nhỏ so với lượng hớt vật liệu của phôi Sự hớt vật liệu từ điện cực này là không mong muốn vì nó gây ra sự mòn điện cực

Có thể giữ cho độ mòn điện cực là nhỏ nhất bằng cách chọn vật liệu điện cực phù hợp và phôi, và xác định sự đấu cực phù hợp Việc chọn các tham số ăn mòn điện cực cũng tác động lên độ mòn điện cực Chính do sự mòn điện cực mà nó gây ra sự không chính xác khi gia công

Độ mòn tương đối  của điện cực :

VE: Thể tích vật liệu bị mất đi ở điện cực

VW: Thể tích vật liệu phôi được hớt đi

ảnh hưởng lên độ mòn tương đối  của điện cực có các yếu tố sau:

- Sự phối hợp điện cực/phôi

- Dòng điện Ie, hay bước dòng điện

- Độ kéo dài xung

- Sự đấu cực

Giá trị độ mòn được xác định chủ yếu bởi sự phối hợp vật liệu điện cực/phôi Thông thường khi gia công các loại khuôn khác nhau người ta chọn các vật liệu cho điện cực và phôi theo bảng sau:

Bảng 1.1 Vật liệu và gia công điện cực

Tình trạng gia công Vật liệu điện cực

Kiểu

khuôn

Vật liệu gia công Bề mặt Đồng Than

Các bít Đồng

Các bít Bạc Khuôn

đúc nhôm

Thép Thép Các bít Các bít

Thô Tinh Thô Tinh

thiêu kết

Thép Thép Các bít Các bit

Thô Tinh Thô Tinh

đúc và

Thép Thép

5-10μ Rma 10-20

khuôn

nhựa

Thép Thép Thép Thép

20-30 30-50 50-100 100-200

Thép Thép Thép Thép Thép

10-20 20-30 30-50 50-100 100-200 Hơn 200

Chú thích cho các thông tin ở trên:

A: Điện cực đồng là tốt hơn điện cực Grafit khi gia công bề mặt tinh nhưng với gia công bề mặt thô điện cực Grafit tốt hơn điện cực đồng

B: Khi gia công với dòng điện có cường độ (cắt thô) bằng điện cực đồng sẽ gây ra ăn mòn lớn: Khi gia công với dòng điện có cường độ thấp (gia công tinh) bằng điện cực Grafit thì điện cực

bằng các bít đồng và các bít bạc sẽ tốt hơn điện cực đồng và

grafit Nếu vật gia công không quá cứng ví dụ như thép thì điện

cực đồng, grafit là tốt hơn

1.5.2 Một số vấn đề liên quan tới điện cực

1.5.2.1 Yêu cầu của vật liệu điện cực:

Mọi vật liệu dẫn điện và dẫn nhiệt đều có thể dùng làm điện cực Nhưng để sử dụng chúng một cách kinh tế và hiệu quả thì chúng phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Có tính gia công tốt, nghĩa là phải dễ gia công Đồng thời vật liệu điện cực phải rẻ, có khối lượng riêng nhỏ để có thể chế tạo các điện cực lớn nhưng không quá nặng làm ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của máy

1.5.1.2 Các loại vật liệu điện cực

Người ta phân biệt ba nhóm vật liệu điện cực:

- Nhóm vật liệu kim loại: Đồng điện phân, đồng-volfram, bạc-volfram, đồng thau và thép

- Nhóm vật liệu phi kim loại: Graphit

- Nhóm vật liệu pha trộn kim loại-phi kim loại: Đồng-graphit

Ngoài ra, các vật liệu như: thép, volfram, nhôm, molipđen, hợp kim cứng chỉ đựơc sử dụng làm điện cực trong một số ứng dụng đặc biệt

Dưới đây ta đi tìm hiểu một vài vật liệu điện cực phổ biến nhất trong gia công tia lửa điện

Sau đây là một số vật liệu thông thường để làm điện cực:

- Đồng điện phân:

Đồng điện phân chứa ít nhất 99,92%Cu và tối đa 0,005%O2

Khối lượng riêng: 8,9g/cm3

Điểm nóng chảy: 10830C

Điện trở riêng: 0,0178 mm2/m

Đồng điện phân phù hợp để gia công thép Nó có thể được dùng nhiều lần để gia công thô hoặc gia công tinh Việc gia công đồng điện phân hầu như không có khó khăn gì nhưng khó hơn graphit Điện cực đồng điện phân cần được khử ứng suất nội

để tránh bị biến dạng do sự giải phóng ứng suất nội trong khi gia công tia lửa điện

Ưu điểm:

+ Điện cực đồng điện phân có độ hớt vật liệu cao và độ mòn nhỏ

Nhược điểm:

+ Điện cực bằng đồng điện phân nặng và có độ dãn nở vì nhiệt lớn

+ Điện cực bằng đồng điện phân dễ bị biến dạng nên khi làm các điện cực mảnh

dẻ thì điện cực không ổn định về hình dáng

- Đồng -volfram:

Đồng-volfram gồm (6580)% W, còn lại là đồng

Khối lượng riêng: 1518 g/cm3

Điểm nóng chảy: khoảng 25000C

Điện trở riêng: 0,0450,055 mm2/m

Ưu điểm:

+ Điện cực bằng đồng-volfram có độ bền mòn cao là nhờ có mặt của volfram

+ Có tính dẫn điện cao là nhờ có đồng Điện cực bằng đồng-volfram đạt được chất lượng bề mặt gia công tia lửa điện tương đương với điện cực đồng điện phân, nhưng đồng-volfram có độ bền cao hơn Lượng hớt vật liệu tốt hơn đồng điện phân, nhưng tính gia công kém hơn

Nhược điểm:

+ Khối lượng riêng lớn và giá thành cao nên kích thước của điện cực bị giới hạn

- Graphit:

Graphit là cácbon tinh khiết với 0,1% tro

Khối lượng riêng: 1,61,85 g/cm3

Điện trở riêng: 815mm2/m

Độ bền gẫy: 200700 kg/cm2

Graphit có cấu trúc gốm nên nó có độ bền hình dáng-nhiệt rất cao và hơn nữa, nó rất bền nóng Graphit cũng thích hợp để gia công thép Khi gia công thép, nếu graphit đấu cực dương sẽ có độ mòn ít hơn so với đồng

Với đồng điện phân, nếu tăng cường độ phóng điện thì luôn luôn gắn với việc điện cực bị mòn nhiều hơn Nhưng ở graphit thì khác, nếu tăng cường độ phóng tia lửa điện thì sự mòn điện cực không đổi, chỉ khi dòng phóng tia lửa điện rất cao (trên 200A) thì mới có sự thay đổi độ mòn điện cực

+ Graphit có tính dẫn điện tốt, độ dẫn điện là 10 m

+ Graphit có độ dẫn nhiệt cao hơn nhiều kim loại

+ Độ giãn nở nhiệt rất thấp, bằng 3.10-6/K và chỉ bằng 1/6 độ giãn nở nhiệt của

đồng điện phân (17.10-6/K)

+ Dưới tác dụng của nhiệt trong quá trình gia công tia lửa điện các điện cực graphit vẫn giữ được hình dáng ngay cả khi các điện cực có thành mỏng và phức tạp

Nhược điểm:

+ Graphit giòn, làm yếu đôi chút quan hệ mài mòn ở góc điện cực

+ Graphit không thích hợp khi gia công tinh, do đạt độ nhám thấp Graphit có độ hạt càng nhỏ thì càng đắt

Bảng 1.2 Bảng tính cực của điện cực

Vật liệu làm điện

cực Vật liệu của phôi

Tính cực của điện cực Sự mòn điện cực

Đồng Cácbít đồng Cácbít bạc Nhôm Đồng thau Vật liệu siêu cứng Thép

Đồng Cácbít đồng

+ + + + + + +

-

- + + +

- +

-

-

Thấp Cao Thấp Thấp Thấp Cao(chú ý 1) Thấp Cao Cao Cao Thấp Thấp Cao Thấp Cao Cao

Chú ý 1: Điện cực đồng gia công hợp kim siêu cứng

“+” Điện cực sử dụng để cắt thô

“-” Điện cực sử dụng để cắt tinh

Chú ý 2: Điện cực Graphit gia công thép

“+” Điện cực sử dụng với kiểu làm khuôn lỗ

“-” Điện cực sử dụng với kiểu làm khuôn cắt đứt

1.6 Các thông số công nghệ của EDM

Dựa vào các đặc tính thời gian của sự phóng tia lửa điện người ta có thể nhận ra các đặc tính về điện Các đặc tính này chính là các thông số điều chỉnh quan trọng nhất của quá trình gia công

Mỗi máy phát của thiết bị gia công tia lửa điện đều có nhiệm vụ là cung cấp năng lượng làm việc cần thiết Trước đây người ta dùng các máy phát có tụ bù Nhược điểm của loại máy này là 50% năng lượng tích trữ trong điện trở nạp bị biến thành nhiệt Vì vậy, loại máy này có hiệu suất khoảng 50%

Ngày nay do sự phát triển của khoa học kỹ thuật các máy phát hiện đại của một thiết bị gia công tia lửa điện là một máy phát xung tĩnh ở đây năng lượng được

Thép Đồng Nhôm Đồng thau Vật liệu siêu cứng Thép

Thép

- + +

-

- +

- + +

-

- +

Cao Thấp Thấp Cao Cao Thấp (chú ý 2) Cao Thấp Cao Cao Cao Cao

điều khiển bằng điện tử như phát xung tĩnh có ưu việt lớn ở độ linh hoạt của các thông số điều chỉnh Qua đó mỗi trường hợp gia công có thể được giải quyết dưới quan điểm là điện cực phải ít mòn nhất và chất lượng bề mặt gia công là tối ưu Muốn vậy, tất cả các thông số của quá trình gia công phải được điều chỉnh phù hợp

Các thông số đó gồm:

1.6.1 Điện áp đánh lửa U z

Đây là điện áp cần thiết để dẫn tới sự phóng tia lửa điện Nó được cung cấp cho điện cực và phôi khi máy phát đựơc đóng điện, gây ra sự phóng tia lửa điện để đốt cháy vật liệu Điện áp đánh lửa Uz càng lớn thì phóng điện càng nhanh và cho phép khe hở phóng điện càng lớn

1.6.2 Thời gian trễ đánh lửa t d

Đó là thời gian 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 Uz, dòng điện vẫn bằng không Sau một thời gian trễ td mới xảy ra sự phóng tia lửa điện Dòng điện từ không vọt lên giá trị Ie

1.6.3 Điện áp phóng tia lửa điện U e

Khi bắt đầu phóng tia lửa điện thì điện áp sụt tử Uz xuống giá trị 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

1.6.4 Dòng phóng tia lửa điện I e

Dòng 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 từ không tăng vọt lên giá trị Ie, kèm theo sự đốt cháy Ie ảnh hưởng lớn nhất lên lượng hớt vật liệu, lên độ mòn điện cực và chất lượng bề mặt gia công Nhìn chung khi Ie càng lớn thì lượng hớt vật liệu càng lớn, độ nhám gia công càng lớn nhưng độ mòn điện cực giảm

1.6.5 Thời gian phóng tia lửa điện t e

te là khoảng thời gian giữa lúc bắt đầu phóng tia lửa điện và lúc ngắt điện, tức thời gian có dòng Ie trong một lần phóng điện

1.6.6 Độ kéo dài xung t i

Đây là khoảng thời gian giữa hai lần đóng-ngắt của máy phát trong cùng một chu

kỳ phóng tia lửa điện Độ kéo dài xung ti là tổng của thời gian trễ đánh lửa Id và thời gian phóng tia lửa điện te:

Đây là khoảng thời gian giữa hai lần đóng ngắt của máy phát giữa hai chu kỳ xung

kế tiếp nhau, t0 còn được gọi là độ kéo dài nghỉ của xung

Ta phải giữ cho t0 nhỏ nhất có thể được để đạt được một lượng hớt vật liệu tối đa, nhưng đồng thời phải đảm bảo khoảng cách xung t0 phải đủ lởn để có đủ thời gian thôi ion hoá chất điện môi trong khe hở phóng điện Nhờ đó sẽ tránh được các lỗi của quá trình như sự tạo thành hồ quang hoặc đóng ngắn mạch Cũng trong khoảng thời gian t0, dòng chảy sẽ đẩy các phoi liệu bị ăn mòn ra khỏi khe hở phóng điện

Gia công thô: Độ nhớt điện môi từ 4 đến 10 cst

Gia công tinh: Độ nhớt điện môi từ 2 đến 3 cst

Bảng 1.3 Đặc tính một số chất điện môi

Tên sản phẩm Độ nhớt tại

20°C (cst)

Điểm cháy (°C) Lớp độc tính

FINADIEL 35 3,55 102 R65-S23-24-62

WINTER SHALL MIHAGAN