Thiết kế và chế tạo máy cắt dây CNC

LỜI NÓI ĐẦU Do nhu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, việc đầu tư và phát triển trang thiết bị có công nghệ mới và hiện đại rất cần thiết. Những năm gần đây việc đầu tư các thiết bị, máy gia công... có công nghệ mới và hiện đại ở nước ta ngày càng nhiều. Các doanh nghiệp, công ty sản xuất trong nước, đã và đang cạnh tranh khốc liệt để tồn tại và phát triển trong nền kinh tế thị trường. Do đó, đầu tư máy, thiết bị có công nghệ mới và hiện đại nhầm tăng năng suất và chất lượng là rất cần thiết. Ví dụ: trong lĩnh vực gia công khuôn mẫu, để sản xuất được sản phẩm có chất lượng cao đáp ứng được nhu cầu thị trường thì việc đầu tư máy gia công trung tâm, CNC, máy tia lửa điện ,… là không tránh khỏi và tất yếu. Năm 1944 nhà khoa học người Nga B.R. Lasarenko (1909 – 1979) phát hiện ra khả năng làm mòn của tia lửa điện. Khi tia lửa điện xuất hiện, vật liệu trên bề mặt phôi bị làm mòn đi bởi một quá trình điện, nhiệt thông qua sự nóng chảy và bốc hơi của kim loại. Đó là quá trình gia công bằng tia lửa điện, gọi là gia công EDM (Electrical Discharge Machining). Kể từ đó đến nay, các thiết bị gia công theo nguyên lý EDM ngày càng được phát triển theo các hướng khác nhau: gia công bằng điện cực định hình, cắt dây, phay EDM ,… Hiện nay, đã có rất nhiều doanh nghiệp cơ khí ở Việt Nam đã được trang bị các máy gia công EDM. Phần đóng góp của chúng trong một sản phẩm cơ khí, chủ yếu là lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu có thể lên đến vài trăm tùy theo mức độ phức tạp và kết cấu của sản phẩm. Với những ưu điểm so với các phương pháp gia công truyền thống như gia công được các vật liệu sau khi nhiệt luyện, không có lực cắt, gia công định hình các kết cấu có kích thước nhỏ... Phương pháp gia công EDM ngày nay có một vị trí quan trọng và làm thay đổi một số các biện pháp công nghệ truyền thống khi chết tạo các sản phẩm cơ khí phức tạp. Do vậy, việc nghiên cứu về phương pháp gia công EDM hiện nay đang là một vấn đề quan tâm của cả trong và ngoài nước đặc biệt là nghiên cứu về bản chất của quá trình gia công EDM, hiện tượng mòn của điện cực và hướng ứng dụng của EDM trong các lĩnh vực khác nhau trong công nghiệp. Nội dung của đồ án gồm 6 chương có nội dung như sau: Chương 1: TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Chương 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ EDM Chương 3: CẤU TẠO MÁY CẮT DÂY EDM Chương 4 : TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU TRONG MÁY CẮT DÂY Chương 5: GIA CÔNG THỰC NGHIỆM Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG CẢI TIẾN CỦA ĐỀ TÀI LỜI CÁM ƠN Trước hết, nhóm đồ án chúng em vô cùng biết ơn về sự quan tâm và tận tình hướng dẫn của Ths. Hoàng Long Vương và Ths. Nguyễn Hữu Quân trong suốt thời gian thực hiện đồ án. Nhóm đồ án chúng em chân thành cám ơn quý Thầy, Cô của Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.Hồ Chí Minh đặc biệt là quý Thầy, Cô trong khoa Cơ Khí đã truyền đạt nhiều kiến thức quý báu trong quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện đồ án. Mặc dù trong thời gian qua chúng em đã cố gắng tìm hiểu thực tế, nghiên cứu tài liệu để thực hiện đồ án. Nhưng vấn đề còn khá mới, cùng với sự hạn chế về kiến thức chuyên môn cho nên nội dung trình bày trong đồ án không tránh khỏi những sai sót và hạn chế. Rất mong sự đóng góp ý kiến của các Thầy trong khoa cùng các bạn để đồ án nghiên cứu của chúng em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng, nhóm đồ án chúng em xin chân thành cám ơn quý Thầy (Cô) đã giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án. MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH DANH SÁCH CÁC BẢNG Chương 1: TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI .................................... 1 1.1 Sự xuất hiện của công nghệ mới. ....................................................................... 1 1.1.1 Sự tiến bộ của các máy gia công tia lửa điện................................................. 1 1.1.2 Thị trường máy gia công tia lửa điện trên thế giới. ....................................... 3 1.1.3 Tình hình gia công tia lửa điện ở Việt Nam. ................................................. 3 1.1.4 Một số đặc tính của máy cắt dây dùng tia lửa điện. ...................................... 4 1.2 Các bộ phận của máy cắt dây bằng tia lửa điện. .............................................. 5 1.3 Một số ứng dụng của máy cắt dây bằng tia lửa điện. ...................................... 5 Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM .................. 7 2.1 Cấu tạo tổng quan của máy cắt dây EDM ........................................................ 7 2.2 Độ chính xác khi gia công cắt dây EDM. .......................................................... 8 2.3 Điện cực và vật liệu ........................................................................................... 11 2.4 Chất lượng bề mặt khi gia công bằng EDM. .................................................. 12 2.5 Các thông số về điện trong điều khiển máy cắt dây tia lửa điện. ................. 13 2.5.1 Dòng phóng tia lửa điện Ie và bước của dòng điện ...................................... 13 2.5.2 Độ kéo dài xung ti ........................................................................................ 13 2.5.3 Khoảng cách xung t0 .................................................................................... 14 2.5.4 Điện áp đánh lửa Ui ..................................................................................... 14 2.5.5 Khe hở phóng điện ....................................................................................... 14 2.6 Các vấn đề liên quan đến điện cực. ................................................................. 15 2.6.1. Yêu cầu của vật liệu điện cực. .................................................................... 15 2.6.2. Các loại vật liệu điện cực. ........................................................................... 15 2.7 Lập trình gia công trên máy cắt dây tia lửa điện. .......................................... 18 Kết luận Chương 2 .................................................................................................. 19 Chương 3: CẤU TẠO MÁY CẮT DÂY EDM .................................................... 21 3.1 Giới thiệu ........................................................................................................... 21 3.2 Cơ cấu máy cắt dây .......................................................................................... 22 3.2.1 Hệ thống điều khiển ..................................................................................... 22 3.2.2 Nguồn cung cấp ........................................................................................... 24 3.2.3 Chất điện môi và bộ lọc ............................................................................... 25 3.2.4 Phần cơ khí .................................................................................................. 27 3.3 Hệ thống tia lửa trong quá trình gia công ...................................................... 29 3.3.1 Tia lửa xảy ra ở điểm gần nhất .................................................................... 29 3.3.2 Các loại nguồn cung cấp năng lượng ........................................................... 30 3.3.3 Nguồn cung cấp dạng sóng .......................................................................... 31 3.3.4 Thời gian bật và tắt của tia lửa điện ............................................................. 32 3.4 Hệ thống tùy động của máy cắt dây ................................................................ 32 3.5 Chất điện môi cung cấp cho máy ..................................................................... 34 3.5.1 Chức năng của chất điện môi ....................................................................... 34 3.5.2 Hệ thống chứa chất điện môi ....................................................................... 36 Chương 4 : TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU TRONG MÁY CẮT DÂY CNC ...... 40 4.1 Tìm hiểu hệ dẫn động bàn máy CNC. ............................................................. 40 4.1.1 Chọn động cơ. .............................................................................................. 41 4.1.2. Tính toán cơ cấu vít me đai ốc bi. ............................................................... 43 4.2. Thiết kế bộ truyền bánh răng. ........................................................................ 48 4.2.1 Tìm hiểu hộp giảm tốc khai triển hai cấp răng trụ răng thẳng. .................... 48 4.2.2. Phân phối tỉ số truyền, hiệu suất và momen trên trục vít me công tác. ...... 48 4.2.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng. ...................................................................... 49 4.2.4 Xác thông số hình học cho bộ truyền. ......................................................... 53 4.3 Thiết kế sống lăn. ............................................................................................... 60 4.3.1 Tính theo độ bền. ......................................................................................... 60 4.3.2 Tính theo độ cứng vững ............................................................................... 61 4.4 Cơ cấu dẫn dây. ................................................................................................. 62 4.4.1 Chọn động cơ. .............................................................................................. 62 4.4.2 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền. ..................................................... 63 4.4.3 Thiết kế bộ truyền đai răng .......................................................................... 64 4.5 Thiết kế bộ truyền vít đai ốc với truyền động trượt: ................................... 67 Chương 5 : GIA CÔNG SẢN PHẨM THỰC NGHIỆM ..................................... 70 5.1 Thực nghiệm gia công sản phẩm Colet32 µm ................................................. 70 5.1.1 Chuẩn bị bản vẽ, phôi, máy gia công........................................................... 70 5.1.2 Các bước gia công. ...................................................................................... 71 Chương 6 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG CẢI TIẾN CỦA ĐỀ TÀI ....................... 78 6.1 Kết luận .............................................................................................................. 78 6.2 Đề xuất ý kiến cải tiến máy............................................................................... 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 81

Do nhu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, việc đầu tư và phát triểntrang thiết bị có công nghệ mới và hiện đại rất cần thiết Những năm gần đây việcđầu tư các thiết bị, máy gia công có công nghệ mới và hiện đại ở nước ta ngàycàng nhiều.

Các doanh nghiệp, công ty sản xuất trong nước, đã và đang cạnh tranh khốcliệt để tồn tại và phát triển trong nền kinh tế thị trường Do đó, đầu tư máy, thiết bị

có công nghệ mới và hiện đại nhầm tăng năng suất và chất lượng là rất cần thiết Vídụ: trong lĩnh vực gia công khuôn mẫu, để sản xuất được sản phẩm có chất lượngcao đáp ứng được nhu cầu thị trường thì việc đầu tư máy gia công trung tâm, CNC,máy tia lửa điện ,… là không tránh khỏi và tất yếu

Năm 1944 nhà khoa học người Nga B.R Lasarenko (1909 – 1979) phát hiện

ra khả năng làm mòn của tia lửa điện Khi tia lửa điện xuất hiện, vật liệu trên bề mặtphôi bị làm mòn đi bởi một quá trình điện, nhiệt thông qua sự nóng chảy và bốc hơicủa kim loại Đó là quá trình gia công bằng tia lửa điện, gọi là gia công EDM(Electrical Discharge Machining) Kể từ đó đến nay, các thiết bị gia công theonguyên lý EDM ngày càng được phát triển theo các hướng khác nhau: gia côngbằng điện cực định hình, cắt dây, phay EDM ,…

Hiện nay, đã có rất nhiều doanh nghiệp cơ khí ở Việt Nam đã được trang bị cácmáy gia công EDM Phần đóng góp của chúng trong một sản phẩm cơ khí, chủ yếu làlĩnh vực chế tạo khuôn mẫu có thể lên đến vài trăm tùy theo mức độ phức tạp và kếtcấu của sản phẩm Với những ưu điểm so với các phương pháp gia công truyền thốngnhư gia công được các vật liệu sau khi nhiệt luyện, không có lực cắt, gia công địnhhình các kết cấu có kích thước nhỏ Phương pháp gia công EDM ngày nay có một vịtrí quan trọng và làm thay đổi một số các biện pháp công nghệ truyền thống khi chếttạo các sản phẩm cơ khí phức tạp Do vậy, việc nghiên cứu về phương pháp gia côngEDM hiện nay đang là một vấn đề quan tâm của cả trong và ngoài nước đặc biệt lànghiên cứu về bản chất của quá trình gia công EDM, hiện tượng mòn của điện cực và

Chương 1: TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Chương 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ EDM Chương

3: CẤU TẠO MÁY CẮT DÂY EDM

Chương 4 : TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU TRONG MÁY CẮT DÂYChương 5: GIA CÔNG THỰC NGHIỆM

Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG CẢI TIẾN CỦA ĐỀ TÀI

Trước hết, nhóm đồ án chúng em vô cùng biết ơn về sự quan tâm và tận tìnhhướng dẫn của Ths Hoàng Long Vương và Ths Nguyễn Hữu Quân trong suốt thờigian thực hiện đồ án.

Nhóm đồ án chúng em chân thành cám ơn quý Thầy, Cô của Trường Đại HọcCông Nghiệp Tp.Hồ Chí Minh đặc biệt là quý Thầy, Cô trong khoa Cơ Khí đã truyềnđạt nhiều kiến thức quý báu trong quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện đồ án.Mặc dù trong thời gian qua chúng em đã cố gắng tìm hiểu thực tế, nghiên cứutài liệu để thực hiện đồ án Nhưng vấn đề còn khá mới, cùng với sự hạn chế về kiếnthức chuyên môn cho nên nội dung trình bày trong đồ án không tránh khỏi nhữngsai sót và hạn chế Rất mong sự đóng góp ý kiến của các Thầy trong khoa cùng cácbạn để đồ án nghiên cứu của chúng em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng, nhóm đồ án chúng em xin chân thành cám ơn quý Thầy (Cô) đãgiúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN

LỜI NÓI ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MỤC LỤC

DANH SÁCH CÁC HÌNH

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Chương 1: TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Sự xuất hiện của công nghệ mới .

1.1.1 Sự tiến bộ của các máy gia công tia lửa điện

1.1.2 Thị trường máy gia công tia lửa điện trên thế giới

1.1.3 Tình hình gia công tia lửa điện ở Việt Nam

1.1.4 Một số đặc tính của máy cắt dây dùng tia lửa điện

1.2 Các bộ phận của máy cắt dây bằng tia lửa điện .

1.3 Một số ứng dụng của máy cắt dây bằng tia lửa điện .

Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM

2.1 Cấu tạo tổng quan của máy cắt dây EDM

2.2 Độ chính xác khi gia công cắt dây EDM .

2.3 Điện cực và vật liệu

2.4 Chất lượng bề mặt khi gia công bằng EDM .

2.5 Các thông số về điện trong điều khiển máy cắt dây tia lửa điện .

2.5.1 Dòng phóng tia lửa điện Ie và bước của dòng điện

2.5.2 Độ kéo dài xung ti

2.5.5 Khe hở phóng điện

2.6 Các vấn đề liên quan đến điện cực .

2.6.1 Yêu cầu của vật liệu điện cực

2.6.2 Các loại vật liệu điện cực

2.7 Lập trình gia công trên máy cắt dây tia lửa điện .

Kết luận Chương 2

Chương 3: CẤU TẠO MÁY CẮT DÂY EDM

3.1 Giới thiệu

3.2 Cơ cấu máy cắt dây

3.2.1 Hệ thống điều khiển

3.2.2 Nguồn cung cấp

3.2.3 Chất điện môi và bộ lọc

3.2.4 Phần cơ khí

3.3 Hệ thống tia lửa trong quá trình gia công

3.3.1 Tia lửa xảy ra ở điểm gần nhất

3.3.2 Các loại nguồn cung cấp năng lượng

3.3.3 Nguồn cung cấp dạng sóng

3.3.4 Thời gian bật và tắt của tia lửa điện

3.4 Hệ thống tùy động của máy cắt dây

3.5 Chất điện môi cung cấp cho máy

3.5.1 Chức năng của chất điện môi

3.5.2 Hệ thống chứa chất điện môi

Chương 4 : TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU TRONG MÁY CẮT DÂY CNC

4.1.2 Tính toán cơ cấu vít me đai ốc bi .

4.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng .

4.2.1 Tìm hiểu hộp giảm tốc khai triển hai cấp răng trụ răng thẳng

4.2.2 Phân phối tỉ số truyền, hiệu suất và momen trên trục vít me công tác

4.2.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng

4.2.4 Xác thông số hình học cho bộ truyền

4.3 Thiết kế sống lăn .

4.3.1 Tính theo độ bền

4.3.2 Tính theo độ cứng vững

4.4 Cơ cấu dẫn dây .

4.4.1 Chọn động cơ

4.4.2 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền

4.4.3 Thiết kế bộ truyền đai răng

4.5 Thiết kế bộ truyền vít - đai ốc với truyền động trượt:

Chương 5 : GIA CÔNG SẢN PHẨM THỰC NGHIỆM

5.1 Thực nghiệm gia công sản phẩm Colet32 µ m

5.1.1 Chuẩn bị bản vẽ, phôi, máy gia công

5.1.2 Các bước gia công

Chương 6 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG CẢI TIẾN CỦA ĐỀ TÀI

6.1 Kết luận

6.2 Đề xuất ý kiến cải tiến máy

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Hình 1.1: Mô tả sơ bộ quá trình gia công chi tiết.[7] 4

Hình 1.2: Các bộ phận chính của máy gia công bằng tia lửa điện.[8] 5

Hình 2.1: Cấu tạo tổng quan của máy cắt dây EDM [9] 7

Hình 2.2: Sự cân bằng về lực khi cắt thẳng và sai số hình học khi cắt góc.[10] 11

Hình 2.3: Khe hở phóng điện trong gia công cắt dây tia lửa điện.[11] 13

Hình 3.2: Cấu tạo cơ bản máy cắt dây [13] 22

Hình 3.3: Hệ thống cung cấp điện và hệ thống điều khiển [13] 24

Hình 3.4: Hệ thống điện môi ion hóa nước điển hình [14] 26

Hình 3.5: Phần cơ khí điển hình [14] 28

Hình 3.6: Minh họa cho điểm gần nhất [13] 30

Hình 3.7: Thể hiện các trục và hệ thông tùy động [13] 34

Hình 4.1: Sơ đồ động 40

Hình 4.2: Động cơ bước 75BC340-00 41

Hình 4.3: Biểu đồ momen động cơ bước theo dải xung 42

Hình 4.3a Bộ truyền vít me đai ốc bi – hình ảnh trích từ trang 168 [4] 43

Hình 4.4: Bán kính rãnh lăn ( Trang 168 [4] ) 45

Hình 4.5: Sơ đồ xác định khe hở hướng tâm - Trang 168 [4] 46

Hình 4.6: Đồ thị xác định ứng suất lớn nhất σmax – trang 170 [4] 47

Hình 4.7: Sơ đồ động 48

Hình 4.8 Sơ dồ động cơ cấu dẫn dây 62

Hình 5.1: Bản vẽ chi tiết 70

Hình 5.2: Hình thiết kế 3D 71

Hình 5.4: Giao diện màn hình gia công 74

Hình 5.5: Quá trình gia công chi tiết 75

Hình 5.6: Sản phầm sau khi gia công 76

Hình 6.1: Thiết kế tổng thể máy bằng phần mềm NX 78

Hình 6.2: Hình ảnh tổng thể máy đã chế tạo 79

Bảng 4.1 Thông số động cơ 42

Bảng 4.2 Thông số động cơ 43

Bảng 4.3 Số liệu thiết kế cơ cấu vít me đai ốc bi 44

Bảng 4.4a Vật liệu làm vít 44

Bảng 4.4b Vật liệu làm đai ốc 44

Bảng 4.5 Mác động cơ 63

Bảng 4.6 Thông số bộ truyền 64

Bảng 5.1: Dung sai các lần gia công 76

Chương 1: TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Sự xuất hiện của công nghệ mới.

Trong nửa thế kỷ qua, nhu cầu về các vật liêu cứng, lâu mòn và siêu cứng sửdụng cho tuabin máy điện, động cơ máy bay, dụng cụ, khuôn mẫu tăng lên khôngngừng ở các nước công nghiệp phát triển Việc gia công những vật liệu đó bằngnhững công nghệ cắt gọt thông thường ( tiện, phay, mài v.v…) là vô cùng khó, đôikhi không thể thực hiện được

Cách đây gần 200 năm, nhà nghiên cứu tự nhiên người Anh Joseph Priestley(1733-1809), trong các thí nghiệm của mình đã nhận thấy có một hiệu quả ăn mònvật liệu gây ra bởi sự phóng điện Nhưng mãi đến năm 1943, thông qua hàng loạtcác nghiên cứu về tuổi bền của các thiết bị đóng điện, hai vợ chồng Lazarenkongười nga mới tìm ra cánh cửa dẫn tới công nghệ gia công tia lửa điện Họ bắt đầu

sử dụng tia lửa điện để làm một quá trình hớt kim loại mà không phụ thuộc vào độcứng của vật liệu đó

Khi các tia lửa điên được phóng ra, vật liệu mặt phôi sẽ bi hớt đi bởi một quátrình điện - nhiệt thông qua sự nóng chảy và bốc hơi kim loại, nó thay cho các tácđộng cơ học của dụng cụ vào phôi Quá trình ăn mòn kim loại bằng điện nhiệt bởi

sự phóng điện được gọi là “gia công tia lửa điện” ( gốc tiếng Anh là “ ElectricalDischarge Machining”, gọi tắt là gia công EDM )

Định nghĩa gia công tia lửa điện EDM: Là quy trình bóc kim loại ra khỏi chi

tiết gia công bởi một quá trình điện nhiệt, thông qua sự nóng chảy và bóc hơi kimloại cần bóc ra Năng lượng nhiệt phát ra bởi sự phóng điện gọi là “gia công tia lửađiện” hay EDM

1.1.1 Sự tiến bộ của các máy gia công tia lửa điện

Các máy đầu tiên của thời kỳ những năm 50-60 của thế kỷ 20 ít tự động hoá vàkhông tiện dùng lắm

Ngày nay, với các thuật toán điều khiển mới, với các hệ thống điều khiển CNCcho phép gia công đạt năng suất và chất lượng cao mà không cần đến sự tham gia

trực tiếp của con người Các máy gia công tia lửa điện ngày nay được đặc trưng bởimức độ tự động hoá cao.

Các hệ thống điều khiển CNC trên thị trường đã có tiến bộ rất nhiều, đặc biệt

là máy cắt dây

Các hệ điều khiển CNC trong nhiều năm qua đã có mặt ở các máy xung địnhhình, nhưng đã mất nhiều thời gian hơn để có thể tận dụng mọi khả năng của chúng.Các chuyển động hành tinh và chuyển động theo công-tua của một điện cực có hìnhdáng phức tạp Ưu điểm của phương pháp này là ở chỗ việc chế tạo điện cực rẻ hơn

và nếu sử dụng điên cực phay thì điều kiện dòng chảy sẽ tốt hơn và điên cực ăn mònđều hơn Một trong những đề tài nghiên cứu chính đang được thực hiện ở Tây Âu vàNhật Bản là gia công 3 chiều đạt độ chính xác cao Tuy nhiên vẫn chưa đạt được kếtquả mong muốn

Sử dụng tối ưu công nghệ gia công tia lửa điện như một kỹ thuật sản xuất đòihỏi phải áp dụng rất nhiều bí quyết công nghệ (Know how) Ngày nay có khuynhhướng đưa ra nhiều máy thông minh, chọn máy và điều chỉnh nhiều thông số màngười sử dụng đã đặt từ trước Điều đó làm giảm bớt các dữ liệu đầu vào mà ngườiđứng máy phải quan tâm Khuynh hướng này là mạnh nhất đối với các máy cắt dây,

ởđó các thuật toán điều khiển tạo được một lượng hớt vật liệu tối ưu và làm giảm bớt nguy cơ đứt dây

Ở các máy xung định hình, nhờ có hệ thống điều khiển CNC nên không cần phảidùng người đứng máy có kinh nghiệm mà vẫn đạt được hiệu quả và chất lượng giacông cao Điều kiện gia công (như sự thoát phoi) thay đổi rất nhiều trong gia công xungđịnh hình, đến mức rất khó phát triển chiến lược điều khiển tuỳ chọn phù hợp với tất cảcác hoàn cảnh Một số nhà chế tạo máy (như MITSUBISHI) cung cấp những hệ thốngđiều khiển liên hệ ngược mà trong những điều kiện khó khăn nhất (như gia công lỗ tịt

mà không có thoát phoi cưỡng bức) cũng cho kết quả tốt hơn so với kết quả nhận được

do sự điều chỉnh các thông số của một người đứng máy có kinh nghiệm Trong mọitrường hợp, hầu hết các máy đều có mức độ tự động hoá cho phép

làm việc rất lâu không có người đứng máy, dù rằng không phải luôn luôn trong điềukiện tối ưu Cùng với sự xâu dây tự động ở máy cắt dây, sự tách phôi, thay pallet

năng lập trình thì mức độ tự động tự động hoá trong gia công tia lửa điện đã tănglên rất nhiều.

1.1.2 Thị trường máy gia công tia lửa điện trên thế giới

Việc bán các máy gia công tia lửa điện trên phạm vi thế giới tăng 6% mỗi năm

và vào cuối những năm 90 là khoảng 12.000 máy một năm

Nhật Bản là nước sản xuất và sử dụng nhiều máy gia công tia lửa điện nhất,chiếm 35% tổng số máy trên thị trường thế giới Thứ hai là châu Âu với 30%, sau

đó là Mỹ với 15% và châu Á với 12% tổng số máy

Phạm vi của các máy được buôn bán trên thị trường thế giới là rất rộng và đadạng: từ những máy rất lớn (như máy NASSOVIA) đến máy rất nhỏ và đặc biệt đểgia công tế vi, từ máy rẻ tiền, ít tự động hoá cỡ (10.000 – 15.000) USD/ máy củaTrung Quốc, Đài Loan, đến cỡ vài trăm ngàn USD/ máy của Tây Âu và Nhật Bảnhoàn toàn tự động hoá với các hệ thống CAD/CAM hiện đại

Đối với người sử dụng, điều quan trọng là phải xác định các yêu cầu cụ thểphù hợp với sản phẩm và quy mô sản xuất của mình và sau đó cần phân tích các tuỳchọn sẵn có của các hãng sản xuát máy từ mọi góc độ để đưa ra quyết định đúngđắn nhất trước khi mua máy

1.1.3 Tình hình gia công tia lửa điện ở Việt Nam

Trong khoảng một thập kỉ gần đây, công nghiệp gia công tia lửa điện EDM đãthâm nhập vào Việt Nam Số lượng các cơ sở sản xuất và nghiên cứu ở nước ta nhậpcác loại gia công tia lửa điện ngày càng nhiều Tuy nhiên việc đào tạo về công nghệ nàythực sự chưa được quan tâm ở các trường Đại học kỹ thuật và các Viện nghiên cứu.Ngày nay máy gia công tia lửa điện xuất hiện rất nhiều ở Việt Nam Hiện nay ở nước ta

đã có nhiều đề tài nghiên cứu về gia công EDM như: Luận án tiến sĩ kỹ thuật của tiến sĩHoàng Vĩnh Sinh trường ĐHBK …Tại các Viện nghiên cứu và các xưởng gia công đã

sử dụng máy gia công tia lửa điện để gia công các chi tiết phức tạp

Các doanh nghiệp Cơ khí ở Việt Nam được trang bị các máy gia công EDM,chủ yếu là trong lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu, chiếm khoảng 20%- 50% tùy theo độphức tạp về kết cấu của sản phẩm Một số cơ sở gia công khuôn mẫu có trang bị các

máy EDM ở nước ta như: Xưởng gia công cơ khí trường ĐHBK, công ty chế tạokhuôn mẫu Duy Khanh, Duy Tân …v.v… [15]

1.1.4 Một số đặc tính của máy cắt dây dùng tia lửa điện

Là phương pháp cắt chi tiết trong đó có sự chuyển động tương đối giữa dây vàphôi Điện cực là một sợi dây kim loại d = (0.1 – 0.3) mm được quấn liên tục vàchay dọc trục theo một đường đi xác định

Vật liệu làm dây có thể bằng đồng đỏ, đồng thau molipđen, bạc…

Các dây cắt có thể phủ một lớp kẽm, oxit kẽm hoặc grafit để nâng cao độ bềncủa dây cũng như cải thiện khả năng sục chất điện môi vào khu vực cắt

Hình 1.1: Mô tả sơ bộ quá trình gia công chi tiết.[7]

Giữa gia công bằng điện cực thỏi và gia công bằng dây cắt có một số khác biệt sau:Gia công bằng điện cực thỏi người ta sử dụng dầu làm chất điện môi thì trongWEDM lại dùng nước khử khoáng

Khi gia công bằng điện cực thỏi, sự phóng điện xảy ra giữa mặt đầu điện cựcvới chi tiết gia công còn khi gia công bằng dây cắt thì sự phóng điện xảy ra giữamặt bên dây cắt với chi tiết gia công

Vùng phóng điện khi gia công bằng điện cực thỏi bao gồm mặt đầu và góc củađiện cực Còn vùng phóng điện khi gia công bằng dây cắt chỉ bao gồm mặt 180o củadây cực khi nó tiến đến cắt chi tiết gia công

Đặc điểm lớn của công nghệ này là:

Điện cực (đóng vai trò dụng cụ) lại có độ cứng thấp hơn nhiều lần so với độcứng của phôi.

Nói nôm na là lấy cái mềm để cắt cái cứng

Vật liệu dụng cụ và vật liệu phôi đều phải dẫn điện

Khi gia công phải sử dụng một chất lỏng điện môi, đó là một dung dịch khôngdẫn điện ở điều kiện bình thường

1.2 Các bộ phận của máy cắt dây bằng tia lửa điện.

Hình 1.2: Các bộ phận chính của máy gia công bằng tia lửa điện.[8]

1.3 Một số ứng dụng của máy cắt dây bằng tia lửa điện.

Phương pháp gia công bằng tia lửa điện có thể gia công được rất nhiều cácsản phẩm khác nhau Sản phẩm của chúng thì rất đa dạng và phong phú Có thểdung phương pháp này để gia công chi tiết trong các trường hợp sau:

+ Chế tạo và phục hồi các khuôn dập đã tôi và khuôn bằng hợp kim cứng

+ Mài phẳng, mài tròn, mài sắc hoặc làm rộng lỗ

+ Gia công các lỗ có đường kính nhỏ ∅1,5 của các vòi phun cao áp có năng suất cao (từ 15 đến 30s/chiếc), gia công lỗ sâu từ 60 mm cho sai số 5µm.

+ Gia công hệ thống làm mát trong cánh tuabin làm bằng hợp kim siêu cứng, các lỗ sâu với tỉ số chiều dài trên đường kính lên đến 67 mm.

+ Lấy các dụng cụ bị gãy và kẹp trong chi tiết (bulông, taro…)

+ Gia công khuôn mẫu và các chi tiết cần độ chính xác cao bằng vật liệu hợp kim cứng…

Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM

2.1 Cấu tạo tổng quan của máy cắt dây EDM

Máy cắt dây tia lửa điện (EDM Wire Cutting) là một thiết bị gia công tia lửađiện bằng cách sử dụng điện cực là một dây mảnh có đường kính từ 0.1mm đến0.3mm chạy liên tục theo một contour cho trước theo một chương trình lập sẵn Sơ

đồ một máy gia công tia lửa điện có dạng như sau:

Hình 2.1: Cấu tạo tổng quan của máy cắt dây EDM [9]

- Trong đó có các cụm thiết bị chính gồm:

1.Phần đầu máy

2.Phần thân máy

3.Bộ phận tạo góc nghiêng cắt

4.Dẫn hướng dây trên

5.Lô quấn dây

6.Bàn công tác

+ Ưu điểm:

- Độ chính xác cao

- Kết cấu máy đơn giản

- Có khả năng tự động hoá quá trình gia công, đơn giản, dễ vận hành

- Dây điện cực có kích thước nhỏ (từ 0,1 - 0,3mm), vật liệu dây thường có độ bềnkéo thấp nên trong quá trình gia công cắt (đặc biệt khi gia công cắt các chi tiết cóchiều dày lớn) thì dây điện cực sẽ bị uốn cong làm ảnh hưởng tới độ chính xác giacông Thậm chí có thể bị đứt dây dẫn đến sai số gia công và giảm năng suất gia công

- Các chỉ tiêu công nghệ của quá trình này phụ thuộc vào thông số xung điện,hằng số vật liệu, chiều dày chi tiết gia công, tính chất của chất lỏng điện môi, vậtliệu dây điện cực, hướng và tốc độ cuốn dây điện cực,…

2.2 Độ chính xác khi gia công cắt dây EDM.

- Nhóm sai số được xác định bởi các yếu tố công nghệ gồm có: +

Sai lệch đường kính điện cực so với đường kính danh nghĩa

+ Sai số không vuông góc giữa điện cực và bề mặt chi tiết gia

công + Sai số do chất điện môi bị bẩn

+ Sai số do rung điện cực

+ Sai số do thay đổi khe hở hoặc thay đổi độ dẫn điện của môi trường giữa cácđiện cực (chất điện môi).

- Bề rộng của rãnh cắt nhận được khi sử dụng dây có đường kính dnp và có khe

hở một bên là a được xác định bằng công thức:

b = dnp + 2a ( Trích công thức 2.1, [1] )

Trong đó:

b: bề rộng của rãnh (mm)

dnp: đường kính của dây (mm)

a: khe hở một phía giữa dây điện cực và mặt rãnh (mm)

Cần nhớ rằng khi gia công chi tiết có chiều dài lớn hơn 30mm, rãnh ở giữa có

bề rộng lớn hơn ở hai đầu, nghĩa là xuất hiện sai số hình dánh, được gọi là độ tangtrông Sai số này có thể được giảm nhờ điều chỉnh dụng cụ đúng hướng kéo căngdây điện cực

- Ảnh hưởng đến độ chính xác này là các sai số ban đầu đặc biệt là các sai số củathiết bị như sai số của thiết bị đo, độ không thẳng, độ không vuông góc của các phươngchuyển động, sai số do rung, độ cứng vững của hệ thống công nghệ, của bàn kẹp, ảnhhưởng thực đến tổng các sai số là sai số kiểm nghiệm của bản thân quá

trình gia công bằng tia lửa điện Thông thường các giá trị sai số đó nằm trong các khoảng giá trị sau:

+ Sai số kiểm nghiệm đến 0,03mm, rung động ngoài đến 0,02mm, thiết bị đo đến 0,005mm, độ không cứng vững của hệ dẫn dây đến 0,015mm

+ Sai số do biến dạng nhiệt của các chi tiết và các cụm của thiết bị là 0,035mm.+ Sai số do biến dạng dãn dài của chi tiết gia công và của bộ phận đo lường bịnóng do gia công lâu (đến 0,006mm khi kích thước chi tiết dày tới 50mm) Sai sốdạng thứ nhất được giảm từng phần bằng cách khởi động thiết bị chạy không tải vàthực tế sẽ giảm khi làm mát bằng quạt gió, đặc biệt là thiết bị làm việc trong điềukiện nhiệt độ ổn định

- Khi gia công các chi tiết có chiều dày lớn, các rãnh cắt ở phần giữa có thểlớn hơn so với hai đầu do biến dạng của dây điện cực Điều đó dẫn đến các sai sốhình dạng gia công, sai số này được gọi là sai số “dạng cạnh bên” Sai số này làmgiảm độ chính xác của chi tiết khi gia công chi tiết có chiều dày lớn như các rãnhdẫn hướng Khắc phục hiện tượng này bằng cách điều chỉnh đúng bộ phận dẫn dâycũng như tăng độ căng dây điện cực Một số lỗi xuất hiện các vết cắt tại các chỗthoát dây hoặc tại các góc trong của các chi tiết được cắt theo dưỡng Nguyên nhânxuất hiện vết cắt này được chia làm 3 nhóm nguyên nhân như sau:

+ Nguyên nhân ngẫu nhiên phụ thuộc vào các thao tác máy

+ Nguyên nhân do tình trạng của thiết bị (như khe hở trong vít me đai ốc, trongcác đường dẫn hướng của các ụ và giá đỡ, độ căng dây thấp, độ rộng rãnh không phùhợp với đường kính dây,

+ Dây điện cực bị mòn,

- Ngoài ra, độ căng dây của điện cực cũng có ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổnđịnh của chế độ gia công, tức là đến năng suất và chất lượng gia công, ta cần đặt độcăng dây điện cực là tối đa so với mức chịu được của dây nhằm tăng năng suất cũngnhư chất lượng gia công Điều này thường được thực hiện bằng cách điều chỉnh đểtốc độ cuốn dây vào lớn hơn tốc độ quay của các con lăn Việc cuốn dây khôngđúng cách cũng làm mất ổn định tốc độ và lực căng dây, do đó nó cũng ảnh hưởngđến độ ổn định của chế độ gia công khi cắt dây tia lửa điện

- Các sai số cố hữu của profin trong cắt dây tia lửa điện:

+ Khi gia công cắt dây tia lửa điện, các lực xuất hiện trong khe hở phóng điện

là rất nhỏ so với các lực xuất hiện trong các kỹ thuật cắt gọt thông thường Tuynhiên, nó vẫn có những ảnh hưởng rất lớn tới độ chính xác gia công bởi các lực nàylàm xê dịch dây khỏi vị trí của nó gây ra các sai số Các lực này được sinh ra dotrường tĩnh điện và trường điện từ, áp suất trong kênh plasma, các bọt khí bốc hơi

và dòng chảy của chất điện môi

+ Tất cả các lực nói trên được cân bằng bởi các lực chiều trục bên ngoài Do đó,

cắt góc thì mới ảnh hưởng tới độ chính xác hình học Cụ thể được thể hiện trên cáchình vẽ sau so sánh ảnh hưởng của các lực đến độ chính xác khi cắt góc và khi cắtthẳng.

Hình 2.2: Sự cân bằng về lực khi cắt thẳng và sai số hình học khi cắt góc.[10]

2.3 Điện cực và vật liệu

- Yêu cầu của vật liệu:

Mọi vật liệu dẫn điện và dẫn nhiệt tốt đều có thể sử dụng làm điện cực tronggia công tia lửa điện Nhưng để sử dụng chúng một kinh tế và đạt hiệu quả cao thìchúng cần phải thoả mãn các yêu cầu sau:

+ Có tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt Yêu cầu dẫn điện tốt để có thể tạo ra điện cựcphục vụ cho việc phóng điện tạo vết cắt trên chi tiết cần gia công Yêu cầu dẫn nhiệt tốt

để có khả năng tản nhiệt nhanh, tránh gây các sai số trong quá trình gia công

+ Có các tính chất nhiệt vật lý tốt như độ dẫn nhiệt, khả năng nhận nhiệt, có điểm nóng chảy và điểm sôi cao

+ Có độ bền ăn mòn cao, tức là độ bền vững trong gia công tia lửa điện phảicao Tiêu chuẩn này là tiêu chuẩn quan trọng nhất trong gia công tia lửa điện, nó được thể hiện bởi công thức về độ bền ăn mòn E như sau:

E = c.tm (Trích công thức 2.2 ) [1]

Trong đó:

: là hệ số dẫn nhiệt

: là khối lượng riêng (g/mm3).

c: là nhiệt dung riêng (J/Kg.0C)

tm: là nhiệt độ nóng chảy của vật liệu (0C)

+ Có độ bền cơ học tốt, tức là phải có độ bền vững về hình dáng hình học khigia công tia lửa điện Phải có ứng suất riêng nhỏ, hệ số dãn nở nhiệt nhỏ, độ bền kéolớn

+ Vật liệu điện cực giá phải rẻ và có tính gia công cao, dễ chế tạo

- Các loại dây điện cực:

Đặc tính của dây điện cực gồm:

+ Đường kính dây: thường dùng loại dây có đường kính d = (0,1 - 0,3)mm

+ Vật liệu dây: tuỳ thuộc vào vật liệu gia công mà người ta có thể chọn vật liệudây cho phù hợp Thường vật liệu dây là đồng, đồng thanh, môlipđen volfram, và cácloại dây có lớp phủ Các dây có lớp phủ thường có độ bền kéo căng cơ học cao và

độ thoát nhiệt cao Ví dụ dây HSW-25X bao gồm lõi bằng đồng thau (CuZn30)được phủ một lớp oxít kẽm nên có độ bền kéo từ 750 - 790N/mm2 và khả năngthoát nhiệt tốt Đặc biệt khi gia công các chi tiết có chiều dày lớn thì đòi hỏi độ căngdây phải lớn để giảm sai số hình học do độ trùng dây gây ra

Vì vậy, cần phải nghiên cứu và ứng dụng các loại dây cho thích hợp với điềukiện sản xuất và đảm bảo các điều kiện kinh tế

2.4 Chất lượng bề mặt khi gia công bằng EDM.

-Trong gia công cắt dây tia lửa điện khi xét mặt cắt vuông góc với dây điệncực tại mặt phẳng cắt ta có thể dễ dàng nhận thấy có 2 kiểu khe hở phóng điện tồntại đồng thời như sau:

+ Khe hở phóng điện mặt trước gf

+ Khe hở phóng điện mặt bên gls

Hình 2.3: Khe hở phóng điện trong gia công cắt dây tia lửa điện.[11]

- Mặt bên sau khi gia công có đặc điểm là không đồng đều do vật liệu bị chảylỏng ở khe hở phía trước (ở cuối mỗi xung), các bọt khí, các phần tử vật liệu phoi,

bị dính vào bề mặt Điều này là một phần quan trọng gây ra nhám bề mặt Giá trị của

độ nhám bề mặt phụ thuộc rất nhiều vào độ lớn của dòng điện, nếu dòng điện cànglớn thì gây ra độ nhám càng lớn trên bề mặt

2.5 Các thông số về điện trong điều khiển máy cắt dây tia lửa điện.

2.5.1 Dòng phóng tia lửa điện Ie và bước của dòng điện

Dòng phóng tia lửa điện Ie có ảnh hưởng lớn nhất lên chất lượng bề mặt vàlượng hớt vật liệu (năng suất) Dòng Ie càng mạnh thì lượng hớt vật liệu càng lớn và

độ nhám bề mặt cũng càng lớn (độ bóng càng nhỏ)

Bước của dòng điện và độ mòn điện cực: cùng với sự phối hợp vật liệu điệncực phôi thì bước của dòng điện có ảnh hưởng rất lớn đến độ mòn của điện cực.2.5.2 Độ kéo dài xung ti

Là khoảng thời gian giữa hai lần đóng của máy phát trong cùng một chu kỳphóng điện

ti = td + te (Trích công thức 2.3,[1])Trong đó:

td: thời gian trễ đánh lửa (s)

te: thời gian phóng tia lửa điện (s)

Độ kéo dài xung ảnh hưởng tới:

+ Lượng hớt vật liệu (năng suất)

Khoảng cách xung t0 càng lớn thì lượng hớt vật liệu We càng nhỏ và ngược lại.Tuy nhiên t0 phải đủ lớn để chất điện môi có đủ thời gian thôi ion hoá và các phoi đã

bị ăn mòn được đưa ra khỏi vùng có tia lửa điện Người ta chọn khoảng cách xungtheo nguyên tắc sau:

+ Chọn đúng tỷ lệ ti/t0

+ Chọn t0 đủ nhỏ để có thể hớt được một lượng vật liệu phôi lớn

+ Chọn t0 đủ lớn để tránh các lỗi của quá trình

+ Để đo được khe hở phóng điện người ta thực hiện việc đo điện áp phóngđiện Ue Nếu Ue càng tăng thì khe hở phóng điện càng tăng và ngược lại

+ Điện áp khe hở (Ue) và khe hở phóng điện Để duy trì một chiều rộng khe hởphóng điện là hằng số thì điện áp khe hở giữa điện cực và phôi cần phải được điềuchỉnh.

+ Năng lượng phóng tia lửa điện: We = Ue.Ie.te (Trích công thức 2.4) [1]

Khi vận hành máy các thông số Ui ,Ie , ti, to, đã được lựa chọn phù hợp với nhucầu gia công Hệ điều khiển sẽ tự động điều chỉnh khe hở để phù hợp với bước củadòng điện và Uz, đó là trên lý thuyết Tuy nhiên trên thực tế gia công các rãnh sâucần có khe hở phóng điện lớn hơn lý thuyết một chút để các phoi bị ăn mòn có thể

bị thổi ra khỏi khe hở phóng điện do đó thường khe hở phóng điện này được đặttrước khi gia công

2.6 Các vấn đề liên quan đến điện cực.

2.6.1 Yêu cầu của vật liệu điện cực

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

2.6.2 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 chỉđược sử dụng làm điện cực trong một số ứng dụng đặc biệt Dưới đây ta đi tìm hiểumột vài vật liệu điện cực phổ biến nhất trong gia công tia lửa điện.

Trong nhóm vật liệu kim loại, thường dùng đồng điện phân và đồng- volfram.Sau đây là một số vật liệu thông thường dùng 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: 1083 °C.

Điện trở riêng: 0,0178 Ωmm 2 /m.

Đồng điện phân phù hợp để gia công thép Nó có thể được dùng nhiều lần để giacông 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 2500 °C.

+ Điện trở riêng: (0,045 - 0,055) Ωmm 2 /m.

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 bằng đồng- volfram đạt được chất lượng

bề mặt gia công tia lửa điện tương đương với điện cực đồng điện phân, nhưng volfram có độ bền cao hơn Lượng hớt vật liệu tốt hơn đồng điện phân, nhưng tínhgia công kém hơn

đồng-Nhược điểm lớn của đồng- volfram là khối lượng riêng lớn và giá thành caonên kích thước của điện cực bị giới hạn

- Graphit:

+ Graphit là cacbon tinh khiết với 0,1% tro

+ Khối lượng riêng: (1,6 - 1,85) g/cm3

+ Điện trở riêng: (8 - 15) Ωmm 2 /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, nếugraphit đấu cực dương sẽ có độ mòn ít hơn so với đồng Với đồng điện phân, nếutăng 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 cựckhông đổi, chỉ khi dòng phóng tia lửa điện rất cao (trên 200A) thì mới có sự thayđổi độ mòn điện cực

+ Graphit có độ bền nhiệt cực kỳ cao, không bị nóng chảy ngay cả ở 36000 °C.

+ Graphit có độ bền xung nhiệt

+ Graphit có tính dẫn điện tốt, độ dẫn điện là 10 S/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 củađồng điện phân 17.10-6/K

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

+ Graphit dòn, 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

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

2.7 Lập trình gia công trên máy cắt dây tia lửa điện.

Lập trình gia công tia lửa điện cũng sử dụng ngôn ngữ ISO-CNC trên cơ sở các

mã “G” Trong chương trình gia công trên máy cắt dây có thể tồn tại 02 loại chươngtrình là chương trình chính (Main Program) và chương trình con (Sub Program)

Thường khi có những đoạn gia công lặp đi lặp lại trong chương trình chính thì

sử dụng chương trình con để đơn giản hoá và rút gọn chương trình gia công Nếutrong chương trình chính có lệnh “Execute Sub Program” thì chương trình sẽ tựđộng chuyển sang chương trình con, ở cuối chương trình con thường có dòng lệnh

“Return to Main Program” để quay trở lại chương trình chính

Các trục điều khiển và hệ toạ độ:

Máy cắt dây sử dụng cấu hình trục X,Y,Z,U,V

Trục X do bàn trượt phía trên mang đầu máy dịch chuyển theo phương ngang,

từ trái sang phải (chiều +X)

Trục Y do bàn trượt phía dưới mang phôi dịch chuyển trong phương nằmngang, từ phía trước ra phía sau (chiều +Y)

Trục Z do bộ dẫn dây phía trên dịch chuyển thẳng đứng từ dưới lên (chiều +Z)

Ở bộ dẫn dây phía trên có các bàn trượt lắp trong đầu máy, chúng được mangtrong các truyền động của trục X bên trong bàn trượt X có bố trí các bàn trượt nhỏ

có thể di chuyển độc lập theo các phương U//Xvà V//Y, đó là các trục U và V đểđiều chỉnh khi cắt côn Thực tế, trong khi lập trình ta phải quan niệm rằng chỉ códây điện cực chuyển động còn phôi thì đứng yên Trong lập trình gia công trên máycắt dây tia lửa điện cũng có 02 dạng hệ toạ độ có thể được sử dụng:

+ Hệ toạ độ tương đối: lập trình với các giá trị toạ độ thực hiện theo gia số của toạ độ trước đó

Sử dụng lệnh G91

+ Hệ toạ độ tuyệt đối: sử dụng lệnh G90, các giá trị toạ độ được tính theo toạ

độ điểm gốc của phôi W

Kết luận Chương 2

Cắt dây bằng tia lửa điện (EDM) là phương pháp chủ yếu đựơc sử dụng để chếtạo các lỗ định hình trong khuôn đột dập, các điện cực dùng cho gia công xung địnhhình, các dưỡng kiểm, các hình dáng 3D, các côngtua phức tạp,

Khi gia công bằng cắt dây nói chung có ưu điểm là: độ chính xác cao, thao tácvận hành đơn giản Tuy nhiên, chất lượng bề mặt và năng suất gia công phụ thuộcrất nhiều vào các yếu tố công nghệ Vì vậy cần nghiên cứu và thiết lập những mốiquan hệ cụ thể giữa các yếu tố đó với năng suất và chất lượng bề mặt khi gia công.

Ở nước ta, các công trình nghiên cứu về sự ảnh hưởng của các thông số côngnghệ đến quá trình gia công trên máy cắt dây còn ít, chưa theo kịp với sự phát triểncủa máy móc và nhu cầu sản xuất Đây cũng chính là nguyên nhân để tác giả lựachọn hướng đề tài này

Máy cắt dây có thể gia công nhiều dạng bề mặt khác nhau với độ chính xác caonhư:

+ Gia công các lỗ trong khuôn đột, khuôn ép kim loại…

+ Gia công điện cực cho máy cắt dây điện cực thỏi

+ Cắt các đường biên dạng phức tạp: biên dạng thân khai của bánh răng, biên dạng cam, cắt đường có biên dạng spline,…

+ Cắt các mặt ba chiều đặc biệt như bề mặt bánh răng nghiêng, bề mặt cánhtuabin, các khối nón, khối xoắn ốc, khối parabol, khối elip,…Ngoài ra, còn được ứngdụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hàng không, hạt nhân, ôtô, công nghiệp hóachất,…

Nhóm chúng em ứng dụng một phần vào gia công các chi tiết và thiết bị cơ khí:chìa khóa vạn năng, cờ lê,… để khảo sát đề tài [12]

Chương 3: CẤU TẠO MÁY CẮT DÂY EDM

3.1 Giới thiệu

Các thành phần cơ bản tạo nên một máy cắt dây khá khác so với những máyxung định hình

Hình 3.1: Minh họa một máy cắt dây với một vị trí bàn làm việc cố định [13]

Ở đây phôi di chuyển trên bàn máy theo 2 phương X-Y, với các dây điện cựcđược tổ chức ở một vị trí cố định Bàn máy di chuyển được nhờ động cơ sevo, đượcđiều khiển bởi hệ thống máy tính được lập trình (CNC) Một máy cắt dây muốn giacông chính xác cần phải chú ý tới hệ thống dịch chuyển - dây - ống dẫn Điều này baogồm các hướng dẫn dây trên và dưới, các cơ chế căng dây, và tình trạng của dây

Việc cung cấp dây theo các kiểu khác nhau, tùy thuộc vào thiết kế và vật liệu.Người điều khiển cần phải đánh giá được khả năng gia công của các dây, từ đó có thểchắc chắn khả năng gia công đạt độ chính xác tốt nhất trong một khoảng thời gian dài

Có hai bộ phận quan trọng không được hiển thị trong hình 3.1 Đây là bộ phát tialửa điện với dây điện cực và các cơ chế nâng cao để điều chỉnh khoảng cách thẳngđứng giữa các hướng dẫn dây để có thể chứa chiều cao phôi khác nhau Để máy cắt

dây làm việc có hiệu quả tốt, các điểm tiếp xúc điện cần phải sạch Một số chỗ bịbẩn sẽ gây ra các vấn đề trong quá trình gia công.

Các dây dẫn đầu là bình thường có thể điều chỉnh cho chiều cao phôi, các dâydẫn dưới được cố định ở gần bề mặt đáy của phôi Dây cắt phải được kiểm tra định

kỳ và cũng cần được kiểm tra cho sạch sẽ Nếu bị mòn hoặc bẩn hướng dẫn điệncực có thể gây ra gia công không chính xác và máy làm việc thất thường Cáchướng dẫn trên của cơ chế nâng cao phải được thiết lập đúng cách để các cơ cấu cơkhí sẽ không tiếp xúc với bề mặt của các phôi trong quá trình hoạt động

3.2 Cơ cấu máy cắt dây

Một hệ thống dây EDM gồm bốn thành phần chính :

Bộ phận điều khiển (CNC )

Nguồn cung cấp: Cung cấp năng lượng cho các tia lửa điện

Hệ thống điện môi: Các hồ chứa nước, nơi lọc, điều kiện của nước (điện trởsuất / dẫn ) và nhiệt độ của nước được cung cấp và duy trì

Phần Cơ: Bàn làm việc, đơn vị côn, và cơ chế ổ dây

3.2.1 Hệ thống điều khiển

Hình 3.2: Cấu tạo cơ bản máy cắt dây [13]

Máy cắt dây kèm theo là một module khép kín, thiết kế để bảo vệ các thànhphần tử điện tử từ việc tiếp xúc với chất điện môi.Tại khu vực làm việc và vị trínguồn cung cấp dây đều có cửa bảo vệ Trong quá trình gia công thường có một cửa

sổ xem để quan sát phôi trong chu kỳ đánh điện Tuy nhiên, với tỷ lệ chất điện môichảy cao được sử dụng, ta rất khó để nhìn thấy rõ quá trình gia công , do khối lượngcủa chất lỏng chảy vào cửa sổ xem Hệ thống máy tính điều khiển của các loại máynày theo dõi tất cả các điều kiện gia công, và trong hầu hết trường hợp, nó hiển thịtrực quan các hình dạng được gia công

Máy cắt dây cung cấp cho các hoạt động gia công hai, bốn, và năm trục Các trụcđược xác định là trục X, trục Y,trục U, V trục và trục Z Trong hoạt động, trục X và U làsong song theo hướng hoạt động, các trục Y và V là song song trong hoạt động củangười điêu khiển, trong khi trục Z là vuông góc với trục X-U và Y-V U và

V trục bù đắp dây cắt từ vị trí thẳng đứng Điều này cho phép máy cắt dây gia côngcác bề mặt theo chiều dọc trên phôi khi trục U và V định vị trí các dây dẫn đầu trựctiếp trên dây dẫn phía dưới

Hoạt động của trục Z có thể được vận hành bằng tay hoặc máy tính điều khiển.Trục này được sử dụng để xác định vị trí các dây dẫn ở gần các bề mặt của phôi Vịtrí của các dây dẫn đầu là cần thiết để đảm bảo lưu lượng thích hợp của chất điệnmôi vào khu vực sinh lửa để duy trì loại bỏ EDM-chip Điều chỉnh trục Z là cầnthiết tại bất kỳ thời gian trong chu kỳ làm dấy lên khi một sự thay đổi của đườngviền trong bề mặt phôi đang gặp phải Nên các bề mặt phôi được dự tính vào đường

đi của dây dẫn trên, các bộ phận có thể bị hư hỏng trong khi va chạm

Các bộ phận chính này bao gồm máy công cụ, nguồn cung cấp điện, đơn vịđiện môi, và kiểm soát máy tính

Các máy tính điều khiển tất cả các chuyển động của máy cắt dây Theo hướngdẫn sử dụng là có thể cho các hoạt động thiết lập thông qua sự kiểm soát máy tính.Tất cả các trục điều khiển bao gồm một hệ thống thông tin phản hồi, cung cấp chocác máy tính của các vị trí của từng bộ phận Mỗi nhà sản xuất cung cấp một hệthống thông tin phản hồi và máy tính kiểm soát các yêu cầu chính xác trong hoạtđộng gia công

Các máy công cụ cũng bao gồm các đơn vị dây nguồn cấp dữ liệu Điều này là

cơ sở để điều khiển tốc độ dây đi qua khi nó đi qua các khu vực đánh điện Nếu tốc

độ ở đây quá chậm khi qua khu vực này, các tia lửa sẽ làm xói mòn và cuối cùngphá vỡ dây Tốc độ quá nhanh thì các dây nhanh chóng thông qua các tia lửa gâylãng phí Ngoài việc kiểm soát tốc độ dây đi qua, các dây cần phải được giữ cho thậtcăng và thẳng Tránh để dây bi chùng lại, gây khó khăn trong quá trình gia công3.2.2 Nguồn cung cấp

Các nguồn cung cấp điện cho máy cắt dây là rất khác so với các máy gia côngbằng xung định hình Máy cắt dây đòi hỏi có máy tính để giám sát tất cả các giaiđoạn của hoạt động Kể từ khi cung cấp điện và máy tính thì các bộ phận điện tửthường được lắp ráp thành một tủ chung

Hình 3.3: Hệ thống cung cấp điện và hệ thống điều khiển [13]

Hệ thống máy tính điều khiển là một điều cần thiết trong việc gia công trên máycắt dây Các máy tính kiểm soát cho việc cung cấp điện, mỗi động cơ servo, hệ thốngdây điện, hệ thống điện môi dầu diozen và nước, và hình dạng gia công thành phôi.Điều khiển cung cấp điện có thể tách từ bảng điều khiển của máy tính điều hành hoặc

động bật/tắt (ON/OFF) và cường độ có thể tự nhập vào máy tính hoặc được lập trìnhsẵn và được nhập bằng các phương tiện của các thiết bị lưu trữ máy tính.

Hoạt động của động cơ Servo được điều khiển bởi phần mềm máy tính, chứkhông phải bằng một bộ phận lắp ráp riêng biệt trong việc cung cấp điện Gia côngtrên máy cát dây thường đòi hỏi bốn trục gia công đồng thời Dưới sự kiểm soát củamáy tính, mỗi trục phải được theo dõi riêng Các dây đi qua tỷ lệ cũng phải đượctheo dõi và điều chỉnh bằng máy tính để duy trì một tia lửa, khoảng cách điện ápchấp nhận được giữa các dây điện cực và phôi Nên điện áp phát ra tia lửa giảm thấphơn là chấp nhận được, máy tính sẽ làm chậm tốc độ dây đi qua để cho phép tăngkhoảng cách phát ra tia lửa, và một sự gia tăng tương ứng điện áp phát ra tia lửa.Nên sự tăng điện áp phát ra tia lửa, khoảng cách trên mức bình thường, máy tính sẽ

tự động tăng tốc độ đi qua dây Điều này sẽ thu hẹp khoảng cách gây ra và duy trìmột tỷ lệ đi qua hiệu quả

Hệ thống cung cấp điện được đánh giá trong ampe kế Các điện cực của dây,đường kính và vật liệu, cùng với độ dày của phôi, thực tế thì sử dụng ampe kế đểxác định Năng lượng tia lửa được xác định bằng thời gian mở và ampe kế lúc caođiểm Cài đặt cho thời gian tia lửa mở/đóng và đỉnh ampe kế được xác định chotừng ứng dụng sử dụng dữ liệu được cung cấp bởi các nhà sản xuất máy tính

Từ hệ thống điều khiển máy tính là điểm hoạt động chính của máy cắt dây,điều quan trọng là các thợ máy cần phải biết một công tắc ngắt dòng điện Nếu khigặp điều kiện bất thường, các thợ máy phải có khả năng ngừng hoạt động trước khinhân viên bị thương hoặc trước khi máy bị hư hỏng

Việc lắp ráp nguồn điện cung cấp năng lượng cần phải có một hệ thống điệnxung quanh cho kết nối tại một điểm của AC - đầu vào cho máy móc Hệ thống này

có thể được tách biệt khỏi nguồn điện và gắn trên máy hoặc trên một phần của máy.Như một xem xét an toàn, hệ thống khép kín này nên bao gồm một bộ chuyển mạchchủ - ngắt kết nối để loại bỏ tất cả các dòng điện vào khi bảo dưỡng

3.2.3 Chất điện môi và bộ lọc

Máy cắt dây có thiết kế một tính năng quan trọng Bởi vì nước khử ion có tính

ăn mòn, các thành phần máy kim loại tiếp xúc với nước này thường được xây dựng

từ thép không gỉ

Hình 3.4: Hệ thống điện môi ion hóa nước điển hình [14]

Việc cung cấp chất điện môi cũng được tiếp xúc với các chất ăn mòn của cácnước khử ion Các hồ chứa, máy bơm, ống nước, và bộ lọc tất cả phải có khả nănghoạt động trong môi trường này Các chất điện môi sử dụng trong máy cắt dây phảilọc các tia lửa, các sản phẩm phụ từ nước sau khi chúng được trở về hồ chứa lưu trữ.Ngoài việc lọc, nước phải được xử lý để loại bỏ bất cứ thành phần hòa tan trước khi

nó được sử dụng như là một chất điện môi EDM Nước khử Ion hóa là một chấtđiện môi, nhưng nó sẽ trở thành một chất dẫn điện rất nhanh vì nó hòa tan vật liệu

từ quá trình đánh điện Để trở về nước với một mức độ tinh khiết có thể chấp nhận

và sử dụng được, nó được truyền qua một thùng nhựa để loại bỏ các chất hoà tan và

để khử ion hóa nó

Nước đã qua sử dụng từ các máy công cụ được trả lại cho các hồ chứa chất điện

ion Nước được bơm từ hồ chứa không được lọc qua các bộ lọc để loại bỏ các chấtrắn, các mảnh vụn Sau đó nước được bơm qua bể nhựa và vào hồ chứa nước lọc vàkhử ion Các bể chứa nước lọc và khử ion bao gồm một cảm biến để theo dõi độ dẫnđiện của nước khử ion Nên sự thay đổi độ dẫn điện đển một mức độ không thể chấpnhận, một cảnh báo sẽ được hiển thị trên màn hình máy tính và nó có thể không thểbắt đầu một chu kỳ đánh điện cho đến khi được chấp nhận thì mới cho bắt đầu.Một công tắc được làm bằng phao thường là một phần của hồ chứa nước khửion Điều này chuyển đổi một tín hiệu âm thanh dưới nước ở mức độ thấp và nó cóthể hiển thị một cảnh báo trên màn hình video của máy tính Khi một giới hạn dướinước thấp được chỉ ra, nó có thể không bắt đầu một chu trình gia công.

Nước bốc hơi và bị mất trong suốt chu trình gia công Nước để thay thế có thểđược bổ sung từ các nguồn cung cấp nước của nhà máy, và đầu tiên là phải loại bỏcác tạp chất Nước của nhà máy nên được kiểm tra, chấp nhận trước khi được chovào máy cắt dây Và qui định về chất lượng nước thì được nhà sản xuất quy định.Một đơn vị nước làm mát thường là một phần của một hệ thống điện môi của máycắt dây Tốc độ cắt dây và gia công bị ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ nước Khi tăngnhiệt độ nước, tốc độ gia công giảm Nhà sản xuất khuyến nghị những vấn đề liên quanđến nhiệt độ hoạt động chất điện môi ( nước) nên được theo dõi cẩn thận

Đôi khi, dầu hydrocarbon được sử dụng trong gia công cắt dây Khi nào dầuđược sử dụng, thì nó cũng được phải lọc giống với các máy gia công xung địnhhình Hầu hết các nhà sản xuất không khuyên bạn nên sử dụng dầu hydrocarbon vànước khử ion trong cùng một máy Đôi khi, phôi chìm dưới nước là có lợi trong giacông dây cắt Một phôi có kích thước lớn hoặc có một bề mặt đường viền nên đượcxem xét để ngâm phôi dưới nước để cho các chất điện môi vào khe rãnh Một bểlàm việc để chứa chất lỏng là cần thiết để cho phôi được chìm hết trong nó

3.2.4 Phần cơ khí

Máy được chuyển động nhờ bộ truyền ốc vít và truyền động cho tất cả các trụcnhờ động cơ AC (động cơ xoay chiều) Trước khi hoạt động, máy được kiểm tra Nếu

có bất kì lỗi nào thì sẽ được sửa chữa ngay lập tức.Và dữ liệu này sẽ được lưu trữvào máy.

Hình 3.5: Phần cơ khí điển hình [14]

- Dây

Khi dây EDM lần đầu tiên được giới thiệu, dây đồng được sử dụng trên cácmáy vì nó dẫn điện là tốt nhất Nhưng khi tốc độ tăng lên, những hạn chế của nó đãsớm phát hiện ra Độ bền kéo thấp nên khi làm việc ở tốc độ cao thì dây đồng dễ bịđứt Nên hiện nay, người ta đã them thành phần kẽm và một số hợp chất khác đểtăng độ bền kéo cho dây Thành phần chủ yếu: Cu 60% , Zn (35-39)%, Al và một sốchất khác

Đặc trưng chủ yếu của dây:

Với đường kính trung bình là từ 0.1-0.3 mm, nhưng tùy thuộc vào vật liệu cắt

mà đường kính dây được chọn khác nhau

- Tự động dây

Nhu cầu đối với luồng tự động dây và độ tin cậy phụ thuộc đã được đáp ứngvới thiết kế mới và cải thiện Với sự bổ sung của các lập trình trục "Z", phôi có độdày khác nhau, cũng có thể được gia công Dây từ trong cuộn, thông qua nhiều cơcấu khác nhau để căng dây rồi sau đó mới được đưa xuống cuộn quấn dây Tất cảcác việc này đề được thực hiện nhờ chương trình được lập trên máy tính

- Tiến bộ trong cắt côn

Hầu hết các dây EDM được trang bị với một trục "Z" được lập trình cho phépkiểm soát các hướng dẫn một cách chính xác.Trục U và V nằm cách xa khu vực làmviệc Những trục này cung cấp di chuyển của dây để tạo góc côn lên đến +/- 30 độ

Cả hai hình nón và hình trụ bán kính xiên có thể được lập trình, và kích thước củabán kính trên và dưới của phần cũng có thể được lập trình Việc này rất có lợi trongviệc ứng dụng để cắt được nhiều chi tiết đa dạng hơn

3.3 Hệ thống tia lửa trong quá trình gia công

3.3.1 Tia lửa xảy ra ở điểm gần nhất

Một đặc tính của điện là nó chạy dọc theo những con đường ngắn nhất đã cósẵn Đặc điểm này rất quan trọng khi áp dụng cho các nguyên tắc cơ bản của cácmáy gia công bằng tia lửa điện

Các bề mặt xuất hiện tia lửa điện của các điện cực và phôi có thể xuất hiện là rấttrơn tru khi sử dụng các phương pháp kiểm tra trực quan Trong thực tế, các bề mặtđược tạo thành từ nhiều sự nhấp nhô rất nhỏ Những sự nhấp nhô này bao gồm các

"đỉnh núi" và "thung lũng" Khi các điện cực và phôi đang ở các khoảng cách thíchhợp để làm xuất hiện các tia lửa điện, các đỉnh của điện cực và phôi có bề mặt mở rộnghơn các thung lũng và trở thành những điểm mà tia lửa sẽ xuất hiện Sẽ có một đỉnhđiện cực và một đỉnh phôi cao mà là gần nhau hơn so với tất cả các đỉnh điện cực vàphôi khác Vì các đỉnh điện cực và phôi cụ thể có khoảng cách ngắn nhất

giữa chúng, và chảy điện qua khoảng cách ngắn nhất, một tia lửa sẽ xảy ra ở các điểmđỉnh điểm Hình 3.6 minh họa các tia lửa xảy ra giữa các đỉnh núi gần điện cực - phôi.

Từ hình 3.6, dường như bề mặt các điện cực và phôi khá thô Trong thực tế, tất cảcác bề mặt hoàn thiện đều có bề mặt không đều Mặc dù bề mặt chỉ có "đỉnh núi"và

"thung lũng" không đáng kể, những thay đổi rất nhỏ của kích thước cho phép các tialửa điện xảy ra giữa các đỉnh gần nhất và có tia lửa tiếp theo xảy ra tại một vị trí

Hình 3.6: Minh họa cho điểm gần nhất [13]

3.3.2 Các loại nguồn cung cấp năng lượng

Máy EDM sử dụng các loại khác nhau của các tia lửa phụ thuộc vào các mạch điện tử được cung cấp Tia lửa thường được tạo ra bởi một trong hai loại nguồn cung cấp điện sau:

Cung cấp điện từ điện trở - tụ điện

Cung cấp xung điện

Các tia lửa được sinh ra từ các điện trở - tụ điện (R - C) và cung cấp điện xung làkhá khác nhau Sự khác biệt là không rõ ràng bằng cách quan sát trực quan các điệncực để phôi phát ra tia lửa Khi xem xét các nguyên tắc cơ bản của máy gia công

bằng tia lửa điện, nó chỉ là quan trọng để phát triển một hình ảnh tinh thần củanhững gì mà một tia lửa trông giống như nó xảy ra Từ một quan điểm kỹ thuật,hình ảnh tinh thần này là tương tự như nhìn vào hình ảnh của một tia lửa như đượcthấy trên một dao động Tia lửa hình ảnh được biết đến như một dạng sóng, và nócho phép các kỹ sư thiết kế để mô tả các loại tia lửa đang được sử dụng.

Mô tả các dạng sóng cho R – C và nguồn cung cấp xung điện được mô tả chi tiết trong các tài liệu của máy phát điện Tại thời điểm này, nó là đủ để nói rằng R -

C là dạng sóng cung cấp điện là phức tạp hơn so với các dạng sóng xung điện cungcấp Cho mục đích tạo ra một hình ảnh tinh thần, các dạng sóng xung điện cung cấpđược sử dụng vì nó là khá đơn giản dễ hiểu

Các dạng sóng được vẽ như một đồ thị Các đường tham chiếu ngang chỉ ra rằngkhông có dòng điện chạy qua Các đường tham chiếu thẳng đứng đại diện cho khoảngthời gian gốc Tại một số điểm, việc chuyển đổi ánh sáng đã bật Tại thời điểm đó, cácdòng điện bắt đầu chảy và ánh sáng bóng đèn phát ra Các đường thẳng đứng có nguồngốc ở điểm "công tắc đóng", biểu diễn thời gian này Trong trường hợp này, các đườngthẳng đứng được vẽ vuông góc với dòng thời gian không tham khảo Trong thực tế,dòng này sẽ không được chính xác vuông góc với đường gốc, vì lượng thời gian rất nhỏ

là cần thiết cho dòng điện đi từ không đến mức độ hoạt động

Khi dòng điện tăng lên đến mức độ hoạt động, nó vẫn còn đó cho đến khi côngtắc đèn được bật OFF Điều đơn giản , ánh sáng vẫn bật cho đến khi công tắc đèn đượcbật OFF Tiếp theo, công tắc được tắt Các dòng điện sau đó trở về số không và ánhsáng được tắt Một lần nữa, một lượng nhỏ thời gian là cần thiết cho dòng điện đi từ vịtrí hoạt động về không Thời gian này là quá ngắn nên không được hiển thị