Bài giảng các phương pháp gia công tinh chương 8 gia công bằng tia lửa điện edm

GIA CÔNG BẰNG TIA LỬA ĐIỆN – EDM (Electrical Discharge Machine) 284 Gia cơng tia lửa điện • Bản chất phương pháp phóng tia lửa điện để ăn mòn kim loại truyền lượng qua rãnh dẫn điện 285 Gia công tia lửa điện  Hệ thống gia công tia lửa điện (Electrical Discharge Machining EDM) bao gồm có hai phận chủ yếu: máy công cụ nguồn cung cấp điện  Máy công cụ gắn điện cực định hình (đóng vai trị dao) điện cực tiến tới bề mặt chi tiết gia cơng sinh lỗ chép hình hình dạng dụng cụ  Nguồn lượng cung cấp sản sinh tần số cao, tạo loạt tia lửa điện điện cực bề mặt chi tiết bóc lớp kim loại ăn mịn nhiệt độ hóa 286 287 Ngun lý gia cơng  Trong q trình gia công, dụng cụ chi tiết hai điện cực, dụng cụ catốt, chi tiết anốt nguồn điện chiều có điện áp 50 – 300V cường độ dòng điện 0,1 – 500A Hai điện cực đặt dung dịch cách điện gọi chất điện môi Khi cho hai điện cực tiến lại gần chúng có điện trường  Khi điện áp tăng lên từ bề mặt cực âm có điện tử phóng ra, tiếp tục tăng điện áp chất điện mơi hai điện cực bị ion hóa làm cho chúng trở nên dẫn điện, làm xuất tia lửa điện hai điện cực Nhiệt độ vùng có tia lửa điện lên cao, đạt đến 12.000oC, làm nóng chảy, đốt cháy phần kim loại cực dương 288 Ngun lý gia cơng  Trong q trình phóng điện, xuất ion hóa cực mạnh tạo nên áp lực va đập lớn, đẩy phoi khỏi vùng gia cơng Tồn q trình xảy thời gian ngắn từ 10^-4 đến 10^-7s Sau mạch trở lại trạng thái ban đầu điện áp tụ nâng lên đến mức đủ để phóng điện q trình lại diễn điểm có khoảng cách gần  Phoi q trình gia cơng giọt kim loại bị tách khỏi điện cực đông đặc lại thành hạt nhỏ hình cầu Khi hạt bị đẩy khỏi vùng gia công, khe hở hai điện cực lớn lên, phóng điện khơng cịn Để đảm bảo q trình gia cơng liên tục, người ta điều khiển điện cực dụng cụ xuống cho khe hở hai điện cực không đổi ứng với điện áp nạp vào tụ C 289 Điện cực dụng cụ  Trong gia công xung định hình, điện cực dụng cụ đóng vai trị quan trọng độ xác gia cơng phần phụ thuộc vào độ xác điện cực Việc lựa chọn hợp lý vật liệu điện cực yếu tố quan trọng Điều ảnh hưởng đến độ xác gia cơng, mà cịn ảnh hưởng đến tính kinh tế thơng qua suất độ hao mịn điện cực trung bình Giá điện cực chiếm 80% chi phí gia cơng  Các loại vật liệu dùng làm điện cực cho gia cơng xung định hình thường đồng đỏ, đồng – volfram, bạc-volfram, đồng thau, volfram, nhôm, môlipđen, hợp kim cứng, thép… Trong đồng đỏ đồng-volfram thường dùng Các loại vật liệu volfram, nhôm, môlipđen, hợp kim cứng, thép… sử dụng số trường hợp đặc biệt 290 Khả công nghệ  Phương pháp dùng để gia công lỗ biên dạng bề mặt chi tiết từ hợp kim cứng thép nhiệt luyện (các khuôn, ván kéo sợi, dụng cụ cắt, vv…), để cắt đứt vật liệu cứng vv… 291 Thiết bị gia công tia lửa điện  Gia cơng EDM phân loại sau:  Gia cơng xung định hình EDM (Die Sinking EDM hay RamEDM)  Gia công vi EDM (Micro EDM)  Gia công EDM dây cắt (Wire-cut EDM Wire EDM)  Khoan EDM (EDM drilling)  Máy lấy mũi tarô bị gãy (Broken Tap Remover) 292 (a) (b) (c) Fig : (a) Schematic illustration of the electrical-discharge machining process This is one of the most widely used machining processes, particularly for die-sinking operations (b) Examples of cavities produced by the electrical-discharge machining process, using shaped electrodes Two round parts (rear) are the set of dies for extruding the aluminum the aluminum piece shown in front (c) A spiral cavity produced by ECM using a slowly rotating electrode, similar to a screw thread 293 Stepped Cavities Produced by EDM Process Figure 27.11 Stepped cavities produced with a square electrode by the EDM process The workpiece moves in the two principle horizontal directions (x – y), and its motion is synchronized with the downward movement of the electrode to produce these cavities Also shown is a round electrode capable of producing round or elliptical cavities Source: Courtesy of AGIE USA Ltd 294 Examples of EDM Fig : Stepped cavities produced with a square electrode by the EDM process The workpiece moves in the two principal horizontal directions (x-y), and its motion is synchronized with the downward movement of the electrode to produce these cavities Also shown is a round electrode capable of producing round or elliptical cavities Fig : Schematic illustration of producing an inner cavity by EDM, using a specially designed electrode with a hinged tip, which is slowly opened 295 and rotated to produce the large cavity The Wire EDM Process Metal removal rate : MRR   10 IT w 23 where I  current in amperes T w  melting temperature of workpiece, C Figure 27.12 Schematic illustration of the wire EDM process As many as 50 hours of machining can be performed with one reel of wire, which is then discarded 296 WIRE EDM Fig : (a) Schematic illustration of the wire EDM process As much as 50 hours of machining can be performed with one reel of wire, which is then discarded (b) Cutting a thick plate with wire EDM (c) A computer-controlled wire EDM machine 297