Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ tới độ chính xác gia công khi gia công cắt dây các vật liệu khó gia công

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THƠNG SỐ CƠNG NGHỆ TỚI ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG, KHI GIA CƠNG CẮT DÂY CÁC VẬT LIỆU KHĨ GIA CƠNG NGUYỄN TIẾN NGA THÁI NGUN - 2009 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Lời xin đƣợc cảm ơn Thầy giáo TS Nguyễn Trọng Hiếu – Thầy hƣớng dẫn định hƣớng đề tài, cách tiếp cận nghiên cứu đề tài, cách khai thác sử dụng tài liệu tham khảo nhƣ bảo q trình tơi làm luận văn Tơi muốn bày tỏ lởi cảm thày giáo công tác Phịng thí nghiệm Kỹ thuật Cơ khí Động lực - Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp tạo điều kiện tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn sử dụng trang thiết bị thí nghiệm q trình tơi làm luận văn Tơi xin cảm ơn Ban Giám đốc, cán công nhân viên công ty TNHH Quang Nam (Khu công nghiệp Phố nối A - Thị trấn Nhƣ Quỳnh - Hƣng Yên) tạo điều kiện để đƣợc thực tế thăm quan loại máy cắt dây, đồng thời công ty cung cấp đầy đủ mẫu thí nghiệm có chất lƣợng tốt để thực luận văn Cuối muốn bày tỏ lịng cảm ơn gia đình, thầy giáo, cô giáo, bạn đồng nghiệp ủng hộ, động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu làm luận văn Tác giả Nguyễn Tiến Nga Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục đồ thị, hình vẽ Mở đầu 12 I Tính cấp thiết đề tài 12 II Mục đích đối tƣợng nghiên cứu 14 III Phƣơng pháp nghiên cứu IV Phạm vi nghiên cứu V Nội dung đề tài 14 15 15 VI Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN 15 17 1.1 Đặc điểm phƣơng pháp gia công tia lửa điện 17 1.1.1 Các đặc điểm phƣơng pháp gia cơng tia lửa điện 17 1.1.2 Khả công nghệ phƣơng pháp gia công tia lửa điện 17 1.2 Các phƣơng pháp gia công tia lửa điện 18 1.2.1 Phƣơng pháp gia cơng xung định hình 18 1.2.2 Phƣơng pháp gia cơng cắt dây tia lửa điện 18 1.2.3 Các phƣơng pháp khác 18 1.3 Cơ sở phƣơng pháp gia công tia lửa điện 20 1.3.1 Bản chất vật lý 20 1.3.2 Cơ chế bóc tách vật liệu 25 1.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình gia cơng tia lửa điện 26 1.4.1 Các đặc tính điện phóng tia lửa điện 26 1.4.2 Dịng điện bƣớc dòng điện 30 1.4.3 Ảnh hƣởng khe hở phóng điện δ 30 1.4.4 Ảnh hƣởng điện dung C 33 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.4.5 Ảnh hƣởng diện tích vùng gia cơng 33 1.4.6 Ảnh hƣởng ăn mòn điện cực 34 1.5 Lƣợng hớt vật liệu gia công tia lửa điện 34 1.6 Chất lƣợng bề mặt 35 1.6.1 Độ nhám bề mặt 36 1.6.2 Vết nứt tế vi ảnh hƣởng nhiệt 36 1.7 Độ xác tạo hình gia công tia lửa điện 37 1.8 Các tƣợng xấu gia công tia lửa điện 38 1.8.1 Hồ quang 38 1.8.2 Ngắn mạch, sụt áp 39 1.8.3 Xung mạch hở, khơng có dịng điện 40 1.8.4 Sự q nhiệt chất điện môi 40 1.9 Các yếu tố không điều khiển đƣợc 40 1.9.1 Nhiễu hệ thống 41 1.9.2 Nhiễu ngẫu nhiên 41 1.10 Dung dịch chất điện môi gia công tia lửa điện 41 1.10.1 Nhiệm vụ dung dịch chất điện môi 41 1.10.2 Các loại chất điện môi 43 1.10.3 Các tiêu chuẩn đánh giá chất điện mơi 43 1.10.4 Các loại dịng chảy chất điện môi 45 1.10.5 Hệ thống lọc chất điện môi 47 CHƢƠNG II: MÁY CẮT DÂY VÀ CÁC THƠNG SỐ ĐIỀU CHỈNH TRONG Q TRÌNH GIA CƠNG 49 2.1 Sơ máy cắt dây tia lửa điện 49 2.1.1 Công dụng máy cắt dây tia lửa điện 49 2.1.2 Ƣu nhƣợc điểm phƣơng pháp gia công cắt dây tia lửa điện 50 2.1.2.1 Ƣu điểm 50 2.1.2.2 Nhƣợc điểm 50 2.2 Độ xác gia công tia lửa điện 51 2.3 Điện cực vật liệu điện cực 54 2.3.1 Yêu cầu vật liệu làm điện cực 54 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3.2 Các loại dây điện cực 55 2.4 Sự thoát phoi cắt dây tia lửa điện 55 2.5 Nhám bề mặt cắt dây 56 2.6 Các thông số điện điều khiển máy cắt dây tia lửa điện 57 2.6.1 Dịng phóng tia lửa điện Ie bƣớc dòng điện 57 2.6.2 Độ kéo dài xung ti 57 2.6.3 Khoảng cách xung t0 57 2.6.4 Điện áp đánh lửa Ui 57 2.6.5 Khe hở phóng điện 57 2.7 Lập trình gia cơng máy cắt dây 58 2.7.1 Các trục điều khiển hệ tọa độ 59 2.7.2 Các chức “G” 59 CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC KÍCH THƢỚC 71 3.1 Thiết kế thí nghiệm 71 3.1.1 Các giả thiết thí nghiệm 71 3.1.2 Điều kiện thực thí nghiệm 71 3.1.2.1 Thiết bị thí nghiệm 71 3.1.2.2 Vật liệu gia cơng 73 3.1.2.3 Các thiết bị đo 74 3.2 Nhóm thí nghiệm 76 3.2.1 Mơ hình định tính q trình cắt dây tia lửa điện 76 3.2.2 Các thông số đầu vào thí nghiệm 77 3.3 Khảo sát độ xác gia công 78 3.3.1 Phƣơng pháp đánh giá 79 3.3.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng đơn Ui; Ie; t0 79 3.3.2.1 Vật liệu trạng thái thƣờng 80 3.3.2.2 Vật liệu trạng thái cải thiện 85 3.3.2.3 Vật liệu trạng thái nhiệt luyện 90 3.3.3 Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc 94 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.3.3.1 Vật liệu trạng thái thƣờng 95 3.3.3.2 Vật liệu trạng thái cải thiện 100 3.3.3.3 Vật liệu trạng thái nhiệt luyện 105 3.3.4 Nghiên cứu độ xác công tua 110 Kết luận chƣơng 113 Kết luận chung 114 Tài liệu tham khảo 116 Phụ lục 117 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Danh mục mã G Bảng 2.2 Danh mục mã lệnh M Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật máy cắt dây CW322S Bảng 3.2 Thành phần hóa học nguyên tố mác thép SKD61 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ ngun lý gia cơng tia lửa điện Hình 1.2 Pha đánh lửa Hình 1.3 Sự hình thành kênh phóng điện Hình 1.4 Sự hình thành bốc vật liệu Hình 1.5 Đồ thị điện áp dịng điện xung phóng điện Hình 1.6 Mối quan hệ Vw ti [1] Hình 1.7 Mối quan hệ θ ti [1] Hình 1.8 Mối quan hệ Rmax ti (với ti = td + te) [1] Hình 1.9- Ảnh hƣởng ti t0 đến suất gia cơng [1] Hình 1.10- Ảnh hƣởng khe hở phóng điện δ Hình 1.11 Quan hệ η ap [1] Hình 1.12 Ảnh hƣởng điện dung C [1] Hình 1.13 ảnh hƣởng diện tích vùng gia cơng F [1] Hình 1.14 Các thơng số ảnh hƣởng đến suất gia cơng EDM Hình 1.15 Vùng ảnh hƣởng nhiệt bề mặt phơi Hình 1.16 Hiện tƣợng hồ quang điện [1] Hình 1.17 Hiện tƣợng ngắn mạch sụt áp [1] Hình 1.18 Hiện tƣợng xung mạch hở [1] Hình 1.19 Dịng chảy bên ngồi Hình 1.20 Dịng chảy áp lực Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 2.1 Sơ đồ máy cắt dây tia lửa điện Hình 2.2 Sự cân lực cắt thẳng sai số hình học cắt góc Hình 2.3 Các trƣờng hợp khó gia cơng dịng chảy đồng trục Hình 2.4 Khe hở phóng điện gia cơng cắt dây tia lửa điện Hình 2.5 Các lệnh dịch chuyển đƣờng kính dây G41/G42 Hình 3.1.1 Máy cắt dây CW322S Hình 3.1.2 Ảnh máy đo tọa độ chiều Beyond Crysta C544 Hình 3.2 Mơ hình hóa q trình gia cơng tia lửa điện Hình 3.3 Khe hở phóng điện δ Hình 3.3.2 Sơ đồ gia cơng mẫu thí nghiệm Hình 3.3.2.1.1 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.1.2 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.1.3 Ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.1.4 Ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.1.5 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.1.6 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.1.7 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình trịn Hình 3.3.2.1.8 Ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình trịn Hình 3.3.2.1.9 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t o đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình trịn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 3.3.2.2.1 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.2 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.3 Ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.4 Ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.5 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.6 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.7 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình trịn Hình 3.3.2.2.8 Ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình trịn Hình 3.3.2.2.9 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t o đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình trịn Hình 3.3.2.3.1 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.3.2 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.3.3 Ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.3.4 Ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.5 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 Hình 3.3.2.2.6 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.3.7 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình trịn Hình 3.3.2.3.8 Ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình trịn Hình 3.3.2.3.9 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t o đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình trịn Hình 3.3.3.1.1 Quan hệ khe hở rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui Hình 3.3.3.1.2 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui Hình 3.3.3.1.3 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie Hình 3.3.3.1.4 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie Hình 3.3.3.1.5 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng điện t Hình 3.3.3.1.6 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng điện t Hình 3.3.3.1.7 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt đến độ xác kích thƣớc lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui Hình 3.3.3.1.8 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt đến độ xác kích thƣớc lỗ trịn, dƣới ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie Hình 3.3.3.1.9 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc lỗ trịn, dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng lửa điện t0 Hình 3.3.3.2.1 Quan hệ khe hở rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 106 3.3.3.3 Vật liệu trạng thái nhiệt luyện - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc theo chiều dài hình cắt dƣới ảnh hƣởng điên áp đánh lửa U i ∆l(μm) 14 12 10 295 300 305 310 315 320 ∆(μm) Hình 3.3.3.3.1 Quan hệ khe hở rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui - Mối quan hệ chiều rộng rãnh với độ xác kích thƣớc theo chiều rộng hình cắt dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui ∆l(μm ) 16 14 12 10 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 ∆(μm) Hình 3.3.3.3.2 Quan hệ khe hở rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 107 - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc theo chiều rộng hình cắt dƣới ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie ∆l(μm ) 12 10 305 -2 310 315 320 325 330 335 ∆(μm) Hình 3.3.3.3.3 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc theo chiều rộng hình cắt dƣới ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie ∆ (μm) 14 12 10 310 315 320 325 330 ∆l (μm) Hình 3.3.3.3.4 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện I e Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 108 - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc theo chiều hình cắt dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng điện t0 ∆ (μm) 18 16 14 12 10 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 ∆l (μm) Hình 3.3.3.3.5 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng điện t - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc theo chiều rộng hình cắt dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng điện t0 ∆ (μm) 18 16 14 12 10 310 312 314 316 318 320 ∆l (μm) Hình 3.3.3.3.6 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng điện t Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 109 - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc lỗ tròn dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui ∆ (μm) 10 ∆l (μm) 290 295 300 305 310 315 320 Hình 3.3.3.3.7 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt đến độ xác kích thƣớc lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc lỗ trịn dƣới ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie ∆ (μm) 10 -2 312 314 316 318 320 322 324 326 328 ∆l (μm) -4 Hình 3.3.3.3.8 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt đến độ xác kích thƣớc lỗ trịn, dƣới ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện Ie Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 110 - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc lỗ trịn dƣới ảnh hƣởng thời gian phóng điện t0 ∆ (μm) 16 14 12 10 309 310 311 312 313 314 315 316 317 ∆l (μm) Hình 3.3.3.3.9 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc lỗ trịn, dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng lửa điện t0 - Nhận xét: Kết (từ hình 3.3.3.3.1 đến 3.3.3.3.9) nhận đƣợc mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc cắt vật liệu trạng thái nhiệt luyện tƣơng tự nhƣ cắt hai trạng thái vật liệu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 111 3.3.4 Nghiên cứu độ xác cơng tua Dựa vào kết đo ta thấy, biên dạng gia cơng có sai số định kích thƣớc đo khơng trùng với kích thƣớc lập trình gia cơng Số liệu kết đo cho thấy hình dáng biên dạng gia công tập trung chủ yếu nhƣ sau: h a2 a2 k=0 k a2 a2 a2 a k>0 a1 a1< a2 b b a1 a1= a2 Hình 3.3.4.1 Các hình dáng biên dạng gia cơng thƣờng gặp - Nguyên nhân tƣợng chất phƣơng pháp gia công gây Khi gia công, dây phôi đƣợc cung cấp điện áp Ui, phôi dây đƣợc điều chỉnh khoảng cách đủ bé môi trƣờng chất điện mơi gây phóng điện.Chính xung điện gây trƣờng tĩnh điện, sinh lực hút dây phôi, giá trị lực tỉ lệ với bình điện áp trung bình phơi dây Mặt khác, q trình phóng điện gây lực phóng điện làm cho dây lệch khỏi quỹ đạo lập trình Ngồi cịn có lực gây áp suất kênh Plasma bọt khí bốc Tất lực tác động lên dây làm cho dây Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 112 dao động làm sai lệch kích thƣớc gia cơng, đồng thời gây sai số hình dáng gia cơng Lực vng góc với phƣơng cắt Kräfte quer zur Schnittrichtung Lực theo phƣơng cắt Kräfte in Schnittrichtung WST Drahtelektrode Dây zentrische Lage des Drahtes Vị trí tâm dây Entladungskräfte Lực phóng điện zentrische Lagecủa des dây Drahtes Vị trí tâm elektrostatische Lực điện từ Kräfte Hình 3.3.4.2 Ảnh hƣởng lực điện trƣờng lực phóng điện lên dây Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 113 s d Đầu dẫn Drahtführung dây v d so bf s f  Werkstück Phôi d b su SchnittĐầu dẫn richtung s l dây s ao : A bstand der W erkstückoberkante zur oberen Drahtführung d : Drahtdurchmesser h : Werkstückhöhe a u: Abstand der Werkstückunterkante Hình 3.3.4.3 Hình dáng dây zur unteren Drahtführung l : Drahteinspannlänge s : frontaler Arbeitsspalt f s : lareraler Arbeitsspalt l vùng gia công s , su : oberer , unterer Schnittspalt o b : Bauchigkeit s : Schnittspalt v : Drahtablaufgeschw indigkeit d b f : frontale Bauchigkeit s : frontaler Drahtversatz dKết luận chƣơng  : Schrägungsw inkel Trong chƣơng tác giả tập trung nghiên cứu ảnh hƣởng thơng số điện tới độ xác kích thƣớc độ xác cơng tua phƣơng pháp cắt dây tia lửa điện thực điều kiện thực tế phịng thí nghiệm Trƣờng Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp Thái Ngun Trong tác giả tập trung giải vấn đề sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 114 - Xây dựng mơ hình định tính q trình gia cơng yếu tố đầu vào đến trình thực kết thúc trình - Nghiên cứu ảnh hƣởng đơn thơng số công nghệ điện đến chiều rộng rãnh cắt gia công - Nghiên cứu mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt tới sai số kích thƣớc gia cơng - Nghiên cứu sai lệch cơng tua q trình gia cơng, tìm ngun nhân gây sai số gia công lực hút tĩnh điện lực phóng điện Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 115 Kết luận chung - Trong thời đại mà cạnh tranh ngày gay gắt địi hỏi cơng đoạn q trình sản xuất phải đảm bảo đƣợc yêu cầu tối thiểu nhƣ độ xác, độ bền, suất, tính kinh tế cao,… Điều trở nên cần thiết công đoạn, nguyên công gia cơng loại vật liệu khó gia cơng Cùng với phát triển khoa học, thiết bị gia công phức tạp địi hỏi phải có chế độ gia cơng tối ƣu nhằm mục đích hạ giá thành sản phẩm Cũng với mục đích đó, tác giả tập trung sâu nghiên cứu chất q trình gia cơng tia lửa điện, nghiên cứu ảnh hƣởng đơn thông số điện đến chiều rộng rãnh cắt, nghiên cứu ảnh hƣởng chiều rộng rãnh cắt đến sai lệch kích thƣớc, nghiên cứu mối quan hệ lƣợng bóc tách đến độ xác kích thƣớc, nghiên cứu độ xác cơng tua gia cơng Từ thu đƣợc kết sau Thực nghiệm đƣợc ba trạng thái vật liệu trạng thái vật liệu sống, trạng thái cải thiện trạng thái nhiệt luyện vật liệu, tìm đƣợc ảnh hƣởng đơn thơng số điện đến chiều rộng khe hở rãnh cắt Đề tài đƣa đƣợc mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với sai số gia cơng Điều có ý nghĩa lớn, sở để lựa chọn chế độ gia công tối ƣu nhằm nâng cao độ xác gia cơng Trong có kết luận lớn là: + Khi tăng trị số thông số điện U i, Ie, t0 trị số chiều rộng khe hở rãnh cắt tăng lên Trong ảnh hƣởng dịng phóng tia lửa điện tới chiều rộng khe hở rãnh cắt lớn + Khi tăng dần trị số thông số công nghệ (theo phƣơng pháp cắt) chiều rộng khe hở tăng dần làm giảm dần sai số kích thƣớc Điều hồn toàn phù hợp với lý thuyết đƣợc đƣa thực tế Bởi ban đầu lƣợng dƣ gia cơng lớn, tăng trị số thơng số điện làm cho q trình bóc tách lƣợng dƣ nhanh lớn kích thƣớc gia cơng nhanh tiến gần với kích thƣớc chuẩn + Ảnh hƣởng độ cứng vật liệu đến trình cắt không lớn Điều thể đồ thị biểu diễn mối quan hệ thông số công nghệ điện với chiều rộng rãnh cắt độ xác kích thƣớc trạng thái vật liệu có Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 116 dạng trị số khác khơng nhiều Điều có ý nghĩa lớn thực tiễn, việc tiến hành gia công vật liệu nhiệt luyện thƣờng khó phƣơng pháp gia cơng truyền thống, mà tránh đƣợc nhƣng chi phí gây q trình nhiệt luyện - Nguyên nhân làm cho dây cắt lệch khỏi vị trí cơng tua lập trình gây sai lệch kích thƣớc nhƣ sai lệch cơng tua lực hút tĩnh điện lực phóng điện điều đƣợc thể rõ nhƣ hình 3.3.4.3 với kết đo bảng phụ lục 1, 2, Một số kiến nghị: - Tiếp tục mở rộng nghiên cứu ảnh hƣởng đồng thời nhiều yếu tố cơng nghệ đến độ xác kích thƣớc nhƣ độ xác cơng tua yếu tố phi cơng nghệ nhƣ ảnh hƣởng dịng chảy chất điện mơi, ảnh hƣởng độ mịn điện cực vv… - Cần nghiên cứu mối quan hệ lƣợng bóc tách với độ xác kích thƣớc từ đƣa đƣợc phƣơng trình biểu diễn mối quan hệ - Cần tiếp tục nghiên cứu sâu ảnh hƣởng lực phóng điện lực hút tĩnh điện đến độ xác kích thƣớc độ xác cơng tua, cần tìm đƣợc phƣơng trình hồi quy mối quan hệ - Nghiên cứu ảnh hƣởng yếu tố cơng nghệ đến q trình gia cơng có tính đến ảnh hƣởng nhiễu đến độ xác kích thƣớc cơng tua gia cơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Vũ Hồi Ân (2007), Gia cơng tia lửa điện CNC, NXB Khoa học kỹ thuật [2] Trần Văn Địch (2003), nghiên cứu độ xác gia cơng thực nghiệm, NXB khoa học kỹ thuật [3] Phan Hùng Dũng (2008), Tối ƣu hóa thơng số cơng nghệ máy cắt dây EDM gia công thép không gỉ, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên [4] Tào Ngọc Minh (2007), Nghiên cứu ảnh hƣởng thông số công nghệ đến chất lƣợng bề mặt máy cắt dây tia lửa điện, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trƣờng Đai học Bách khoa Hà Nội [5] Nguyễn Nam Sơn (2005), nghiên cứu ảnh hƣởng yếu tố công nghệ đến suất chất lƣợng gia công máy cắt dây tia lửa điện, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội [6] Nguyễn Quốc Tuấn, Các phƣơng pháp gia công tiên tiến Trƣờng Đại học KTCN Thái Nguyên [7] Dƣơng Phúc Tý, Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Trƣờng Đại học KTCN Thái nguyên [8] Sách tra cứu vật liệu khó gia công (1998), NXB Giáo dục [9] Advanced Machining Processes (2004), McGraw- Hill, Mechanical Engineering Series [10] Mitutoyo, Catalogue, 1999, CMM [11] Mitutoyo, QM-Data, User‟s Manual No-99 MCA (Brown and Sharpe) [12] Operation Manual – CNC Wire cut EDM – Chmer EDM ching Hung Mechinery and Electric Industrial Co, Ltd – Taiwan [13] PC Pandey- HS Shan (2002), Modern Machining Processes, Tata McGrawHill Pulishing Company Limited Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 118 Phụ lục Bảng thông số công nghệ kết đo cắt vật liệu trạng thái thƣờng Vật liệu trạng thái thƣờng với biên dạng hình chữ nhật Thơng số điều khiển Kết đo Khe hở Sai số gia công Mẫu Ui (V) Ie (A) P (W) D(mm) d(mm) Δl (μm) Δ (μm) 50 100 9.9876 9.3595 10.2 10.2 55 110 9.9899 9.3563 9.4 9.4 60 120 9.9927 9.3434 9.1 9.1 65 130 9.9952 9.3563 7.8 7.8 55 165 9.9946 9.3582 5.9 5.9 55 220 9.9985 9.3499 2.5 2.5 Vật liệu trạng thái thƣờng với biên dạng hình trịn Thơng số điều khiển Kết đo Khe hở Sai số gia công Mẫu Ui (V) Ie (A) P (W) D(mm) d(mm) Δl (μm) Δ (μm) 50 100 9.9876 9.3595 314 12.4 55 110 9.9899 9.3563 317 10.1 60 120 9.9927 9.3434 325 7.3 65 130 9.9952 9.3384 328 4.8 55 165 9.9985 9.3499 324 1.5 55 220 10.0021 9.3381 332 -2.1 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 119 Phụ lục Bảng thông số công nghệ kết đo cắt vật liệu trạng thái cải thiện Vật liệu trạng thái tơi cải thiện có biên dạng cắt hình chữ nhật Thơng số điều khiển Kết đo Khe hở Sai số gia công Mẫu Ui (V) Ie (A) P (W) D(mm) d(mm) Δl (μm) Δ (μm) 50 100 19.9914 19.3784 306.5 6.1 55 110 19.9891 19.3669 311.1 5.4 60 120 19.9923 19.3609 315.7 3.9 65 130 19.9932 19.3611 316.1 3.4 55 165 19.9978 19.3468 325.5 2.2 55 220 19.9999 19.3414 329.3 0.1 Vật liệu trạng thái tơi cải thiện có biên dạng cắt hình trịn Thơng số điều khiển Kết đo Khe hở Sai số gia công Mẫu Ui (V) Ie (A) P (W) D(mm) d(mm) Δl (μm) Δ (μm) 50 100 9.9908 9.3768 307 9.2 55 110 9.9919 9.3696 311 8.1 60 120 9.9939 9.3559 319 6.1 65 130 9.9947 9.3499 322 5.3 55 165 9.9930 9.3579 317.5 3.5 55 220 10.0010 9.3551 323 -0.5 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 120 Phụ lục Bảng thông số công nghệ kết đo cắt vật liệu trạng thái nhiệt luyện Vật liệu trạng thái nhiệt luyện có biên dạng cắt hình chữ nhật Thơng số điều khiển Kết đo Khe hở Sai số gia công Mẫu Ui (V) Ie (A) P (W) D(mm) d(mm) Δl (μm) Δ (μm) 50 100 19.9876 19.3910 298 12.4 55 110 19.9897 19.3805 305 10.3 60 120 19.9922 19.3620 315 7.8 65 130 19.9937 19.3536 320 6.3 55 165 19.9974 19.3517 323 2.6 55 220 20.0019 19.3416 330 -1.9 Vật liệu trạng thái nhiệt luyện có biên dạng cắt hình trịn Thơng số điều khiển Kết đo Khe hở Sai số gia công Mẫu Ui (V) Ie (A) P (W) D(mm) d(mm) Δl (μm) Δ (μm) 50 100 9.9911 9.4008 295 8.9 55 110 9.9926 9.3815 306 7.4 60 120 9.9943 9.3742 310 5.7 65 130 9.9959 9.3576 319 4.1 55 165 9.9972 9.3504 323.4 2.8 55 220 10.0019 9.3483 326.8 -1.9 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn