Nghiên ứu ảnh hưởng ủa á thông số ông nghệ đến năng suất và hất lượng bề mặt khi gia ông bằng phương pháp ắt dây tia lửa điện

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hµ néi -S Luận văn thạc sỹ khoa học Nghiên cứu ảnh hởng thông số công nghệ đến suất chất lợng bề mặt gia công phơng pháp cắt dây tia lửa điện Ngành: Công nghệ chế tạo máy Ngời thực hiện: Vũ Quang Hà Cán hớng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Trọng Bình Hà nội 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131431641000000 Môc lôc Trang Môc lục Danh mục bảng số liệu Danh mục đồ thị hình vẽ Lời nói đầu Chơng Tổng quan gia công tia lửa điện Đặc điểm phơng pháp gia công tia lửa điện 1.1 Các đặc điểm phơng pháp gia công tia 1.1.1 lửa điện Khả công nghệ phơng pháp gia công tia 1.1.2 lửa điện Các phơng pháp gia công tia lửa điện 1.2 Phơng pháp gia công xung định hình 1.2.1 Phơng pháp gia công cắt dây tia lửa điện 1.2.2 Các phơng pháp khác 1.2.3 Nghiên cứu chất phơng pháp gia công tia 1.3 lửa điện 1.3.1 Bản chất vật lý 1.3.2 Cơ chế trình tách kim loại tia lửa điện Các yếu tố ảnh hởng đến trình gia công tia 1.4 lửa điện 1.4.1 Các đặc tính điện phóng tia lửa điện 1.4.2 ảnh hởng khe hở phóng điện 1.4.3 ảnh hởng điện dung C 1.4.4 ảnh hởng diện tích vùng gia công 1.4.5 ảnh hởng ăn mòn điện cực Các tợng không mong muốn xảy gia 1.4.6 công tia lửa điện 1.4.6.1 Hiện tợng hồ quang 1.4.6.2 Ngắn mạch, sụt áp Xung mạch hở, dòng điện 1.4.6.3 Các yếu tố không điều khiển đợc 1.4.7 1471 1.4.7.2 1.5 1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.6 1.6.1 NhiƠu hƯ thèng Nhiễu ngẫu nhiên Chất lợng bề mặt Độ nhám bề mặt Vết nứt tế vi ảnh hởng nhiệt Độ xác tạo hình gia công tia lửa điện Chất điện môI gia công tia lửa ®iƯn NhiƯm vơ cđa chÊt ®iƯn m«i 8 9 9 10 12 12 17 19 19 23 25 25 26 26 27 28 28 29 29 29 30 30 30 31 32 32 1.6.2 1.6.3 1.6.4 1.6.5 Các loại chất điện môi Các tiêu chuẩn đánh giá chất điện môi Các loại dòng chảy chất điện môi Hệ thống lọc chất điện môi Kết luËn ch¬ng I Ch¬ng 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.4 2.5 2.6 2.6.1 2.6.2 2.6.3 2.6.4 2.6.5 2.7 2.7.1 2.7.2 Chơng Máy cắt dây thông số điều chỉnh trình gia công Sơ máy cắt dây tia lửa điện Công dụng máy cắt dây Ưu, nhợc điểm phơng pháp gia công cắt dây tia lửa điện Độ xác gia công cắt dây tia lửa điện Điện cực vật liệu điện cực Yêu cầu vật liệu điện cực Các loại dây điện cực Sự thoát phoi cắt dây tia lửa điện Nhám bề mặt cắt dây Các thông số điên điều khiển máy cắt dây tia lửa điện Dòng phóng tia lửa I e bớc dòng điện Độ kéo dài xung t i Khoảng cách xung t Điên áp đánh lửa U z Khe hở phóng điện Lập trình gia công máy cắt dây tia lửa điện Các trục điều khiển hệ toạ độ Các chức G R R R R R KÕt luËn ch¬ng Nghiên cứu ảnh hởng thông số công nghệ gia công phơng pháp cắt dây tia lửa ®iÖn 35 35 38 40 41 42 42 43 43 45 48 48 49 50 51 51 51 52 52 52 52 53 54 55 66 67 3.1 3.2 VËt liệu thép 3X13 Xây dựng công thức quy hoạch thực nghiƯm 68 68 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.3 3.4 X©y dùng Quy ho¹ch thùc nghiƯm 69 71 74 74 79 82 84 Xây dựng ma trận quy hoạch thực nghiệm Tiến hành thí nghiệm Điều kiện thí nghiệm Xử lý số liệu Kết luận Tài liệu tham khảo Luận văn thạc sỹ Học viên: Vũ Quang Hà Danh mục bảng sè liƯu B¶ng Néi dung cđa b¶ng sè liƯu Trang 2.1 Danh môc m· G 50 2.2 Danh môc m· M 53 2.3 Lệnh dịch chuyển 57 3.1 Kết thí nghiệm 66 3.2.a Ma trận thực nghiệm suất V 67 3.2.b Ma trËn thùc nghiƯm khe hë m¹ch cắt A 68 3.2.c Ma trận thực nghiệm độ nhám R a 69 Thông số kỹ thuật máy cắt dây GS40B 70 3.3 R Líp CNCK 04-06 Trang Th¸ng 5/2006 Luận văn thạc sỹ Học viên: Vũ Quang Hà Danh mục đồ thị hình vẽ Hình Nội dung hình vẽ đồ thị Trang 1.1 Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện 1.2 Nguyên lý gia công tia lửa điện 1.3 Mối quan hệ U, I với t gia công tia lửa điện 12 1.4 ảnh hởng ti t đến suất cắt 18 1.5 ảnh hởng khe hở phóng điện 20 1.6 Hiện tợng hồ quang 23 1.7 Hiện tợng ngắn mạch sụt áp 24 1.8 Hiện tợng xung mạch hở 25 1.9 Dòng chảy bên 34 1.10 Dòng chảy áp lực 35 1.11 Dòng hút qua phôi 35 2.1 Sơ đồ máy cắt dây 38 3.1 Sơ đồ khe hở mạch cắt 65 3.2 Mẫu thí nghiệm 70 3.3.a Máy cắt dây CNC GS40B 72 3.3.b Màn hình điều khiển máy cắt dây GS40B 72 3.3.c Phần điều chỉnh chế độ gia công 73 3.4 Máy đo độ nhám Ra 74 3.5 Thớc cặp điện tử 75 R R R R R Lớp CNCK 04-06 Trang Tháng 5/2006 Luận văn thạc sỹ Học viên: Vũ Quang Hà Lời nói đầu Trong công công nghiệp hoá đại hoá đất nớc, tất ngành lĩnh vực tập trung nỗ lực nghiên cứu ứng dụng thành tựu khoa học kĩ thuật tiên tiến vào sản xuất mặt đời sống Trong lĩnh vực khÝ, viƯc øng dơng CAD/ CAM/ CIM vµo thiÕt kÕ chế tạo nhằm nâng cao chất lợng hạ giá thành sản phẩm ngày phổ biến vào chiều sâu Để nâng cao chất lợng sản phẩm, cần phân tích thông số độ xác mối quan hệ phụ thuộc chúng với yếu tố công nghệ Giải vấn đề cần thông qua đờng thực nghiệm Nghiên cứu độ xác gia công đà đợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu nhng lĩnh vực gia công điện cực dây hoi Với mục đích nghiên cứu sâu lĩnh vực đà chọn đề tài: Nghiên cứu ảnh hởng số thông số công nghệ đến suất chất lợng bề mặt gia công phơng pháp cắt dây tia lửa điện Một số sở sản xuất, nhà trờng, viện nghiên cứu đợc trang bị máy cắt dây CNC nhng tài liệu hớng dẫn sơ sài, đặc biệt không đề cập đến chế độ cắt tối u Việc tìm mối quan hệ chế độ công nghệ với suất chất lợng bề mặt việc làm cấp thiết, nhằm đạt đợc suất sở đảm bảo đợc chất lợng sử dụng máy hợp lý để nâng cao tuổi thọ máy lĩnh vực gia công điện cực dây.Nội dung đề tài gồm vấn đề sau: - Nghiên cứu chất phơng pháp gia công điện cực dây - Nghiên cứu độ xác gia công thực nghiệm Lớp CNCK 04-06 Trang Tháng 5/2006 Luận văn thạc sỹ Học viên: Vũ Quang Hà - ảnh hởng chế độ công nghệ đến suất chất lợng bề mặt Mục đích nghiên cứu đề tài: điều kiện hạn chế thiết bị gia công thiết bị sử dụng công tác nghiên cứu, đo kiểm, đề tài tập trung nghiên cứu vấn đề chủ yếu cắt dây tia lửa điện, tìm hiểu chất trình gia công tia lửa điện Từ lựa chọn phơng pháp tiêu biểu để nghiên cứu đánh giá ảnh hởng yếu tố công nghệ đến trình gia công, xác định chế độ gia công tối u điều kiện gia công cụ thể Kết nghiên cứu thu đợc đợc ứng dụng vào thực tế sản xuất công ty Cổ Phần Công nghiệp Quang Nam nhằm nâng cao suất, chất lợng giảm giá thành sản phẩm Đối tợng nghiên cứu phơng pháp nghiên cứu Đối tợng nghiên cứu đề tài thiết bị gia công cắt dây tia lửa điện GS40B h·ng GOLDSUN CO.,LTD- CHINA cung cÊp cho C«ng ty Cổ phần Công nghiệp Quang Nam Đối tợng gia công vật liệu thờng đợc chọn để gia công khuôn nhựa có chiều dày 40mm Các thông số công nghệ đợc đặt theo chế độ sẵn có thiết bị, kết đợc hiển thị máy tính thiết bị đợc đo kiểm phòng Quản lý chất lợng Công ty Cổ phần Công nghiệp Quang Nam ý nghĩa khoa học đề tài: đánh giá đợc ảnh hởng số yếu tố công nghệ tới suất chất lợng gia công cắt dây tia lửa địên - Xác định đợc chế độ gia công tối u gia công cắt dây tia lửa điện thiết bị nghiên cứu Lớp CNCK 04-06 Trang Tháng 5/2006 Luận văn thạc sỹ Học viên: Vũ Quang Hà - Mô hình hoá trình gia công đợc rút từ kết nghiên cứu thực tiễn Từ xây dựng đợc mối quan hệ toán học yếu tố công nghệ với suất gia công ý nghĩa thực tiễn: kết nghiên cứu đợc đợc ứng dụng vào thực tiễn sản xuất Công ty Cổ phần Công nghiệp Quang Nam việc chế tạo khuôn nhựa khuôn đột dập Các kết áp dụng đợc điều kiện gia công cụ thể tơng tự nh điều kiện nghiên cứu Với kết giúp giảm thời gian gia công nh tăng độ xác gia công, từ làm giảm giá thành tăng sức mạnh cạnh tranh sản phẩm thị trờng Kết nghiên cứu luận văn đà tổng kết lí luận thực nghiệm ảnh hởng chế độ công nghệ đến nhám bề mặt, phần tính chất lí ứng suất bề mặt cha đợc đề cập thời gian ngắn nên luận văn cha kịp hoàn thành Mặc dù đà cố gắng trình thực song chắn luận văn không tránh khỏi sai sót Rất mong nhận đựơc bảo tận tình thầy cô góp ý bạn đồng nghiệp Luận văn đợc hoàn thành nhờ bảo tận tình, giúp đỡ mặt Thầy hớng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Trọng Bình, thầy cô Khoa Cơ khí trờng ĐHBK Hà Nội bạn đồng nghiệp Tôi xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Hà Nội ngày tháng năm 2006 Học viên CHCK 04-06 Vũ Quang Hà Lớp CNCK 04-06 Trang Tháng 5/2006 Luận văn thạc sỹ Học viên: Vũ Quang Hà Chơng 1: Tổng quan gia công tia lửa điện Năm 1943, thông qua nghiên cứu tuổi bền thiết bị phóng điện hai vợ chồng ngời Nga Lazarenko đà tìm phơng pháp gia công tia lưa ®iƯn Hä sư dơng tia lưa ®iƯn ®Ĩ hớt lớp vật liệu mà không phụ thụôc vào độ cứng vật liệu Khi tia lửa điện phóng lớp vật liệu bề mặt phôi bị hớt trình điện - nhiệt thông qua nóng chảy bốc kim loại Từ đến trình hớt vật liệu gia công tia lửa điện đợc coi phức tạp liên quan đến khoảng cách khe hở phóng điện, đến thông tin kênh Plasma, hình thành cầu phóng điện điên cực, ăn mòn địên cực Các nghiên cứu tợng phóng điện nhà khoa học đà làm cho công nghệ gia công tia lửa điện có phát triển lớn năm gần đà đời thêm số phơng pháp gia công " Lai" theo phơng pháp gia công tia lửa điện 1.1 Đặc điểm phơng pháp gia công tia lửa điện Gia công tia lửa điện phơng pháp gia công phơng pháp phóng điện ăn mòn sở tác dụng nhiệt xung điện đợc tạo phóng điện điện cực 1.1.1 Các đặc điểm phơng pháp gia công tịa lửa điện - Điện cực (đóng vai trò dụng cụ cắt): Có độ cứng thấp nhiỊu so víi vËt liƯu ph«i VËt liƯu ph«i thêng vật liệu cứng đà qua nhiệt luyện nh thép đà tôi, loại hợp kim cứng Vât liệu điện cực thờng đồng, grafit Lớp CNCK 04-06 Trang Tháng 5/2006 Luận văn thạc sỹ Học viên: Vũ Quang Hà - Vật liệu dụng cụ cắt vật liệu phôi phải có tính chất dẫn điện tốt - Môi trờng gia công: Khi gia công phải sử dụng chất lỏng điện môi làm môi trờng gia công Đây dụng dịch không dẫn điện điều kiện làm việc bình thờng 1.1.2 Khả công nghệ phơng pháp gia công tia lửa Phơng pháp gia công tia lửa điện tạo đợc mặt định hình đờng thẳng, đờng cong, rÃnh định hình, bên mặt có profin phức tạp, với độ bóng bề mặt tơng đối cao (Ra = 1.5àm ữ 5àm) độ xác cao 1.2 Các phơng pháp gia công tia lửa điện Ngày nay, gia công khí giới có phơng pháp gia công tia lửa điện chủ yếu, đợc ứng dụng rộng rÃi đà có đóng góp đáng kể cho sù ph¸t triĨn vỊ khoa häc kü tht cđa nhân loại là: 1.2.1 Phơng pháp gia công xung định hình: Đây phơng pháp dùng điện cực đà đợc chế tạo hình sẵn để in hình (âm bản) lên bề mặt phôi Phơng pháp đựơc dùng để chế tạo khuôn có hình dạng phức tạp, khuôn ép định hình, khuôn ép nhựa, khuôn đúc áp lực, lỗ không thông 1.2.2 Phơng pháp gia công cắt dây tia lửa điện: Là phơng pháp dùng dây mảnh dẫn điện có đờng kính nhỏ (0,1 - 0,3 mm) liên tục chạy theo biên dạng định trớc để tạo thành vết cắt phôi Phơng pháp thờng dùng để gia công lỗ suốt có biên dạng phức tạp nh lỗ khuôn dập, khuôn ép, khuôn đúc áp lực, chế tạo điện cực dùng cho gia Lớp CNCK 04-06 Trang Th¸ng 5/2006