THIẾT kế CHẾ tạo máy GIA CÔNG TIA lửa điện LOẠI r c

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC LỜI CÁM ƠN Trước hết, em vô biết ơn quan tâm tận tình hướng dẫn Thầy Phan Đình Huấn Thầy Nguyễn văn Thạnh suốt thời gian thực luận văn Em chân thành cám ơn quý Thầy, Cô trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh đặc biệt quý Thầy, Cô khoa Cơ Khí truyền đạt cho em kiến thức trình học tập thời gian nghiên cứu luận văn Nhưng thời gian có hạn vấn đề mới, với hạn chế kiến thức chuyên môn nội dung trình bày luận văn không tránh khỏi sai sót hạn chế, em mong đóng góp ý kiến Thầy khoa bạn để luận văn nghiên cứu em hoàn thiện Cuối em xin chân thành cám ơn quý Thầy, Cô, Anh, tận tình giúp đỡ em suốt trình thực luận văn i LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC LỜI NÓI ĐẦU Do nhu cầu công nghiệp hóa, đại hóa đất nước, việc đầu tư phát triển trang thiết bị có công nghệ đại cần thiết Những năm gần việc đầu tư thiết bị, máy gia công……….có công nghệ đại nước ta ngày nhiều Các doanh nghiệp, công ty sản xuất nước, cạnh tranh ngày khóc liệt để tồn phát triển kinh tế thị trường, việc đầu tư máy thiết bị có công nghệ đại nhầm tăng suất chất lượng cần thiết Ví dụ: lĩnh vực gia công khuôn mẫu, để sản xuất sản phẩm có chất lượng cao đáp ứng nhu cầu thị trường việc đầu tư máy gia công trung tâm, CNC, máy tia lửa điện,……là không tránh khỏi Hiện nay, có nhiều doanh nghiệp khí Việt Nam trang bị máy gia công EDM Phần đóng góp chúng sản phẩm khí, chủ yếu lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu lên đến 20 đến 50 tùy theo mức độ phức tạp kết cấu sản phẩm Với ưu điểm so với phương pháp gia công truyền thống gia công vật liệu sau nhiệt luyện, lực cắt, gia công định hình kết cấu có kích thước nhỏ … Phương pháp gia công EDM ngày có vị trí quan trọng làm thay đổi số biện pháp công nghệ truyền thống chết tạo sản phẩm khí phức tap Do vậy, việc nghiên cứu phương pháp gia công EDM vấn đề quan tâm nước đặc biệt nghiên cứu chất trình gia công EDM, tượng mòn điện cực hướng ứng dụng EDM lĩnh vực khác công nghiệp Nội dung luận văn gồm chương ii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN .i LỜI NÓI ĐẦU ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii Chương Tổng quan 1.1 Sự xuất công nghệ 1.2 Sự tiến máy gia công tia lửa điện 1.3 Thị trường máy gia công tia lửa điện giới 1.4 Tình hình gia công tia lửa điện Việt Nam 1.5 Giới thiệu số máy EDM dạng xung định hình 1.6 Mục tiêu đề tài 11 Chương So sánh chọn phương án thiết kế 12 2.1 Lựa chọn phương án thiết kế kết cấu di chuyển bàn máy 12 2.1.1 Phương án 12 2.1.2 Phương án 13 2.1.3 Phương án 14 2.2 Lựa chọn phương án thiết kế truyền động trục Z 15 2.2.1 Cơ cấu bánh – 15 2.2.2 Cơ cấu vít-me – đai ốc thường 16 2.2.3 Cơ cấu vít-me – đai ốc bi 16 2.2.4 Kết luận 17 2.3 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống dẫn hướng 17 2.3.1 Vai trò hệ thống dẫn hướng 17 2.3.2 Phương án 1: Sống trượt phẳng 18 2.3.3 Phương án 2: Sống trượt lăng trụ 19 2.3.4 Phương án 3: Rãnh trượt chữ V 20 2.3.5 Phương án 4: Sống trượt đuôi én 21 2.3.6 Phương án 5: Thanh trượt bi 21 iii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 2.3.7 Kết luận 22 2.4 Lựa chọn phương án truyền động trục 22 2.4.1 Truyền động đai 22 2.4.2 Truyền động trực tiếp 23 2.4.3 Truyền động bánh 23 2.4.4 Truyền động dẫn động tích hợp 24 2.4.5 kết luận 24 Chương3 Thiết kế phần 26 3.1 Trục Y 26 3.1.1 Tính toán lựa chọn vít me đai ốc bi 26 3.1.2 Tính toán lựa chọn ổ lăn 27 3.2 Trục X 28 3.2.1 Tính toán lựa chọn vít me đai ốc bi 28 3.2.2 Tính toán lựa chọn ổ lăn 29 3.3 Trục Z 30 3.3.1 Tính toán lựa chọn vít me đai ốc bi 30 3.3.2 Tính toán lựa chọn ổ lăn 31 Chương Thiết kế phần điện điều khiển 33 4.1 Phần điện 33 4.1.1 Bộ nguồn 33 4.1.2 Tính toán tạo xung 34 4.1.2.1 Gia công thô 36 4.1.2.2 Gia công bán tinh 36 4.1.2.3 Gia công tinh 37 4.2 Phần điều khiển 37 4.2.1 Tính toán lựa chọn động điều khiển trục Z 37 4.2.1.1 Lựa chọn loại động 37 4.2.1.2 Tính công suất động 39 4.2.2 Mạch OP - AM 40 4.2.3 Điều khiển động DC 40 4.2.3.1 Tìm hiểu động DC hãng Yaskawa 40 iv LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 4.2.3.2 Điều khiển động trục Z dùng mô hình máy tia lửa điện 40 Chương Nghiên cứu công nghệ gia công EDM 42 5.1 Cấu tạo tổng quát máy EDM 42 5.2 Tính chất vật lý trình gia công 44 5.3 Mô tả trình bóc tách kim loại gia công 47 5.4 Các đặc tính điện trình gia công 49 5.5 Chất lượng bề mặt gia công EDM 50 5.6 Năng suất gia công EDM 53 5.7 Các vấn đề liên quan đến điện cực 59 5.7.1 Yêu cầu vật liệu điện cực 59 5.7.2 Các loại vật liệu điện cực 59 5.8 Các vấn đề liên quan đến dung dịch điện môi 63 5.9 Gia công xung định hình với chức hành tinh 67 5.10 Khe hở phóng điện 68 Chương Kết luận hướng phát triển đề tài 69 6.1 Kết luận 69 6.2 Hướng phát triển đề tài 71 Tài liệu tham khảo 72 v LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1.1 Sơ đồ gia công wire EDM Hình 1.1.2 Sơ đồ gia công EDM die Sinking Hình 1.5.1 Máy xung tia lửa điện CNC C32 Hình 1.5.2 Máy xung tia lửa điện CMC M30 Hình 1.5.3 Máy xung tia lửa điện CNC SKU Hình 1.5.4 Máy xung tia lửa điện ZiangZhou D7125 10 Hình 1.5.5 Máy xung tia lửa điện Hochen H26 10 Hình 2.1.1 Phương án 12 Hình 2.1.2 Phương án 13 Hình 2.1.3 Phương án 14 Hình 2.2.1 Cơ cấu truyền động bánh – 15 Hình 2.2.2 Trục vít me đai ốc thường 16 Hình 2.2.3 Trục vít me đai ốc bi 17 Hình 2.3.1 Hệ thống băng trượt cho trục chuyển động 18 Hình 2.3.2 Sống trượt phẳng 19 Hình 2.3.3.1 Sống trượt lăng trụ dạng đối xứng 19 Hình 2.3.3.2 Sống trượt lăng trụ dạng không đối xứng 20 Hình 2.3.4 Sống trượt chữ V 20 Hình 2.3.5 Rãnh trượt mang cá 21 Hình 2.3.6 Thanh trượt bi 22 Hình 2.4.3 Trục dẫn động bánh 23 Hình 2.4.4 Trục dẫn động tích hợp 24 Hình 4.1.1.1 Nguồn điện máy EDM 33 Hình 4.1.1.2 Biểu đồ điện áp trước chỉnh lưu 33 Hình 4.1.1.3 Biểu đồ điện áp sau chỉnh lưu 34 Hình 4.1.2 Các dạng xung 34 Hình 4.1.2.d Dạng xung vuông lý thuyết 35 Hình 4.1.2.e Dạng xung vuông thực tế 35 Hình 4.2.2 IC OP - AM 40 vi LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hình 4.2.3.2 Mạch điều khiển 41 Hình 5.1.1 Cấu tạo tổng quát máy EDM 42 Hình 5.1.2 Sơ đồ nguyên lý 43 Hình 5.2.1 Đồ thị dòng điện I điện áp U chu kỳ xung 44 Hình 5.2.2 Dạng xung công suất để gia công 45 Hình 5.2.3 Sự hình thành kênh dẫn điện 46 Hình 5.2.4 Sự phóng điện qua kênh dẫn điện 46 Hình 5.2.5 Sự phục hồi 47 Hình 5.3.1 Các “miệng núi lửa” hình thành liên tiếp 48 Hình 5.5.1 Cấu trúc tế vi chi tiết gia công xung định hình 51 Hình 5.5.2 Cấu trúc bề mặt phôi 52 Hình 5.6 Quan hệ ŋ ap 55 Hình 5.6.1 Đồ thị phụ thuộc suất gia công vào diện tích gia công 56 Hình 5.9 Gia công xung định hình với chức hành tinh 67 Hình 6.1 Mô hình 70 vii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.5.1 Thông số máy xung tia lửa điện CNC SKU Bảng 1.5.2 Nguồn cấp Bảng 3.1.1 Phân phối số vòng quay vít me trục Y 26 Bảng 3.2.1 Phân phối số vòng quay vít me trục X 29 Bảng 3.3.1 Phân phối số vòng quay vít me trục Z 31 Bảng 4.1.2 Các đặc tính điện dạng gia công 37 Bảng 5.1 Vật liệu gia công điện cực 57 Bảng 5.2 Ảnh hưởng vật liệu đến mòn điện cực 62 Bảng 5.3 Ảnh hưởng chất điện môi lên kết gia công 67 viii CHƢƠNG – TỔNG QUAN CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Sự xuất công nghệ Trong nửa kỷ qua, nhu cầu vật liệu cứng, lâu mòn siêu cứng sử dụng cho tuabin máy điện, động máy bay, dụng cụ, khuôn mẫu … tăng lên không ngừng nước công nghiệp phát triển Việc gia công vật liệu công nghệ cắt gọt thông thường ( tiện, phay, mài v.v…) vô khó, thực Cách gần 200 năm, nhà nghiên cứu tự nhiên người Anh Joseph Priestley (1733-1809), thí nghiệm nhận thấy có hiệu ứng ăn mòn vật liệu gây phóng điện Nhưng đến năm 1943, thông qua hàng loạt nghiên cứu tuổi bền thiết bị đóng điện, hai vợ chồng Lazarenko người nga tìm cánh cửa dẫn tới công nghệ gia công tia lửa điện Họ bắt đầu sử dụng tia lửa điện để làm trình bóc tách kim loại mà không phụ thuộc vào độ cứng vật liệu Khi tia lửa điện phóng ra, vật liệu bề mặt phôi bị hớt trình điện - nhiệt thông qua nóng chảy bốc kim loại, thay cho tác động học dụng cụ vào phôi Quá trình hớt kim loại điện nhiệt phóng điện gọi “gia công tia lửa điện” (nguyên gốc tiếng Anh “Electrical Discharge Machining”, gọi tắt gia công EDM) Định nghĩa gia công tia lửa điện EDM: qui trình bóc kim loại khỏi chi tiết gia công trình điện - nhiệt, thông qua nóng chảy bốc kim loại cần bóc Năng lượng nhiệt phát phóng điện gọi “gia công tia lửa điện” hay EDM Hệ thống gia công EDM có dạng gia công chính:  Máy cắt dây (wire EDM): dạng gia công này, điện cực làm dây kim loại thường đồng, molipden, volfram hay dây có lớp phủ, có đường kính d= (0.1- 0.3)mm, dây điện cực chuyển động tương đối liên tục phôi theo hành trình cho trước, từ phôi cần gia công cắt theo hành trình CHƢƠNG – TỔNG QUAN Hình 1.1.1 Sơ đồ gia công wire EDM  Máy xung định hình (EDM die sinking): dạng điện cực hình không gian, sau gia công chi tiết cần gia công có hình dạng giống với điện cực hay gọi âm điện cực Hình 1.1.2 Sơ đồ gia công EDM die sinking CHƢƠNG – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM Thép 50-100 C A E E 100-200 Khuôn thép Thép 10-20 A C B E Thép 20-30 A B E E Thép 30-50 A A E E Thép 50-100 B A E E Thép 100-200 C A E E Thép Hơn 200 D A E E Bề mặt tinh: 5 30 Rmax Bề mặt thô: 30200 Rmax A: tốt B: bình thường tốt C: xấu (mòn điện cực lớn) D: tồi tệ ( mòn điện cực lớn nhất) E: điện cực đắt tiền Chú thích cho thông tin trên: A: Điện cực đồng tốt điện cực Grafit gia công bề mặt tinh với gia công bề mặt thô điện cực Grafit tốt điện cực đồng B: gia công với dòng điện có cường độ (cắt thô) bắng điện cực đồng gây ăn mòn lớn: gia cong với dòng điện có cường độ thấp (gia công tinh) bắng điện cực Grafit điện cực bị ăn mòn thấp C: Với cường độ dòng điện cao thu bề mặt thô dòng điện thấp thu bề mặt tinh D: với vật liệu miếng gia công cứng bít điện cực bít bạc tốt điện cực đồng Grafit Nếu vật gia công không cứng Ví dụ thép điện cực đồng, grafit tốt Dựa vào đặt thời gian phóng điện người ta nhận đặt tính điện đặt tính thông số điều chỉnh quan trọng trình gia công Mỗi máy phát thiết bị gia công tia lửa điện điều có nhiệm vụ cung cấp lượng cấn thiết Trước người ta dùng máy phát có tụ bù Nhược điểm laoị 58 CHƢƠNG – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM máy 50% lượng tích trữ điện trở nạp bị biến thành nhiệt Vì vậy, loại máy có hiệu suất khoảng 50% Ngày phát triển khoa học kỹ thuật máy phát đại thiết bị gia công tia lửa điện máy phát xung tĩnh Ở lượng điều khiển điện tử phát xung tĩnh có ưu việt lớn độ linh hoạt thông số điều chỉnh Qua trường hợp gia công giải quan điểm điện cực phải mòn chất lượng bề mặt gia công tối ưu Muốn vậy, tất thông số trình gia công phải điều chỉnh phù hợp 5.7 Các vấn đề liên quan đến điện cực 5.7.1 Yêu cầu vật liệu điện cực Mọi vật liệu dẫn điện dẫn nhiệt dùng làm điện cực Nhưng để sử dụng chúng cách kinh tế hiệu chúng phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Có tính dẫn điện tốt - Có tính chất nhiệt vật lý tốt độ dẫn nhiệt, có điểm nóng chảy điểm sôi cao - Có độ bền mòn cao, tức độ bền vững gia công tia lửa điện Đây tiêu chuẩn quan trọng nhất, thể công thức độ bền mòn E: E= Trong đó: hệ số dẫn nhiệt : khối lượng riêng : nhiệt riêng :nhiệt độ nóng chảy - Có độ bền mòn học tốt, tức phải có độ bền vững vế hình dáng hình học gia công tia lửa điện Phải có ứng suất riêng nhỏ, hệ số dãn nở nhiệt nhỏ - Có tính gia công tốt, nghĩa phải dễ gia công Đồng thời điện cực phải rẻ, có khối lượng riêng nhỏ để chế tạo điện cực lớn không nặng làm ảnh hưởng đến khả chịu tải máy 5.7.2 Các loại vật liệu điện cực - Nhóm vật liệu kim loại : Đồng điện phân, đồng – volfram, bạc- volfram, đồng thau thép 59 CHƢƠNG – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM - Nhóm vật liệu phi kim loại : Grafit - Nhóm vật liệu pha trộn kim loại-phi kim loại : Đồng – grafit Ngoài ra, vật liệu : thép, volfram, nhôm, molipđen, hợp kim cứng… sử dụng làm điện cực số ứng dụng đặt biệt Dưới dây ta tìm hiểu vài vật liệu điện cực phổ biến gia công tia lửa điện Trong nhóm vật liệu kim loại, thường dùng đồng điện phân đồng – volfram Sau số vật liệu thông thường dùng làm điện cực : - Đồng điện phân : Đồng điện phận chứa 99,92% Cu tối đa 0,005% O2 Khối lượng riêng : 8,9g/cm3 Điểm nóng chảy : 10830C Điện trở riêng : 0,0178 mm2/m Đồng điện phân phù hợp để gia công thép Nó dùng nhiều lần để gia công thô gia công tinh Việc gia công đồng điện phân cnầ khử ứng suất nội để tránh bị biến dạng Ưu điểm : + Điện cực đồng điện phân có độ hớt vật liệu cao độ ăn mòn nhỏ Nhược điểm : + Điện cực đồng điện phân nặng có độ dãn nở nhiệt lớn + Điện cực đồng điện phân dễ bị biếng dạng nên làm điện cực mảnh dẻ điện cực không ổn định hình dáng - Đồng –volfram : Đồng volfram gồm (65  80)%W, lại đồng Khối lượng riêng : 15  18g/cm3 Điểm nóng chảy : khoảng 25000C Điện trở riêng : 0,045  0,055 mm2/m Điện cực đồng –volfram có độ bền mòn cao nhờ có mặt volfram, có tính dẫn điện cao nhờ có đồng Điện đồng = volfram đạt chất lượng bề mặt gia công tia lửa điện tương đương với điện cực đồng điện phân, đồng – 60 CHƢƠNG – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM volfram có độ bền cao Lượng hớt vật liệu tốt đồng điện phân, tính gia công Nhược điểm lớn đồng volfram khối lượng riêng lớn giá thành cao nên kích thước điện cực bị giới hạn - Graphit: Graphit cacbon tinh khiết với 0,1% tro Khối lượng riêng: 1,6 1,85 g/cm3 Điện trở riêng : 15 mm2/m Độ bền gẫy : 200  700kg/cm2 Graphit có cấu trúc gốm nên có độ bền hình dáng nhiệt cao nữa, bền nóng Graphit thích hợp để gia công thép Khi gia công thép, graphit đấu cực dương có độ mòn so với đồng Với đồng điện phân, tăng cường độ phóng điện thí gắn với việc điện cực bị ăn mòn nhiều Nhưng graphit, tăng cường độ phóng điện tia lửa điện mòn điện cực không đổi, dòng phóng tia lửa điện cao (trên 200A) có thay đổi độ mòn điện cực Ưu điểm: + Graphit gia công cách dễ dàng, chế tạo nhanh đồng 10 lền + Do khối lượng riêng thấp nên graphit trở thành vật liệu lý tưởng để làm điện cực lớn + Graphit có độ bền nhiệt cao, bị nóng chảy 36000C + Graphit có độ bền xung nhiệt + Graphit có tính dẫn điện tốt, độ dẫn điện 10 m + Graphit có độ dẫn nhiệt cao nhiều kim loại Độ giãn nở nhiệt thấp, 3.10-6/K bắng 1/6 độ giãn nở nhiệt đồng điện phân (17.10-6/K) Dưới tác dụng nhiệt trình gia công tia lửa điện cac điện cực graphit giữ hình dáng điện cực có mỏng phức tạp Nhược điểm: + Graphit dòn, làm yếu đôi chút quan hệ mài mòn góc điện cực 61 CHƢƠNG – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM + Graphit không thích hợp gia cong tinh, đạt độ nhám thấp Graphit có độ hạt nhò thấp Graphit có độ hạt nhỏ đắt - Đồng graphit: Khối lượng riêng: 2,4  3,2g/cm3 Diện trở riêng :  mm2/m Dộ bền gẫy : 700  900 kg/cm2 Dể pha trộn đồng – graphit, người ta dùng phương pháp chân không, để đồng điền đầy lỗ hổng graphit Do trình gia công tia lửa điện, đồng có xu hướng chảy khỏi lỗ hổng graphit nên chất lượng bề mặt gia công không tốt graphit Vật liệu điện cực đồng Graphit dùng cho nhiệm vụ đặc biệt đắc, có độ bền vững tốt so với graphit nên thường dùng làm điện cực nhỏ cho chi tiết tinh xảo Bảng 5.2 Vật liệu làm điện cực Vật liệu phôi Tích cựa điện cực Sự mòn điện cực Đồng Thép + Thấp Đồng Đồng + Cao Đồng Nhôm + Thấp Đồng Đồng thau + Thấp Đồng Beri + Thấp Đồng Vật liệu siêu cứng + Cao (chú ý 1) Đồng cácbit Thép + Thấp Đồng cácbit Đồng - Cao Đồng cácbit Cacbit đồng - Cao Đồng cácbit Cacbit bạc + Cao Đồng cácbit Nhôm + Thấp Đồng cácbit Đồng thau + Thấp Đồng cácbit Vật liệu siêu cứng - Cao Bạc cácbit Thép + Thấp 62 CHƢƠNG – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM Bạc cácbit Đồng - Cao Bạc cácbit Cacbit đồng - Cao Bạc cácbit Cacbit bạc - Cao Bạc cácbit Nhôm + Thấp Bạc cácbit Đồng thau + Thấp Bạc cácbit Vật liệu siêu cứng - Cao Bạc cácbit Cacbit - Cao Than Thép + Thấp (chú ý 2) Than Đồng - Cao Than Nhôm + Thấp Than Đồng thau + Cao Than Vật liệu siêu cứng - Cao Đồng thau Thép - Cao Thép Thép + Cao Chú ý 1: điện cực đồng gia công hợp kim siêu cứng “+” điện cực sử dụng để cắt thô “-” điện cực sử dụng để cắt tinh Chú ý 2: điện cực graphit gia công thép “+” điện cực sử dụng với kiểu làm khuôn lỗ “-” điện cực sử dụng với kiểu khuôn làm cắt đứt 5.8 Các vấn đề liên quan đến dung dịch điện môi Nhiệm vụ chất điện môi Chất điện môi (Dielectric) có bốn nhiệm vụ sau đây: - Cách điện - Ion hóa - Làm nguội - Vận chuyển phôi Cách điện: Nhiệm vụ bao trùm chất lỏng điện môi cách điện cực phôi Nó phải đảm bảo cách ly điện cực với phôi khe hở chưa đủ hẹp Chỉ có khoảng 63 CHƢƠNG – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM cách nhỏ có điện cực phôi cho phép dòng tia lửa điện qua Nếu khe hở nhỏ lượng hớt vật liệu độ xác in hình tăng Tuy nhiên, lượng hớt vật liệu tăng khoảng cách xung ngắn chất điện môi phải ion hóa nhanh sau xung Chất điện mội dùng thực tế nguyên chất vậy, trước tiên phải cho chất điện môi qua hệ thống lọc Mặc dù luôn xót lại cần phần tử tế vi vật liệu Điều phải tính đến chọn chất điện môi Ion hóa: Chất điện môi phải tạo nân điều kiện tối ưu cho phóng tia lửa điện, nghĩa phải ion hóa vào thời điểm tiêu chuẩn bị phóng tia lửa điện, tức phải có khả tạo nên cầu phóng điện Điều giúp cho tập trung lượng kênh plasma, giúp cho hớt vật liệu phóng tia lửa điện Làm nguội: Ở kênh phóng điện, khoảng thời gian cực ngắn nhiệt độ lên tới 100000C Nhiệt xuất cần di chuyển đi, không độ mòn điện cực tăng lên, đồng thời bề mặt phôi bị hư hại nhiệt Bản than chất điện môi không phép bị nhiệt Sự nhiệt làm cho chất điện môi dễ bị hủy thành khí cacbon tự Khí làm mở rộng không mong muốn kênh phóng điện làm giảm lượng hớt vật liệu Đồng thời cặn cacbon lắng xuống bề mặt điện cực gây ngắn mạch Vì vậy, cần tạo dòng chảy qua khe hở phóng điện để làm nguội điện để làm nguội điện cực phôi Vận chuyển phôi: Nếu chất điện môi bị bẩn gây in hình không xác khuyết tật trình Sự bẩn chất điện môi chủ yếu phần tử bị ăn mòn lơ lửng lắng đọng khe hở phóng điện Một tỷ lệ lớn phận tử dẫn đến phóng điện thất thường gây sai số in hình, nguy tao hồ quang ngắn mạch tăng lên Chính lý mà cần phải có hệ thống dòng chảy chất điện môi để vận chuyển phần tử bị ăn mòn (phoi) khỏi khe hở phóng điện đảm bảo chất điện môi cho khe hở 64 CHƢƠNG – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM Các loại chất điện môi tiêu chuẩn đánh giá chúng Các loại chất điện môi: Hiện có hai loại chất điện môi chủ yếu dùng cho hai pháp gia công tia lửa điện khác nhau, là: - Hydrocacbon: chủ yếu dùng cho xung định hình Nó lại chia làm ba nhóm sở đặc tính hóa học: - Parafin - Dầu thoáng - Các dẫn xuất xăng - Nước khử khoáng: chủ yếu dùng cho cắt dây Ngoài ra, thị trường giới vừa xuất loại chất điện môi dựa thành phần nước Nó có độ nhớt cao hẳn nước hiệu tốt dầu Nó dùng chủ yếu cho xung định hình với cực graphit lớn bước dòng điện lớn Do lượng hớt vật liệu cao Vì chất điện môi có thành phần nước nên dòng điện lớn bước dòng điện lớn Do lượng hót vật liệu cao Vì chất điện môi có thành phần nước nne6 dòng điện lớn gia công tinh Nó làm cho khó nhận bề mặt tinh độ nhám R max ≥ 10µm Các tiêu chuẩn đánh giá chất điện môi: Chất điện môi đánh giá dựa loạt tiêu chuẩn sau: - Bền lâu, hao mòn - Vệ sinh, không hại da, không độc, không khó ngửi - Có điểm cháy tương đối cao (khó cháy) - Có mật độ, độ đậm đặc định - Có độ suốt đề dễ quan sát vùng gia công - Có độ nhớt định - Có khả dẫn điện với điều kiện định - Cách điện điều kiện bình thường - Có khả truyền điện áp - Có khả bị ion hóa - Có khả lọc 65 CHƢƠNG – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM - Giá phải Trong tiêu chuẩn trên, độ nhớt chất điện môi đáng quan tâm hàng đầu, ảnh hưởng trực tiếp lên kênh phóng điện Độ nhớt đặt trưng cho “ma sát trong”, trở lực chất lỏng cháy Độ nhớt định mở rộng kênh phóng điện Độ nhớt chất điện môi cao kênh phóng điện cần tập trung hơn, hiệu phóng điện cao Các yều tố an toàn chất điện môi: Vì nhiệt khe hở phóng điện cao, thân chất điện môi trở nên nóng nên tránh dùng chất điện môi có điểm cháy thấp Mặt khác, phải chắn bốc sản phẩm lắng cặn chất điện môi phải hại cho sức khỏe Trong chất điện môi sở nước, dòng điện dò lớn có hại gia công tinh Phù hợp cho gia công tinh dầu, dầu có khả điện môi thấp Trên thị trường có máy gia công xung định hình cho phép thay chất điện môi gia công tinh gia công thô (ví dụ, máy SODIC).Khi gia công tinh sử dụng ô nhiểm nhân tạo chất điện môi, ví dụ, đưa vào phận tử nhỏ li ti dẫn điện (nhôm) làm tăng tính dẫn điện chất điện môi, khe hở lớn, cho phép tránh cca vết đốm đen thường xuất lác đác phôi sau gia công tinh Khi gia công tia lửa điện cắt dây dùng nước khử khoáng Khi đó, khe hở nhỏ nên có vấn đề lien quan đến bốc bọt khí tạo nên chất điện môi Tuy nhiên, nước khử khoáng đòi hỏi chất kiềm chế Trong gia công xung định hình dùng nước khử khoáng bề mặt điện cực lớn nhiều so với cắt dây cho dòng điện dò lớn Ảnh hưởng chung chất điện môi lên kết gia công Ảnh hưởng thể bảng sau: 66 CHƢƠNG – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM Bảng 5.3 Ảnh hưởng chất điện môi lên kết gia công Các ảnh hưởng Lượng hớt vật Chất lượng bề Khe hở liệu mặt gia công phóng điện Giảm Tốt (gia công tinh) (gia công tinh) Tăng lên Tồi (gia công thô) (gia công thô) Độ nhớt Độ nhớt (+) thấp Dung dịch điện môi (-) Độ nhớt cao Nhỏ Lớn 5.9 Gia công xung định hình với chức hành tinh Chức hành tinh chức hệ điều khiển để tạo trình tự chuyển động phức tạp điện cực độc lập trình tự trước hệ điều khiển máy Hình 5.9.1 Gia công xung định hình với chức hành tinh Có thể dử dụng chức hành tinh để chế tạo long khuôn mà không phụ thuộc vào hình dáng kích thước điện cực Điều cho phép sử dụng điện cực nhỏ kinh tế Ta đạt độ xác cao kích thước mà nỗ lực nhiệu nhờ kỹ thuật hành tinh Ở vài µm cuối long khuôn ta đạt việc gia công nhắc lại điện cực đơn giản Phương pháp bù độ mòn điện cực Trong dùng phương pháp thong thường ta phải phải dùng điện cực phức tạp đắt tiền phải thường xuyên thay 67 CHƢƠNG – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM chúng bị mòn Có nhiều quỹ đạo chuyển động hành tinh thực theo kiểu khác nhau, chuyển động hành tinh thực mặt phẵng XY mở rộng hành tinh theo không gian ba chiều để tạo hình côn, hình chóp 5.10 Khe hở phóng điện Như ta biết để tạo nên phóng tia lửa điện thong số điều chỉnh: I, Te, To, Uz muốn hớt vật liệu từ đầu đến cuối trình phóng tia lửa điện cần phải trì khe hở với khoảng cách tối ưu suốt trình phóng điện gọi điều khiển khe hở phóng điện Cách đo khoảng cách khe hở phóng điện: Đo khoảng cách khe hở phóng điện thực gián tiếp thong qua điện áp U e điện áp Ue tăng khe hở tăng ngược lại khe hở nhỏ U e nhỏ Vậy để khe hở không đổi ta đo điện áp cực điện chi tiết liên tục phải điều chỉnh để điện áp không đổi Điện áp đo so sánh với giá trị danh nghĩa điều chỉnh lượng phù hợp Nếu điện áp đo giảm xuống nghĩa lúc khe hở bị thu hẹp, hệ điều khiển điều chỉnh cho điện cực lên lượng tương ứng phù hợp, ngược lại điện áp tăng lên điều khiển điện cực xuống lượng 68 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 6.1 Kết luận Việc nghiên cứu thiết kế mô máy gia công tia lửa điện dạng xung định hình có ý nghĩa thực tiễn điều kiện nước ta nay, giúp cho việc chế tạo máy EDM nước phục vụ cho nhu cầu sản xuất doanh nghiệp, còn:  Giúp cho việc gia công chi tiết có hình dạng phức tạp chi tiết làm vật liệu cứng như: hợp kim cứng, thép gió, …được dễ dàng gia công phương pháp khác không thực  Giúp cho việc bảo trì hay sữa chữa máy dễ dàng thuận lợi Nếu máy nhập từ nước có cố, hỏng, …phải nhờ chuyên gia nước ngoài, điều nhiều thời gian chi phí, …trong máy EDM nghiên cứu sản xuất nước việc bảo trì, sữa chữa nhanh chi phí thấp nhiều  Giảm giá thành sản xuất giá thành máy sản xuất nước thấp nhiều so với nhập ngoại  Qua luận văn giúp cho việc nghiên cứu, phát triển chế tạo máy EDM thuận tiện  Do kiến thức điện tử công suất, điều kiện hạn chế, thời gian giới hạn nên việc gia công máy mô hình EDM suất bóc kim loại không cao 69 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Hình 6.1 : mô hình 70 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 6.2 Hƣớng phát triển đề tài Trong luận văn thiết kế mô máy EDM có điều kiện phát triển tiếp tục nghiên cứu ứng dụng thêm phần như: - Dùng máy tính để điều khiển toàn trình gia công như: việc tạo xung để điều khiển máy phát xung công suất, điều khiển khe hở gia công,… - Dùng vi xử lý để điều khiển trình tạo xung công suất - Nghiên cứu thêm phần dịch chuyển chi tiết theo phương X,Y - Ứng dụng hệ thống điều khiển logic mờ trình gia công … Nếu đề tài ứng dụng trình điều khiển đại: tạo công suất, … để thao tác gia công dễ dàng chế tạo máy gia công EDM xung định hình loại nhỏ để đưa vào sản xuất nước hoàn toàn 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Hoài Ân, Gia công tia lửa điện của, NXB khoa học Kỹ thuật, năm 2003 [2] Nguyễn Hữu Lộc, sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, năm 2004 [3] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập 1&2, NXB giáo dục, năm 2003 [4] Phạm Ngọc Tuấn, phương pháp gia công đặc biệt, NXB đại học Quốc Gia TP.HCM, năm 2007 [5] Nguyễn Tấn Phước, Kỹ thuật xung bàn nâng cao, NXB TP.HCM, năm 2003 [6] Đỗ Xuân Thu, Kỹ thuật điện tử, NXB Giáo dục, năm 1997 [7] Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật khí, Tập 1&2, Nhà xuất Giáo Dục, 2000 [8] Mitsumi Cataloge, 2009 [9] Một số hình ảnh lấy từ kết tìm kiếm webside www.google.com.vn 72 [...]... tích hợp Ở loại tr c chính này, động c c thể là động c điện đồng bộ ho c không đồng bộ đư c tích hợp vào kết c u tr c chính giữa c c ổ đỡ trư c và sau Bằng c ch này, rung động và tiếng ồn đư c giảm thiểu và c ng vi c có thể đư c th c hiện ở c c t c độ quay cao, từ 15.000 vg/ph Do đó tr c chính loại này r t phổ biến ở c c máy c ng c gia c ng cao t c Kiểm soát sự truyền nhiệt bên trong tr c chính và... c ng c c lõ h c Trong khi, một máy EDM thông thường đòi hỏi từ 2-3 điện c c cho gia c ng thô, gia c ng bán tinh và gia c ng tinh, C3 2 c thể chỉ c n đến 1 điện c c duy nhất Điều này không chỉ giúp tiết kiêm thời gian và chi phí sản xuất mà c n giảm thiểu c c sai số gia c ng C3 2 c ng đư c trang bị c ng nghệ truyền động động c tuyến tính tiên tiến c a Sodick, giúp tr c Z c thể đạt t c độ dịch chuyển cao... hình gia c ng tia lửa điện ở Việt Nam Trong khoảng một thập kỉ gần đây, c ng nghiệp gia c ng tia lửa điện EDM đã thâm nhập vào Việt Nam Số lượng c c cơ sở sản xuất và nghiên c u ở nư c ta nhập c c loại gia c ng tia lửa điện ngày c ng nhiều Tuy nhiên vi c đào tạo về c ng nghệ này th c sự chưa đư c nhiều người quan tâm ở c c trường Đại h c kỹ thuật và c c Viện nghiên c u Ngày nay máy gia c ng tia lửa điện. .. động, tạo ảnh hưởng xấu lên độ bóng bề mặt chi tiết gia c ng Hơn nữa, hiệu suất c a chúng kém hơn c c dạng kh c khi chúng chuyển đổi c ng suất danh nghĩa c a động c thành c ng suất c t c a dao Tr c chính dẫn động bánh r ng không phù hợp cho c c trường hợp gia c ng cao t c m c dù r t thích hợp cho c c c ng vi c nặng 2.4.4 Truyền động bằng dẫn động tích hợp: Hình 2.4.4: Tr c chính đư c dẫn động tích hợp... hiện r t nhiều ở Việt Nam Hiện nay ở nư c ta đã c nhiều đề tài nghiên c u về gia c ng EDM như: Luận án tiến sĩ kỹ thuật c a tiến sĩ Hoàng Vĩnh Sinh trường ĐHBK …Tại c c Viện nghiên c u và 4 CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN c c xưởng gia c ng đã sử dụng máy gia c ng tia lửa điện để gia c ng c c chi tiết ph c tạp C c doanh nghiệp C khí ở Việt Nam đư c trang bị c c máy gia c ng EDM, chủ yếu là trong lĩnh v c chế tạo. .. nên c thể chịu đư c l c gia c ng lớn - Diện tích vùng gia c ng lớn + Như c điểm: 12 CHƢƠNG 2 – SO SÁNH VÀ CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ - Do bộ phận gá dao di chuyển trên c c sống trượt nên độ c ng vững không cao, không chịu đư c c c l c gia c ng quá lớn - C c u này thường đư c sữ dụng trong c c máy phay, máy kh c c c loại vật liệu mềm như gỗ, mica, nhựa… 2.1.2 Phương án 2: Bàn máy di chuyển theo tr c Y,...CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN 1.2 Sự tiến bộ c a c c máy gia c ng tia lửa điện C c máy đầu tiên c a thời kỳ những năm 50-60 c a thế kỷ 20 ít tự động hoá và không tiện dùng lắm Ngày nay, với c c thuật toán điều khiển mới, với c c hệ thống điều khiển CNC cho phép gia c ng đạt năng suất và chất lượng cao mà không c n đến sự tham gia tr c tiếp c a con người C c máy gia c ng tia lửa điện ngày nay đư c đ c trưng... -Do vận t c thấp, l c hướng tâm Fr -Ta c Ft = 7(N) = 9.28 -Do bàn máy XY trượt trên c c r nh trượt mang c nên c c ổ bi chịu l c hướng tâm nhỏ hơn nhiều so với l c d c tr c Tuy nhiên do đ c điểm c a phương pháp gia c ng tia lửa điện không c c c l c gia c ng theo tr c XY nên ta chọn ổ lăn là ổ bi đỡ chặn -Ta chọn ổ 1000901 theo [ ] với c c thông số: o D = 24mm 27 CHƢƠNG 3 – THIẾT KẾ PHẦN C o d = 12mm... ưu như c điểm c a c c loại sống trượt trên, em quyết định chọn thanh trượt bi để dẫn hướng cho chuyển động tịnh tiến lên xuống theo tr c Z c a bộ phận mang đầu gá dao do yêu c u độ chính x c trong chuyển động để đảm bảo chiều sâu gia c ng và tạo hình bề mặt gia c ng C c chuyển động c a bàn máy XY yêu c u độ c ng vững cao để gá chi tiết, đảm bảo độ chính x c cho chi tiết gia c ng nên em chọn r nh đuôi... dao c ng như bàn máy nhằm hạn chế c c sự c c thể xảy ra trong quá trình gia c ng như không đảm bảo độ chính x c do sự sai lệch vị trí c a bàn máy Để đảm bảo c c yêu c u đặt ra ban đầu, em chọn phương án thiết kế cho bàn máy di chuyển theo phương XY, đầu gá dao di chuyển theo phương Z 2.2 Lựa chọn phƣơng án thiết kế truyền động tr c Z: 2.2.1 C c u bánh r ng – thanh r ng: C c u bánh r ng – thanh r ng ... xuất công nghệ 1.2 Sự tiến máy gia công tia lửa điện 1.3 Thị trường máy gia công tia lửa điện giới 1.4 Tình hình gia công tia lửa điện Việt Nam 1.5 Giới thiệu số máy EDM... hãng chế tạo phụ tùng hãng EROWA) khả lập trình mức độ tự động tự động hoá gia công tia lửa điện tăng lên nhiều 1.3 Thị trƣờng máy gia công tia lửa điện giới Việc bán máy gia công tia lửa điện. .. lượng máy (kg): 1015 1.6 Mục tiêu đề tài Nghiên cứu thiết kế máy gia công tia lửa điện dạng xung định hình loại nhỏ Mô ảnh hưởng thông số gia công đến độ nhám bề mặt gia công Gia công số mẫu máy