CHƯƠNG IV.1 GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ CHÍ MINH HỒ KHOA CƠ KHÍ MƠN HỌC CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CƠNG ĐẶT BiỆT ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN GIA CÔNG BẰNG TIA LỬA ĐIÊN VÀ DÂY TIA LỬA ĐiỆN CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG NHIỆT Tổng quan EDM: Trong nửa đầu kỷ 20, nhu cầu vật liệu lâu mòn tăng lên khơng ngừng nước cơng nghiệp phát triển Nhà nghiên cứu người Anh Toseph Priestley (1733 - 1809) thí nghiệm phát thấy có hiệu ăn mòn vật liệu gây phóng điện.Năm 1943 gia cơng tia lửa điện lần xuất Nga Các tia lửa điện phóng ra, vật liệu bề mặt phôi bị hớt trình điện-nhiệt thơng qua nóng chảy bốc kim loại - q trình gia cơng tia lửa điện gọi tắt gia công EDM (Electrical Discharge Machining) * CĨ DẠNG EDM CHÍNH SAU •Gia công tia lửa điện dùng điện cực định hinh: Gọi tắt phương pháp “xung định hinh” Điện cực hinh khơng gian bất ki, in hinh minh lên phơi tạo lòng khn thường dùng để tạo hinh nhung chi tiết đục lỗ khơng thơng •Gia cơng tia lửa điện cắt dây: Điện cực sợi dây kim loại mảnh (d= 0,10,3) quấn liên tục chạy dao theo côngtua xác định A/ Phương phap gia công tia lử điện I/ Nguyên lý hoạt động  Đặt điện áp điện cực phôi  Không gian điện cực phôi phải điền đầy chất điện môi  Cho điện cực tiến lại gần nhau, đến khoảng cách  xảy phóng tia lửa điện, xuất dòng điện tức thời  Nếu điện cực chạm khơng có tia lửa điện mà sảy ngắn mạch có hại cho trình gia cơng  Nếu khe hở q lớn khơng thể xảy phóng tia lửa điện điều làm giảm suất gia cơng  Để làm phát sinh tia lửa điện, điều thiếu thời gian ngắn sau có dòng điện chạy qua điện cực phải ngừng cung cấp lượng Đơn giản người ta dùng phát xung RC để cung cấp xung cưa Trong đó: te: độ kéo dài xung td: độ trễ đánh lửa ti: độ kéo dài xung máy phát to: khoảng cách xung Ui: điện áp mở máy Ue: điện áp phóng tia lửa điện Ie: dòng phóng tia lửa điện Đây đồ thị điển hình chu kỳ xung gia cơng tia lửa điện đặc điểm đồ thị dòng điện Ie xung xuất trễ khoảng thời gian td (độ trễ đánh lửa) so với thời điểm bắt đầu có điện áp máy phát Ui Ue Ie giá trị trung bình điện áp dòng điện phóng tia lửa điện *Cơ chế tách phơi: Hình chi tiết bề mặt điện cực, thực tế bề mặt không phẳng ta tưởng tượng mà có nhấp nhơ Khoảng cách bề mặt điện cực toàn bề thực tế khơng cố định mà thay đổi nhấp nhơ Khi điện áp thích hợp đặt điện cực (dụng cụ phôi), trường tĩnh điện có cường độ lớn sinh gây tách electron từ cực âm Các electron giải phóng tăng tốc phía cực dương Sau đạt đến vận tốc đủ lớn, electron va đập với phần tử điện môi, bắn phá phần tử thành electron ion dương Các vừa sinh lại tăng tốc lại đánh bật electron khác từ phân tử dung dịch điện môi Kết diễn biến q trình sinh khoảng cách khơng đổi bề mặt điện cực Phụ thuộc vào hình dạng âm cực mà dương cực chép lại hình dạng II / Các thơng số cơng nghệ EDM 1/  Đặc tính điện phóng tia lửa điện Các đặc tính điện nhận dựa vào đặc tính thời gian phóng tia lửa điện Các đặc tính thơng số điều chỉnh quan trọng q trình gia cơng 2/ Các thơng số điều chỉnh •Điện áp đánh lửa Ui: •Thời gian trễ đánh lửa td •Điện áp phóng tia lửa điện Ue: •Dòng phóng tia lửa điện Ie •Độ kéo dài xung ti •Khoảng cách xung to •Khe hở phóng điện III/ Năng suất gia cơng - chất lượng bề mặt độ xác gia cơng :   1/ Năng suất gia cơng: •Năng suất gia công tia lửa điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố, quan trọng yếu tố sau: •Khe hở phóng tia lửa điện  •Cường độ dòng điện I •Tần số xung f •Điện dung C •Diện tích bề mặt gia cơng F •Chất lượng điện cực chất điện mơi • 2/ Chất lượng bề mặt độ xác: a / Chất lượng bề mặt gia công : Chất lượng bề mặt khái niệm tổng hợp ,bao gồm:  + Độ nhám bề mặt  + Vết nứt tế vi bề mặt  + Các ảnh hưởng nhiệt lớp bề mặt III.Thiết bị dụng cụ: Thiết bị  Máy cắt dây có dây chuyển động liên tục theo trục tọa độ xy cắt thành khe hở nhỏ xuyên qua chi tiết  Các chuyển động điều khiển theo chương trình số gia cơng chi tiết có đường bao theo mong muốn  Đường kính dây : d = 0.1-0.3 mm a/ Máy cắt dây tia lửa điện DK7712 * Đặc tính kĩ thuật       Kích thước máy:1200x790x1570mm Trọng lượng lớn chi tiết gia cơng:45kg Kích thước lớn chi tiết gia cơng:250x160x75mm Độ xác biến dạng gia công:0.032mm Năng suất gia công: -Thép :35mm2/phút -Hợp kimcứng:18mm2/phút - Đồng :36mm2/phút b/ Dụng cụ Điên cực dây  Vật liệu :Đồng thau,molipden, volfram dây có lớp phủ oxit kẽm  Yêu cầu:  Có tính dẫn điện tốt  Có độ giãn dài cao  Có nhiệt độ nóng chảy cao Điên cực dây Đồng đỏ,bạc,kẽm Đường kính Khối lượng dâycắt(mm) (g) 0.05 0.07 0.10 0.12 0.15 0.17 0.20 0.22 0.25 0.27 0.60 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Đồng thau Đường kính Khối lượng dây cắt(mm) (g) 0.05 0.07 0.10 0.12 0.15 0.17 0.20 0.22 0.25 0.27 0.60 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 Bảng : Một số loại dây kim loại dùng để cắt tia lửa điện Dung môi dùng gia công            Nước khử khoáng với cắt dây Gia công thép:5-8 mm2/phút Gia công kim loại màu: 10-20 mm2/phút Gia công hợp kim cứng: 6-12 mm2/phút Dầu hỏa:parafin,dầu khoáng, dẫn xuất xăng Tiêu chuẩn đánh giá: Bền lâu, hau phí Có khả dẩn điện với điều kiện định Có khả lọc Có mật độ,độ đậm đặt định Giá phải chăng… Các thông số công nghệ  Năng suất Trong đó:L-chiều dài rảnh (mm) H:-chiều dài phơi (mm) J :-thời gian cắt rãnh (phút) F:tốc độ cắt bề mặt rãnh (mm2/phút)  Tạo chuổi đường gia công để gia công nhiều sản phẩm lúc  Cắt lúc nhiều chi tiết ghép lại với cách: hàn,kẹp chặt Điện cực gia công lổ suốt  Gia công lổ để xỏ dây bên chi tiết gia công:  Phương pháp dùng máy bắn lổ :sử dụng điện điện cực đồng có đường kính Ø(0.5-1)mm  Phương pháp khoan với đường tùy chọn,tương đối nhỏ Ø(3-8)mm Các thơng số cơng nghệ  Tính tốn góc cắt côn Ф dây (mm) 0.25 Bề Dày Phôi B (mm) 10 12 15 18 20 25 30 35 Góc Cơn Α (Độ) 1.45 1.20 0.90 0.75 0.70 0.58 0.50 0.42 Bảng góc α Các thơng số cơng nghệ Độ xác gia cơng Có thể đạt: 0.2-0.3 mm,phụ thuộc vào yếu tố sau: Sai số hệ thống đo máy Sai số hệ tọa độ oxyz Rung động máy Độ cứng vững máy Bề rộng rãnh cắt b (mm): b=d +2a,trong đó: a: khe hởi bên giửa điện cực mặt rãnh(mm) d: đường kính dây Các thơng số cơng nghệ  Bù dao(dây):  Nếu khuôn cắt khuôn lõm phần bù nằm bên trong,cùng chiều kim đồng hồ theo nhu hinh vẽ: Offset=Ødây/2+khe phóng điện bù (-) Bù (+) bù(0) Các thông số công nghệ  Sự phóng tia lửa điện:      o Điện thế:25-250V Điện áp: 5A Tần số phóng điện: 200.000-500.000HZ Biến tần(VF):100,gọi vận tốc cắt Bề dày cắt dây:b=50(mm) VF( khoảng khe giửa dây vật cắt)tốc độ lớn bước nhanh IV.Phạm vi ứng dụng  Ưu điểm:    Máy cắt dây điều khiển hệ thống NC/CNC Sử dụng rộng rải ngành điện tử, khí xác,chế tạo dụng cụ…để gia cong chi tiết thẳng,cong với biên dạng phức tạp,cac lổ rảnh hẹp,hở thông suốt,gia công cam đĩa hợp kim cứng,dưỡng chép hình,khn mẫu,bánh ăn khớp ngồi Đạt độ xác cao,kết cấu đơn giản ,có khả tự động hóa nguyên công’  Nhược điểm:  Giá thành dây điện cực đắt VI.Phương pháp lập trình tự động edm-wire cut-cnc  Sử dụng phần mềm autocad master cam pro/e wildfire  Cắt thẳng góc theo coutour: vẽ 2D đường bao sản phẩm cần cắt đường dẫn dây  Cắt côn theo coutour với gốc côn T: vẽ 2D đường bao sản phẩm cần cắt (không cầnđường dẫn dây)  Cắt côn đồng dạng không đồng dạng: (4 trục X,Y,U,V),vẽ 3D V.Phương pháp vận hành máy Kiểm tra ,làm vệ sinh máy Đống điện Khởi đơng hình khởi động máy Gọi file Xem hình vẽ file Xoay hình vẽ sản phẩm vị trí thiết kế Kiểm tra tay từngbước cắt Chạy mô chương trình hình 10 Sét gốc tọa độ máy, điều khiển đầu dây dẫn trùng tâm 11 Điều khiển đầu dây dẫn đến gần vùng cắt 12.Luồn dây cắt 13.Gá phôi 14.Sét gốc gia công 15.So đầu dây dẫn so với bề mặt CTGC 16.Che phạm vi vùng cắt 17.Kiểm tra bảng cắt 18.Cài đặt chế độ cắt 19.Chạy thử máy 20.Luồn lại dây cắt 21.Tiến hành chương trình cắt 22.Mở gá kẹp để lấy phơi sản phẩm 23.Tắt máy, tắt hình,ngắt cầu dao điện,vệ sinh ... phóng điện. Năm 1943 gia công tia lửa điện lần xuất Nga Các tia lửa điện phóng ra, vật liệu bề mặt phôi bị hớt q trình điện- nhiệt thơng qua nóng chảy bốc kim loại - q trình gia công tia lửa điện. .. phóng tia lửa điện Ue Dòng phóng tia lửa điện Ie Thời gian phóng tia lửa điện te Từ đẳng thức lượng phóng tia lửa điện We =Uưe Ie te Ta thấy điều kiện bình thường Ue, Ie,te lớn lượng phóng tia lửa. .. Ui: điện áp mở máy Ue: điện áp phóng tia lửa điện Ie: dòng phóng tia lửa điện Đây đồ thị điển hình chu kỳ xung gia cơng tia lửa điện đặc điểm đồ thị dòng điện Ie xung xuất trễ khoảng thời gian