NGHIÊN CỨU Quá trình EDM, ION HÓA

3 Q trình EDM ION HĨA Năng lượng Tia lửa điện cung cấp cho khoảng cách làm dấy lên nguồn DC-điện mà nằm việc cung cấp EDM-điện Hệ thống EDM lệnh nguồn xoay DC-điện ON lượng tia lửa OFF cung cấp số lượng điện cho tia lửa Mỗi lần xuất làm dấy lên điện cực phôi xác định sức mạnh chất điện môi Cường độ điện môi cho chất lỏng dầu hydrocarbon- điển hình 170 volts per mil Một triệu 0,001 inch (0.025 mm) Hình 3-1 minh họa điều kiện mô tả Các điện cực tiến phía phơi thời điểm gần chúng tương đương với 0,001 inch (0.025 mm) Không gian điện cực phôi làm đầy với chất lỏng điện môi Trong thời gian trước điện, 170 V áp dụng điện cực phôi Điện áp gọi điện áp hở mạch, khơng có dòng điện chạy điện cực phôi Với điện áp 170 V khoảng cách tương đương với 0,001 inch (0.025 mm), chất điện mơi ion hóa thay đổi từ chất cách điện thành dẫn điện Điện tích điện cực phôi thông qua chất điện môi ion hóa Sau ion hóa chất điện mơi, điện tiếp tục chảy qua chất lỏng bật OFF Khi OFF, deionizes chất điện môi chất lỏng, lần nữa, trở thành chất cách điện Q trình ion hóa điện mơi-chất lỏng ion hóa xảy tia lửa Trong gia cơng EDM tiến trình, ion hóa khử ion hóa điện mơi-dịch diễn hàng ngàn lần giây Nhà thiết kế EDM-máy thường bao gồm vôn kế phần hội đồng cung cấp điện Điện áp xem phần hình hiển thị video Thơng thường, điện áp sử dụng tài liệu tham khảo cho điều kiện gia công Khi nguồn điện bật ON, điện cực không đủ gần để phôi cho làm dấy lên xảy ra, vôn kế điện áp hở mạch Điện áp định phát tia lửa điện áp công Điện áp hở mạch mức bình thường 100-300 V Máy điện áp bình thường phạm vi 20-50 V mở mạch điện áp coi Điện cực Tia lửa điện xuất dựa sức mạnh điện môi dung dịch Chất điện môi Điện áp hở mạch trước tia lửa xảy PhôiPhôi V = 170 volt điện áp mạch mở X = 0.001 inch(0.025mm) Cường độ điện môi = 170 V / mil (mil = 0.001 inch [0.025mm]) Lưu ý: Ở khoảng cách 0.001 inch (0.025 mm) 170 V điện cực phôi, thay đổi dung dịch điện môi từ chất cách điện cho vật dẫn điện Hình 3-1 Điển hình hydrocarbon-dầu-dung dịch điện mơi nguy hiểm yêu cầu bảo vệ để bảo vệ nhân viên khỏi sốc điện Của nhà sản xuất phải luôn quan sát thấy Giải thích ion hóa đòi hỏi phải sử dụng cấu trúc một-nguyên tử phần nhỏ nguyên tố-như tài liệu tham khảo Hình 3-2 minh họa có điện tích ngun tử khơng có yếu tố cụ thể Một nguyên tử tạo thành từ hạt nhân với electron quỹ đạo xung quanh Hạt nhân gồm hạt proton nơtron Proton có điện tích dương Nơtron trung hòa điện, khơng có điện tích Do việc xem xét này, nơtron bỏ qua, họ khơng có điện tích không ảnh hưởng đến mối quan hệ điện electron proton Electron có điện tích âm Trong ngun tử, điện tích electron tiêu cực ln ln với điện tích dương proton Kết là, điện tích ngun tử bình thường số khơng Trong ngun tử bình thường có số lượng tương đương electron proton, gây electron để trở thành lăn rời khỏi quỹ đạo họ xung quanh hạt nhân nguyên tử Một electron bật biết đến electron tự Một nguyên tử với electron tích khơng có điện tích âm dương Các electron tích gây nguyên tử trở nên tích cực điện sau biết đến ion dương Hạt điện Electron có điện tích âm(2) có Quỹ đạo electrontích quỹ dương đạo xung quanh hạt âm nhân tương tác với Ví dụ, điện tích đẩy khơng giống điện tích hút Proton có điện Hình 3-3 tích dương (1) minh họa cách Nhân proton tích cực dương (1); điện tích tổng điện electron Lưu ý: minh họa khơng dùng để tích âm electron(2) ion biểu thị phần tử cụ thể dương tự tương tác với điện cực tích điện phơi Hình 3-2 Phần tử mang điện nguyên tử EDM cho phép điện cực phôi phải kết nối điện cách cực dương hay âm Khi điện cực tích điện âm, ion dương thu hút vào electron thu hút vào phơi Hình 3-3A minh họa điều Khi chiều phân cực đảo ngược, điện cực tích điện dương, electron thu hút vào điện cực ion dương bị thu hút vào phơi mang điện tích âm Hình 3-3B minh họa điện tích dương Để hiểu rõ xảy với dung dịch điện môi tia lửa xảy ra, nhớ điều sau đây: • Cường độ điện môi dựa điện áp chiều; • Cường độ điện mơi cho chất điện môi thể số cụ thể volt mil (chiều); • Những thay đổi dung dịch điện môi từ chất cách điện thành dẫn điện điện áp kích thước tương đương với Xêp hạng điện mơi có độ bền chất lỏng • Điểm mà thay đổi dung dịch điện môi từ chất cách điện thành dẫn điện gọi điểm ion hóa Hình 3-4 minh họa điều kiện chất điện môi điện cực phơi, mà khơng có điện áp sử dụng Trong điều kiện này, nguyên tử chất điện mơi trung tính khơng có điện tích Với khơng có điện áp điện cực sang-phơi áp dụng, chất điện mơi trạng thái dung dịch bình thường Khi điện áp nguồn điện DC kết nối với điện cực phôi, nguyên tử dung dịch điện môi bị ảnh hưởng căng thẳng cực điện cực âm cực dương phơi Hình 3-5 minh họa tình trạng Khơng có thay đổi thể chất chất điện mơi điện áp kích thước điện cực đến phôi với xêp hạng điện môi có độ bền chất lỏng điện mơi Điện cực Ion dương bị hút vào ion âm Ion dương Ion âm Ion âm bị hút vào chi tiết Chi tiết gia công A Điện cực âm Ion âm bị hút vào ion dương Điện cực Ion âm Ion dương Ion dương bị hút vào chi tiết Chi tiết gia cơng B Điện cực dương Hình 3-3 Electron ion dương thu hút điện cực chi tiết Tại thời điểm này, ion hóa xảy dòng điện chạy qua cột ion hóa chất lỏng điện mơi điện cực phơi Khi ion hóa diễn ra, chất lỏng điện mơi trở nên nóng từ dòng điện sau thay đổi thành chất khí gọi plasma Một đặc tính plasma số lượng electron tự xấp xỉ số lượng ion dương Trong điều kiện này, điện tử dễ dàng vượt qua plasma ion hóa dạng tia lửa điện Chi tiết gia cơng Trong dòng điện qua plasma, electron âm bị thu hút vào phơi mang điện tích dương ion dương thu hút vào điện cực tích điện âm Các điểm kiểm sốt ion hóa chất lỏng tia lửa xảy Trong hoạt động bình thường EDM, ion hóa xảy tia lửa ion hóa xảy sau điện cho tia lửa bật OFF DUNG DỊCH ĐIỆN MƠI Ion hóa xảy dầu hydrocarbon nước khử ion Cường độ điện môi khác cho hai vật liệu, phát tia lửa xảy ra, điện áp công liên tục cho hai chất điện mơi Có khác biệt dầu hydrocarbon nước khử ion chúng sử dụng EDM chất lỏng điện mơi Nước khử ion cho phép vật liệu hòa tan vào Nước phải chuyển qua giường nhựa để loại bỏ mảnh vỡ trình hấp thụ tia lửa điện EDM Nó phải thông qua hệ thống lọc để loại bỏ chất rắn sản phẩm tạo trình phát tia lửa Đi qua nước thông qua giường nhựa deionizes nước Đây phương pháp để tái điều hòa nước vào chất điện mơi chấp nhận khơng nên nhầm lẫn với ion hóa ion khử chất lỏng khoảng cách đánh điện Hầu hết máy móc có dây cắt giảm bao gồm cảm biến chất lượng nước Cảm biến đo lường điện trở dẫn điện nước Đầu cảm biến hiển thị máy đo máy tính hiển thị video Cách đọc thông thường hiển thị ohms điện trở sử dụng, vi-siemens dẫn sử dụng làm tài liệu tham khảo Trong hai trường hợp, việc đọc đề cập đến chất lượng độ bền điện môi ion, nước lọc Nhà sản xuất khuyến cáo nên quan sát liên quan đến chất lượng nước có dây cắt giảm gia cơng chấp nhận bị xâm nhập qua việc sử dụng nước không đáp ứng yêu cầu tối thiểu nhà sản xuất Dầu hydrocarbon không yêu cầu ion khử trước tái sử dụng Thông thường lọc mảnh vỡ làm dấy lên chất rắn yêu cầu trước tái sử dụng chất lỏng q trình gia cơng Kiểm tra phải thực nhà sản xuất máy tính nên liên hệ để nhận xét kiến nghị trước thực thay đổi loại chất lỏng dầu hydrocarbon sử dụng Một thay đổi sức mạnh điện môi chất lỏng ảnh hưởng đến hoạt động máy EDM RẢNH CƠ SỞ Rảnh sở khoảng cách khoảng cách điện cực bề mặt gia công phôi sản xuất cách đánh điện Hình 3-6 minh họa rảnh sở chomáy cắt dây thông dụng Rảnh sở thể chiều, "mỗi bên" Kích thước bên phải xem xét thiết kế điện cho máy móc đường lập trình cho máy cắt giảm có dây Phát tia lửa rảnh sở xác theo hình dạng điện mà khơng liên quan đến kích thước, hình dạng, số lượng điện sử dụng Hình 3-7 minh họa số hình dạng điển hình, rảnh sở sản xuất Các rảnh sở tạo từ điện nam có hình dạng có góc nhọn tạo bán kính góc phơi gia cơng tất tia lửa điện sản xuất từ góc điện có chiều dài tương tự Vì tất tia lửa dài bắt nguồn từ điểm trung tâm thơng thường, tia lửa đại diện bán kính vòng tròn tạo vòng cung với bán kính chiều rảnh sở Trong hầu hết trường hợp, bán kính khơng đủ lớn để có vấn đề Bán kính góc coi có ích nhiều ứng dụng giúp loại bỏ góc nhọn tạo điểm căng thẳng cao Hình 3-6 Tia lửa EDMcho mỗiphía rảnh sở Hình 3-7 Rảnh sở theo hình dạng điện cực Rảnh sở xác định độ bền điện môi chất điện môi Cường độ điện môi quy định điện áp chiều hướng mà thay đổi chất lỏng điện môi từ chất cách điện để dẫn điện Một dầu hydrocarbon điển hình có sức mạnh điện mơi 200 V mil (0,001 in 0.025 mm) Đánh giá dựa chất điện môi mà chưa sử dụng Máy EDM thường sử dụng điện áp mạch mở 100 V Các khoảng cách tia dài cho máy sử dụng điện áp hở mạch 100 V tính cho chất lỏng điện mơi đặc biệt cách sử dụng cơng thức tỷ lệ Hình 3-8 minh họa công thức Dựa sức mạnh chất lỏng điện môi 200 V mil (0,001 in 0.025 mm), EDM máy điện áp hở mạch 100 V, chiều dài Tia lửa (rảnh sở) 0,0005 in (0,0127 mm) Rảnh sở biến chiều hướng cố định Các nhà sản xuất cung cấp liệu cho tạo kích thước rảnh sở phạm vi máy cung cấp Hình 3-9 minh họa biểu đồ đơn giản cho rảnh sở 20 A-sản lượng máy dập Rảnh sở liệu xác định hạng mục phôi vật liệu điện, điện cực, Tia lửa-ON -off lần, ampe công đỉnh cao Có thể liệu rảnh sở cung cấp dạng biểu đồ, hình thức biểu đồ Trong hai trường hợp, cài đặt máy người sử dụng để có tia lửa đặc biệt rảnh sở Hình 3-9 cho thấy cách rảnh sở có khả thiết lập phạm vi tương đối 0,0006-0,0040 in (0,015-0,100 mm) Điều xuất để thể mâu 10 12 Kể từ chip hạt khoảng cách làm dấy lên dẫn điện có kích thước vật lý, diện chúng phải xem xét việc xác định tia lửa rảnh sở Hình 3-11 minh họa ảnh hưởng mặt hàng có chiều dài điện môi-tia lửa, mà dựa sức mạnh điện môi thefluid Các rảnh sở bao gồm tia lửa dài cố định dựa vào sức mạnh điện mơi dung dịch, kích thước chip hạt họ xếp hàng để Tia lửa đường dẫn vào thời điểm ion hóa Các kích thước chip EDM biến số Kích thước chip phụ thuộc vào lượng tia lửa Năng lượng tia lửa thấp sản xuất chip nhỏ rảnh sở nhỏ Năng lượng Tia lửa cao làm tăng kích thước chip tia lửa rảnh sở 13 Có trường hợp mà rảnh sở lớn bình thường mong muốn phép di chuyển chất điện môi nhiều thơng qua khoảng cách châm ngòi cho việc loại bỏ chip Một ví dụ việc sử dụng máy dập EDM cho chìm lớn, sâu ba chiều Trong ứng dụng này, lọc điện môi-chất lỏng giảm xuống cho phép hạt lớn để qua lọc Những hạt này, với kích thước chip EDM, có hiệu tăng tia lửa rảnh sở Khi phương pháp sử dụng, ổn định EDM-servo chịu đựng lượng tia lửa thấp cố gắng chip lớn chảy qua khoảng cách làm dấy lên hoạt động hoàn thiện Một phương pháp sử dụng để tăng tia lửa rảnh sở thêm nguyên liệu bột than chì, chất điện mơi Các vật liệu bổ sung không nên gây bất lợi cho thành phần máy bơm lọc, phải kích thước mà trì dân số tối ưu hạt qua khoảng cách đánh điện Số lượng phụ gia chất điện môi phải giám sát chặt chẽ để đảm bảo tính quán tia lửa Lọc chất lỏng việc xem xét cân nhắc việc sử dụng chất phụ gia để tăng tia lửa rảnh sở Trong trì yêu cầu dân số phụ gia, tia lửa thêm chip EDM làm dấy lên mảnh vỡ để chất lỏng Các chip EDM làm dấy lên mảnh vỡ cần loại bỏ cách lọc Bộ lọc loại bỏ số vật liệu phụ gia Tại số điểm, vật liệu phụ gia lớn thêm vào chất điện môi để trì mức độ dân số phụ gia thích hợp Lọc vật liệu rắn từ EDM tia lửa phải xem xét q trình gia cơng rảnh sở dây cắt Ngoài ra, chất lượng nước phải trì giới hạn nhà sản xuất quy định Độ bền điện môi rảnh sở nước cất bị ảnh hưởng bất lợi lòng nhựa khơng trì cách để loại bỏ nguyên liệu hòa tan CẮT BỎ VẬT LIỆU Q trình EDM loại bỏ vật liệu nhiệt năng, báo nhiệt độ có liên quan Nhiệt độ tia lửa thực đủ cao để làm bốc vật liệu Năng lượng nhiệt cung cấp dòng điện chạy điện phơi hình thức tia lửa Amperes sử dụng để biểu thị lượng điện sử dụng trình gia công Tăng ampe làm tăng lượng vật liệu cắt Định nghĩa ampe dựa vào tốc độ dòng chảy điện tử Một ampere 6,25 tỷ tỷ (6,250,000,000,000,000,000 hay 6.25x1018) electron điểm định giây Đây số lượng electron qua điện phôi giây cho ampe công điện Một điều thú vị để xem xét liên quan đến dòng điện tia lửa điện EDM gần tốc độ ánh sáng, mà với tốc độ 186.000 dặm (299.274 km) giây Đối với điểm tham chiếu, ánh sáng lại điện với tốc độ xấp xỉ bảy lần toàn giới đường xích đạo giây Từ khoảng cách làm dấy lên điện cực 14 phôi bình thường khoảng 0,001-0,004 in (0,025-0,100 mm), dòng điện qua khoảng trống làm dấy lên coi tức thời Ion hóa chất điện môi cho phép điện tia lửa để di chuyển điện phơi Điện dòng chảy điện tích Hình 3-12 minh họa dòng electron từ điện cực có cực tích điện âm để phơi có cực mang điện tích dương Trong tia lửa, hàng triệu electron di chuyển điện phôi tốc độ gần ánh sáng Các electron lại dễ dàng thông qua cột ion hóa chất điện mơi, bề mặt phôi trở ngại Khi electron bắn phá phơi, giải phóng lượng chúng hình thức nhiệt, điều làm bay bề mặt phôi vào đám mây Kể từ phôi có cực dương, đám mây tích điện dương Đám mây nước tích điện dương thu hút vào điện tích điện âm Trong thời gian đám mây nước cảnh điện, điện tia lửa tắt Điều giúp loại bỏ hấp dẫn điện đám mây điện cực Các ion khử chất điện môi đám mây nước làm lạnh để tạo thành chip EDM Hình 313 3-16 minh họa trình Các bắn phá diễn cột ion hóa chất điện mơi là, thực tế, phức tạp so với mô tả Trong tia lửa, electron giải phóng thu hút phân cực tích cực Các nguyên tử từ điện tử gỡ bỏ trở thành ion dương thu hút vào cực âm Hình 3-17 minh họa chuyển động electron ion dương cột tia ion hoá điện có cực tính âm 15 16 Đám mây nước mang điện tích dương bị hút phân cực âm 17 18 19 Khi sử dụng phân cực điện cực âm, có hai hành động diễn Electron âm bắn phá bề mặt phôi dương ion dương bắn phá bề mặt điện cực âm Bắn phá gây vật liệu bề mặt hai điện cực phôi bốc với tia lửa Hình 3-18 thơng qua 3-21 minh họa bắn phá này, đám mây nước, hình thành EDM-chip Trọng lượng ion dương, bao gồm hạt nhân nguyên tử electron lại, hàng ngàn lần lớn trọng lượng electron Kể từ ion dương có trọng lượng nặng vậy, làm tăng tốc chậm nhiều so với electron Ion dương electron đến bề mặt bắn phá q trình làm dấy lên, lý electron coi nguồn lượng cho cắt bỏ vật liệu EDM Những đám mây nước từ điện cực phơi xuất cột ion hóa chất điện mơi Những đám mây ẩm mang điện tích trái dấu nên chúng hút lẫn Các đám mây kết hợp lại, ngắt dòng điện, chúng nguội dần trở thành phoi EDM Do đó, chip EDM chứa tài liệu từ hai điện cực phôi Như chip nước nguội đi, tạo thành cầu rỗng, hình dạng đặc trưng sản xuất nước kiên cố hóa 20 21 22 Có thể sử dụng hai âm dương chiều phân cực điện cực cho gia công với hầu hết máy die-giếng mỏ Minh họa, đến thời điểm này, thể chiều phân cực điện cực âm bắn phá electron phôi để loại bỏ vật liệu Các nhà nghiên cứu xác định EDM tích cực chiều phân cực điện cực hữu ích cho việc giảm hao mòn điện cực cung cấp hoạt động servo ổn định sử dụng điện cực phôi nguyên liệu định Hình 3-22 minh họa cắt bỏ vật liệu sử dụng tích cực chiều phân cực điện cực biện pháp bị oanh tạc tích cực-ion Điện cực dương điện cực chiều phân cực thường loại bỏ vật liệu phôi mức thấp so với điện cực âm Tuy nhiên, tích cực chiều phân cực điện cực làm giảm hao mòn đồng điện cực chì thiết lập nhà sản xuất máy tính sử dụng để điều khiển tia lửa 23 Dây cắt điện cực máy tính cực thay đổi nên thực dựa khuyến nghị nhà sản xuất máy tính Một số máy móc dây cắt khơng bao gồm tùy chọn thay đổi phân cực điện cực Các nhà sản xuất máy cắt dây thông thường cung cấp cực điện cực sản xuất tỷ lệ vật chất loại bỏ tối đa, kể từ điện cực chế tạo vật liệu chi phí khơng phải yếu tố hoạt động gia công Độ bền điện môi nước khử Ion hóa phải xem xét cách cẩn thận cho hoạt động dây cắt-gia công Máy phải vận hành phạm vi cho phép chất lượng nước, theo quy định nhà sản xuất Các nước nên cho phép trở thành dẫn điện, khơng ion hóa cách Điều có ảnh hưởng bất lợi ổn định servo tốc độ cắt bỏ kim loại Độ bền điện môi nước thay đổi nước khử ion qua khu vực đánh điện Tái sử dụng nước khử ion, mà không cần lọc tái xử lý qua lớp nhựa khử ion, không khuyến cáo Đặc biệt ý cần chuyển tới gia công điện không mong muốn phôi thời gian phôi phép sống làm dấy lên điện ON Trong điều kiện gia cơng bình thường, dây điện cực liên tục qua phơi truyền để tạo hình dạng yêu cầu Như tia lửa từ máy phôi dây điện cực, khe cắm sản xuất Chiều dài tia lửa điều khiển sức mạnh điện môi chất lỏng Phôi nên cho phép để ngăn chặn qua vị trí làm dấy lên điện ON, đường thẳng gia công vào bề mặt phôi Lý cho việc gia cơng giải thích cách so sánh chiều dài tia lửa q trình gia cơng khoảng thời gian dừng phơi Hình 3-23 minh họa khe sản xuất dấy lên gia cơng bình thường Theo điều kiện minh họa, ion hóa chất điện môi sản xuất chiều dài tia lửa tương tự cho rảnh sở trán xuyên tâm, tốc độ qua phơi điều chỉnh để tạo hiệu làm dấy lên cao Để thực điều này, khoảng cách lửa điện trì kích thước nhỏ chút so với bình thường, chuyển động vật gia cơng phía điện cực Sự qua nên ngưng phôi phép địa điểm với ON điện dấy lên, chiều dài tia lửa mở rộng với chiều dài gia cơng bình thường, dẫn đến dòng gia cơng vào bề mặt phơi Hình 3-24 minh họa điểm Mở rộng khe điểm dừng phôi giải thích điểm ion hóa chất điện mơi Có chiều điện cực phơi mà chất điện mơi ion hóa tia lửa xảy Trong thời gian bình thường gia công dây cắt, chiều dài tia lửa nén tỷ lệ qua phôi Tỷ lệ qua phôi điều chỉnh để đảm bảo vật chất mà ln ln trình bày cho điện cực cho phát tia lửa hiệu Khi qua dừng lại phôi phép chỗ với ON điện dấy lên, tia lửa tiếp tục chiều dài tia lửa kéo dài đến chiều rảnh sở bình thường Điều gây mở rộng để tia lửa rảnh sở điểm nơi của phôi diễn Ðiều này, nhỏ chiều sâu, xuất dòng gia cơng bề mặt phơi 24 Rảnh sở hướng kính giảm nhẹ phôi qua Tốc độ qua làm giảm thời gian tường khe tiếp xúc với tia lửa, gây giảm nhỏ rảnh sở hướng kính kích thước, so với tia lửa bình thường rảnh sở Khi phôi zigzag tốc độ dừng lại với ON điện dấy lên, khiến người tiếp tục máy phía trước - xuyên tâm - khu vực rảnh sở để tia lửa có độ dài bình thường rảnh sở 25 Hình 3-24 Tăng overcut với qua dừng lại làm dấy lên điện ON 26