Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến chất lượng chi tiết gia công bằng phương pháp tia lửa điện

Trình bày tổng quan về gia công tia lửa điện tình hình nghiên cứu và sử dụng. Nghiên cứu bản chất của phương pháp gia công bằng tia lửa điện. Các thông số điều chỉnh quá trình xung điện. Hệ thống thí nghiệm đánh giá chất lượng bề mặt khi gia công tia lửa điện. Mô hình hoá quá trình gia công bằng tia lửa điện.

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hµ néi NguyÔn đình đại Luận văn thạc sỹ khoa học Ngành: Công nghệ chế tạo máy công nghệ chế tạo máy Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố công nghệ đến chất lượng chi tiết gia công phương pháp tia lửa điện Nguyễn đình đại 2004 - 2006 Hà Néi - 2006 Céng hoµ x· héi chđ nghÜa Việt nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc lời cam đoan Tôi là: Nguyễn Đình Đại Nơi công tác: Viện nghiên cứu phát triển khí xây dựng Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố công nghệ đến chất lượng chi tiết gia công phương pháp tia lửa điện Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mà số: Tôi xin cam đoan luận văn riêng Các số liệu luận văn đo đạc cách trung thực xác phòng thí nghiệm có uy tín Các kết luận văn chưa công bố tài liệu Hà Nội, ngày tháng Người viết năm 2006 Mục lục Mục Nội dung Trang Trang bìa luận văn Lời cam đoan Mục lục Mở đầu Chương I: tổng quan gia công tia lửa điện tình hình nghiên cứu sử dụng 1.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng gia công tia lửa điện 10 1.2 Đặc điểm phương pháp gia công tia lửa điện 11 1.2.1 Khả công nghệ phương pháp gia công tia lửa điện 12 1.2.2 Các phương pháp gia công tia lửa điện 12 1.2.3 Gia công xung định hình 14 - Điện áp đánh lửa U z - Thời gian đánh lửa trễ t d - Điện áp phóng tia lửa điện U e - Dòng phóng tia lửa điện I e - Thêi gian phãng tia lưa ®iƯn t e - Thêi gian xung t i - Khoảng cách xung t 1.2.4 Mét sè nghiªn cøu trªn thÕ giíi vỊ gia công tia lửa điện 16 1.3 Hướng nghiên cứu đề tài 17 1.4 Kết luận chương 20 chương II - nghiên cứu chất phương pháp gia công tia lửa điện 2.1 Bản chất vật lý chế hớt kim loại tia lửa điện 22 2.2 Cơ cấu tách vật liệu 24 2.3 Đặc tính điện phóng tia lửa ®iƯn 25 2.4 L­ỵng hít vËt liƯu 27 2.5 ChÊt lượng bề mặt gia công tia lửa điện 28 2.6 Độ xác tạo hình gia công tia lửa điện 30 2.7 Sự mòn điện cực 31 2.8 Các tượng xấu gia công tia lửa điện 32 Chương III - thông số điều chỉnh trình xung điện 3.1.1 Dòng phóng tia lửa điện, bước xung điện 34 3.1.2 Độ kéo dài xung t i 35 3.1.3 Khoảng cách xung t 36 3.1.4 Điện ¸p ®¸nh lưa u z 37 3.1.5 Khe hë phãng điện 37 3.2 Chất điện môi hệ thống dòng chảy 39 3.2.1 Nhiệm vụ chất điện môi 39 3.2.2 Các loại chất điện môi tiêu chuẩn đánh giá chúng 40 3.2.3 Các loại dòng chảy chất điện môi 41 3.2.4 Các lỗi dòng chảy 43 3.3 Điện cực vật liệu điện cực 44 3.3.1 Yêu cầu vật liệu điện cực 44 3.3.2 Các loại vật liệu điện cực 44 3.3.3 Quy trình chế tạo vật liệu graphit 45 3.3.4 Kích thước điện cực 46 3.3.5 G/c xung đ/ h theo nhiều giai đoạn, cã thĨ thùc hiƯn b»ng c¸ch 47 3.3.6 Gia công xung định hình với chức hành tinh 48 3.3.7 Gia công xung định hình theo công tua (đường viền) 50 3.3.8 Xác định khe hở phóng điện 52 3.3.9 Bề mặt điện cực phía trước 53 3.3.10 Các sai số hình học gia công xung định hình 54 chương IV: hệ thống thí nghiệm đánh giá chất lượng bề mặt gia công tia lửa điện 4.1 Thiết kế thí nghiệm 56 4.1.1 Các giới hạn thiÕt kÕ thÝ nghiƯm 57 4.1.2 §iỊu kiƯn thùc nghiÖm thÝ nghiÖm 57 4.2 Nhãm thÝ nghiÖm 57 4.2.1 Thí nghiệm khảo sát chế độ gia công tối ưu 57 chương V - mô hình hoá trình gia công tia lửa điện 5.1 Mô hình định tính trình xung định hình 62 5.2 Mô hình toán học 66 5.2.1 Kiểm tra tính đồng thí nghiệm 66 5.2.2 Các bước tiến hành quy hoạch thực nghiệm 67 5.2.3 Lựa chọn phân tích mô hình thống kê 68 5.4 Kết luận chương v 78 5.5 KÕt luËn chung 79 5.6 Tãm t¾t luËn văn tiếng Việt 83 5.7 Tóm tắt luận văn tiếng Anh 85 5.8 Tài liệu tham khảo 88 Mở đầu Ngày khoa học công nghệ phát triển nhanh vũ bÃo, khó đoán trước diễn biến Trong lĩnh vực khoa học khác, khcn luôn tôn trọng quốc gia, Vì công nghệ gia công kim loại luôn tảng ngành công nghiệp, đà thúc ép phải có nhiều đầu tư nghiên cứu trình gia công kim loại Để tự động hoá, linh hoạt hoá trình gia công kim loại, việc nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến trình đó, đặc biệt đến chất lượng độ xác gia công thiếu Trong gia công kim loại tia lửa điện phương pháp Phương pháp gia công kim loại tia lửa điện phương pháp hữu hiệu để gia công loại vật liệu cứng, siêu cứng, lâu mòn gia công bề mặt có hình dáng phức tạp (các hốc, đường biên) Khó gia công phương pháp cắt gọt thông thường, gia công tia lửa điện phương pháp sư dơng réng r·i nhÊt nhãm c«ng nghƯ gia công không truyền thống Vào khoảng năm 50 Thế kỷ XX, thiết bị gia công tia lửa điện đà có mặt giới Đến năm 1980 Kỹ thuật điều khiển số tự động hoá đà tạo cho phương pháp gia công tia lửa điện có tính công nghệ vượt trội 1- Tính cấp thiết đề tài Là phương pháp gia công kim loại, công nghệ gia công tia lửa điện với ưu điểm trội, đà sử dụng rộng rÃi để thay số trình gia công truyền thống nhiều ngành công nghệ khác công nghệ hàng không vũ trụ, điện tử v.v đặc biệt ngành chế tạo khuôn mẫu Phương pháp gia công tia lửa điện sử dụng rộng rÃi, trình ăn mòn tia lửa điện nhiều yếu tố chưa rõ Điều thể tác động liên quan đến tia lửa điện phóng trình gia công chưa hiểu biết đầy đủ Vấn đề nâng cao chất lượng chi tiết suất gia công đà tiêu tốn công sức nhiều nhà nghiên cứu giới thời gian dài đến vấn đề thời Phương pháp gia công tia lửa điện đà phổ biến rộng rÃi giới, Việt Nam không phương pháp xa lạ Nhưng kiến thức chuyên ngành công nghệ chưa phổ cập cho lực lượng sử dụng thiết bị cán nghiên cứu, ứng dụng công nghệ Các thông số công nghệ, thông số điều chỉnh máy như: điện áp xung, dòng ®iÖn xung, thêi gian xung, thêi gian nghØ, thêi gian dừng điện cực vị trí gia công, thời gian nhấc dừng điện cực vị trí vùng gia côngtrên máy xung nhập từ nước đà hÃng sản xuất tích hợp cài đặt sẵn máy Điều gây khó khăn cho người sử dụng lựa chọn giải toán tối ưu cho chế độ công nghệ gia công tia lửa điện điều kiện sản xuất cụ thể Những thông số đặc trưng cho chất lượng bề mặt đà nghiên cứu tập trung nhiều vào độ xác kích thước, độ nhám bề mặt, yếu tố khác chiều sâu lớp biến cứng, lớp ảnh hưởng nhiệt, nứt tế vi bề mặt chưa nghiên cứu đầy đủ Việc cung cấp thêm kiến thức chuyên ngành công nghệ gia công tia lửa điện cho sở nghiên cứu sản xuất nước, khai thác hiệu máy gia công tia lửa điện, nâng cao suất, chất lượng hạ giá thành sản xuất, đáp ứng phần đòi hỏi đây, tác giả tập trung nghiên cứu giải vấn đề: Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố công nghệ đến chất lượng chi tiết gia công phương pháp tia lửa điện 2- Mục đích nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu công nghệ gia công tia lửa điện nhằm đánh giá ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng gia công, xác định chế độ tối ưu điều kiện gia công cụ thể (bằng xung định hình) Kết nghiên cứu ứng dụng thực tế sản xuất nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm suất gia công hạ giá thành sản phẩm Phương pháp nghiên cứu gia công xung định hình ứng dụng cho nhiều nghiên cứu khác công nghệ gia công đặc biệt tia Laser, Plasma 3- Đối tượng phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố công nghệ đến chất lượng chi tiết gia công xung điện định hình (EDM) máy xung Hurco Spark 900 Trung tâm khuôn mẫu Viện máy dụng cụ công nghiệp (IMI) + Điện cực đồng thau + Vật liệu gia công gồm lo¹i: - ThÐp 45 th­êng - ThÐp 45 nhiƯt luyện - Thép hợp kim CM55 thường Các thông số công nghệ nghiên cứu thực nghiệm Các kết thí nghiệm mẫu đo đạc xử lý thiết bị đo phần mềm chuyên dụng, đại phòng thí nghiệm Trường ĐHBK Hà nội Viện IMI Kết nghiên cứu áp dụng thử nghiệm phân xưởng sản xuất Viện IMI gia công loại khuôn mẫu, qua đánh giá hiệu quả, mức độ tin cậy khả mở rộng phạm vi nghiên cứu 4- ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài + ý nghĩa khoa học: - Đánh gía ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công xung định hình - Mô hình hoá trình gia công tia lửa điện rút từ trình thực nghiệm sản xuất, từ xây dựng mối quan hệ toán học yếu tố chất lượng bề mặt với thông số c«ng nghƯ gia c«ng + ý nghÜa thùc tiƠn: - Kết nghiên cứu đề tài chế độ gia công đà giúp sở nghiên cứu, sản xuất khuôn mẫu sử dụng máy gia công tia lửa điện tốt hơn, điều kiện gia c«ng thĨ 74 -0,0230 -0,0344 -0,0935 0,0403 0,1059 Do ®ã: S(a) = (Y - F a , )* (Y - F a , ) = 0,6009 Mô hình giả thiết tin cậy phạm vi biến x ữ x ,với miềm gia đồng thời phân trí ma trận F không bé Tuy nhiên, ta phải xét đến mức độ thống kê kết mặt tương hợp mô hình thống kê với độ tin cậy mô hình thống kê ã Đánh giá kết mô hình Với mức ý nghĩa = 0,05% xét giá trị a j ta cã: a j = a j ± δ với a j Tính giá trị dư phương pháp: S du = Sa n m −1 a j = a j ± S du m ij t Trong đó: - S du : phương sai - t: số bảng Sđudent - m ij : số hạng ma trận cïng hµng cïng cét.Víi S a = 0,24678 S 2du = Sa 0,6009 = 0,2003 = n − m −1 − −1 S du = 0,4475 Tra b¶ng Student ta cã t (3; 0,975) = 3,182 (B¶ng Student) a = a0 ± S *du m 00 * 3,182 = 1,5125 ± 0,26 75 a = a1 ± S *du m11 * 3,182 = 0,6944 ± 0,0516 a = a ± S du m 22 * 3,182 = 0,3102 ± 0,0208 a = a3 ± S du m 33 * 3,182 = 0,0458 ± 0,0102 a = a ± S du m 44 * 3,182 = 0,3753 ± 0,0021 a = a5 ± S du m 55 * 3,182 = 0,0768 0,0047 Kiểm tra điều kiện tồn hệ số a ta thấy thoả mÃn bất đẳng thức: a S du m t (3,182) ta kết luận tồn giá trị hệ số a với mức ý ij nghĩa 0,05 Thay ngược lại theo công thức 5.1 ta mô hình toán học độ nhám bề mặt R a Do mô hình thống kê thực tÕ lµ: Y = e a x b (5.8) Y = a x 0,6944 + a x −0 , 3102 + a x 0,0458 + a x , 3753 + a x 0,0768 (5.9) Trong ®ã: lna + lna + lna + lna + lna = 1,5125 • Theo % đóng góp thông số ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt (bảng 5.9 phụ lục 12) ta có mô sau: Y = 1,0436.x 0, 446 + 0,4386.x 0,0453.x , 0766 , 0404 + 0,0605.x 0,0082 + 0,0302.x , 3765 + (5.10) Qua mô hình (5.10) ta thấy hệ số a i giá trị số mũ tham số x i phản ánh mức độ ảnh hưởng tham số đến hàm Y , vai trò a i cao chØ sè mị cđa tham sè x Dßng xung điện (x ) ảnh hưởng nhiều đến độ nhám, hai tham số Timer Dell Timer Lift ảnh hưởng không đáng kể 76 b, Tương tự cho thông số khác ã Lập mô hình cho chiều sâu lớp trắng bề mặt: Y = 2,0723 + 0,9826x - 0,7925.x + 0,7769.x + 0,0001.x +0,0004.x Thay ngược lại theo công thức 5.1 ta có mô hình toán học chiều sâu líp tr¾ng Y =0,787.x 0,9826 + 0,559.x 0,0058.x , 0004 −0 , 7925 + 0,518.x 0,7769 + 0,062.x , 0001 + (5.11) Theo mô hình thống kê ta thấy chiều sâu lớp trắng phụ thuộc chủ yếu vào biến chÝnh lµ x , x ,x tøc lµ phơ thc vµo (I e , t on , t oft ), Các tham số lại có ảnh hưởng không đáng kể + Chiều sâu lớp trắng tỷ lƯ thn víi I e theo hµm sè mị: 0,787 x 0,9826 + Chiều sâu lớp trắng tỷ lệ nghịch với t i theo hàm số mũ: 0,559 x + Chiều sâu lớp trắng tỷ lệ thuận víi t o theo hµm sè mị: 0,518 x −0 , 7925 , 7769 Hai th«ng số lại (Timer Dell Timer Lift) có ảnh hưởng không đáng kể, ta loại khỏi mô hình Như mô hình toán học rút gọn cho chiều sâu lớp trắng là: Y = 0,787.x 0,9826 + 0,559.x −0 , 7925 + 0,518.x 0,7769 (5.12) ã Lập mô hình cho chiều sâu líp biÕn cøng bỊ mỈt: Y = 2,4742 + 1,0012x - 0,0842x - 0,0824x + 0,000x + 0,000x Thay ngược lại theo công thức (5.1) ta có mô hình toán học chiều sâu lớp biến cứng bề mặt: Y = 0,841.x 1,0012 + 0,742.x −20,0842 + 0,891.x 30,0824 (5.13) • Lập mô hình cho lớp chiều sâu lớp chịu ảnh h­ëng nhiÖt: Y = 2,3121 + 0,9837.x + 0,0716.x + 0,0639.x - 0,003.x - 0,0013.x 77 Thay ngược lại theo công thức (5.1) ta có mô hình toán học chiều sâu lớp chịu ảnh hưởng nhiệt: , 0013 Y = 0,9135 x 10,9837 + 1,796.x 02,0716 + 1,469.x 30,0639 + 1,632.x −40,003 + 1,224.x (5.14) Qua (5.14) ta nhận thấy: + Lớp chịu ảnh hưởng chịu tác dụng hầu hết thông số công nghệ theo mô hình với phạm vi biến thiên biến sè: x ∈ (722) x ∈ (70415) x ∈ (740) x ∈ (12) x ∈ (12,5) + Hai tham sè t i vµ t ảnh hưởng đến chiều sâu lớp chịu ảnh hưởng nhiệt nhiều sau đến I e thông số khác Chương trình tối ưu hoá Nhập tham số để tối ưu Thiết bị HURCO SPARK-900 HURCO SPARK-900 Thiết bị điện cực Vật liệu Đồng đỏ Vậtliệu liệuđiện phôicực Vật Thép hợp kim Dung Vật liệudịch phôiđiện môi Dầu điện môi Thép hợp Đồng đỏ kim 78 Lựa chọn khả gia công bao gồm: Chế độ tối ưu hoá ( độ nhám bề mặt, suất, tổng hợp) Chế độ gia công (thô, bán tinh, tinh) Độ nhám cần đạt nhập từ biểu Form chương trình Biểu Form Lựa chọn chế độ gia công Chương trình tối ưu hoá Dòng chảy Chảy thuận Độ nhám bề mặt cần đạt 20 Chế độ tối ưu hoá àm Chế độ gia công Theo độ nhám bề mặt Theo xuất gia công Kết hợp Thô Bán tinh Tinh Sau ấn nút Run chương trình EDM- IMI 1.0 khởi động cho thông số công nghệ gia công tối ưu, liệt kê phần công nghệ Biểu Form kết suất máy in phiếu thông số công nghệ Form 3, đóng chương trình Biểu Form Thông số công nghệ tối ưu Các thông số sau tối ưu hoá Thiết bị HURCO SPARK-900 Dòng điện (I) 12 Amp Vật liệu điện cực Đồng đỏ Điện áp (U) 100 Vol Vật liệu phôi Thép hợp kim On-time 70 Micro giay Dung dịch Dầu điện môi Off-time Micro giây Dòng chảy Chảy thuận Lift-time 1.5 s Chế độ tối ưu Timer-dwell s Dạng gia c«ng Thêi gian gia c«ng 10 Phót 79 5.4 Kết luận chương U Trong chương tác giả đà đưa mô hình tổng thể cho trình xung định hình.Một mô hình định tính cho trình gia công tia lửa điện khâu đầu vào đến trình thực kết thúc trình với thông số công nghệ tối ưu Một mô hình toán học rút từ thực nghiệm sản xuất đà xây dựng mèi quan hƯ to¸n häc vỊ c¸c u tè cđa chất lượng bề mặt, với thông số công nghệ gia công Nó trở thành thuật toán cho phần mềm tối ưu hoá thông số công nghệ gia công tia lửa điện 80 Kết luận chung Luận văn đà có số đóng góp việc nghiên cứu chất trình phóng tia lửa điện, mô tả đánh giá ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công, từ đà phát triển tối ưu hoá trình gia công, kết cụ thể là: 1- Đà xây dựng hệ thống thí nghiệm đầy đủ từ tham số công nghệ đơn, kết hợp ảnh hưởng nhiều tham số công nghệ, đến tham số phi công nghệ ảnh hưởng phối hợp kết cấu hình dáng bề mặt Đề tài đà có nhiều kết luận quan trọng ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công tia lửa điện, làm sở cho việc lựa chọn chế độ gia công tối ưu nhằm nâng cao chất lượng suất gia công: 81 - Dòng xung điện (I e ) yếu tố công nghệ quan trọng nhất, ảnh hưởng lớn đến chất lượng bề mặt suất gia công Không phụ thuộc nhiều vào dạng dòng sục chất điện môi, tỷ lệ ảnh hưởng I e : + Đối với suất gia công > 90% + Đối với độ nhám bề mặt > 60% + Đối với chiều sâu lớp trắng t i > 40% I e ảnh hưởng không nhiều đến lớp ảnh hưởng nhiệt Lớp cứng t tăng I e tăng, lớp ảnh hưởng nhiệt t lại giảm tăng I e - Thời gian xung (t i ) ảnh hưởng nhiều đến độ nhám bề mặt (chiếm tới 29%) t i ảnh hưởng nhiều đến chiều sâu lớp cứng t Với dòng xung điện nhỏ ảnh hưởng rõ rệt, nhiên lớp trắng t lớp ảnh hưởng nhiệt t chịu ảnh hưởng - Thời gian ngắt xung (t o ) ảnh hưởng ngược lại với t i giảm dòng xung điện Với dòng xung đủ lớn, tăng t o làm tăng độ nhám bề mặt tăng chiều sâu lớp t t ,(t i bị ảnh hưởng) - Vật liệu gia công, đặc trưng thành phần hoá học nguyên tố cấu thành, ảnh hưởng chủ yếu đến chiều sâu lớp ¶nh h­ëng nhiƯt t (chiÕm tíi 30%) Ýt ¶nh hưởng đến chiều sâu lớp t , t , tác dụng độ nhám bề mặt suất gia công - Các tham số phi công nghệ khác dòng sục chất điện môi, tham số Timer Dwell, Timer Lift ảnh hưởng đến suất gia công độ nhám bề mặt Trong số trường hợp đặc biệt dòng sục ảnh hưởng nhiều đến chiều sâu lớp t (đôi tới 40%) nên chọn tham số Timer Dwell, Timer Lift khác tránh phá hỏng chi tiết xảy 82 2- Đà xây dựng mô hình toán học, rút từ trình thực nghiệm yếu tố chất lượng bề mặt với thông số công nghệ gia công Mô hình thống kê tổ hợp tuyến tính nhiều tham số cho hàm mục tiêu có dạng: Y= m + m x 1b + m x c2 + m x 3d + m x e4 + m x 5f kết tính toán cho ta: Y = 1,0436.x 10, 446 + 0,4386.x −20,0404 + 0,0605.x 30,0082 + 0,0302.x 04,3765 + 0,0453.x 50,0766 Y = 0,781.x 10,9826 + 0,559.x −20,7925 + 0,518.x 30,7769 Y = 0,841.x 11,0012 + 0,742.x −20,0842 + 0,891.x 30,0824 Y = 0,9135.x 10,9837 + 1,796.x 02,0716 + 1,469.x 30,0639 + 1,632.x 40,003 + 1,224.x 50,0013 Nó trở thành thuật toán cho phần mềm tối ưu hoá thông số công nghệ gia công tia lửa điện Kết mô hình thực nghiệm phần mềm đề tài nghiên cứu phát triển hoàn thiện để ứng dụng cho nhiều hệ máy gia công tia lửa điện mở rộng cho công nghệ gia công đặc biệt khác Laser, Plasma 83 Tóm tắt luận văn Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố công nghệ đến chất lượng chi tiết gia công phương pháp tia lửa điện Luận văn đà trình bày vấn đề sau: Tổng quan gia công tia lửa điện: Sự đời phát triển gia công tia lửa điện EDM, chất gia công kim loại tia lửa điện trình hớt lượng kim loại nhờ ăn mòn phóng tia lửa điện mà không phụ thuộc vào độ cứng vật liệu chi tiết gia công Đặc điểm phương pháp gia công vật liệu dẫn điện Dung môi cắt gọt có tác dụng làm nguội (giảm sinh nhiệt trình gia công) chức vận chuyển phoi khỏi vùng gia công, chất cách điện điều kiện thường Phổ biến ngày thường dùng là: 84 dầu cắt gọt (Oil Cutting), Nước khử khoáng, dung dịch cắt gọt (Epoxy), Còn cặp điện cực là: đồng (thường đồng đỏ chất lượng loại 1), cực Graphit (điện cực than chì) xung định hình điện cực dây cắt (dây đồng dây Molipden ), cắt dây tia lửa điện cực kim loại (chi tiết gia công) Đề tài đà có nhiều kết luận quan trọng ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công tia lửa điện (xung định hình), làm sở cho việc lựa chọn chế độ gia công tối ưu nhằm nâng cao chất lượng xuất gia công - Dòng xung điện(I e ) yếu tố quan trọng nhất, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt xuất gia công, tỷ lệ ảnh hưởng I e : + Đối với xuất gia công 90% + Đối với độ nhám bề mặt 60% + Đối với chiều sâu lớp trắng 40% - Thời gian xung (t i ) ảnh hưởng nhiều đến độ nhám bề mặt (chiếm tới 29%) t i ảnh hưởng nhiều đến chiều sâu lớp cứng t Với dòng xung điện nhỏ ảnh hưởng rõ rệt - Thời gian ngắt xung (t ) ảnh hưởng ngược lại với t i giảm dòng xung điện - Các tham số phi công nghệ khác dòng sục chất điện môi, tham số time-dwell, time-lift ảnh hưởng đến xuất gia công độ nhám bề mặt Cơ sở lý thuyết để khảo sát ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến suất chất lượng bề mặt dựa vào lý thuyết quy hoạch thực nghiệm, tức 85 tìm mô hình toán học hợp lý cho yêu cầu kỹ thuật cụ thể gia công tia lửa điện (xung định hình) Đà xây dựng mô hình toán học, rút từ trình thực nghiệm yếu tố chất lượng bề mặt với thông số công nghệ gia công Mô hình thống kê tổ hợp tuyến tính nhiều tham số cho hàm mục tiêu có dạng: Y= m + m x 1b + m x c2 + m x 3d + m x e4 + m x 5f KÕt tính toán cho ta: Y =1,0436.x 10, 446 +0,4386.x −20,0404 +0,0605.x 30,0082 +0,0302.x 04,3765 + 0,0453.x 50,0766 Y = 0,781.x 10,9826 + 0,559.x −20,7925 +0,518.x 30,7769 Y = 0,841.x 11,0012 + 0,742.x −20,0842 + 0,891.x 30,0824 Y = 0,9135.x 10,9837 +1,796.x 02,0716 +1,469.x 30,0639 + 1,632.x −40,003 +1,224.x 5−0,0013 Thesis summary The subject title: “Researching the influence of some technological factors on the detail quality from spark machining” The following matters has been presented as below: The overview of spark machining: The appearance and development of EDM spark machining, the nature of metal machining by the electric spark is the process of removing a quantity of metal by corrosion of spark discharge without dependence of the hardness of materials 86 The characteristics of this method is able to process the conducting material only The cutting solvent is for cooling (to reduce heating generating during machining) and transporting cuttings out of the processing area and also is the isolated substance in the normal condition Nowadays, the popular method is oil cutting, de-mineral water, cutting solution (Epoxy)… A pair of electrodes is copper (the copper quality is first class normally), graphite pole for figure impulse and cutting wire electrode (Copper wire or Molipden wire and others for the wire spark cutting and the other pole is the metal (machining details) The subject has had many important conclusions in the influence of technological factors on the detail quality from spark machining (figure impulse), It is basic for optimal option for machining method to improve quality and machining capacity - The impulse current (I e ) is the most importance factor It is affected to the surface quality and machining capacity The affected rate of I e : +For the machining capacity is more than 90% ( 90%) +For the surface roughness is more than 60% ( 60%) +For the depth of the white layer is more than 40% ( 40%) - Not only much affected to the surface roughness (occupy to 29%), but also the impulse time (t i ) is the most affected to the depth of the white layer t i The smaller the impulse is, the clearer this affection is - The affections of the break- impulse time (t ) and the impulse time (t i ) are opposite when reducing the impulse current (I e ) 87 - Other non- technological factors such as dielectric current, time-dwell parameter, time- lift parameter are nearly not affected to the machining capacity and the surface roughness The theory basic for surveying the influence of the technological factors on the capacity and surface quality based on the experimental planning theory It means that to find out the appropriate mathematical model to meet the specific requirement on the processing of spark machining (figure impulse) The build mathematical model which has been learned experience from the facts of the matters such as surface quality, technological machining parameters The form of statistics and linear combination of many parameters for objective functions are: Y= m + m x 1b + m x c2 + m x 3d + m x e4 + m x 5f The results of calculation are: Y =1,0436.x 10, 446 +0,4386.x −20,0404 +0,0605.x 30,0082 +0,0302.x 04,3765 + 0,0453.x 50,0766 Y = 0,781.x 10,9826 + 0,559.x −20,7925 +0,518.x 30,7769 Y = 0,841.x 11,0012 + 0,742.x −20,0842 + 0,891.x 30,0824 Y = 0,9135.x 10,9837 +1,796.x 02,0716 +1,469.x 30,0639 + 1,632.x −40,003 +1,224.x 5−0,0013 Tµi liƯu tham khảo 1-Vũ Hoài Ân (1994), Gia công tia lửa điện, Tài liệu tham khảo, Viện máy dụng cụ công nghiệp, Hà nội 2-Nguyễn Trọng Bình (1997), Tối ưu hoá trình cắt gọt, Bài giảng Cao học nghiên cứu sinh, Đai học bách khoa, Hà nội 3-Trần Văn Địch (1977), Nghiên cứu độ xác gia công phương pháp thực nghiệm, Bài giảng Cao học nghiên cứu sinh, Đại học bách khoa, Hà nội 88 4-Trần Văn Địch (2000), Công nghệ máy CNC, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội 5-Nguyễn Đắc Lộc, Tăng Huy (1998), Điều khiển số công nghệ máy điều khiển số CNC, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội 6-Tạ Duy Liêm (1999), Hệ thống điều khiển số cho máy công cụ 7-Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Tuý (2000), Nguyên lý gia công vật liệu, Nxb khoa học kü thuËt, Hµ néi ... lượng chi tiết gia công phương pháp tia lửa điện 2- Mục đích nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu công nghệ gia công tia lửa điện nhằm đánh giá ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng gia công, ... Đại Nơi công tác: Viện nghiên cứu phát triển khí xây dựng Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố công nghệ đến chất lượng chi tiết gia công phương pháp tia lửa điện Chuyên ngành: Công nghệ chế... quan gia công tia lửa điện tình hình nghiên cứu sử dụng 1.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng gia công tia lửa điện 10 1.2 Đặc điểm phương pháp gia công tia lửa điện 11 1.2.1 Khả công nghệ phương pháp