- Khoảng cách xung B= to: là thời gian giữa hai lần ngắt và đóng máy của máy phát thuộc hai chu kỳ phóng điện kế tiếp nhau Khoảng cách xung t 0 th ườ ng
1.6.5 Hệ thống lọc chất điện môi.
Chất điện môi tồn tại nhiều phần tử phoi trong đó sẽ gây ra các tác dụng xấu như dòng ngắn mạch, hồ quang. Mặt khác nếu nhiệt độ chất điện môi cao cũng
ảnh hưởng tới độ chính xác gia công. Với mục đích tiết kiệm chất điện môi bằng cách tái sử dụng chất điện môi đã qua sử dụng, người ta dùng 1 hệ thống lọc chất
điện môi, hệ thống lọc đó phải có các chức năng sau: Có bể chứa dự trữ dung dịch
Làm nguội dung dịch
Có đủ lượng dung dịch cần thiết chứa sẵn trong bể để có thể sử dụng liên tục trong quá trình gia công.
Có 3 kiểu lọc sau:
+Bộ lọc màng giấy: là thiết bị lọc bao gồm một số bọ phận chính như : bể
nguội. Phần tử lọc là một mâm giấy hình tròn có lỗở giữa, khi mâm lọc bị bẩn thì áp lực lọc sẽ lớn và khi đó cần phải thay mâm lọc. Đây là bộ lọc có kết cấu đơn giản rẻ tiền.
+ Bộ lọc phễu đá sỏi: Khi cần lọc với công suất lớn hơn thì bộ lọc màng giấy không đáp ứng được yêu cầu, vấn đề này đã được xử lý bằng bộ lọc đá sỏi. Phương tiện lọc có thể là một phễu đá sỏi hoặc xenlulo, khi chất điện môi chảy vào phễu, thiết bị sẽ được lọc và đây là thiết bị lọc tuần hoàn. Để làm sạch phễu lọc chỉ cần cho dòng chảy chất điện môi ngược lại chiều lọc là dòng chảy sẽ kéo chất bẩn ra khỏi phễu lọc.
+ Bộ lọc khe hở: Đây là bộ lọc có chất lượng lọc cao và ngáy càng được sử
dụng nhiều. Thiết bị này gồm nhiều ống lọc trong một thùng chịu áp lực. Trên các
ống lọc có các đĩa lọc đặc biệt không dẻo, dung dịch chất điện môi được nén áp lực bằng khí nén. Dưới áp lực cao đó chất điện môi đã được lọc sẽ theo các ống lọc chảy ra ngoài và giữ lại các tạp chất bẩn trên ống. 1.6.6 - Vật liệu điện cực. • Yêu cầu của vật liệu điện cực: Mọi vật liệu dẫn điện và dẫn nhiệt đều có thể dùng làm điện cực. Nhưng để sử dụng chúng một cách kinh tế và đạt hiệu quả thì chúng cần thỏa mãn các yêu cầu sau: + Có tính dẫn điện tốt, để dòng điện có thể truyền qua điện cực tạo ra dòng phóng tia lửa điện.
+ Có tính chất nhiệt – vật lý tốt: có độ dẫn nhiệt, khả năng nhận nhiệt, điểm nóng chảy và điểm sôi cao.
+ Có độ bền cao, tức là độ bền vững trong gia công tia lửa điện. Đây là tiêu chuẩn quan trọng nhất, nó được đánh giá thông qua độ bền ăn mòn E được xác
định bởi công thức: E = 2 m CT λρ Trong đó: λ - Hệ số dẫn nhiệt ρ - Khối lượng riêng
C – nhiệt dung riêng Tm – Nhiệt độ nóng chảy
+ Có độ bền cơ học tốt, tức phải có độ bền vững về hình dáng hình học khi gia công tia lửa điện, có ứng suất riêng nhỏ.
+ Có tính gia công tốt, nghĩa là phải dễ gia công + Giá thành rẻ, không làm tăng chi phí gia công.
+ Có khối lượng riêng nhỏ, để có thể chế tạo các điện cực lớn mà khối lượng
điện cực không quá nặng làm ảnh hưởng đến khả năng dịch chuyển điện cực của máy.
* Các loại vật liệu điện cực:
Nhóm vật liệu thường dùng làm điện cực: Cu, đồng thau, hợp kim nhôm, hợp kim Cu – W, Ag – W, grafit, đồng điện phân.
Đồng điện phân được dùng phổ biến nhất để làm điện cực dụng cụ. Hợp kim Cu – W, Ag – W giá thành đắt nên chỉ sử dụng để làm các điện cực nhỏ có độ
chính xác cao, cần tính mài mòn thấp. Điện cực grafit cũng có tính mài mòn thấp và hiệu quả làm việc cao nhưng lại có độ cứng thấp nên dễ dàng bị vỡ tại các góc cạnh.
Người ta phân biệt 3 nhóm vật liệu điện cực gồm:
+ Nhóm vật liệu kim loại: Đồng điện phân, Cu – W, Ag – W, đồng thau và thép
+ Nhóm vật liệu phi kim loại: Grafit
+ Nhóm vật liệu pha trộn kim loại – phi kim loại: đồng – grafit
+ Ngoài ra còn có một số vật liệu như: Thép, W, nhôm, hợp kim cứng … cũng
được làm điện cực trong một sốứng dụng đặc biệt.
Ta đi sâu tìm hiểu một số loại vật liệu điện cực phổ biến nhất trong gia công tia lửa điện:
a) Nhóm vật liệu kim loại: thường dùng là đồng điện phân và hỗn hợp Cu–W. + Đồng điện phân: %Cumin=99.92%
+ Điểm nóng chảy: 10830C
+ Điện trở riêng: 0.0187 Ω mm2/m
Đồng điện phân được sử dụng nhiều trong gia công vật liệu thép. Nó có thể được dùng lại nhiều lần để gia công thô và tinh. Việc gia công tạo hình các điện cực đồng điện phân rấ dễ dàng, tuy nhiên vẫn khó gia công hơn grarfit. Trước khi sử dụng đồng điện phân chế tạo điện cực ta ần khửứng suất dưđể tránh biến dạng nhiệt lám sai lệch kích thước và hình dáng chi tiết cần gia công.
Điện cực bằng đồng điện phân có lượng hớt vật liệu cao và độ mòn nhỏ. Nhược điểm lớn nhất của đồng điện phân là nặng và có độ giãn nở nhiệt lớn nên không thích hợp với việc chế tạo các điện cực lớn. Đồng điện phân dễ bị biến dạng nên khi làm các điện cực mảnh dẻ thì đồng điện phân không ổn định về hnhf dáng. Khi tăng cường độ phóng điện cực bị mòn nhiều hơn.
+ Vật liệu hỗn hợp Cu – W:- Gồm (60-80) % W, còn lại là Cu. - ρ = 15-18 g/cm3.
- Điểm nóng chảy : 25000 C
- Điện trở riêng : 0.045-0.055 Ω mm2/m.
Cu – W là một hỗn hợp vật liệu được tạo ra thông qua luyện kim bột, trên cơ
sở của Wolfram và Cuđược trộn theo tỉ lệ nhất định.
Điện cực bằng Cu - W có độ bền chống ăn mòn cao là nhờ sự có mặt của Wolfram và có tính dẫn điện cao là nhờ sự ccó mặt của đồng. Điện cực bằng đồng – volfram cũng có chất lượng bề mặt gia công tia lửa điện tương ứng với điện cực
đồng điện phân, nhưng tính gia công kém hơn. Nhược điểm lớn của Cu - W là khối lượng riêng lớn và giá thành cao nên kích thước của điện cực bị giới hạn.
b) Nhóm vật liệu phi kim loại.
Trong nhóm vật liệu phi kim loại chỉ có Grafit là được sử dụng phổ biến để
làm điện cực dụng cụ.
Grafit là cacbon tinh khiết với tỷ lệ tro la 0.1%. - ρ = 16-1.85 g/cm3
- Độ bền gãy : 200 – 700 kg/cm3. * Ưu điểm của điện cực Grafit:
Do grafit có cấu trúc gốm nên nó có độ bền nhiệt rất cao. Grafit rất thích hợp khi gia công xung thép. Khi gia công thép nếu grafit được nối với cực dương sẽ có
độ mòn ít hơn so với đông. Garafit có điện trở riêng lớn hơn nhiều lần so với đồng
điện phân nên khi cường độ dòng phóng tia lửa điện tăng lên thì khác với đồng
điện phân. Sự mòn điện cực grafit là không đổi, chỉ khi dòng phóng tia lửa điện tăng lên rất cao (trên 200A) mới có sự thay đổi độ mòn điện cực grafit.
Khả năng chế tạo điện cực grafit . Với khối lượng riêng thấp nên nó là vật liệu lý tưởng để làm các loại điện cực lớn. Grafit có tính dẫn điện tốt, độ dẫn điện là 10 µΩm.
Độ dẫn nhiệt của Grafit cao hơn một số kim loại, độ dẫn nhiệt của grafit giảm khi nhiệt độ tăng.
Độ giãn nỡ nhiệt của grafit rất thấp, nên kích thước của điện cực trong quá trình gia công không bị thay đổi.
Ngày nay người ta đã chế tạo ra các loại grafit đặc biệt có được các đặc tính vật lý quan trọng nhất dùng trong gia công xung định hình như:
+ Độ bền mòn cao + Độ xốp thấp
+ Kích thước hạt nhỏ, độđồng nhất và tính đẳng hướng cao.
* Nhược điểm của Grafit là độ dòn cao nên điện cực dễ bị mài mòn hoặc sứt vỡ tại các góc nhọn.
c) Nhóm vật liệu pha trộn kim loại – phi kim loại
Điển là hỗn hợp vật liệu đồng - grafit -ρ = 2.4 – 3.2 g/cm3
- Điện trở riêng : -5 Ωmm2/m. - Độ bền gãy : 700– 900 kg/cm3.
Nhờ có Cu nên vật liệu đồng – grafit có độ bền cao hơn grafit, có điện trở
nhưng lại có độ cứng vững tốt hơn grafit nên được dùng làm các điện cực nhỏ khi gia công các chi tiết chính xác cao.
d) Nhóm vật liệu khác
Wonlfram, nhôm, molipden và một số hợp kim cứng có thể sử dụng làm điện cực trong những trường hợp đặc biệt như gia công lỗ sâu, gia công với điện cực rộng … Bảng tổng hợp về một số vật liệu thường được sử dụng làm điện cực, đặc tính, phạm vi ứng dụng được giới thiệu trong bảng 1.1
Vật liệu điện cực Trở phân Ωmm2/m Điểm chảy oK Điểm sôi oK Khả năng truyền nhiệt Cal/s*cm*grad Wolfram 0,05 3643 6273 (200C), (5000C) Đồng điện phân 99.8% Cu, 0.2%O 0,017 1356 2613 0,93 (200C) 0,85 (5000C) Wolfram/đồng 72%W, 28%Cu 0,04 - ≈ 5100 (20 0C) (5000C) Grafit > 11 Không chảy 3773 90 W/mK Bảng 1.1 Các nhóm vật liệu điện cực
KẾT LUẬN CHƯƠNG I
Trong chương I, tác giảđã tập trung tìm hiểu các vấn đề sau: • Bản chất của quá trình gia công tia lửa điện.
• Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng chính tới quá trình gia công tia lửa
điện.
• Tìm hiểu chất lượng gia công và cấu trúc bề mặt sau khi gia công bằng phương pháp gia công tia lửa điện.
CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU KHAI THÁC SỬ DỤNG MÁY XUNG TIA LỬA ĐIỆN FO 550S