Trong ngành chế tạo máy độ chính xác gia công được xác định bằng độ chính xác của kích thước thực hiện, hình dạng của bề mặt gia công và vị trí tương quan giữa chúng đối với bề mặt làm chuẩn của chi tiết. Hiện nay, độ chính xác hình dạng và vị trí tương quan giữa chúng không cho phép đánh giá độ chính xác hình dạng của bề mặt định hình, kim loại bằng tia lửa điện. Độ chính xác gia công khi gia công tia lửa điện được đánh giá bằng các yếu tố sau:
- Thứ nhất: Bằng tính chất của phương pháp
Các yếu tố này xác định sai số ban đầu mà tổng hợp của nó tạo ra sai số tổng hợp. * Các sai số ban đầu
+ Sai số xuất hiện do dao động ngang của dây: Là sai số xuất hiện của dụng cụ dọc theo hướng chạy dao ảnh hưởng đến độ chính xác gia công. Tỷ số biên độ dao động dọc và ngang của điện cực dụng cụ và độ cứng của hệ trục chính- dụng cụ thiết bị rung động, công suất và kiểu thiết bị rung động. Khối lượng và cấu tạo điện cực dụng cụ được sử dụng các sai số xuất hiện do dao động dây trong hệ trục có thể đạt (0,04-0,05mm).
+ Sai số do biến dạng đàn hồi tĩnh học của hệ thống công nghệ (Máy- đồ gá - dụng cụ- chi tiết):
Chi tiết không được coi là sai số tương tự khi gia công cơ khí do biến dạng đàn hồi của hệ. MGDC- dưới tác dụng của lực cắt- còn khi gia công cắt dây điện thì sai số Sai số do biến dạng đàn hồi tĩnh học của hệ thống công nghệ là sai số do biến dạng tĩnh học của cụm trục với dây và giá đỡ dây có khối lượng đáng kể mà hợp lực của nó không trùng với trục tâm hình học chính. Điểm đặc trưng của sai số này là sự không phụ thuộc của nó vào chế độ phóng điện ăn mòn.
Ta xét sự xuất hiện của sai số do biến dạng đàn hồi tĩnh học của hệ thống công nghệ trong trường hợp gia công điện cực dây:
Khi trục tâm của máy lệch khỏi vị trí thẳng đứng của nó một góc nào đó thì đầu dưới của trục kẹp điện cực có dịch chuyển xác định- gây ra sai số gia công do không trùng với trục tâm dọc của bề mặt tạo hình với vị trí danh nghĩa của nó. Nếu không được giới hạn bằng các thanh thẳng đứng dẫn hướng khác vào thì có thể xuất hiện thêm sai số hình dạng.
+ Sai số gá đặt phôi trên máy:Là sai số xuất hiện do gá đặt phôi trên bàn máy tương tự như sai số gá. Khi gia công cơ khí có thể loại trừ bằng hiệu chỉnh thật tốt chi tiết trước khi gia công thường được gọi là rà phôi.
+ Sai số gá đặt điện cực dây không đúng: Là sai số xuất hiện do gá đặt dây dụng cụ không đúng phụ thuộc vào mức độ song song của trục dây với hướng chạy dao sau khi mở rộng rãnh.
+ Sai số do độ không chính xác hình dạng hình học của máy: Là sai số xuất hiện do độ chính xác hình dạng hình học của máy. Chủ yếu được xác định bằng lệch trục tâm hình học của trục chính với bàn máy. Sai số này là lớn nhất so với các sai số ban đầu khác trong gia công cắt dây. Các sai số hình học của máy được xác định theo mức độ chính xác của nó. Trong thực tế gia công cắt dây để giảm sai số cuối cùng gây ra do các trị số sai số gá đặt điện cực dây không đúng, sai số do độ không chính xác hình dạng hình học của máy được chuyển thành đảm bảo độ song song của trục tâm hình học dây với hướng chạy dây.
Để có thể đạt được mục đích này có thể sử dụng các thiết bị kẹp chặt phôi có độ chính xác cao, có tuổi bền ổn định, đảm bảo độ tin cậy.Tiến hành hiệu chỉnh vị trí điện cực của dụng cụ bằng những dụng cụ đo kiểm (Ke các loại, đồng hồ đo…) có độ chính xác cao.
+ Các sai số gây ra do chế tạo dây không chính xác: Là sai số xuất hiện do sai số chế tạo dây dụng cụ không chính xác. Sai số này được xác định bằng dung sai theo kích thước điện cực, dụng cụ phải được xác định bằng dung sai kích thước chi tiết gia công. Để đánh giá ảnh hưởng của sai số chế tạo điện cực dây dụng cụ theo độ chính xác của bề mặt gia công người ta sử dụng công thức:
εct= ( 1+ε2
)0,5 ( 2-2) Trong đó :
εct: Là sự thay đổi tương đối sai số kích t bề mặt gia công.
ε : Fdc/Fct- là sai số tương đối của kích thước điện cực theo % của sai số gia công tổng hợp εF< 1.
Khi quy ước dung sai theo kích thước dụng cụ trong giới hạn( 30-50%) của sai số tổng cộng tức là khi đó ε= 0,3-0,5mm. Trị số ε được thay đổi trong giới hạn ±(7÷10)% khi ấy dung sai là: (0,015-0,1)mm.
Điều này phù hợp với độ chính xác trong chế tạo dụng cụ.
+ Các sai số do sự có mặt của khe hở dây: là sai số xuất hiện do sự có mặt khe hở dùng dụng cụ theo số liệu nghiên cứu so sánh mà nó thực hiện bằng phương pháp cân bằng ngẫu nhiên
Trong trường hợp chung khe hở:
a= aM+(h1-Rmax)+d ( 2-3) Trong đó:
aM: Khe hở cần thiết để gia công lỗ đối với chất lỏng làm việc tinh khiết phụ thuộc vào điện áp tính chất máy phát xung.
h1: Chiều sâu vết lõm.
Rmax: Chiều cao nhấp nhô bề mặt lớn nhất.
d: Phần tổng cộng khe hở bị che phủ bởi sản phẩm ăn mòn từ công thức (2-3) với tính toán:
a= (2-4) Trị số: am- Với sự tăng điện áp cực đại thì tăng lên.
R- Tăng với năng lượng của xung tăng
d- Tăng với sự tăng độ cứng của chế độ gia công.
Do đó: Với sự chuyển từ chế độ tinh đến thô thì khe hở tăng vì phạm vi các sai số ngẫu nhiên lớn hơn sai số của nó tương ứng với giá trị tuyệt đối sai số lớn nhất của các sai số ngẫu nhiên.
Khi gia công cắt dây các phôi chuyển vào khe hở gia công có thể dẫn đến sự phóng điện phụ.Dẫn tới trị số khe hở theo đường thoát của phôi tăng, hướng chuyển động và vận tốc ở mức xác định có thể ảnh hưởng đến độ chính xác gia công. Vì vậy khi mở rộng lỗ với cách bơm chất lỏng gia công vào khe hở điện cực thành phôi dễ dàng.
Hiệu quả điều khiển độ chính xác tương tự sự phụ thuộc vào hàm lượng của sản phẩm ăn mòn trong chất lỏng làm việc tức là chất lượng thiết bị lọc. Tăng vận tốc chất lỏng qua khe hở điện cực trong giới hạn đáng kể làm tăng độ chính xác, nhưng khi áp lực dòng chảy lớn với độ cứng của hệ máy có hạn có thể dao động theo các phía làm tăng sai lệch khi gia công. Khi tạo hình các bề mặt phức tạp do có khe hở gia công nên sự sai lệch hình dáng ngoài của bề mặt gia công với điện cực có thể rất lớn và phức tạp. Khi gia công các bề mặt trong (Khi gia công hốc hoặc mở rộng lỗ) thường sử dụng điện cực có các bề mặt chính xác của nó đối với chi tiết
được dịch chuyển theo pháp tuyến đến trị số không đổi nào đó ap được gọi là khe hở tính toán.
Trong trường hợp đó thì sai lệch kích thước bất kỳ được đo theo pháp tuyến đối với bề mặt của hố bằng(a-ap)còn các sai số hình dạng được đánh giá bằng hiệu của khe hở mặt trên và mặt đầu
G= aB- aD. (2-5) Trong đó:
G- sai số hình dạng aB- khe hở mặt bên aD- khe hở mặt đầu
* Các sai số do ăn mòn dây( H): Là sai số xuất hiện do mòn điện cực. Sai số H chủ yếu phụ thuộc vào độ bền của vật liệu làm dụng cụ, chế độ gia công, chiều sâu dụng cụ ăn vào phôi.
Khi phân tích các ảnh hưởng của sai số ban đầu đã cho đến độ chính xác gia công phải tính đến sự xuất hiện ăn mòn trong khe hở gia công. Khi mở rộng lỗ có hình dạng phức tạp tạo ra bằng các bề mặt giao nhau.
Số tia phóng điện xuất hiện trong vùng giao của các mặt giao của các mặt không bằng tia phóng điện xuất hiện trực tiếp trên các mặt này.
Khi tạo hình các bề mặt thì số các phóng điện lớn hơn cần phải tham gia vào đoạn có bán kính cong nhỏ, điều đó dẫn đến sự ăn mòn của bộ dây.
Từ đó người ta đưa ra khái niệm ăn mòn tương đối cục bộ(γcb)
γcb= γv.( a/Rk) (2-6) Trong đó:
γv- Là ăn mòn thể tích tương đối điện cực dụng cụ Rk- Bán kính cong trung bình của đoạn cong bề mặt.
* Sai số xuất hiện do biến dạng nhiệt riêng biệt của hệ (Máy- Đồ gá- Dụng cụ-Chi tiết)- MGDC (Ký hiệu I)
Là sai số do sự nung nóng các chi tiết của hệ thống công nghệ đặc biệt lớn ở chế độ thô, nhưng có thể không tính ở chế độ trung bình và tinh.
Đối với toàn bộ hệ thống thì sự tăng trung bình nhiệt độ được xác định bằng biểu thức:
Δф= (Δф.L1 + Δф2. L1+….+ Δn.Ln)/( L1+……+Ln) Trong đó:,
L1, L2,…. Ln kích thước.
Δф( i= 1…n) là nhiệt độ….. của đoạn thứ i bằng hiệu nhiệt độ này ở thời điểm ban đầu và kết thúc.
Quá trình gia công tăng kích thước tính toán do bị nung nóng. ΔLT= αT : hệ số giãn dài.
LT: Lượng tăng kích thước có thể được tính : αT.LT.Δ0 ΔαT: Là hiệu số các hệ số lâu dài của vật liệu và phôi. ΔθT: Là sự nâng cao trung bình của nhiệt độ điện cực.
Lượng tăng lớn nhất của kích thước ngang quan sát thấy khi gia công chi tiết bằng thép với điện cực bằng duyara; ΔαT= 14,3.10-6 m/c.
Các kích thước chỉ ra bị giảm khi gia công phôi vật liệu nhôm, điện cực dụng cụ graphit.
Tăng nhiệt độ ở kích thước thẳng đứng Δltd tức thời khi có điện cực đạt được tại vị trí mép của miền xác định chiều sâu của hốc tương đương và tính theo biểu thức:
Δltd= Δd+ Δf = αd.Ld.Δθd+ αf.Lf.Δθf.
Trong đó Δd và Δf là độ dãn dài kích thước thẳng đứng ở điện cực dụng cụ và phôi.
* Sai số do biến dạng sau khi gia công tia lửa điện gây ra do ứng suất dư bên trong (Ký hiệu K) Là sai số xuất hiện khi gia công phôi có độ cứng thấp có giá trị xác định.
Phôi tự bị biến dạng do ứng suất dư kéo ở lớp bề mặt trong quá trình gia công phóng điện ăn mòn.
Ảnh hưởng đặc biệt rõ khi chế tạo chi tiết hoặc các thành phần của chúng có tiết diện không đổi. Những sai số này được loại trừ khi gia công các vật liệu có độ cứng nhỏ hơn mà nó được đặc trưng bằng giá trị năng lượng và độ dài xung.
* Sai số tổng hợp:
Sai lệch kích thước ngang được hợp thành từ các sai số xuất hiện do chế tạo dây không chính xác và do dây rung động, do độ chính xác hình dạng hình học của máy, do biến dạng nhiệt của hệ ( MGDC), do sai lệch khe hở vượt khỏi trị số tính toán và sai lệch hình dáng ngoài của dây vì mòn.
So sánh sai số tổng hợp theo các phương khác nhau thì sai số tổng hợp kích thước ngang lớn hơn sai số tổng kích thước thẳng đứng và thường dùng để xác định độ chính xác cuối cùng của gia công tia lửa điện.
Những máy có độ chính xác bình thường phụ thuộc vào độ chính xác của bề mặt gia công thì sai số tổng hợp nằm trong giới hạn từ ( 0,04÷ 0,4)mm. Nếu sử dụng các thiết bị đọc số, thiết bị đo và các phương pháp đo chính xác cho phép đạt được độ chính xác gia công từ (0,02÷ 0,05)mm. Với các máy có độ chính xác gia công từ (0,02 ÷ 0,05) mm. Máy có độ chính xác bình thường thì các lỗ xuyên gia công có độ chính xác từ (0,02 ÷0,03)mm. Còn bề mặt định hình là 0,07mm ÷ 0,12mm. Khi tăng độ chính xác và độ cứng của hệ thống công nghệ (MGDC) và lọc chất lỏng làm việc tốt, cùng các phương pháp để ổn định nhiệt độ chất lỏng thì độ chính xác gia công có thể nâng cao tương ứng từ (0,01÷0,02)mm và (0,04÷0,06)mm.
Khi chế tạo các phần của chi tiết thì độ chính xác của vị trí tương quan giữa các bề mặt hoặc với các bề mặt chuẩn là yếu tố quan trọng nhất, độ chính xác phụ thuộc vào sai số gá đặt và dịch chuyển điện cực và khả năng của thiết bị sử dụng. Kiểm tra vị trí dây và độ dịch chuyển.
Mặt khác một số phương pháp gá đặt dây cho phép trong mỗi trường hợp cụ thể dịch chuyển điện dây chính xác hơn trong quá trình gia công cùng một chi tiết. Kẹp chặt trong vật dẫn chuyên dùng có 2 mặt bên phẳng để gá đặt điện cực và có 2 mặt chuẩn cho dụng cụ, dịch chuyển bàn máy mang phôi đối với điện cực, dịch
chuyển giá đỡ điện cực nhiều vị trí kiểu đầu revonve kẹp các điện cực hình dạng khác nhau tương ứng với vị trí của hốc hoặc lỗ gia công. Gá đặt điện cực theo dấu định trước bằng tấm công nghệ mà nó được kẹp vào bề mặt sắp được gia công khi chế tạo các chi tiết có yêu cầu độ chính xác cao về vị trí các bề mặt gia công. Như vậy độ chính xác vị trí tương quan của các bề mặt gia công và được xác định bằng sai số chế tạo điện cực bằng độ chính xác mặt chuẩn của thiết bị kẹp chặt trên tấm dẫn cũng như vị trí tương hỗ của nó.
* Các sai số cố hữu của profin trong cắt dây tia lửa điện.
Khi gia công cắt dây tia lửa điện, các lực xuất hiện trong khe hở phóng điện là rất nhỏ so với các lực xuất hiện trong các kỹ thuật cắt gọt thông thường. Tuy nhiên, nó vẫn có những ảnh hưởng rất lớn tới độ chính xác gia công bởi các lực này làm xê dịch dây khỏi vị trí của nó gây ra các sai số. Các lực này được sinh ra do trường tĩnh điện và trường điện từ, áp suất trong kênh plasma, các bọt khí bốc hơi và dòng chảy của chất điện môi.
Tất cả các lực nói trên được cân bằng bởi các lực chiều trục bên ngoài. Do đó, trong gia công cắt thẳng thường không gây ra các sai số, chỉ có trong các trường hợp cắt góc thì mới ảnh hưởng tới độ chính xác hình học. Cụ thể được thể hiện trên các hình vẽ sau so sánh ảnh hưởng của các lực đến độ chính xác khi cắt góc và khi cắt thẳng.
Kết luận chƣơng 2
Trong nghành kỹ thuật độ chính xác gia công là một yếu tố quan trọng và là một đặc tính chủ yếu của chi tiết máy, độ chính xác gia công để đảm bảo cho chi tiết máy khi lắp ráp thuận tiện tạo điều kiện cho lắp lẫn hoàn toàn ,làm việc an toàn lâu dài.
Độ chính xác gia công của chi tiết khi gia công trên máy cắt dây là mức độ giống nhau về kích thước, hình dáng hình học , vị trí tương quan của chi tiết gia công trên máy và chi tiết lý tưởng được ghi trên bản vẽ. Độ chính xác gia công được đánh giá theo các yếu tố sau đây
- Độ chính xác kích thước được đánh giá bằng sai số của kích thước thực so với kích thước lí tưởng được ghi trên bản vẽ.
- Độ chính xác hình dáng hình học là mức độ phù hợp giữa hình dáng hình học thực và hình dáng hình học lí tưởng của chi tiết
- Độ chính xác vị trí tương quan là sự xoay đi một góc nào đó của bề mặt này so với bề mặt kia (dùng làm chuẩn ).
CHƢƠNG III