Đang tải...

Tài liệu cơ khí Lý Thuyết Gia Công Tia Lửa Điện!

Thảo luận trong 'Cơ khí chế tạo' bắt đầu bởi winner, 10/10/09.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. winner
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    28/3/09
    Số km:
    951
    Được đổ xăng:
    45
    Mã lực:
    36
    Xăng dự trữ:
    413 lít xăng
    Phần I: EDM và nguyên lý của EDM.

    - Trong nửa đầu thế kỷ 20, nhu cầu về các vật liệu lâu mòn tăng lên không ngừng ở các nước công nghiệp phát triển. Nhưng vấn đề là gia công những vật liệu đó bằng công nghệ thông thường thì rất khó khăn, nhiều khi không thực hiện được.
    - Thực ra về nguyên lý thì cách đây gần 200 năm, nhà nghiên cứu người Anh Toseph Priestley (1733 - 1809) trong thí nghiệm của mình đã phát hiện thấy có một hiệu quả ăn mòn vật liệu gây ra bởi sự phóng điện. Nhưng mãi đến năm 1943 gia công bằng tia lửa điện lần đầu tiên mới xuất hiện ở Nga sau những nghiên cứu của vợ chồng Lazarenko. Khi các tia lửa điện được phóng ra, vật liệu trên bề mặt phôi bị hớt đi bởi một quá trình điện-nhiệt thông qua sự nóng chảy và bốc hơi kim loại - đó là quá trình gia công bằng tia lửa điện gọi tắt là gia công EDM (Electrical Discharge Machining).
    - Cho đến nay quá trình EDM đã được phát triển khá rộng rãi ở các nước phát triển. Nhiều gam máy hoạt động trong lĩnh vực EDM đã được sản xuất với nhiều kiểu khác nhau để phục vụ những mục đích khác nhau. Nó đưa quy về 2 dạng sau:
    + Gia công tia lửa điện dùng điện cực định hình: Gọi tắt là phương pháp “xung định hình”. Điện cực là một hình không gian bất kì, nó sẽ in hình của mình lên phôi tạo ra lòng khuôn thường dùng để tạo hình những chi tiết đục lỗ nhưng không thông.
    + Gia công tia lửa điện bằng cắt dây: Điện cực là một sợi dây kim loại mảnh (d = 0,1(0,3) được quấn liên tục và chạy dao theo một côngtua xác định.

    Bản chất vật lý:
    - Đặt một điện áp giữa điện cực và phôi.
    - Không gian giữa điện cực và phôi phải được điền đầy bởi một chất điện môi.
    - Cho 2 điện cực tiến lại gần nhau, đến một khoảng cách ( nào đó thì xảy ra sự phóng tia lửa điện, xuất hiện một dòng điện tức thời.
    - Nếu 2 điện cực chạm nhau thì sẽ không có tia lửa điện mà sẽ sảy ra ngắn mạch có hại cho quá trình gia công.
    - Nếu khe hở quá lớn thì sẽ không thể xảy ra sự phóng tia lửa điện điều đó làm giảm năng suất gia công.
    - Để có thể làm phát sinh tia lửa điện, một điều không thể thiếu được là một thời gian ngắn sau khi đã có dòng điện chạy qua 2 điện cực thì phải ngừng cung cấp năng lượng. Đơn giản người ta dùng bộ phát xung RC như trên để cung cấp xung răng cưa.


    Các thông số công nghệ của EDM.

    1. Đặc tính về điện của sự phóng tia lửa điện.
    Các đặc tính về điện được nhận ra dựa vào các đặc tính thời gian của sự phóng tia lửa điện. Các đặc tính này chính là các thông số điều chỉnh quan trọng nhất của quá trình gia công.
    Mỗi máy phát của thiết bị gia công tia lửa điện đều có một nhiệm vụ là cung cấp năng lượng làm việc cần thiết. Trước đây người ta sử dụng các máy phát có tụ bù. Nhược điểm của loại máy này là 50% năng lượng tích trữ trong điện trở nạp biến thành nhiệt. Vì vậy, loại máy này chỉ có hiệu suất khoảng 50%. Ngày nay các tụ bù chỉ còn được sử dụng trong các bộ ngắt bổ xung để thực hiện tối ưu việc gia công đơn giản.
    Máy phát xung hiện đại của một thiết bị gia công tia lửa điện là một máy phát xung tĩnh. ở đây năng lượng được điều khiển bằng điện tử nhưng không có yếu tố bù. Nguyên lý tác dụng của máy phát xung tĩnh thực hiện trước hết thông qua sự phát triển của Transistor mạnh và các sản phẩm điện tử hiện đại. Máy phát xung tĩnh có ưu việt lớn ở độ linh hoạt của các thông số điều chỉnh. Qua đó mỗi trường hợp gia công có thể được giải quyết dưới quan điểm là điện cực ít mòn nhất và chất lượng bề mặt là tối ưu. muốn vậy các thông số của quá trình gia công phải được điều chỉnh cho phù hợp.

    2. Các thông số điều chỉnh.

    2.1. Điện áp đánh lửa Ui: đây là điện áp cần thiết để dẫn tới sự phóng tia lửa điện. Nó cung cấp cho điện cực và phôi khi máy phát được đóng điện, gây ra sự phóng tia lửa điện để đốt cháy vật liệu. Điện áp đánh lửa Ui càng lớn thì phóng điện càng nhanh và cho phép khe hở phóng điện càng lớn.

    2.2. Thời gian trễ đánh lửa td : đó là thời gian giữa lúc đóng điện máy phát và lúc xảy ra phóng tia lửa điện. Khi đóng điện máy phát lúc đầu chưa xảy ra điều gì. Điện áp duy trì ở giá trị của điện áp đánh lửa Ui, dòng điện bằng 0. Sau một thời gian trễ td mới xảy ra sự phóng tia lửa điện. Dòng điện từ 0 vọt lên Ie.

    2.3. Điện áp phóng tia lửa điện Ue
    : khi bắt đầu phóng tia lửa điện thì điện áp tụt xuống từ Ui đến Ue. đây là điện áp trung bình trong suốt thời gian phóng tia lửa điện. Ue là một hằng số vật lý phụ thuộc vào cặp vật liệu điện cực/phôi. Ue không điều chỉnh được.

    2.4. Dòng phóng tia lửa điện Ie: là giá trị trung bình của dòng điện từ khi bắt đầu phóng tia lửa điện đến khi ngắt điện. Khi bắt đầu phóng tia lửa điện dòng điện tăng lên từ 0 đến giá trị Ie, kèm theo sự đốt cháy. Ie ảnh hưởng lớn nhất đến lượng hớt vật liệu, độ mòn điện cực và chất lượng bề mặt gia công. Nhìn chung Ie càng lớn thì lượng hớt vật liệu càng lớn, độ nhám bề mặt càng lớn nhưng độ mòn điện cực giảm.
    * Độ mòn tương đối của vật liệu được định nghĩa: ( = Ve/Vw
    Ve: thể tích vật liệu bị mất ở điện cực.
    Vw: thể tích vật liệu phôi bị hớt đi.
    *Dòng điện và diện tích bề mặt bị ăn mòn: Mật độ dòng điện (A/mm2) sẽ sinh ra lượng nhiệt lớn làm quá nhiệt điện cực và gây mòn điện cực nhanh hơn. Do vậy để gia công một vùng nhỏ cần chọn dòng điện nhỏ và ngược lại.
    Như vậy, khi gia công chỉ có một điện cực hay có nhiều điện cực để thay thế thì phải chú ý lựa chọn dòng điện cho phù hợp sao cho nó cho phép đạt được lượng hớt vật liệu lớn nhất có thể đạt được trong khi vẫn duy trì độ nhẵn bóng và độ mòn điện cực trong giới hạn yêu cầu.

    2.5. Độ kéo dài xung ti
    : là khoảng thời gian giữa hai lần đóng ngắt của máy phát trong cùng một chu kỳ phóng tia lửa điện. Nó bằng thời gian trễ (td) và thời gian phóng tia lửa điện ie:
    ti = td + te
    Độ kéo dài xung ti ảnh hưởng đến nhiều yếu tố quan trọng có liên quan trực tiếp đến chất lượng và năng suất gia công.
    Các yếu tố bị ảnh hưởng:
    - ti ảnh hưởng lớn đến lượng hớt vật liệu: thực nghiệm cho thấy khi giữ nguyên dòng điện Ie và khoảng cách xung to, nếu tăng ti thì ban đầu Vw tăng nhưng chỉ tăng đến giá trị cực đại ở ti nhất định nào đó sau đó Vw giảm đi, nếu vẫn tiếp tục tăng ti thì năng lượng phóng điện không còn được sử dụng thêm nữa để hớt vật liệu phôi mà nó lại làm tăng nhiệt độ của các điện cực và dung dịch điện môi.

    2.6. Khoảng cách xung to
    : là thời gian giữa hai lần ngắt-đóng của máy phát xung thuộc 2 chu kỳ phóng điện kế tiếp nhau, to còn được gọi là độ kéo dài nghỉ của xung.
    Cùng với tỉ lệ ti/to, to có ảnh hưởng rất lớn đến lượng hớt vật liệu. Khoảng cách to càng lớn thì lượng hớt vật liệu Vw càng nhỏ và ngược lại.
    Phải giữ to nhỏ như có thể được để nó có thể đạt một lượng hớt vật liệu tối đa. Nhưng khoảng cách xung to phải đủ lớn để có đủ thời gian thôi iôn hoá chất điện môi trong khe hở phóng điện. Nhờ đó sẽ tránh được lỗi của quá trình như tạo hồ quang hoặc dòng ngắn mạch. Cũng như trong thời gian của khoảng cách xung dòng chảy sẽ đẩy các vật liệu đã bị ăn mòn ra khỏi khe hở phóng điện.
    Do vậy, tuỳ thuộc vào kiểu máy và trường hợp gia công cụ thể mà lựa chọn to, ti phù hợp thông qua tỉ số ti/to :
    + Khi gia công rất thô chọn : ti/to > 10
    + Khi gia công thô chọn : ti/to = 10
    + Khi gia công tinh chọn : ti/to = 5 ( 10
    + Khi gia công rất tinh chọn : ti/to < 5 (thường chọn = 0,4).

    2.7. Khe hở phóng điện: cho tới đây, ta đã có rất nhiều các thông số điều chỉnh như: I, ti, to, U.... mà chúng chỉ tác động lên sự phóng ta lửa điện. Để dự kiến được lượng hớt vật liệu từ đầu đến cuối sau một số lần phóng tia lửa điện thì vấn đề là phải duy trì khe hở vớ một chiều rộng tối ưu. Quá trình đó gọi là sự điều chỉnh khe hở phóng điện. Đó là cách để đảm bảo chắc chắn rằng điệc cực tiếp tục ăn xuống để thâm nhập vào phôi.
    Trên máy xung, việc đo khe hở ( được thực nghiệm gián tiếp thông qua việc đo Ue. Ue là một đại lượng điện chính xác khi điện cực đã tiến đủ gần đến phôi, Ue tăng thì khe hở ( cũng tăng. Để duy trì một chiều rộng khe hở phóng điện là hằng số thì tương ứng với nó là một giá trị danh nghĩa của Ue. Trong quá trình gia công, do điện cực và phôi bị ăn mòn làm cho ( lớn lên, để điều chỉnh thì Ue được đo liên tục và được so sánh với giá trị danh nghĩa. Thông qua hệ điều khiển nó sẽ điều chỉnh khe hở cho phù hợp bởi vì hệ điều khiển biết chính xác Ue nào tương ứng với ( là bao nhiêu.
    Thông thường trong gia công, người vận hành máy chọn I, ti, to, Ui phù hợp với yêu cầu năng suất và chất lượng bề mặt, lúc đó hệ điều khiển sẽ tự động điều chỉnh ( cho phù hợp với I và Ui.
     
  2. no.se7en89
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    24/2/10
    Số km:
    2
    Được đổ xăng:
    0
    Mã lực:
    0
    Xăng dự trữ:
    312 lít xăng
    anh mid ơi . làm thế nào để xem toàn bộ tài liệu vây?:2:
     

Chia sẻ trang này