Header Page of 16 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ TỚI ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG, KHI GIA CÔNG CẮT DÂY CÁC VẬT LIỆU KHÓ GIA CÔNG NGUYỄN TIẾN NGA THÁI NGUYÊN - 2009 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 LỜI CẢM ƠN Lời xin đƣợc cảm ơn Thầy giáo TS Nguyễn Trọng Hiếu – Thầy hƣớng dẫn định hƣớng đề tài, cách tiếp cận nghiên cứu đề tài, cách khai thác sử dụng tài liệu tham khảo nhƣ bảo trình làm luận văn Tôi muốn bày tỏ lởi cảm thày giáo công tác Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Cơ khí Động lực - Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp tạo điều kiện tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn sử dụng trang thiết bị thí nghiệm trình làm luận văn Tôi xin cảm ơn Ban Giám đốc, cán công nhân viên công ty TNHH Quang Nam (Khu công nghiệp Phố nối A - Thị trấn Nhƣ Quỳnh - Hƣng Yên) tạo điều kiện để đƣợc thực tế thăm quan loại máy cắt dây, đồng thời công ty cung cấp đầy đủ mẫu thí nghiệm có chất lƣợng tốt để thực luận văn Cuối muốn bày tỏ lòng cảm ơn gia đình, thầy giáo, cô giáo, bạn đồng nghiệp ủng hộ, động viên giúp đỡ suốt trình học tập, nghiên cứu làm luận văn Tác giả Nguyễn Tiến Nga Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục đồ thị, hình vẽ Mở đầu 12 I Tính cấp thiết đề tài 12 II Mục đích đối tƣợng nghiên cứu 14 III Phƣơng pháp nghiên cứu IV Phạm vi nghiên cứu V Nội dung đề tài 14 15 15 VI Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN 15 17 1.1 Đặc điểm phƣơng pháp gia công tia lửa điện 17 1.1.1 Các đặc điểm phƣơng pháp gia công tia lửa điện 17 1.1.2 Khả công nghệ phƣơng pháp gia công tia lửa điện 17 1.2 Các phƣơng pháp gia công tia lửa điện 18 1.2.1 Phƣơng pháp gia công xung định hình 18 1.2.2 Phƣơng pháp gia công cắt dây tia lửa điện 18 1.2.3 Các phƣơng pháp khác 18 1.3 Cơ sở phƣơng pháp gia công tia lửa điện 20 1.3.1 Bản chất vật lý 20 1.3.2 Cơ chế bóc tách vật liệu 25 1.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình gia công tia lửa điện 26 1.4.1 Các đặc tính điện phóng tia lửa điện 26 1.4.2 Dòng điện bƣớc dòng điện 30 1.4.3 Ảnh hƣởng khe hở phóng điện δ 30 1.4.4 Ảnh hƣởng điện dung C 33 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 1.4.5 Ảnh hƣởng diện tích vùng gia công 33 1.4.6 Ảnh hƣởng ăn mòn điện cực 34 1.5 Lƣợng hớt vật liệu gia công tia lửa điện 34 1.6 Chất lƣợng bề mặt 35 1.6.1 Độ nhám bề mặt 36 1.6.2 Vết nứt tế vi ảnh hƣởng nhiệt 36 1.7 Độ xác tạo hình gia công tia lửa điện 37 1.8 Các tƣợng xấu gia công tia lửa điện 38 1.8.1 Hồ quang 38 1.8.2 Ngắn mạch, sụt áp 39 1.8.3 Xung mạch hở, dòng điện 40 1.8.4 Sự nhiệt chất điện môi 40 1.9 Các yếu tố không điều khiển đƣợc 40 1.9.1 Nhiễu hệ thống 41 1.9.2 Nhiễu ngẫu nhiên 41 1.10 Dung dịch chất điện môi gia công tia lửa điện 41 1.10.1 Nhiệm vụ dung dịch chất điện môi 41 1.10.2 Các loại chất điện môi 43 1.10.3 Các tiêu chuẩn đánh giá chất điện môi 43 1.10.4 Các loại dòng chảy chất điện môi 45 1.10.5 Hệ thống lọc chất điện môi 47 CHƢƠNG II: MÁY CẮT DÂY VÀ CÁC THÔNG SỐ ĐIỀU CHỈNH TRONG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG 49 2.1 Sơ máy cắt dây tia lửa điện 49 2.1.1 Công dụng máy cắt dây tia lửa điện 49 2.1.2 Ƣu nhƣợc điểm phƣơng pháp gia công cắt dây tia lửa điện 50 2.1.2.1 Ƣu điểm 50 2.1.2.2 Nhƣợc điểm 50 2.2 Độ xác gia công tia lửa điện 51 2.3 Điện cực vật liệu điện cực 54 2.3.1 Yêu cầu vật liệu làm điện cực 54 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 2.3.2 Các loại dây điện cực 55 2.4 Sự thoát phoi cắt dây tia lửa điện 55 2.5 Nhám bề mặt cắt dây 56 2.6 Các thông số điện điều khiển máy cắt dây tia lửa điện 57 2.6.1 Dòng phóng tia lửa điện Ie bƣớc dòng điện 57 2.6.2 Độ kéo dài xung ti 57 2.6.3 Khoảng cách xung t0 57 2.6.4 Điện áp đánh lửa Ui 57 2.6.5 Khe hở phóng điện 57 2.7 Lập trình gia công máy cắt dây 58 2.7.1 Các trục điều khiển hệ tọa độ 59 2.7.2 Các chức “G” 59 CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC KÍCH THƢỚC 71 3.1 Thiết kế thí nghiệm 71 3.1.1 Các giả thiết thí nghiệm 71 3.1.2 Điều kiện thực thí nghiệm 71 3.1.2.1 Thiết bị thí nghiệm 71 3.1.2.2 Vật liệu gia công 73 3.1.2.3 Các thiết bị đo 74 3.2 Nhóm thí nghiệm 76 3.2.1 Mô hình định tính trình cắt dây tia lửa điện 76 3.2.2 Các thông số đầu vào thí nghiệm 77 3.3 Khảo sát độ xác gia công 78 3.3.1 Phƣơng pháp đánh giá 79 3.3.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng đơn Ui; Ie; t0 79 3.3.2.1 Vật liệu trạng thái thƣờng 80 3.3.2.2 Vật liệu trạng thái cải thiện 85 3.3.2.3 Vật liệu trạng thái nhiệt luyện 90 3.3.3 Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc 94 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 3.3.3.1 Vật liệu trạng thái thƣờng 95 3.3.3.2 Vật liệu trạng thái cải thiện 100 3.3.3.3 Vật liệu trạng thái nhiệt luyện 105 3.3.4 Nghiên cứu độ xác công tua 110 Kết luận chƣơng 113 Kết luận chung 114 Tài liệu tham khảo 116 Phụ lục 117 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Danh mục mã G Bảng 2.2 Danh mục mã lệnh M Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật máy cắt dây CW322S Bảng 3.2 Thành phần hóa học nguyên tố mác thép SKD61 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện Hình 1.2 Pha đánh lửa Hình 1.3 Sự hình thành kênh phóng điện Hình 1.4 Sự hình thành bốc vật liệu Hình 1.5 Đồ thị điện áp dòng điện xung phóng điện Hình 1.6 Mối quan hệ Vw ti [1] Hình 1.7 Mối quan hệ θ ti [1] Hình 1.8 Mối quan hệ Rmax ti (với ti = td + te) [1] Hình 1.9- Ảnh hƣởng ti t0 đến suất gia công [1] Hình 1.10- Ảnh hƣởng khe hở phóng điện δ Hình 1.11 Quan hệ η ap [1] Hình 1.12 Ảnh hƣởng điện dung C [1] Hình 1.13 ảnh hƣởng diện tích vùng gia công F [1] Hình 1.14 Các thông số ảnh hƣởng đến suất gia công EDM Hình 1.15 Vùng ảnh hƣởng nhiệt bề mặt phôi Hình 1.16 Hiện tƣợng hồ quang điện [1] Hình 1.17 Hiện tƣợng ngắn mạch sụt áp [1] Hình 1.18 Hiện tƣợng xung mạch hở [1] Hình 1.19 Dòng chảy bên Hình 1.20 Dòng chảy áp lực Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 Hình 2.1 Sơ đồ máy cắt dây tia lửa điện Hình 2.2 Sự cân lực cắt thẳng sai số hình học cắt góc Hình 2.3 Các trƣờng hợp khó gia công dòng chảy đồng trục Hình 2.4 Khe hở phóng điện gia công cắt dây tia lửa điện Hình 2.5 Các lệnh dịch chuyển đƣờng kính dây G41/G42 Hình 3.1.1 Máy cắt dây CW322S Hình 3.1.2 Ảnh máy đo tọa độ chiều Beyond Crysta C544 Hình 3.2 Mô hình hóa trình gia công tia lửa điện Hình 3.3 Khe hở phóng điện δ Hình 3.3.2 Sơ đồ gia công mẫu thí nghiệm Hình 3.3.2.1.1 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.1.2 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.1.3 Ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.1.4 Ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.1.5 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.1.6 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.1.7 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình tròn Hình 3.3.2.1.8 Ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình tròn Hình 3.3.2.1.9 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t o đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình tròn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 16 Hình 3.3.2.2.1 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.2 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.3 Ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.4 Ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.5 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.6 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.7 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình tròn Hình 3.3.2.2.8 Ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình tròn Hình 3.3.2.2.9 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t o đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình tròn Hình 3.3.2.3.1 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.3.2 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.3.3 Ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.3.4 Ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.2.5 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 10 of 16 10 Hình 3.3.2.2.6 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật Hình 3.3.2.3.7 Ảnh hƣởng điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình tròn Hình 3.3.2.3.8 Ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình tròn Hình 3.3.2.3.9 Ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng tia lửa điện t o đến chiều rộng rãnh cắt lỗ hình tròn Hình 3.3.3.1.1 Quan hệ khe hở rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui Hình 3.3.3.1.2 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui Hình 3.3.3.1.3 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie Hình 3.3.3.1.4 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie Hình 3.3.3.1.5 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng điện t Hình 3.3.3.1.6 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng điện t Hình 3.3.3.1.7 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt đến độ xác kích thƣớc lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui Hình 3.3.3.1.8 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt đến độ xác kích thƣớc lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie Hình 3.3.3.1.9 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng lửa điện t0 Hình 3.3.3.2.1 Quan hệ khe hở rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 10 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 106 of 16 106 3.3.3.3 Vật liệu trạng thái nhiệt luyện - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc theo chiều dài hình cắt dƣới ảnh hƣởng điên áp đánh lửa U i ∆l(μm) 14 12 10 295 300 305 310 315 320 ∆(μm) Hình 3.3.3.3.1 Quan hệ khe hở rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui - Mối quan hệ chiều rộng rãnh với độ xác kích thƣớc theo chiều rộng hình cắt dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui ∆l(μm ) 16 14 12 10 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 ∆(μm) Hình 3.3.3.3.2 Quan hệ khe hở rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 106 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 107 of 16 107 - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc theo chiều rộng hình cắt dƣới ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie ∆l(μm ) 12 10 305 -2 310 315 320 325 330 335 ∆(μm) Hình 3.3.3.3.3 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc theo chiều rộng hình cắt dƣới ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie ∆ (μm) 14 12 10 310 315 320 325 330 ∆l (μm) Hình 3.3.3.3.4 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện I e Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 107 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 108 of 16 108 - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc theo chiều hình cắt dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng điện t0 ∆ (μm) 18 16 14 12 10 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 ∆l (μm) Hình 3.3.3.3.5 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng điện t - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc theo chiều rộng hình cắt dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng điện t0 ∆ (μm) 18 16 14 12 10 310 312 314 316 318 320 ∆l (μm) Hình 3.3.3.3.6 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng điện t Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 108 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 109 of 16 109 - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc lỗ tròn dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui ∆ (μm) 10 ∆l (μm) 290 295 300 305 310 315 320 Hình 3.3.3.3.7 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt đến độ xác kích thƣớc lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc lỗ tròn dƣới ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie ∆ (μm) 10 -2 312 314 316 318 320 322 324 326 328 ∆l (μm) -4 Hình 3.3.3.3.8 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt đến độ xác kích thƣớc lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện Ie Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 109 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 110 of 16 110 - Mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc lỗ tròn dƣới ảnh hƣởng thời gian phóng điện t0 ∆ (μm) 16 14 12 10 309 310 311 312 313 314 315 316 317 ∆l (μm) Hình 3.3.3.3.9 Quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng thời gian ngừng phóng lửa điện t0 - Nhận xét: Kết (từ hình 3.3.3.3.1 đến 3.3.3.3.9) nhận đƣợc mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với độ xác kích thƣớc cắt vật liệu trạng thái nhiệt luyện tƣơng tự nhƣ cắt hai trạng thái vật liệu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 110 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 111 of 16 111 3.3.4 Nghiên cứu độ xác công tua Dựa vào kết đo ta thấy, biên dạng gia công có sai số định kích thƣớc đo không trùng với kích thƣớc lập trình gia công Số liệu kết đo cho thấy hình dáng biên dạng gia công tập trung chủ yếu nhƣ sau: h a2 a2 k=0 k a2 a2 a2 a k>0 a1 a1< a2 b b a1 a1= a2 Hình 3.3.4.1 Các hình dáng biên dạng gia công thƣờng gặp - Nguyên nhân tƣợng chất phƣơng pháp gia công gây Khi gia công, dây phôi đƣợc cung cấp điện áp Ui, phôi dây đƣợc điều chỉnh khoảng cách đủ bé môi trƣờng chất điện môi gây phóng điện.Chính xung điện gây trƣờng tĩnh điện, sinh lực hút dây phôi, giá trị lực tỉ lệ với bình điện áp trung bình phôi dây Mặt khác, trình phóng điện gây lực phóng điện làm cho dây lệch khỏi quỹ đạo lập trình Ngoài có lực gây áp suất kênh Plasma bọt khí bốc Tất lực tác động lên dây làm cho dây Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 111 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 112 of 16 112 dao động làm sai lệch kích thƣớc gia công, đồng thời gây sai số hình dáng gia công Lực vuông góc với phƣơng cắt Kräfte quer zur Schnittrichtung Lực theo phƣơng cắt Kräfte in Schnittrichtung WST Drahtelektrode Dây zentrische Lage des Drahtes Vị trí tâm dây Entladungskräfte Lực phóng điện zentrische Lagecủa des dây Drahtes Vị trí tâm elektrostatische Lực điện từ Kräfte Hình 3.3.4.2 Ảnh hƣởng lực điện trƣờng lực phóng điện lên dây Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 112 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 113 of 16 113 s d Đầu dẫn Drahtführung dây v d so bf s f  Werkstück Phôi d b su SchnittĐầu dẫn richtung s l dây s ao : A bstand der W erkstückoberkante zur oberen Drahtführung d : Drahtdurchmesser h : Werkstückhöhe a u: Abstand der Werkstückunterkante Hình 3.3.4.3 Hình dáng dây zur unteren Drahtführung l : Drahteinspannlänge s : frontaler Arbeitsspalt f s : lareraler Arbeitsspalt l vùng gia công s , su : oberer , unterer Schnittspalt o b : Bauchigkeit s : Schnittspalt v : Drahtablaufgeschw indigkeit d b f : frontale Bauchigkeit s : frontaler Drahtversatz dKết luận chƣơng  : Schrägungsw inkel Trong chƣơng tác giả tập trung nghiên cứu ảnh hƣởng thông số điện tới độ xác kích thƣớc độ xác công tua phƣơng pháp cắt dây tia lửa điện thực điều kiện thực tế phòng thí nghiệm Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Trong tác giả tập trung giải vấn đề sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 113 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 114 of 16 114 - Xây dựng mô hình định tính trình gia công yếu tố đầu vào đến trình thực kết thúc trình - Nghiên cứu ảnh hƣởng đơn thông số công nghệ điện đến chiều rộng rãnh cắt gia công - Nghiên cứu mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt tới sai số kích thƣớc gia công - Nghiên cứu sai lệch công tua trình gia công, tìm nguyên nhân gây sai số gia công lực hút tĩnh điện lực phóng điện Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 114 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 115 of 16 115 Kết luận chung - Trong thời đại mà cạnh tranh ngày gay gắt đòi hỏi công đoạn trình sản xuất phải đảm bảo đƣợc yêu cầu tối thiểu nhƣ độ xác, độ bền, suất, tính kinh tế cao,… Điều trở nên cần thiết công đoạn, nguyên công gia công loại vật liệu khó gia công Cùng với phát triển khoa học, thiết bị gia công phức tạp đòi hỏi phải có chế độ gia công tối ƣu nhằm mục đích hạ giá thành sản phẩm Cũng với mục đích đó, tác giả tập trung sâu nghiên cứu chất trình gia công tia lửa điện, nghiên cứu ảnh hƣởng đơn thông số điện đến chiều rộng rãnh cắt, nghiên cứu ảnh hƣởng chiều rộng rãnh cắt đến sai lệch kích thƣớc, nghiên cứu mối quan hệ lƣợng bóc tách đến độ xác kích thƣớc, nghiên cứu độ xác công tua gia công Từ thu đƣợc kết sau Thực nghiệm đƣợc ba trạng thái vật liệu trạng thái vật liệu sống, trạng thái cải thiện trạng thái nhiệt luyện vật liệu, tìm đƣợc ảnh hƣởng đơn thông số điện đến chiều rộng khe hở rãnh cắt Đề tài đƣa đƣợc mối quan hệ chiều rộng rãnh cắt với sai số gia công Điều có ý nghĩa lớn, sở để lựa chọn chế độ gia công tối ƣu nhằm nâng cao độ xác gia công Trong có kết luận lớn là: + Khi tăng trị số thông số điện U i, Ie, t0 trị số chiều rộng khe hở rãnh cắt tăng lên Trong ảnh hƣởng dòng phóng tia lửa điện tới chiều rộng khe hở rãnh cắt lớn + Khi tăng dần trị số thông số công nghệ (theo phƣơng pháp cắt) chiều rộng khe hở tăng dần làm giảm dần sai số kích thƣớc Điều hoàn toàn phù hợp với lý thuyết đƣợc đƣa thực tế Bởi ban đầu lƣợng dƣ gia công lớn, tăng trị số thông số điện làm cho trình bóc tách lƣợng dƣ nhanh lớn kích thƣớc gia công nhanh tiến gần với kích thƣớc chuẩn + Ảnh hƣởng độ cứng vật liệu đến trình cắt không lớn Điều thể đồ thị biểu diễn mối quan hệ thông số công nghệ điện với chiều rộng rãnh cắt độ xác kích thƣớc trạng thái vật liệu có Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 115 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 116 of 16 116 dạng trị số khác không nhiều Điều có ý nghĩa lớn thực tiễn, việc tiến hành gia công vật liệu nhiệt luyện thƣờng khó phƣơng pháp gia công truyền thống, mà tránh đƣợc nhƣng chi phí gây trình nhiệt luyện - Nguyên nhân làm cho dây cắt lệch khỏi vị trí công tua lập trình gây sai lệch kích thƣớc nhƣ sai lệch công tua lực hút tĩnh điện lực phóng điện điều đƣợc thể rõ nhƣ hình 3.3.4.3 với kết đo bảng phụ lục 1, 2, Một số kiến nghị: - Tiếp tục mở rộng nghiên cứu ảnh hƣởng đồng thời nhiều yếu tố công nghệ đến độ xác kích thƣớc nhƣ độ xác công tua yếu tố phi công nghệ nhƣ ảnh hƣởng dòng chảy chất điện môi, ảnh hƣởng độ mòn điện cực vv… - Cần nghiên cứu mối quan hệ lƣợng bóc tách với độ xác kích thƣớc từ đƣa đƣợc phƣơng trình biểu diễn mối quan hệ - Cần tiếp tục nghiên cứu sâu ảnh hƣởng lực phóng điện lực hút tĩnh điện đến độ xác kích thƣớc độ xác công tua, cần tìm đƣợc phƣơng trình hồi quy mối quan hệ - Nghiên cứu ảnh hƣởng yếu tố công nghệ đến trình gia công có tính đến ảnh hƣởng nhiễu đến độ xác kích thƣớc công tua gia công Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 116 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 117 of 16 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Vũ Hoài Ân (2007), Gia công tia lửa điện CNC, NXB Khoa học kỹ thuật [2] Trần Văn Địch (2003), nghiên cứu độ xác gia công thực nghiệm, NXB khoa học kỹ thuật [3] Phan Hùng Dũng (2008), Tối ƣu hóa thông số công nghệ máy cắt dây EDM gia công thép không gỉ, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên [4] Tào Ngọc Minh (2007), Nghiên cứu ảnh hƣởng thông số công nghệ đến chất lƣợng bề mặt máy cắt dây tia lửa điện, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trƣờng Đai học Bách khoa Hà Nội [5] Nguyễn Nam Sơn (2005), nghiên cứu ảnh hƣởng yếu tố công nghệ đến suất chất lƣợng gia công máy cắt dây tia lửa điện, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội [6] Nguyễn Quốc Tuấn, Các phƣơng pháp gia công tiên tiến Trƣờng Đại học KTCN Thái Nguyên [7] Dƣơng Phúc Tý, Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Trƣờng Đại học KTCN Thái nguyên [8] Sách tra cứu vật liệu khó gia công (1998), NXB Giáo dục [9] Advanced Machining Processes (2004), McGraw- Hill, Mechanical Engineering Series [10] Mitutoyo, Catalogue, 1999, CMM [11] Mitutoyo, QM-Data, User‟s Manual No-99 MCA (Brown and Sharpe) [12] Operation Manual – CNC Wire cut EDM – Chmer EDM ching Hung Mechinery and Electric Industrial Co, Ltd – Taiwan [13] PC Pandey- HS Shan (2002), Modern Machining Processes, Tata McGrawHill Pulishing Company Limited Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 117 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 118 of 16 118 Phụ lục Bảng thông số công nghệ kết đo cắt vật liệu trạng thái thƣờng Vật liệu trạng thái thƣờng với biên dạng hình chữ nhật Thông số điều khiển Kết đo Khe hở Sai số gia công Mẫu Ui (V) Ie (A) P (W) D(mm) d(mm) Δl (μm) Δ (μm) 50 100 9.9876 9.3595 10.2 10.2 55 110 9.9899 9.3563 9.4 9.4 60 120 9.9927 9.3434 9.1 9.1 65 130 9.9952 9.3563 7.8 7.8 55 165 9.9946 9.3582 5.9 5.9 55 220 9.9985 9.3499 2.5 2.5 Vật liệu trạng thái thƣờng với biên dạng hình tròn Thông số điều khiển Kết đo Khe hở Sai số gia công Mẫu Ui (V) Ie (A) P (W) D(mm) d(mm) Δl (μm) Δ (μm) 50 100 9.9876 9.3595 314 12.4 55 110 9.9899 9.3563 317 10.1 60 120 9.9927 9.3434 325 7.3 65 130 9.9952 9.3384 328 4.8 55 165 9.9985 9.3499 324 1.5 55 220 10.0021 9.3381 332 -2.1 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 118 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 119 of 16 119 Phụ lục Bảng thông số công nghệ kết đo cắt vật liệu trạng thái cải thiện Vật liệu trạng thái cải thiện có biên dạng cắt hình chữ nhật Thông số điều khiển Kết đo Khe hở Sai số gia công Mẫu Ui (V) Ie (A) P (W) D(mm) d(mm) Δl (μm) Δ (μm) 50 100 19.9914 19.3784 306.5 6.1 55 110 19.9891 19.3669 311.1 5.4 60 120 19.9923 19.3609 315.7 3.9 65 130 19.9932 19.3611 316.1 3.4 55 165 19.9978 19.3468 325.5 2.2 55 220 19.9999 19.3414 329.3 0.1 Vật liệu trạng thái cải thiện có biên dạng cắt hình tròn Thông số điều khiển Kết đo Khe hở Sai số gia công Mẫu Ui (V) Ie (A) P (W) D(mm) d(mm) Δl (μm) Δ (μm) 50 100 9.9908 9.3768 307 9.2 55 110 9.9919 9.3696 311 8.1 60 120 9.9939 9.3559 319 6.1 65 130 9.9947 9.3499 322 5.3 55 165 9.9930 9.3579 317.5 3.5 55 220 10.0010 9.3551 323 -0.5 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 119 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 120 of 16 120 Phụ lục Bảng thông số công nghệ kết đo cắt vật liệu trạng thái nhiệt luyện Vật liệu trạng thái nhiệt luyện có biên dạng cắt hình chữ nhật Thông số điều khiển Kết đo Khe hở Sai số gia công Mẫu Ui (V) Ie (A) P (W) D(mm) d(mm) Δl (μm) Δ (μm) 50 100 19.9876 19.3910 298 12.4 55 110 19.9897 19.3805 305 10.3 60 120 19.9922 19.3620 315 7.8 65 130 19.9937 19.3536 320 6.3 55 165 19.9974 19.3517 323 2.6 55 220 20.0019 19.3416 330 -1.9 Vật liệu trạng thái nhiệt luyện có biên dạng cắt hình tròn Thông số điều khiển Kết đo Khe hở Sai số gia công Mẫu Ui (V) Ie (A) P (W) D(mm) d(mm) Δl (μm) Δ (μm) 50 100 9.9911 9.4008 295 8.9 55 110 9.9926 9.3815 306 7.4 60 120 9.9943 9.3742 310 5.7 65 130 9.9959 9.3576 319 4.1 55 165 9.9972 9.3504 323.4 2.8 55 220 10.0019 9.3483 326.8 -1.9 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 120 of 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn ... nghiên cứu ảnh hƣởng thông số công nghệ tới độ xác gia công gia công cắt dây, gia công vật liệu khó gia công Vì đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ tới độ xác gia công, gia công cắt. .. gia công cắt dây vật liệu khó gia công đƣợc lựa chọn để nghiên cứu nhằm mục đích tìm thông số ảnh hƣởng mức độ ảnh hƣởng thông số công nghệ tới trình gia công loại vật liệu gia công cần thiết,... hƣởng thông số công nghệ ảnh hƣởng tới chất lƣợng bề mặt gia công máy cắt dây; Nghiên cứu ảnh hƣởng thông số công nghệ tới suất chất lƣợng gia công máy cắt dây tia lửa điện.vv… Nhƣng chƣa có công