Phương pháp Gia công tia lửa điện

Phương pháp Gia công tia lửa điện và các ứng dụng


Hệ thống Gia công bằng tia lửa điện (Electrical Discharge Machining -EDM) bao gồm hai bộ phận chủ yếu: Kết cấu máy và Hệ thống phóng điện. Điện cực định hình (đóng vai trò là dao) tiến tới bề mặt chi tiết gia công sinh ra một vùng ăn mòn sao chép hình dạng của dụng cụ. Năng lượng sản sinh bởi các xung điện có tần số cao, tạo ra một loạt tia lửa giữa điện cực và bề mặt chi tiết. Từ đó bóc tách một lượng kim loại nhờ sự nóng chảy và hóa hơi của vật liệu.

Tổng quan:

Phương pháp Gia công bằng tia lửa điện (Electric Discharge Machining – EDM) được phát triển vào năm 1943 ở Liên Xô bởi hai vợ chồng người Nga tại trường Đại học Moscow là Giáo sư – Tiến sĩ Boris Lazarenko và Tiến sĩ Natalya Lazarenko. Cho đến nay, vấu tạo máy cưa vòng phương pháp gia công này đã được phổ biến rộng rãi khắp nơi trên thế giới. Nguyên tắc của phương pháp là bắn phá chi tiết để tách vật liệu bằng nguồn năng lượng nhiệt rất lớn được sinh ra khi cho hai điện cực tiến gần nhau. Trong hai điện cực này, một đóng vai trò là dao và một đóng vai trò là phôi trong quá trình gia công.

Trong thập niên 1960 đã có nhiều nghiên cứu sâu rộng về gia công EDM và đã giải quyết được nhiều vấn đề liên quan đến mô hình tính toán quá trình gia công EDM. Trong thập niên 1970 đã xảy ra cuộc cách mạng về gia công trên máy cắt dây EDM nhờ vào việc phát triển các máy phát xung công suất lớn, các loại dây cắt và các phương pháp sục chất điện môi hữu hiệu. Hiện nay, các máy EDM đã được thiết kế khá hoàn chỉnh và quá trình gia công được điều khiển theo chương trình số.





Ngày nay, nhu cầu sử dụng máy cưa vòng ở các hộ gia đình, doanh nghiệp ngày càng tăng cao. Chính vì vậy việc xác định máy cưa vòng loại nào tốt nhất và phù hợp có ý nghĩa cực kỳ quan trọng. Việc bạn biết được loại máy cưa vòng với những đặc điểm nào phù hợp với mình sẽ giúp bạn dễ dàng chọn mua máy cưa vòng ưng ý nhất.

Kiểm tra cấu tạo

Sau khi xác định được mục đích và thương hiệu của loại máy cưa vòng phù hợp thì bạn cần kiểm tra máy khi tới địa điểm mua. Cách tốt nhất là bạn nên chọn loại máy cưa có trọng lượng nhẹ để dễ dàng điều khiển. Chính trọng lượng của máy phần nào quyết định máy cưa vòng nào tốt.

Bên cạnh đó, thiết kế của máy phải dễ sử dụng như: tay cầm êm để dễ cầm nắm khi điều khiển, thân máy nhỏ. máy cưa vòng tự động Bạn cần kiểm tra kỹ máy để xác định độ cứng chắc của máy. Đặc biệt, bạn cần chú ý tới vật liệu cấu tạo máy để biết được máy đó có sử dụng bền và tốt hay không.

Cách sử dụng và bảo quản máy cưa vòng hiệu quả

Sau quá trình xác định được máy cưa loại nào tốt và phù hợp thì bạn cần biết được cách bảo quản máy và sử dụng máy cho đúng cách. Việc bảo quản máy cưa vòng kỹ lưỡng sẽ giúp kéo dài được thời gian hoạt động của máy. Thêm vào đó, máy sẽ đảm bảo được các tính năng vượt trội như lúc ban đầu.

Cách sử dụng

- Khi đang sử dụng máy thì bạn nhớ sử dụng đồ bảo hộ để đảm bảo an toàn, tránh được các hậu quả không đáng tiếc xảy ra.

- Để phòng trường hợp máy xảy ra tình trạng bị kẹt hay có bộ phận nào đó rạn nứt thì bạn cần kiểm tra kỹ các bộ phận của máy trước khi bắt đầu sử dụng.

- Sau khi dùng xong, người dùng cần nhớ làm sạch bụi bẩn bám trên máy cưa vòng bằng việc sử dụng cọ mềm hoặc máy thổi gió.

- Nên thường xuyên đưa máy đi kiểm tra định kỳ để kéo dài tuổi thọ. Việc kiểm tra máy thường xuyên còn giúp bạn kịp nhanh chóng phát hiện ra những bộ phận bị hư hại để kịp thời sửa chữa.
CAD/CAM

Máy gia công tia lửa điện là gì

Nguyên lý gia công bằng Máy gia công tia lửa điện


Xung EDM, CNC là một trong hai phương pháp (cùng với phương pháp cắt dây Wire-cut EDM hoặc Wire EDM) gia công bằng hệ thống gia công tia lửa điện-Electrical excharge machining. bán máy cắt dây cnc Về cơ bản phương pháp gia công xung EDM, ZNC và CNC được chia thành các dạng sau:

- Gia công xung định hình EDM (Die Sinking EDM hay Ram-EDM) dùng điện cực thỏi

- Gia công vi EDM (Micro EDM)

- Khoan EDM (EDM drilling)

- Máy lấy mũi tarô bị gãy (Broken Tap Remover)

CAD/CAM VIỆT NAM phân phối các dòng máy xung EDM của các hãng chế tạo máy xung, máy cắt dây Đài Loan, trong đó có Aristech(Lien sheng) - Công ty TNHH Cơ điện LIEN SHENG được thành lập vào tháng 6 năm 1988. Sản phẩm chính của công ty bao gồm máy xung EDM và EDM Wire-Cut, cũng như các thiết bị ngoại vi tự động, trong đó Z-NC, CNC EDM chiếm 40%, dây EDM chiếm 30% và máy khoan lỗ sâu EDM chiếm 30%.





Máy cắt dây truyền thống

Đây là loại máy đầu tiên dùng dây cắt điều khiển bằng tay. Loại này có kết cấu đơn giản, khả năng công nghệ kém và độ chính xác kém. Chất lượng khi gia công trên máy này phụ thuộc vào tay nghề công nhân vận hành máy và chỉ gia công được những dạng hình học đơn giản, không gia công được bề mặt phức tạp như bề mặtcôn, bánh răng… Đây là loại máy cắt dây điều khiển chương trình số. Loại này có kết cấu phức tạp hơn nhiều, tuy nhiên khả năng công nghệ của nó rất cao. Nó có thể gia công được các bề mặt có độ phức tạp cao với độ chính xác cao.

Bên cạnh quá trình gia công máy cắt dây bình thường, quá trình gia công máy cắt dây 5 trục “thực” cũng đang dần trở nên phổ biến. Gia công máy cắt dây 5 trục “thực” có sự khác biệt với gia công CNC 5 trục. Thông thường người ta nghĩ rằng khi nghiêng bộ dẫn dây cắt sẽ thành gia công 5 trục. Trong thực tế, gia công máy cắt dây 5 trục “thực” phải có hệ thống bàn xoay (kiểu indexing) để làm xoay chi tiết gia công. Chi tiết khi gá lên bàn xoay này có thể được xoay đồng thời trong quá trình gia công. Phổ biến hơn, các bàn xoay được dùng để phân độ chi tiết gia công với gia số định trước, đặc biệt hữu dụng khi yêu cầu gia công chi tiết với dung sai nghiêm ngặt. Gia công máy cắt dây 5 trục thường được áp dụng để chế tạo các chi tiết phức tạp trong hàng không, y học và trong kỹ nghệ truyền thông

Dây cắt

Các dây cắt thường chỉ sử dụng một lần, nhưng cũng có loại được sử dụng nhiều lần. Đối với gia công cắt

dây, vật liệu làm điện cực phải có các tính chất sau:

– Dẫn điện tốt

– Có nhiệt độ nóng chảy cao

– Có độ giãn dài cao

– Có tính dẫn nhiệt tốt

Dựa vào thành phần của dây cắt người ta chia ra làm hai loại là loại không có lớp phủ (đơn thành phần) và loại có lớp phủ (đa thành phần). Dây cắt truyền thống sử dụng trong máy cắt dây máy cắt dây là một kim loại đơn thành phần như đồng đỏ, đồng thau và molipđen. Đồng đỏ được sử dụng đầu tiên vì nó có tính dẫn điện cao và dễ chế tạo thành những dây có đường kính nhỏ. Khoảng năm 1979 thì dây đồng đỏ được thay thế bằng đồng thau để cải thiện tốc độ gia công. Vì tác dụng làm nguội của kẽm và sự tạo thành ôxit kẽm có xu hướng giảm sự đứt dây.

Loại dây có lớp phủ

Đồng thau đã chứng minh độ tin cậy của nó cho quá trình máy cắt dây vì nó dung hòa giữa độ bền/độ dai, độ dẫn nhiệt và khả năng cho sục chất điện môi. Tuy nhiên, các dây cắt không có lớp phủ vẫn còn bị hạn chế bởi một sự dung hòa giữa các tính chất. Các dây cắt có lớp phủ đã được sử dụng để thêm vào một số tính chất độc lập. https://machineshop.vn/may-cat-day-cnc/ Các dây cắt có lớp phủ có độ bền kéo cao và độ thoát nhiệt cao trong quá trình gia công. Lớp phủ có thể là kẽm, ôxyt kẽm, graphit, đồng đỏ với lõi là đồng thau… Dây cắt phủ kẽm cải thiện đáng kể khả năng cho sục chất điện môi hơn dây đồng thau không phủ. Một lớp phủ graphit làm tăng đột ngột khả năng cho sục chất điện môi của molipđen bằng cách sinh ra các khí CO, CO2. Graphit cũng sinh ra một tia lửa điện nóng hơn cho phép đạt năng lượng cao hơn trong khe hở phóng điện. Các lớp phủ thường dày từ 5 – 10µm.

Chất điện môi và cách sử dụng

Chất điện môi và sự sục rửa có các chức năng sau:

– Cách ly khe hở gia công trước khi một lượng lớn năng lượng được tích lũy và tập trung năng lượng phóng điện vào một vùng nhỏ.

– Khôi phục điều kiện khe hở mong muốn bằng cách làm lạnh khe hở và khử ion hóa.

– Rửa trôi phoi ra khỏi vùng gia công, làm nguội dây và làm nguội chi tiết gia công.

Hầu hết các máy cắt dây sử dụng chất điện môi là nước khử khoáng. Thuận lợi cơ bản của nước là chất lượng làm nguội tốt. Độ tinh khiết của nước được đánh giá bằng điện trở suất. Điện trở suất càng thấp thì năng suất bóc vật liệu càng cao. Tuy nhiên không nên sử dụng nước có điện trở suất quá thấp.

Khi thêm vào một số chất hữu cơ có thể cải thiện tốc độ cắt. Trong gia công tia lửa điện, thường chất điện môi được đưa vào khe hở gia công nhờ một áp cao (15 –20bar). Dòng chảy này được phun đồng trục với dây cắt. Thông thường thì kết hợp phun từ dưới lên và từ trên xuống bằng hai vòi phun. Mặc dù nước có ưu điểm là chất lượng làm nguội tốt, tốc độ cắt cao. Nhưng nước có nhược điểm là ăn mòn chi tiết gia công và các cơ cấu máy. Vì thế trong một số trường hợp người ta sử dụng dầu thay cho nước vì dầu không ăn mòn chi tiết gia công. Với điện trở suất cao làm phát sinh dễ dàng các tia lửa điện cực nhỏ, tạo nên bề mặt chi tiết có độ bóng cao. Vì thế dầu là môi trường lý tưởng để gia công tinh chính xác với dây cực mảnh. Không có ăn mòn điện hóa và ăn mòn bề mặt trong dầu nên lượng coban trong hợp kim cứng không bị suy giảm. Chất lượng bề mặt và độ bền lâu sau khi gia công trong dầu cao hơn nhiều so với khi gia công trong nước.

Khi gia công trong dầu có thể dùng dây điện cực rất mảnh với đường kính 0,025 – 0,03mm. Chất lượng bề mặt khi gia công bằng máy cắt dây Dạng nhám bề mặt khi gia công bằng máy cắt dây hoàn toàn khác so với các phương pháp gia công truyền thống. Trên bề mặt chi tiết được gia công bằng máy cắt dây có nhiều chỗ lồi hình cầu và lòng chảy. Người ta gọi chúng là các đỉnh và miệng “núi lửa”. Chúng thay thế cho các đường đỉnh và đáy của profile nhám bề mặt gia công bằng phương pháp truyền thống. Giữa các chỗ lồi và lòng chảo là vùng bằng phẳng chuyển tiếp, trong khi đó bề mặt được gia công bằng phương pháp truyền thống chỉ xuất hiện vết dao cắt thông thường. Do đó, bề mặt gia công bằng cắt dây EDM ít bị tập trung ứng suất hơn, bề mặt đa hướng chứ không theo mẫu định hướng như gia công truyền thống. Giá trị của độ nhám bề mặt phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó có cường độ dòng điện.

Cường độ dòng điện càng lớn thì trên bề mặt càng xuất hiện nhiều miệng núi lửa càng lớn. Để đạt được độ bóng cao thì sau khi cắt thô phải cắt tinh thêm một số lần. Như đã nêu ở trên, khi cắt trong dầu thì đạt độ bóng vào độ chính xác cao hơn khi cắt trong nước. Sau đây là một ví dụ cụ thể khi cắt tungsten carbide, 1 = 3mm với 4 lần cắt, dây cắt bằng tungsten có đường kính 0,03mm. Độ bóng đạt được là Rmax = 0,92µm (Ra = 0,12µm). Bề mặt vết cắt nhỏ nhất sau 4 lần cắt là 48µm

với độ chính xá biên dạng từ -1,5 – 1,5µm.
https://www.machineshop.vn