Gia c«ng xung ®iÖn
( EDM- electrical discharge machining )
Gia c«ng xung ®iÖn (EDM) lµ mét ph­
¬ng ph¸p lÊy kim
lo¹i b»ng xung ®iÖn. Mét ®iÖn cùc cã h×nh d¹ng nhÊt
®Þnh (th­
êng lµ ®ång hoÆc graphit) ®­
îc dïng ®Ó t¹o ra
mét hèc cã h×nh d¹ng ng­
îc víi ®iÖn cùc. Kh«ng cã tiÕp xóc
trùc tiÕp gi÷a ®iÖn cùc vµ ph«i. Xung ®iÖn ®i qua dung
dÞch ®iÖn m«i (th­
êng lµ dÇu nhÑ),kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÖn
cùc vµ ph«i ®­
îc ®iÒu khiÓn. C¶ ®iÖn cùc vµ ph«i ph¶i cã
tÝnh chÊt dÉn ®iÖn.
MÆc dï mét vµi m¸y EDM cã kh¶ n¨ng dÞch chuyÓn theo vµi
trôc, m¸y EDM ®¬n gi¶n nhÊt cã mét trôc th¼ng ®øng d­
íi sù
®iÒu khiÓn duy nhÊt cña mét ®éng c¬ servo (H1). DÊu ©m chØ
ra r»ng ®iÖn cùc ®­
îc nèi ©m. Gi÷a bÒ mÆt dông cô vµ chi tiÕt
gia c«ng ph¶i tån t¹i mét khe hë gäi lµ khe hë ®iÖn cùc  (  
0.025  0.05mm ). NÕu bµn ®­
îc phÐp dÞch chuyÓn kh«ng cã
kiÓm so¸t, sÏ cã tiÕp xóc trùc tiÕp gi÷a ®iÖn cùc vµ ph«i, ®iÒu
nµy sÏ g©y ra ng¾n m¹ch. HiÖn t­
îng nµy ®­
îc ng¨n chÆn b»ng
mét c¬ cÊu servo ë ®ã ®iÖn thÕ ®­
îc ®o vµ so s¸nh víi th«ng tin
tham chiÕu. NÕu d÷ liÖu lín h¬n gi¸ trÞ tham chiÕu, bµn tiÕn
lªn, nÕu nã nhá h¬n, bµn lïi l¹i. DÞch chuyÓn cã thÓ thùc hiÖn
b»ng mét xi lanh thuû lùc hay mét ®éng c¬ servo dÉn ®éng trùc
tiÕp. Khi ph«i ®­
îc gia c«ng b»ng mµi mßn xung, kho¶ng c¸ch
gi÷a ®iÖn cùc vµ ph«i t¨ng lªn. §iÖn thÕ t¨ng lªn vµ bµn tiÕn lªn
®Õn khi ®iÖn thÕ phï hîp víi gi¸ trÞ tham chiÕu. Do ®ã c¬ cÊu
servo duy tr× mét khe hë kh«ng ®æi. Sù sãi mßn tiÕp tôc ®Õn
khi ®¹t ®­
îc chiÒu s©u ®· ®Æt ra. T¹i thêi ®iÓm nµy ®iÖn cùc ®­
Hinh1 . S¬ ®å cña m¸y gia c«ng xung ®iÖn
C¬ chÕ t¸ch bá vËt liÖu .
N¨ng l­
îng dßng ®iÖn mét chiÒu ®­
îc ®Æt vµo mét m¹ch
xung ë ®ã cã thÓ t¹o ra xung vu«ng gÇn ®óng, víi tÇn så F ( F 
200.000  500.000 Hz ), ®iÖn thÕ cùc V  30 250V. Mét c¸ch lý t­
ëng mçi xung t¹o ra mét hå quang (tia löa ®iÖn ). Mçi hå quang
xuÊt hiÖn n¬i mµ ®iÖn trë nhá nhÊt, th­
êng lµ gÇn chç phãng hå
quang tr­
íc ®ã, t¹o ra nhiÖt côc bé rÊt lín trªn bÒ mÆt cña ph«i
(10.000 20.000o
C), lµm kim lo¹i nãng ch¶y vµ bèc h¬i. HiÖn t­
îng
trªn diÔn ra liªn tôc vµ ch¹y kh¾p bÒ mÆt ®iÖn cùc, cuèi cïng khe
hë trë nªn ®Òu ®Æn (h×nh 5 ). Do ®ã tuú theo h×nh thï cña Kat«t
mµ an«t ®­
îc chÐp l¹i h×nh d¹ng gièng nh­thÕ.
Th«ng th­
êng cùc ©m bÞ mßn Ýt h¬n cùc d­
¬ng do:
- §éng l­
îng g©y ra cña c¸c e lín h¬n nhiÒu so víi c¸c ion.
- Do nhiÖt ph©n cña dung m«i mµ t¹o ra mµng máng c¸c bon b¸m
vµo ©m cùc (c¸c bon cã trong chÊt láng )
Do ®ã cùc ©m th­
êng ®­
îc nèi víi dông cô.
Sãng vu«ng biÓu diÔn quan hÖ dßng ®iÖn theo thêi gian, lµ
mét th«ng sè kü thuËt th«ng th­
êng cña nguån ®iÖn cña EDM. C¸c
biÕn lµ thêi gian nèi m¹ch, thêi gian ng¾t m¹ch vµ dßng ®iÖn
H×nh2. Nh÷ng th«ng sè cña mét xung EDM, Thêi
gian ng¾t m¹ch vµ c­
êng ®é dßng ®iÖn ®Ønh x¸c
®Þnh n¨ng l­
îng cña tia löa.
H×nh3. Profin cña mét xung EDM. a – thêi gian ion ho¸; b-
thêi gian xung; c – thêi gian khö ion; d – thêi gian nghØ. Hçu
hÕt qu¸ tr×nh mßn ®iÖn cùc x¶y ra trong suèt thêi gian ion
ho¸
H×nh 2 cã tÝnh chÊt tham kh¶o, qu¸ tr×nh phøc t¹p h¬n
nhiÒu. Khi ®iÖn cùc tiÕp cËn ph«i, dung dÞch ®iÖn m«i b¾t
®Çu i«n ho¸ ë ®iÓm tiÕp cËn gÇn nhÊt. §iÖn thÕ r¬i xuèng møc
thÊp nhÊt (kho¶ng 35 V) khi dßng ®iÖn b¾t ®Çu ch¹y qua. §©y
lµ sù phãng ®iÖn. Nã xÈy ra ë kho¶ng c¸ch phãng ®iÖn tõ 0,01
®Õn 0,4 mm. Víi mçi lÇn phãng ®iÖn vËt liÖu bÞ t¸ch ra khái
ph«i do bay h¬i vµ ch¶y, c¸c lç xuÊt hiÖn trªn ph«i vµ ®iÖn cùc.
H×nh 3 cho mét bøc tranh râ h¬n, nã biÓu diÔn ®iÖn ¸p vµ
dßng ®iÖn nh­lµ hµm cña thêi gian. Thêi gian nèi m¹ch ( on –
time) cã thÓ ®­
îc chia thµnh thêi gian i«n ho¸, thêi gian phãng
®iÖn vµ thêi gian khö i«n. Sù ng¾t qu·ng cña dßng ®iÖn ( off –
time) cho phÐp c¸c h¹t vËt liÖu bÞ t¸ch ra tõ c¸c hè t¹o ra do xung
bÞ ®Èy ®i do dßng ch¶y cña chÊt ®iÖn m«i. Dung dÞch ion ho¸
®­
îc bá ®i vµ thay b»ng dung dÞch míi. Thêi gian off – time ph¶i
lín h¬n thêi gian khö i«n ®Ó ng¨n sù phãng ®iÖn liªn tôc t¹i
mét ®iÓm. HiÖn t­
îng nµy ®­
îc biÕt lµ hå quang ®iÖn mét
chiÒu.
Hinh 5 : Profin bÒ mÆt Hinh : S¬ ®å nguyªn lý EDM
Nguån ®iÖn cho EDM ®­
îc c¶i
tiÕn tõ m¹ch ®iÖn trë – tô ®iÖn (RC
H×nh 6). GÇn ®©y, cã xu h­
íng
chuyÓn sang thiÕt bÞ tranzitor oxit
kim lo¹i t¸c ®éng tr­
êng. Chóng h÷u
Ých ®èi víi c¸c nguån ®iÖn EDM v×
kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch nhanh ë
c«ng suÊt cao. Mét nguån ®iÖn
hiÖn ®¹i cho phÐp ®Æt ®éc lËp thêi
gian on – time vµ off – time. Ph¹m vi
th«ng th­
êng lµ 2 ®Õn 1000 micro
gi©y. Th­
êng toµn bé n¨ng l­
îng cña
mét xung ®iÖn tû lÖ víi thÓ tÝch cña
khèi ®å thÞ vu«ng trªn 3 trôc vu«ng
gãc thêi gian, dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p.
ChØ cã thêi gian nèi m¹ch ( on –
time) tøc lµ thêi gian sau khi i«n ho¸
lµ ¶nh h­
ëng ®Õn viÖc t¸ch bá vËt
liÖu (H4). Nh­vËy ®­
êng kÝnh cña hè
(t¹o ra do mét xung) tû lÖ víi dßng
®iÖn t¸c ®éng vµ chiÒu s©u tû lÖ víi
H×nh 4 : S¬ ®å 3 kÝch th­
íc
cña tia löa xung EDM. N¨ng l­
îng cña tia löa cã hiÖu lùc
®Ó bãc vËt liÖu tû lÖ víi thêi
gian ®ãng m¹ch hiÖu qu¶, c­
êng ®é dßng ®iÖn vµ ®iÖn
¸p ®¸nh löa.
H×nh 6. S¬ ®å nguyªn lý m¹ch phôc håi
H×nh 9.8 :¶nh h­
ëng cña n¨ng l­
îng xung ®Õn tèc
®é bãc t¸ch vËt liÖu vµ ®é nh¸m bÒ mÆt
Thùc nghiÖm cho thÊy tèc ®é t¸ch bá vËt liÖu thay ®æi tõ gÇn
nh­0 ë chÕ ®é gia c«ng tinh cho ®Õn 410 mm3
/ph víi dßng ®iÖn
25 A. Mét nguån 400A cã thÓ gia c«ng tíi 4350 mm3
/ph. CÇn ph¶i
chó ý r»ng gi¸ trÞ t¨ng kh«ng tuyÕn tÝnh. Xung t¹o ra tõ mét
nguån ®iÖn tiªu chuÈn chØ t¹o ra mét tia löa ®iÖn.
N¨ng suÊt t¸ch bá vËt liÖu cã thÓ x¸c ®Þnh qua c«ng thøc.
Q  ( mm3
/phut)
ë ®©y : i lµ c­
êng ®é dßng ®iÖn ( A )
T
lµ ®iÓm s«i cña vËt liÖu chi tiÕt gia c«ng ( 0
C) .
23
.
1
4
.
).
10
4
(


T
i
x
H×nh 9 : Nh÷ng th«ng sè ¶nh h­
ëng ®Õn qu¸ tr×nh
EDM
BÒ mÆt gia c«ng b»ng EDM
Topography. EDM cã mét dÊu hiÖu bÒ mÆt riªng biÖt. BÒ
mÆt t­
¬ng tù mét bÒ mÆt bÞ b¾n ph¸ víi tÊt c¶ c¸c hè cã cïng
kÝch th­
íc (H7). Kh«ng cã kiÓu hay h­
íng s¾p xÕp bÒ mÆt nh­c¸c
ph­
¬ng ph¸p gia c«ng th«ng th­
êng kh¸c. V× kÝch th­
íc c¸c hè phô
thuéc vµo n¨ng l­
îng tia löa ®iÖn vµ nã thay ®æi nhiÒu. BÒ mÆt
gia c«ng b»ng EDM cã nhÊp nh« Ra tõ 0,2 ®Õn 12,5 m.
H×nh 7 : Mét bÒ mÆt ®iÓn h×nh sau khi gia c«ng xung ®iÖn.
C¸c tham sè gia c«ng : cùc ®iÖn cùc d­
¬ng. Thêi gian nèi m¹ch lµ 58
gi©y, thêi gian off-time 32 m, dßng ®iÖn max 13A. ®iÖn cùc
graphit, ph«i thÐp dông cô. §é nh¸m bÒ mÆt Ra 3,5 m.
Khi gia c«ng thÐp cã thÓ x¸c
®Þnh gÇn ®óng
Ra  1.11 Q8.834
(mm)
Q : N¨ng suÊt gia c«ng. mm3
/phut
C¸c ¶nh h­
ëng vÒ tæ chøc kim lo¹i vµ ho¸ häc.
V× hiÖn t­
îng t«i rÊt nhanh do chÊt ®iÖn m«i vµ t¸c ®éng t¶n
nhiÖt cña ph«i, líp bÒ mÆt bÞ t¸c ®éng trong qu¸ tr×nh EDM kh¸
máng – nhá h¬n 0,13 mm khi gia c«ng th« vµ 0,01 mm khi gia
c«ng tinh. V× c¸c tiªu chÝ ®Ó ®¸nh gi¸ ®é dµy cña líp nµy (thay
®æi ®é cøng, øng suÊt d­
, c¸c t¸c ®éng vÒ tæ chøc kim lo¹i ), ph­
¬ng ph¸p cÇn ph¶i chØ ra cô thÓ. Líp nµy cã thÓ chia thµnh mét
líp gäi lµ líp bÞ t¸i ®óc vµ mét líp bÞ ¶nh h­
ëng nhiÖt. Líp bÞ t¸i
®óc ®­
îc ®Æc tr­
ng bëi cÊu tróc bÞ t«i nhanh, trong khi líp bÞ
¶nh h­
ëng vÒ nhiÖt cã cÊu tróc ñ hay bÞ ram. C¸c t¸c ®éng nµy
phô thuéc nhiÒu vµo hîp kim ®­
îc gia c«ng. V× mét phÇn lín EDM
dïng gia c«ng thÐp c¸c bon cao ®Ó lµm khu«n dËp vµ ®óc. Líp t¸i
®óc trªn thÐp dông cô cøng h¬n vËt liÖu nguyªn khèi v× sù
h×nh thµnh mactenxit, trong khi vïng bÞ ¶nh h­
ëng nhiÖt mÒm
h¬n v× mactenxit bÞ ram.
Nh÷ng l­
îng nhá vËt liÖu ®iÖn cùc còng nh­c¸cbon tõ chÊt
®iÖn m«i cã thÓ l¾ng ®éng trªn bÒ mÆt EDM. Trong tr­
êng hîp
gia c«ng thÐp, l­
îng c¸cbon d­ trªn bÒ mÆt cã thÓ t¹o thªm
mactenxit vµ lµm t¨ng nguy c¬ nøt.
H×nh 9.11 : Vïng ¶nh h­
ëng nhiÖt cña ph­
¬ng ph¸p
EDM
§iÖn cùc vµ c¸c ph­
¬ng ph¸p gia c«ng ®iÖn cùc
Chi phÝ ®iÖn cùc th­
êng lµ phÇn ®¾t nhÊt trong gia c«ng
xung ®iÖn. Chi phÝ vËt liÖu chÕ t¹o, mßn vµ söa ®iÖn cùc ph¶i ®­
îc ®¸nh gi¸ cÈn thËn ®Ó x¸c ®Þnh vËt liÖu ®iÖn cùc vµ chÕ ®é m¸y
EDM tèt nhÊt. §iÖn cùc lý t­
ëng lµ lo¹i cã tÝnh dÉn ®iÖn cao, dÔ
chÕ t¹o vµ cã nhiÖt ®é nãng ch¶y cao, nã ph¶i ®ñ bÒn ®Ó chÞu
®­
îc c¸c ph­
¬ng ph¸p gia c«ng th«ng th­
êng ®Ó kh«ng bÞ biÕn
d¹ng.C¸c cùc dïng cho c¸c kÕt hîp kh¸c nhau cña cÆp ®iÖn cùc –
ph«i ®­
îc tr×nh bµy trong b¶ng 1.
B¶ng1 : Cùc cña®
iÖ
n cùc ®
èi ví i nh÷ngcÆ
p ®
iÖ
n cùc – ph«i kh¸ c nhau.
VËtliÖ
uph«i
VËtliÖ
u
®
iÖ
ncùc ThÐ
p C¸ cbitVonfram §ång N
h«m H
î pkimnÒ
nnikel
Graphit
§ ång
Cu– W
ThÐ
p
§ ångthau
+, -
+
+
+, -
-
-
+, -
+, -
+
…
-
-
-
-
…
+
+
+
-
+
+, -
+
+
-
-
§é chÝnh x¸c gia c«ng
Dung sai  0.05mm cã thÓ dÔ ®¹t ®­
îc b»ng ph­
¬ng ph¸p
EDM, tuy nhiªn viÖc ®iÒu khiÓn tèt c¸c th«ng sè cña qu¸ tr×nh
EDM cã thÓ ®¹t ®­
îc dung sai  0.003mm.
Gia c«ng b»ng ph­
¬ng ph¸p EDM cã hiÖn t­
îng c«n, cã b¸n
kÝnh ë c¸c gãc b»ng khe hë ®¸nh löa vµ c¾t qu¸. §é c«n th«ng th­
êng vµo kho¶ng 0.005  0.05mm trªn 10mm chiÒu s©u vµ cã
thÓ ®­
îc giíi h¹n nÕu sö dông ph­
¬ng ph¸p déi hót.
KÝch th­
íc c¾t qu¸ phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn gia c«ng
(h×nh 9.12). BiÓu ®å nµy ®­
îc xem xÐt ®Ó thiÕt kÕ dông cô.
H×nh 9.11 : BiÓu ®å c¾t qu¸
Mßn .
HÖ sè mßn ®iÖn cùc ®­
îc
biÓu diÔn theo mßn mÆt
®Çu, mßn c¹nh, mßn gãc vµ
mßn thÓ tÝch. C¸c biÓu thøc
®­
îc ®Þnh nghÜa trong h×nh
6. ThuËt ng÷ kh«ng mßn
trong EDM ®­
îc ¸p dông
chung cho tr­
êng hîp ë ®ã tû
sè mßn ®iÖn cùc / ph«i lµ 1
% hay nhá h¬n. Mßn ®Çu
tiªn xuÊt hiÖn ë gãc. Do ®ã
mßn gãc lµ yÕu tè hay dïng
®Ó quyÕt ®Þnh khi nµo
mét ®iÖn cùc ph¶i bÞ söa.
H×nh 6. Nh÷ng gi¸ trÞ ®¸nh gi¸ mßn
cña ®iÖn cùc EDM
Mßn mÆt ®Çu = d/ Le
Mßn mÆt bªn = d/ Ls
Mßn gãc = d/ Lc
ThÓ tÝch ph«i bÞ
bãc ®i
Mßn thÓ tÝch =
ThÓ tÝch ®iÖn cùc bÞ
mßn
VËt liÖu . Trong phÇn tiÕp theo vÒ vËt liÖu ®iÖn cùc, c¸c so
s¸nh chi phÝ ®­
îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®Æt chi phÝ cña ®ång b»ng
1. C¸c chi phÝ vËt liÖu th­
êng nhá h¬n chi phÝ chÕ t¹o vµ thêi gian
m¸y EDM. Do ®ã vËt liÖu cã chi phÝ nhá nhÊt kh«ng nhÊt thiÕt
cho gi¸ trÞ gia c«ng tæng nhá nhÊt.
Graphite lµ vËt liÖu ®iÖn cùc hay dïng nhÊt v× tÝnh gia c«ng vµ
c¸c ®Æc tÝnh mßn EDM tèt. DÔ khoan c¸c lç nhá b»ng nhau. Nã dÔ
chÕ t¹o ë c¸c kÝch th­
íc vµ d¹ng rÊt kh¸c nhau. Cì h¹t graphite EDM th­
¬ng phÈm hiÖn cã tõ 0,001 ®Õn 0,1 mm, ®é bÒn uèn so víi ®ång
b»ng1/5, ®é cøng b»ng 1/2. Gi¸ thµnh t¨ng khi cì h¹t gi¶m, ®é bÒn
uèn t¨ng th× ®é cøng còng t¨ng, hÖ sè chi phÝ so víi ®ång lµ 1,3
®Õn 24. Nh­
îc ®iÓm cña graphite lµ nã bÈn vµ cÇn cã hÖ thèng hót
ch©n kh«ng ë tÊt c¶ c¸c øng dông nh­
ng ®©y lµ viÖc dÔ thùc hiÖn.
§ång cã tÝnh mßn EDM tèt, ®é dÉn ®iÖn tèt vµ kinh tÕ. Nã gia
c«ng kh«ng dÔ nh­ graphite hay ®ång thau. Tuy vËy nã ®­
îc dïng
nhiÒu nh­graphit, ®Æc biÖt tèt khi gia c«ng c¸c bit vonfram. §ång
thÝch hîp cho gia c«ng tinh Ra 0,5 m. Chi phÝ cña ®ång ®­
îc dïng
lµm chuÈn vµ ®­
îc chän b»ng 1. Lùa chän kh¸c lµ hîp kim Cu-0,5 Te.
Nã chØ ®¾t h¬n ®ång mét chót (hÖ sè chi phÝ 1,2) vµ nã dÔ gia
c«ng gÇn b»ng ®ång thau.
§ång – vonfram vµ b¹c vonfram lµ c¸c vËt liÖu ®¾t víi hÖ sè chi phÝ t­
¬ng øng lµ 18 vµ 100, øng dông chñ yÕu cña chóng lµ gia c«ng c¸c
khe s©u ë ®iÒu kiÖn t¶i m¹t gia c«ng kÐm. Thùc tÕ chóng kh«ng
ph¶i lµ c¸c hîp kim. Vonfram lµ bét ®­
îc nÐn vµ thiªu kÕt ®­
îc trén víi
®ång hay b¹c. TÝnh gia c«ng trung b×nh, nh­
ng v× nã gißn nªn kh«ng
rÌn ®­
îc sau khi thiªu kÕt.
§ång – graphit lµ mét graphit ®­
îc trén víi ®ång. Nã ®¾t h¬n 1,5
®Õn 2 lÇn graphit nguyªn chÊt, do ®ã b»ng 5 ®Õn 20 lÇn ®ång. §é
bÒn uèn cña nã cao h¬n graphit cïng cì h¹t, do ®ã nã tèt cho chÕ t¹o
®iÖn cùc cã tiÕt diÖn máng. TÝnh dÉn ®iÖn ®­
îc c¶i thiÖn ®¸ng kÓ
nh­
ng tÝnh chÞu mßn c¹nh kh«ng tèt nh­graphit nguyªn chÊt cïng cì
h¹t. Nã lµm viÖc tèt khi gia c«ng c¸cbit vonfram.
§ång thau kh«ng ®¾t vµ dÔ gia c«ng nh­
ng chÞu mßn kÐm. Nã th­
êng dïng lµm ®iÖn cùc èng trong c¸c m¸y khoan EDM c¸c lç ®Æc biÖt
nhá, n¬i mµ ®é mßn ®iÖn cùc cao cã thÓ chÊp nhËn ®­
îc.
ThÐp kh«ng ph¶i lµ mét vËt liÖu ®iÖn cùc tèt trong øng dông th«ng
th­
êng. Nã dïng chñ yÕu ®Ó phï hîp víi c¸c mÆt ph¼ng ph©n khu«n
trong c¸c khu«n cña mét nöa khu«n lµ ®iÖn cùc vµ mét nöa khu«n lµ
ph«i.
Vonfram ®­
îc dïng trong gia c«ng c¸c lç nhá (<0,2 mm) cho nh÷ng
®iÖn cùc kh«ng cã c¸c lç ngang.
ChÕ t¹o ®iÖn cùc. ph­
¬ng ph¸p chÕ t¹o ®iÖn cùc th«ng dông nhÊt
lµ trªn c¸c m¸y tiÖn, phay vµ mµi. Mét lý do ®Ó graphit trë thµnh
vËt liÖu ®iÖn cùc chÝnh lµ nã dÔ gia c«ng. ThiÕt kÕ hÖ thèng
dông cô EDM dùa trªn gi¶ thiÕt r»ng ®iÖn cùc ®­
îc gia c«ng trong
khi kÑp.
C¾t d©y hµnh tr×nh EDM lµ mét ph­
¬ng ph¸p tuyÖt vêi ®Ó gia
c«ng c¸c ®iÖn cùc trong EDM. TÊt c¶ c¸c vËt liÖu ®iÖn cùc kim lo¹i
®Òu c¾t tèt. Tèc ®é c¾t trªn graphit b»ng 1/3 ®ång, nh­
ng gÇn
®©y lo¹i graphit h¹t siªu nhá c¾t dÔ h¬n. HiÖn ®· cã thÓ gia c«ng
®­
îc c¸c thµnh nhá vµ chi tiÕt phøc t¹p. Ph­
¬ng ph¸p nµy cã thÓ kÕt
hîp víi c¸c ph­
¬ng ph¸p kh¸c trong chÕ t¹o ®iÖn cùc.
C¸c ®iÖn cùc graphit - ®­
îc mµi cÇn vËt mÉu cã d¹ng hèc. VËt mÉu
®­
îc dïng nh­ mét dông cô ®Ó t¹o ra h×nh ¶nh nghÞch cña nã,
gièng nh­ph­
¬ng ph¸p EDM. Trong mµi siªu ©m h¹t mµi ë d¹ng nh·o
®­
îc b¬m ra gi÷a mÉu vµ ®iÖn cùc, mÉu rung víi chu kú 20.000
lÇn / gi©y. Mµi quü ®¹o dïng cho tèc ®é t¸ch bá vËt liÖu cao, trong
khi mµi siªu ©m dïng khi cÇn gia c«ng c¸c chi tiÕt nhá. §iÖn cùc
graphit cã thÓ söa l¹i nhiÒu lÇn b»ng c¶ hai ph­
¬ng ph¸p. V× chi
phÝ chÕ t¹o mÉu lín ph­
¬ng ph¸p nµy kinh tÕ nhÊt lµ dïng trong c¸c
viÖc lÆp ®i lÆp l¹i. HÖ thèng dông cô ®Ó duy tr× vÞ trÝ gi÷a m¸y
§ång vonfram ®óc ®­
îc s¶n xuÊt tõ vËt mÉu lµm tõ mét vËt liÖu
nµo ®ã, sau ®ã dïng ®Ó lµm khu«n cho ®iÖn cùc. C¸c vËt liÖu
®ång – vonfram ®óc ®ång nhÊt ®­
îc t¹o ra. Ph­
¬ng ph¸p nµy dïng
trong tr­
êng hîp cÇn ph¶i dïng nhiÒu ®iÖn cùc phøc t¹p .
T¹o h×nh b»ng ®iÖn ph©n lµ mét ph­
¬ng ph¸p ë ®ã mét vËt ®­
îc
t¹o h×nh, phñ b»ng s¬n dÉn ®iÖn vµ ®­
îc m¹ ®iÖn ph©n. Sau khi
®­
îc m¹ ®iÖn ph©n, mÉu ban ®Çu ®­
îc bá ®i. MÉu th­
êng ®­
îc lµm
b»ng s¸p vËt liÖu cã thÓ nung ch¶y, do ®ã ph­
¬ng ph¸p gièng nh­
qu¸ tr×nh ng­
îc cña ®óc trong khu«n mÉu ch¶y. C¸c ph¸t triÓn gÇn
®©y gia c«ng xung ®iÖn kh«ng mßn ®· lµm cho viÖc sö dông
c¸c ®iÖn cùc d¹ng vá máng trë nªn thùc tÕ.
§ång ®ïn, hoÆc Ðp dïng tÝnh chÊt dÔ t¹o h×nh cña ®ång ®Ó
lµm ®iÖn cùc. §ång ®­
îc ®ïn, hoÆc Ðp qua mét mÆt c¾t ngang
phøc t¹p vµ ®¹t ®­
îc ®é chÝnh x¸c cao vÒ kÝch th­
íc. C¸c hèc phøc
t¹p lµm b»ng thÐp dông cô nhiÖt luyÖn hay b»ng c¸cbit vonfram
th­
êng ®­
îc gia c«ng b»ng xung ®iÖn.
Dung dÞch ®iÖn m«i.
Dung dÞch ®iÖn m«i thùc hiÖn mét sè chøc n¨ng sau :
- lµ mét tr­
êng dÉn tia löa ®iÖn mµ ph¶i ion ho¸ ë d­
íi ®iÖn
¸p ®Æt vµo.
- Lµ chÊt lµm m¸t cho ph«i vµ ®iÖn cùc.
- Lµ m«i tr­
êng mang c¸c m¶nh ph«i (ph«i EDM) sinh ra trong
qu¸ tr×nh gia c«ng .
C¸c tÝnh chÊt cÇn cã lµ ®é nhít thÊp, ®iÓm bay h¬i do tia löa
thÊp vµ gi¸ thµnh thÊp. V× khe hë gia c«ng nhá ë chÕ ®é gia c«ng
tinh, chÊt ®iÖn m«i cã ®é nhít thÊp ®Æc biÖt quan träng, ®é nhít
thÊp còng gióp t¸ch mÆt gia c«ng, do ®ã lµm cho chÊt ®iÖn m«i
s¹ch. Dung dÞch ®iÖn m«i th«ng dông lµ dÇu cã thµnh phÇn
chÝnh lµ dÇu löa. Kerosene, dÇu silicone vµ dung dÞch ®iÖn m«i
trªn c¬ së n­
íc. N­
íc khö ion cã mét vµi ®Æc tÝnh tèt lµ an toµn vÒ
ch¸y, gi¸ thµnh thÊp, ®é nhít thÊp vµ kh«ng cã c¸cbon nªn kh«ng t¸c
dông víi ph«i. Tuy vËy dÇu gèc dÇu löa cho kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn
khe hë gia c«ng tèt h¬n vµ ®­
îc dïng nhiÒu nhÊt.
Sù l­
u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i lµ vÊn ®Ò riªng rÏ quan
träng nhÊt ®Õn sù thµnh c«ng cña EDM. Trong nguån ®iÖn
nhiÒu ®Çu ra c¸c ®iÖn cùc nhiÒu ®Çu lµ c¸c ®¬n vÞ riªng vÒ c¬
khÝ, thËm chÝ chóng cßn riªng biÖt víi nhau vÒ ®iÖn. C¸c vÊn ®Ò
l­
u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i ë mét ®iÖn cùc cã thÓ lµm toµn bé
hÖ thèng bÞ lïi l¹i. Do ®ã l­
u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i tèt thËm
chÝ cßn quan träng h¬n khi dïng ph­
¬ng ph¸p nhiÒu ®iÖn cùc.
Mét vµi quy t¾c th«ng th­
êng ¸p dông :
*L­
u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i th«ng qua dông cô.
*NhiÒu lç l­
u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i nhá tèt h¬n mét lç lín.
Bªn c¹nh viÖc ph©n phèi dung dÞch tèt h¬n, c¸c bét kim lo¹i tõ c¸c
lç l­
u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i nhá h¬n vµ dÔ lÊy ®i h¬n.
*Dßng ch¶y dung dÞch ®iÖn m«i qua toµn bé dao diÖn ph«i -
®iÖn cùc æn ®Þnh h¬n.
*Nªn tr¸nh c¸c ®iÓm chÕt t¹o ra bëi c¸c lç l­
u th«ng dung dÞch
®iÖn m«i cã ¸p suÊt tõ phÝa ®èi diÖn cña chi tiÕt.
*Nªn cã lç th«ng cho c¸c chi tiÕt d¹ng vßm ®Ó tr¸nh sù tËp trung
cña c¸c khÝ dÔ næ.
¦u ®iÓm cña EDM lµ :
*C¸c hèc cã thµnh máng vµ c¸c chi tiÕt chÝnh x¸c cã thÓ gia
c«ng ®­
îc v× kh«ng cã tiÕp xóc gi÷a ®iÖn cùc vµ ph«i.
*Cã thÓ gia c«ng c¸c d¹ng h×nh häc khã (Khu«n ®ïn Ðp
nhùa, khu«n kÐo, khu«n rÌn …)
*MÆc dï tèc ®é t¸ch bá vËt liÖu liªn quan ®Õn ®iÓm nãng
ch¶y cña kim lo¹i gia c«ng , viÖc ¸p dông EDM kh«ng bÞ
¶nh h­
ëng bëi ®é cøng cña ph«i. C¸c vËt liÖu cã tÝnh gia
c«ng kÐm nh­ c¸cbit vonfram vµ thÐp ®· t«i cã thÓ c¾t
b»ng ph­
¬ng ph¸p EDM.
*Gia c«ng kh«ng cã bavia.
Nh­
îc ®iÓm .
- ChØ gia c«ng ®­
îc vËt liÖu dÉn ®iÖn.
- §é nh½n bÒ mÆt kh«ng cao Ra tõ 0,2 ®Õn 12,5 m.
- Líp bÒ mÆt máng bÞ thay ®æi vÒ tæ chøc tÕ vi, c¬ lý
tÝnh, so víi vËt liÖu tr­
íc gia c«ng – nhá h¬n 0,13 mm khi
gia c«ng th« vµ 0,01 mm khi gia c«ng tinh – líp nµy cã thÓ
lo¹i bá b»ng d¸nh bãng.
- Tiªu thô n¨ng l­
îng lín.
C¸c tiÕn bé gÇn ®©y trong EDM.
EDM kh«ng mßn th­
êng ®­
îc ®Þnh nghÜa nh­gia c«ng
cã tû sè mßn mßn ®iÖn cùc b»ng 100 hay h¬n. §Æc ®iÓm cña
EDM kh«ng mßn lµ cùc cña ®iÖn cùc lµ d­
¬ng, thêi gian nèi m¹ch
dµi vµ ®Ønh dßng ®iÖn thÊp ( H×nh 7 ). Nã kh«ng ph¶i mét
d¹ng riªng rÏ cña EDM. ChÕ ®é xung gÇn chÕ ®é kh«ng mßn cho
hÖ sè mßn gÇn 100, graphit, graphit trén ®ång, ®ång, vonfram
®ång, vonfram b¹c, tÊt c¶ cã thÓ dïng lµm vËt liÖu ®iÖn cùc.
VËt liÖu ph«i cã thÓ lµ thÐp, hîp kim stelit ( nÒn Co-Cr), hîp kim
nikel cao hay nh«m. C¸cbit vonfram kh«ng thÓ sö dông theo c¸ch
nµy ®­
îc. EDM kh«ng mßn cã thÓ dïng trong c¾t th«, nh­
ng kh«ng
cho tèc ®é t¸ch bá vËt liÖu cao nhÊt ( ®iÒu nµy xuÊt hiÖn khi
®iÖn cùc nèi ©m). H×nh 7 biÓu diÔn tèc ®é t¸ch bá vËt liÖu max
vµ hÖ sè mßn tèt nhÊt nh­lµ hµm cña thêi gian nèi m¹ch. do ®ã
viÖc lùa chän ph­
¬ng ph¸p kinh tÕ nhÊt tuú thuéc vµo chi phÝ
cña vËt liÖu ®iÖn cùc, söa ®iÖn cùc tèt, chi phÝ lao ®éng vµ
thêi gian m¸y.
H×nh 7 : Thêi gian nèi m¹ch víi ®iÖn cùc nèi d­
¬ng cho tèc ®é t¸ch bá vËt
liÖu max. Mßn tèt nhÊt ë thêi gian nèi m¹ch max vµ ®iÖn cùc nèi d­
¬ng.
Ph«i lµ thÐp dông cô. Dßng ®iÖn 12 A. VËt liÖu ®iÖn cùc : graphit . Gi¸
trÞ ghi trªn ®­
êng cong lµ thêi gian ®ãng m¹ch cã ®¬n vÞ micro gi©y,
M¸y EDM CNC ®øng. M¸y ®iÒu khiÓn sè b»ng m¸y tÝnh (CNC)
cho thªm kh¶ n¨ng trong ®iÒu khiÓn v« cÊp chuyÓn ®éng vµ
¨n mßn. GÇn nh­tÊt c¶ c¸c m¸y cã Ýt nhÊt 3 trôc ®­
îc ®iÒu khiÓn;
hiÖn ®· cã m¸y cã kh¶ n¨ng t¹o ra c¸c bÒ mÆt cong b»ng ®iÖn
cùc ®Çu trßn thao c¸ch t­
¬ng tù phay CNC. Tuy nhiªn c¸c ®iÖn cùc
®Þnh h×nh dïng víi m¸y EDM tiªu chuÈn ®­
îc dïng nhiÒu h¬n. M¸y
EDM CNC cã nh÷ng ­
u ®iÓm trong c¸c kh¶ n¨ng gia c«ng.
*ViÖc ®Þnh vÞ ®iÖn cùc t­
¬ng øng víi mét vµi chuÈn nh­lµ bi, lç
chuÈn trªn ph«i hay c¸c bÒ mÆt chuÈn.
*Bï mßn ®iÖn cùc dïng c¸c ®Çu so trªn c¸c bÒ mÆt chuÈn
*KiÓm tra ngay trªn m¸y víi c¸c ®Çu dß g¾n trªn kÑp ®iÖn cùc
*§Æt l¹i nhanh chÕ ®é xung ®èi víi mét cÆp ph«i-®iÖn cùc cho
tr­
íc
*L­
u l¹i vµ phôc håi c¸c d÷ liÖu cña ®iÖn cùc khi trôc ®iÖn cùc
kh«ng trïng víi cÇn g¸ cña nã. C¸c sai sè ®Þnh h­
íng gãc cã thÓ
söa l¹i ®­
îc.
*C¸c hÖ thèng ®a to¹ ®é cho ph«i ë c¸c vÞ trÝ vµ h­
íng kh¸c nhau.
*C¸c h×nh ®ång d¹ng theo ®­
êng t©m ®­
îc dïng víi c¸c ®iÖn cùc
kiÓu dao phay ( cã kiÓu gia c«ng nh­ khi phay). §ång d¹ng lín
dïng trong gia c«ng th« vµ lo¹i nhá h¬n dïng trong gia c«ng tinh.
Mét phÇn danh s¸ch nµy minh häa lîi Ých cña c¸c kh¶ n¨ng
hiÖn cã khi sö dông EDM CNC. Trong gia c«ng tù ®éng chÕ ®é
xung m·nh liÖt (®Æc tr­
ng bëi thêi gian ng¾t m¹ch ng¾n) kh«ng
nªn ¸p dông v× hå quang cã thÓ ph¸ huû chi tiÕt tr­
íc khi vÊn ®Ò
®­
îc ph¸t hiÖn ra.
ChuyÓn ®éng theo quü ®¹o lµ chuyÓn ®éng t­
¬ng ®èi gi÷a
®iÖn cùc vµ ph«i theo mét kiÓu cho tr­
íc. Quü ®¹o trßn vµ vu«ng
trong mÆt x – y lµ kiÓu th«ng dông nhÊt. Tuy vËy kh«ng cã giíi
h¹n ®èi víi ®é phøc t¹p cña quü ®¹o, thËm chÝ quü ®¹o cong bÊt
kú còng cã thÓ thùc hiÖn ®­
îc. Trªn m¸y EDM CNC quü ®¹o ®­
îc
thùc hiÖn gÇn nh­v¹n n¨ng b»ng dÞch chuyÓn cña bµn m¸y. HÖ
thèng nh­vËy kh«ng cã giíi h¹n vÒ kÝch th­
íc cña quü ®¹o. ChuyÓn
®éng quü ®¹o trªn m¸y CNC cã thÓ thùc hiÖn ë mÆt x-z vµ y-z cã
c¸c ­
u ®iÓm quan träng sau ®©y :
*ViÖc röa tr«i mÆt gia c«ng ®­
îc c¶i t¹o n©ng cao b»ng më réng
vµ thu hÑp lu©n phiªn khe hë gi÷a ®iÖn cùc vµ ph«i.
*Mét ®iÖn cùc cho tr­
íc th­
êng lµ trong kÝch th­
íc l­
îng d­
, cã thÓ
dïng ®Ó gia c«ng mét ph¹m vi lín c¸c kÝch th­
íc hèc kh¸c nhau, lo¹i
bá viÖc ph¶i gia c«ng riªng ®iÖn cùc cho tõng øng dông.
*Cïng mét ®iÖn cùc cã thÓ dïng cho gia c«ng th« vµ gia c«ng
tinh. V× kÝch th­
íc quü ®¹o t¨ng nªn n¨ng l­
îng xung gi¶m. KÕt
qu¶ gièng nh­sö dông c¸c cÊp h¹t nhá h¬n liªn tôc cña giÊy r¸p.
C¸c øng dông :
- MÆc dï øng dông cña EDM chØ giíi h¹n trong gia c«ng c¸c vËt
liÖu dÉn ®iÖn, ph­
¬ng ph¸p nµy cã kh¶ n¨ng gia c«ng mµ kh«ng
bÞ ¶nh h­
ëng bëi ®é cøng vµ ®é bÒn cña vËt liÖu.
- Ph­
¬ng ph¸p EDM ®­
îc dïng réng r·i nhÊt trong c«ng nghiÖp
chÕ t¹o khu«n mÉu vµ dông cô, nh­
ng nã ®ang ®­
îc ¸p dông ngµy
cµng nhiÒu ®Ó lµm c¸c chi tiÕt mÉu vµ s¶n xuÊt, ®Æc biÖt
trong c«ng nghiÖp hµng kh«ng vµ ®iÖn tö, ë ®ã c¸c yªu cÇu vÒ
n¨ng suÊt t­
¬ng ®èi thÊp. ViÖc s¶n xuÊt c¸c khu«n dËp lµ mét
øng dông c¬ b¶n cña ph­
¬ng ph¸p nµy v× hiÖu qu¶ kinh tÕ trong
sö dông nã ®Ó lµm phï hîp h¬n lµ chÕ t¹o theo c¸ch th«ng th­
êng. Khu«n ®ïn, khu«n mÆt ®Çu, khu«n kÐo, rÌn, ®óc, còng nh­
khu«n nhùa cã thÓ gia c«ng b»ng ph­
¬ng ph¸p EDM.
- EDM ®Æc biÖt phï hîp cho c¸c chi tiÕt lµm tõ c¸c vËt liÖu khã gia
c«ng vµ/ hoÆc chøa nhiÒu lç nhá hay lç cã h×nh d¹ng ®Æc biÖt,
mét sè l­
îng lín c¸c lç hay c¸c lç cã c¸c gãc vµo nhá, c¸c hèc phøc t¹p,
c¸c ®­
êng biªn phøc t¹p. C¸c chi tiÕt thu nhá vµ c¸c chi tiÕt qu¸
máng hay tõ c¸c vËt liÖu gißn ®èi víi c¸c lùc c¾t c¬ khÝ th«ng th­
êng còng lµ ®èi t­
îng phï hîp cña EDM. C¸c lç trßn hoÆc bÊt kú cã
®­
êng kÝnh 0,05 mm cã thÓ gia c«ng víi tû sè chiÒu dµi/ ®­
êng
kÝnh kho¶ng 20/1. C¸c r·nh hÑp 0,05 ®Õn 0,3 mm ®­
îc c¾t nhiÒu
b»ng EDM.
- C¾t kh«ng bavia lµ mét ®Æc tÝnh cña EDM. NhiÒu khÝa c¹nh
cña thiÕt bÞ EDM hiÖn ®¹i, nh­lµ ®iÖn cùc nhiÒu ®Çu, söa ®iÖn
cùc tù ®éng vµ ®iÒu khiÓn sè gãp phÇn më réng øng dông cña
nã.
C¾t d©y EDM hµnh tr×nh.
C¾t d©y hµnh tr×nh EDM lµ mét ph­
¬ng ph¸p EDM ®Æc biÖt, ë
®ã ®iÖn cùc lµ d©y dÉn ®iÖn ®­
îc cuèn liªn tôc. D©y dÞch
chuyÓn t­
¬ng øng víi ph«i b»ng bµn ®iÒu khiÓn sè. Mét s¬ ®å
cña m¸y c¾t d©y EDM hµnh tr×nh ®­
îc biÓu diÔn ë h×nh 9. C¸c
m¸y cã Ýt nhÊt hai trôc ®iÒu khiÓn ( x vµ y). PhÇn lín c¸c m¸y cã
thÓ ®¸nh nghiªng d©y ®Ó gia c«ng c«n b»ng hai trôc n»m ngang
phô ( gäi lµ trôc u,v). HiÖn ®· cã lo¹i trôc quay vµ trôc ®øng ®­
îc
®iÒu khiÓn.
- D©y (th­
êng lµ ®ång thau) ®­
îc dïng mét lÇn. §iÒu khiÓn servo
cña m¸y t­
¬ng tù nh­ë m¸y CNC ®øng. §é dµy ph«i trung b×nh lµ
150 mm, ë vµi m¸y lªn tíi 420 mm, chÊt ®iÖn m«i th­
êng lµ n­
íc khö
ion ®­
îc cÊp b»ng ®Çu phun ë phÝa trªn vµ d­
íi ®­
êng dÉn d©y. §Çu
phun ®ång trôc víi d©y. M¹t gia c«ng ®­
îc lÊy ®i b»ng läc vµ l¾ng.
- §é chÝnh x¸c th«ng th­
êng kho¶ng 0,013 mm. C¸c biÖn ph¸p
®Æc biÖt nh­ch¹y d©y nhiÒu lÇn vµ ®iÒu khiÓn nhiÖt chÝnh x¸c
cho ®é chÝnh x¸c cao h¬n 0,005 mm. ChÕ ®é n¨ng l­
îng cã thÓ
gi¶m ë mçi l­
ît ®i d©y ®Ó n©ng cao chÊt l­
îng bÒ mÆt gièng nh­ë
- Lùc c¨ng d©y kh«ng ®æi ®­
îc duy tr×, lùc c¨ng ph¶i ®ñ lín ®Ó
gi÷ d©y th¼ng ë vïng c¾t, nh­
ng kh«ng qu¸ cao khiÕn d©y bÞ ®øt.
Lùc c¨ng ®óng lµ hµm cña vËt liÖu vµ ®­
êng kÝnh d©y. Bé phËn
dÉn d©y lµm b»ng vËt liÖu cøng nh­ saphia hay kim c­
¬ng ®Ó
gi¶m thiÓu mßn. Nã cÇn ®Ó gi÷ d©y th¼ng ®øng, ®iÒu cÇn
thiÕt ®Ó c¸c c¹nh gia c«ng trªn ph«i th¼ng. C¬ cÊu servo thuû lùc
kh«ng dïng trong c¾t d©y EDM. ChuyÓn ®éng servo ®­
îc thùc
hiÖn b»ng ®éng c¬ xoay chiÒu servo dÉn ®éng trùc tiÕp, ®éng
c¬ mét chiÒu hay ®éng c¬ b­
íc. C¸c gi¸ trÞ ®­
îc ®o lµ ®iÖn ¸p gi÷a
d©y vµ ph«i. H×nh 10 biÓu diÔn mét øng dông ®iÓn h×nh cña
c¾t d©y EDM trong c¾t khèi ph¼ng.
C¸c øng dông cña c¾t d©y EDM
- Ph­
¬ng ph¸p nµy ®­
îc dïng ®Ó chÕ t¹o khu«n dËp, dông cô
cho m¸y tiÖn, ®iÖn cùc cho EDM , khoÐt vµ khu«n ®ïn. Nã cã
thÓ dïng ®Ó t¹o mÉu chi tiÕt ®Ó sau ®ã chÕ s¶n xuÊt b»ng
dËp hay phay.
Khu«n dËp liªn tiÕp ®­
îc tr×nh bµy trong h×nh 11 lµ mét
trong nh÷ng øng dông cña c¾t d©y EDM.
- C¾t d©y EDM còng cã nhiÒu øng dông trong luyÖn kim, nh­
lÊy mÉu thö lâi tõ vËt ®óc ®Ó x¸c ®Þnh thay ®æi ho¸ häc :
tiÕt diÖn cña mèi hµn ®Ó x¸c ®Þnh cÊu tróc kim lo¹i vµ sù t¹o
ra c¸c tÝnh chÊt c¬ khÝ cña mÉu…
H×nh 11. Khu«n ®­
îc c¾t b»ng m¸y c¾t d©y
EDM
Nguån ®iÖn. Nh­ trong EDM ®øng, dßng ®iÖn ®Ønh vµ thêi
gian nèi m¹ch lµ c¸c biÕn ®iÒu khiÓn n¨ng l­
îng xung. Trong
nguån cÊp xung hiÖn ®¹i, c¸c biÕn nµy cïng víi thêi gian ng¾t
m¹ch cã thÓ cµi ®Æt ®éc lËp. D©y cã kh¶ n¨ng dÉn ®iÖn h¹n
chÕ vµ dßng ®iÖn cña c¸c nguån hiÕm khi v­
ît qu¸ 30 A. §iÖn thÕ
gi÷a d©y vµ ph«i th­
êng kho¶ng 55 vµ 60V . V× mßn ®iÖn cùc Ýt
quan träng, th«ng th­
êng d©y ®­
îc nèi ©m vµ ®iÒu nµy cho tèc
®é c¾t cao h¬n. §­
êng kÝnh d©y lín h¬n cã thÓ cho xung n¨ng l­
îng cao h¬n do ®ã tèc ®é c¾t cao h¬n.
BÒ mÆt . §Æc tÝnh cña bÒ mÆt c¾t b»ng c¾t d©y EDM gièng
nh­EDM ®øng. N¨ng l­
îng xung thÊp cho bÒ mÆt nh½n h¬n. §é
nh¸m bÒ mÆt thuéc kho¶ng Ra 1,25 ®Õn 0,2 m. VËt liÖu ph«i
vµ ®é dµy cÇn ph¶i quan t©m khi lËp chÕ ®é xung. Nh÷ng l­
îng
nhá vËt liÖu d©y l¾ng ®äng trªn bÒ mÆt ph«i, c¸c thÝ nghiÖm
cho thÊy r»ng thËm chÝ d©y molibden phñ graphit còng l¾ng
®äng c¸cbon vµ molibden lªn bÒ mÆt ph«i. §ång vµ kÏm l¾ng
®äng tõ d©y ®ång thau cã thÓ cã h¹i ®Õn hµn, nh­
ng cã thÓ lo¹i
bá b»ng axit nitric. C¾t d©y ®Ó c¾t c¸cbit vonfram thiªu kÕt cã
thÓ gÆp khã kh¨n do thµnh phÇn coban dÝnh vµ g©y ®øt d©y .
L­
u th«ng chÊt ®iÖn m«i vµ chÊt ®iÖn m«i . L­
u th«ng chÊt
®iÖn m«i tèt trong c¾t d©y còng quan träng nh­EDM ®øng. C¸c
®Çu cÊp dung dÞch ®iÖn m«i ph¶i cµng gÇn ph«i cµng tèt. Ph«i
cã sù thay ®æi nhiÒu vÒ ®é dµy trªn ®­
êng c¾t ng¨n c¶n sù l­
u
th«ng dung dÞch ®iÖn m«i vµ lµ r¾c rèi thùc sù. HËu qu¶ th­
êng
gÆp cña l­
u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i kÐm lµ ®øt d©y. §Ó tr¸nh
®øt d©y, thêi gian ng¾t m¹ch th­
êng ®­
îc t¨ng lªn. C¸ch nµy lµm cho
thêi gian gia c«ng t¨ng lªn. Lý do sö dông thêi gian ng¾t m¹ch ë
®©y lµ n¨ng l­
îng xung kh«ng bÞ ¶nh h­
ëng do ®ã duy tr× ®­
îc khe
hë gia c«ng vµ chÊt l­
îng bÒ mÆt. Khe hë gia c«ng kh«ng ®æi cÇn
cho ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c.
N­
íc khö ion ®­
îc dïng nhiÒu nhÊt lµm chÊt ®iÖn m«i. §é nhít
thÊp lµ lý t­
ëng trong ®iÒu kiÖn l­
u th«ng chÊt ®iÖn m«i khã kh¨n
khi c¾t d©y. MÆc dï c¸c phô gia th­
êng kh«ng cÇn thiÕt, chóng ®«i
khi ®­
îc dïng nh­ thµnh phÇn chèng gØ hay lµm cho dung dÞch
®iÖn m«i (hîp chÊt nÒn etylen glicol) “tr¬n h¬n”. DÇu nhÑ ®«i khi
®­
îc dïng nh­dung dÞch ®iÖn m«i.
ViÖc läc ®¶m b¶o còng quan träng v× t¹p chÊt ¶nh h­
ëng ®Õn
kho¶ng c¸ch khe hë vµ ®o ®ã ®Õn ®é chÝnh x¸c. V× qu¸ tr×nh c¾t
d©y sinh nhiÒu nhiÖt, m«i tr­
êng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é vµ lµm m¸t
D©y lo¹i vËt liÖu ®­
îc dïng nhiÒu nhÊt lµ ®ång thau, nã cã
hÇu hÕt c¸c phÈm chÊt cÇn cã cho c¾t d©y EDM, tøc lµ ®é
bÒn kÐo cao, ®é dÉn ®iÖn cao vµ dÔ kÐo ®¹t ®­
îc dung sai
chÝnh x¸c. HiÖn c¸c nghiªn cøu vÒ d©y ®ang ®­
îc tiÕn hµnh.
Xu h­
íng lµ c¸c d©y nhiÒu líp víi c¸c vËt liÖu kh¸c nhau cho c¸c
chøc n¨ng kh¸c nhau. Mét VD lµ d©y lâi thÐp cho ®é vÒ
kÐo cao, líp ®ång cho ®é dÉn ®iÖn tèt vµ líp graphit bªn
ngoµi cho tèc ®é c¾t cao. Líp ngoµi cïng cã thÓ ®­
îc lùa
chän ®Ó phï hîp víi øng dông cô thÓ. MÆc dï ®¾t h¬n, lo¹i
d©y nh­vËy c¾t nhanh h¬n d©y ®ång thau vµ cã thÓ x©y
dùng bµi to¸n cho tr­
êng hîp cô thÓ ®Ó xem xÐt hiÖu qu¶
kinh tÕ dßng cña nã . D©y ®ång thau phñ kÏm vµ lâi
molibden hiÖn ®· ®­
îc chÕ t¹o. D©y ®é bÒn cao ®Æc biÖt
tèt khi ph¶i dïng lo¹i ®­
êng kÝnh nhá ®Ó t¹o ra gãc b¸n
kÝnh nhá. §­
êng kÝnh d©y thay ®æi tõ 0,05 ®Õn 0,3 mm.
Tèc ®é c¾t . Tèc ®é c¾t ®­
îc tÝnh theo mm2
/h diÖn tÝch
bÒ mÆt ®­
îc c¾t. C¸c m¸y thêi ®Çu cã tèc ®é c¾t 1300
mm2
/h, víi c¸c m¸y hiÖn nay tèc ®é cao gÊp 10 lÇn hoÆc
h¬n. PhÇn lín tiÕn bé nµy lµ do sù c¶i thiÖn cña nguån
®iÖn. C¸c ®iÒu kiÖn l­
u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i còng
cÇn ®Ó ®¹t tèc ®é c¾t cao.

fdfdfdfdfdfdddfdfdfdffEDM_Gc Xung dien.ppt

  • 1.
    Gia c«ng xung®iÖn ( EDM- electrical discharge machining ) Gia c«ng xung ®iÖn (EDM) lµ mét ph­ ¬ng ph¸p lÊy kim lo¹i b»ng xung ®iÖn. Mét ®iÖn cùc cã h×nh d¹ng nhÊt ®Þnh (th­ êng lµ ®ång hoÆc graphit) ®­ îc dïng ®Ó t¹o ra mét hèc cã h×nh d¹ng ng­ îc víi ®iÖn cùc. Kh«ng cã tiÕp xóc trùc tiÕp gi÷a ®iÖn cùc vµ ph«i. Xung ®iÖn ®i qua dung dÞch ®iÖn m«i (th­ êng lµ dÇu nhÑ),kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÖn cùc vµ ph«i ®­ îc ®iÒu khiÓn. C¶ ®iÖn cùc vµ ph«i ph¶i cã tÝnh chÊt dÉn ®iÖn.
  • 2.
    MÆc dï métvµi m¸y EDM cã kh¶ n¨ng dÞch chuyÓn theo vµi trôc, m¸y EDM ®¬n gi¶n nhÊt cã mét trôc th¼ng ®øng d­ íi sù ®iÒu khiÓn duy nhÊt cña mét ®éng c¬ servo (H1). DÊu ©m chØ ra r»ng ®iÖn cùc ®­ îc nèi ©m. Gi÷a bÒ mÆt dông cô vµ chi tiÕt gia c«ng ph¶i tån t¹i mét khe hë gäi lµ khe hë ®iÖn cùc  (   0.025  0.05mm ). NÕu bµn ®­ îc phÐp dÞch chuyÓn kh«ng cã kiÓm so¸t, sÏ cã tiÕp xóc trùc tiÕp gi÷a ®iÖn cùc vµ ph«i, ®iÒu nµy sÏ g©y ra ng¾n m¹ch. HiÖn t­ îng nµy ®­ îc ng¨n chÆn b»ng mét c¬ cÊu servo ë ®ã ®iÖn thÕ ®­ îc ®o vµ so s¸nh víi th«ng tin tham chiÕu. NÕu d÷ liÖu lín h¬n gi¸ trÞ tham chiÕu, bµn tiÕn lªn, nÕu nã nhá h¬n, bµn lïi l¹i. DÞch chuyÓn cã thÓ thùc hiÖn b»ng mét xi lanh thuû lùc hay mét ®éng c¬ servo dÉn ®éng trùc tiÕp. Khi ph«i ®­ îc gia c«ng b»ng mµi mßn xung, kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÖn cùc vµ ph«i t¨ng lªn. §iÖn thÕ t¨ng lªn vµ bµn tiÕn lªn ®Õn khi ®iÖn thÕ phï hîp víi gi¸ trÞ tham chiÕu. Do ®ã c¬ cÊu servo duy tr× mét khe hë kh«ng ®æi. Sù sãi mßn tiÕp tôc ®Õn khi ®¹t ®­ îc chiÒu s©u ®· ®Æt ra. T¹i thêi ®iÓm nµy ®iÖn cùc ®­
  • 3.
    Hinh1 . S¬®å cña m¸y gia c«ng xung ®iÖn
  • 4.
    C¬ chÕ t¸chbá vËt liÖu . N¨ng l­ îng dßng ®iÖn mét chiÒu ®­ îc ®Æt vµo mét m¹ch xung ë ®ã cã thÓ t¹o ra xung vu«ng gÇn ®óng, víi tÇn så F ( F  200.000  500.000 Hz ), ®iÖn thÕ cùc V  30 250V. Mét c¸ch lý t­ ëng mçi xung t¹o ra mét hå quang (tia löa ®iÖn ). Mçi hå quang xuÊt hiÖn n¬i mµ ®iÖn trë nhá nhÊt, th­ êng lµ gÇn chç phãng hå quang tr­ íc ®ã, t¹o ra nhiÖt côc bé rÊt lín trªn bÒ mÆt cña ph«i (10.000 20.000o C), lµm kim lo¹i nãng ch¶y vµ bèc h¬i. HiÖn t­ îng trªn diÔn ra liªn tôc vµ ch¹y kh¾p bÒ mÆt ®iÖn cùc, cuèi cïng khe hë trë nªn ®Òu ®Æn (h×nh 5 ). Do ®ã tuú theo h×nh thï cña Kat«t mµ an«t ®­ îc chÐp l¹i h×nh d¹ng gièng nh­thÕ. Th«ng th­ êng cùc ©m bÞ mßn Ýt h¬n cùc d­ ¬ng do: - §éng l­ îng g©y ra cña c¸c e lín h¬n nhiÒu so víi c¸c ion. - Do nhiÖt ph©n cña dung m«i mµ t¹o ra mµng máng c¸c bon b¸m vµo ©m cùc (c¸c bon cã trong chÊt láng ) Do ®ã cùc ©m th­ êng ®­ îc nèi víi dông cô. Sãng vu«ng biÓu diÔn quan hÖ dßng ®iÖn theo thêi gian, lµ mét th«ng sè kü thuËt th«ng th­ êng cña nguån ®iÖn cña EDM. C¸c biÕn lµ thêi gian nèi m¹ch, thêi gian ng¾t m¹ch vµ dßng ®iÖn
  • 5.
    H×nh2. Nh÷ng th«ngsè cña mét xung EDM, Thêi gian ng¾t m¹ch vµ c­ êng ®é dßng ®iÖn ®Ønh x¸c ®Þnh n¨ng l­ îng cña tia löa.
  • 6.
    H×nh3. Profin cñamét xung EDM. a – thêi gian ion ho¸; b- thêi gian xung; c – thêi gian khö ion; d – thêi gian nghØ. Hçu hÕt qu¸ tr×nh mßn ®iÖn cùc x¶y ra trong suèt thêi gian ion ho¸
  • 7.
    H×nh 2 cãtÝnh chÊt tham kh¶o, qu¸ tr×nh phøc t¹p h¬n nhiÒu. Khi ®iÖn cùc tiÕp cËn ph«i, dung dÞch ®iÖn m«i b¾t ®Çu i«n ho¸ ë ®iÓm tiÕp cËn gÇn nhÊt. §iÖn thÕ r¬i xuèng møc thÊp nhÊt (kho¶ng 35 V) khi dßng ®iÖn b¾t ®Çu ch¹y qua. §©y lµ sù phãng ®iÖn. Nã xÈy ra ë kho¶ng c¸ch phãng ®iÖn tõ 0,01 ®Õn 0,4 mm. Víi mçi lÇn phãng ®iÖn vËt liÖu bÞ t¸ch ra khái ph«i do bay h¬i vµ ch¶y, c¸c lç xuÊt hiÖn trªn ph«i vµ ®iÖn cùc. H×nh 3 cho mét bøc tranh râ h¬n, nã biÓu diÔn ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn nh­lµ hµm cña thêi gian. Thêi gian nèi m¹ch ( on – time) cã thÓ ®­ îc chia thµnh thêi gian i«n ho¸, thêi gian phãng ®iÖn vµ thêi gian khö i«n. Sù ng¾t qu·ng cña dßng ®iÖn ( off – time) cho phÐp c¸c h¹t vËt liÖu bÞ t¸ch ra tõ c¸c hè t¹o ra do xung bÞ ®Èy ®i do dßng ch¶y cña chÊt ®iÖn m«i. Dung dÞch ion ho¸ ®­ îc bá ®i vµ thay b»ng dung dÞch míi. Thêi gian off – time ph¶i lín h¬n thêi gian khö i«n ®Ó ng¨n sù phãng ®iÖn liªn tôc t¹i mét ®iÓm. HiÖn t­ îng nµy ®­ îc biÕt lµ hå quang ®iÖn mét chiÒu.
  • 8.
    Hinh 5 :Profin bÒ mÆt Hinh : S¬ ®å nguyªn lý EDM
  • 9.
    Nguån ®iÖn choEDM ®­ îc c¶i tiÕn tõ m¹ch ®iÖn trë – tô ®iÖn (RC H×nh 6). GÇn ®©y, cã xu h­ íng chuyÓn sang thiÕt bÞ tranzitor oxit kim lo¹i t¸c ®éng tr­ êng. Chóng h÷u Ých ®èi víi c¸c nguån ®iÖn EDM v× kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch nhanh ë c«ng suÊt cao. Mét nguån ®iÖn hiÖn ®¹i cho phÐp ®Æt ®éc lËp thêi gian on – time vµ off – time. Ph¹m vi th«ng th­ êng lµ 2 ®Õn 1000 micro gi©y. Th­ êng toµn bé n¨ng l­ îng cña mét xung ®iÖn tû lÖ víi thÓ tÝch cña khèi ®å thÞ vu«ng trªn 3 trôc vu«ng gãc thêi gian, dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p. ChØ cã thêi gian nèi m¹ch ( on – time) tøc lµ thêi gian sau khi i«n ho¸ lµ ¶nh h­ ëng ®Õn viÖc t¸ch bá vËt liÖu (H4). Nh­vËy ®­ êng kÝnh cña hè (t¹o ra do mét xung) tû lÖ víi dßng ®iÖn t¸c ®éng vµ chiÒu s©u tû lÖ víi H×nh 4 : S¬ ®å 3 kÝch th­ íc cña tia löa xung EDM. N¨ng l­ îng cña tia löa cã hiÖu lùc ®Ó bãc vËt liÖu tû lÖ víi thêi gian ®ãng m¹ch hiÖu qu¶, c­ êng ®é dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p ®¸nh löa.
  • 10.
    H×nh 6. S¬®å nguyªn lý m¹ch phôc håi
  • 11.
    H×nh 9.8 :¶nhh­ ëng cña n¨ng l­ îng xung ®Õn tèc ®é bãc t¸ch vËt liÖu vµ ®é nh¸m bÒ mÆt
  • 12.
    Thùc nghiÖm chothÊy tèc ®é t¸ch bá vËt liÖu thay ®æi tõ gÇn nh­0 ë chÕ ®é gia c«ng tinh cho ®Õn 410 mm3 /ph víi dßng ®iÖn 25 A. Mét nguån 400A cã thÓ gia c«ng tíi 4350 mm3 /ph. CÇn ph¶i chó ý r»ng gi¸ trÞ t¨ng kh«ng tuyÕn tÝnh. Xung t¹o ra tõ mét nguån ®iÖn tiªu chuÈn chØ t¹o ra mét tia löa ®iÖn. N¨ng suÊt t¸ch bá vËt liÖu cã thÓ x¸c ®Þnh qua c«ng thøc. Q  ( mm3 /phut) ë ®©y : i lµ c­ êng ®é dßng ®iÖn ( A ) T lµ ®iÓm s«i cña vËt liÖu chi tiÕt gia c«ng ( 0 C) . 23 . 1 4 . ). 10 4 (   T i x
  • 13.
    H×nh 9 :Nh÷ng th«ng sè ¶nh h­ ëng ®Õn qu¸ tr×nh EDM
  • 14.
    BÒ mÆt giac«ng b»ng EDM Topography. EDM cã mét dÊu hiÖu bÒ mÆt riªng biÖt. BÒ mÆt t­ ¬ng tù mét bÒ mÆt bÞ b¾n ph¸ víi tÊt c¶ c¸c hè cã cïng kÝch th­ íc (H7). Kh«ng cã kiÓu hay h­ íng s¾p xÕp bÒ mÆt nh­c¸c ph­ ¬ng ph¸p gia c«ng th«ng th­ êng kh¸c. V× kÝch th­ íc c¸c hè phô thuéc vµo n¨ng l­ îng tia löa ®iÖn vµ nã thay ®æi nhiÒu. BÒ mÆt gia c«ng b»ng EDM cã nhÊp nh« Ra tõ 0,2 ®Õn 12,5 m. H×nh 7 : Mét bÒ mÆt ®iÓn h×nh sau khi gia c«ng xung ®iÖn. C¸c tham sè gia c«ng : cùc ®iÖn cùc d­ ¬ng. Thêi gian nèi m¹ch lµ 58 gi©y, thêi gian off-time 32 m, dßng ®iÖn max 13A. ®iÖn cùc graphit, ph«i thÐp dông cô. §é nh¸m bÒ mÆt Ra 3,5 m. Khi gia c«ng thÐp cã thÓ x¸c ®Þnh gÇn ®óng Ra  1.11 Q8.834 (mm) Q : N¨ng suÊt gia c«ng. mm3 /phut
  • 15.
    C¸c ¶nh h­ ëngvÒ tæ chøc kim lo¹i vµ ho¸ häc. V× hiÖn t­ îng t«i rÊt nhanh do chÊt ®iÖn m«i vµ t¸c ®éng t¶n nhiÖt cña ph«i, líp bÒ mÆt bÞ t¸c ®éng trong qu¸ tr×nh EDM kh¸ máng – nhá h¬n 0,13 mm khi gia c«ng th« vµ 0,01 mm khi gia c«ng tinh. V× c¸c tiªu chÝ ®Ó ®¸nh gi¸ ®é dµy cña líp nµy (thay ®æi ®é cøng, øng suÊt d­ , c¸c t¸c ®éng vÒ tæ chøc kim lo¹i ), ph­ ¬ng ph¸p cÇn ph¶i chØ ra cô thÓ. Líp nµy cã thÓ chia thµnh mét líp gäi lµ líp bÞ t¸i ®óc vµ mét líp bÞ ¶nh h­ ëng nhiÖt. Líp bÞ t¸i ®óc ®­ îc ®Æc tr­ ng bëi cÊu tróc bÞ t«i nhanh, trong khi líp bÞ ¶nh h­ ëng vÒ nhiÖt cã cÊu tróc ñ hay bÞ ram. C¸c t¸c ®éng nµy phô thuéc nhiÒu vµo hîp kim ®­ îc gia c«ng. V× mét phÇn lín EDM dïng gia c«ng thÐp c¸c bon cao ®Ó lµm khu«n dËp vµ ®óc. Líp t¸i ®óc trªn thÐp dông cô cøng h¬n vËt liÖu nguyªn khèi v× sù h×nh thµnh mactenxit, trong khi vïng bÞ ¶nh h­ ëng nhiÖt mÒm h¬n v× mactenxit bÞ ram. Nh÷ng l­ îng nhá vËt liÖu ®iÖn cùc còng nh­c¸cbon tõ chÊt ®iÖn m«i cã thÓ l¾ng ®éng trªn bÒ mÆt EDM. Trong tr­ êng hîp gia c«ng thÐp, l­ îng c¸cbon d­ trªn bÒ mÆt cã thÓ t¹o thªm mactenxit vµ lµm t¨ng nguy c¬ nøt.
  • 16.
    H×nh 9.11 :Vïng ¶nh h­ ëng nhiÖt cña ph­ ¬ng ph¸p EDM
  • 17.
    §iÖn cùc vµc¸c ph­ ¬ng ph¸p gia c«ng ®iÖn cùc Chi phÝ ®iÖn cùc th­ êng lµ phÇn ®¾t nhÊt trong gia c«ng xung ®iÖn. Chi phÝ vËt liÖu chÕ t¹o, mßn vµ söa ®iÖn cùc ph¶i ®­ îc ®¸nh gi¸ cÈn thËn ®Ó x¸c ®Þnh vËt liÖu ®iÖn cùc vµ chÕ ®é m¸y EDM tèt nhÊt. §iÖn cùc lý t­ ëng lµ lo¹i cã tÝnh dÉn ®iÖn cao, dÔ chÕ t¹o vµ cã nhiÖt ®é nãng ch¶y cao, nã ph¶i ®ñ bÒn ®Ó chÞu ®­ îc c¸c ph­ ¬ng ph¸p gia c«ng th«ng th­ êng ®Ó kh«ng bÞ biÕn d¹ng.C¸c cùc dïng cho c¸c kÕt hîp kh¸c nhau cña cÆp ®iÖn cùc – ph«i ®­ îc tr×nh bµy trong b¶ng 1. B¶ng1 : Cùc cña® iÖ n cùc ® èi ví i nh÷ngcÆ p ® iÖ n cùc – ph«i kh¸ c nhau. VËtliÖ uph«i VËtliÖ u ® iÖ ncùc ThÐ p C¸ cbitVonfram §ång N h«m H î pkimnÒ nnikel Graphit § ång Cu– W ThÐ p § ångthau +, - + + +, - - - +, - +, - + … - - - - … + + + - + +, - + + - -
  • 18.
    §é chÝnh x¸cgia c«ng Dung sai  0.05mm cã thÓ dÔ ®¹t ®­ îc b»ng ph­ ¬ng ph¸p EDM, tuy nhiªn viÖc ®iÒu khiÓn tèt c¸c th«ng sè cña qu¸ tr×nh EDM cã thÓ ®¹t ®­ îc dung sai  0.003mm. Gia c«ng b»ng ph­ ¬ng ph¸p EDM cã hiÖn t­ îng c«n, cã b¸n kÝnh ë c¸c gãc b»ng khe hë ®¸nh löa vµ c¾t qu¸. §é c«n th«ng th­ êng vµo kho¶ng 0.005  0.05mm trªn 10mm chiÒu s©u vµ cã thÓ ®­ îc giíi h¹n nÕu sö dông ph­ ¬ng ph¸p déi hót. KÝch th­ íc c¾t qu¸ phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn gia c«ng (h×nh 9.12). BiÓu ®å nµy ®­ îc xem xÐt ®Ó thiÕt kÕ dông cô.
  • 19.
    H×nh 9.11 :BiÓu ®å c¾t qu¸
  • 20.
    Mßn . HÖ sèmßn ®iÖn cùc ®­ îc biÓu diÔn theo mßn mÆt ®Çu, mßn c¹nh, mßn gãc vµ mßn thÓ tÝch. C¸c biÓu thøc ®­ îc ®Þnh nghÜa trong h×nh 6. ThuËt ng÷ kh«ng mßn trong EDM ®­ îc ¸p dông chung cho tr­ êng hîp ë ®ã tû sè mßn ®iÖn cùc / ph«i lµ 1 % hay nhá h¬n. Mßn ®Çu tiªn xuÊt hiÖn ë gãc. Do ®ã mßn gãc lµ yÕu tè hay dïng ®Ó quyÕt ®Þnh khi nµo mét ®iÖn cùc ph¶i bÞ söa. H×nh 6. Nh÷ng gi¸ trÞ ®¸nh gi¸ mßn cña ®iÖn cùc EDM Mßn mÆt ®Çu = d/ Le Mßn mÆt bªn = d/ Ls Mßn gãc = d/ Lc ThÓ tÝch ph«i bÞ bãc ®i Mßn thÓ tÝch = ThÓ tÝch ®iÖn cùc bÞ mßn
  • 21.
    VËt liÖu .Trong phÇn tiÕp theo vÒ vËt liÖu ®iÖn cùc, c¸c so s¸nh chi phÝ ®­ îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®Æt chi phÝ cña ®ång b»ng 1. C¸c chi phÝ vËt liÖu th­ êng nhá h¬n chi phÝ chÕ t¹o vµ thêi gian m¸y EDM. Do ®ã vËt liÖu cã chi phÝ nhá nhÊt kh«ng nhÊt thiÕt cho gi¸ trÞ gia c«ng tæng nhá nhÊt. Graphite lµ vËt liÖu ®iÖn cùc hay dïng nhÊt v× tÝnh gia c«ng vµ c¸c ®Æc tÝnh mßn EDM tèt. DÔ khoan c¸c lç nhá b»ng nhau. Nã dÔ chÕ t¹o ë c¸c kÝch th­ íc vµ d¹ng rÊt kh¸c nhau. Cì h¹t graphite EDM th­ ¬ng phÈm hiÖn cã tõ 0,001 ®Õn 0,1 mm, ®é bÒn uèn so víi ®ång b»ng1/5, ®é cøng b»ng 1/2. Gi¸ thµnh t¨ng khi cì h¹t gi¶m, ®é bÒn uèn t¨ng th× ®é cøng còng t¨ng, hÖ sè chi phÝ so víi ®ång lµ 1,3 ®Õn 24. Nh­ îc ®iÓm cña graphite lµ nã bÈn vµ cÇn cã hÖ thèng hót ch©n kh«ng ë tÊt c¶ c¸c øng dông nh­ ng ®©y lµ viÖc dÔ thùc hiÖn. §ång cã tÝnh mßn EDM tèt, ®é dÉn ®iÖn tèt vµ kinh tÕ. Nã gia c«ng kh«ng dÔ nh­ graphite hay ®ång thau. Tuy vËy nã ®­ îc dïng nhiÒu nh­graphit, ®Æc biÖt tèt khi gia c«ng c¸c bit vonfram. §ång thÝch hîp cho gia c«ng tinh Ra 0,5 m. Chi phÝ cña ®ång ®­ îc dïng lµm chuÈn vµ ®­ îc chän b»ng 1. Lùa chän kh¸c lµ hîp kim Cu-0,5 Te. Nã chØ ®¾t h¬n ®ång mét chót (hÖ sè chi phÝ 1,2) vµ nã dÔ gia c«ng gÇn b»ng ®ång thau.
  • 22.
    §ång – vonframvµ b¹c vonfram lµ c¸c vËt liÖu ®¾t víi hÖ sè chi phÝ t­ ¬ng øng lµ 18 vµ 100, øng dông chñ yÕu cña chóng lµ gia c«ng c¸c khe s©u ë ®iÒu kiÖn t¶i m¹t gia c«ng kÐm. Thùc tÕ chóng kh«ng ph¶i lµ c¸c hîp kim. Vonfram lµ bét ®­ îc nÐn vµ thiªu kÕt ®­ îc trén víi ®ång hay b¹c. TÝnh gia c«ng trung b×nh, nh­ ng v× nã gißn nªn kh«ng rÌn ®­ îc sau khi thiªu kÕt. §ång – graphit lµ mét graphit ®­ îc trén víi ®ång. Nã ®¾t h¬n 1,5 ®Õn 2 lÇn graphit nguyªn chÊt, do ®ã b»ng 5 ®Õn 20 lÇn ®ång. §é bÒn uèn cña nã cao h¬n graphit cïng cì h¹t, do ®ã nã tèt cho chÕ t¹o ®iÖn cùc cã tiÕt diÖn máng. TÝnh dÉn ®iÖn ®­ îc c¶i thiÖn ®¸ng kÓ nh­ ng tÝnh chÞu mßn c¹nh kh«ng tèt nh­graphit nguyªn chÊt cïng cì h¹t. Nã lµm viÖc tèt khi gia c«ng c¸cbit vonfram. §ång thau kh«ng ®¾t vµ dÔ gia c«ng nh­ ng chÞu mßn kÐm. Nã th­ êng dïng lµm ®iÖn cùc èng trong c¸c m¸y khoan EDM c¸c lç ®Æc biÖt nhá, n¬i mµ ®é mßn ®iÖn cùc cao cã thÓ chÊp nhËn ®­ îc. ThÐp kh«ng ph¶i lµ mét vËt liÖu ®iÖn cùc tèt trong øng dông th«ng th­ êng. Nã dïng chñ yÕu ®Ó phï hîp víi c¸c mÆt ph¼ng ph©n khu«n trong c¸c khu«n cña mét nöa khu«n lµ ®iÖn cùc vµ mét nöa khu«n lµ ph«i. Vonfram ®­ îc dïng trong gia c«ng c¸c lç nhá (<0,2 mm) cho nh÷ng ®iÖn cùc kh«ng cã c¸c lç ngang.
  • 23.
    ChÕ t¹o ®iÖncùc. ph­ ¬ng ph¸p chÕ t¹o ®iÖn cùc th«ng dông nhÊt lµ trªn c¸c m¸y tiÖn, phay vµ mµi. Mét lý do ®Ó graphit trë thµnh vËt liÖu ®iÖn cùc chÝnh lµ nã dÔ gia c«ng. ThiÕt kÕ hÖ thèng dông cô EDM dùa trªn gi¶ thiÕt r»ng ®iÖn cùc ®­ îc gia c«ng trong khi kÑp. C¾t d©y hµnh tr×nh EDM lµ mét ph­ ¬ng ph¸p tuyÖt vêi ®Ó gia c«ng c¸c ®iÖn cùc trong EDM. TÊt c¶ c¸c vËt liÖu ®iÖn cùc kim lo¹i ®Òu c¾t tèt. Tèc ®é c¾t trªn graphit b»ng 1/3 ®ång, nh­ ng gÇn ®©y lo¹i graphit h¹t siªu nhá c¾t dÔ h¬n. HiÖn ®· cã thÓ gia c«ng ®­ îc c¸c thµnh nhá vµ chi tiÕt phøc t¹p. Ph­ ¬ng ph¸p nµy cã thÓ kÕt hîp víi c¸c ph­ ¬ng ph¸p kh¸c trong chÕ t¹o ®iÖn cùc. C¸c ®iÖn cùc graphit - ®­ îc mµi cÇn vËt mÉu cã d¹ng hèc. VËt mÉu ®­ îc dïng nh­ mét dông cô ®Ó t¹o ra h×nh ¶nh nghÞch cña nã, gièng nh­ph­ ¬ng ph¸p EDM. Trong mµi siªu ©m h¹t mµi ë d¹ng nh·o ®­ îc b¬m ra gi÷a mÉu vµ ®iÖn cùc, mÉu rung víi chu kú 20.000 lÇn / gi©y. Mµi quü ®¹o dïng cho tèc ®é t¸ch bá vËt liÖu cao, trong khi mµi siªu ©m dïng khi cÇn gia c«ng c¸c chi tiÕt nhá. §iÖn cùc graphit cã thÓ söa l¹i nhiÒu lÇn b»ng c¶ hai ph­ ¬ng ph¸p. V× chi phÝ chÕ t¹o mÉu lín ph­ ¬ng ph¸p nµy kinh tÕ nhÊt lµ dïng trong c¸c viÖc lÆp ®i lÆp l¹i. HÖ thèng dông cô ®Ó duy tr× vÞ trÝ gi÷a m¸y
  • 24.
    §ång vonfram ®óc®­ îc s¶n xuÊt tõ vËt mÉu lµm tõ mét vËt liÖu nµo ®ã, sau ®ã dïng ®Ó lµm khu«n cho ®iÖn cùc. C¸c vËt liÖu ®ång – vonfram ®óc ®ång nhÊt ®­ îc t¹o ra. Ph­ ¬ng ph¸p nµy dïng trong tr­ êng hîp cÇn ph¶i dïng nhiÒu ®iÖn cùc phøc t¹p . T¹o h×nh b»ng ®iÖn ph©n lµ mét ph­ ¬ng ph¸p ë ®ã mét vËt ®­ îc t¹o h×nh, phñ b»ng s¬n dÉn ®iÖn vµ ®­ îc m¹ ®iÖn ph©n. Sau khi ®­ îc m¹ ®iÖn ph©n, mÉu ban ®Çu ®­ îc bá ®i. MÉu th­ êng ®­ îc lµm b»ng s¸p vËt liÖu cã thÓ nung ch¶y, do ®ã ph­ ¬ng ph¸p gièng nh­ qu¸ tr×nh ng­ îc cña ®óc trong khu«n mÉu ch¶y. C¸c ph¸t triÓn gÇn ®©y gia c«ng xung ®iÖn kh«ng mßn ®· lµm cho viÖc sö dông c¸c ®iÖn cùc d¹ng vá máng trë nªn thùc tÕ. §ång ®ïn, hoÆc Ðp dïng tÝnh chÊt dÔ t¹o h×nh cña ®ång ®Ó lµm ®iÖn cùc. §ång ®­ îc ®ïn, hoÆc Ðp qua mét mÆt c¾t ngang phøc t¹p vµ ®¹t ®­ îc ®é chÝnh x¸c cao vÒ kÝch th­ íc. C¸c hèc phøc t¹p lµm b»ng thÐp dông cô nhiÖt luyÖn hay b»ng c¸cbit vonfram th­ êng ®­ îc gia c«ng b»ng xung ®iÖn.
  • 25.
    Dung dÞch ®iÖnm«i. Dung dÞch ®iÖn m«i thùc hiÖn mét sè chøc n¨ng sau : - lµ mét tr­ êng dÉn tia löa ®iÖn mµ ph¶i ion ho¸ ë d­ íi ®iÖn ¸p ®Æt vµo. - Lµ chÊt lµm m¸t cho ph«i vµ ®iÖn cùc. - Lµ m«i tr­ êng mang c¸c m¶nh ph«i (ph«i EDM) sinh ra trong qu¸ tr×nh gia c«ng . C¸c tÝnh chÊt cÇn cã lµ ®é nhít thÊp, ®iÓm bay h¬i do tia löa thÊp vµ gi¸ thµnh thÊp. V× khe hë gia c«ng nhá ë chÕ ®é gia c«ng tinh, chÊt ®iÖn m«i cã ®é nhít thÊp ®Æc biÖt quan träng, ®é nhít thÊp còng gióp t¸ch mÆt gia c«ng, do ®ã lµm cho chÊt ®iÖn m«i s¹ch. Dung dÞch ®iÖn m«i th«ng dông lµ dÇu cã thµnh phÇn chÝnh lµ dÇu löa. Kerosene, dÇu silicone vµ dung dÞch ®iÖn m«i trªn c¬ së n­ íc. N­ íc khö ion cã mét vµi ®Æc tÝnh tèt lµ an toµn vÒ ch¸y, gi¸ thµnh thÊp, ®é nhít thÊp vµ kh«ng cã c¸cbon nªn kh«ng t¸c dông víi ph«i. Tuy vËy dÇu gèc dÇu löa cho kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn khe hë gia c«ng tèt h¬n vµ ®­ îc dïng nhiÒu nhÊt.
  • 26.
    Sù l­ u th«ngdung dÞch ®iÖn m«i lµ vÊn ®Ò riªng rÏ quan träng nhÊt ®Õn sù thµnh c«ng cña EDM. Trong nguån ®iÖn nhiÒu ®Çu ra c¸c ®iÖn cùc nhiÒu ®Çu lµ c¸c ®¬n vÞ riªng vÒ c¬ khÝ, thËm chÝ chóng cßn riªng biÖt víi nhau vÒ ®iÖn. C¸c vÊn ®Ò l­ u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i ë mét ®iÖn cùc cã thÓ lµm toµn bé hÖ thèng bÞ lïi l¹i. Do ®ã l­ u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i tèt thËm chÝ cßn quan träng h¬n khi dïng ph­ ¬ng ph¸p nhiÒu ®iÖn cùc. Mét vµi quy t¾c th«ng th­ êng ¸p dông : *L­ u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i th«ng qua dông cô. *NhiÒu lç l­ u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i nhá tèt h¬n mét lç lín. Bªn c¹nh viÖc ph©n phèi dung dÞch tèt h¬n, c¸c bét kim lo¹i tõ c¸c lç l­ u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i nhá h¬n vµ dÔ lÊy ®i h¬n. *Dßng ch¶y dung dÞch ®iÖn m«i qua toµn bé dao diÖn ph«i - ®iÖn cùc æn ®Þnh h¬n. *Nªn tr¸nh c¸c ®iÓm chÕt t¹o ra bëi c¸c lç l­ u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i cã ¸p suÊt tõ phÝa ®èi diÖn cña chi tiÕt. *Nªn cã lç th«ng cho c¸c chi tiÕt d¹ng vßm ®Ó tr¸nh sù tËp trung cña c¸c khÝ dÔ næ.
  • 27.
    ¦u ®iÓm cñaEDM lµ : *C¸c hèc cã thµnh máng vµ c¸c chi tiÕt chÝnh x¸c cã thÓ gia c«ng ®­ îc v× kh«ng cã tiÕp xóc gi÷a ®iÖn cùc vµ ph«i. *Cã thÓ gia c«ng c¸c d¹ng h×nh häc khã (Khu«n ®ïn Ðp nhùa, khu«n kÐo, khu«n rÌn …) *MÆc dï tèc ®é t¸ch bá vËt liÖu liªn quan ®Õn ®iÓm nãng ch¶y cña kim lo¹i gia c«ng , viÖc ¸p dông EDM kh«ng bÞ ¶nh h­ ëng bëi ®é cøng cña ph«i. C¸c vËt liÖu cã tÝnh gia c«ng kÐm nh­ c¸cbit vonfram vµ thÐp ®· t«i cã thÓ c¾t b»ng ph­ ¬ng ph¸p EDM. *Gia c«ng kh«ng cã bavia.
  • 28.
    Nh­ îc ®iÓm . -ChØ gia c«ng ®­ îc vËt liÖu dÉn ®iÖn. - §é nh½n bÒ mÆt kh«ng cao Ra tõ 0,2 ®Õn 12,5 m. - Líp bÒ mÆt máng bÞ thay ®æi vÒ tæ chøc tÕ vi, c¬ lý tÝnh, so víi vËt liÖu tr­ íc gia c«ng – nhá h¬n 0,13 mm khi gia c«ng th« vµ 0,01 mm khi gia c«ng tinh – líp nµy cã thÓ lo¹i bá b»ng d¸nh bãng. - Tiªu thô n¨ng l­ îng lín.
  • 29.
    C¸c tiÕn bégÇn ®©y trong EDM. EDM kh«ng mßn th­ êng ®­ îc ®Þnh nghÜa nh­gia c«ng cã tû sè mßn mßn ®iÖn cùc b»ng 100 hay h¬n. §Æc ®iÓm cña EDM kh«ng mßn lµ cùc cña ®iÖn cùc lµ d­ ¬ng, thêi gian nèi m¹ch dµi vµ ®Ønh dßng ®iÖn thÊp ( H×nh 7 ). Nã kh«ng ph¶i mét d¹ng riªng rÏ cña EDM. ChÕ ®é xung gÇn chÕ ®é kh«ng mßn cho hÖ sè mßn gÇn 100, graphit, graphit trén ®ång, ®ång, vonfram ®ång, vonfram b¹c, tÊt c¶ cã thÓ dïng lµm vËt liÖu ®iÖn cùc. VËt liÖu ph«i cã thÓ lµ thÐp, hîp kim stelit ( nÒn Co-Cr), hîp kim nikel cao hay nh«m. C¸cbit vonfram kh«ng thÓ sö dông theo c¸ch nµy ®­ îc. EDM kh«ng mßn cã thÓ dïng trong c¾t th«, nh­ ng kh«ng cho tèc ®é t¸ch bá vËt liÖu cao nhÊt ( ®iÒu nµy xuÊt hiÖn khi ®iÖn cùc nèi ©m). H×nh 7 biÓu diÔn tèc ®é t¸ch bá vËt liÖu max vµ hÖ sè mßn tèt nhÊt nh­lµ hµm cña thêi gian nèi m¹ch. do ®ã viÖc lùa chän ph­ ¬ng ph¸p kinh tÕ nhÊt tuú thuéc vµo chi phÝ cña vËt liÖu ®iÖn cùc, söa ®iÖn cùc tèt, chi phÝ lao ®éng vµ thêi gian m¸y.
  • 30.
    H×nh 7 :Thêi gian nèi m¹ch víi ®iÖn cùc nèi d­ ¬ng cho tèc ®é t¸ch bá vËt liÖu max. Mßn tèt nhÊt ë thêi gian nèi m¹ch max vµ ®iÖn cùc nèi d­ ¬ng. Ph«i lµ thÐp dông cô. Dßng ®iÖn 12 A. VËt liÖu ®iÖn cùc : graphit . Gi¸ trÞ ghi trªn ®­ êng cong lµ thêi gian ®ãng m¹ch cã ®¬n vÞ micro gi©y,
  • 31.
    M¸y EDM CNC®øng. M¸y ®iÒu khiÓn sè b»ng m¸y tÝnh (CNC) cho thªm kh¶ n¨ng trong ®iÒu khiÓn v« cÊp chuyÓn ®éng vµ ¨n mßn. GÇn nh­tÊt c¶ c¸c m¸y cã Ýt nhÊt 3 trôc ®­ îc ®iÒu khiÓn; hiÖn ®· cã m¸y cã kh¶ n¨ng t¹o ra c¸c bÒ mÆt cong b»ng ®iÖn cùc ®Çu trßn thao c¸ch t­ ¬ng tù phay CNC. Tuy nhiªn c¸c ®iÖn cùc ®Þnh h×nh dïng víi m¸y EDM tiªu chuÈn ®­ îc dïng nhiÒu h¬n. M¸y EDM CNC cã nh÷ng ­ u ®iÓm trong c¸c kh¶ n¨ng gia c«ng. *ViÖc ®Þnh vÞ ®iÖn cùc t­ ¬ng øng víi mét vµi chuÈn nh­lµ bi, lç chuÈn trªn ph«i hay c¸c bÒ mÆt chuÈn. *Bï mßn ®iÖn cùc dïng c¸c ®Çu so trªn c¸c bÒ mÆt chuÈn *KiÓm tra ngay trªn m¸y víi c¸c ®Çu dß g¾n trªn kÑp ®iÖn cùc *§Æt l¹i nhanh chÕ ®é xung ®èi víi mét cÆp ph«i-®iÖn cùc cho tr­ íc *L­ u l¹i vµ phôc håi c¸c d÷ liÖu cña ®iÖn cùc khi trôc ®iÖn cùc kh«ng trïng víi cÇn g¸ cña nã. C¸c sai sè ®Þnh h­ íng gãc cã thÓ söa l¹i ®­ îc. *C¸c hÖ thèng ®a to¹ ®é cho ph«i ë c¸c vÞ trÝ vµ h­ íng kh¸c nhau.
  • 32.
    *C¸c h×nh ®ångd¹ng theo ®­ êng t©m ®­ îc dïng víi c¸c ®iÖn cùc kiÓu dao phay ( cã kiÓu gia c«ng nh­ khi phay). §ång d¹ng lín dïng trong gia c«ng th« vµ lo¹i nhá h¬n dïng trong gia c«ng tinh. Mét phÇn danh s¸ch nµy minh häa lîi Ých cña c¸c kh¶ n¨ng hiÖn cã khi sö dông EDM CNC. Trong gia c«ng tù ®éng chÕ ®é xung m·nh liÖt (®Æc tr­ ng bëi thêi gian ng¾t m¹ch ng¾n) kh«ng nªn ¸p dông v× hå quang cã thÓ ph¸ huû chi tiÕt tr­ íc khi vÊn ®Ò ®­ îc ph¸t hiÖn ra.
  • 33.
    ChuyÓn ®éng theoquü ®¹o lµ chuyÓn ®éng t­ ¬ng ®èi gi÷a ®iÖn cùc vµ ph«i theo mét kiÓu cho tr­ íc. Quü ®¹o trßn vµ vu«ng trong mÆt x – y lµ kiÓu th«ng dông nhÊt. Tuy vËy kh«ng cã giíi h¹n ®èi víi ®é phøc t¹p cña quü ®¹o, thËm chÝ quü ®¹o cong bÊt kú còng cã thÓ thùc hiÖn ®­ îc. Trªn m¸y EDM CNC quü ®¹o ®­ îc thùc hiÖn gÇn nh­v¹n n¨ng b»ng dÞch chuyÓn cña bµn m¸y. HÖ thèng nh­vËy kh«ng cã giíi h¹n vÒ kÝch th­ íc cña quü ®¹o. ChuyÓn ®éng quü ®¹o trªn m¸y CNC cã thÓ thùc hiÖn ë mÆt x-z vµ y-z cã c¸c ­ u ®iÓm quan träng sau ®©y : *ViÖc röa tr«i mÆt gia c«ng ®­ îc c¶i t¹o n©ng cao b»ng më réng vµ thu hÑp lu©n phiªn khe hë gi÷a ®iÖn cùc vµ ph«i. *Mét ®iÖn cùc cho tr­ íc th­ êng lµ trong kÝch th­ íc l­ îng d­ , cã thÓ dïng ®Ó gia c«ng mét ph¹m vi lín c¸c kÝch th­ íc hèc kh¸c nhau, lo¹i bá viÖc ph¶i gia c«ng riªng ®iÖn cùc cho tõng øng dông. *Cïng mét ®iÖn cùc cã thÓ dïng cho gia c«ng th« vµ gia c«ng tinh. V× kÝch th­ íc quü ®¹o t¨ng nªn n¨ng l­ îng xung gi¶m. KÕt qu¶ gièng nh­sö dông c¸c cÊp h¹t nhá h¬n liªn tôc cña giÊy r¸p.
  • 34.
    C¸c øng dông: - MÆc dï øng dông cña EDM chØ giíi h¹n trong gia c«ng c¸c vËt liÖu dÉn ®iÖn, ph­ ¬ng ph¸p nµy cã kh¶ n¨ng gia c«ng mµ kh«ng bÞ ¶nh h­ ëng bëi ®é cøng vµ ®é bÒn cña vËt liÖu. - Ph­ ¬ng ph¸p EDM ®­ îc dïng réng r·i nhÊt trong c«ng nghiÖp chÕ t¹o khu«n mÉu vµ dông cô, nh­ ng nã ®ang ®­ îc ¸p dông ngµy cµng nhiÒu ®Ó lµm c¸c chi tiÕt mÉu vµ s¶n xuÊt, ®Æc biÖt trong c«ng nghiÖp hµng kh«ng vµ ®iÖn tö, ë ®ã c¸c yªu cÇu vÒ n¨ng suÊt t­ ¬ng ®èi thÊp. ViÖc s¶n xuÊt c¸c khu«n dËp lµ mét øng dông c¬ b¶n cña ph­ ¬ng ph¸p nµy v× hiÖu qu¶ kinh tÕ trong sö dông nã ®Ó lµm phï hîp h¬n lµ chÕ t¹o theo c¸ch th«ng th­ êng. Khu«n ®ïn, khu«n mÆt ®Çu, khu«n kÐo, rÌn, ®óc, còng nh­ khu«n nhùa cã thÓ gia c«ng b»ng ph­ ¬ng ph¸p EDM.
  • 35.
    - EDM ®ÆcbiÖt phï hîp cho c¸c chi tiÕt lµm tõ c¸c vËt liÖu khã gia c«ng vµ/ hoÆc chøa nhiÒu lç nhá hay lç cã h×nh d¹ng ®Æc biÖt, mét sè l­ îng lín c¸c lç hay c¸c lç cã c¸c gãc vµo nhá, c¸c hèc phøc t¹p, c¸c ®­ êng biªn phøc t¹p. C¸c chi tiÕt thu nhá vµ c¸c chi tiÕt qu¸ máng hay tõ c¸c vËt liÖu gißn ®èi víi c¸c lùc c¾t c¬ khÝ th«ng th­ êng còng lµ ®èi t­ îng phï hîp cña EDM. C¸c lç trßn hoÆc bÊt kú cã ®­ êng kÝnh 0,05 mm cã thÓ gia c«ng víi tû sè chiÒu dµi/ ®­ êng kÝnh kho¶ng 20/1. C¸c r·nh hÑp 0,05 ®Õn 0,3 mm ®­ îc c¾t nhiÒu b»ng EDM. - C¾t kh«ng bavia lµ mét ®Æc tÝnh cña EDM. NhiÒu khÝa c¹nh cña thiÕt bÞ EDM hiÖn ®¹i, nh­lµ ®iÖn cùc nhiÒu ®Çu, söa ®iÖn cùc tù ®éng vµ ®iÒu khiÓn sè gãp phÇn më réng øng dông cña nã.
  • 36.
    C¾t d©y EDMhµnh tr×nh. C¾t d©y hµnh tr×nh EDM lµ mét ph­ ¬ng ph¸p EDM ®Æc biÖt, ë ®ã ®iÖn cùc lµ d©y dÉn ®iÖn ®­ îc cuèn liªn tôc. D©y dÞch chuyÓn t­ ¬ng øng víi ph«i b»ng bµn ®iÒu khiÓn sè. Mét s¬ ®å cña m¸y c¾t d©y EDM hµnh tr×nh ®­ îc biÓu diÔn ë h×nh 9. C¸c m¸y cã Ýt nhÊt hai trôc ®iÒu khiÓn ( x vµ y). PhÇn lín c¸c m¸y cã thÓ ®¸nh nghiªng d©y ®Ó gia c«ng c«n b»ng hai trôc n»m ngang phô ( gäi lµ trôc u,v). HiÖn ®· cã lo¹i trôc quay vµ trôc ®øng ®­ îc ®iÒu khiÓn. - D©y (th­ êng lµ ®ång thau) ®­ îc dïng mét lÇn. §iÒu khiÓn servo cña m¸y t­ ¬ng tù nh­ë m¸y CNC ®øng. §é dµy ph«i trung b×nh lµ 150 mm, ë vµi m¸y lªn tíi 420 mm, chÊt ®iÖn m«i th­ êng lµ n­ íc khö ion ®­ îc cÊp b»ng ®Çu phun ë phÝa trªn vµ d­ íi ®­ êng dÉn d©y. §Çu phun ®ång trôc víi d©y. M¹t gia c«ng ®­ îc lÊy ®i b»ng läc vµ l¾ng. - §é chÝnh x¸c th«ng th­ êng kho¶ng 0,013 mm. C¸c biÖn ph¸p ®Æc biÖt nh­ch¹y d©y nhiÒu lÇn vµ ®iÒu khiÓn nhiÖt chÝnh x¸c cho ®é chÝnh x¸c cao h¬n 0,005 mm. ChÕ ®é n¨ng l­ îng cã thÓ gi¶m ë mçi l­ ît ®i d©y ®Ó n©ng cao chÊt l­ îng bÒ mÆt gièng nh­ë
  • 37.
    - Lùc c¨ngd©y kh«ng ®æi ®­ îc duy tr×, lùc c¨ng ph¶i ®ñ lín ®Ó gi÷ d©y th¼ng ë vïng c¾t, nh­ ng kh«ng qu¸ cao khiÕn d©y bÞ ®øt. Lùc c¨ng ®óng lµ hµm cña vËt liÖu vµ ®­ êng kÝnh d©y. Bé phËn dÉn d©y lµm b»ng vËt liÖu cøng nh­ saphia hay kim c­ ¬ng ®Ó gi¶m thiÓu mßn. Nã cÇn ®Ó gi÷ d©y th¼ng ®øng, ®iÒu cÇn thiÕt ®Ó c¸c c¹nh gia c«ng trªn ph«i th¼ng. C¬ cÊu servo thuû lùc kh«ng dïng trong c¾t d©y EDM. ChuyÓn ®éng servo ®­ îc thùc hiÖn b»ng ®éng c¬ xoay chiÒu servo dÉn ®éng trùc tiÕp, ®éng c¬ mét chiÒu hay ®éng c¬ b­ íc. C¸c gi¸ trÞ ®­ îc ®o lµ ®iÖn ¸p gi÷a d©y vµ ph«i. H×nh 10 biÓu diÔn mét øng dông ®iÓn h×nh cña c¾t d©y EDM trong c¾t khèi ph¼ng.
  • 38.
    C¸c øng dôngcña c¾t d©y EDM - Ph­ ¬ng ph¸p nµy ®­ îc dïng ®Ó chÕ t¹o khu«n dËp, dông cô cho m¸y tiÖn, ®iÖn cùc cho EDM , khoÐt vµ khu«n ®ïn. Nã cã thÓ dïng ®Ó t¹o mÉu chi tiÕt ®Ó sau ®ã chÕ s¶n xuÊt b»ng dËp hay phay. Khu«n dËp liªn tiÕp ®­ îc tr×nh bµy trong h×nh 11 lµ mét trong nh÷ng øng dông cña c¾t d©y EDM. - C¾t d©y EDM còng cã nhiÒu øng dông trong luyÖn kim, nh­ lÊy mÉu thö lâi tõ vËt ®óc ®Ó x¸c ®Þnh thay ®æi ho¸ häc : tiÕt diÖn cña mèi hµn ®Ó x¸c ®Þnh cÊu tróc kim lo¹i vµ sù t¹o ra c¸c tÝnh chÊt c¬ khÝ cña mÉu…
  • 39.
    H×nh 11. Khu«n®­ îc c¾t b»ng m¸y c¾t d©y EDM
  • 40.
    Nguån ®iÖn. Nh­trong EDM ®øng, dßng ®iÖn ®Ønh vµ thêi gian nèi m¹ch lµ c¸c biÕn ®iÒu khiÓn n¨ng l­ îng xung. Trong nguån cÊp xung hiÖn ®¹i, c¸c biÕn nµy cïng víi thêi gian ng¾t m¹ch cã thÓ cµi ®Æt ®éc lËp. D©y cã kh¶ n¨ng dÉn ®iÖn h¹n chÕ vµ dßng ®iÖn cña c¸c nguån hiÕm khi v­ ît qu¸ 30 A. §iÖn thÕ gi÷a d©y vµ ph«i th­ êng kho¶ng 55 vµ 60V . V× mßn ®iÖn cùc Ýt quan träng, th«ng th­ êng d©y ®­ îc nèi ©m vµ ®iÒu nµy cho tèc ®é c¾t cao h¬n. §­ êng kÝnh d©y lín h¬n cã thÓ cho xung n¨ng l­ îng cao h¬n do ®ã tèc ®é c¾t cao h¬n. BÒ mÆt . §Æc tÝnh cña bÒ mÆt c¾t b»ng c¾t d©y EDM gièng nh­EDM ®øng. N¨ng l­ îng xung thÊp cho bÒ mÆt nh½n h¬n. §é nh¸m bÒ mÆt thuéc kho¶ng Ra 1,25 ®Õn 0,2 m. VËt liÖu ph«i vµ ®é dµy cÇn ph¶i quan t©m khi lËp chÕ ®é xung. Nh÷ng l­ îng nhá vËt liÖu d©y l¾ng ®äng trªn bÒ mÆt ph«i, c¸c thÝ nghiÖm cho thÊy r»ng thËm chÝ d©y molibden phñ graphit còng l¾ng ®äng c¸cbon vµ molibden lªn bÒ mÆt ph«i. §ång vµ kÏm l¾ng ®äng tõ d©y ®ång thau cã thÓ cã h¹i ®Õn hµn, nh­ ng cã thÓ lo¹i bá b»ng axit nitric. C¾t d©y ®Ó c¾t c¸cbit vonfram thiªu kÕt cã thÓ gÆp khã kh¨n do thµnh phÇn coban dÝnh vµ g©y ®øt d©y .
  • 41.
    L­ u th«ng chÊt®iÖn m«i vµ chÊt ®iÖn m«i . L­ u th«ng chÊt ®iÖn m«i tèt trong c¾t d©y còng quan träng nh­EDM ®øng. C¸c ®Çu cÊp dung dÞch ®iÖn m«i ph¶i cµng gÇn ph«i cµng tèt. Ph«i cã sù thay ®æi nhiÒu vÒ ®é dµy trªn ®­ êng c¾t ng¨n c¶n sù l­ u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i vµ lµ r¾c rèi thùc sù. HËu qu¶ th­ êng gÆp cña l­ u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i kÐm lµ ®øt d©y. §Ó tr¸nh ®øt d©y, thêi gian ng¾t m¹ch th­ êng ®­ îc t¨ng lªn. C¸ch nµy lµm cho thêi gian gia c«ng t¨ng lªn. Lý do sö dông thêi gian ng¾t m¹ch ë ®©y lµ n¨ng l­ îng xung kh«ng bÞ ¶nh h­ ëng do ®ã duy tr× ®­ îc khe hë gia c«ng vµ chÊt l­ îng bÒ mÆt. Khe hë gia c«ng kh«ng ®æi cÇn cho ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c. N­ íc khö ion ®­ îc dïng nhiÒu nhÊt lµm chÊt ®iÖn m«i. §é nhít thÊp lµ lý t­ ëng trong ®iÒu kiÖn l­ u th«ng chÊt ®iÖn m«i khã kh¨n khi c¾t d©y. MÆc dï c¸c phô gia th­ êng kh«ng cÇn thiÕt, chóng ®«i khi ®­ îc dïng nh­ thµnh phÇn chèng gØ hay lµm cho dung dÞch ®iÖn m«i (hîp chÊt nÒn etylen glicol) “tr¬n h¬n”. DÇu nhÑ ®«i khi ®­ îc dïng nh­dung dÞch ®iÖn m«i. ViÖc läc ®¶m b¶o còng quan träng v× t¹p chÊt ¶nh h­ ëng ®Õn kho¶ng c¸ch khe hë vµ ®o ®ã ®Õn ®é chÝnh x¸c. V× qu¸ tr×nh c¾t d©y sinh nhiÒu nhiÖt, m«i tr­ êng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é vµ lµm m¸t
  • 42.
    D©y lo¹i vËtliÖu ®­ îc dïng nhiÒu nhÊt lµ ®ång thau, nã cã hÇu hÕt c¸c phÈm chÊt cÇn cã cho c¾t d©y EDM, tøc lµ ®é bÒn kÐo cao, ®é dÉn ®iÖn cao vµ dÔ kÐo ®¹t ®­ îc dung sai chÝnh x¸c. HiÖn c¸c nghiªn cøu vÒ d©y ®ang ®­ îc tiÕn hµnh. Xu h­ íng lµ c¸c d©y nhiÒu líp víi c¸c vËt liÖu kh¸c nhau cho c¸c chøc n¨ng kh¸c nhau. Mét VD lµ d©y lâi thÐp cho ®é vÒ kÐo cao, líp ®ång cho ®é dÉn ®iÖn tèt vµ líp graphit bªn ngoµi cho tèc ®é c¾t cao. Líp ngoµi cïng cã thÓ ®­ îc lùa chän ®Ó phï hîp víi øng dông cô thÓ. MÆc dï ®¾t h¬n, lo¹i d©y nh­vËy c¾t nhanh h¬n d©y ®ång thau vµ cã thÓ x©y dùng bµi to¸n cho tr­ êng hîp cô thÓ ®Ó xem xÐt hiÖu qu¶ kinh tÕ dßng cña nã . D©y ®ång thau phñ kÏm vµ lâi molibden hiÖn ®· ®­ îc chÕ t¹o. D©y ®é bÒn cao ®Æc biÖt tèt khi ph¶i dïng lo¹i ®­ êng kÝnh nhá ®Ó t¹o ra gãc b¸n kÝnh nhá. §­ êng kÝnh d©y thay ®æi tõ 0,05 ®Õn 0,3 mm.
  • 43.
    Tèc ®é c¾t. Tèc ®é c¾t ®­ îc tÝnh theo mm2 /h diÖn tÝch bÒ mÆt ®­ îc c¾t. C¸c m¸y thêi ®Çu cã tèc ®é c¾t 1300 mm2 /h, víi c¸c m¸y hiÖn nay tèc ®é cao gÊp 10 lÇn hoÆc h¬n. PhÇn lín tiÕn bé nµy lµ do sù c¶i thiÖn cña nguån ®iÖn. C¸c ®iÒu kiÖn l­ u th«ng dung dÞch ®iÖn m«i còng cÇn ®Ó ®¹t tèc ®é c¾t cao.