Phương pháp gia công tia lửa điện

Phương pháp gia công tia lửa điện

Phần I:

Phương pháp gia công tia lửa điện.

I. Tổng quan về phương pháp gia công tia lửa điện:

Gia công tia lửa điện (edm-electric discharge machining) dùng nguyên tắc là bắn phá chi tiết để tách vật liệu. có hai loại máy:

 a.máy edm dùng điện cực thỏi:

(máy xung định hình) biên đạng của điện cực giống với bề mặt cần gia công

*Công dụng của phương pháp gia công xung định hình
 Gia công tia lửa điện xung định hình chủ yếu được sử dụng để chế tạo các dạng chi tiết như sau:
          - Các lỗ định hình trong khuôn đột dập, khuôn đùn, khuôn kéo.
          - Sản xuất thử
          - Cắt các hình 3D phức tạp
       Trong quá trình cắt xung định hình, có sự phối hợp các chuyển động tương đối giữa dụng cụ và phôi để tạo ra hình dáng sản phẩm.

b.Gia công tia lửa điện bằng cắt dây:

   Ở đây diện cực là một dây mảnh (d=0,1-0,3mm) được cuốn liên tục và được chạy theo một côngtua cho trước. Nó sẽ cắt phôi theo đúng côngtua đó. Thuật ngữ tiếng Anh của phương pháp này là “EDM-Wire Cutting”.

  * Công dụng của gia công tia lửa điện cắt dây.
    Gia công tia lửa điện cắt dây chủ yếu được sử dụng để chế tạo:
     - Các lỗ định hình trong khuôn đột dập, khuôn đùn, khuôn kéo.
     - Điện cực dùng cho gia công xung định hình
     - Sản xuất thử
     - Các profin dưỡng dùng trong đo kiểm
     - Cắt các hình 3D đặc biệt
     - Cắt các công tua phức tạp

II. Nguyên lý gia công tia lửa điện ( EDM )

*Hệ thống gia công tia lửa điện (Electrical Discharge Machining -EDM) bao gồm có hai bộ phận chủ yếu:

+máy công cụ và nguồn cung cấp điện. Máy công cụ gắn điện cực định hình (đóng vai trò là dao) và điện cực tiến tới bề mặt chi tiết gia công sinh ra một lỗ chép hình hình dạng của dụng cụ. Nguồn năng lượng cung cấp sản sinh ra một tần số cao, tạo ra một loạt tia lửa điện giữa điện cực và bề mặt chi tiết và bóc đi một lớp kim loại bởi sự ăn mòn của nhiệt độ và sự hóa hơi. Trên hình 1, chi tiết gia công lắp trên bàn máy công cụ, còn điện cực thì gắn với đầu máy. Một động cơ servo DC hoặc xylanh thủy lực để điều khiển điện cực theo phương thẳng đứng và duy trì một vị trí thích hợp của điện cực so với chi tiết gia

 

 

Hình4 : nguyên lý làm việc của tia lữa điện

 

công. Vị trí này được điều chỉnh một cách tự động với sự chính xác cực kỳ nhờ hệ thống servo và nguồn cung cấp. Trong quá trình vận hành máy thông thường điện cực không bao giờ chạm bề mặt chi tiết, giữa chúng có một khe hở phóng điện nhỏ.

         *Trong quá trình vận hành, đầu máy di chuyển điện cực tiến đến bề mặt chi tiết đến khi giữa chúng tạo thành một khoảng cách mà ở đó điện thế có thể làm ion hoá dung dịch điện môi và cho phép một tia lửa điện đi qua từ điện cực đến bề mặt chi tiết gia công. Những tia lửa điện này ở dưới dạng xung, phóng và tắt với tần số cao, và có thể đạt đến 250.000 lần trên một giây. Các tia lửa điện luôn di chuyển trong khe hở phóng điện, từ điện cực đến điểm gần nhất hoặc điểm cao nhất trên chi tiết gia công.
+Lượng kim loại được lấy đi từ chi tiết ứng với mỗi lần phóng điện luôn cân xứng với năng lượng mà nó chứa đựng. Mỗi lần phóng điện sẽ làm nóng chảy hoặc bốc hơi một vùng nhỏ của bề mặt chi tiết. Kim loại nóng chảy này được làm nguội sau đó dung dịch điện và Cả chi tiết và điện cực đều ngâm chìm trong dung dịch điện môi. Dung dịch này đóng vai trò như chất cách điện để điều khiển sự phóng tia lửa điện.

 +Trong gia công EDM chất điện môi cũng thực hiện chức năng của môi trường làm nguội và làm giảm nhiệt độ cực kỳ cao trong khe hở phóng điện. Quan trọng hơn, dung dịch điện môi được bơm vào theo khe hở hình cung để đẩy đi những hạt bị xói mòn giữa chi tiết và điện cực. Sự sục rửa thích hợp làm cho quá trình bóc vật liệu đạt hiệu quả cao. Bởi vì EDM ăn mòn kim loại bằng việc phóng tia lửa điện thay cho các dụng cụ cắt gọt tạo phoi nên độ cứng vật liệu không trở thành nhân tố quyết định xem vật liệu đó có thể gia công bằng EDM hay không. Các điện cực kim loại hoặc than chì mềm có thể gia công các loại thép dụng cụ đã tôi hoặc tungsten carbide (cacbít vonfram). Đây là một trong những lợi ích hấp dẫn của việc sử dụng phương pháp EDM. Có thể nhiệt luyện chi tiết trước rồi sau đó có thể gia công bằng EDM. Điều này loại bỏ rủi ro của những hư hại và biến dạng có thể biến những chi tiết đắt tiền thành phế liệu trong khi xử lý nhiệt.

+Các nguyên tắc cơ bản của phương pháp cắt dây EDM cũng giống như gia công xung định hình EDM được mô tả ở dưới. Điểm khác biệt cơ bản là thay vì sử dụng những điện cực có hình dạng phức tạp, trong cắt dây EDM điện cực là những sợi dây có hình dạng đơn giản, đường kính từ 0.006-0.012”. Thay vì sử dụng chất điện môi như trong gia công xung định hình EDM thì trong cắt dây EDM lại dùng nước ion hóa. môi và hóa rắn thành những hạt hình cầu và được làm phẳng đi bởi áp lực/sự chuyển động của chất điện môi. Tác động của mỗi xung được giới hạn trong mỗi phạm vi cục bộ. Vị trí này được xác định bởi hình dạng và vị trí của điện cực.

Cả chi tiết và điện cực đều ngâm chìm trong dung dịch điện môi.

 +Dung dịch này đóng vai trò như chất cách điện để điều khiển sự phóng tia lửa điện. Trong gia công EDM chất điện môi cũng thực hiện chức năng của môi trường làm nguội và làm giảm nhiệt độ cực kỳ cao trong khe hở phóng điện. Quan trọng hơn, dung dịch điện môi được bơm vào theo khe hở hình cung để đẩy đi những hạt bị xói mòn giữa chi tiết và điện cực. Sự sục rửa thích hợp làm cho quá trình bóc vật liệu đạt hiệu quả cao.

 +Bởi vì EDM ăn mòn kim loại bằng việc phóng tia lửa điện thay cho các dụng cụ cắt gọt tạo phoi nên độ cứng vật liệu không trở thành nhân tố quyết định xem vật liệu đó có thể gia công bằng EDM hay không. Các điện cực kim loại hoặc than chì mềm có thể gia công các loại thép dụng cụ đã tôi hoặc tungsten carbide (cacbít vonfram). Đây là một trong những lợi ích hấp dẫn của việc sử dụng phương pháp EDM. Có thể nhiệt luyện chi tiết trước rồi sau đó có thể gia công bằng EDM. Điều này loại bỏ rủi ro của những hư hại và biến dạng có thể biến những chi tiết đắt tiền thành phế liệu trong khi xử lý nhiệt. Các nguyên tắc cơ bản của phương pháp cắt dây EDM cũng giống như gia công xung định hình EDM được mô tả ở trên. Điểm khác biệt cơ bản là thay vì sử dụng những điện cực có hình dạng phức tạp, trong cắt dây EDM điện cực là những sợi dây có hình dạng đơn giản, đường kính từ 0.006-0.012”. Thay vì sử dụng chất điện môi như trong gia công xung định hình EDM thì trong cắt dây EDM lại dùng nước ion hóa.

III. Nguyên lý gia công tia lửa điện cắt dây( EDM ):

Về cơ bản phương pháp cắt dây EDM cũng giống như phương pháp gia công bằng điện cực thỏi. điểm khác nhau mấu chốt là thay vì sử dụng những điện cực có hình dạng phức tạp trong cắt dây EDM điện cực là một sợi dây có đường kính từ 0.1-0.3mm. nó được cuốn liên tục và chạy theo một contour cho trước, cắt được bề mặt 2D và 3D phức tạp. các dây cắt thường chỉ sử dụng một lần, nhưng củng được nhiều lần.các dây cắt với tốc độ không đổi từ 0.15-9m/ph. Thay vì sử dụng chất điện môi thì trong cắt dây EDM lại dùng nước khử khoáng.

Một số khác biệt giữa gia công bằng điện cực thỏi và gia công bằng dây cắt :

+Khi gia công bằng điện cực thỏi, chi tiết gia công và tia lữa điện được nhấn chìm trong chất điện môicòn khi gia công bằng cắt dây thì nước khử khoáng được phun vào vùng gia công.

+Khi gia công bằng điện cực thỏi, sự phóng điện xảy ra giữa mặt đầu điện cực với chi tiết gia công còn khi gia công bằng dây cắt thì sự phóng điện xảy ra giữa bề mặt bên dây cắt với chi tiết gia công.

+Vùng phóng điện khi gia công bằng điện cực bao gồm mặt đầu và góc của điện cực. còn vùng phóng điện khi công gia công bằng cắt dây chỉ bao gồm mặt 180⁰ của dây cực khi nó tiến đến cắt chi tiết gia công.

 

IV.Đặc điểm của gia công tia lữa điện:

*Ba đặc điểm lớn của công nghệ này là

+Điện cực (đóng vai trò dụng cụ) lại có độ cứng thấp hơn nhiều lần so với độ cứng của phôi. Nói nôm na là lấy cái mềm để cắt cái cứng.

+Vật liệu dụng cụ và vật liệu phôi đều phải dẫn điện.

+Khi gia công phải sữ dụng một chất lỏng điện môi, đó là một dung dịch không dẫn điện ở điều kiện  bình thường

*Qui trình gia công tia lữa điện có thể chia làm 9 bước và mối quan hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện được thể hiện như sau:

+Bước 1:  hai điện cực được tiến lại gần nhau giữa điện cực và bề mặt chi tiết là một lớp dầu cách điện (dung dịch chất điện môi). Dung dịch bị phá vỡ để chuyển thành những hạt ion. Vùng điện trường mạnh nhất ở hai điểm gần nhau nhất.

+Bước 2: hi số lượng hạt tăng thì tính chất cách điện của dung dịch điện môi bắt đầu giảm dọc theo một kênh hẹp chính giữa là vùng điện trường mạnh nhất bắt đầu giảm mạnh. Điện áp đã tăng tối đa nhưng cường độ dòng điện vẫn bằng không

+Bước 3: một dòng điện được thiết lập khi dung dịch điện môi trở nên kém cách điện.

+Bước 4: nhiệt hình thành khi dòng điện tăng lên và điện áp tiếp tục giảm. lượng nhiệt làm bốc hơi dung dịch chi tiết và điện cực dụng cụ và một kênh phóng điện bắt đầu hình thành giữa điện cực và bề mặt chi tiết.

+Bước 5: Một bọt hơi nước bắt đầu giãn ra, nhưng sự giãn này bị giới hạn bởi một luồng ion hướng về kênh phóng tia lửa điện. Những hạt ion này bị hút bởi vùng điện trường cao mãnh liệt đã được hình thành. Dòng điện tiếp tục tăng, điện áp giảm.

+Bước 6: Gần cuối thời điểm phóng điện, dòng điện và điện áp đã được thiết lập, nhiệt độ và áp suất bên trong bọt hơi nước đạt cực đại, và một số kim loại bị bóc ra. Lớp kim loại ngay bên dưới cột tia lửa điện ở trạng thái nóng chảy, nhưng nó vẫn còn được giữ trên bề mặt bởi áp suất của bọt hơi nước. Kênh phóng điện bây giờ bao gồm một kênh plasma cực nóng được tạo bởi hơi kim loại, chất điện môi và carbon với dòng điện cực lớn đi qua nó.

+Bước 7: Lúc bắt đầu thời điểm kết thúc phóng điện, dòng điện và điện áp giảm xuống tới không. Nhiệt độ giảm xuống rất nhanh, bọt hơi nước vỡ tan và phần kim loại nóng chảy hoá hơi bị bật ra khỏi bề mặt chi tiết gia công.

+Bước 8: Dung môi mới được đưa vào bằng tia và mang đi những mảnh vụn trên bề mặt chi tiết, đồng thời dung môi cũng tôi bề mặt chi tiết. Mang đi những kim loại hoá hơi bị đông đặc. Phần kim loại nóng chảy không bị bong tách đông cứng lại hình thành một lớp như lớp kết tinh lại (recast layer).

+Bước 9: Những phần kim loại bị bóc ra đông đặc lại thành những hạt hình cầu nhỏ được dung dịch điện môi mang đi vơi một ít carbon của điện cực. Những hơi nước còn lại nổi lên mặt. Các mảnh vụn có thể tập hợp tạo nên sự phóng điện không mong muốn. Trường hợp này có thể tạo nên hồ quang một chiều có thể gây hại đến bề mặt chi tiết và điện cực. Trình tự đóng/tắt này đại diện cho một chu kỳ EDM, nó có thể đạt tới 250.000 lần trong một giây. Có thể chỉ có một chu kỳ xảy ra tại bất kỳ thời điểm nào đã cho.

V.Khả năng công nghệ:

   +EDM có thể được ứng dụng để cắt các hình dạng khác nhau, đặc biệt là các vật liệu cứng, chẳng hạn như thép dụng cụ. Kim loại được đưa ra bàng một loạt các tia lửa điện có tốc độ nhanh, sản sinh ra giữa dụng cụ (điện cực) và phôi, với sự có mặt của chất lỏng điện phân. Phôi được nhúng chìm trong chất lỏng cách điện, chẳng hạn như dầu, và được tiệm cận tới dụng cụ. Dụng cụ được nối với nguồn điện một chiều cao áp và cao tần. Nguồn điện này tạo ra hàng triệu hồ quang nhỏ, có tác dụng công phá phôi theo từng lượng nhỏ. Các hạt kim loại giải phóng ra, thường có dạng hình cầu rỗng, được đưa khỏi khu vực gia công bằng chất lỏng cách điện.
   +EDM giúp loại bỏ được khâu xử lý nhiệt đối với các sản phẩm và chi tiết kim loại và tránh được sự biến dạng do xử lý nhiệt. Công nghệ này đặc biệt hiệu quả đối với các vật liệu cực cứng, hoặc các chi tiết có hình dạng phức tạp, hoặc hình dạng nhỏ, khác thường, nhiều lỗ, các lỗ khó tiếp cận, các hốc có hình dạng phức tạp. EDM cũng rất hiệu quả để ứng dụng trong trường hợp vật liệu rất mỏng. Ví dụ, EDM có thể dùng gia công các lỗ tròn nhỏ, hoặc có hình dạng không bình thường, có kích thước khoảng 0,05mm, với tỷ lệ giữa chiều dài với đường kính là 20:1, và các khía mỏng (0,05-30mm).
   +EDM có thể được ứng dụng để cắt, khoan, tạo khuôn, dập lỗ. Công nghệ này cũng có thể được dùng để thay thế cho các nguyên công phay, cắt và khoan bằng cơ khí, cũng như cắt và khoan bằng laser. Tác dụng giảm phế thải chủ yếu của EDM là không để xảy ra gãy dụng cụ. Nó có vai trò quan trọng trong những ứng dụng có nhiều nguy cơ gãy dụng cụ.. Các thiết bị EDM hiện đại đều ứng dụng các bộ điều khiển tinh vi dựa trên logic mờ, có khả năng tích hợp liên tục phản hồi từ quá trình để duy trì sự điều khiển chính xác quy trình phóng tên lửa điện.

VI.Điện Cực:

a.Các yêu cầu của điện cực:

 Mọi vật liệu dẫn điện và nhiệt đều có thể dùng làm điện cực nhưng để sữ dụng hiệu quả thì nó phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

+có tính dẫn điện tốt

+Có các tính chất nhiệt vật lý tốt như độ dẫn nhiệt  khả năng nhận nhiệt , có điểm nóng chảy và điểm sôi cao.

+có độ bền ăn mòn cao tức độ bền vững trong gia công. Tiêu chuẩn này là quan trọng nhất, nó thể hiện bởi công thức về độ bền ăn mòn E:

 

Trong đó:

- -hệ số dẫn nhiệt.

- -khối lượng riêng.

- -nhiệt riêng.

- -nhiệt độ nóng chảy.

+có độ bền cơ học tốt, tức là phải có độ bền vẫn về hình dáng.

+có tính gia công tốt nghĩa là phải dể gia công.

+có khối lượng riêng nhỏ để không ảnh hưỡng đến khả năng chịu tải trọng của máy.

b.Các loại vật liệu điện cực

 Người ta phân biệt 3 nhóm vật liệu điện cực:

+nhóm vật liệu kim loại: đồng điện phân, đồng-volfram, bạc volfam, đồng thau thép.

+nhóm vật liêu phi kim loại: graphit

+nhóm vật liệu pha trôn kim loại-phi kim loại: đồng –graphit

Ngoài ra còn có thể sữ dụng các vật liệu như: thép volfa, nhôm, molipden, hợp kim cứng…như chỉ sữ dụng trong một số trường hợp đặc biệt.

*Đồng điện phân:

Hình 8: minh họa gia công máy bằng máy edm

          Đồng điện phân chứa ít nhất 99,92% Cu và tối đa 0.005% O₂

+Khối lượng riêng: 8.9 g/cm³

+Điểm nóng chảy: 1083⁰C

+Điện trở riêng : 0,0178

+Đồng điện phân để gia công thép. Có thể dùng nhiều lần để gia công thô và tinh.

Nhược điểm của đồng điện phân là nặng và có độ giãn nỡ nhiệt lớn không phù hợp để chế tạo các điện cực lớn

*Đồng-volfram:

Đồng –volfram gồm (65-80)%w còn lại là đồng.

+Khối lượng riêng: 15-18 g/cm³

+Điểm nóng chảy: khoảng 2500⁰C

+Điện trở riêng : 0,045-0.055

+Đồng điện phân để gia công thép. Có thể dùng nhiều lần để gia công thô và tinh.

+Đồng- volfram là một vật liệu được phát triển qua luyện kim bột trên cơ sở volfram.

+Điện cực bằng đồng-volfram có độ bền ăn mòn caolà nhờ sự có mặt volfram. Có sự dẫn điện tốt vì có đồng.

Nhược điểm của đồng-volfram là nặng và khối lượng riêng lớn giá thành cao.

 
*Graphit:

Đây là cácbon tinh khiết với 0.1%tro

+Khối lượng riêng: 1.6-1.85 g/cm³

+Điểm nóng chảy: khoảng 2500⁰C

+Điện trở riêng : 8-15

+Độ bền gẫy: 200-700kg/cm²

+Graphit rất bền nóng. Graphit được nối với cực dương sẽ có độ mòn ít hơn.

-Graphit có điện trỡ riêng lớn hơn vài trăm lấno với đồng điện phân

ở đồng điện phân nếu tăng cường độ phóng điện thì điện cực càng mau mòn. Còn ở graphit thì ngược lại nó sẽ ổn định . trừ trường hợp khi dòng điện quá lớn 200A thì mới có sự thay đổi về độ mòn điện cực.

hiện nay có nhiều loại graphít nên mỗi loại có một ứng dụng riêngcủa nó.

-Dựa vào công dụng người ta phân chia các loại graphit gia công thô đa năng hoặc gia công tinh

 -Graphit được gia công cơ rất dễ dàng nó được chế  tạo nhanh hơn đồng gấp 10 lần nhưng tạo bụi đen làm ô nhiễm nhà xưỡng

-Graphit không bị nóng chảy ở 3600⁰c  

*Qui trình chế tạo graphít có thể tóm tắt gồm 5 bước sau đây:

+sơ chế nguyên liệu thô

+trộn đều hỗn hợp

+tạo hình sơ bộ

+nung sơ bộ 100⁰ c

 

Hình 10 : minh họa gia cộng máy edm

+graphit hóa ở 2800⁰c

*Kích thước điện cực:

-Độ chính xác kích thước lòng khuôn phụ thuộc vào độ chính xác kích thước điện cực. ở đây sẽ sử dụng một điện cực hình trụ làm thí dụ để tính toán kích thước điện cực.

-Đường kích d của điện cực phụ thuộc vào 3 yếu tố:

+đường kính D của lòng khuôn cần gia công

+khe hở F_s giữa lòng khuôn và điện cực

+ độ cao nhấp nhô cực đại R_max và khe hở F_s đều được đưa vào công thức d của điện cực

-khi gia công tinh co độ nhám R_max rất nhỏ so với khe hở phóng điện F_s  nên có thể bỏ qua R_max trong công thức tính đường kính d cua r điện cực chỉ còn lại F_s: Hình 11 : tính kích thước điện cực.

VII.Chất Điện Môi

a.Nhiệm vụ của chất điện môi

Chất điện môi có nhiệm vụ chính :

+Cách điện

+Ion hóa

+làm nguội

+Vận chuyển phoi

+cánh điện

-Nhiệm vụ bao trùm của chất lỏng điện môi là cách điện giữa cực và phôi.

-Nó phải đảm bảo sự cách điện giữa điện cực với phôi  khi khe hở chưađủ hẹp. chỉ có một khoảng cách nhỏ nhất có thể có giữa điện cực và phôi mới cho phép dòng phóng tia lữa điện đi qua. nếu khe hở nhỏ thì lượng hớt vật liệu và độ chính xác

-Chất điện môi dùng trong thực tế ít khi nguyên chất . vì vậy phải qua hệ thống lọc.

-Iôn hóa:

Chất điện môi phải tạo ra nên những điều kiện tối ưu cho sự phóng điện, nghĩa là nó phải được ion hóa ở vào thời  điểm chuẩn bị phóng điện nghĩa là phải tạo một phóng điện.

-Làm nguội

ở kênh phóng điện trong thế gian cực ngắn nhiệt độ có thể lên đến 10000⁰C . nhiệt ở đây cần được chuyển đi nếu không thì độ mòn điện cực sẽ tăng lên . bề mặt phôi cũng bi hư hại do quá nhiệt.

bản thân chất điện môi cũng không được phép quá nhiệt.

-vận chuyển phoi:

Nếu chất điện môi không sạch thì gây ra sự không chính xác và các khuyết tật quá trình.

Vì vậy phải có hệ thống dòng chảy của chất điện môi để vận chuyển các phần tử đã ăn mòn đó đi khỏi khe hở phóng điện và đảm bảo chất điện môi sạch cho khe hở .

b.Các chất điện môi và tiêu chuẩn đánh giá chung

Có hai loại phương pháp gia công tia lữa điện khác nhau :

-hydrocacbon chủ yếu dùng cho xung định hình.

-nước khử khoáng chủ yếu dùng cho cắt dây

Ngoài ra còn có một chất điện môi mới dựa trên thành chính là nước.nó có độ  nhớt tốt hơn nước và hiệu quả làm nguội tốt hơn dầu.

Hydrocacbon được chia làm 3 nhóm trên cơ sở đặc tính hóa học đó là :

+parafin

+dầu khoáng

+các dẫn xuất của xăng.

*Các tiêu chuẩn đánh giá chất điện môi

+bền lâu, ít hao phí

+vệ sinh, không hại da, không độc hại, không khó ngửi.

+có điểm cháy tương đối cao.

+có mật độ, độ đậm đặc nhất định

+ có mật độ trong suốt để dễ quan sát vùng gia công

+có độ nyhớt nhất định

+có khả năng dẫn điện với điều kiện nhất định

+cách điện ở điều kiện bình thường

+có khả năng truyền điện áp

+có khả nang bị ôxi hóa

+có khả năng được lọc sạch

+giá cả phải chăng.

Baûng1: Ñaëc tính moät soá chaát ñieän moâi treân thò tröôøng

 

Tên sản phẩm	Hãng cung cấp	Điểm cháy(oc)	Độ nhớt V20/V40 (mm2/s)	Độ thơm	Nhiệt độ sôi(oc)
SE-Fluid180	CARTROL	106	3.25/2.1	-	240
EDM	TEXACO	127	-	-	-
Krital-oil-60 EDM- Fluid-90 EDM- Fluid-110 EDM- Fluid-120	SHELL	60 90 110 120	-/1.6	18	180
DE- Fluid 30 DE- Fluid 30	ESSO	75 105	2.3/1.6 3.4/2.3	1 1	200 235
Fluelf	ELF	90	2.5/1.9	-	216
Erodifeluid	MOBIL	87	2.7/1.7	-	-
CMT Cool 7-22	CMT-Raunheim	112	3.5/2.5	-	-
BP-dielektrik180 BP-dielektrik180	BP	70 90	1.8/1.3 3.5/2.3	0.1 0.5	195 195
IME-82 IME-110	OIL-HELD	82 106	3.2/- 3.4/-	0.3 1.0	213 240

 

Trong các tiêu chuẩn trên, đáng quan tâm hàng đầu là độ nhớt của chất điện môi, vì nó ảnh hưởng trực tiếp lên kênh phóng điện . độ nhớt đặc trưng cho ma sát trong l;à trỡ lực của chất lỏng đối với sự cháy . độ nhớt đo bàng mm² /s độ nhớt quyết định sự mở rộng kênh phóng điện .

+Độ nhớt của chất điện môi càng cao thì kênh phóng điện được tập trunghơn, hiệu quả phóng điện cao hơn

+để gia công thô, sử dụng chất điện môi có độ nhớt cao với gia strị độ nhớt đến 4 mm² /s để gia công, sử dụng chất điện môi sử dụng chất điện môi có độ nhớt thấp với giá trị độ nhớt độ nhớt đến 2 mm² /s.

Trong thực tế sử dụng để tránh phải thay chất điện môi

 

 *Các yếu tố an toàn của chất điện môi.

-Vì nhiệt độ trong khe phóng điện rất cao, bản thân chất điện môi trở nên rất mỏng nên rất cần tránh dùng các chất điện môi có điển chấy thấp (dễ cháy)

-Mặt khác phải chắc chắn rằng rằng khí bốc hơi và các sản phẩm lắng cặn của chất điện môi phải không có hại cho sức khỏe.

-Trong các chất điện môi trên cơ sỡ nước , dòng điện rò rất lớn có hại khi gia công tinh.

-Phù hợp cho gia công tinh vẫn là dầu , vì dầu có khả năng điện môi thấp . trên thị trường cũng có các máy gia công xung định hình cho phép thay thế chất điện môi khi gia công thô và tinh.

-Khi gia công tia lữa điện cắt dây thì dùng nước khử khoáng . khi đó do khe hở nhỏ nên ít có vấn đề liên quan đến sự bốc hơi của của các bọt khí được tạo nên trong chât điện môi. Tuy nhiên nước khử khoáng đòi hỏi các chất kiềm chế.

*Các loại dòng chảy chất điện môi:

+dòng chảy bên ngoài

+dòng chảy áp lực từ điện cực hoặc từ phôi

+Dòng chảy hút qua điện cực hoặc qua phôi

+dòng chảy phối hợp

+dòng chảy nhắp

+dòng chảy chuyển động điện cực.

*ảnh hưởng chung của chất điện môi lên kết quả gia công:

Các ảnh hưởng Độ nhớt		Lượng hớt vật liệu	Chất lượng bề mặt gia công	Khe hở phóng điện
Dung dịch điện môi	Độ nhớt thấp	Giảm khi gia công tinh	Tốt hơn (gia công tinh)	Nhỏ hơn
	Độ nhớt cao	Tăng khi gia công thô	Tốt hơn (gia công thô)	Lớn hơn

                                                                                                                                          VIII.ứng Dụng Của Tia Lữa Điện:

a.giới thiệu chung:

Gia công bằng tia lửa điện (EDM) có thể được ứng dụng để cắt các hình dạng khác nhau, đặc biệt là các vật liệu cứng, chẳng hạn như thép dụng cụ. Các tia lửa điện có tốc độ nhanh, sản sinh ra giữa dụng cụ (điện cực) và phôi, với sự có mặt của chất lỏng điện phân. Phôi được nhúng chìm trong chất lỏng cách điện, chẳng hạn như dầu, và được tiệm cận tới dụng cụ. Dụng cụ được nối với nguồn điện một chiều cao áp và cao tần. Nguồn điện này tạo ra hàng triệu hồ quang nhỏ, có tác dụng công phá phôi theo từng lượng nhỏ. Các hạt kim loại giải phóng ra, thường có dạng hình cầu rỗng, được đưa khỏi khu vực gia công bằng chất lỏng cách điện.

 *EDM có thể được ứng dụng để cắt, khoan, tạo khuôn, dập lỗ. Công nghệ này cũng có thể được dùng để thay thế cho các nguyên công phay, cắt và khoan bằng cơ khí, cũng như cắt và khoan bằng laser. Tác dụng giảm phế thải chủ yếu của EDM là không để xảy ra gãy dụng cụ. Nó có vai trò quan trọng trong những ứng dụng có nhiều nguy cơ gãy dụng cụ.

  Công nghệ máy tính đã góp phần tinh chỉnh EDM, khiến cho nó trở thành các công cụ tuyệt vời để gia công các hình dạng phức tạp hoặc các chi tiết ở cấp micron hoặc trung bình mà cá quá trình gia công và cắt gọt thông thường không thể nào thực hiện được. Sự hoàn thiện độ phân giải, độ chính xác, chất lượng của quá trình gia công EDM chính là chức năng trực tiếp của việc điều khiển bằng máy tính đối với thiết bị tạo tia lửa điện và hệ thống điều khiển chuyển động. Các thiết bị EDM hiện đại đều ứng dụng các bộ điều khiển tinh vi dựa trên logic mờ, có khả năng tích hợp liên tục phản hồi từ quá trình để duy trì sự điều khiển chính xác quy trình phóng tên lửa điện. Có 2 loại hình gia công EDM thường dùng là khắc khuôn và dây.

 

  *Các đổi mới của công nghệ EDM bao gồm tỷ lệ khử bỏ kim loại cao hơn và tốc độ cắt lớn hơn. Các hệ thống điều khiển có độ tin cậy cao hơn và các thiết bị cung cấp điện tinh xảo hơn, trong khi hệ thống truyền động nhanh hơn và chính xác hơn. EDM dây hiện nay có khả năng tạo ra các bề mặt rất sạch, với dư lượng nhiệt rất ít. 

*Các nhà chế tạo máy EDM đang tạo ra tiến bộ lớn trong việc điều khiển “hình dạng” (shape) của tia lửa, nhờ vậy tăng được tốc độ cắt và hoàn tất bề mặt tốt hơn. Các cơ cấu để giảm hoặc loại bỏ các ảnh hưởng của chất điện phân đã được trang bị ở phần lớn các máy EDM dây. 

*Các hệ thống EDM tự động có tiềm năng giảm thiểu được sai sót của người vận hành, giúp tăng khả năng dự đoán về thời gian gia công, làm cho sản lượng gia công ổn định hơn và rút ngắn thời gian phân phối công việc. Kỹ thuật tự động máy được kết hợp với phần mềm CAD/CAM 3D đã có một số ứng dụng để sản xuất điện cực, bao gồm lựa chọn vùng đốt (burn), thiết kế điện cực và chế tạo các dạng hình học lập thể hoặc phẳng. Những ứng dụng này kết hợp được việc giảm bớt được thời gian từ khâu thiết kế đến khâu chế tạo, giúp cho công nghệ EDM rất có hiệu quả đối với các hình dạng khuôn phức tạp.

*EDM giúp loại bỏ được khâu xử lý nhiệt đối với các sản phẩm và chi tiết kim loại và tránh được sự biến dạng do xử lý nhiệt. Công nghệ này đặc biệt hiệu quả đối với các vật liệu cực cứng, hoặc các chi tiết có hình dạng phức tạp, hoặc hình dạng nhỏ, khác thường, nhiều lỗ, các lỗ khó tiếp cận, các hốc có hình dạng phức tạp. EDM cũng rất hiệu quả để ứng dụng trong trường hợp vật liệu rất mỏng. Ví dụ, EDM có thể dùng gia công các lỗ tròn nhỏ, hoặc có hình dạng không bình thường, có kích thước khoảng 0,05mm, với tỷ lệ giữa chiều dài với đường kính là 20:1, và các khía mỏng (0,05-30mm).

             *Công nghệ máy tính đã góp phần tinh chỉnh EDM, khiến cho nó trở thành các công cụ tuyệt vời để gia công các hình dạng phức tạp hoặc các chi tiết ở cấp micron hoặc trung bình mà cá quá trình gia công và cắt gọt thông thường không thể nào thực hiện được. Sự hoàn thiện độ phân giải, độ chính xác, chất lượng của quá trình gia công EDM chính là chức năng trực tiếp của việc điều khiển bằng máy tính đối với thiết bị tạo tia lửa điện và hệ thống điều khiển chuyển động. Các thiết bị EDM hiện đại đều ứng dụng các bộ điều khiển tinh vi dựa trên logic mờ, có khả năng tích hợp liên tục phản hồi từ quá trình để duy trì sự điều khiển chính xác quy trình phóng tên lửa điện. Có 2 loại hình gia công EDM thường dùng là khắc khuôn và dây.

 EDM dây hiện nay có khả năng tạo ra các bề mặt rất sạch, với dư lượng nhiệt rất ít.

*Các nhà chế tạo máy EDM đang tạo ra tiến bộ lớn trong việc điều khiển “hình dạng” (shape) của tia lửa, nhờ vậy tăng được tốc độ cắt và hoàn tất bề mặt tốt hơn. Các cơ cấu để giảm hoặc loại bỏ các ảnh hưởng của chất điện phân đã được trang bị ở phần lớn các máy EDM dây.

 b.ưu Khuyết Điểm Của Gia Công Bằng Tia Lữa Điện:

1.ưu điểm:

*EDM có thể được ứng dụng để cắt, khoan, tạo khuôn, dập lỗ. Công nghệ này cũng có thể được dùng để thay thế cho các nguyên công phay, cắt và khoan bằng cơ khí, cũng như cắt và khoan bằng laser. Tác dụng giảm phế thải chủ yếu của EDM là không để xảy ra gãy dụng cụ. Nó có vai trò quan trọng trong những ứng dụng có nhiều nguy cơ gãy dụng cụ.

*EDM giúp loại bỏ được khâu xử lý nhiệt đối với các sản phẩm và chi tiết kim loại và tránh được sự biến dạng do xử lý nhiệt. Công nghệ này đặc biệt hiệu quả đối với các vật liệu cực cứng, hoặc các chi tiết có hình dạng phức tạp, hoặc hình dạng nhỏ, khác thường, nhiều lỗ, các lỗ khó tiếp cận, các hốc có hình dạng phức tạp.

*Các đổi mới của công nghệ EDM bao gồm tỷ lệ khử bỏ kim loại cao hơn và tốc độ cắt lớn hơn. Các hệ thống điều khiển có độ tin cậy cao hơn và các thiết bị cung cấp điện tinh xảo hơn, trong khi hệ thống truyền động nhanh hơn và chính xác hơn.

*EDM cũng rất hiệu quả để ứng dụng trong trường hợp vật liệu rất mỏng. Ví dụ, EDM có thể dùng gia công các lỗ tròn nhỏ, hoặc có hình dạng không bình thường, có kích thước khoảng 0,05mm, với tỷ lệ giữa chiều dài với đường kính là 20:1, và các khía mỏng (0,05-30mm).

2.khuyẾt điểm:

* giá thành đắt nên ít được sữ dụng đại trà chỉ để sữ dụng để gia công các chi tiết cần độ chính xác và khó gia công bằng các  phương pháp cổ truyền.

* thời gian gia công lâu .

* sữ dụng chất dung môi bất tiện.

*độ chính xác thấp

*độ bóng bề mặt không cao.

*mật độ phân tử kim loại sau khi gia công thấp.

*ứng suất sản phẩm chưa đo  được.