LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY TIA LỮA ĐIỆN EDM ĐH BÁCH KHOA 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

LỜI CÁM ƠN 
Trước hết, em vô cùng biết ơn về sự quan tâm và tận tình hướng dẫn của Thầy 
Phan Đình Huấn trong suốt thời gian thực hiện luận văn. 
Em chân thành cám ơn quý Thầy, Cô của trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ 
Chí Minh đặc biệt là quý Thầy, Cô trong khoa Cơ Khí đã truyền đạt cho em nhiều kiến 
thức quý báo trong quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện luận văn. 
Mặc dù trong thời gian qua em đã hết sức cố gắng tìm hiểu thực tế, nghiên cứu 
tài liệu để thực hiện luận văn. Nhưng vấn đề còn khá mới, cùng với sự hạn chế về kiến 
thức chuyên môn cho nên nội dung trình bày trong luận văn này không tránh khỏi 
những sai sót và hạn chế, em rất mong sự đóng góp ý kiến của các Thầy trong khoa 
cùng các bạn để luận văn nghiên cứu của em được hoàn thiện hơn. 
Cuối cùng em xin chân thành cám ơn quý Thầy, Cô, Anh, Chị đã tận tình giúp 
đỡ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn. 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

1 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

MỤC LỤC 
Lời nói đầu 

5 

Chương 1. TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 
1.1- 

Sự xuất hiện của một công nghệ mới 

6 

1.2- 

Sự tiến bộ của máy gia công tia lửa điện 

8 

1.3- 

Thị trường máy gia công tia lửa điện trên thế giới 

9 

1.4- 

Tình hình gia công tia lửa điện ở Việt Nam 

1.5- 

Giới thiệu một số máy EDM dạng xung định hình 

10 

1.6- 

Mục tiêu của đề tài 

14 

Chương 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ EDM 
2.1- 

Cấu tạo tổng quát của máy EDM 

16 

2.2- 

Tính chất vật lý của quá trình gia công 

18 

2.3- 

Mô tả quá trình bốc tách kim loại khi gia công 

23 

2.4- 

Các đặc tính về điện trong quá trình gia công 

25 

2.5- 

Chất lượng bề mặt khi gia công bằng EDM 

26 

2.5.1- Độ nhám bề mặt 
2.5.2- Vết nứt tế vi và các lớp ảnh hưởng nhiệt 
2.6- 

Năng suất bề mặt khi gia công bằng EDM 

29 

2.7- 

Các vấn đề liên quan đến điện cực 

35 

2.8- 

Các vấn đề liên quan đến dung dịch điện môi 

40 

2.9- 

Gia công xung định hình với chức năng hành tinh 

44 

2.10- Khe hở phóng điện 

45 

Chương 3: THIẾT KẾ PHẦN CƠ 
3.1- 

Phân tích và chọn phương án thiết kế 

46 

3.2- 

Tính toán bộ truyền động vitme- đai ốc bi 

49 

3.3- 

Mang cá dẫn hướng 

52 

3.4- 

Thiết kế thân trên máy 

53 

3.5- 

Thiết kế thân giữa máy 

54 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

2 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

3.6- 

Thiết kế thân dưới máy 

55 

3.7- 

Tính toán động học liên quan 

55 

Chương 4: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN 
4.1- Phần điện 

58 

4.1.1- Bộ nguồn 
4.1.2- Bộ tạo xung 
4.1.3- Bộ đóng ngắt dòng điện tử 
4.1.4- Hạn chế dòng 
4.2- Phần điều khiển 

73 

4.2.1- Điều khiển bằng động cơ step 
4.2.2- Điều khiển khe hở phóng điện 

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 
5.1- Kết luận 
5.2- Hướng phát triển của đề tài 

81 
82 

PHỤ LỤC 
A. Các thông số 

83 

B. Mô hình máy 

86 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

88 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

3 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

LỜI NÓI ĐẦU 
Do nhu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, việc đầu tư và phát triển 
trang thiết bị có công nghệ mới và hiện đại là rất cần thiết. Những năm gần đây việc 
đầu tư các thiết bị, máy gia công……….có công nghệ mới và hiện đại ở nước ta ngày 
càng nhiều. 
Các doanh nghiệp, công ty sản xuất trong nước, đã và đang cạnh tranh ngày 
càng khóc liệt để tồn tại và phát triển trong nền kinh tế thị trường, do đó việc đầu tư 
máy thiết bị có công nghệ mới và hiện đại nhầm tăng năng suất và chất lượng là rất 
cần thiết. Ví dụ: trong lĩnh vực gia công khuôn mẫu, để sản xuất được sản phẩm có 
chất lượng cao đáp ứng được nhu cầu thị trường thì việc đầu tư máy gia công trung 
tâm, CNC, máy tia lửa điện,……là không tránh khỏi. 
Năm 1944 nhà khoa học người Nga B.R. Lasarenko (1909 – 1979) phát hiện ra 
khả năng làm mòn của tia lửa điện. Khi tia lửa điện xuất hiện, vật liệu trên bề mặt phôi 
bị hớt đi bởi một quá trình điện/nhiệt thông qua sự nóng chảy và bốc hơi của kim loại. 
Đó là quá trình gia công bằng tia lửa điện, gọi là gia công EDM (Electrical Discharge 
Machining). Kể từ đó đến nay, các thiết bị gia công theo nguyên lý EDM ngày càng 
được phát triển theo các hướng khác nhau: gia công bằng điện cực định hình, cắt dây, 
phay EDM, … 
Hiện nay, đã có rất nhiều doanh nghiệp cơ khí ở Việt Nam đã được trang bị các 
máy gia công EDM. Phần đóng góp của chúng trong một sản phẩm cơ khí, chủ yếu là 
lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu có thể lên đến 20 đến 50 tùy theo mức độ phức tạp và 
kết cấu của sản phẩm. Với những ưu điểm so với các phương pháp gia công truyền 
thống như gia công được các vật liệu sau khi nhiệt luyện, không có lực cắt, gia công 
định hình các kết cấu có kích thước nhỏ … Phương pháp gia công EDM ngày nay có 
một vị trí quan trọng và làm thay đổi một số các biện pháp công nghệ truyền thống khi 
chết tạo các sản phẩm cơ khí phức tap. Do vậy, việc nghiên cứu về phương pháp gia 
công EDM hiện nay đang là một vấn đề quan tâm của cả trong và ngoài nước đặc biệt 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

4 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

là nghiên cứu về bản chất của quá trình gia công EDM, hiện tượng mòn của điện cực 
và hướng ứng dụng của EDM trong các lĩnh vực khác nhau trong công nghiệp. 
Nội dung của Luận Văn này gồm 5 chương do 2 sinh viên thực hiện: 
Đặng Phú Qúi thực hiện chương 1, 3, 5 
Đặng Anh Qui thực hiện chương 2, 4 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

5 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

Chương 1 
TỔNG QUAN VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 
1.1 

Sự xuất hiện của một công nghệ mới 
Trong nửa thế kỷ qua, nhu cầu về các vật liêu cứng, lâu mòn và siêu cứng sử 

dụng cho tuabin máy điện, động cơ máy bay, dụng cụ, khuôn mẫu … tăng lên không 
ngừng ở các nước công nghiệp phát triển. Việc gia công những vật liệu đó bằng những 
công nghệ cắt gọt thông thường ( tiện, phay, mài v.v…) là vô cùng khó, đôi khi không 
thể thực hiện được. 
Cách đây gần 200 năm, nhà nghiên cứu tự nhiên người Anh Joseph Priestley 
(1733-1809), trong các thí nghiệm của mình đã nhận thấy có một hiệu quả ăn mòn vật 
liệu gây ra bởi sự phóng điện. Nhưng mãi đến năm 1943, thông qua hàng loạt các 
nghiên cứu về tuổi bền của các thiết bị đóng điện, hai vợ chồng Lazarenko người nga 
mới tìm ra cánh cửa dẫn tới công nghệ gia công tia lửa điện. Họ bắt đầu sử dụng tia 
lửa điện để làm một quá trình hớt kim loại mà không phụ thuộc vào độ cứng của vật 
liệu đó. 
Khi các tia lửa điên được phóng ra, vật liệu mặt phôi sẽ bi hớt đi bởi một quá 
trình điện - nhiệt thông qua sự nóng chảy và bốc hơi kim loại, nó thay cho các tác 
động cơ học của dụng cụ vào phôi. Quá trình hớt kim loại bằng điện nhiệt bởi sự 
phóng điện được gọi là “ gia công tia lửa điện” _( nguyên gốc tiếng Anh là “ Electrical 
Discharge Machining”, gọi tắt là gia công EDM ). 
Định nghĩa gia công tia lửa điện EDM: Là qui trình bóc kim loại ra khỏi chi 
tiết gia công bởi một quá trình điện nhiệt, thông qua sự nóng chảy và bóc hơi kim loại 
cần bóc ra. Năng lượng nhiệt phát ra bởi sự phóng điện gọi là “gia công tia lửa điện” 
hay EDM. 
Hệ thống gia công EDM có 2 dạng gia công chính: 
 

Máy cắt dây (wire EDM): ở dạng gia công này, điện cực được làm bằng 

dây kim loại thường là đồng, molipden, volfram hay các dây có lớp phủ, có đường 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

6 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

kính d= (0.1- 0.3)mm, dây điện cực được chuyển động tương đối liên tục đối với phôi 
theo một hành trình cho trước, từ đó phôi cần gia công được cắt theo hành trình đó. 

Hình 1.1.1 Sơ đồ gia công bằng wire EDM 

 

Máy xung định hình (EDM die sinking): ở dạng này điện cực là một hình 

không gian, sau khi gia công thì chi tiết cần gia công có hình dạng giống với điện cực 
hay còn gọi là âm bản của điện cực. 

Hình 1.1.2 Sơ đồ gia công bằng EDM die sinking 

1.2 

Sự tiến bộ của các máy gia công tia lửa điện 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

7 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

Các máy đầu tiên của thới kỳ những năm 50-60 của thế kỷ 20 ít tự động hoá và 
không tiện dùng lắm. 
Ngày nay, với các thuật toán điều khiển mới, với các hệ thống điều khiển CNC 
cho phép gia công đạt năng suất và chất lượng cao mà không cần đến sự tham gia trực 
tiếp của con người. Các máy gia công tia lửa điện ngày nay được đặc trưng bởi mức độ 
tự động hoá cao. 
Các hệ thống điều khiển CNC trên thị trường đã có tiến bộ rất nhiều, đặc biệt là 
máy cắt dây. 
Các hệ điều khiển CNC trong nhiều năm qua đã có mặt ở các máy xung định 
hình, nhưng đã mất nhiều thời gian hơn để có thể tận dụng mọi khả năng của chúng. 
Các chuyển động hành tinh và chuyển động theo côngtua của một điện cực có hình 
dáng phức tạp. Ưu điểm của phương pháp này là ở chỗ việc chế tạo điện cực rẻ hơn và 
nếu sử dụng điên cực phay thì điều kiện dòng chảy sẽ tốt hơn và điên cực ăn mòn đều 
hơn. Một trong những đề tài nghiên cứu chính đang được thực hiện ở Tây Âu và Nhật 
Bản là gia công 3 chiều đạt độ chính xác cao. Tuy nhiên vẫn chưa đạt được kết quả 
mong muốn. 
Sử dụng tối ưu công nghệ gia công tia lửa điện như một kỹ thuật sản xuất đòi 
hỏi phải áp dụng rất nhiều bí quyết công nghệ (Know how). Ngày nay có khuynh 
hướng đưa ra nhiều máy thông minh, chọn máy và điều chỉnh nhiều thông số mà người 
sử dụng đã đặt từ trước. Điều đó làm giảm bớt các dữ liệu đầu vào mà người đứng máy 
phải quan tâm. Khuynh hướng này là mạnh nhất đối với các máy cắt dây, ở đó các 
thuật toán điều khiển tạo được một lượng hớt vật liệu tối ưu và làm giảm bớt nguy cơ 
đứt dây. 
Ở các máy xung định hình, nhờ có hệ thống điều khiển CNC nên không cần 
phải dùng người đứng máy có kinh nghiệm mà vẫn đạt được hiệu quả và chất lượng 
gia công cao. Điều kiện gia công (như sự thoát phoi) thay đổi rất nhiều trong gia công 
xung định hình, đến mức rất khó phát triển chiến lược điều khiển tuỳ chọn phù hợp với 
tất cả các hoàn cảnh. Một số nhà chế tạo máy (như MITSUBISHI) cung cấp những hệ 
thống điều khiển liên hệ ngược mà trong những điều kiện khó khăn nhất (như gia công 
Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

8 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

lỗ tịt mà không có thoát phoi cưỡng bức) cũng cho kết quả tốt hơn so với kết quả nhận 
được do sự điều chỉnh các thông số của một người đứng máy có kinh nghiệm. Trong 
mọi trường hợp, hầu hết các máy đều có mức độ tự động hoá cho phép làm việc rất lâu 
không có người đứng máy, dù rằng không phải luôn luôn trong điều kiện tối ưu. Cùng 
với sự xâu dây tự động ở máy cắt dây, sự tách phôi, thay pallet (thường được cung cấp 
bởi các hãng chế tạo phụ tùng như hãng EROWA) và khả năng lập trình thì mức độ tự 
động tự động hoá trong gia công tia lửa điện đã tăng lên rất nhiều. 

1.3 

Thị trường máy gia công tia lửa điện trên thế giới 
Việc bán các máy gia công tia lửa điện trên phạm vi thế giới tăng 6% mỗi năm 

và vào cuối những năm 90 là khoảng 12.000 máy một năm. 
Nhật Bản là nước sản xuất và sử dụng nhiều máy gia công tia lửa điện nhất, 
chiếm 35% tổng số máy trên thị trường thế giới. Thứ hai là châu Âu với 30%, sau đó 
là Mỹ với 15% và châu Á với 12% tổng số máy. 
Phạm vi của các máy được buôn bán trên thị trường thế giới là rất rộng và đa 
dạng: từ những máy rất lớn ( như máy NASSOVIA) đến máy rất nhỏ và đặc biệt để gia 
công tế vi, từ máy rẻ tiền, ít tự động hoá cỡ (10.000 – 15.000) USD/ máy của Trung 
Quốc, Đài Loan, đến cỡ vài trăm ngàn USD/ máy của Tây Âu và Nhật Bản hoàn toàn 
tự động hoá với các hệ thống CAD/CAM hiện đại. 
Đối với người sử dụng, điều quan trọng là phải xác định các yêu cầu cụ thể phù 
hợp với sản phẩm và quy mô sản xuất của mình và sau đó cần phân tích các tuỳ chọn 
sẵn có của các hãng sản xuát máy từ mọi góc độ để đưa ra quyết định đúng đắn nhất 
trước khi mua máy. 

1.4 

Tình hình gia công tia lửa điện ở Việt Nam 
Trong khoảng một thập kỉ gần đây, công nghiệp gia công tia lửa điện EDM đã 

thâm nhập vào Việt Nam. Số lượng các cơ sở sản xuất và nghiên cứu ở nước ta nhập 
các loại gia công tia lửa điện ngày càng nhiều. Tuy nhiên việc đào tạo về công nghệ 
này thực sự chưa được quan tâm ở các trường Đại học kỹ thuật và các Viện nghiên 
cứu. Ngày nay máy gia công tia lửa điện xuất hiện rất nhiều ở Việt Nam. Hiện nay ở 
nước ta đã có nhiều đề tài nghiên cứu về gia công EDM như: Luận án tiến sĩ kỹ thuật 
Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

9 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

của tiến sĩ Hoàng Vĩnh Sinh trường ĐHBK …Tại các Viện nghiên cứu và các xưởng 
gia công đã sử dụng máy gia công tia lửa điện để gia công các chi tiết phức tạp. Các 
doanh nghiệp Cơ khí ở Việt Nam được trang bị các máy gia công EDM, chủ yếu là 
trong lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu, chiếm khoảng 20%- 50% tùy theo độ phức tạp về 
kết cấu của sản phẩm. Một số cơ sở gia công khuôn mẫu có trang bị các máy EDM ở 
nước ta như: Xưởng gia công cơ khí trường ĐHBK, công ty chế tạo khuôn mẫu Duy 
Khanh, Duy Tân …v.v…. 

1.5 

Giới thiệu một số máy EDM dạng xung định hình 
Sodick vừa đưa ra giới thiệu sản phẩm máy xung tia lửa điện CNC C32 được 

sản xuất tại Nhà máy Sodick Amoy (Trung Quốc) với mức giá cực kỳ cạnh tranh và 
hợp lý cho các xưởng khuôn mẫu hiện đại. 

Hình 1.5.1 Máy xung tia lửa điện CNC C32 

C32 dòng máy EDM truyền động động cơ tuyến tính thế hệ thứ 5 được thiết kế 
nhỏ gọn, đòi hỏi diện tích lắp đặt tối thiểu 1850x2600mm. Khỏang làm việc của máy 
có kích thước 450x300 mm và hành trình dịch chuyển các trục X/Y/Z(W) 
300x250x150 mm (100). Khối lượng vật gia công tối đa 50kg là và trọng lượng điện 
cực tối đa là 20kg. 
C32 sử dụng hệ điều khiển LMX32 hoạt động trên nền Window XP với màn 
hiển thị cảm ứng TFT 15". Phần mềm hỗ trợ gia công LN Assit giúp người vận hành 
dễ dang tạo các chương trình NC (với các điều kiện gia công và chế độ bù tối ưu) từ 
mọi bài toán sản phầm.C32 là máy EDM đầu tiên ứng dụng công nghệ truyền tín hiệu 
Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

10 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

serial siêu tốc 1Gbit/giây cho hệ thống điều khiển. Hệ thống truyền tín hiệu tốc độ cao 
này giúp nâng cao hiệu suất truyền động, độ phản hồi điều khiển servo cũng như độ tin 
cậy của máy trong quá trình gia công. 
Hệ điều khiển LMX32 với hệ mạch "zero wear" giúp giảm độ hao mòn điện cực 
graphite dưới 0.06% trong khi tăng tốc độ gia công tới 20%. Với tính năng này, C32 
giúp giảm số lượng điện cực khi gia công các lõ hỗc. Trong khi, một máy EDM thông 
thường đòi hỏi từ 2-3 điện cực cho gia công thô, gia công bán tinh và gia công tinh, 
C32 có thể chỉ cần đến 1 điện cực duy nhất. Điều này không chỉ giúp tiết kiêm thời 
gian và chi phí sản xuất mà còn giảm thiểu các sai số gia công. 
C32 cũng được trang bị công nghệ truyền động động cơ tuyến tính tiên tiến của 
Sodick, giúp trục Z có thể đạt tốc độ dịch chuyển cao tới 1.400"/phút và gia tốc trọng 
trường tới 1.2G. Với tốc độ dịch chuyển trục Z cao giúp tự rạo ra hiệu ứng bơm đẩy 
phoi ra khỏi các hốc gia công, nhờ đó người sử dụng không cần sử dụng vòi xối mà 
vẫn 

đảm 

bảo 

được 

chất 

lượng 

gia 

công 

ổn 

định 

nhất. 

Sodick là nhà sản xuất hàng đầu trong lĩnh vực máy gia công tia lửa điện với số lượng 
hơn 50.000 máy đã bán ra trên toàn thế giới. Model C32 được tin tưởng sẽ là sản phẩm 
đột phá trong chiến lược "toàn cầu hóa máy EDM" của Sodick. 

Hình 1.5.2 Máy xung tia lửa điện CNC M30 

Đặc tính cơ bản: 
Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

11 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

- Bộ điều khiển heidenhan EDM 
- Biểu đồ hiển thị 4 số sau dấu phẩy 
- Bộ nhớ đồ thị theo 9 hướng 
- Chức năng xây dựng chương trình và các mẫu 
- Chức năng hiển thị độ chiều sâu cắt gọt chậm nhất 
- Chức năng lưu lại lượng tiêu thụ điện năng 
- Xây dựng phần còn lại và đưa các bon thừa ra ngoài 
- Thiết bị độ chính xác theo bộ mã quang học tới 1 µ 
- Chống mài mòn nhờ bôi trơn 
- Vít bi có độ chính xác cao giúp cơ cấu truyền động tinh sảo hơn 
- Hệ thống lọc kép tách cacbon cho nhiều hiệu quả 
- Hệ thống phát hiện lửa 
Đặc tính kỹ thuật: 
- Phạm vi làm việc: 885x 435x 270 mm 
- Kích thước bàn làm việc: 470x 280 mm 
- Khoảng cách giữa trục chính và bàn máy: 405 mm 
- Phạm vi dịch chuyển theo trục : 250x 200x 200 mm 
- Sự dịch chuyển thêm của trục Z: 170 mm 
- Trọng lượng tối đa của phôi: 300 kgs 
- Trọng lượng tối đa của điện cực: 30 kgs 
- Dung tích tối đa của chất điện môi: 200 lít 
- Tốc độ tối đa cắt gọt: 230 mm3/phút 
- Tỉ lệ hao mòn nhỏ nhất < 0.1% 
- Cấp độ bóng đạt được < Ra0.18 µm 
- Dòng gia công cực đại: 30A 
- Công suất đầu vào: 2.4 KVA 
Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

12 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

- Kích thước máy: 130x 125x 212 cm 
- Khối lượng máy: 1095 kg 
SKU: Máy Xung Điện EDM 

Hình 1.5.3 Máy xung tia lửa điện CNC M30 

MODEL 

GS450ZNC 

GS540ZNC 

GS650ZNC 

GS750ZNC 

Kích thước bàn máy 

700x400mm 

900x500mm 

1000x600mm 

1100x650 

Hành trình trục X,Y 

450x350mm 

600x500mm 

600x500mm 

700x600mm 

Hành trình trục Z 

300mm 

250mm 

250-280mm 

280-300mm 

300mm 

350mm 

Hành trình đầu máy 

200mm 

220mm 

280mm 

200mm 

180-680mm 

840mm 

830mm 

950mm 

Tải trọng đầu điện cực 

50kg 

2000kg 

220kg 

250kg 

Tải trọng bàn làm việc 

500kg 

500kg 

2500kg 

2800kg 

Kích thước bồn dầu 1270x680x4 

1700x900x5 

1800x900x60 

1800x900x6 

trên bàn máy 

20mm 

00mm 

0mm 

00mm 

Dung tích bồn dầu 

400L 

880L 

1126L 

1240L 

Kích thước ngoại hình 1400x1350x 

1800x1550x 

2000x1710x2 

1400x1350x 

máy 

250mm 

2400mm 

360mm 

2250mm 

Trọng lượng máy 

1600kg 

2000kg 

3000kg 

3800 

ZNC75A 

ZNC90A 

Khoảng cách từ bàn 
máy đến đầu điện cực 

TỦ ĐIỀU KHIỂN/ MODEL 

ZNC60A 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

13 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

Công suất dòng điện nạp vào 

380V KVA 

380V KVA 

380V KVA 

Dòng điện gia công lớn nhất 

60A 

75A 

90A 

Tốc độ gia công lớn nhất 

500mm²/min 

500mm²/min 

500mm²/min 

Độ chính xac bề mặt phôi nhỏ nhất 

2.1µmRa 

2.1µmRa 

2.1µmRa 

Tỷ lệ tiêu hao điện cực nhỏ nhất 

0.1% 

0.1% 

0.1% 

Kích thước 

650x750mm 

650x750mm 

650x750mm 

Trọng lượng 

230kg 

230kg 

230kg 

1.6 

Mục tiêu của đề tài 
Nghiên cứu thiết kế máy gia công tia lửa điện dạng xung định hình loại nhỏ. 
Mô phỏng sự ảnh hưởng các thông số gia công đến độ nhám bề mặt gia công 
Gia công một số mẫu trên máy mô hình 
Dựa vào các thông số kỹ thuật đã khảo sát được ở trên, chúng ta có thể chọn các 

thông số sơ bộ để thiết kế máy EDM loại nhỏ như sau: 
Cường độ dòng điện: Imax = 30A 
Điện áp nguồn: Uz= 60, 150, 240 volt 
Kích thước bàn máy: 500mm Lx 400mm W 
Hành trình dịch chuyển của điện cực theo trục z = 220mm 
Bể chứa dung dịch: 600x 500x 250 mm 
Khối lượng cực đại của điện cực: 25kg 
Khối lượng chi tiết gia công: 60kg 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

14 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

Chương 2 
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG EDM 
Chương này trình bày: 
2.1- 

Cấu tạo tổng quát của máy EDM 

2.2- 

Tính chất vật lý của quá trình gia công 

2.3- 

Mô tả quá trình bốc tách kim loại khi gia công 

2.4- 

Các đặc tính về điện trong quá trình gia công 

2.5- 

Chất lượng bề mặt khi gia công bằng EDM 
2.5.1- Độ nhám bề mặt 
2.5.2- Vết nứt tế vi và các lớp ảnh hưởng nhiệt 

2.6- 

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gia công 

2.7- 

Độ chính xác khi gia công bằng EDM 

2.8- 

Các vấn đề liên quan đến điện cực 

2.9- 

Các vấn đề liên quan đến dung dịch điện môi 

2.10- Khe hở phóng điện 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

15 

Luận văn tốt nghiệp 

 

Lớp BT06CTM 

2.1 Cấu tạo tổng quan của máy EDM 

Hình 2.1.1 Cấu tạo tổng quát của máy EDM 

Chú thích: 
Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

16 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

1a. Trục Y 

10. Tủ cấp điện và các cầu chì 

1b. Trục X 

11. Thùng chứa và xử lý chất điện môi 

1c. Động cơ servo trục Z 

12. Bơm tuần hoàn 

2. Đầu mang điện cực 

13. Bộ lọc 

3. Thùng chất điện môi 

14. Đường ống cấp chất điện môi 

4. Phôi 

15. Ống tháo chất điện môi 

5. Điện cực 

16. Máy phát tia lửa điện 

6. Bàn trượt dọc X 

17. Khe hở phóng tia lửa điện 

7. Bàn trượt ngang Y 
8. Hệ thống điều khiển servo 
9. Màn hình điều khiển video 
 

Về cơ bản, máy xung định hình gồm 3 phần chính: 
 

Phần cơ khí: khung máy, bàn trượt trục X, trục Y, trục Z, bộ phận 

kẹp phôi, đầu mang điện cực, thùng chứa dung dịch điện môi……… 
 

Hệ thống điện: điều khiển toàn bộ qua trình gia công: tạo xung, 

cường độ dòng điện, điều khiển sự di chuyển của điện cực…….. 
 

Dung dịch điện môi: 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

17 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 
3 
4 
5 

1 
2 

Hình 2.1.2 

1. Đầu mang điện cực 
2. Điện cực 
3. Dung dịch điện môi (cách điện) 
4. Phôi cần gia công 
5. Bộ phận kẹp phôi 
 

Nguyên lý hoạt động: Cho điện cực tiến gần đến chi tiết gia công và cách một 

khoảng a (như hình) nào đó thì giữa chúng phát sinh ra tia lửa điện, tia lửa này có nhiệt 
độ rất cao có thể lên đến 10.0000C. Do đó sẽ làm bóc hơi kim loại của phôi tại vị trí 
sinh ra tia lửa. 
 

2.2 Tính chất vật lý của quá trình gia công 
Chúng ta xét quá trình tạo tia lửa điện trong một chu kỳ xung: 
Trong chu kỳ xung có hiện tượng trễ dòng (sau một khoảng thời gian td so với 

thời điểm bắt đầu có điện áp thì mới xuất hiện dòng điện), như hình sau 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

18 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

Ue 

U 

U 

t( 

) 

t( 

) 

Td 
Te 
I 

T0 

Ie 

Ti 

Hình 2.2.1 Đồ thị dòng điện I và điện áp U trong một chu kỳ xung 

Chu kỳ xung là Tp= Ti + To 
Ta thấy dòng điện sẽ bị trễ một khoảng Td so với điện áp, thời gian tạo ra tia 
lửa điện chính là Te (còn gọi là thời gian làm bóc lớp kim loại gia công) với giá trị 
cường độ dòng điện trung bình là Ie 
Năng lượng sinh ra giữa điện cực và chi tiết là: 

We= Ue. Ie. Te 
Ue: là giá trị trung bình của điện áp 
Te: còn gọi là thời gian kéo dài xung 
Ie: cường độ dòng điện 

Thiết Kế Máy Gia Công Tia Lửa Điện 

19 

Luận văn tốt nghiệp 

Lớp BT06CTM 

Ta có thể tóm tắt phần xung cung cấp cho máy gia công tia lửa điện như hình 
H2.2.2 

Ie 

U 

t( 

) 

t( 

) 

Tp 

Ie 

I 

Tp 
Hình 2.2.2 Dạng xung công suất để gia côn 

Đặc điểm của phương pháp gia công tia lửa điện: 
 

Vật liệu gia công và điện cực phải có tính dẫn điện 

 

Dung dịch điện môi phải là dung dịch không dẫn điện ở điều kiện bình 

thường 
 

Điện cực có độ cứng thấp hơn nhiều so với vật liệu gia công 

Ví dụ: điện cực đồng, chi tiết gia công là thép gió, thép hợp kim cứng…… 
Ta có thể chia quá trình tạo tia lửa điện của một xung thành 3 giai đoạn: 
Quá trình ăn mòn của một xung gia công được trải qua 3 giai đoạn: giai đoạn hình 
thành kênh dẫn điện, giai đoạn phóng tia lửa điện làm bốc hơi vật liệu và giai đoạn 
phục hồi. 
 

Giai đoạn 1: hình thành kênh dẫn điện 

Các đặc điểm chính của giai đoạn này là: 
Giai đoạn này được xác định trong khoảng thời gian khi bắt đầu có điện áp (cấp 
bởi nguồn) và kết thúc khi điện áp bắt đầu giảm.