Tìm hiểu Gia công bằng tia lửa điện

Gia công bằng tia lửa điện I. Lịch sửCách đây gần 200 năm, nhà nghiên cứu người Anh Toseph Priestley đã phát hiện thấy có một hiệu quả ăn mòn vật liệu gây ra bởi sự phóng điện. Năm 1943 gia công bằng tia lửa điện lần đầu tiên mới xuất hiện ở Nga sau những nghiên cứu của vợ chồng Lazarenko. II. Khái niệm Gia công bằng tia lửa điện gọi là gia công EDM (Electrical Discharge Machining). 3. Điều kiện để có tia lửa điện:Đặt một điện áp giữa điện cực và phôi.Giữa điện cực và phôi phải được điền đầy bởi một chất điện môi.Cho 2 điện cực tiến lại gần nhau, đến một khoảng cách nào đó thì xảy ra sự phóng tia lửa điện.2 điện cực không chạm nhau, không được quá gần hoặc quá xa.Dùng bộ phát xung RC để cung cấp dòng điện gián đoạn.III. Nguyên lý hoạt động:Sự đánh thủng điệnQuá trình hình thành sự phóng tia lửa điệnDo tác dụng của điện trường giữa hai điện cực, điện tử phát ra từ catod và gia tốc, chạy về anod.b) Do dung dịch bị ion hóa, vầng quang điện tử hình thành, chung quanh nó có những bọt khí với điện tích dương bao bọc.c) Đám bọt khí do có chứa điện tích dương nên làm thu hẹp dòng chạy của điện tử.d) Tia điện tử tập trung đi đến bề mặt anod.e) Tụ điện xả điện. R giảm, I tăng lên hàng chục ngàn ampe. Dòng điện xung làm nóng chảy anod và lực điện động làm bắn những giọt kim loại vào bọt khí, ở đó do nhiệt cao mà chúng nổ ra.f) Điện áp của tụ cân bằng. Bọt khí nguội đi, biến thành giọt dung dịch, sự tái sinh điện tích được xảy ra. Đồng thời những ion mang điện tích dương với năng lượng nhỏ hơn nhiều chạy về phía catod, và chúng cũng ăn mòn điện cực với mức độ ít hơn.IV. Dụng cụ và thiết bị1. Dụng cụ: Đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Điện cực thường được gia công bằng các phương pháp : cắt gọt, đúc, ép, phun kim loại, mạ điện phân . . . Vật liệu làm điện cực phải đảm bảo các yêu cầu: + Có tính dẫn điện tốt. + Nhiệt lượng riêng lớn. + Có nhiệt độ nóng chảy cao. + Có tính dẫn nhiệt tốt. Vật liệu làm điện cực thường là: đồng đỏ, đồng thau, bạc hay kẽm. Trường hợp gia công lỗ hoặc bộng sâu phải làm lỗ thoát khí trên điện cựcDung dịch điện mơi phải luân chuyển. Cĩ 4 cách:2. Thiết bị:1- Thân2- Điện trở3- Tụ điện4- Bộ điều chỉnh lượng chạy dao5- Điện cực dụng cụ7- Bể chứa dung dịch và cho tiết gia công8- Đồ gá9- Động cơ điện10,11- Các đầu dây.3. Dung dịch gia công tia lửa điện :Có tác dụng:Giúp cho sự phóng điện được thực hiện theo một kênh xác định và ổn định  năng lượng tập trung tốtLấy đi các chất cặn sinh ra trong vùng gia công và đem chúng đi nơi khác.Yêu cầu kỹ thuật của chất lỏng gia công:+ Độ cách điện cao + Dẫn nhiệt tốt + Chất lỏng phải trung tính về hoá học+ Có độ nhớt nhỏ +Nhiệt độ cháy, điểm nổ cao đủ cao để không nguy hiểm.+ Có khả năng phục hồi nhanh sau khi bị đánh thủng + Ổn định về tính chất.+ Sản phẩm do phân hủy nhiệt không gây ngộ độc.+ Dễ tìm và giá thành hợp lý.Hiện nay dùng phổ biến là dùng dầu hỏa, Ưu điểm: cách điện tốt. độ nhớt nhỏ.Chất lượng bề mặt tốtNhược điểm của dầu hỏa là dễ cháy và mang theo phoi kim loại. Vì vậy, khi dùng dầu hỏa phải có bộ lọc tốt.Có thể dùng nước và nước cất làm dung dịch gia công nhưng chỉ dùng trong gia công phụ, ví dụ để lấy đi các mảnh dao bị gãy.Ngoài ra còn dùng: Kerosine, dầu thô cất, dầu có gốc silic, cacbontetra-chloride, hỗn hợp triehyleneglycol - nước - monoethyl - ether. V. Các ứng dụng của gia công tia lửa điện+ Máy gia công lỗ.+ Máy khoan lỗ nhỏ.+ Máy mài theo hình dáng.+ Máy mài dụng cụ.+ Máy cắt đứt.+ Máy gia công khuôn mẫu. Phổ biến nhất là máy gia công lỗ. Ứng dụng để gia công lỗ có đáy hoặc lỗ suốt.VI. Đặc điểm và phạm vi ứng dụng1) Đặc điểm :Gia công những vật liệu khó gia công nhưng dẫn điện Năng suất gia công phụ thuộc vào vật liệu điện cực và tốc độ tiến của dụng cụ.Độ chính xác phụ thuộc các yếu tố : độ chính xác máy, dụng cụ, khe hở phóng điện, . . .Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào năng lượng một lần phóng điện.Điện áp làm việc của thiết bị lớn hơn 42V nên rất nguy hiểmNhược điểm: thiết bị tương đối đắt tiền, so với phương pháp gia công cắt gọt thì năng suất thấp hơn, sử dụng nhiều điện cực,độ nhám bề mặt lớn, lớp bề mặt sau khi gia công còn một số tính chất bất lợi. 2) Phạm vi ứng dụng và tính kinh tế khi gia công tia lửa điệngia công kim loại có độ cứng không giới hạn. có thể gia công chi tiết có hình dạng phức tạp với độ chính xác phù hợp.Có thể thay thế cho phương pháp cắt gọt truyền thống trong những trường hợp phương pháp này không kinh tế hoặc không đạt độ chính xác mong muốn. Có thể giúp bỏ những quy trình trung gian nào đó như nhiệt luyện, nắn thẳng, sửa bavia, lắp chi tiết, dao, .v.v.Có thể sử dụng phương pháp này trong một số trường hợp sau :Biến cứng bề mặt chi tiết.Chế tạo và phục hồi các khuôn dập đã tôi và khuôn bằng hợp kim cứng. Gia công các lưới sàng, rây Mài phẳng, mài tròn, mài sắc hoặc làm rộng lỗ.Gia công các lỗ 42V,  vị trí gia công phải được bao che cẩn thận.PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CẮT DÂY TIA LỬA ĐIỆNI. Khái niệm : Là phương pháp gia công tia lửa điện nhưng khác ở chỗ điện cực được làm bằng một dây mảnh, được cuốn liên tục chạy theo đường gia công định trước.II. Nguyên lý gia công :2) Dụng cụ Đối với máy gia công cắt dây, vật liệu làm điện cực phải có các tính chất sau : + Có tính dẫn điện tốt. + Có độ giãn dài cao. + Có nhiệt độ nóng chảy cao. + Có tính dẫn nhiệt tốt. Thường dùng volfram, molibden hay tungsten.3) Dung môi :Dầu hoả: chi tiết phải ngập trong dầuNước: phun tia vào vùng gia công, tính dẫn điện của nước lớn hơn tính dẫn điện của dầu khoảng 40 lần. V. Ưu - Nhược điểm phạm vi ứng dụng :Dùng gia công:các lỗ và rãnh hẹp, hở và thông suốt, gia công các biên dạng phức tạp thẳng và cong, gia công các cam đĩa hợp kim cứng, gia công các dưỡng chép hình, các khuôn mẫu, các loại bánh răng, v.vƯu điểm: độ chính xác cao, kết cấu của máy đơn giản.