1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ
CÔNG NGHỆ TỚI ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG, KHI
GIA CÔNG CẮT DÂY CÁC VẬT LIỆU KHÓ
GIA CÔNG
NGUYỄN TIẾN NGA
THÁI NGUYÊN - 2009
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin được cảm ơn Thầy giáo TS. Nguyễn Trọng Hiếu – Thầy
đã hướng dẫn tôi về sự định hướng đề tài, cách tiếp cận và nghiên cứu đề tài, cách
khai thác sử dụng tài liệu tham khảo cũng như sự chỉ bảo trong quá trình tôi làm
luận văn.
Tôi muốn bày tỏ lởi cảm ở các thày giáo công tác tại Phòng thí nghiệm Kỹ
thuật Cơ khí và Động lực - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện
và tận tình giúp đỡ, hướng dẫn sử dụng các trang thiết bị thí nghiệm trong quá trình
tôi làm luận văn.
Tôi xin cảm ơn Ban Giám đốc, cán bộ công nhân viên công ty TNHH Quang
Nam (Khu công nghiệp Phố nối A - Thị trấn Như Quỳnh - Hưng Yên) đã tạo điều
kiện để tôi được thực tế thăm quan các loại máy cắt dây, đồng thời công ty đã cung
cấp đầy đủ các mẫu thí nghiệm có chất lượng tốt để tôi thực hiện luận văn.
Cuối cùng tôi muốn bày tỏ lòng cảm ơn đối với gia đình, các thầy giáo, cô
giáo, các bạn đồng nghiệp đã ủng hộ, động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học
tập, nghiên cứu và làm luận văn này.
Tác giả
Nguyễn Tiến Nga
2
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục 2
Danh mục các bảng biểu 6
Danh mục các đồ thị, hình vẽ 6
Mở đầu 12
I. Tính cấp thiết của đề tài 12
II. Mục đích và đối tượng nghiên cứu 14
III. Phương pháp nghiên cứu 14
IV. Phạm vi nghiên cứu 15
V. Nội dung của đề tài 15
VI. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn 15
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN 17
1.1 Đặc điểm của phương pháp gia công tia lửa điện 17
1.1.1 Các đặc điểm chính của phương pháp gia công tia lửa điện 17
1.1.2 Khả năng công nghệ của phương pháp gia công tia lửa điện 17
1.2 Các phương pháp gia công tia lửa điện 18
1.2.1 Phương pháp gia công xung định hình 18
1.2.2 Phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện 18
1.2.3 Các phương pháp khác 18
1.3 Cơ sở của phương pháp gia công tia lửa điện 20
1.3.1 Bản chất vật lý 20
1.3.2 Cơ chế bóc tách vật liệu 25
1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình gia công tia lửa điện 26
1.4.1 Các đặc tính về điện của sự phóng tia lửa điện 26
1.4.2 Dòng điện và bước của dòng điện 30
1.4.3 Ảnh hưởng của khe hở phóng điện δ 30
1.4.4 Ảnh hưởng của điện dung C 33
3
1.4.5 Ảnh hưởng của diện tích vùng gia công 33
1.4.6 Ảnh hưởng của sự ăn mòn điện cực 34
1.5 Lượng hớt vật liệu khi gia công tia lửa điện 34
1.6 Chất lượng bề mặt 35
1.6.1 Độ nhám bề mặt 36
1.6.2 Vết nứt tế vi và các ảnh hưởng về nhiệt 36
1.7 Độ chính xác tạo hình khi gia công tia lửa điện 37
1.8 Các hiện tượng xấu khi gia công tia lửa điện 38
1.8.1 Hồ quang 38
1.8.2 Ngắn mạch, sụt áp 39
1.8.3 Xung mạch hở, không có dòng điện 40
1.8.4 Sự quá nhiệt của chất điện môi 40
1.9 Các yếu tố không điều khiển được 40
1.9.1 Nhiễu hệ thống 41
1.9.2 Nhiễu ngẫu nhiên 41
1.10 Dung dịch chất điện môi trong gia công tia lửa điện 41
1.10.1 Nhiệm vụ của dung dịch chất điện môi 41
1.10.2 Các loại chất điện môi 43
1.10.3 Các tiêu chuẩn đánh giá chất điện môi 43
1.10.4 Các loại dòng chảy của chất điện môi 45
1.10.5 Hệ thống lọc chất điện môi 47
CHƯƠNG II: MÁY CẮT DÂY VÀ CÁC THÔNG SỐ ĐIỀU
CHỈNH TRONG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG 49
2.1 Sơ bộ về máy cắt dây tia lửa điện 49
2.1.1 Công dụng của máy cắt dây tia lửa điện 49
2.1.2 Ưu nhược điểm của phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện 50
2.1.2.1 Ưu điểm 50
2.1.2.2 Nhược điểm 50
2.2 Độ chính xác khi gia công tia lửa điện 51
2.3 Điện cực và vật liệu điện cực 54
2.3.1 Yêu cầu của vật liệu làm điện cực 54
4
2.3.2 Các loại dây điện cực 55
2.4 Sự thoát phoi trong cắt dây tia lửa điện 55
2.5 Nhám bề mặt khi cắt dây 56
2.6 Các thông số về điện trong điều khiển máy cắt dây tia lửa điện 57
2.6.1 Dòng phóng tia lửa điện Ie và bước của dòng điện 57
2.6.2 Độ kéo dài xung ti57
2.6.3 Khoảng cách xung t057
2.6.4 Điện áp đánh lửa Ui57
2.6.5 Khe hở phóng điện 57
2.7 Lập trình gia công trên máy cắt dây 58
2.7.1 Các trục điều khiển và hệ tọa độ 59
2.7.2 Các chức năng “G” 59
CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG
CỦA CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC
KÍCH THƯỚC 71
3.1 Thiết kế thí nghiệm 71
3.1.1 Các giả thiết của thí nghiệm 71
3.1.2 Điều kiện thực hiện thí nghiệm 71
3.1.2.1 Thiết bị thí nghiệm 71
3.1.2.2 Vật liệu gia công 73
3.1.2.3 Các thiết bị đo 74
3.2 Nhóm thí nghiệm 76
3.2.1 Mô hình định tính quá trình cắt dây tia lửa điện 76
3.2.2 Các thông số đầu vào của thí nghiệm 77
3.3 Khảo sát độ chính xác gia công 78
3.3.1 Phương pháp đánh giá 79
3.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng đơn của Ui; Ie; t079
3.3.2.1 Vật liệu ở trạng thái thường 80
3.3.2.2 Vật liệu ở trạng thái tôi cải thiện 85
3.3.2.3 Vật liệu ở trạng thái nhiệt luyện 90
3.3.3 Mối quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thước 94
5