Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ khi gia công bằng phương pháp xung điện cho thép SKD11 sau khi xử lý nhiệt

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

4
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong nghiên cứu này, phương pháp thí nghiệm và xử lý số liệu Taguchi được áp dụng để đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ chính trong quá trình xung điện cho thép SKD11 sau khi tôi đến độ nhám bề mặt chi tiết xung và thời gian gia công.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ khi gia công bằng phương pháp xung điện cho thép SKD11 sau khi xử lý nhiệt

BÀI BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ KHI GIA CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP XUNG ĐIỆN CHO THÉP SKD11 SAU KHI XỬ LÝ NHIỆT Đoàn Yên Thế1 Tóm tắt: Trong nghiên cứu này, phương pháp thí nghiệm và xử lý số liệu Taguchi được áp dụng để đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ chính trong quá trình xung điện cho thép SKD11 sau khi tôi đến độ nhám bề mặt chi tiết xung và thời gian gia công. Thông qua các giá trị độ cứng bề mặt, độ cứng tế vi xem xét vùng ảnh hưởng nhiệt trong quá trình xung điện. Từ các kết quả thực nghiệm cho thấy các thông số công nghệ ảnh hưởng lớn đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công là cường độ dòng điện, thời gian đóng xung và thời gian ngắt xung. Trong đó, cường độ dòng điện ảnh hưởng lớn nhất đến độ nhám bề mặt và thời gian gia công. Quá trình xung điện cũng làm tăng đáng kể độ cứng bề mặt của thép SKD11 và có sự chênh lệch lớn độ cứng giữa vùng ảnh hưởng nhiệt và vùng kim loại nền sau khi gia công bằng phương pháp xung điện. Từ khóa: Gia công xung điện, thép SKD11, phương pháp Taguchi. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * liệu gia công và chất lượng chi tiết gia công khó Gia công bằng phương pháp xung điện là một kiểm soát hơn so với phương pháp gia công cắt trong những phương pháp gia công phi truyền gọt truyền thống khác (Tzeng et al., 2013). Vì vậy, thống được sử dụng phổ biến hiện nay để gia công phương pháp này chỉ sử dụng cho một số trường các khuôn mẫu, dụng cụ như khuôn đột; khuôn hợp đặc biệt mà phương pháp gia công truyền đùn, ép kim loại; các loại cối định hình vv... thống khó thực hiện được và cần phải thí nghiệm (Eubank et al., 1993). Trong phương pháp này, sử khảo sát ảnh hưởng của các thông số công nghệ dụng dụng cụ gia công đóng vai trò là điện cực đối với từng loại vật liệu gia công để giảm thời được đặt cách phôi duy trì một khoảng cách đủ gian gia công và tăng chất lượng sản phẩm. nhỏ để tạo ra vùng plasma tia lửa điện trong môi Thép SKD11 là loại thép hợp kim dụng cụ được trường điện môi (Klocke et al., 2013). Nhiệt độ sử dụng phổ biến hiện nay để chế tạo khuôn dập vùng plasma tia lửa điện có thể từ 8000 đến nguội (Zhao et al., 2023). Sau khi xử lý nhiệt ở chế 12000oC làm nóng chảy và bay hơi kim loại từ bề độ phù hợp, độ cứng của thép SKD11 tăng rất cao, mặt của phôi và điện cực, làm mòn dần bề mặt khó thực hiện được trên các thiết bị gia công cắt gọt phôi tạo nên biên dạng bề mặt gia công theo mong truyền thống, đặc biệt khi chi tiết có các lỗ, rãnh muốn (DiBitonto et al., 1989). Phương pháp này nhỏ. Vì vậy, phương pháp gia công xung điện đặc biệt hiệu quả khi gia công các vật liệu khó gia thường được áp dụng trong các trường hợp này. Có công như thép đã qua nhiệt luyện có độ cứng rất nhiều nghiên cứu được thực hiện để khảo sát ảnh cao hoặc các chi tiết hình dạng phức tạp có các lỗ hưởng của các thông số công nghệ trong quá trình hoặc rãnh nhỏ và sâu mà các phương pháp gia gia công thép SKD11 bằng phương pháp xung điện. công truyền thống khác khó thực hiện (Sidda et Zhao và cộng sự (Zhao et al., 2023) đã nghiên cứu al., 2010). Mặc dù có nhiều ưu điểm, phương pháp ảnh hưởng của điện áp và cường độ dòng điện đến gia công xung điện có chi phí gia công lớn, quá vùng ảnh hưởng nhiệt và chi phí năng lượng khi gia trình gia công phụ thuộc nhiều vào tính chất vật công thép SKD11 trên máy xung. Nghiên cứu chỉ ra khi điện áp tăng dẫn đến chi phí năng lượng tăng 1 Khoa Cơ khí, Trường Đại học Thủy lợi theo và vùng ảnh hưởng nhiệt trên chi tiết gia công KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023) 51
mở rộng, ảnh hưởng đến tính chất (độ cứng) của sản Trong nghiên cứu này sử dụng mẫu thí nghiệm phẩm gia công. Ảnh hưởng của việc bổ sung thêm bằng thép SKD11. Thành phần của thép SKD11 hỗn hợp graphit và cabit boron vào trong dung dịch được cho trong Bảng 1. Chọn 9 mẫu thí nghiệm có điện môi đến khả năng gia công thép SKD11 được kích thước 25x25x60 mm để dễ tiến hành gá đặt thực hiện bởi Mookam và cộng sự (Mookam et al., mẫu trên bàn máy xung và thuận lợi cho việc đo 2021). Nguyễn Văn Đức và cộng sự (Nguyễn Văn đạc độ cứng, chụp ảnh tổ chức của mẫu. Trước khi Đức và cộng sự 2022) đã nghiên cứu ảnh hưởng của xung, mẫu thí nghiệm được đem đi xử lý nhiệt một số thông số công nghệ khi gia công xung định theo quy trình như sau: nung nóng lên nhiệt độ hình bằng điện cực đồng cho thép SKD11. Nghiên 1050oC trong lò điện trở LHT 08/16, giữ nhiệt tại cứu chỉ ra thông số công nghệ quan trọng nhất trong nhiệt độ đó 50 phút rồi sau đó làm nguội nhanh quá trình gia công xung điện là cường độ dòng điện, trong nước. Độ cứng bề mặt mẫu thử được đo trên thời gian đóng xung và thời gian ngắt xung. Để máy đo độ cứng Rocwell Mitutoyo HR-400. Giá nghiên cứu ảnh hưởng đa yếu tố trong quá trình trị độ cứng trước và sau khi nhiệt luyện đo được xung định hình, nhiều nghiên cứu đã áp dụng trung bình khoảng 278HV và 636HV, tương ứng. phương pháp Taguchi (Khare et al., 2020). Đây là Như vậy, sau khi xử lý nhiệt, độ cứng của thép rất phương pháp quy hoạch thực nghiệm đơn giản và cao (khoảng 57HRC), khó gia công bằng các lựa chọn thông số tối ưu nhanh nhất với số lượng thí phương pháp gia công cắt gọt truyền thống. nghiệm ít hơn các phương pháp quy hoạch thực Vật liệu điện cực được sử dụng trong các thí nghiệm khác mà vẫn cho biết xu hướng và mức độ nghiệm là đồng thau. Đây là vật liệu phổ biến nhất ảnh hưởng của từng thông số công nghệ đến kết quả dùng làm dụng cụ trong xung tia lửa điện. Độ đầu ra. cứng của vật liệu làm điệc cực chỉ khoảng 100HB, Mặc dù một vài nghiên cứu ảnh hưởng của các nhỏ hơn nhiều so với độ cứng thép SKD11 sau khi thông số khi xung điện cho thép SKD11 được thực xử lý nhiệt. Đây là một điểm khác biệt của hiện, các kết quả chỉ phù hợp với một chủng loại phương pháp gia công xung điện so với các máy xung. Việc nghiên cứu thực nghiệm theo quy phương pháp gia công cắt gọt truyền thống khác hoạch thực nghiệm để tối ưu hóa thông số công khi mà dụng cụ cắt có độ cứng nhỏ hơn rất nhiều nghệ khi gia công thép SKD11 sau khi xử lý nhiệt so với độ cứng của chi tiết gia công. trên thiết bị xung điện CNC EDM OSCARMAX 2.2. Thiết kế thí nghiệm S430S tại trường Đại học Thủy Lợi là cần thiết. Thí nghiệm xung điện được thực hiện trên máy Trong nghiên cứu này, phương pháp thí nghiệm và xung CNC EDM OSCARMAX S430S của hãng xử lý số liệu Taguchi được áp dụng để đánh giá ảnh Oscarmax EDM Taiwan - Đài Loan (Hình 1a). hưởng của các thông số công nghệ chính trong quá Thông số kỹ thuật của thiết bị được cho trong trình xung điện cho thép SKD11 sau khi tôi đến độ Bảng 2. Mẫu thí nghiệm (phôi) sau khi xử lý nhiệt nhám bề mặt chi tiết xung. Vùng ảnh hưởng nhiệt được gá đặt trên bàn gá đặt phôi với sự trợ giúp được xem xét thông qua giá trị độ cứng bề mặt, độ của nam châm điện, mẫu được hút chặt trên bàn cứng tế vi. Từ các kết quả thực nghiệm sẽ lựa chọn gá phôi (Hình 1b). Trong quá trình xung điện phải bộ thông số công nghệ tối ưu để đạt độ nhám bề luôn đảm bảo dung dịch điện môi được cung cấp mặt gia công nhỏ nhất. đầy đủ và chảy vào khe hở giữa chi tiết gia công 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU và điện cực dụng cụ. Trong nghiên cứu này sử 2.1. Vật liệu dụng dung dịch điện môi là dầu xung điện HD-1. Bảng 1. Thành phần hóa học của mẫu thép SKD11 (Zhao et al., 2023) Nguyên % Nguyên % Nguyên % Nguyên % Nguyên % tố tố tố tố tố C 1,4÷1,6 Si 0,4 Cu 0,25 Mn 0,6 S 0,03 Mo 0,8÷1,2 Cr 11÷13 V 0,2÷0,5 Ni 0,5 P 0,03 52 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023)
a) b) Hình 1. Máy xung S430S CNC Bảng 2. Thông số kỹ thuật của máy xung S430S CNC Thông số Giá trị Kích thước tank làm việc LxWxH (mm) 970 x 550 x 350 Kích thước bàn làm việc LxH (mm) 650 x 350 Hành trình trục X (mm) 400 Hành trình trục Y (mm) 300 Hành trình trục Z (mm) 300 Khối lượng điện cực tối đa (kg) 120 Khối lượng phôi tối đa (kg) 550 Kích thước máy LxWxH (mm) 1440 x 1380 x 2250 Khối lượng máy (kg) 1150 Như đã phân tích ở trên, các thông số ảnh Nếu “Lớn hơn tốt hơn” thì: hưởng đến chất lượng sản phẩm gia công xung điện là điện áp, cường độ dòng điện, dung dịch (1) điện môi, thời gian đóng xung và thời gian ngắt xung, khoảng cách từ đầu điện cực đến phôi… Nếu “Nhỏ hơn tốt hơn” thì: Trong nghiên cứu này, các thí nghiệm được thực hiện với cùng loại dung dịch điện môi và khoảng (2) cách giữa điện cực và phôi không thay đổi; do đó chỉ nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công Nếu “Trung bình tốt hơn” thì: nghệ chính đến chất lượng sản phẩm gia công bằng phương pháp xung điện là thời gian đóng (3) xung (Ton), thời gian ngắt xung (Toff), cường độ dòng điện (I). Để giảm số thí nghiệm, tiết kiệm chi Trong đó: phí mà vẫn chọn được bộ thông số công nghệ tối ưu, nghiên cứu này sử dụng phương pháp bố trí thí nghiệm Taguchi. Theo phương pháp Taguchi, có ba trường hợp chính xảy ra là “Lớn hơn tốt hơn”, Với n, s, lần lượt là số thí nghiệm lặp, độ “Nhỏ hơn tốt hơn” và “Trung bình tốt hơn” được lệch chuẩn và giá trị trung bình. Trong mọi trường đánh giá thông qua tỷ số tín hiệu/nhiễu (signal – to hợp, tỷ số S/N càng lớn thì đặc tính nhận được – noise) S/N cụ thể như sau: càng tốt. KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023) 53
Thí nghiệm được thiết kế theo phương pháp cho các loại vật liệu mà không đề cập đến vật liệu Taguchi với các mức được cho trong Bảng 3 theo cụ thể như thép SKD11 sau khi xử lý nhiệt có độ ma trận quy hoạch L9 với 9 thí nghiệm. Các giá trị cứng cao. Do đó, việc nghiên cứu thí nghiệm theo của thông số công nghệ trong bảng được xác định phương pháp Taguchi là cần thiết để tìm ra bộ bằng phương pháp xung thử trên cơ sở tham khảo thông số tối ưu để đạt được giá trị độ nhám nhỏ các giá trị đề xuất trong catalog của thiết bị. Tuy nhất. Bố trí thí nghiệm theo phương pháp Taguchi nhiên, các thông số này chỉ là tham khảo chung được cho trong Bảng 4. Bảng 3. Bảng thông số đầu vào cho thí nghiệm xung thép SDK11 sau khi tôi Mức I (A) Ton ( ) Toff ( ) Mức 1 1 50 25 Mức 2 2 55 30 Mức 3 3 60 35 Bảng 4. Bố trí thí nghiệm theo phương pháp Taguchi STT I Ton Toff TN 1 Mức 1 Mức 1 Mức 3 TN 2 Mức 1 Mức 2 Mức 2 TN 3 Mức 1 Mức 3 Mức 1 TN 4 Mức 2 Mức 1 Mức 3 TN 5 Mức 2 Mức 2 Mức 2 TN 6 Mức 2 Mức 3 Mức 1 TN 7 Mức 3 Mức 1 Mức 3 TN 8 Mức 3 Mức 2 Mức 2 TN 9 Mức 3 Mức 3 Mức 1 Để đánh giá chất lượng gia công, các thông số công được đánh gia khi gia công với cùng lượng độ nhám bề mặt gia công xung điện, độ nhám bề dư là 1mm. mặt được đo bằng máy đo độ nhám Mitutoyo 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Surftest RJ-210 tester. Độ cứng tế vi đo trên máy 3.1. Ảnh hưởng của các thông số công nghệ đo độ cứng tế vi Mitutoyo HM-200. Thời gian gia đến độ nhám bề mặt gia công Bảng 5. Kết quả đo độ nhám bề mặt Rz và thời gian gia công Ton ( ) Toff ( ) Rz ( ) Rz trung bình ( ) Thời gian gia TT I (A) công (phút) 22,961 18,672 TN 1 1 50 35 16,616 19,901 70 21,219 20,039 21,630 18,981 TN 2 1 55 30 21,565 20,706 60 20,566 19,761 54 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023)
Ton ( ) Toff ( ) Rz ( ) Rz trung bình ( ) Thời gian gia TT I (A) công (phút) 18,69 18,75 TN 3 1 60 25 21,54 19,18 50 17,61 19,31 24,813 25,239 TN 4 2 50 35 20,223 23,323 40 23,158 23,184 22,938 18,174 TN 5 2 55 30 22,727 21,06 35 19,183 22,278 23,34 22,555 TN 6 2 60 25 23,167 22,778 35 22,666 22,166 26,067 25,820 TN 7 3 50 35 25,704 30 25,902 27,560 24,363 33,821 33,708 TN 8 3 55 30 35,134 34,224 25 34,715 32,744 25,018 23,045 TN 9 3 60 25 29,017 26,537 25 26,867 28,740 Sau khi thí nghiệm, tiến hành đo độ nhám bề làm việc của chi tiết máy như khả năng chống mài mặt lấy chỉ tiêu Rz. Chỉ tiêu Rz là chỉ tiêu nhám mòn, ăn mòn, độ bền mối ghép khi lắp ghép chặt, tính theo sai lệch trung bình số học được xác định hệ số ma sát trong các cặp lắp ghép lỏng… Trên bằng tất cả các điểm cao nhất và các điểm thấp nhất mỗi mẫu thử thực hiện phép đo độ nhám 5 lần và trong phạm vi chiều dài tiêu chuẩn 4,8mm. Đây là lấy giá trị trung bình. Kết quả thí nghiệm được cho chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng bề mặt trong Bảng 5. Dựa trên các giá trị thu được trong chi tiết gia công và ảnh hưởng lớn đến tính năng Bảng 5, phương pháp phân tích thiết kế Taguchi là KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023) 55
được áp dụng để tính toán các giá trị của S/N. Yêu nhám được thể hiện trên Hình 2. Do giá trị của độ cầu đặt ra đối với các sản phẩm gia công là độ nhám càng nhỏ càng tốt nên giá trị trung bình nhám bề mặt càng thấp càng tốt. Do đó, lựa chọn (Hình 2a) càng nhỏ càng tốt. Kết quả này cũng công thức (2) để tính toán tỉ số S/N. Phân tích kết tương đồng đồ thị đáp ứng S/N của các yếu tố đến quả phương pháp thí nghiệm Taguchi được thực độ nhám (Hình 2b) khi lựa chọn giá trị S/N cao hiện trên phần mềm Minitab. Kết quả tính toán từ hơn là tốt hơn. Do đó, có thể thấy độ nhám ảnh phần mềm được thể hiện trong Bảng 6. hưởng lớn bởi cường độ dòng điện. Khi dòng điện Đồ thị đáp ứng S/N của các yếu tố theo độ nhỏ, giá trị độ nhám đạt được nhỏ nhất. Bảng 6. Kết quả phân tích theo phương pháp thí nghiệm Taguchi TT I (A) Ton (m) Toff (m) Rz (m) S/N TN 1 1 50 35 19.901 -25.9775 TN 2 1 55 30 20.706 -26.3219 TN 3 1 60 25 19.180 -25.6570 TN 4 2 50 35 23.323 -27.3557 TN 5 2 55 30 21.060 -26.4692 TN 6 2 60 25 22.778 -27.1503 TN 7 3 50 35 25.902 -28.2667 TN 8 3 55 30 34.224 -30.6866 TN 9 3 60 25 26.537 -28.4770 a) b) Hình 2. a) Ảnh hưởng các thông số đầu vào đến độ nhám và b) Đồ thị đáp ứng S/N của các yếu tố theo độ nhám Ngoài ra, từ Bảng 5 có thể thấy cường độ dòng được độ nhám bề mặt chi tiết gia công tốt nhất. Với điện ảnh hưởng rất lớn đến thời gian gia công. Khi chế độ gia công này, thời gian xung cũng không tăng cường độ dòng điện sẽ làm giảm đáng kể thời quá dài để đạt được lượng dư gia công cần thiết. gian xung, dẫn đến năng suất xung tăng nhưng độ Bảng 7 thể hiện mức độ ảnh hưởng của các thông nhám bề mặt gia công rất lớn. Hơn nữa, khi thay số đầu vào đến chỉ tiêu nhám Rz. Từ bảng này cho đổi thời gian đóng xung và ngắt xung đều ảnh thấy cường độ dòng điện là thông số ảnh hưởng lớn hưởng đến giá trị độ nhám bề mặt chi tiết gia công. nhất đến độ nhám. Do đó, cần phải chú ý khi điều Từ các kết quả phân tích theo phương pháp thí chỉnh dòng điện trong quá trình gia công để có được nghiệm Taguchi, có thể lựa chọn thông số công giá trị độ nhám như mong muốn. Trong khi đó, ảnh nghệ tối ưu trong phạm vi nghiên cứu này khảo sát hưởng của thời gian đóng xung và ngắt xung là tương như sau: I = 1A; ton = 60m; toff = 25m để đạt đương nhau và mức độ ảnh hưởng nhỏ hơn dòng điện. 56 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023)
Bảng 7. Mức độ ảnh hưởng của các thông số đầu vào đến Rz Level I (A) Ton (m) Toff (m) 1 -25.99 -27.20 -27.09 2 -26.99 -27.83 -27.83 3 -29.14 -27.09 -27.20 Chênh lệch giữa các giá trị 3.16 0.73 0.73 Xếp hạng mức độ ảnh hưởng 1 2.5 2.5 3.2. Ảnh hưởng các thông số công nghệ đến độ cứng của thép SKD11 khi gia công bằng phương pháp xung điện Bảng 8. Kết quả độ cứng thô đại bề mặt của mẫu thép SKD11 sau khi xung Độ cứng trước khi Độ cứng sau khi xung (HV) xung (HV) TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 TN7 TN8 TN9 636 763 675 789 739 894 763 739 739 716 Mẫu thép SKD11 sau khi xung được đo độ cứng Kết quả về độ cứng tế vi theo khoảng cách từ bề bề mặt gia công và độ cứng tế vi. Độ cứng thô đại mặt xung vào trong của mẫu thép SKD11 qua tôi trên bề mặt các mẫu thử được lấy trung bình sau 3 sau khi xung (mẫu TN4) được thể hiện trên Hình 3. lần đo tại các vị trí khác nhau và lấy trung bình. Kết Từ Hình 3 cho thấy giá trị độ cứng tế vi giảm dần từ quả độ cứng thô đại được thể hiện trên Bảng 8. Từ bề mặt xung vào phía trong. Sự thay đổi độ cứng của bảng này cho thấy sau khi gia công bằng phương thép từ bề mặt vào trong là do ảnh hưởng nhiệt của quá trình xung điện. Càng gần bề mặt xung độ cứng pháp xung định hình, độ cứng thô đại của bề mặt càng cao do ảnh hưởng nhiệt lớn nhất trong quá xung tăng lên. Đặc biệt, trường hợp cường độ dòng trình xung. Khi cách bề mặt xung một khoảng cách điện lớn, thời gian ngắt xung lâu sẽ làm tăng đáng kể khoảng 0,7mm, giá trị độ cứng không thay đổi nhiều độ cứng bề mặt. Trong quá trình gia công tia lửa bằng khoảng 660HV và gần bằng độ cứng của thép điện, do kim loại vùng bề mặt bị nóng chảy và bốc trước khi xung (trước khi xung độ cứng khoảng hơi trong điều kiện nhiệt độ rất cao, trong khi đó lại 636HV). Như vậy, từ kết quả độ cứng tế vi có thể làm mát liên tục. Do đó, kim loại lớp bề mặt ảnh thấy rõ vùng ảnh hưởng nhiệt trong quá trình xung hưởng nhiệt rất lớn, tổ chức và tính chất của thép có thép SKD11 là khoảng 0,7mm. thể bị thay đổi lớn trong quá trình gia công. 4. KẾT LUẬN Qua các kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy các thông số công nghệ ảnh hưởng lớn đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công là cường độ dòng điện, thời gian đóng xung và thời gian ngắt xung. Trong đó, cường độ dòng điện ảnh hưởng lớn nhất đến độ nhám bề mặt và thời gian gia công. Khi cường độ dòng điện nhỏ, bề mặt chi tiết gia công đạt độ nhám nhỏ hơn nhưng thời gian gia công tăng. Thời gian đóng xung và ngắt xung có ảnh hưởng tương đương nhau đến độ nhám bề mặt. Kết quả áp dụng phương pháp thí nghiệm Taguchi đã lựa chọn được bộ thông số công nghệ tối ưu trong phạm vi nghiên cứu khảo sát để đạt độ nhám bề mặt nhỏ nhất và thời gian gia công Hình 3. Kết quả độ cứng tế vi từ bề mặt xung vào trong hợp lý là: I = 1A; ton = 60m; toff = 25m cho thiết KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023) 57
bị xung điện CNC EDM OSCARMAX S430S. lớn độ cứng giữa vùng ảnh hưởng nhiệt và vùng Quá trình xung điện cũng làm tăng đáng kể độ kim loại nền sau khi gia công bằng phương pháp cứng bề mặt của thép SKD11 và có sự chênh lệch xung điện. TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Đức, Vũ Đình Toàn, “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến nhám bề mặt thép SKD11 trong gia công xung định hình sử dụng điện cực đồng”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Công nghiệp Hà Nội, Vol. 58, No. 3, pp. 58-62, 2022. Eubank P.T., Patel M.R., Barrufet M.A., Bozkurt B., “Theoretical models of the electrical discharge machining process. III. The variable mass, cylindrical plasma model”, Journal of Applied Physics, Vol. 73, No. 11, pp. 7900-7909, 1993. DiBitonto D.D., Eubank P.T., Patel M.R., Barrufet M.A., “Theoretical models of the electrical discharge machining process. I. A simple cathode erosion model”, Journal of Applied Physics, Vol. 66, No. 9, pp. 4095-4103, 1989. Khare S.K., Phull G.S., Agarwal S., “Optimization the Machining Parameters of Surface Roughness During Micro- EDM by Taguchi Method”, Materials Today: Proceedings, Vol. 27, pp. 475-479, 2020. Klocke F., Schwade M., Klink A. Veselovac D., “Analysis of material removal rate and electrode wear in sinking EDM roughing strategies using different graphite grades”, Procedia CIRP, Vol. 6, pp. 163-167, 2013. Mookam N., Sunasuan P., Madsa T., Muangnoy P., Chuvaree S., “Effects of Graphite and Boron Carbide Powders Mixed into Dielectric Fluid on Electrical Discharge Machining of SKD 11 Tool Steel”, Arabian Journal for Science and Engineering, Vol. 46, pp. 2553-2563, 2021. Sidda R.B., Srinivasa R.P., Suresh K.J., Vijaya K.R.K., “Parametric study of electrical discharge machining of AISI 304 stainless steel”, International Journal of Engineering Science and Technology, Vol. 2, No. 8, pp. 3535-3550, 2010. Tzeng C.J, Chen R.Y, “Optimization of Electric Discharge Machining Process Using the Response Surface Methodology and Genetic Algorithm Approach”, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, Vol. 14, No. 5, pp. 709-717, 2013. Zhao Y., Zhou J., Dai X., Zhang R., Liu Z., Zhang S., Xu Y., “Efficient and sustainable short electric arc machining based on SKD-11 material”, Alexandria Engineering Journal, Vol. 64, pp. 173-190, 2023. Abstract: AN INVESTIGATION ON THE EFFECT OF MACHINING PARAMETERS IN THE ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING PROCESS FOR SKD11 STEEL AFTER QUENCHING In this study, Taguchi methodology is applied to design of experiment and evaluate the influence of the machining parameters in the electrical discharge machining process for SKD11 steel after quenching to the surface roughness and machining time. Through surface hardness and micro-hardness, the heat affected zone during electric pulse is examined. From the experimental results, it is shown that the technological parameters that greatly affect the surface quality of the work-piece are the discharge current, the spark on duration and spark off duration. The discharge has the greatest influence on surface roughness and machining productivity. The electrical discharge machining process also considerably increases the surface hardness of SKD11 steel, and there is a large difference of hardness between the heat-affected zone and other after pulse machining. Keywords: Electrical discharge machining, SKD11 steel, Taguchi methodology. Ngày nhận bài: 14/7/2023 Ngày chấp nhận đăng: 16/8/2023 58 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 85 (9/2023)