Máy cắt dây molipden và ứng dụng trong gia công chi tiết

 

Máy cắt dây molipden và ứng dụng trong gia công chi tiết

Máy Edm và Ứng Dụng Trong Gia Công Chi Tiết

Công nghệ cắt tia lửa điện viết tắt là WEDM được ra đời vào những năm 1960. Khi đó phương pháp gia công này giành được nhiều sự quan tâm bởi tính đột phá của nó tuy là vẫn chưa hoàn chỉnh. Vào những năm gần đây công nghệ WEDM đã có nhiều phát triển vượt bậc, và Máy cắt dây tia lửa điện chính là một đột phá về sự tinh vi và độ chính xác.

Vậy thì Máy Edm có những sự khác biệt gì, xem them ứng dụng trong gia công chi tiết như thế nào? Trong bài viết này sẽ đi tìm câu trả lời cho những câu hỏi trên. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu ngay sau đây.

Chất điện môi

Chất điện môi và sự sục rửa có các chức năng sau:

– Cách ly khe hở gia công trước khi một lượng lớn năng lượng được tích lũy và tập trung năng lượng phóng điện vào một vùng nhỏ.

– Khôi phục điều kiện khe hở mong muốn bằng cách làm lạnh khe hở và khử ion hóa.

– Rửa trôi phoi ra khỏi vùng gia công, làm nguội dây và làm nguội chi tiết gia công.

Hầu hết các Máy cắt Edm sử dụng chất điện môi là nước khử khoáng. Thuận lợi cơ bản của nước là chất lượng làm nguội tốt. Độ tinh khiết của nước được đánh giá bằng điện trở suất. Điện trở suất càng thấp thì năng suất bóc vật liệu càng cao. Tuy nhiên không nên sử dụng nước có điện trở suất quá thấp. Khi thêm vào một số chất hữu cơ có thể cải thiện tốc độ cắt.

Trong gia công WEDM, thường chất điện môi được đưa vào khe hở gia công dưới áp suất cao (15 – 20bar). Dòng chảy này được phun đồng trục với dây cắt. Thông thường thì kết hợp phun từ dưới lên và từ trên xuống bằng hai vòi phun.

Mặc dù nước có ưu điểm là chất lượng làm nguội tốt, tốc độ cắt cao. Nhưng nước có nhược điểm là ăn mòn chi tiết gia công và các cơ cấu máy. Vì thế trong một số trường hợp máy cắt dây có thể sử dụng dầu thay cho nước vì dầu không ăn mòn chi tiết gia công. Với điện trở suất cao làm phát sinh dễ dàng các tia lửa điện cực nhỏ, tạo nên bề mặt chi tiết có độ bóng cao. Vì thế dầu là môi trường lý tưởng để gia công tinh chính xác với dây cực mảnh. Không có ăn mòn điện hóa và ăn mòn bề mặt trong dầu nên lượng coban trong hợp kim cứng không bị suy giảm.

Chất lượng bề mặt và độ bền lâu sau khi gia công trong dầu cao hơn nhiều so với khi gia công trong nước. Khi gia công trong dầu có thể dùng dây điện cực rất mảnh với đường kính 0,025 – 0,03mm.

Nguyên lý gia công Máy cắt dây tia lửa điện

Gia công tia lửa điện (Electrical discharge machining) là sự ăn mòn kim loại bằng tia lửa điện. Trong đó, dụng cụ và chi tiết là hai điện cực, dung cụ là Cathod còn chi tiết là Anod. Chúng được đặt trong dung dịch cách điện luôn có các ion di chuyển tự do. Khi điện áp tăng lên, bề mặt âm có điện tử phóng ra. Tiếp tục tăng điện áp, chất lỏng giữa hai điện cực bị ion hóa làm cho vùng chất lỏng đó trở nên dẫn điện. Đây chính là là hiện tượng đánh thủng điện môi. Dòng điện tiếp tục tăng đạt đến “trị số tắt”, ở đó quá trình phóng điện không còn duy trì nữa.

Do thời gian phóng điện ngắn (10−4 đến 10−8 giây) nên nhiệt truyền tới chi tiết gia công ít và không sâu. Chủ yếu tập trung tại bề mặt với nhiệt độ rất cao làm chảy và bốc hơi kim loại trong vùng này. Phoi của quá trình gia công là các giọt kim loại bị tách khỏi các điện cực và đông đặc lại thành những hạt nhỏ dạng hình cầu. Khi các hạt bị đẩy ra khỏi vùng gia công, khe hở giữa hai điện cực lớn lên và sự phóng điện không còn nữa. Do vậy, để tiếp tục cần điều chỉnh hai điện cực lại gần nhau và quá trình trên cứ thế lặp lại liên tục.

Trong quá trình gia công có sự ăn mòn ở cả hai điện cực (chi tiết gia công và dụng cụ). Tuy nhiên, @@@ sự ăn mòn này không bằng nhau. Việc lựa chọn các thông số như: độ phân cực, tính dẫn nhiệt, nhiệt độ nóng chảy của vật liệu, thời gian kéo dài cường độ xung điện hợp lý ta có thể đạt được độ mòn 99,5% cho chi tiết và 0,5% cho dụng cụ.

Cắt dây tia lửa điện là một hình thức đặc biệt của gia công tia lửa điện. Có một số điểm khác nhau cơ bản giữa cắt dây và xung điện (Die-sinker EDM). Thay vì sử dụng điện cực thỏi có dạng nhất định thì trong WEDM điện cực là sợi dây kim loại có đường kính từ 0,03 – 0,3mm. Dây này được cuốn liên tục và chạy theo một biên dạng cho trước, cắt được bề mặt 2D và 3D phức tạp.

Chuyển động của dây cắt được điều khiển theo đường bao trong hệ tọa độ XY. Thông thường, bàn máy được điều khiển CNC để tạo ra chuyển động theo các phương X và Y. Kết hợp dịch chuyển đầu dẫn dây trên và dưới theo trục U, V tạo ra các góc nghiêng giúp máy gia công các góc côn từ 20-30 độ tùy vào chiều dầy phôi.

Chuyển động này tạo thành một đường liên tục với độ chính xác khoảng 0,001mm và cần được lập trình bằng phần mềm CAD/CAM riêng cho máy cắt dây. Tuy nhiên cũng có thể lập trình bằng tay với các ứng dụng đơn giản.

Dây cắt được dẫn thông qua hai cơ cấu dẫn hướng (wire guilde) bằng kim cương. Tùy vào đường kính của dây mà đường kính trong của lỗ dẫn hướng dây có giá trị phù hợp. Nhà cung cấp thường kèm theo máy một số bộ cơ cấu dẫn hướng thích hợp cho vài cỡ đường kính dây cắt.

Phần lớn các máy cắt dây đời mới đều đều trang bị hệ thống xỏ dây tự động (Auto wire threading – AWT)

Giữa gia công xung điện (Die-siker EDM) và gia công bằng cắt dây (Wire cut EDM) có một số khác biệt sau:

– Gia công Xung điện sử dụng dầu làm chất điện môi còn WEDM dùng nước khử khoáng. (Một số máy cắt dây WEDM có độ chính xác cao cũng sử dụng điện môi là dầu)

– Khi gia công xung điện, sự phóng điện xảy ra giữa mặt điện cực với chi tiết. Bên cạnh đó, gia công dây cắt thì sự phóng điện xảy ra giữa mặt bên dây cắt với chi tiết gia công

– Vùng phóng điện khi gia công xung điện gồm mặt và góc của điện cực. Khác với vùng phóng điện khi gia công cắt dây chỉ là mặt 180 độ của dây khi tiến đến cắt chi tiết