Luận văn 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin đƣợc cảm ơn Thầy giáo TS. Nguyễn Trọng Hiếu – Thầy đã hƣớng dẫn tôi về sự định hƣớng đề tài, cách tiếp cận và nghiên cứu đề tài, cách khai thác sử dụng tài liệu tham khảo cũng nhƣ 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 - Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện và tận tình giúp đỡ, hƣớng 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 Nhƣ Quỳnh - Hƣng Yên) đã tạo điều kiện để tôi đƣợc thực tế thăm quan các loại máy cắt dây, đồng thời công ty đã cung cấp đầy đủ các mẫu thí nghiệm có chất lƣợng 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 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 tƣợng nghiên cứu 14 III. Phƣơng 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 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN 17 1.1 Đặc điểm của phƣơng pháp gia công tia lửa điện 17 1.1.1 Các đặc điểm chính của phƣơng pháp gia công tia lửa điện 17 1.1.2 Khả năng công nghệ của phƣơng pháp gia công tia lửa điện 17 1.2 Các phƣơng pháp gia công tia lửa điện 18 1.2.1 Phƣơng pháp gia công xung định hình 18 1.2.2 Phƣơng pháp gia công cắt dây tia lửa điện 18 1.2.3 Các phƣơng pháp khác 18 1.3 Cơ sở của phƣơng 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 hƣởng 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 bƣớc của dòng điện 30 1.4.3 Ảnh hƣởng của khe hở phóng điện δ 30 1.4.4 Ảnh hƣởng của điện dung C 33 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 1.4.5 Ảnh hƣởng của diện tích vùng gia công 33 1.4.6 Ảnh hƣởng của sự ăn mòn điện cực 34 1.5 Lƣợng hớt vật liệu khi gia công tia lửa điện 34 1.6 Chất lƣợng bề mặt 35 1.6.1 Độ nhám bề mặt 36 1.6.2 Vết nứt tế vi và các ảnh hƣởng về nhiệt 36 1.7 Độ chính xác tạo hình khi gia công tia lửa điện 37 1.8 Các hiện tƣợng 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 đƣợc 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 CHƢƠNG 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 Ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp gia công cắt dây tia lửa điện 50 2.1.2.1 Ƣu điểm 50 2.1.2.2 Nhƣợc 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 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 bƣớc của dòng điện 57 2.6.2 Độ kéo dài xung ti 57 2.6.3 Khoảng cách xung t0 57 2.6.4 Điện áp đánh lửa Ui 57 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 CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC KÍCH THƢỚC 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 Phƣơng pháp đánh giá 79 3.3.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng đơn của Ui; Ie; t0 79 3.3.2.1 Vật liệu ở trạng thái thƣờng 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 thƣớc 94 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 3.3.3.1 Vật liệu ở trạng thái thƣờng 95 3.3.3.2 Vật liệu ở trạng thái tôi cải thiện 100 3.3.3.3 Vật liệu ở trạng thái nhiệt luyện 105 3.3.4 Nghiên cứu độ chính xác công tua 110 Kết luận chƣơng 3 113 Kết luận chung 114 Tài liệu tham khảo 116 Phụ lục 117 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Danh mục các mã G Bảng 2.2 Danh mục các mã lệnh M Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật của máy cắt dây CW322S Bảng 3.2 Thành phần hóa học các nguyên tố mác thép SKD61 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện Hình 1.2. Pha đánh lửa Hình 1.3. Sự hình thành kênh phóng điện Hình 1.4. Sự hình thành và bốc hơi vật liệu Hình 1.5. Đồ thị điện áp và dòng điện trong một xung phóng điện. Hình 1.6. Mối quan hệ giữa Vw và ti [1] Hình 1.7. Mối quan hệ giữa θ và ti [1] Hình 1.8. Mối quan hệ giữa Rmax và ti (với ti = td + te). [1] Hình 1.9- Ảnh hƣởng của ti và t0 đến năng suất gia công [1] Hình 1.10- Ảnh hƣởng của khe hở phóng điện δ Hình 1.11. Quan hệ giữa η và ap [1] Hình 1.12. Ảnh hƣởng của điện dung C [1] Hình 1.13. ảnh hƣởng của diện tích vùng gia công F [1] Hình 1.14. Các thông số ảnh hƣởng đến năng suất khi gia công EDM Hình 1.15. Vùng ảnh hƣởng nhiệt của bề mặt phôi Hình 1.16. Hiện tƣợng hồ quang điện [1] Hình 1.17. Hiện tƣợng ngắn mạch sụt áp [1] Hình 1.18. Hiện tƣợng xung mạch hở [1] Hình 1.19. Dòng chảy bên ngoài Hình 1.20. Dòng chảy áp lực Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 Hình 2.1. Sơ đồ máy cắt dây tia lửa điện Hình 2.2. Sự cân bằng về lực khi cắt thẳng và sai số hình học khi cắt góc. Hình 2.3. Các trƣờng hợp khó gia công đối với dòng chảy đồng trục Hình 2.4. Khe hở phóng điện trong gia công cắt dây tia lửa điện Hình 2.5. Các lệnh dịch chuyển đƣờng kính dây G41/G42 Hình 3.1.1 Máy cắt dây CW322S Hình 3.1.2 Ảnh máy đo tọa độ 3 chiều Beyond Crysta C544 Hình 3.2 Mô hình hóa quá trình gia công tia lửa điện Hình 3.3 Khe hở phóng điện δ Hình 3.3.2 Sơ đồ gia công mẫu thí nghiệm Hình 3.3.2.1.1 Ảnh hƣởng của điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.1.2 Ảnh hƣởng của điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.1.3 Ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.1.4 Ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.1.5 Ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng tia lửa điện t0 đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.1.6 Ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng tia lửa điện t0 đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.1.7 Ảnh hƣởng của điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt của lỗ hình tròn. Hình 3.3.2.1.8 Ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt của lỗ hình tròn. Hình 3.3.2.1.9 Ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng tia lửa điện to đến chiều rộng rãnh cắt của lỗ hình tròn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 Hình 3.3.2.2.1 Ảnh hƣởng của điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.2.2 Ảnh hƣởng của điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.2.3 Ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.2.4 Ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.2.5 Ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng tia lửa điện t0 đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.2.6 Ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng tia lửa điện t0 đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.2.7 Ảnh hƣởng của điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt của lỗ hình tròn. Hình 3.3.2.2.8 Ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện đến chiều rộng rãnh cắt của lỗ hình tròn. Hình 3.3.2.2.9 Ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng tia lửa điện to đến chiều rộng rãnh cắt của lỗ hình tròn. Hình 3.3.2.3.1 Ảnh hƣởng của điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.3.2 Ảnh hƣởng của điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.3.3 Ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.3.4 Ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.2.5 Ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng tia lửa điện t0 đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 Hình 3.3.2.2.6 Ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng tia lửa điện t0 đến chiều rộng rãnh cắt, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật. Hình 3.3.2.3.7 Ảnh hƣởng của điện áp phóng điện Ui đến chiều rộng rãnh cắt của lỗ hình tròn. Hình 3.3.2.3.8 Ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện đến chiều rộng rãnh cắt của lỗ hình tròn. Hình 3.3.2.3.9 Ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng tia lửa điện to đến chiều rộng rãnh cắt của lỗ hình tròn. Hình 3.3.3.1.1 Quan hệ giữa khe hở rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng của điện áp đánh lửa Ui. Hình 3.3.3.1.2 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng của điện áp đánh lửa Ui. Hình 3.3.3.1.3 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie. Hình 3.3.3.1.4 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie. Hình 3.3.3.1.5 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng điện t0 Hình 3.3.3.1.6 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng điện t0 Hình 3.3.3.1.7 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt đến độ chính xác kích thƣớc của lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui. Hình 3.3.3.1.8 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt đến độ chính xác kích thƣớc của lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie. Hình 3.3.3.1.9 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc của lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng lửa điện t0. Hình 3.3.3.2.1 Quan hệ giữa khe hở rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng của điện áp đánh lửa Ui. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 Hình 3.3.3.2.2 Quan hệ giữa khe hở rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng của điện áp đánh lửa Ui. Hình 3.3.3.2.3 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie. Hình 3.3.3.2.4 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie. Hình 3.3.3.2.5 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng điện t0 Hình 3.3.3.2.6 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng điện t0 Hình 3.3.3.2.7 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt đến độ chính xác kích thƣớc của lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui. Hình 3.3.3.2.8 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt đến độ chính xác kích thƣớc của lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie. Hình 3.3.3.2.9 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc của lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng lửa điện t0. Hình 3.3.3.3.1 Quan hệ giữa khe hở rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng của điện áp đánh lửa Ui. Hình 3.3.3.3.2 Quan hệ giữa khe hở rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng của điện áp đánh lửa Ui. Hình 3.3.3.3.3 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie. Hình 3.3.3.3.4 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình chữ nhật, dƣới ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie. Hình 3.3.3.3.5 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều dài lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng điện t0 Hình 3.3.3.3.6 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc, đo theo chiều rộng lỗ hình cắt, dƣới ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng điện t0 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 Hình 3.3.3.3.7 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt đến độ chính xác kích thƣớc của lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng điện áp đánh lửa Ui. Hình 3.3.3.3.8 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt đến độ chính xác kích thƣớc của lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng của dòng phóng tia lửa điện Ie. Hình 3.3.3.3.9 Quan hệ giữa chiều rộng rãnh cắt với độ chính xác kích thƣớc của lỗ tròn, dƣới ảnh hƣởng của thời gian ngừng phóng lửa điện t0. Hình 3.3.4.1 Các hình dáng biên dạng gia công thƣờng gặp Hình 3.3.4.2 Ảnh hƣởng của lực điện trƣờng và lực phóng điện lên dây Hình 3.3.4.3 Hình dáng của dây trong vùng gia công Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 PHẦN MỞ ĐẦU I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng các sản phẩm cơ khí nhƣ tua bin máy phát điện, động cơ máy bay, dụng cụ, khuôn mẫu… không ngừng tăng lên. Trong những sản phẩm cơ khí đó chứa đựng những chi tiết có hình dáng hình học rất phức tạp và đƣợc làm từ những vật liệu cứng, lâu mòn và siêu cứng nhƣ là các vật liệu composit nền kim loại, gốm nguyên khối và gốm composit, almindes v.v… Việc gia công chúng bằng công nghệ cắt gọt thông thƣờng (Tiện; Phay; Mài v.v…) là vụ cùng khó khăn, đôi khi không thể gia công đƣợc. Thực tế này đòi hỏi cần phải phát triển các công nghệ gia công mới để gia công những vật liệu đó (phƣơng pháp gia công không truyền thống). Một trong những phƣơng pháp đó đƣợc tìm ra vào năm 1943 do hai vợ chồng ngƣời Nga Lazarenko là phƣơng pháp gia công tia lửa điện (EDM) và ngày nay một trong số các phƣơng pháp gia công tia lửa điện là phƣơng pháp gia công cắt dây bằng tia lửa điện. Phƣơng pháp này đƣợc gọi là gia công WEDM (Wire Electrical Discharge Machine), đây là phƣơng pháp gia công đƣợc phát minh và sử dụng rộng dãi trên thế giới vào những năm 50 của thế kỷ XX nhƣng ít tự động hóa. Ngày nay nhờ sự phát triển của điều khiển số và công nghệ thông tin mà phƣơng pháp này đã đƣợc hiện đại hóa rất cao và đó trang bị điều khiển số CNC trên các máy WEDM. Ƣu điểm của phƣơng pháp này là: - Có khả năng cắt hầu hết các loại vật liệu dẫn điện. - Độ chính xác cao (độ bóng Ra = 1,6 † 0,8 μm). - Chi tiết gia công có độ dầy lớn (có thể đạt tới 500 mm). - Gia công đƣợc những lỗ, rãnh định hình có kích thƣớc rất nhỏ. - Cắt đƣợc các hình dạng 3D đặc biệt. - Cắt các công tua phức tạp. Từ những năm 80 của thế kỷ XX đến nay, rất nhiều doanh nghiệp trong nƣớc đó trang bị các loại máy, thiết bị sử dụng công nghệ WEDM nhằm cải tiến phƣơng pháp gia công, nâng cao giá trị sản phẩm. Bên cạnh những kết quả đạt đƣợc về mặt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 công nghệ thì nói chung cũng gặp những khó khăn nhất định về kỹ thuật và hiệu quả kinh tế khi sử dụng các máy và thiết bị này cũng chƣa cao bởi các nguyên nhân sau: - Việc chuyển giao công nghệ chƣa đầy đủ. - Đầu tƣ trang thiết bị không đồng bộ, thiết bị không rõ nguồn gốc. - Giá thành đầu tƣ lớn nên mức khấu hao cao. - Số lƣợng sản phẩm sản xuất trên máy thƣờng theo loạt vừa và nhỏ. - Chƣa chủ động đƣợc về bảo dƣỡng, bảo trễ máy… Vấn đề đặt ra là làm thế nào để nâng cao hiệu quả khai thác, sử dụng loại máy này? - Để nâng cao hiệu quả sử dụng loại máy này có nhiều cách nhƣng theo hƣớng công nghệ thì ta cần thiết lập chế độ công nghệ hợp lý để đạt đƣợc độ chính xác kích thƣớc cũng nhƣ năng suất gia công và chất lƣợng sản phẩm cao nhất. Điều này các doanh nghiệp trong nƣớc thƣờng xác định dựa theo tài liệu kèm theo máy hoặc theo kinh nghiệm. Do đó chƣa thấy ra đƣợc ảnh hƣởng của các thông số công nghệ đến độ chính xác, năng suất và chất lƣợng gia công. Vì vậy mà hiệu quả khai thác, sử dụng máy cũng hạn chế. - Chế độ công nghệ gia công trên máy cắt dây phụ thuộc rất nhiều thành phần hóa học của vật liệu chi tiết gia công cũng nhƣ tính dẫn điện và dẫn nhiệt. Do đó đối với những loại vật liệu chi tiết gia công khác nhau (có độ cứng khác nhau) sẽ có chế độ công nghệ gia công khác nhau. Các loại thép khó gia công nhƣ AISI304, SKD61, X12M. Các loại thép này đƣợc ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống, đặc biệt trong công nghiệp xe hơi, xây dựng, hóa học, dầu khí, chế tạo máy (khuôn mẫu, dụng cụ cắt, dụng cụ đo kiểm…). Các loại thép này có hàm lƣợng hợp kim cao, việc gia công những loại vật liệu này bằng các phƣơng pháp thông thƣờng đòi hỏi chi phí lớn, năng suất và chất lƣợng gia công không cao nhƣng sử dụng phƣơng cắt dây tia lửa điện thì rất hiệu quả. Vì tính dẫn điện và nhiệt của các loại vật liệu này khác nhau, nên độ chính xác, năng suất và chất lƣợng gia công khi gia công cắt dây bị thay đổi. Do vậy cần nghiên cứu tìm ra ảnh hƣởng của các thông số công nghệ đến Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 độ chính xác, năng suất, chất lƣợng gia công (độ nhám bề mặt) các loại vật liệu này khi gia công cắt dây tia lửa điện. - Hiện nay trên thế giới cũng nhƣ trong nƣớc đã có nhiều công trình khoa học nghiên cứu về máy cắt dây nhƣ: Nghiên cứu ảnh hƣởng của các thông số công nghệ ảnh hƣởng tới chất lƣợng bề mặt gia công trên máy cắt dây; Nghiên cứu ảnh hƣởng của các thông số công nghệ tới năng suất và chất lƣợng trong gia công trên máy cắt dây tia lửa điện.vv… Nhƣng chƣa có công trình khoa học nào nghiên cứu ảnh hƣởng của các thông số công nghệ tới độ chính xác gia công khi gi