Tiểu luận Gia công bằng cắt dây tia lửa điện và khả năng ứng dụng ở Việt Nam

TIỂU LUẬN CƠ KHÍ Đề tài : Gia công bằng cắt dây tia lửa điện và khả năng ứng dụng ở Việt Nam. Hướng dẫn : T.S Vũ Ngọc Pi. Sinh viên thực hiện : 1. Nguyễn Trường Chinh.   (nhóm trưởng) Email : chickcannibal@gmail.com MSSV : 11110710162          SĐT :01656.072.536  2. Hà Xuân Bình .     MSSV : 11110710156      SĐT: 01674.695.397 3. Nguyễn Văn Công. MSSV : 11110710159 SĐT : 0979.357.040 1. Giới thiệu. 1.1. Gia công tia lửa điện. Vào năm 1770, nhà nghiên cứu người Anh Toseph Priestley (1733 - 1809) đã phát hiện ra nguyên lí của gia công tia lửa điện . Trong một thí nghiệm của mình ông đã nhận ra hiệu quả ăn mòn vật liệu gây ra bởi sự phóng điện. Nhưng mãi đến năm 1943 gia công bằng tia lửa điện lần đầu tiên mới xuất hiện ở Nga sau những nghiên cứu của vợ chồng Lazarenko. Khi các tia lửa điện được phóng ra, vật liệu trên bề mặt phôi bị hớt đi bởi một quá trình điện-nhiệt thông qua sự nóng chảy và bốc hơi kim loại - đó là quá trình gia công bằng tia lửa điện gọi tắt là gia công EDM (Electrical Discharge Machining) [5,6]. Nguyên tắc của phương pháp này là bắn phá chi tiết để tách vật liệu bằng nguồn năng lượng nhiệt rất lớn được sinh ra khi cho hai điện cực tiến gần nhau. Trong hai điện cực này, một đóng vai trò là dao và một đóng vai trò là phôi trong quá trình gia công. Bản chất vật lí của gia công tia lửa điện như sau: Đặt một điện áp giữa điện cực và phôi. Không gian 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 ra tia lửa điện, xuất hiện một dòng điện tức thời. Nếu 2 điện cực chạm nhau thì sẽ không có tia lửa điện mà sẽ sảy ra ngắn mạch có hại cho quá trình gia công. Nếu khe hở quá lớn thì sẽ không thể xảy ra sự phóng tia lửa điện điều đó làm giảm năng suất gia công. Để có thể làm phát sinh tia lửa điện, một điều không thể thiếu được là một thời gian ngắn sau khi đã có dòng điện chạy qua 2 điện cực thì phải ngừng cung cấp năng lượng. Đơn giản người ta dùng bộ phát xung RC như trên để cung cấp xung răng cưa. Phân loại : Cho đến nay quá trình EDM đã được phát triển khá rộng rãi ở các nước phát triển. Nhiều gam máy hoạt động trong lĩnh vực EDM đã được sản xuất với nhiều kiểu khác nhau để phục vụ những mục đích khác nhau. Nó đưa quy về 2 dạng sau: Gia công tia lửa điện dùng điện cực định hình: Gọi tắt là phương pháp “xung định hình”. Điện cực là một hình không gian bất kì, nó sẽ in hình của mình lên phôi tạo ra lòng khuôn thường dùng để tạo hình những chi tiết đục lỗ nhưng không thông. Hình 1.1 : Máy gia công xung định hình[10]. Gia công tia lửa điện bằng cắt dây: Điện cực là một sợi dây kim loại mảnh (d = 0,1: 0,3 mm ) được quấn liên tục và chạy dao theo một côngtua xác định. Hình 1.2 : Máy cắt dây [10]. 1.2. Gia công cắt dây tia lửa điện. Cắt dây tia lửa điện (WEDM) được giới thiệu vào cuối thập niên 1960. Lúc đó nó là công nghệ mang tính đột phá và độc nhất vô nhị. Thời điểm đó, mặc dù nó thể hiện được khả năng gia công các vật liệu cứng nhưng độ chính xác không vượt trội. Do vậy, phương pháp gia công này không thu hút được nhiều sự quan tâm. Trong vài chục năm trở lại đây, công nghệ WEDM đã có những sự phát triển vượt bậc. Các máy WEDM ngày càng tinh vi hơn và ngày càng thể hiện tính hiệu quả cao và khả năng đạt độ chính xác cao.Điểm khác nhau cơ bản giữa cắt dây tia lửa điện và xung định hình là thay vì sử dụng những điện cực thỏi có hình dạng phức tạp thì trong WEDM điện cực là một sợi dây có đường kính từ 0,1 – 0,3mm.. [7] Nguyên lí gia công : Điện cực là một sợi dây có đường kính từ 0,1 – 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 một đường bao nằm trong hệ tọa độ XY. Thường thì bàn máy được điều khiển CNC để tạo ra chuyển động theo các phương X và Y. Chuyển động được điều khiển này tạo thành một đường liên tục với độ chính xác khoảng 0,001mm và chuyển động này phải được lập trình bằng các phần mềm CAD/CAM có modul cho máy cắt dây. Cũng có thể lập trình bằng tay cho các ứng dụng đơn giản. Dây cắt được dẫn hướng thông qua hai cơ cấu dẫn hướng bằng kim cương. Tùy vào đường kính của dây mà đường kính trong của lỗ cơ cấu dẫn hướng có giá trị phù hợp. Thường nhà cung cấp kèm theo máy chính một số bộ cơ cấu dẫn hướng thích hợp cho vài loại cỡ đường kính dây cắt. Trong quá trình cắt dây, ngoài sự phối hợp các chuyển động tương đối giữa dây và phôi để tạo ra côngtua được cắt, bản thân dây phải có chuyển động dọc trục, được tạo ra do sự cuốn dây liên tục giữa các con lăn. Tuỳ theo loại dây điện cực và tuỳ thuộc kiểu máy cắt dây, dây chỉ có thể chỉ được dùng một lần hoặc dùng đi dùng lại nhiều lần do được cuốn qua cuốn lại liên tục trong quá trình gia công. Hình 1.3 : Sơ đồ nguyên lí cắt dây tia lửa điện [1] WEDM có thể gia công nhiều dạng bề mặt khác nhau với độ chính xác cao như: Gia công các lỗ trong khuôn đột, khuôn ép kim loại… Gia công điện cực cho máy EDM điện cực thỏi. Cắt các đường biên dạng phức tạp: biên dạng thân khai của bánh răng, biên dạng cam, cắt đường có biên dạng spline… Cắt các mặt 3 chiều đặc biệt như bề mặt bánh răng nghiêng, bề mặt cánh tuabin, các khối nón, khối xoắn ốc, khối parabol, khối elip… Ngoài những ứng dụng của gia công EDM nói chung, WEDM còn có ứng dụng đáng chú ý là nó có thể gia công các vật liệu siêu cứng như kim cương đa tinh thể (PCD), nitrit bo lập phương (CBN) và một số loại vật liệu composite. Mặc dù các vật liệu composite nền sợi cácbon được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hàng không, hạt nhân, ôtô và công nghiệp hóa chất nhưng chúng rất khó gia công bằng các phương pháp gia công truyền thống do trong quá trình gia công chúng thường bị tróc, tách lớp, ba via và tuổi thọ dụng cụ thấp. Các tiến bộ về WEDM ngày nay đã cho phép gia công các vật liệu này mà không bị xoắn hay ba via. Ngay cả vật liệu sứ cách điện cũng có thể được gia công bằng phương pháp này. Hiện nay, việc nghiên cứu gia công sứ cách điện vẫn đang được nghiên cứu và triển khai áp dụng rộng rãi trên nhiều nơi trên thế giới, nhất là ở các trường đại học 1.3. Mục đích nghiên cứu. Nghiên cứu này đi tìm hiểu về gia công cắt dây (WEDM)và khả năng ứng dụng ở Việt Nam. Qua đó giúp nhóm nghiên cứu tìm hiểu rõ về công nghệ WEDM, của phương pháp gia công này và các thông số quan trọng, cần điều chỉnh trong quá trình gia công cũng như khả năng mở rộng công nghệ của phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện. 2. Tổng quan. 2.1. Tổng quan về cắt dây tia lửa điện. WEDM là công nghệ gia công tiên tiến đã được thế giới biết đến từ năm 1960 , đến cuối thập niên 80 của thế kỉ trước các nhà máy cơ khí trong nước đã bắt đầu nhập và sử dụng công nghệ WEDM. Bên cạnh đó các nhà khoa học, các kỹ sư... trong nước đã có nhiều nghiên cứu về công nghệ này. Các nghiên cứu này chủ yếu tập trung về những vấn đề sau: Cơ chế bóc tách vật liệu, vật liệu chế tạo điện cực, dung dịch điện môi, tốc độ bóc tách vật liệu, sự thoát phoi khi gia công, chất lượng bề mặt, độ chính xác và các sai số cố hữu của phương gia công tia lửa điện. 2.1.1. Cơ chế bóc tách vật liệu. Trong gia công cắt dây tia lửa điện, sự bóc tách vật liệu dựa trên hiệu ứng ăn mòn xung điện của các tia lửa điện xuất hiện giữa hai điện cực ( Hình 2.1 ) Các tia lửa điện này tác dụng riêng rẽ nhờ chất điện môi. Sự bóc tách vật liệu xuất hiện do sự phóng điện tạo ra nhiệt độ cực kỳ cao làm nóng chẩy và bốc hơi hai điện cực. Năng lượng một chiều được đặt vào một mạch xung với điện áp từ 30 đến 250 V và tần số 50 đến 500 KHz tạo ra giữa hai điện cực đặt cách nhau một khoảng ngắn (thường từ 0,01 đến 0,5 mm) một xung vuông. Khi sử dụng bộ tạo xung RC, các xung điện trong bộ tạo xung này sẽ làm nhiệm vụ bóc tách vật liệu. [1] Hình 2.1 : Sự bóc tách vật liệu trong quá trình gia công tia lửa điện[1] 2.1.2. Vật liệu điện cực. Nói chung, mọi vật liệu dẫn điện và dẫn nhiệt tốt đều có thể sử dụng làm điện cực trong gia công tia lửa điện. Nhưng để sử dụng chúng một kinh tế và đạt hiệu quả cao thì chúng cần phải thoả mãn các yêu cầu sau: Có tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. yêu cầu dẫn điện tốt để có thể tạo ra điện cực phục vụ cho việc phóng điện tạo vết cắt trên chi tiết cần gia công. Yêu cầu dẫn nhiệt tốt để có khả năng tản nhiệt nhanh, tránh gây các sai số trong quá trình gia công. Có các tính chất nhiệt vật lý tốt như độ dẫn nhiệt, khả năng nhận nhiệt, có điểm nóng chảy và điểm sôi cao. Có độ bền ăn mòn cao, tức là độ bền vững trong gia công tia lửa điện phải cao. Tiêu chuẩn này là tiêu chuẩn quan trọng nhất trong gia công tia lửa điện. Có độ bền cơ học tốt, tức là phải có độ bền vững về hình dáng hình học khi gia công tia lửa điện. Phải có ứng suất riêng nhỏ, hệ số dãn nở nhiệt nhỏ, độ bền kéo lớn. Vật liệu điện cực giá phải rẻ và có tính gia công cao, dễ chế tạo. Trong gia công cắt dây các điện cực có đường kính dây thường dùng: d=0,1¸0,3 mm. Tuỳ thuộc vào các vật liệu gia công khác nhau có thể sử dụng vật liệu dây là đồng, đồng thau CuZn, modiphen, volfram và các dây có lớp phủ. Khi chọn vật liệu làm dây cắt phải thùy thuộc vào loại vật liệu gia công, các đặc tính công nghệ, hiệu quả kinh tế.... để chọn loại dây cắt thích hợp, đảm bảo chất lượng cắt gọt, tính kinh tế… Bảng 2.2 : Vật liệu sử dụng trong quá trình cắt dây [1,2,3] 2.1.3. Dung dịch điện môi. Chất điện môi sử dụng chủ yếu cho gia công cắt dây là nước khử khoáng .Dung dịch điện môi thực hiện một số chức năng sau: Tạo môi trường cách ly giữa điện cực với chi tiết gia công (trong đó hình thành kênh phóng điện), là chất dẫn nhiệt, làm mát cho điện cực với chi tiết gia công, làm trôi các phoi sinh ra trong quá trình gia công [1]. Để làm tốt các chức năng trên, dung dịch điện môi cần phải đáp ứng các yêu cầu sau: Có độ bền cách điện cao để có thể nâng cao được năng suất, dẫn nhiệt tốt, ít bị phân huỷ, bay hơi do tia lửa điện, có khả năng phục hồi nhanh sau khi bị đánh thủng bởi tia lửa điện, có độ nhớt thấp để dễ điền đầy khe hở giữa điện cực với chi tiết, gia công và dễ dàng tách phoi gia công, giá thành rẻ [1]. 2.1.4. Tốc độ bóc tách vật liệu. Trong gia công xung điện, tốc độ bóc tách vật liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vật liệu chi tiết gia công, vật liệu điện cực, tình trạng của xung, tính phân cực của điện cực và chất điện môi. Tốc độ bóc tách vật liệu khi gia công xung thường từ 0,1 đến 400 . Hình 2.3 cho thấy tốc độ bóc tách vật liệu và độ nhám bề mặt của một số vật liệu khác nhau [1]. Tốc độ bóc tách vật liệu Q khi xung có thể xác định theo công thức sau [1]. Trong đó: + i - cường độ dòng điện khi gia công (A); + Tw - điểm nóng chẩy của vật liệu chi tiết gia công (). Hình 2.3 : Tốc độ bóc tách và độ nhám bề mặt với các vật liệu khác nhau [1] 2.1.5. Sự thoát phoi khi gia công. Trong quá trình gia công sự thoát phoi là rất cần thiết với mục đích làm tăng khả năng cách điện của chất điện môi, làm nguội điện cực và chi tiết gia công. Các kỹ thuật thoát phoi trong gia công cắt dây tia lửa điện gồm có: Thổi chiều trục dưới áp lực (dòng chảy đồng trục): Chất điện môi được đưa vào khe hở phóng điện với áp lực cao (từ 15-20bar) qua một bộ dẫn. Ở đây đòi hỏi phải có tiếp xúc tốt giữa bộ dẫn dây và phôi để có được áp lực cao trong khe hở. Dòng chảy tuần hoàn tự nhiên: Sử dụng trong trường hợp phôi được nhấn chìm trong chất điện môi. Hình 2.4 : Các trường hợp khó khăn đối với dòng chảy đồng trục.[2] Trong trường hợp chiều cao phôi lớn thì dòng chảy đồng trục dưới áp lực được sử dụng cho gia công thô, còn dòng chảy phía bên, dưới áp lực được dùng cho gia công tinh. khi phôi lớn, đòi hỏi cụm điện môi đảm bảo độ chính xác và giá thành vừa phải . Một hệ thống phun được sử dụng để duy trì nhiệt độ thùng phôi là hằng số. Đối với dòng chày đồng trục dưới áp lực, các điều kiện không luôn luôn là tối ưu. Nếu chiều cao thay đổi thường xuyên hoặc độ nghiêng của dây lớn thì không thể sử dụng áp lực cao. Hình 2.4 thể hiện một vài trường hợp khó khăn trong việc sử dụng dòng áp lực cao đồng trục. 2.1.6. Bề mặt gia công cắt dây tia lửa điện. Trong gia công cắt dây tia lửa điện khi xét mặt cắt vuông góc với dây điện cực tại mặt phẳng cắt ta có thể dễ dàng nhận thấy có 2 kiểu khe hở phóng điện tồn tại đồng thời như sau: Khe hở phóng điện mặt trước gf Khe hở phóng điện mặt bên gls. Trong đó: + gf là khoảng cách giữa dây và phôi được đo theo hướng tiến dây. + gls là khoảng cách giữa dây và phôi được đo theo chiều vuông góc với hướng tiến dây. Hình 2.5 : Khe hở phóng điện trong gia công cắt dây tia lửa điện [2]. Mặt bên sau khi gia công có đặc điểm là không đồng đều do vật liệu bị chảy lỏng ở khe hở phía trước , các bọt khí , các phần tử vật liệu phoi,... bị dính vào bề mặt. Điều này là một phần quan trọng gây ra nhám bề mặt. Giá trị của độ nhám bề mặt phụ thuộc rất nhiều vào độ lớn của dòng điện, nếu dòng điện càng lớn thì gây ra độ nhám càng lớn trên bề mặt. 2.1.7. Độ chính xác trong quá trình gia công cắt dây tia lửa điện. Độ chính xác của gia công cắt dây tia lửa điện phụ thuộc vào nhiều thông số như: vật liệu gia công, hình dáng kết cấu bề mặt gia công, độ mòn của điện cực, khe hở phóng điện giữa dụng cụ vμ bề mặt gia công vv… Lỗ gia công bằng phương pháp này thường có độ côn [1]. Gia công bằng cắt dây tia lửa điện dễ dàng đạt được dung sai ±0.05mm. Trường hợp các thông số của quá trình xung được điều khiển tốt thì có thể đạt được dung sai ±0.003mm [1]. Sau khi gia công bề mặt gia công không hoàn toàn phẳng mà nó để lại nhưng nhấp nhô, chính là độ nhám bề mặt. Điều này làm giảm đặc tính chống mài mòn và tăng nguy cơ bị ăn mòn hoá học [2]. Khi gia công thô sẽ có độ nhám rất lớn, tạo ra bề mặt thô và ngược lại khi gia công tinh. Bề mặt càng thô thì tính chống mài mòn càng kém và nguy cơ bị ăn mòn hoá học càng cao. 2.1.8. Các sai số cố hữu của profin khi cắt dây tia lửa điện. Khi gia công cắt dây tia lửa điện, các lực xuất hiện trong khe hở phóng điện là rất nhỏ so với các lực xuất hiện trong các kỹ thuật cắt gọt thông thường. Tuy nhiên, nó vẫn có những ảnh hưởng rất lớn tới độ chính xác gia công bởi các lực này làm xê dịch dây khỏi vị trí của nó gây ra các sai số. Các lực này được sinh ra do trường tĩnh điện và trường điện từ, áp suất trong kênh plasma, các bọt khí bốc hơi và dòng chảy của chất điện môi. Tất cả các lực nói trên được cân bằng bởi các lực chiều trục bên ngoài . Do đó, trong gia công cắt thẳng thường không gây ra các sai số, chỉ có trong các trường hợp cắt góc thì mới ảnh hưởng tới độ chính xác hình học. Cụ thể được thể hiện trên các hình vẽ sau so sánh ảnh hưởng của các lực đến độ chính xác khi cắt góc và khi cắt thẳng Hình 2.6 : Sự cân bằng về lực khi cắt thẳng và sai số hình học khi cắt góc [2]. . 2.1.9. Khả năng mở rộng công nghệ. Trong khi các nhà sản xuất máy EDM đang cố gắng nâng cao khả năng gia công của máy cắt dây tia lửa điện vượt qua mức 500m2/phút, tập đoàn Sodick đã đầu tư phát triển, theo một cách khác biệt, nâng cao tốc độ cắt của máy cắt dây bằng cách kết hợp với công nghê gia công tia lửa điện EDM với công nghệ gia công bằng tia nước Waterjet.[8] “Hybrid Wire EDM” là sản phẩm máy EDM thế hệ mới vửa có khả năng “gia công siêu chính xác” của công nghệ cắt dây tia lửa điện EDM vửa có khả năng “gia công tốc độ cao” của công nghệ cắt bằng tia nước. Đây là thành tựu của sự hợp tác giữa tập đoàn Sodick với hãng sản xuất máy gia công tia nước lớn nhất thế giới "Flow International Corporation" USA.[8,9] Công nghệ Hybrid Wire EDM có những ưu điểm sau: Độ chính xác cao. Tốc độ cắt gọt lớn ,lớn hơn 70-100 lần so với gia công cắt bằng tia lửa điện. [8,9] Có khả năng khoan lỗ xâu dây ban đầu, điều mà trước đây các máy cắt dây EDM thông thường thường phải thực hiện ở một máy riêng biệt khác.[8,9] Hình 2.7: Máy gia công sử dụng công nghệ Hybrid Wire EDM của tập đoàn sodick [9]. Tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng, có thể thực hiện 3 phương pháp gia công trên máy Hybrid Wire EDM: chỉ gia công bằng tia nước, chỉ gia công bằng tia lửa điện hoặc gia công kết hợp bằng tia nước và bằng tia lửa điện. Với sự kết hợp này, người sử dụng có thể thực hiện gia công cho nhiều loại vật liệu và bài toán gia công khác nhau. [7,8] 2.2. Khả năng ứng dụng cắt dây tia lửa điện ở Việt Nam. Từ cuối thập niên 80 của thế kỷ XX đến nay, rất nhiều doanh nghiệp trong nước đã trang bị các loại máy, thiết bị sử dụng công nghệ EDM nhằm cải tiến phương pháp gia công, nâng cao giá trị của sản phẩm. Máy cắt dây được sử dụng chủ yếu để chế tạo các loại khuôn dập, gia công các biên dạng phức tạp mà các phương pháp gia công khác khó thực hiện hoặc không thể thực hiện được. Bên cạnh những kết quả đạt được về mặt công nghệ thì nói chung còn gặp những khó khăn nhất định về kỹ thuật và hiệu quả kinh tế khi sử dụng các máy và thiết bị này bởi vì các nguyên nhân sau: Việc chuyển giao công nghệ chưa đầy đủ Đầu tư thiếu đồng bộ và phần lớn thiết bị không rõ nguồn gốc Giá thành đầu tư lớn nên mức khấu hao cao Số lượng sản xuất trên máy thường theo loạt vừa và nhỏ Chưa chủ động được về bảo dưỡng, bảo trì máy... Các viện nghiên cứu, các trường kĩ thuật đều được trang bị các loại máy WEDM phục vụ cho học tập và nghiên cứu. Nhưng các cơ sở này đa số đều thực hiện nghiên cứu lí thuyết, giúp sinh viên làm quen với các thiết bị WEDM chưa thực hiện tốt việc nghiên cứu, giảng dạy và học tập với sản xuất hàng hóa nên đa số các nhà khoa học , giảng viên, sinh viên sẽ gặp nhiều khó khăn khi áp dụng lí thuyết vào thực tế. Các nhà máy cơ khí trong nước cũng đã mạng dạn đưa công nghệ WEDM vào sản xuất . Các doanh nghiệp 100% vốn nước ngoài hoặc liên doanh thì các máy gia công sử dụng kỹ thuật WEDM chủ yếu để sản xuất các mặt hàng truyền thống như khuôn mẫu, có tính ổn định cao. Chương trình gia công trên máy được chuyên gia nước ngoài đưa vào nên chế độ công nghệ thiết lập trong chương trình đã được hoàn chỉnh. Các doanh nghiệp và cơ sở trong nước sử dụng máy WEDM thì việc lập trình gia công do người lập trình thực hiện, chế độ cắt đều dựa trên tài liệu hướng dẫn đi kèm máy hoặc kinh nghiệm của người vận hành, việc này ảnh hưởng khá nhiều tới độ chính xác khi gia công và tính kinh tế. Hiện nay hầu hết các nhà máy cơ khí, trường đại học kỹ thuật, viện nghiên cứu trong nước có trang bị máy EDM, điển hình như: Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên, viện máy Việt Nam , công ty diessel Sông Công, xưởng gia công cơ khí Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, công ty chế tạo khuôn mẫu Trung Việt, công ty cơ khí Vạn Xuân, công ty cơ khí Duy Khánh, công ty Trung Thành… Một số đề tài nghiên cứu cắt dây tia lửa điện tại Việt Nam: Nghiên cứu môdul điều khiển cho hệ truyền đông máy cắt dây tia lửa điện (Lưu Đức Bình, Dương Quốc Bảo, Tạp chí khoa học và công nghệ Đại Học Đà Nẵng, số 4(39).2010 ); Các phương pháp gia công tiên tiến, Nguyễn Văn Tuấn, Vũ Ngọc Pi, Nguyễn Văn Hùng, nhà xuất bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, 2008; , nghiên cứu về gia công tia lửa điện Đỗ Toàn Thắng và Nguyễn Hữu Tú, đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2007…. 2.3. Kết luận. Các nghiên cứu của các tác giả trước đã đạt được những kết quả nhất định, nội dung bài viết của các tác giả đã nêu bật được các vấn đề cơ bản về gia công cắt dây tia lửa điện như là: Cơ chế bóc tách vật liệu, vật liệu điện cực, dung dịch điện môi, tốc độ bóc tách vật liệu, bề mặt gia công, sự thoát phoi khi gia công, độ chính xác gia công, các sai số cố hữu của prophin khi cắt dây, các thông số công nghệ khi gia công. Hiện nay công nghệ gia công cắt dây tia lửa điện đã và đang được ứng dụng rất phổ biến tại Việt Nam, và còn tiếp tục đẩy mạnh phát triển trong những năm tới. Để phát triển hơn nữa công nghệ gia công tiên tiến này thì cần có thêm nhiều nghiên cứu tìm hiểu sâu về nó, đồng thời các doanh nghiệp trong nước cần tận dụng tối đa nguồn vốn có thể để trang bị thêm nhiều máy cắt dây, đào tạo đội ngũ lao động chuyên nghiệp hơn nữa trong lĩnh vực gia công tiên tiến này. Để nâng cao hiệu quả sử dụng loại máy này có nhiều cách nhưng cách tối ưu nhất đó là ta cần thiết lập chế độ công nghệ hợp lý để đạt được độ chính xác kích thước cũng như năng suất gia công và chất lượng sản phẩm cao nhất. Điều này các doanh nghiệp trong nước thường xác định dựa theo tài liệu kèm theo máy hoặc theo kinh nghiệm. Do đó chưa thấy ra được ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến độ chính xác, năng suất và chất lượng gia công. Vì vậy mà hiệu quả khai thác, sử dụng máy cũng hạn chế. 3. Đề xuất hướng nghiên cứu. Chế độ công nghệ của quá trình cắt dây phụ thuộc rất nhiều về tính chất hóa học, bản chất vật lí của vật liệu gia công. Các vật liệu khác nhau có thành phần hóa học bản chất vật lí (độ cứng, tính dẫn điện …) khác nhau có những chế độ cắt tối ưu khác nhau. Gia công cắt dây ở Việt Nam chủ yếu được sử dụng để chế tạo các loại khuôn dập, gia công các biên dạng phức tạp. Trong thực tế ở Việt Nam thép 9XC được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất cơ khí đặc biệt là trong công nghệ chế tạo khuôn dập. Thép 9XC ( hay còn được gọi là 9CrSi ,có thành phần: % C 0.85-0.95 ,% Mn 0.30-0.60 ,%Si 1.2-1.6,% Cr 0.95-1.25 độ cứng : 58- 60 HRC [10] ) là loại thép khó gia công nên việc gia công nó bằng các phương pháp gia công truyền thống đòi hỏi chi phí lớn, năng suất và chất lượng gia công không cao. Khi gia công thép 9XC bằng cắt dây tia lửa điện (EDM) để đạt được năng suất và chất lượng gia công cao cần tìm ra các thông số công nghệ tối ưu nhất. 3.1. Mục tiêu nghiên cứu. Xác định chế độ công nghệ hợp lý và tiến tới tối ưu hoá các thông số công nghệ khi gia công thép 9XC trên máy cắt dây, góp phần vào việc nâng cao hiệu quả khai thác, sử dụng máy cắt dây EDM trong sản xuất cơ khí nói riêng và là cơ sở để nghiên cứu cho các máy khác và các vật liệu khác. 3.2. Công cụ nghiên cứu: Máy cắt dây EDM. Phôi gia công làm từ thép 9XC. Dụng cụ đo, các thiết bị thu thập dữ liệu. Máy tính và phần mềm xử lý số liệu … 3.3. Phương pháp nghiên cứu và dự kiến kết quả đạt được. Nghiên cứu vấn đề này bằng phương pháp lý thuyết sẽ rất khó khăn. Do vậy các tác giả đề xuất sử dụng nghiên cứu thực nghiệm. Để tiến hành nghiên cứu phải xây dựng bài thí nghiệm xác định các thông số công nghệ tối ưu. Sau đó tiến hành làm thí nghiệm, từ kết quả thí nghiệm đó cần phải tiến hành phân tích các kết quả đã đạt được bằng phần mềm xử lý số liệu. Và đưa ra nhận xét kết quả sau các lần thí nghiệm, từ đó tính toán xây dựng phương trình hồi quy đưa ra chế độ cắt dây tối ưu khi gia công thép 9XC . 4. Kết luận. Qua tìm hiểu về các nghiên cứu trước đó, ta thấy các tác giả đã chỉ ra được các đặc trưng cơ bản về phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện: vật liệu điện cực, dung dịch điên môi, cơ chế bóc tách vật liệu, tốc độ bóc tách vật liệu, độ chính xác gia công, sự thoát phoi khi gia công, các sai số cố hữu của prophin khi cắt dây và điều khiển liên hệ ngược khi cắt dây. Các nghiên cứu chưa tập trung đi sâu vào chế độ cắt của từng loại vật liệu, việc này sẽ ảnh hưởng rất lớn tới sai số gia công, năng suất gia công khi gia công các loại vật liệu khác nhau. Việc nghiên cứu chế độ cắt, điều chỉnh các thông số để đạt được sự tối ưu trong quá trình gia công thực sự rất quan trọng phục vụ sản xuất và học tập. Nghiên cứu này tập trung đi sâu vào nghiên cứu chế độ cắt tối ưu khi gia công thép 9XC, việc này sẽ giúp quá trình gia công tối ưu, giảm sai số , tăng năng suất gia công, tiết kiệm chi phí cho nhà sản xuất. Bên cạnh đó việc nghiên cứu chế độ cắt tối ưu trên thép 9XC là tiền đề để tối ưu hóa quá trình gia công trên các loại vật liệu khác 5. Tài liệu tham khảo. [1] Nguyễn Văn Tuấn, Vũ Ngọc Pi, Nguyễn Văn Hùng, Các phương pháp gia công tiên tiến, Nhà xuất bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, 2008. [2] Đỗ Toàn Thắng và Nguyễn Hữu Tú, Nghiên cứu về gia công tia lửa điện, Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2007. [3] Vũ Hoài Ân, Gia công tia lửa điện CNC, Nhà xuất bản Khoa Học Và Kỹ Thuật. [4] Đinh Văn Đệ, phương pháp gia công đặc biệt, Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM. [5] Gia công bằng tia lửa điện , ( , truy cập ngày 15/07/2011. [6] Wire EDM , ,truy cập ngày 15/07/2011. [7] Gia công trên máy cắt dây tia lửa điện, , truy cập ngày 15/07/2011 [8]Hybrid Wire EDM , , [9] Sodick Co.,Ltd. 12-1,3-chome, Nakamachidai, Yokohama City, Japan, , truy cập ngày 25/07/2011. [10] Gia công phi truyền thống , , truy cập ngày 25/07/2011