2.5.1. Dòng phóng tia lửa điện Ie và b−ớc của dòng điện.
- Dòng tia lửa điện Ie có ảnh h−ởng lớn nhất lên chất l−ợng bề mặt và l−ợng hớt vật liệu (năng suất). Dòng Ie càng mạnh thì l−ợng hớt vật liệu càng lớn và chiều cao nhấp nhô bề mặt cũng càng lớn.
- Bước của dòng điện và độ mòn điện cực: Cùng với sự phối hợp vật liệu
điện cực - phôi thì bước của dòng điện có ảnh hưởng rất lớn đến độ mòn của
điện cực.
2.5.2. Độ kéo dài xung ti:
Là khoảng thời gian giữa hai lần đóng của máy phát trong cùng một chu kỳ phóng điện, độ kéo dài xung ảnh hưởng tới.
- L−ợng hớt vật liệu ( năng suất).
- Độ mòn điện cực.
- Chiều cao nhấp nhô của bề mặt gia công.
2.5.3. Khoảng cách xung t0
Là khoảng thời gian giữa hai lần ngắt - đóng của máy phát thuộc chu kỳ phóng điện kế tiếp nhau. Khoảng cách xung t0 thường chọn để phản ánh một tỷ lệ đã cho đối với độ kéo dài xung.
Khoảng cách xung t0 càng lớn thì l−ợng hớt vật liệu Wc càng nhỏ và ng−ợc lại. Tuy nhiên t0 phải đủ lớn để chất điện môi có đủ thời gian thôi ion hoá và các phoi đã bị ăn mòn được đưa ra khỏi vùng có tia lửa điện. Người ta chọn khoảng cách xung theo nguyên tắc sau:
+ Chọ tỷ lệ ti/t0
+ Chọn t0 đủ nhỏ để có thể hớt đ−ợc một l−ợng vật liệu phôi lớn.
+ Chọn t0 đủ lớn để tránh các lỗi của quá trình.
2.5.4. Điện áp đánh lửa UZ .
Dùng điện áp đánh lửa UZ để khởi đầu sự phóng tia lửa điện. Cùng bước của dòng điện, UZ có nghĩa quyết định tới chiều rộng khe hở phóng điện. Tuy nhiên ảnh h−ởng của UZ lên kết quả gia công ít hơn Ie, ti, t0 .
2.5.5. Khe hở phóng điện
Các yếu tố UZ, Ie, ti, t0 chỉ ảnh h−ởng tới yếu tố phóng tia lửa điện, còn với tia lửa điện nh− thế để bóc đi một l−ợng phôi là nhiều hay ít phụ thuộc vào khe hở phóng điện, vấn đề là làm sao để duy trì đ−ợc khe hở tối −u đó, việc
đó đ−ợc thực hiện bằng sự điều khiển khe hở phóng điện.
+ Để đo đ−ợc khe hở phóng điện ng−ời ta thực hiện việc đo điện áp phóng điện Ue. Nếu Ue càng tăng thì khe hở phóng điện càng lớn và ng−ợc lại.
+ Điện áp khe hở (Ue) và khe hở phóng điện. Để duy trì một chiều rộng khe hở phóng điện là hằng số thì điện áp khe hở giữa điện cực và phôi cần phải đ−ợc điều chỉnh.
Hệ điều chỉnh đ−ợc cài đặt sẵn để biết chính xác điện áp khe hở nào ứng với khe hở rộng bao nhiêu. Vì vậy với việc điều chỉnh điện áp khe hở cũng nh−
đo đ−ợc chính xác điện áp khe hở thì hệ số điều khiển cần so sánh với số liệu đo đ−ợc với một giá trị chuẩn và điều chỉnh điện áp khe hở cho phù hợp
để đ−ợc khe hở phóng điện là không đổi.
Khi vận hành máy các thông số UZ , Ie, ti, t0 đã đ−ợc lựa chọn phù hợp với nhu cầu gia công. Hệ điều khiển sẽ tự động điều chỉnh khe hở để phù hợp với bước của dòng điện và UZ đó là trên lý thuyết. Mặt khác trên thực tế gia công các rãnh sâu cần có khe hở phóng điện lớn hơn lý thuyết một chút để các phoi bị ăn mòn có thể bị thổi ra khe hở phóng điện do đó thường khe hở phóng điện này được đặt trước khi gia công.
2.6. Độ chính xác khi gia công cắt dây.
Độ chính xác trong gia công cắt dây tia lửa điện trong khoảng từ (± 0,002
đến 0,003) mm. ảnh hưởng đến độ chính xác này là các sai số ban đầu đặc biệt là các sai số thiết bị nh− sai số thiết bị đo, độ không thẳng, độ không vuông góc của các phương chuyển động, sai số do rung, độ cứng vững của hệ thống công nghệ, của bàn kẹp ... ảnh hưởng thực đến tổng các sai số là sai số kiểm nghiệm của bản thân quá trình gia công bằng tia lửa điện.
Thông thường các giá trị sai số đó nằm trong các khoảng giá trị sau:
+ Sai số kiểm nghiệm đến 0,03 mm, rung động ngoài đến 0,02 mm, thiết bị đo đến 0,005 mm, độ không cứng vững của hệ dẫn đến 0,015mm.
+ Sai số do biến dạng nhiệt của các chi tiết và các cụm của thiết bị là 0,035mm.
+ Sai số do biến dạng dãn dài của chi tiết gia công và các bộ phận đo lường bị nóng do gia công lâu (đến 0,006mm khi kích thước chi tiết dày tới 50mm).
Sai số thứ nhất đ−ợc giảm từng phần bằng cách khởi động thiết bị chạy không tải và thực tế sẽ giảm khi làm mát bằng quạt gió, đặc biệt là thiết bị làm việc trong điều kiện nhiệt độ ổn định.
Sai số thứ hai và ba đ−ợc giảm bằng cách chọn vật liệu chế tạo sao cho hệ số biến dạng dài của của thiết bị đo t−ơng tự nh− của các chi tiết và các cụm cũng nh− giảm sự chênh lệch giữa nhiệt độ làm việc và nhiệt độ môi tr−ờng.
Ngoài ra, còn có các sai số khác là sai số gây ra do rung của dây điện cực. Các nghiên cứu cho thấy rằng với dây điện cực Wolfran có ỉ = 0,15 mm thì biên độ rung có thể đạt tới 0,004mm, với ỉ=0,3mm thì biện độ có thể đạt tới 0,004 mm đến 0,009 mm. Khi dừng máy, dao động tắt dần của dây điện cực thường làm xuất hiện dao động cộng hưởng có biện độ lớn dẫn
đến làm giảm độ bóng bề mặt chi tiết gia công.
Nhóm sai số đ−ợc xác định bởi các yếu tố công nghệ gồm có:
+ Sai lệch đ−ờng kính điện cực so với đ−ờng kính danh nghĩa.
+ Sai lệch không vuông góc giữa điện cực và bề mặt chi tiết gia công.
+ Sai số do chất điện môi bị bẩn.
+ Sai số do rung điện cực.
+ Sai số do thay đổi khe hở hoặc thay đổi độ dẫn điện của môi trường giữa các điện cực ( chất điện môi).
Bề rộng của rãnh cắt nhận đ−ợc khi sử dụng dây có đ−ờng kính dnp và có khe hở một bên là a đ−ợc xác định bằng công thức.
b = dnp+2a
Khi gia công các chi tiết có chiều dày lớn, các rãnh cắt ở phần giữa có thể lớn hơn so với hai đầu đo biến dạng của dây điện cực. Điều đó dẫn đến các sai số hình dáng gia công, sai số này đ−ợc gọi là "dạng cạnh bên " Sai số này làm giảm độ chính xác của chi tiết khi gia công chi tiết có chiều dày lớn nh− các rãnh dẫn h−ớng. Để khắc phục hiện t−ợng này bằng cách điều chỉnh đúng bộ phận dây dẫn cũng nh− tăng độ căng dây điện cực.
Một trong các nh−ợc điểm của ph−ơng pháp cắt dây tia lửa điện khi gia công các d−ỡng và xuất hiện các vết cắt tại các chỗ thoát dây hoặc tại các góc trong của các chi tiết đ−ợc cắt theo d−ỡng. Nguyên nhân xuất hiện vết cắt này đ−ợc chia làm 3 nhóm nh− sau:
+ Nguyên nhân ngẫu nhiên phụ thuộc vào các thao tác máy.
+ Nguyên nhân do tình trạng thiết bị (nh− khe hở trong vít me đai ốc) trong các đường dẫn của các ụ và giá đỡ, độ căng dây thấp, độ rỗng rãnh không phù hợp với đ−ờng kính dây...
+ Dây điện cực bị mòn,..
Các biện pháp khắc phục:
Nguyên nhân ở nhóm 1 có thể đ−ợc khắc phục bằng các thao tác máy cho phù hợp,
Nhóm 2 là sai số do thiết bị: Khắc phục bằng cách nâng cao độ chính xác khi chế tạo máy và điều chỉnh khử các khe hở khi sử dụng máy.
Nhóm 3 là do bản chất của quá trình gia công nên rất khó hoặc không khắc phục đ−ợc.
Sự giảm kích th−ớc tiết diện điện cực dụng cụ chủ yếu là do sự ăn mòn điện cực dây theo mặt tiếp xúc với chi tiết gia công (khi cắt khô là mặt tr−ớc và khi cắt tinh là 2 mặt bên). Khi gia công các chi tiết có chiều dày lớn hoặc các chi tiết có chu vi lớn thì sẽ nhận thấy đ−ờng kính của dây điện cực thay đổi đáng kể so với ban đầu. Việc giảm tiết diện ở 2 mặt bên không
ảnh hưởng nhiều đến độ chính xác cũng như chất lượng gia công. Tuy nhiên, độ mòn mặt trước là nguyên nhân chính gây ra các vết xớc trên bề mặt chi tiết gia công.
Ngoài ra, độ căng dây của điện cực cũng ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định của chế độ gia công, tức là đến năng suất và chất l−ợng gia công.
Ta cần đặt độ căng dây điện cực là tối đa so với mức chịu đ−ợc của dây nhằm tăng năng suất cũng nh− chất l−ợng gia công. Điều này th−ờng đ−ợc thực hiện bằng cách điều chỉnh để tốc độ cuộn dây vào lớn hơn tốc độ quay của các con lăn. Việc cuộn dây không đúng cách cũng làm mất ổn định tốc
độ và lực căng dây, do đó nó cũng ảnh hưởng đến độ ổn định chế độ gia công khi cắt dây tia lửa điện.
2.6.1. Các sai số của profin trong cắt dây
Khi 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 th−ờng. Tuy nhiên, các lực này có thể có một ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác, bởi các lực này làm xê dịch dây khỏi vị trí thẳng đứng và gây ra sự dao động
của dây dẫn đến giảm độ chính xác gia công. Sự lệch xẩy ra chủ yếu ở chổ góc nhọn hoặc chổ có bán kính nhỏ (< 0,1mm) các lực này đ−ợc sinh ra do tr−òng tĩnh điện và tr−ờng điện từ, áp suất trong kênh plasma, các bọt khí bốc hơi và dòng chảy của chất điện môi tạo ra.
Các xung điện đ−ợc sử dụng gây ra một tr−ờng tỉnh điện tạo ra lực hút dây vào phôi. Giá trị của lực này tỷ lệ với bình ph−ơng của điện áp trung bình giữa phôi và dây (điện áp trung bình này không lớn hơn 50 vôn ). Khi cắt các góc lại khác. Cùng với các hiện t−ợng khác, điều đó gây ra độ không chính xác, không ổn định và đứt dây trong quá trình gia công. Các lực do sự phóng điện có ảnh h−ởng quan trọng hơn so với các lực do dòng chảy của dung dịch điện môi. Các lực này là kết quả của áp suất đ−ợc tạo nên trong kênh phóng điện và lực đẩy ra khỏi phôi.
Tất cả các lực nói trên đ−ợc cân bằng bởi các lực chiều trục bên ngoài. Do
đó trong gia công cắt thẳng thường gây ra các sai số, chỉ có trong các trường hợp cắt góc thì mới ảnh hưởng tới độ chính xác hình học. Được thể hiện trên các hình vẽ 2.5 sau. So sánh ảnh hưởng của các lực đến độ chính xác khi cắt góc và khi cắt thẳng.
Hình 2.5: Sự cân bằng về lực khi cắt thẳng và sai số hình học khi cắt góc
- Độ chính xác khi gia công trên máy cắt dây đ−ợc đánh giá bằng:
+ Độ chính xác kích th−ớc bề rộng mạch cắt ( hình 2.6 a )
+ Độ chính xác về vị trí t−ơng quan của bề mặt rãnh cắt ( mạch cắt) với các bề mặt khác của vật liệu gia công ( hình 2.6 b)
d d©y
Khe hở một phía giữa dây và vật liệu gia công
khe hở mạch cắt
a) b) Hình 2.6: a) Độ chính xác bề rộng mạch cắt;
b) Độ chính xác vị trí t−ơng quan của bề mặt rãnh cắt
- Khe hở giữa dây và vật gia công phụ thuộc vào các thông số công nghệ nh−: Vật liệu điện cực dây; vật liệu gia công; chế độ công nghệ của máy khi xung; thời gia kéo dài xung; điện áp xung; dòng điện khi xung; ph−ơng thức t−ới dung dịch khi xung...