MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Phương pháp gia công tia lửa điện là một trong những phương pháp gia công phi truyền thống đang được sử dụng rộng rãi hiện nay. Phương pháp này đang thể hiện được khả năng ưu việt khi gia công các vật liệu sau nhiệt luyện [1]. Trong quá trình gia công không xuất hiện lực cắt, rung động khi cắt, tiếng ồn cũng nhỏ hơn so với các phương pháp gia công cắt gọt thông thường.
Đặc biệt không xuất hiện ứng suất cơ học sau khi gia công. Tuy nhiên vẫn tồn tại một ứng suất dư trên bề mặt gây ra các vết nứt tế vi ở lớp trắng [1,2,13]. Phương pháp gia công tia lửa điện có một số hạn chế đó là: tốc độ bóc tách vật liệu thấp, chất lượng bề mặt sau khi gia công thường không cao và đặc biệt xảy ra mòn điện cực trong quá trình gia công khiến hình dáng hình học của sản phẩm bị thay đổi [9]. Do đó, các sản phẩm gia công bằng phương pháp gia công xung tia lửa điện (EDM) thường có giá thành cao [1,3].
Nhằm cải thiện các vấn đề này các nhà khoa học đã thực hiện nhiều nghiên cứu để nâng cao các tiêu chí về chất lượng, kỹ thuật, kinh tế của phương pháp gia công EDM như tối ưu hóa thông số công nghệ đầu vào, chọn cặp vật liệu giữa điện cực và phôi, trộn thêm các bột dẫn vào dung dịch điện môi và nghiên cứu về mòn điện cực [3,4,10,13] Trong các hướng nghiên cứu như đã nêu ở trên, nghiên cứu về mòn điện cực nhằm dự báo được thời điểm mòn và lượng mòn là một hướng nghiên cứu đạt được nhiều triển vọng [9]. Các máy gia công tia lửa điện (cắt dây, xung định hình) đang được sử dụng rộng rãi tại các xưởng gia công cơ khí của nước ta. Tuy nhiên, khi vận hành gia công chỉ thực hiện theo hướng dẫn sử dụng hoặc theo kinh nghiệm vận hành của người thợ dẫn đến không đạt được năng suất cũng như chất lượng mong muốn. Công nghệ gia công tia lửa điện có nhiều thông số công nghệ đầu vào, dải thay đổi của các thông số này rộng.
Do đó việc gia công theo kinh nghiệm thường không đạt hiệu quả cao và có tính ổn định thấp [46,48]. Để khai thác ổn định được công nghệ gia công EDM nâng cao các chỉ tiêu về kinh tế, kỹ thuật trong quá trình gia công tia lửa điện rất cần các nghiên cứu chuyên sâu nhằm cải thiện hiệu quả của quá trình gia công [50,52]. Các nghiên cứu về lựa chọn cặp vật liệu phù hợp khi gia công xung định hình cho kết quả khả quan với từng mục tiêu đặt ra tại từng thời điểm. Gia công tia lửa điện là một quá trình gia công với thời gian khá dài.
Vì vậy hướng nghiên cứu 1 luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep nhằm nâng cao năng suất, chất lượng của phương pháp gia công hiện đang rất được quan tâm [8, 10, 11, 30, 31, 32]. Mòn điện cực là một trong những vấn đề lớn trong quá trình xung tia lửa điện EDM. Mòn điện cực ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của chi tiết gia công. Do đó rất cần những nghiên cứu để xác định được lượng mòn trong quá trình gia công.
Kết quả nghiên cứu trước đó chỉ ra rất nhiều yếu công nghệ ảnh hưởng đến độ mòn của điện cực [9,13,37,41]. Mòn điện cực được nghiên cứu theo nhiều hướng khác nhau như: mòn hình dáng hình học của điện cực, mòn điện cực theo khối lượng… khi thay đổi yếu tố công nghệ đầu vào đều ảnh hưởng đến độ mòn điện cực có thể kể đến như: Ảnh hưởng của thời gian phóng xung, thời gian ngừng phóng xung, ảnh hưởng của điện áp đầu vào, ảnh hưởng của cường độ dòng điện đầu vào, ảnh hưởng của chất lượng dầu xung, ảnh hưởng của hướng phun dầu và ảnh hưởng của các chất trộn thêm trong quá trình xung [8,13,41,43]. Các hướng nghiên cứu nêu trên đều tập trung vào một vài yếu tố đầu vào cơ bản. Bên cạnh đó cũng chưa thấy nghiên cứu đề cập đến ảnh hưởng của mật độ dòng điện đến độ mòn của điện cực.
Nghiên cứu nâng cao chất lượng bề mặt gia công trong xung tia lửa điện là lĩnh vực phức tạp bởi các yếu tố công nghệ đầu vào là khá nhiều, và ảnh hưởng của chúng đến các tiêu chí tối ưu là rất khác nhau [38]. Với những lý do trên, tác giả đã chọn đề tài: “Nghiên cứu mòn biên dạng điện cực và chất lượng bề mặt gia công bằng phương pháp xung tia lửa điện” làm đề tài luận án tiến sỹ. Mục tiêu của luận án Đánh giá được mòn biên dạng của điện cực và chất lượng bề mặt của chi tiết khi gia công bằng phương pháp xung tia lửa điện, tìm ra chế độ công nghệ tối ưu để đạt lượng mòn điện cực, độ nhám bề mặt gia công nhỏ nhất. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan về phương pháp xung tia lửa điện; - Nghiên cứu mối quan hệ giữa mòn điện cực và chất lượng bề mặt với các thông số công nghệ; - Nghiên cứu xây dựng mô hình thực nghiệm về ảnh hưởng của cường độ dòng điện, thời gian phát xung và thời gian ngừng phát xung đến mòn điện cực, độ nhám bề mặt gia công; 2 luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep - Tối ưu hóa các thông số công nghệ theo từng chỉ tiêu mòn điện cực, độ nhám bề mặt của chi tiết và khe hở giữa bề mặt chi tiết và điện cực, sau đó tối ưu hóa đa mục tiêu; - Nghiên cứu biện pháp để giảm độ mòn điện cực bằng cách lựa chọn vật liệu và biên dạng điện cực phù hợp, giảm độ nhám bề mặt chi tiết và giảm khe hở giữa bề mặt chi tiết và điện cực.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Mòn điện cực đồng đỏ và điện cực đồng đỏ mạ crom. - Độ nhám bề mặt chi tiết với vật liệu thép SKD11; - Khe hở giữa bề mặt chi tiết gia công và bề mặt điện cực khi xung với cặp nhôm – C45, đồng đỏ - SKD11 và đồng đỏ mạ crom – SKD11. Phạm vi nghiên cứu: Trong công trình này chất lượng bề mặt chi tiết chỉ đánh giá bởi hai thông số bao gồm độ nhám bề mặt và chiều dày lớp ảnh tôi cứng. Đường kính điện cực từ 10 đến 20 mm, vật liệu điện cực là kim loại.
Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, kế thừa kết quả nghiên cứu của các công trình đã công bố - Nghiên cứu thực nghiệm để xây dựng mô hình về mòn điện cực và chất lượng bề mặt chi tiết gia công trên máy xung tia lửa điện. - Nghiên cứu phương pháp thiết kế thực nghiệm Taguchi để đánh giá ảnh hưởng của các thông số, tối ưu đơn mục tiêu và đa mục tiêu. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa khoa học: Đề tài nhằm làm rõ ảnh hưởng của cường độ dòng điện, thời gian phát xung, thời gian ngừng phát xung đến độ mòn của điện cực và chất lượng bề mặt của một số loại thép làm khuôn được gia công bằng phương pháp xung định hình, giúp các nhà công nghệ lựa chọn được chế độ gia công tối ưu khi gia công trên máy xung định hình.