Nguyên lý hoạt động của máy xung điện và cắt dây EDM

Máy cắt dây EDM là một trong những thiết bị được nhiều người ưa chuộng, đây là thiết bị có công nghệ gia công hiện đại được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực sản xuất xe máy, ô tô, máy bay, điện tử, y tế và một số lĩnh vực khác. Vậy, máy cắt dây EDM có nguyên lý hoạt động như thế nào? Các bạn hãy cùng AIE khám phá trong bài viết dưới đây nhé!

Tổng quan về phương pháp gia công tia lửa điện

Máy cắt dây EDM hay còn gọi là máy gia công tia lửa điện gồm có 2 bộ phận chính là nguồn cung cấp điện và máy công cụ. Trong đó, máy công cụ sẽ được gắn điện cực định hình cùng điện cực chạy đến bề mặt chi tiết gia công. Từ đó sẽ hình thành một lỗ chép chép hình dạng của dụng cụ.

Lúc này một nguồn năng lượng được cung cấp sẽ tạo ra một tần số cao, sinh ra các tia lửa điện giữa bề mặt chi tiết và điện cực. Lớp kim loại sẽ bị loại bỏ khi bị tác động bởi sự ăn mòn của sự hóa hơi và nhiệt độ.

Gia công tia lửa điện là phương pháp được ra đời vào năm 1943 từ 2 vợ chồng người Nga là Giáo sư – Tiến sĩ Boris Lazarenko và Tiến sĩ Natalya Lazarenko. Tính đến thời điểm hiện tại, gia công tia lửa điện vẫn đang là phương pháp được nhiều người sử dụng. 

Gia công tia lửa điện hoạt động dựa theo nguyên lý bắn phá chi tiết với mục đích là tách vật liệu thông qua nguồn năng lượng nhiệt khi 2 điện cực gần nhau. Trong 2 điện cực này, 1 điện cực có vai trò là phôi và 1 điện cực có vai trò là dao trong quá trình gia công.

Qua các thập niên 1960 – 1970,  gia công EDM đã được phát triển. Cho đến ngày nay, máy gia công EDM đã được cải tiến hiệu quả giúp cho quá trình gia công được điều khiển theo chương trình số hiện đại.

Nguyên lý hoạt động máy cắt dây EDM

Khi thực hiện quá trình gia công tia lửa điện, chi tiết và dụng cụ là 2 điện cực, trong đó chi tiết là anot (dương), dụng cụ là catot (âm). Chúng đều thuộc nguồn điện 1 chiều với tần số từ 50 cho đến 500kHz, nguồn điện áp từ 50 đến 300v, trong khi đó cường độ dòng điện từ 0,1 đến 500A.

Hai điện cực sẽ được đặt trong chất điện môi, khi cho chúng lại gần nhau sẽ xuất hiện điện trường. Khi điện áp tăng lên sẽ làm cho bề mặt cực âm tạo ra điện từ, điện áp tiếp tục tăng sẽ khiến cho chất điện môi giữa chúng bị ion hóa. Từ đó chúng sẽ dẫn điện, xuất hiện tia lửa điện giữa 2 điện cực.

Tia lửa điện có nhiệt độ rất cao, có thể lên đến 12.000 độ C, nhiệt độ này sẽ làm cho kim loại bị nóng chảy, đốt cháy trên cực dương. Quá trình ion hóa rất mạnh sẽ xảy ra khi phóng điện, chúng sẽ tạo ra một áp lực va đập lớn để đẩy phôi ra khỏi vùng gia công. Chỉ mất từ 10,4 đến 10,7 giây để thực hiện quá trình này. Khi điện áp được nâng lên đến mức đủ để phóng điện thì mạch sẽ trở lại trạng thái đầu tiên, quá trình này được diễn ra tại điểm có khoảng cách gần nhất.

Các giọt kim loại bị tách ra khỏi điện cực sau đó sẽ đông đặc lại thành các hạt nhỏ hình cầu, đây chính là phôi của quá trình gia công. Khi chúng bị đẩy khỏi vùng gia công, giữa 2 điện cực sẽ xuất hiện khe hở, lúc này sẽ không còn sự phóng điện nữa. Vì vậy, người ta thường điều khiển điện cực dụng cụ đi xuống để khe hở giữa 2 điện cực tương ứng với điện áp nạp và tụ, từ đó quá trình gia công sẽ được thực hiện liên tục.

Có mấy loại gia công EDM?

Hiện nay trên thị trường, máy cắt dây EDM được phân loại như sau:

• Gia công xung định hình EDM
• Gia công vi EDM
• Gia công EDM bằng dây cắt
• Khoan EDM
• Máy lấy mũi taroo bị gãy

Ứng dụng của máy cắt dây EDM

• Máy cắt dây EDM được ứng dụng để biến cứng bề mặt chi tiết giúp cho khả năng mài mòn diễn ra hiệu quả hơn.
• Phục hồi, chế tạo những khuôn dập bằng hợp kim cứng.
• Ứng dụng gia công đồng thời các lỗ thông qua điện cực mảnh tạo ra rây, lưới sàng.
• Thực hiện gia công những lỗ có đường kính nhỏ 0.15mm của những vòi phun cao áp với năng suất cao hoặc dùng để gia công các lỗ sâu như các lỗ làm mát trong cánh tuabin được làm từ hợp kim rất cứng.
• Sử dụng để lấy những dụng cụ bị gãy hoặc dùng để kẹp trong chi tiết.
• Gia công những chi tiết yêu cầu độ chính xác cao, gia công khuôn mẫu bằng vật liệu hợp kim cứng.

Nhược điểm máy cắt dây EDM

• Dụng cụ và phôi đều phải dẫn điện.
• Người dùng phải thực hiện gia công thô trước khi mang phôi gia công bằng máy cắt dây EDM, bởi tốc độ cắt gọt của phương pháp này thấp.
• Nhiệt dễ bị biến dạng bởi vùng nhiệt độ cao.

Như vậy, qua bài viết trên AIE đã chia sẻ cho bạn đọc những thông tin liên quan đến máy cắt dây EDM. Hy vọng rằng bài viết đã mang đến cho các bạn nhiều thông tin hữu ích.