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

Máy cắt dây EDM là một trong những thiết bị phổ biến nhất, 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 hoạt động như thế nào? Hãy cùng AIE khám phá trong bài viết dưới đây nhé!

Tổng quan về các phương pháp gia công tia lửa

Máy cắt dây EDM hay còn gọi là máy EDM bao gồm hai bộ phận chính là bộ nguồn và công cụ của máy. Trong đó máy công cụ sẽ được trang bị một điện cực định hình với điện cực sẽ tiếp xúc với bề mặt phôi. Từ đó, một lỗ sẽ được hình thành để sao chép hình dạng của công cụ.

Tại thời điểm này, một nguồn điện được cung cấp tạo ra tần số cao, tạo ra tia lửa điện giữa bề mặt của bộ phận và điện cực. Lớp kim loại sẽ bị loại bỏ khi chịu tác động của sự ăn mòn bay hơi và nhiệt độ.

Xử lý tia lửa điện là một phương pháp ra đời năm 1943 do hai vợ chồng Giáo sư – Tiến sĩ người Nga. Boris Lazarenko và Dr. Natalia Lazarenko. Cho đến ngày nay, gia công tia lửa vẫn là phương pháp được nhiều người sử dụng.

Gia công tia lửa hoạt động trên nguyên tắc bắn phá các chi tiết nhằm phân tách vật liệu nhờ nhiệt năng khi hai điện cực ở gần nhau. Trong 2 điện cực này, 1 điện cực đóng vai trò là chi tiết gia công và 1 điện cực đóng vai trò là dụng cụ trong quá trình gia công.

Trong những năm 1960 và 1970, gia công EDM đã được phát triển. Đến nay, các máy EDM đã được nâng cấp hiệu quả để thực hiện các quy trình gia công được điều khiển bằng các chương trình số hiện đại.

Nguyên lý làm việc của máy cắt dây EDM

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

Hai điện cực sẽ được đặt trong chất điện môi, khi chúng lại gần sẽ xuất hiện điện trường. Khi điện áp tăng lên, bề mặt catốt sẽ tạo ra dòng điện, điện áp tiếp tục tăng sẽ khiến chất điện môi giữa chúng bị ion hóa. Vì chúng sẽ dẫn điện nên giữa hai điện cực sẽ xuất hiện tia lửa điện.

Tia lửa điện có nhiệt độ rất cao, có thể lên tới 12.000 độ C, nhiệt độ này sẽ làm kim loại nóng chảy và cháy ở cực dương. Quá trình phóng điện sẽ xảy ra hiện tượng ion hóa rất mạnh, chúng sẽ tạo ra áp suất va đập lớn để đẩy phôi ra khỏi vùng gia công. Chỉ mất 10,4 đến 10,7 giây để hoàn thành quá trình này. Khi điện áp tăng đủ để phóng điện cho mạch thì mạch sẽ trở lại trạng thái ban đầu, quá trình này diễn ra tại điểm có khoảng cách gần nhất.

Các giọt kim loại được tách ra bởi điện cực sau đó sẽ hóa rắn thành các hạt hình cầu nhỏ, chúng là bộ phận làm việc của quá trình gia công. Khi chúng bị đẩy ra khỏi vùng xử lý, giữa 2 điện cực sẽ xuất hiện một khoảng trống, lúc này sẽ không xảy ra hiện tượng phóng điện nữa. Do đó, người ta thường hạ thấp điện cực của dụng cụ sao cho khe hở giữa hai điện cực tương ứng với điện áp của tải và tụ điện, từ đó quá trình gia công sẽ được thực hiện liên tục.

Có bao nhiêu loại gia công EDM?

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

• Xử lý xung EDM của cấu hình
• Micro EDM
• Gia công cắt dây EDM
• Thực hành EDM
• Dụng cụ hái khoai môn bị hỏng

Ứng dụng của máy cắt dây EDM

• Máy cắt dây EDM được sử dụng để làm cứng bề mặt của bộ phận để làm cho lớp phủ hiệu quả hơn.
• Phục hồi và sản xuất khuôn dập hợp kim cứng.
• Quá trình xử lý đồng thời các lỗ thông qua các điện cực mỏng tạo ra lưới lọc và lưới lọc.
• Dùng để gia công các lỗ nhỏ đường kính 0,15 mm của vòi phun cao áp với năng suất cao hoặc dùng để gia công các lỗ sâu như lỗ làm mát trên cánh tuabin làm từ hợp kim rất bền.
• Dùng để nhặt các dụng cụ bị hỏng hoặc để kẹp các bộ phận.
• Gia công các chi tiết yêu cầu độ chính xác cao, gia công khuôn mẫu bằng vật liệu hợp kim cứng.

Nhược điểm của máy cắt dây EDM

• Dụng cụ và chi tiết gia công phải dẫn điện.
• Người dùng phải thực hiện gia công thô trước khi giữ phôi bằng máy cắt dây EDM vì tốc độ cắt 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 đến các bạn những thông tin về máy cắt dây EDM. Chúng tôi hy vọng bài viết này đã mang đến cho bạn nhiều thông tin hữu ích.