Thế nào là gia công xung điện EDM CNC
Nguyên lý hoạt động của máy xung điện EDM
Về cơ bản, nguyên lý của máy xung điện cũng tương tự như những máy gia công xung điện CNC khác, đó là dựa vào sự ăn mòn cực dương khi có electron từ cực âm bắn phá qua cực dương. vận hành máy xung điện Phôi vật liệu vẫn đóng vai trò là cực dương, tuy nhiên cực âm thay vì là những điện cưc thỏi có hình dạng phức tạp thì cực âm trên máy xung điện EDM CNC là sợi dây cắt có đường kính 0,1 – 0,3 mm, cuốn liên tực và chạy theo một biên dạng cố định, cho phép cắt 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, được lập trình bằng các phần mềm CAD/CAM có modul cho máy xung điện EDM CNC hoặc lập trình bằng tay với các ứng dụng đơn giản. Chuyển động này của dây cắt tạo thành một đường liên tục với độ chính xác khoảng 0,001mm. Dây cắt được dẫn hướng thông qua hai cơ cấu dẫn hướng bằng kim cương trên máy.
Quá trình phóng tia lửa điện của máy xung điện EDM CNC là bằng mặt bên dây cắt đối với chi tiết gia công. Phôi được cắt hoàn toàn bằng sự phóng điện từ dây tới phôi chứ không hề có sự tiếp xúc trực tiếp giữa phôi và dây cắt.
Khác biệt giữa gia công điện cực thỏi và gia công bằng xung điện EDM CNC
Giữa gia công xung điện EDM bằng điện cực thỏi (Die-siker EDM) và gia công bằng dây cắt (Wirecut EDM) có một số khác biệt như sau:
Trong gia công bằng điện cực thỏi thì người ta sử dụng dầu làm chất điện môi, còn trong gia công bằng xung điện EDM thì dùng nước khử khoáng. Tuy nhiên trong một số máy xung điện CNC WEDM có độ chính xác cao cũng có thể sử dụng điện môi là dầu.
Trong gia công bằng điện cực thỏi, sự phóng điện xảy ra giữa mặt đầu điện cực với chi tiết gia công, còn khi gia công bằng dây cắt thì sự phóng điện xảy ra giữa mặt bên dây cắt với chi tiết gia công.
Vùng phóng điện khi gia công bằng điện cực thỏi gồm mặt đầu và góc của điện cực. Còn vùng phóng điện khi gia công bằng dây cắt chỉ bao gồm mặt 180o của dây khi nó đến cắt chi tiết gia công.
Cấu tạo máy xung điện CNC
Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói về cấu tạo của máy xung điện CNC, nổi bật là máy xung điện CNC molipden, những dòng máy xung điện EDM điều khiển bằng tay truyền thống có cấu tạo tương tự, ngoại trừ phần điều khiển kỹ thuật số tự động CNC.
Một máy xung điện EDM CNC có cấu tạo gồm 4 phần chính như sau:
Hệ thống cơ khí gồm thân máy, bàn máy, hệ thống dẫn dây, thực hiện nhiệm vụ cắt phôi theo bản vẽ.
Hệ thống điện môi gồm thùng chứa điện môi, hệ thống lọc, hệ thống trao đổi ion.
Hệ thống phóng điện gồm tủ điện nguồn, bo mạch phóng điện, bộ nguồn phóng điện.
Hệ thống điều khiển số CNC là nơi điều khiển chương trình cắt của máy.
Hệ thống cơ khí của máy xung điện EDM CNC thường được cấu tạo bởi những bộ phận thân đế, khung sườn máy thường được làm bằng gang nặng, có độ cứng vững cao; các trục truyền động của máy; bàn gá phôi; phần lô quấn dây và bộ phận dây dẫn; thước quang và các bộ phận phụ như bơm dầu nhớt, đầu dẫn pulley, cover…
Phần lớn các máy xung điện CNC đời mới đều đều trang bị hệ thống xỏ dây tự động (Auto wire threading – AWT)
Khung sườn máy xung điện CNC thông thường có 2 loại dựa theo băng trượt của các trục chuyển động, là loại sườn máy dùng rãnh V (V shape) và loại sườn máy dùng ốp trượt tuyến tính.
Hệ thống điều khiển số CNC gồm có máy tính điều khiển chương trình, bảng điện, các bo mạch điều khiển, biến áp nguồn đầu vào, biến tần điều khiển lô quấn dây. Máy tính điều khiển chương trình là cụm máy tính gồm màn hình và CPU, trong đó thường có gắn card điều khiển chương trình xung điện như HL, HF, autocut. Tại đây, người vận hành có thể sử dụng thiết kế bản vẽ, lập trình đường cắt cho máy.
Dây cắt
Dây cắt của máy xung điện EDM CNC thường được chế tạo với các chất liệu đồng đỏ, đồng thau, molipden, volfram, đồng – volfram, bạc – volfram, kẽm… Bên ngoài thường được thêm một lớp phủ oxit kẽm, Graphit để tăng độ bền cho dây cắt.
Dây cắt thường chỉ được sử dụng một lần, nhưng cũng có loại sử dụng được nhiều lần. máy xung điện edm là gì Đối với gia công xung điện CNC thì vật liệu làm dây cắt phải có các tính chất sau:
Dẫn điện tốt
Có nhiệt độ nóng chảy cao
Dẫn nhiệt tốt
Dây cắt có 2 loại là loại không có lớp phủ (đơn thành phần) và loại có lớp phủ (đa thành phần. Loại không có lớp phủ là loại dây cắt truyền thống, có chất liệu là một kim loại đơn thành phần như đồng đỏ, đồng thau và molipden. Loại dây có lớp phủ (coated wire) có độ bền kéo và độ thoát nhiệt cao trong quá trình gia công. Lớp phủ có thể là kẽm, oxit kẽm, graphit, đồng đỏ với lõi là đồng thau… Các lớp phủ thường dày từ 5 – 10µm.
Chất điện môi
chất điện môi máy xung điện CNC
Hầu hết các máy xung điện EDM CNC sử dụng chất điện môi là nước khử khoáng. Độ tinh khiết của nước được đánh giá bằng điện trở suất. Chất điện môi và sự sục rửa có công dụng như sau.
Cách ly khe hở gia công trước khi một lượng lớn năng lượng được tích lũy và tập trung năng lượng phóng điện vào một vùng nhỏ.
Khôi phục điều kiện khe hở mong muốn bằng cách làm lạnh khe hở và khử ion hóa.
Giúp rửa trôi phoi ra khỏi vùng gia công.
Làm nguội dây và chi tiết gia công.
Mặc dù nước khử khoáng có thể làm nguội tốt, tốc độ cắt cao nhưng có nhược điểm là ăn mòn chi tiết gia công và cơ cấu máy. Vì thế trong một số trường hợp máy xung điện EDM có thể sử dụng dầu thay cho nước. Với điện trở suất cao làm phát sinh các tia lửa điện cực nhỏ, tạo nên bề mặt chi tiết có độ bóng cao. Vì vậy nên dầu là môi trường lý tưởng để gia công tinh chính xác với dây cực mảnh.
