Mối quan hệ giữa các yếu tố công nghệ và độ nhám bề mặt khi gia công trên máy cắt dây CNC

Đề tài do GS.TS Trần Văn Địch (ĐH Bách khoa Hà Nội) và ThS. Trần Quốc Trinh (Học viện Kỹ thuật quân sự) thực hiện trình bày mối quan hệ giữa một số yếu tố công nghệ là điện áp, cường độ dòng điện, tốc độ cắt đến nhám bề mặt khi gia công trên máy cắt dây CNC, các cơ sở lý – hoá của hiện tượng hớt kim loại bằng tia lửa điện, từ đó tìm ra phương pháp giảm độ nhám bề mặt cho sản phẩm khi gia công.

Đề tài trình bày tổng quan về gia công tia lửa điện gồm sự ra đời, đặc điểm và sự phát triển… Các thông số công nghệ có thể điều chỉnh được trên máy cắt dây CNC là điện áp xung U, cường độ dòng điện I, tần số f (tương ứng với tốc độ cắt S), điện áp máy hay tiêu cự… nhưng phạm vi nghiên cứu này chỉ đề cập đến ảnh hưởng của bộ 3 thông số U-I-S đến độ nhám bề mặt chi tiết gia công.
Theo đó, gia công tia lửa điện ngày nay dùng nhiều trong các lĩnh vực như: điện cực dùng cho xung định hình, các dưỡng đo kiếm, cắt các Contua phức tạp…; có những đặc điểm như điện cực (đóng vai trò dao cắt) thường không cứng hơn phôi, dây và phôi nhất thiết phải dẫn điện, khi gia công phải dùng chất lỏng điện môi...; việc lập trình NC, CNC được thực hiện dễ dàng nhờ CNTT tiến bộ đã giúp cho gia công tia lửa điện có năng suất và khả năng công nghệ tăng lên một cách đáng kể và rất linh hoạt... Bản chất của gia công tia lửa điện là duy trì giữa 2 điện cực nằm trong chất điện môi 1 điện áp UZ. Khoảng không gian giữa 2 điện cực đầy chất điện môi. Khi 2 điện cực gần nhau 1 khoảng cách nhất định thì xảy ra sự phóng tia lửa điện…
Đặc tính về điện của sự phóng tia lửa điện (các đặc tính này chính là các thông số điều chỉnh của xung điện: U-I-f, trong đó biến tần f được cụ thể hoá thông qua giá trị t - thời gian kéo dài của một xung, tương ứng với tốc độ cắt S): năng lượng điện càng lớn (công suất máy cao) thì lượng hớt vật liệu trong một xung càng lớn; muốn lượng hớt vật liệu trong một xung điện lớn thì yếu tố phụ thuộc là U-I-S phải lớn nhưng nó sẽ làm độ nhám bề mặt tăng lên do lượng kim loại bám dính vào mặt kim loại tăng…; năng suất cắt phụ thuộc vào U, I, t nhưng trên thực tế yếu tố t (thời gian) thể hiện thông qua tốc độ cắt S (cắt nhanh S lớn thì t xung nhỏ)…. Việc tăng dòng điện hay điện áp đều làm tăng diện tích miền phía dưới đường đặc tính U(t) và I(t) giúp cho tăng năng suất cắt nhưng độ nhám bề mặt có đạt yêu cầu hay không còn phụ thuộc vào miền độ nhám cho phép; tốc độ cắt (hay độ dài xung) được xem là ảnh hưởng nhiều nhất đến độ nhám bề mặt vì nó để lại hố nông hay sâu trên bề mặt chi tiết. Như vậy, qua tìm hiểu bản chất gia công tia lửa điện, cơ chế tạo phoi, cơ chế cắt cho thấy nhám bề mặt chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ cắt, còn yếu tố dòng điện cũng ảnh hưởng nhưng không nhiều.