1.Giới thiệu về gia công tia lửa điện.
1.1.Định nghĩa.
Gia công tia lửa điện là phơng pháp gia công mà sự tách vật liệu dựa vào việc
phóng tia lửa điện để bắn phá dơng cực (phôi).
Trên cơ sở này có 2 loại máy đã đợc tạo ra để phục vụ cho những mục đích
khác nhau ,đó là.
Máy gia công xung định hình.
Máy gia công tia lửa điện cắt dây.
1.2.Sơ đồ nguyên lý.(chèn)
Hình 1a.Sơ đồ cơ bản của gia công định hình.(chèn)
Hình 1b.Sơ đồ cơ bản của gia công tia lửa điện cắt dây.
Sơ đồ cơ bản của phơng pháp gia công tia lửa điện đợc chỉ ra ở hình 1a,b.khi
sự phóng tia lả điện đợc sinh ra ở vùng giữa 2 điểm của cực dơng và cực
âm,nhiệt lợng rất lớn đợc sinh ra làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu ở vùng
này.Để tăng hiệu quả của phơng pháp gia công,điện cực dụng cụ và phôi đợc
nhấn chìm trong dung dịch điện môi(hyđrôcacbon hoặc dầu khoáng).Quan sát
thấy rằng nếu cả 2 loại điện cực đợc làm cùng một loại vật liệu thì điện cực đợc nối với cực dơng vật liệu điện cực bị bào mòn với tốc độ lớn hơn.
Với một khe hở (khe hở phóng điện)thích hợp đợc giữ không đổi giã 2 bề mặt
dụng cụ và phôi ,với nguồn một chiều thích hợp dới tần số cao thì xẩy ra sự
phóg tia lửa điện.Tia lửa điện sinh ra tại điểm mà nhấp nhô giữa 2 bề mặt
dụng cụ và phôi gần nhau nhất,điểm này sẽ thay đổi sau khi phóng tia lữa
điện(bởi vì vật liệu đã bị bào mòn sau khi phóng tia lửa điện),tia lửa sẽ sinh ra
trên toàn bộ bề mặt.Kết quả là một lợng vật liệu không đổi đợc hớt đi trên
toàn bê mặt phôi.Việc giữ khe hở phóng điện theo một giá trị xác định trớc
nhờ một bộ điều khiển servo.Khoảng phóng điện đợc nhận biết thông qua điện
áp trung bình giữa khe hở,điện áp này đợc so sánh với một giá trị điện áp đặt
trớc.Sự khác nhau này sẽ điều khiển động cơ servo.Thờng động cơ bớc đợc sử
dụng thay thế động cơ servo.
Tần số tia lửa điện khoảng 200-500000Hz,khe hở phóng điện đợc xác định
khoảng 0.025-0.05mm.Điện áp cực đại đợc giữ khoảng 30-250V.Lợng hớt vật
liệu có thể đạt 300mm3/phút,công suất động cơ 10W/mm3/phút.Năng suất và

độ chính xác gia công sẽ tăng lên khi cung cấp một lực chu kỳ của dòng dung
dịch điện môi.
2.Máy xung định hình.
(Trong đồ án này chúng ta chỉ ngiên cứu máy xung định hình)
2.1.Sơ đồ máy.
Chụp ảnh,giới thiệu.
Hình 2.
2.2.Sơ đồ các trục chạy dao.
Vẽ.
Hình 3
3.Cơ sỡ công nghệ gia công tia lữa điện.
3.1.Hiệu ứng phóng tia lữa điện.
(chèn)
Hình 4.Sơ đồ cơ bản của xung định hình.
Không gian giã 2 điện cực điền đầy một lớp chât lỏng cách điện gọi là chất
điện môi.
Cho 2 điện cực tiến lại gần nhau đến một khoảng nào đó thì sẽ xẩy ra sự
phóng tia lửa điện.Một dòng điện xuất hiện một cách tức thời .
Khi phóng tia lửa điện ,các điện cực không tiếp xúc với nhau.Nếu chúng chạm
vào nhau thì sẽ không có tia lữa điện mà xẩy ra dòng ngắn mạch ,có hại đối
với quá trình gia công.Nếu khe hở lớn quá thì không thể xẩy ra sự phóng tia
lửa điện ,làm giảm năng suất gia công.


Diễn biến của điện áp và dòng điện ở máy xung định hình,đợc sinh ra bởi một
máy phát tĩnh,trong những khoảng thời gian xác định của một chu kỳ xung đợc diễn tả ở hình sau.
(chèn)
Hình 5.Điện áp và dòng điện trong một xung phóng điện.
Td:Độ trễ đánh lửa.
Te:Độ kéo dài xung.

To:Khoảng cách xung.
Ti:Độ kéo dài xung máy phát.
Tp:Thời gian chu kỳ xung.
Ue:Giá trị trung bình của điện áp khi phóng điện.
Ie:Giá trị trung bình của dòng điện khi phóng điện.
Trong một chu kỳphóng tia lửa điện có thể phân biệt gồm 3 pha.
(chèn)
Hình 6.Các pha khác nhau trớc và sau khi phóng tia lửa điện.
Pha1:Pha đánh lữa.
Máy phát tăng điện áp khởi động qua khe hở(dòng điện áp máy phát Ui).Dới
ảnh hởng của điện trờng từ cực âm bắt đầu phát ra các điện tử và chúng bị hút
về phía cực dơng .Sự phát điện tử gây ra sự tăng cục bộ tính dẫn điện của chất
điện môi trong khe hở.
Các bề mặt của 2 điện cực không hoàn toàn phẳng.Điện trờng sẽ mạnh nhất ở
2 điểm gần nhau nhất .Chất điện môi bị iôn hoá.Tất cả các phần tử dẫn
điện(điện tử và iôn dơng)đều hội tụ quanh điểm này trong khoảng không gian
giã 2 điện cực và chúng tạo nên một cái cầu.Một kênh phóng điện đột nhiên đợc hình thành ngang qua cầu.Sự phóng điện đợc bắt đầu.
Pha2:Sự hình thành kênh phóng điện.
ở thời điểm phóng điện,điện áp bắt đầu giảm.Số lợng các phần tử dẫn điện
tăng lên một cách khủng khiếp và dòng điện bắt đầu chạy giữa các điện
cực.Dòng điện này cung cấp một mật độ năng lợng khổng lồ mà nó làm cho
dung dịch điện môi bốc hơi cục bộ.áp suất trong các bong bóng hơi sẽ đẩy
chất lỏng điện môi sang 2 bên.Nhng do có độ nhớt nên chất điện môi tạo ra
một sự cản trở,nó hạn chế sự lớn lên của kênh phóng điện giữa các điện cực.
Pha3:Nóng chảy và bốc hơi vật liệu.
Lõi của bọt hơi bao gồm một kênh plazma .Plazma này là một chất khí có lẫn
các điện tử và iôn dơng ở áp suất rất cao(khoảng 1 bar)và nhiệt độ cực lớn
(10000 c).Khi kênh plazma đợc tạo thành đầy đủ thì điện áp qua khe hở đạt tới
mức của điện áp phóng tia lả điện Ue.Giá trị điện áp Ue là một hằng số vật lý
phụ thuộc vào sự phối hợp vật liệu điện cực và phôi .

Chất điện môi giữ kênh plazma và cũng là giữ cho năng lợng có mật độ tập
trung cục bộ.Sự va đập của các điện tử lên cực dơng và các iôn dơng lên cực
âm làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu các điện cực.
Máy phát sẽ ngắt dòng điện sau khi đã diễn ra một xung có hiệu quả.Điện áp
bị ngắt đột ngột.Kênh phóng điện biến mất.áp suất cũng bị mất đột ngột.Điều
này làm cho kim loại nóng chảy bất ngờ bị đẩy ra khỏi kênh phóng điện và
bốc hơi.
Sự phóng điện có thể kéo dài từ vài micrô giây đến vài trăm micrô giây,tuỳ
thuộc vào công dụng.Giữa các xung có một độ trễ To,cho phép chất điện môi
thôi iôn hoá và để có thời gian vận chuyển phoi ra khỏi khe hở gia các điện
cực nhờ dòng chảy chất điện môi.ở đây phoi la vật liệu điện cực bị tách
ra.Mỗi bề mặt điện cực đều để lại một vết lõm bị ăn mòn,nhng sự ăn mòn
không nh nhau,cực nào bị ăn mòn nhiều hơn (thờng là cực dơng)sẽ đợc dùng
làm điện cực dụng cụ.Cực bị ăn mòn ít hơn đợc dùng làm điện cực dụng
cụ.Điều này không phải là luôn luôn cố định.Nó còn phụ thuộc vào chế độ
phóng điện,việc chọn cặp vật liệu điện cực và sự đấu cực.
3.2.Cơ chế tách vật liệu.
(chèn)


Hình 7.Profine phóng đại của bề mặt điện cực.
Hình trên chỉ ra chi tiết bề mặt của 2 điện cực,thực tế 2 bề mặt nay không
phẳng nh ta tởng tợng mà nó có các nhấp nhô. Khoảng cách giữa 2 bề mặt
điện cực trong toàn bề thực tế không cố định mà nó thay đổi do các nhấp
nhô.Ví dụ tại điểm A khoảng cách giữa 2 điện cực là nhỏ nhất.Khi một điện áp
thích hợp đợc đặt giữa 2 điện cực(dụng cụ và phôi),một trờng tĩnh điện có cờng độ lớn đợc sinh ra nó gây ra sự tách các electron từ cực âm tại A.Các
electron giải phóng này đợc tăng tốc về phía cực dơng.Sau khi đạt đến vận tốc
đủ lớn,các electron này,va đập với các phần tử điện môi ,bắn phá các phần tử
đó thành các electron và các ion dơng .Các vừa sinh ra lại đợc tăng tốc và nó
lại đánh bật electron khác từ các phân tử dung dịch điện môi .Cứ nh vậy ,một

cột hẹp các phân tử dung dịch điện môi bị iôn hoá đợc sinh ra tại điểm A nối 2
điện cực lại với nhau (sinh ra một dòng thác điện tử ,cột phân tử bị iôn hoá
tăng lên và tính dẫn điện mạnh ,nó nh một tia lửa).Kết quả tia lửa này là một
sóng chèn ép lớn đợc sinh ra và có nhiệt độ rất lớn tăng lên các trên điện
cựca(10000-120000C).Nhiệt độ lớn này làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu điện
cực ,vật liệu nóng chảy bị sóng thổi đi,và một vết lõm trên 2 bề mặt đợc sinh
ra .Ngay lúc đó thì khoảng cách giữa 2 điện cực tại A tăng lên và vị trí tiếp
theo có khoảng cách giã 2 điện cực ngắn nhất (ví dụ tại B).Tơng tự ,chu kỳ
trên đợc lặp lại ,tia lửa tiếp theo đợc sinh ra tại B.Cứ nh vậy tia lữa sẽ sinh ra
trên toàn bề mặt điện cực .Kết quả diễn biến quá trình sẽ sinh ra khoảng cách
không đổi giữa2 bề mặt điện cực .Phụ thuộc vào hình dạng cuả âm cực mà dơng cực chép lại hình dạng đó.
Việc tách vật liệu phụ thuộc vào năng lợng tách vật liệu We.
We=Ue.Ie.te.
Ue,Ie:Giá trị trung bình của điện áp và dòng tia lửa điện đợc lấy trong khoảng
thời gian xung.Ue là một hằng số vật lý phụ thuộc cặp vật liệu điện
cực/phôi.Vì vậy năng lợng thực chất chỉ phụ thuộc vào Ie và te.
Nói chung ,tốc độ mòn vật liệu trên cực âm nhỏ hơn rất nhiều so với cực dơng
bởi vì các lý do sau:
1.Xung lực của dòng electron va đập vào cực dơng lớn hơn rất nhiều so với
dòng ion dơng va đập vào cực âm do khối lợng của một electron bé hơn rất
nhiều so với khối lợng một iôn dơng nên vận tốc của ion dong rất bé.
2.Sự nhiệt phân dung dịch điện môi (thờng là hydrocacbon)sẽ sinh ra một
màng mỏng cacbon trên bề mặt cực âm.
3.Mật độ điện tử tập trung tới bề cực dơng cao hơn nhiều lần so với mật độ ion
dơng tập trung tới bề mặt cực âm,trong khi mức độ tăng của dòng điện rất lớn
trong khoảng khắc đầu tiên của sự phóng điện .Điều này là nguyên nhân gây
ra sự nóng chảy rất mạnh ở cực dơng.
Vì vậy mà dụng cụ đợc nối với cực âm của nguồn một chiều.
Nếu dụng cụ không chuyển động so với phôi ,khi khoảng cách giữa 2 điện cực
tăng lên do vật liệu điện cực bị mòn đi,cần phải tăng điện áp để gây ra tia

lửa .Để tránh hiện tợng này ,dụng cụ đợc điều khiển bằng bộ điều khiển servo
nó nhận biết giá trị trung bình của khoảng cách và giữ khoảng cách giữa 2
điện cực không đổi.
3.3.Mạch điện của phơng pháp gia công tia lửa điện và nguyên lý hoạt động
của nó.
Cơ sở chung của các mạch điện khác nhau là sẵn sàng cung cấp nguồn một
chiều giữa khe hở phôi và dụng cụ .Mặc dù tính chất hoạt động khác nhau,nhng tất cả các tụ điện trong mạch đợc sử dụng để tích đầy điện trớc khi phóng
điện giữa khe hở .Sự thích hợp của một mạch điện là phụ thuộc vào điều kiện
và yêu cầu gia công.Các loại mạch thờng đợc sử dụng là
1. Mạch hồi phục điện trở tụ điện với nguồn một chiều không đổi.
2. Điều khiển mạch xung.
3. Mạch sử dụng bộ khuyếch đại
1.Mạch hồi phục điện trở tụ điện với nguồn một chiều không đổi.


(chèn)
Hình 8.Mạch hồi phụcRC.
Loại mạch hồi phục điện trở-tụ điện đợc sử dụng khi máy gia công tia lữa điện
đang ở thời kỳ phát triển đầu tiên .Hình 8 chỉ ra một mạch RC đơn giản .Tụ
điện có điện dung thay đổi đợc,nó tích điện thông qua biến trở R và đợc cung
cấp bởi nguồn một chiều có điện áp Vo.Điện áp khe hở (bằng điện áp của tụ
điện) ,V thay đổi theo thời gian đợc mô tả theo hệ thức.
t
V=Vo[1-e RC ]
(1)
Trong đó t là thời gian tính từ lúc bắt đầu tại giá trị tức thời Vo xuất hiện.Vì
vậy V sẽ tiến dần đến tiệm cận Vo,đợc chỉ ra ở Hình 8b(lý thuyết).Thực tế với
khoảng cách dụng cụ-phôi và dung dịch điện môi thì tia lửa có thể sinh ra khi
điện áp khe hở đạt đến giá trị Vd(điện áp phóng tia lửa điện),một tia lửa sẽ
xuất hiện .Sự phóng điện của tụ điện sẽ hoàn thành cả ngay khi điện áp khe hở

(V) đạt đến giá trị Vd.Thời gian phóng điện nhỏ hơn(khoảng 10) thời gian nạp
điện và tần số tia lửa điện đợc tính gần đúng theo phơng trình sau.
1
1
= = RC ln Vo
tc
Vo Vd

(2)

tc:Thời gian tích điện nó bằng thời gian yêu cầu cho điện áp khe hở đạt đến giá
trị Vd.Năng lợng 1 lần phóng tia lửa điện đợc xác định.
1
2

E= CVd2
Nếu tc=

(3)

1
là thời gian chu kỳ thì giá trị trung bình của công suất cung cấp đợc


xác định.
Wav=

E
tc


(5)

Ta có Vd=V0

t


RC
1 e



(6)

Thay (6) vào (3) ta đợc.
t


E= 1 CV0 2 1 e RC
2



2

(7)
2

t
1

1
2
RC
Wav= CV0 1 e
2

tc

(8)

tc
ta đợc.
RC
2
V
Wav= 1 0 1 e 2
2 R

Đặt =

(

)

Công suất cung cấp lớn nhất đợc xác định.
Wav


= opt


(9)

=0

Thay vào (8) ( 2 opt + 1)e = 1 opt = 1.26 .
opt

=

V
tc
đã biết,giá trị hợp lý nhất của d đợc xác định.
V0
RC


Vd

V0


=1- e opt =1-e 1.26 =0.72.
opt

Vậy với công suất cung cấp lớn nhất thì điện áp phóng tia lửa điện =72 0 0 điện
áp cung V0.
Nếu giả thiết lợng vật liệu bị mòn trong một lần phóng tia lửa điện tỷ lệ thuận
với năng lợng cung cấp thì lợng mòn có thể đợc biểu diễn nh sau.
1 2
V C

Q=K 2 d
K
Q= 2 R

1
V0
ln
V0 V d

(10)

2

Vd
V0
ln
V0 V d

(11)

Rõ ràng từ (10) với mạch này Q tăng khi R giảm.R không thể giảm dới một
giá trị giới hạn.Nếu không sẽ xẩy ra hồ quang.Giá trị tới hạn của điện trở phụ
thuộc vào điện cảm L của mạch.
Rmin= L

C

(12)

Tuy nhiên R không nên thấp hơn giá trị 30 L .Trong trờng hợp gia công thép

C

dới điều kiện bình thờng tốc độ mòn vật liệu có thể đợc biểu diễn gần đúng
nh sau.
Q=27.4W1.54
(13)
Q(mm3/phút)
W:Công suất đầu vào(kw).
Tính chất chung của tốc độ mòn vật liệu đợc biểu diễn nh sau.
(chèn)
Hình9.Tốc độ mòn vật liệu(mrr) trong phơng pháp gia công tia lửa điện sử
dụng mạch hồi phục RC.
Sự biến thiên của tốc độ mòn vật liệu đợc chỉ ra ở hình 9.Tuy nhiên sự phụ
thuộc của mmr vào koảng cách phóng điện cha đợc chỉ ra.
3.Mạch sử dụng bộ khuyếch đại
(thêm)
3.4.Chất lợng bề mặt gia công và độ chính xác của phơng pháp gia công.
3.4.1Chất lợng bề mặt gia công.
Chất lợng bề mặt là một khái niệm tổng hợp ,bao gồm.
Độ nhám bề mặt.
Vết nứt tế vi trên bề mặt.
Các ảnh hởng nhiệt ở lớp bề mặt.
Về độ nhám bề mặt,sau khi gia công bề mặt gia công không hoàn toàn phẳng
mà nó để lại những nhấp nhô,chính là độ nhám bề mặt.Điều này làm giảm đặc
tính chống mài mòn và tăng nguy cơ bị ăn mòn hoá học.
Từ lợng vật liệu lấy đi của phơng pháp gia công tia lửa điện đă đợc mô tả, sự
tạo thành các lỗ do sự phóng tia lửa điện, chiều rộng các lỗ ( đặc biệt là chiều
sâu ) là nguyên nhân làm nhám bề mặt. Kích thớc lỗ phụ thuộc vào năng lợng
phóng tia lửa điện, vậy nó sẽ quyết định chất lợng bề mặt. Hình sau chỉ ra độ
nhám bề mặt phụ thuộc C và V0.

(chèn hình )
Hình 10. Độ nhám bề mặt phụ thuộc C.
Chiều sâu lỗ đợc xác định gần đúng theo năng lợng nh sau.
hc= K1E0.33 (mm).
(14)


K1: Hệ số phụ thuộc vật liệu.
E: Năng lợng 1 lần phóng tia lửa điện (J).
Hình sau chỉ ra chất lợng bề mặt phụ thuộc vào năng lợng E và việc so sánh
chất lợng bề mặt đạt đợc do phơng pháp gia công tia lửa điện và các phơng
pháp gia công thông thờngkhác.
(chèn hình 6.63EDM)
Hình11. Sự phụ thuộc của hất lợng bề mặt vào năng lợng E và việc so sánh
chất lợng bề mặt đạt đợc do phơng pháp gia công tia lửa điện và các phơng
pháp gia công thông thờngkhác.
Độ kéo dài xung ti ( là khoảng thời gian giữa 2 lần đóng-ngắt của máy phát
trong 1chu kỳ phóng điện ) nó ảnh hởng đến độ nhám bề mặt gia công.
Hình 12 chỉ ra sự ảnh hởng của ti đến độ nhám bề mặt gia công.
(chèn hình 12c tr34 V VHA)
Hình 12. Quan hệ giữa ti với Rmax.
Do tác dụng của dòng điện duy trì lâu hơn khi tăng độ kéo dài xung nên chiều
cao nhấp nhô Rmax tăng, ngay cả sau điểm đạt đợc lợng hớt vật liệu cực đại.
Khoảng cách xung t0 ( là thời gian giữa 2 lần ngắt và đóng của máy phát thuộc
2 chu kỳ phóng điện kế tiếp nhau ) nó ảnh hởng đến chất lợng bề mặt gia
công.
Nếu khoảng cách xung quá ngắn thì chất điện môi không đủ thời gian để ion
hoá. Các phần tử đã bị ăn mòn điện và nhiệt của chất điện không thể đợc đa đi
khỏi khe hở phóng điện trong khoảng thời gian ngắn này. Kết quả là xảy ta hồ
quang và ngắn mạch. Chất lợng bề mặt bị giảm.

Về vết nứt tế vi và lớp ảnh hởng nhiệt sau khi gia công có thể đợc mô tả nh
hình sau.
(chèn hình 9 tr21VHA)
Hình 13.Vùng ảnh hởng nhiệt của bề mặt phôi.
Hình trên cho thấy rõ cấu trúc lớp bề mặt phôi và sự thay đổi độ cứng của
chúng theo chiều sâu.Ta phân biệt đợc các lớp và các cấu trúc sau đây.
1.Lớp trắng,đó là lớp kết tinh lại,với các vết nứt tế vi do ứng suất d vì nóng
lạnh đột lặp đi lặp lại.Độ kéo dài xung te càng lớn thì lớp này càng dày.
2.Lớp bị tôi cứng,với cấu trúc dòn,lớp này có độ cứng tăng vọt(trên 1000 HV)
so với kim loại nền.
3.Lớp bị ảnh hởng nhiệt,do nhiệt độ ở đây đã vợt quá nhiệt độ ostenit(FeFe3C) trong một thời gian ngắn. Độ cứng của lớp này giảm so với lớp tôi cứng,
khoảng dới 800HV.
4. Dới cùng là lớp không bị ảnh hởng nhiệt. Nó trở lại độ cứng bình thờng của
vật liệu nền.
Nhiệt độ cao sinh ra do sự phóng điện gây ra nóng chảy và bốc hơi vật liệu, rõ
ràng là nhiệt độ này tác dụng lên tính chất của lớp mỏng (2.5-150àm) của bề
mặt gia công.Lớp ngoài cùng bị nguội nhanh, đó là nguyên nhân làm lớp này
rất cứng , lớp sát trong lớp này ở trong điều kiện nh ram , hình sau chỉ ra mối
liên hệ của độ cứng với chiều sâu lớp ảnh hởng nhiệt trên bề mặt phôi thép sau
khi gia công.
(chèn hình 12)
Hình 14. Tác dụng của EDM lên độ cứng bề mặt.
Hình này chỉ rõ khi gia công tinh độ cứng không thay đổi nhiều , tuy nhiên
với gia công thô lớp ngoài cùng đợc ram và độ cứng giảm dần theo chiều sâu.
Độ cứng lớp bề mặt sau khi gia công sẽ làm cho độ bền mòn tăng lên.Tuy
nhiên, độ bền mỏi giảm do các vết nứt tế vi tăng trên bề mặt trong quá trình
làm nguội nhanh .Hình sau chỉ ra sự so sánh của độ bền mỏi giữa phơng pháp
phay và gia công tia lửa điện.
(chèn)
Hình 15. Tác dụng của EDM lên độ bền mỏi của vât liệu phôi.



Tính chất của lớp mỏng bề mặt không ảnh hởng nhiều đến độ bền kéo. Cấu
trúc của vật liệu đã bị thay đổi do tia lửa gây ra . Tính chất hoá học cũng thay
đổi . Những tính chất này làm tăng sự mài mòn.
3.4.2. Độ chính xác tạo hình khi gia công.
Gia công tia lửa điện kiểu xung định hình là phơng pháp gia công in hình , độ
chính xác in hình phụ thuộc nhiều yếu tố:
Độ chính xác của máy.
Các thông số điều chỉnh về điện khi gia công .
Tính chất của điện cực (vật liệu , độ chính xác kính thớc)
Độ chính xác lập trình(Độ chính xác quỹ đạo dụng cụ đợc lập trình)
Về độ chính xác của máy, trớc hết nhà chế tạo phải quan tâm bố trí máy cho
tối u. Điều này nhà chế tạo chỉ có thể đáp ứng đợc ở mức độ giới hạn vì phải
quan tâm đến giá thành, công suất, độ lớn chấp nhận đợc của máy.
Ngời sử dụng cũng cần quan tâm đến những điều kiện phù hợp nh nhiệt độ
trong phòng và giữ cho nhiệt độ của chất điện môi là hằng số. Phải chịu trách
nhiệm về thông số điều chỉnh.
Khe hở phóng điện, chất điện môi cũng ảnh hởng quan trọng lên độ chính xác
gia công. Khi chất điện môi đặc thì lợng hớt vật liệu lớn hơn, do sự có mặt của
các phần tử dẫn điện sẽ làm tăng cờng độ từ trờng đối với cùng một chiều rộng
khe hở phóng điện. Từ đó đa đến sự khác nhau giữa chiều rộng khe hở phóng
điện mặt bên và mặt trớc.
Độ chính xác lập trình không chỉ phụ thuộc vào ngời sử dụng mà còn phụ
thuộc vào nhà sản xuất maý. Đó là khả năng đáp ứng các yêu cầu nh profine
có thể thực hiện, độ chính xác
Độ không chính xác kích thớc của phơng pháp gia công tia lửa điện gồm.
1. Độ côn lỗ gia công.
2. Hiện tợng cắt quá mức.
3. Sai số do thay đổi hình dáng và kích kỡ dụng cụ.

1. Độ côn lỗ gia công.
Với điện cực dụng cụ thông thờng, hình dạng lỗ gia công đợc chỉ ra trong hình
16.
(chèn)
Hình 16. Độ côn lỗ gia công bằng phơng pháp khoan tia lửa điện.
Kết quả của độ côn là do phần trên của lỗ chịu tác dụng của số lần phóng tia
lửa điện nhiều hơn phần dới. Độ côn phụ thuộc vào đờng kính dụng cụ. Nó có
thể đợc điều chỉnh bằng cách thay đổi các thông số về điện.
2. Hiện tợng cắt quá mức.
Cắt quá mức là kích thớc của lỗ gia công vợt quá kích thớc dụng cụ điện cực.
Độ lớn của hiện tợng này phụ thuộc vào chiều dài tia lửa điện, khoảng phóng
điện. Khi trong khe hở có các hạt mài mòn, chiều dài tác dụng của tia lửa điện
tăng lên do dw (đờng kính hạt mài). Đợc chỉ ra trong hình 17.
(chèn)
Hình 17. Tác dụng của hạt mài lên hiện tợng cắt quá mức.
Khi dụng cụ làm bằng đồng thau có đờng kính 10 mm, sự phụ thuộc của độ
côn và hiện tợng cắt quá mức phụ thuộc vào năng lợng phóng tia lửa điện đợc
chỉ ra trong hình 18.
(chèn)
Hình 18. Tác dụng của năng lợng phóng tia lửa điện vào độ côn và hiện tợng
cắt quá mức.
3.5.Lợng hớt vật liệu.
Các yếu tố tác động lên lợng hớt vật liệu gồm.
Điện áp phóng tia lửa điện Ue.
Dòng phóng tia lửa điện Ie.
Thời gian phóng tia lửa điện te.
Từ đẳng thức của năng lợng phóng tia lửa điện.


We =Ue Ie te.

Ta thấy rằng dới điều kiện bình thờng thì khi Ue, Ie,te càng lớn thì năng lợng
phóng tia lửa điện càng tăng. Làm tăng tốc độ hớt vật liệu.
Trong thực tế lơng hớt vật liệu có thể đợc xác định thông qua các thông số
điều chỉnh:I, ti, tc, Uz.
Lợng vật liệu đợc lấy đi do một lần phóng tia lửa điện có thể đợc xác định bởi
đờng kính, chiều sâu vết lõm và nhiệt độ nóng chảy vật liệu.
Ta đa ra các giả thiết.
1. Tia lửa là một nguồn nhiệt có chu kỳ không đổi trên toàn bề mặt điện cực
và có đờng kính 2a đợc giữ không đổi.
2. Xem bề mặt điện cực là nửa mặt phẳng vô hạn.
3. Trừ phần nguồn nhiệt, còn lại bề mặt điện cực đợc giữ cách điện.
4. Tốc độ nguồn nhiệt đầu vào đợc giữ không đổi trong lúc phóng tia lửa
điện.
5. Tính chất của vật liệu không đổi theo nhiệt độ.
6. Sự bốc hơi của vật liệu đợc bỏ qua.
Hình 19. Chỉ ra 1 nguồn nhiệt lý tởng.
(chèn)
Hình 19. Nguồn nhiệt lý tởng trong gia công tia lửa điện.
Ta có H là lợng nhiệt đầu vào (J), là nhiệt độ ( 0 C ), t là thời gian (s), K là hệ
số dẫn nhiệt (cal/cm.s. 0 C ), độ khuyếch tán (cm2/s), td khoảng thời gian phóng
điện (s), m là nhiệt độ nóng chảy của vật liệu.
Nhiệt độ tại bất kỳ một điểm nào đó phụ thuộc r, z.
2 1 2

= 2 +
+
t
r r z 2
r






(15)

Điều kiện ban đầu và điều kiện biên.
t<=0, (r,z,t)=0.
t>0, r>a


=0.
z

t>0, 0

H
= 2 .
z a td

Trực quan có thể thấy rằng chiều sâu nhiệt độ nóng chảy lớn nhất tại tâm r=0.
Nhiệt độ tại một điểm trên trục tại thời điểm cuối của sự phóng tia lửa điện
( giả thiết nhiệt độ lớn nhất tại t=td và nhiệt lợng đầu vào lập tức ngừng cung
cấp) đợc xác định bởi.
1 H
(0,z,td)= 2 Kat
d

0


z
d
j 0 ( a ) j1 ( a ) e z erfc
t d
2 t


d



(16)

Gọi z là chiều sâu nhiệt độ nóng chảy đạt tới.
2 H t d
z
z2 + a2
ierfc
ierfc

m =
Ka 2 t d
2 t d
2 t d

(17)

Trong đó:
Ierfc()=

1



e erfc( )
2

Erfc()=1-erf().
erf()=

2





e
0

x2

dx

Lợng nhiệt tiêu hao trong quá trình làm nóng chảy vật liệu đợc xác định bằng
lợng nhiệt đầu vaò trừ đi lợng nhiệt làm nóng chảy vật liệu.

Tốc độ lợng nhiệt đầu vào đợc xác định.
H tong H m a 2 z

a t d
2

(cal/cm2.s)

(18)

Htổng: Nhiệt lợng tổng.
Hm: Nhiệt lợng tiêu hao.
: Kkhối lợng riêng (g/cm3).
Đờng kính vết lõm giả thiết bằng 2a, ở điều kiện lý tởng.
2a=K W n t d n (cm).
( 19 )
W: Năng lợng tổng cộng ( j ), n1, n2, K là hằng số phụ thuộc vào tính chất vật
liệu và dung dịch điện môi.
Thể tích vết lõm đợc xác định nh sau.
1


6

2

Vc= hc(3a2+hc2)

( 20 )

Vc: Thể tích vết lõm (cm3).
hc(z): Chiều sâu vết lõm (cm).
Hình 20 chỉ ra giá trị lý thuyết của z phụ thuộc vào td, với vật liệu làm điện
cực là Cu, Al,Zn, đờng kính tia lửa không đổi.
(chèn)
Hình 20. Biến thiên của chiều sâu vết lõm z và thể tích Vc phụ thuộc vào td.
Hình 21 mô tả bản chất sự biến thiên của thể tích vết lõm theo td với các mức
năng lợng khác nhau.
(chèn)
Hình 21. Sự thay đổi của z,Vc theo td.
Hình dạng đồ thị gần giống nhau. Một điều quan trọng là lợng vật liệu bị bào
mòn rất bé với thời gian phóng điện bé và tăng dần theo td. Khi đạt đến giá trị
cực đại, bỗng nhiên nó tụt xuống giá trị bằng 0. Điều này chứng minh rằng lợng vật liệu bị lấy đi mỗi lần phóng điện phụ thuộc vào điểm nóng chảy của
vật liệu.
Các vết nứt cũng ảnh hởng đến quá trình hớt vật liệu. Lợng vật liệu đợc lấy đi
trong thời gian phóng điện tiếp theo đợc chỉ ra trong hình 22. Rõ ràng lợng vật
liệu bị bóc đi lớn nhất khi áp suất dới 1 giá trị nào đó, điều này chỉ ra sự tác
dụng của vết nứt lên tốc độ hớt vật liệu.
(chèn)
Hình 22. Tác dụng của vết nứt đến tốc độ bào mòn vật liệu.
Độ nhám bề mặt có mối liên hệ thực nghiệm đối với tốc độ bào mòn vật liệu.
Từ kích thớc vết lõm phụ thuộc vào năng lợng phóng tia lửa điện ( giả thiết
các điều kiện khác đợc giữ không đổi ), chiều sâu và đờng kính vết đợc tính
nh sau.
hc=K1W1/3 ( cm ).
( 21a )
2a=K2W1/3 ( cm ).
( 21b )

Trong đó W là năng lợng phóng tia lửa điện ( J ), K1, K2 là các hằng số không
đổi. Với điện cực Cu, dung dịch điện môi là dầu hoả, K1=0.4, K2 =0.045. Thay
vào ( 20 ) ta đợc.
2
K2
2


3
1/ 3
1/ 3
Vc= K1 Ư W 3 Ư W + ( K1 Ư W 1 / 3 ) = K1 Ư W K 2 2 + K1 2 . ( 22 )
6
4


2
6

Những mối liên hệ xấp xỉ khác ( ở điều kiện gia công bình thờng ), lợng vật
liệu đợc lấy đi tại điểm nóng chảy của phôi đợc tính bởi.
Q=4*104 m 1.23 ( mm3/at-phút ).
m: Nhiệt độ nóng chảy của vật liệu ( 0 C ).
Trong các hệ thức trên chúng ta có giả thiết phóng điện trong điều kiện bình
thờng.


Lợng hớt vật liệu phụ thuộc mạnh vào dòng điện môi. Khi không có lực chu
kỳ, hạt mài nóng chảy và nối các điện cực lại. Hình 23 chỉ ra bản chất lợng vật
liệu bị bào mòn khi có và khi không có lực chu kỳ của của dòng dung dịch

điện môi.
(chèn hình 6.56 EDM )
Hình 23. Tác dụng của lực chu kỳ của dòng dung dịch điện môi lên tốc độ
mòn vật liệu.
Sau khi sự phóng điện hoàn thành, dung dịch điện môi xung quanh lần phóng
điện cuối cùng nên đợc tiếp tục khử ion hoá. Với trờng hợp nay điện áp khe hở
phải đợc giữ dới điện áp phóng điện cho đến khi sự khử ion hoá hoàn thành,
nếu không dòng điện sẽ chạy qua khe hở tại vị trí phóng điện đầu tiên. Thời
gian yêu cầu để hoàn thành sự khử ion hoá phụ thuộc vào năng lợng giải
phóng bởi lần phóng điện đầu tiên.Năng lợng giải phóng lớn thì thời gian khử
ion hoá tăng.
Độ kéo dài xung ti ( là khoảng thời gian giữa 2 lần đóng-ngắt của máy phát
xung trong 1 chu kỳ phóng điện ) ảnh hởng đến lợng hớt vật liệu.
Hình 24 chỉ ra quy luật ảnh hởng của ti đến lợng hớt vật liệu.
( chèn hình 12a tr34VHA )
Hình 24. ảnh hởng của ti đến lợng hớt vật liệu.
Nếu độ kéo dài xung đợc tăng lên trong khi bớc dòng điện và khoảng cách
xung giữ nguyên thì tác động của dòng phóng tia lửa điện sẽ lâu hơn. Ban đầu
lợng hớt vật liệu tăng nhng chỉ tăng đến một giá trị cực đại ở một độ kéo dài
xung nhất định nào đó sau đó giảm đi .
Giá trị cực đại của lợng hớt vật liệu tơng ứng với một độ kéo dài xung tối u.
Nếu vẫn tiếp tục tăng độ kéo dài xung thì năng lợng phóng điện không còn đợc sử dụng thêm nữa để hớt vật liệu phôi.
Khoảng cách xung t0 ảnh hởng đến lợng hớt vật liệu, khoảng cách xung càng
lớn thì lợng hớt vật liệu càng nhỏ, và ngợc lại.
Nếu khoảng cách xung quá ngắn thì chất điện môi không đủ thời gian để ion
hoá . Các phần tử đã bị ăn mòn điện và nhiệt của chất điện không thể đợc đa
đi khỏi khe hở phóng điện trong khoảng thời gian ngắn này. Kết quả là xảy ta
hồ quang và ngắn mạch . Lợng hớt vật liệu bị giảm.
4. Điện cực dụng cụ.
Điện cực dụng cụ giữ vai trò quan trọng trong nguyên lý gia công tia lửa điện

vì vậy hình dạng chính xác của dụng cụ cần đợc giữ trong điều kiện tốt nhất
để đạt kết quả gia công tốt hơn .
4.1. Mòn điện cực dụng cụ .
Trong quá trình gia công tia lửa điện , không phải chỉ có vật liệu phôi bị hớt đi
mà chính vật liệu điện cực cũng bị hớt đi một lớp mỏng, tuy rất nhỏ so với lợng vật liệu phôi bị hớt đi. Việc điện cực bị mòn là không mong muốn do nó
ảnh hởng đến độ chính xác gia công.
Hệ số mài mòn rq đợc xác định bởi tỷ lệ giữa lợng vật liệu lấy đi từ phôi và lợng vật liệu lấy đi từ điện cực.
r=Lợng vật liệu lấy đi từ phôi ( Vw )/ Lợng vật liệu lấy đi từ điện cực ( Ve ).
rq=2.25 r 2.3 .
4.2. Vật liệu điện cực.
4.3.1. Yêu cầu của vật liệu điện cực.
Mọi vật liệu dẫn điện và dẫn nhiệt đều có thể dùng làm điện cực. Nhng để sử
dụng chúng một cách kinh tế và đạt hiệu quả cao thì chúng cần thoả mãn các
yêu cầu sau.
Có tính dẫn điện tốt, để dòng điện có thể truyền qua điện cực để phóng
tia lửa điện.
Có tính chất nhiệt vật lý tốt nh độ dẫn nhiệt, khả năng nhận nhiệt, có
điểm nóng chảy và điểm sôi cao.


Có độ bền mòn cao, tức là độ bền vững trong gia công tia lửa điện. Tiêu
chuẩn này là quan trọng nhất, nó đợc thể hiện bởi công thức về độ bền ăn mòn
E:
E= CTm 2
Trong đó:
: Hệ số dẫn nhiệt.
: Khối lợng riêng.
C: Nhiệt dung riêng.
Tm: Nhiệt độ nóng chảy
Có độ bền cơ học tốt, tức là phải có độ bền vững về hình dáng hình học

khi gia công tia lửa điện. Phải có ứng suất riêng nhỏ.
Có tính gia công tốt, nghĩa là phải dễ gia công.
Giá thành rẻ
Khối lợng riêng nhỏ, để có thể chế tạo các điện cực lớn mà khối lợng
điện cực không quá nặng làm ảnh hởng đến khả năng của máy.
4.3.2. Các loại vật liệu điện cực.
Khi lựa chọn vật liệu điện cực phụ thuộc các yếu tố sau.
Tốc độ mài mòn.
Hệ số mài mòn.
Dễ tạo hình dạng.
Giá thành rẻ.
Nhóm vật liệuthờng đợc dùng làm điện cực là :Cu, đồng thau, hợp kim nhôm,
hợp kim Cu-W,Ag-W, grafit, đồng điện phân.
Đồng điện phân là phổ biến nhất và đợc sử dụng rộng rãi để làm điện cực.
Hợp kim Cu-W,Ag-W giá thành đắt nên đợc sử dụng để làm các điện cực nhỏ
có độ chính xác cao, tính chất mài mòn thấp và đạt hiệu quả làm việc cao.
Điện cực grafit cũng có tính chất mài mòn thấp và hiệu quả làm việc cao nhng
nó có độ cứng thấp và dễ dàng bị vỡ tại các góc cạnh.
Ngời ta phân biệt 3 nhóm vật liệu điện cực:
Nhóm vật liệu kim loại : Đồng điện phân, Cu-W, Ag-W, đồng thau và thép.
Nhóm vật liệu phi kim loại : Grafit.
Nhóm vật liệu pha trộn kim loại : Phi kim loại, động grafit.
Ngoài ra còn có một số vật liệu nh :
Thép, wolfram,vnhôm, molipden, hợp kim cứngchỉ đợc dùng làm điện cực
trong một số ứng dụng đặc biệt.
Ta đi sâu tìm hiểu một số vật liệu điện cực phổ biến nhất trong gia công tia lửa
điện.
Nhóm vật liệu kim loại ,thờng dùng đồng điện phân và Cu-W.
Đồng điện phân :
Phần trăm Cu min :99.92%

Phần trăm O2 max : 0.005%
:8.9 g/cm3.
Điểm nóng chảy : 1083 0 C
Điện trở riêng :0.0187 mm2/m.
Đồng điện phân phù hợp để gia công thép. Nó có thể đợc dùng nhiều lần để
gia công thô và tinh. Việc gia công đồng điện phân hầu nh không khó khăn gì
nhng khó gia công hơn grafit. Điện cực bằng đồng điện phân cần đợc khử ứng
suất nội để tránh bị biến dạng do sự giải phóng ứng suất nội khi gia công.
Điện cực bằng đồng điện phân có lợng hớt vật liệu cao và độ mòn nhỏ.Nhợc
điểm lớn nhất của đồng điện phân là nặng và có độ giản nở nhiệt lớn nên
không thích hợp với việc chế tạo các điện cực lớn. Đồng điện phân dễ bị biến
dạng nên khi làm các điện cực mảnh dẻ thì đồng điện phân không ổn định về
hình dáng. Khi tăng cờng độ phóng điện thì điện cực bị mòn nhiều hơn.


Cu-W :
Gồm ( 65-80 )% W, còn lại là Cu.
: 15-18 g/cm3.
Điểm nóng chảy : 2500 0 C
Điện trở riêng :0.045-0.055 mm2/m.
Cu-W là một vật liệu đợc phát triển qua luyện kim bột, trên cơ sở của
wolfram. Nó là tổng hợp của một volfram đợc trộn theo một liều lợng nhất
định với đồng .
Điện cực bằng đồng volfram có độ bền ăn mòn cao là nhờ sự có mặt của
volfram, có tính dẫn điện cao nhờ đồng. điện cực bằng đồng volfram cũng
đạt chất lợng bề mặt gia công tia lửa điện tơng đơng với điện cực đồng điện
phân , nhng tính gia công kém hơn. Nhợc điểm lớn của đồng volfram là
khối lợng riêng lớn và giá thành cao nên kích thớc của điện cực bị giới hạn.
Trong nhóm vật liệu phi kim loại chỉ có grafit là đợc sử dụng phổ biến làm
điện cực.

Grafit :
Là cacbon tinh khiết với 0.1% tro.
:1.6-1.85 g/cm3.
Điện trở riêng :8-15 mm.
Độ bền gãy : 200-700 kg/cm3 .
Grafit có cấu trúc gốm nên nó có độ bền hình dáng-nhiệt rất cao, hơn nữa nó
rất bền nóng. Grafit cũng thích hợp để gia công thép. Khi gia công thép nếu
grafit đợc nối với cực dơng sẽ có độ mòn ít hơn so với đồng.Grafit có điện trở
riêng lớn hơn vài trăm lần so với đồng điện phân. Khi cờng độ dòng phóng tia
lửa điện tăng lên thì sự mòn điện cực không đổi, chỉ khi dòng phóng tia lửa
điện tăng lên rất cao ( trên 200 A ) thì mới có sự thay đổi độ mòn điện cực.
Hiện nay đã phát triển các loại grafit đặc biệt với các đặc tính vật lý quan
trọng nhất dùng cho gia công xung định hình nh :
Độ bền mòn cao .
Độ xốp thấp .
Kích thớc hạt nhỏ, độ đồng nhất và tính đẳng hớng cao.
Sự khác biệt về chất lợng, đặc biệt là tính chất vật lý nên mỗi loại có một ứng
dụng riêng của nó.
Dựa vào công dụng có thể phân loại grafit nh sau:
Loại dùng để gia công thô.
Loại dùng để gia công tinh.
Loại đa năng.
Nhợc điểm của grafit là độ dòn nên làm yếu đôi chút quan hệ mài mòn ở góc
điện cực.
Khả năng chế tạo điện cực grafit rất dễ dàng. Với khối lợng riêng thấp nên nó
là vật liệu lý tởng để làm các loại điện cực lớn. Nó độ bền nhiệt cao nó không
bị nóng chảy ngay cả ở nhiệt độ 3600 0 C . Grafit còn có độ bền xung nhiệt, ở
một môi trờng không khí xung quanh nóng tới 480 0 C grafit vẫn bền. Grafit có
tính dẫn điện tốt, độ dẫn điện là10 à m. ở ngay gần độ 0 tuyệt đối, grafit tỏ
ra nh một chất cách điện vì nó chỉ có rất ít điện tử tự do. Khi tăng nhiệt độ, số

điện tử tự do tăng lên, nhờ đó tăng độ dẫn điện và quá trình gia công xung
định hình sẽ tốt hơn.
Độ dẫn nhiệt ở grafit cao hơn nhiều kim loại và độ dẫn nhiệt giảm khi nhiệt độ
tăng.
Độ dãn nở nhiệt rât thấp, nên nó giữ đợc kích thớc chính xác trong quá trình
gia công.


Trong nhóm vật liệu pha trộn kim loại- phi kim có vật liệu đồng-grafit là điển
hình.
:2.4-3.2 g/cm3.
Điện trở riêng :-5 mm2/m.
Độ bền gãy : 700-900 kg/cm3 .
Nhờ có Cu nên vật liệu đồng-grafit có độ bền gãy cao hơn grafit, điện trở
riêng giảm.
Trong quá trình gia công tia lửa điện, đồng có xu hớng chảy ra các lỗ hổng
của grafit nên không đạt đợc chất lợng bêf mặt gia công tốt hơn so với grafit.
Nên nó chỉ dùng cho những nhiệm vụ đặc biệt. Nó rất đắt, nhng có độ cứng
vững tốt hơn grafit nên thờng đợc dùng để làm các điện cực nhỏ cho các chi
tiết tinh xác.
4.3.3. Chế tạo điện cực.
Trong thực tế có các phơng pháp chế tạo điện cực nh sau :
1.
Phơng pháp gia công thông thờng nh tiện, phay,mài
Sử dụng khi vật liệu là Cu, đồng thau, hợp kim Cu-W, Ag-W, grafit.
2.
Đúc.
Sử dụng khi vật liệu là hợp kim đúc thành phần chính là Zn nh hợp kim ZnSn, hợp kim nhôm.
3.
Cắt bằng tia nớc.

4.
ép định hình.
Có nhiều phơng pháp chê tạo điện cực nhng cần chú ý đến phơng pháp xử lý
cuối cùng. Một điện cực phức tạp có thể đợc chia ra thành nhiều điện cực đơn
giản để dễ chế tạo. Cần phải giữ đợc tính chất dẫn điện, dẫn nhiệt của điện
cực.
4.3.4.
Kích thớc và hình dạng điện cực.
4.3.4.1.
Kích thớc điện cực.
Độ chính xác của lòng khuôn phụ thuộc vào độ chính xác của kích thớc điện
cực. ở đây ta sẽ sử dụng một điện cực hình trụ làm ví dụ để tính toán kích thớc của đờng kính điện cực.
Đờng kính d của điện cực phụ thuộc vào 3 yếu tố:
Đờng kính D của lòng khuôn cần gia công.
Khe hở FS giữa lòng khuôn và điện cực.
Độ cao nhấp nhô cực đại Rmax của bề mặt gia công.
(chèn hình 30 tr67 VHA )
Hình 24. Tính kích thớc điện cực d.
Khi gia công thô :
dthô=D-2FS-2Rmax.
Khi gia công tinh do giá trị của khe hở FS lớn hơn Rmax rất nhiều nên có thể bỏ
qua Rmax.
dtinh=D-2FS.
4.3.4.2. Hình dạng điện cực.
Hình dạng điện cực phụ thuộc vào hình dạng của lòng khuôn cần gia công.
Hình dạng lòng khuôn phức tạp ta phải dùng điện cực phức tạp hoặc dùng
nhiều điện cực đơn giản. Chọn phơng án nào là vấn đề của tính hiệu quả trong
công việc chế tạo điện cực nhằm tiết kiệm thời gian và tiền bạc. Sau đây ta đa
ra một ví dụ về quá trình gia công một lòng khuôn phức tạp.
(Chèn hình 31 trang 68 VHA)

Hình 25. Quá trình gia công một lòng khuôn phức tạp bằng 3 điện cực đơn
giản, qua 3 giai đoạn.
4.3.5.
Các thông số ảnh hởng đến mòn điện cực.
Để đánh giá độ mòn điện cực ngời ta đa ra khái niệm độ mòn tơng đối của
điện cực :


=

VE
100 %.
VW

VE : Là thể tích vật liệu bị mất đi ở điện cực.
VW : Là thể tích vật liệu bị mất đi ở phôi.
4.3.5.1. Dòng điện và điện áp.
Khi có điện áp đủ lớn đặt vào khe hở phóng điện gọi là điện áp đánh lửa Uz,
thì bắt đầu gây ra sự phóng tia lửa điện đốt cháy vật liệu. Trong thời gian trễ
đánh lửa td thì điện áp là Uz, dòng bằg 0, sau thời gian td thì xảy ra sự phóng
tia lửa điện, dòng từ 0 tăng lên Ie và Uz giảm xuống Ue.
Ue là giá trị điện áp trung bình trong suốt thời gian phóng tia lửa điện, Ue là
hằng số vật lý phụ thuộc vào cặp vật liệu và không điều chỉnh đợc.
Dòng điện sinh ra khi phóng tia lửa điện là là tổng dòng các điện tử chạy tới
cực dơng và các ion chạy tới cực âm.
Dòng ion dơng đạt tới cực âm trong micro giây đầu tiên. Các ion dơng này
gây ra sự nóng chảy và bốc hơi vật liệu cực âm. Đây là nguyên nhân gây ra
hiện tợng mòn điện cực.
Ta thấy rằng Ue phụ thuộc vào cặp vật liệu nên nó không ảnh hởng đến mòn
điện cực.

Ie ảnh hởng lớn đến mòn điện cực, nhìn chung Ie càng lớn thì lợng mòn điện
cực càng tăng.
Để đánh giá độ mòn điện cực ngời ta đa ra khái niệm độ mòn tơng đối của
điện cực :
=

VE
100 %.
VW

VE : Là thể tích vật liệu bị mất đi ở điện cực.
VW : Là thể tích vật liệu bị mất đi ở phôi.
Đặc trng cho dòng phóng tia lửa điện ngời ta đa ra khái niệm bớc dòng
điện.
Cùng với sự phối hợp vật liệu điện cực/phôi và sự đấu cực, bớc dòng điện ảnh
hởng mạnh mẽ lên độ mòn điện cực.
Với 2 cặp vật liệu phổ biến nhất là đồng/thep và grafit/thep thì
bớcdòng điện và độ mòn điện cực tác động qua lại nh sau :
Khi gia công thô :