nâng cao độ chính xác biên dạng góc ngoài khi cắt trên máy cắt dây cw-322s

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 1- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP




LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT`









ĐỀ TÀI:
NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC BIÊN DẠNG GÓC NGOÀI
KHI CẮT TRÊN MÁY CẮT DÂY CW-322S








HÀ TOÀN THẮNG

THÁI NGUYÊN - 2011

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 2- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP


THUYẾT MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT




ĐỀ TÀI:
NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC BIÊN DẠNG GÓC NGOÀI
KHI CẮT TRÊN MÁY CẮT DÂY CW-322S

Học viên: Hà Toàn Thắng
Lớp: CHK12
Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy
Người HD khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe



KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC
NGƯỜI HD KHOA HỌC
HỌC VIÊN









PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe



Hà Toàn Thắng



THÁI NGUYÊN - 2011

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 3- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
LỜI CAM ĐOAN


Tôi xin cam đoan những kết quả có được trong luận văn là do bản thân tôi
thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè. Ngoài tài
liệu tham khảo đã được liệt kê, các số liệu và kết quả thực nghiệm là trung thực và
chưa được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác.


Thái Nguyên, ngày 10 tháng 10 năm 2011.

Ngƣời thực hiện



Hà Toàn Thắng

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 4- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
LỜI CẢM ƠN

Cùng với xu thế phát triển của xã hội, các ngành khoa học kỹ thuật cũng có
những bước tiến vượt bậc. Đặc biệt là sản xuất cơ khí hiện đại đã dần dần thay thế
sản xuất truyền thống, các sản phẩm cơ khí ngày càng đòi hỏi độ chính xác, độ tin
cậy cao.
Với mong muốn nâng cao độ chính xác của các sản phẩm gia công trên máy
công cụ nói chung và máy cắt dây nói riêng; dưới sự hướng dẫn của PGS.TS
Nguyễn Đăng Hoè, tác giả đã thực hiện đề tài :“Nâng cao độ chính xác biên dạng
góc ngoài khi cắt trên máy cắt dây CW-322S”. Trong thời gian thực hiện đề tài, tác
giả đã nhận được sự quan tâm rất lớn của nhà trường, các Khoa, các Phòng, Ban
chức năng, các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp.
Tác giả bày tỏ lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè,

Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp đã tận tình hướng dẫn trong quá trình thực
hiện luận văn này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Sau đại học, các giáo
viên giảng dạy và các đồng nghiệp.
Tác giả chân thành cảm ơn Trung tâm thí nghiệm và các giáo viên thuộc
trung tâm đã tạo điều kiện về thiết bị và giúp đỡ trong quá trình sử dụng thiết bị để
thực hiện luận văn.
Mặc dù đã cố gắng, song do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, nên chắc
chắn luận văn không tránh khỏi thiếu sót. Tác giả mong nhận được những ý kiến
đóng góp từ các thầy cô giáo và các đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn !
Thái Nguyên, ngày 10 tháng 10 năm 2011






Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 5- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan
1
Lời cảm ơn
2
Mục lục
3
Danh mục các bảng biểu
7

Danh mục các đồ thị, hình vẽ
7
MỞ ĐẦU
9
1. Tính cấp thiết của đề tài
9
2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
10
3. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
11
4. Nội dung của đề tài
11
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN
13
1.1
Đặc điểm của phương pháp gia công tia lửa điện
13
1.1.1
Các đặc điểm chính của phương pháp gia công tia lửa điện
13
1.1.2
Khả năng công nghệ của phương pháp gia công tia lửa điện
14
1.2
Các phương pháp gia công tia lửa điện
14
1.2.1
Phương pháp gia công xung định hình
14
1.2.2

Phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện
14
1.2.3
Các phương pháp khác
14
1.3
Các hướng nghiên cứu chính về cắt dây
16
1.3.1
Tối ưu hóa các tham số của quá trình gia công tia lửa điện
16
1.3.2
Giám sát và điều khiển quá trình gia công tia lửa điện
18
1.4
Cơ sở công nghệ của quá trình gia công tia lửa điện
18
1.4.1
Cơ sở công nghệ
18
1.4.1.1
Bản chất vật lý
18
1.4.1.2
Cơ chế bóc tách vật liệu
23
1.4.2
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình gia công tia lửa điện
24
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 6- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
1.4.2.1
Các đặc tính về điện của sự phóng tia lửa điện
24
1.4.2.2
Dòng điện, bước của dòng điện
28
1.4.2.3
Ảnh hưởng của khe hở phóng điện δ
29
1.4.2.4
Ảnh hưởng của điện dung C
31
1.4.2.5
Ảnh hưởng của diện tích vùng gia công
32
1.4.2.6
Ảnh hưởng của sự ăn mòn điện cực
33
1.5
Lượng hớt vật liệu khi gia công tia lửa điện
33
1.6
Chất lượng bề mặt
34
1.6.1
Độ nhám bề mặt
34
1.6.2
Vết nứt tế vi và các ảnh hưởng về nhiệt

35
1.7
Độ chính xác tạo hình khi gia công tia lửa điện
36
1.8
Các hiện tượng xấu khi gia công tia lửa điện
37
1.8.1
Hồ quang
37
1.8.2
Ngắn mạch, sụt áp
38
1.8.3
Xung mạch hở, không có dòng điện
38
1.8.4
Sự quá nhiệt của chất điện môi
39
1.9
Các yếu tố không điều khiển được
39
1.9.1
Nhiễu hệ thống
39
1.9.2
Nhiễu ngẫu nhiên
39
1.10
Dung dịch chất điện môi trong gia công tia lửa điện

40
1.10.1
Nhiệm vụ của dung dịch chất điện môi
40
1.10.2
Các loại chất điện môi
41
1.10.3
Các tiêu chuẩn đánh giá chất điện môi
42
1.10.4
Các loại dòng chảy của chất điện môi
43
1.10.5
Hệ thống lọc chất điện môi
45

CHƢƠNG 2: MÁY CẮT DÂY VÀ CÁC YẾU TỐ
ẢNH HƢỞNG ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG
48
2.1
Sơ bộ về máy cắt dây tia lửa điện (wire cutting machine)
48
2.1.1
Công dụng của máy cắt dây tia lửa điện
49
2.1.2
Đặc điểm của phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện
49
2.1.2.1

Ưu điểm
49
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 7- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
2.1.2.2
Nhược điểm
49
2.2
Điện cực và vật liệu điện cực
50
2.2.1
Yêu cầu của vật liệu làm điện cực
50
2.2.2
Các loại dây điện cực
51
2.3
Sự thoát phoi trong cắt dây tia lửa điện
51
2.4
Nhám bề mặt khi cắt dây
52
2.5
Các thông số về điện trong điều khiển máy cắt dây tia lửa điện
53
2.5.1
Dòng phóng tia lửa điện I
e
và bước của xung điện
53

2.5.2
Độ kéo dài xung t
i

53
2.5.3
Khoảng cách xung t
0

54
2.5.4
Điện áp đánh lửa U
i

54
2.5.5
Khe hở phóng điện
54
2.6
Lập trình gia công trên máy cắt dây
55
2.6.1
Các trục điều khiển và hệ tọa độ
55
2.6.2
Các chức năng “G”
56
2.7
Các yếu tố ảnh hưởng tới độ chính xác gia công
66

CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC
BIÊN DẠNG KHI GIA CÔNG TRÊN MÁY CẮT DÂY CW-322S
75
3.1
Hiện tượng trễ dây và các biện pháp giảm trễ dây trong gia công tia
lửa điện
75
3.2
Thiết kế thí nghiệm
80
3.2.1
Các giả thiết của thí nghiệm
80
3.2.2
Điều kiện thí nghiệm
80
3.2.2.1
Thiết bị thí nghiệm
80
3.2.2.2
Vật liệu gia công
81
3.2.2.3
Các thiết bị đo
82
3.3
Thực nghiệm
84

3.3.1
Mô hình hóa quá trình cắt dây tia lửa điện
84
3.3.2
Các thông số đầu vào của thí nghiệm
84
3.4
Khảo sát độ chính xác gia công
86
3.5
Phương pháp đánh giá
91
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 8- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
3.6
Phương trình đường tròn đi qua các điểm đo
92
3.6.1
Đường cong 2D trong kỹ thuật
92
3.6.2
Các phương pháp nối trơn các đường cong
93
3.6.3
Ứng dụng xây dựng phương trình đường cong
94

Kết luận chung
106

Tài liệu tham khảo
108
























Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 9- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Danh mục các mã G
Bảng 2.2 Danh mục các mã M
Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật của máy cắt dây CW-322S
Bảng 3.2 Tính năng kỹ thuật của máy đo CMM C544
Bảng 3.3 Kết quả tính sai số khi chưa có lượng bù
Bảng 3.4. Kết quả tính sai số khi có lượng bù sai số
Bảng 3.5 Đối chiếu sai số gia công khi không bù và có bù sai số gia công

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện
Hình 1.2. Pha đánh lửa
Hình 1.3. Sự hình thành kênh phóng điện
Hình 1.4. Sự hình thành và bốc hơi vật liệu
Hình 1.5. Đồ thị điện áp và dòng điện trong một xung phóng điện.
Hình 1.6. Mối quan hệ giữa V
w
và t
i
[1]
Hình 1.7. Mối quan hệ giữa θ và t
i
[1]
Hình 1.8. Mối quan hệ giữa R
max
và t
i
(với t
i
= t
d

+ t
e
).

[1]
Hình 1.9. Ảnh hưởng của t
i
và t
0
đến năng suất gia công [1]
Hình 1.10. Ảnh hưởng của khe hở phóng điện δ
Hình 1.11. Quan hệ giữa η và a
p
[1]
Hình 1.12. Ảnh hưởng của điện dung C [1]
Hình 1.13. ảnh hưởng của diện tích vùng gia công F [1]
Hình 1.14. Các thông số ảnh hưởng đến năng suất khi gia công EDM
Hình 1.15. Vùng ảnh hưởng nhiệt của bề mặt phôi
Hình 1.16. Hiện tượng hồ quang điện [1]
Hình 1.17. Hiện tượng ngắn mạch sụt áp [1]
Hình 1.18. Hiện tượng xung mạch hở [1]
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 10- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Hình 1.19. Dòng chảy bên ngoài
Hình 1.20. Dòng chảy áp lực
Hình 2.1. Sơ đồ máy cắt dây tia lửa điện
Hình 2.2. Các trường hợp khó gia công đối với dòng chảy đồng trục
Hình 2.3. Khe hở phóng điện trong gia công cắt dây tia lửa điện
Hình 2.4. Cấu hình trục XYUV
Hình 2.5. Các lệnh dịch chuyển đường kính dây G41/G42

Hình 2.6. Sự cân bằng về lực khi cắt thẳng và sai số hình học khi cắt góc.
Hình 3.1. Hiện tượng trễ dây trong cắt dây khi cắt góc
Hình 3.2. Ảnh hưởng của trễ dây khi cắt góc vuông
Hình 3.3. Phương pháp giảm trễ dây khi cắt góc
Hình 3.4 Phương pháp chạy dây quá đối với đường parabol
Hình 3.5. Hiện tượng trễ dây trong gia công
Hình 3.6. Máy cắt dây CW-322S
Hình 3.7. Ảnh máy đo tọa độ 3 chiều Beyond Crysta C544
Hình 3.8. Sơ đồ qui trình bù sai số
Hình 3.9. Biên dạng chi tiết gia công
Hình 3.10. Lập trình gia công biên dạng và xác định hướng cắt
Hình 3.11. Thiết lập thông số đường kính dây và lượng bù khe hở phóng điện
Hình 3.12. Thiết lập thông số bù G41
Hình 3.13.Mô phỏng quá trình cắt dây 3D
Hình 3.14. Mặt phẳng đo biên dạng
Hình 3.15. Ảnh đo biên dạng trên máy đo CMM
Hình 3.16. Biên dạng chi tiết đo trên máy CMM
Hình 3.17. Chương trình tính sai số bằng phần mềm Matlab cắt khi chưa bù sai số
Hình 3.18. Chương trình tính sai số bằng phần mềm Matlab cắt khi có bù sai số
Hình 3.19.Giới hạn sai số do độ trễ dây gây ra.

PHẦN MỞ ĐẦU
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 11- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

1. Tính cấp thiết của đề tài
Sự phát triển của khoa học kỹ thuật những năm gần đây gắn liền với sự ra
đời của các vật liệu mới, mà chúng có các ưu điểm nổi bật như: độ bền, độ cứng
cao, khả năng chịu nhiệt, chịu mài mòn tốt vv… Những đặc điểm quý báu kể trên là
lý do để các loại vật liệu mới được sử dụng ngày càng rộng rãi trong các ngành

công nghiệp cũng như trong dân dụng, và đặc biệt là trong gia công khuôn mẫu.
Tuy nhiên, chính vì thế mà các đặc điểm này cũng làm cho các vật liệu mới trở nên
rất khó, hoặc thậm chí không thể gia công khi sử dụng các phương pháp gia công
truyền thống.
Vì vậy, song song với việc nghiên cứu nâng cao hiệu quả gia công của các
phương pháp gia công truyền thống, cần phải nghiên cứu tìm ra và hoàn thiện các
phương pháp gia công có cơ chế mới (gia công bằng tia nước có hạt mài, gia công
bằng la-de, gia công tia lửa điện, …) để gia công có hiệu quả hơn các vật liệu mới.
Phương pháp WEDM là một trong những phương pháp gia công được ứng
dụng rộng rãi trong gia công các loại thép hợp kim dụng cụ có độ cứng cao, bởi nó
có ưu điểm là năng suất cắt cao, cắt chiều dày phôi lớn (đến 500mm) với độ chính
xác cao và đạt chất lượng bề mặt như nhau [1]. Nhưng bên cạnh đó, phương pháp
này vẫn còn tồn tại một số nhược điểm, như do cắt với tốc độ cao 500mm2/min
khiến lực tác động lên dây tăng. Lực tác động này cùng với độ cứng của dây thấp
gây ra sự thay đổi hình dáng của bề mặt gia công, độ phẳng và góc cắt [11].
Trong gần hai thập kỷ qua, vấn đề nâng cao độ chính xác hình dáng hình học
của chi tiết khi cắt dây đã là một chủ đề nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế
giới. Hầu hết các nghiên cứu trước đây đều tập trung vào hiện tượng lệch dây [14-
16], đã có một số đề xuất phương án sửa đổi các sai số biên dạng trong quá trình gia
công off- line [13-15] hay quá trình gia công on-line [15] nhưng các phương án đã
đề xuất dạng sai lệch hình tang trống của phôi vẫn còn tồn tại, bởi độ trễ dây khi cắt
vẫn chưa được cải thiện đáng kể. Mặc dù các đề tài nghiên cứu đã cố gắng giải
quyết vấn đề bằng các quan điểm khác nhau, nhằm giảm thiểu những sai số hình
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 12- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
dáng hình học khi cắt các biên dạng do hiện tượng trễ dây gây ra, nhưng sai số hình
học do hiện tượng trễ dây gây ra vẫn chưa được giải quyết triệt để. Trễ dây không
tạo nên sai số lớn khi cắt biên dạng thẳng nhưng nó lại xuất hiện ngay khi thay đổi
hướng cắt. Do vậy, khi gia công theo một đường cong ảnh hưởng của trễ dây đã tạo
nên sự mất chính xác về kích thước của sản phẩm gia công. Sai số này có thể tới vài

trăm micro, mà điều này sẽ khó chấp nhận khi gia công yêu cầu độ chính xác cao.
Chính vì vậy việc nghiên cứu nâng cao độ chính xác biên dạng, khi cắt dây ở
những biên dạng có sự đổi hướng cắt mà không cần giảm tốc độ cắt là một vấn đề
cần tập trung giải quyết.
Bởi vậy, việc nghiên cứu đề tài “Nâng cao độ chính xác biên dạng góc ngoài
khi cắt trên máy cắt dây CW-322S” nhằm mục đích xác định chế độ công nghệ hợp
lý và tiến tới tính toán lượng bù sai số khi gia công trên máy cắt dây với những biên
dạng có sự đổi hướng cắt mà vẫn bảo đảm năng suất – chất lượng là một việc cần
thiết, góp phần vào việc nâng cao hiệu quả khai thác, sử dụng máy cắt dây EDM
trong sản xuất cơ khí nói chung và ngành gia công khuôn mẫu nói riêng.
2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
2.1. Ý nghĩa khoa học:
Bằng cách nghiên cứu cơ sở lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, đề tài sẽ đưa ra
được lượng bù sai số khi gia công các cung tròn trên máy cắt dây bảo đảm độ chính
xác biên dạng, năng suất, bằng cách giảm hiện tượng trễ dây (wire- lag) gây ra trong
quá trình cắt.
Đề tài sẽ làm cơ sở cho việc nghiên cứu các khía cạnh khác của quá trình gia
công bằng tia lửa điện.
Đề tài góp phần vào việc hoàn thiện, xác định và điều chỉnh các thông số công
nghệ khi gia công trên máy cắt dây nói chung và gia công khuôn mẫu trên máy cắt
dây nói riêng.
2.2. Ý nghĩa thực tiễn:
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 13- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Kết quả nghiên cứu xác định lượng bù sai số khi cắt các biên dạng cong trên
máy cắt dây EDM - CNC có ý nghĩa thực tiễn trong nghiên cứu khoa học cũng như
trong sản xuất như sau:
- Giúp cho việc lựa chọn chế độ công nghệ khi gia công các điện cực cho
máy cắt xung định hình (đặc biệt là biên dạng có bán kính nhỏ) trên máy cắt dây
được hợp lý hơn, hiệu quả khai thác, sử dụng máy tốt hơn, góp phần vào việc nâng

cao năng suất - chất lượng và hạ giá thành sản phẩm.
- Đạt được năng suất cao nhưng vẫn đảm bảo hình dáng hình học sản phẩm
theo yêu cầu khi gia công điện cực xung định hình phục vụ chế tạo khuôn mẫu,
ngay cả khi số lượng sản phẩm không nhiều.
3. Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Mục đích của đề tài
- Đưa ra các dự báo về sai số hình dáng hình học, phương pháp đo các sai số
gia công, tính toán và đưa ra lượng bù sai số biên dạng khi cắt trên máy cắt dây
CW-322S.
- Nâng cao độ chính xác kích thước sản phẩm chi tiết gia công.
3.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là tìm hiểu sự ảnh hưởng của chế độ công nghệ đối với
quá trình cắt các biên dạng có sự đổi hướng của dây nói chung và mối quan hệ giữa
chế độ công nghệ với các yếu tố của quá trình cắt. Cụ thể là: sai số về hình dáng
hình học của biên dạng khi cắt, các thông số cần bù trong quá trình cắt.
Việc nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành với các điều kiện sau:
- Máy thực nghiệm: Máy cắt dây CNC.
- Vật liệu gia công: Đồng thau CuZn30
- Vật liệu làm điện cực là dây CuZn 0,25mm.
- Đối tượng gia công: Lỗ có biên dạng tam giác, bán kính đỉnh R=11,55.
- Đo độ sai số hình dáng hình học của biên dạng trên máy CMM-C544.
4. Nội dung luận văn
Kết cấu của luận văn gồm 3 phần chính sau:
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 14- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Chƣơng 1. Tổng quan về gia công tia lửa điện
Chƣơng 2. Máy cắt dây và các yếu tố ảnh hƣởng tới độ chính xác gia công
- Sơ bộ về máy cắt dây.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới độ chính xác gia công.
Chƣơng 3. Nghiên cứu nâng cao độ chính xác biên dạng khi gia công trên máy

cắt dây CW- 322S
- Xây dựng mô hình toán xác định lượng sai số hình dáng hình học biên dạng
góc ngoài khi cắt.
- Đưa ra phương pháp đo các sai số khi cắt biên dạng tại các cung có
R=11,55 trên máy do CMM- C544, từ đó xác định lượng bù sai số về hình dáng .
- So sánh độ chính xác hình dáng hình học của biên dạng trước và sau khi bù
sai số.

















Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 15- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN
Gia công WEDM (Wire Electrical Discharges Machining) là một quá trình
gia công bằng nhiệt điện có khả năng gia công chính xác các chi tiết với độ cứng

khác nhau hoặc hình dạng phức tạp, các loại vật liệu siêu cứng, khuôn mẫu, các chi
tiết thành mỏng… mà việc gia công bằng công nghệ cắt gọt thông thường là rất khó
khăn, đôi khi không thực hiện được. Thực tế của quá trình công nghệ WEDM dựa
trên EDM (Electrical Discharges Machining), với nguyên tắc của phương pháp này
là bắn phá chi tiết để tách vật liệu bằng nguồn năng lượng nhiệt rất lớn được sinh ra
khi cho hai điện cực tiến gần nhau.
Năm 1943, thông qua các nghiên cứu về tuổi bền của các thiết bị phóng điện,
hai vợ chồng người Nga Lazarenko đã tìm ra phương pháp gia công bằng tia lửa
điện. Họ sử dụng tia lửa điện để hớt đi 1 lớp vật liệu mà không phụ thuộc vào độ
cứng của vật liệu đó. Khi các tia lửa điện phóng ra thì một lớp vật liệu trên bề mặt
phôi sẽ bị hớt đi bởi 1 quá trình điện – nhiệt thông qua sự nóng chảy và bốc hơi kim
loại. Từ đó đến nay quá trình hớt vật liệu trong gia công tia lửa điện vẫn được coi là
phức tạp liên quan đến khoảng cách khe hở phóng điện, đến thông tin về kênh
plasma, về sự hình thành của cầu phóng điện giữa 2 điện cực, sự ăn mòn của cả 2
điện cực, các nghiên cứu về hiện tượng phóng điện của các nhà khoa học đã làm
cho công nghệ gia công tia lửa điện có những phát triển lớn trong những năm gần
đây và đã ra đời thêm một số phương pháp gia công dùng nguyên lý của phương
pháp gia công tia lửa điện.
1.1. Đặc điểm của phƣơng pháp gia công tia lửa điện.
Gia công tia lửa điện là phương pháp gia công bằng cách phóng điện ăn mòn
trên cơ sở tác dụng nhiệt của xung điện tạo ra do sự phóng điện giữa 2 điện cực.
1.1.1. Các đặc điểm chính của phƣơng pháp gia công tia lửa điện
- Điện cực (đóng vai trò là dụng cụ cắt): có độ cứng thấp hơn nhiều so với vật
liệu phôi. vật liệu phôi thường là những vật liệu cứng và đã qua nhiệt luyện như
thép đã tôi, các loại hợp kim cứng. vật liệu điện cực thường là đồng, grafit . . .
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 16- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
- Vật liệu dụng cụ cắt và vật liệu phôi đều phải có tính chất dẫn điện tốt.
- Môi trường gia công: khi gia công sử dụng một chất lỏng điện môi làm môi
trường gia công.Đây là dung dịch không dẫn điện ở điều kiện làm việc bình thường.

1.1.2. Khả năng công nghệ của phƣơng pháp gia công tia lửa điện
Phương pháp gia công tia lửa điện có thể tạo được các mặt định hình là đường
thẳng, đường cong, các rãnh định hình, các bề mặt có profin phức tạp, với độ
bóng bề mặt tương đối cao (Ra = 1.25m  5m) và độ chính xác cao (IT5).
1.2. Các phƣơng pháp gia công tia lửa điện
Ngày nay, trong gia công cơ khí trên thế giới có 2 phương pháp gia công tia lửa
điện chủ yếu đó là: phương pháp gia công xung định hình và phương pháp gia công
cắt dây bằng tia lửa điện EDM.
1.2.1. Phƣơng pháp gia công xung định hình: Đây là phương pháp dùng các điện
cực đã được tạo hình sẵn để in hình (âm bản) của nó lên bề mặt phôi. Phương pháp
này được dùng để chế tạo khuôn có hình dạng phức tạp, các khuôn ép định hình,
khuôn ép nhựa, khuôn đúc áp lực, lỗ không thông
1.2.2. Phƣơng pháp gia công cắt dây bằng tia lửa điện: Là phương pháp dùng
một dây dẫn điện có đường kính nhỏ (0,1 – 0,3mm) cuốn liên tục và chạy theo 1
biên dạng định trước để tạo thành một vết cắt trên phôi. Phương pháp này thường
dùng để gia công các lỗ suốt có biên dạng phức tạp như các lỗ trên khuôn dập,
khuôn ép, khuôn đúc áp lực, chế tạo các điện cực dùng cho gia công xung định
hình, gia công các rãnh hẹp, gấp khúc, các dưỡng kiểm,
1.2.3. Các phƣơng pháp khác: Ngoài 2 phương pháp gia công chủ yếu trên, ngày
nay trên thế giới còn có một số phương pháp gia công sử dụng nguyên lý gia công
bằng tia lửa điện như sau:
- Gia công tia lửa điện dạng phay (Milling EDM): là phương pháp sử dụng
một điện cực chuẩn, hình trụ quay để thực hiện ăn mòn tia lửa điện theo kiểu phay.
Sử dụng phương pháp này để gia công các hình dáng phức tạp do không phải chế
tạo điện cực phức tạp (để xung) mà sử dụng điện cực chuẩn sau đó điều khiển cho
điện cực cắt theo chương trình.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 17- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
- Phủ bằng tia lửa điện (EDD): là phương pháp sử dụng hiệu quả của sự ăn
mòn tia lửa điện để phủ lên các bánh mài sau thời gian sử dụng nghiền cơ khí các

vật liệu rắn. Trong quá trình này, bánh mài phải có tính dẫn điện. bánh mài kim
cương liên kết kim loại thường được làm theo phương pháp này. điện áp xung được
đặt vào giữa điện cực và bánh mài, trong quá trình mài, tia lửa điện sinh ra sẽ bóc
tách các cạnh sắc trên bánh mài. Quá trình này cũng được sử dụng để chế tạo bánh
mài có hình dạng đặc biệt.
- Gia công EDM trợ giúp của siêu âm (Ultrasonic Aided EDM): là phương
pháp hớt vật liệu bằng tia lửa điện kết hợp với việc rung điện cực dụng cụ với tần số
rung bằng tần số siêu âm. Rung điện cực với tần số siêu âm giúp nâng cao khả năng
công nghệ và tăng đáng kể tốc độ gia công khi gia công các lỗ nhỏ và siêu nhỏ.
- Mài xung điện (Abrasive Electrical Discharge Grinding - AEDG): là
phương pháp gia công trong đó vật liệu được bóc tách nhờ tác dụng kết hợp của ăn
mòn tia lửa điện và ăn mòn cơ khí.
- Gia công xung định hình siêu nhỏ (MEDM): là một dạng xung định hình
đặc biệt trong đó điện cực được quay với tốc độ lớn (tới 10.000vg/ph). Điện cực sử
dụng trong MEDM có kích thước nhỏ và được chế tạo bằng các phương pháp gia
công tia lửa điện khác. Phương pháp này dùng để gia công các lỗ siêu nhỏ với độ
chính xác rất cao.
- Cắt dây tia lửa điện siêu nhỏ (MWEDM): là phương pháp cắt dây sử dụng
điện cực Tungsten, Wolfram có đường kính dây nhỏ dưới 10m. Phương pháp này
dùng để gia công cắt dây các lỗ siêu nhỏ có kích thước từ 0,11mm, các vật liệu
khó gia công, các chi tiết có chiều dày mỏng, hoặc dùng trong công nghệ chế tạo
các chi tiết bán dẫn.
- Gia công tia lửa điện theo kiểu đê chắn (Mole EDM): là một quá trình gia
công đặc biệt cho phép gia công các hốc, rãnh dạng đường cong hoặc đường xuyến.
Hình dáng điện cực được sử dụng trong phương pháp này giống như một thanh dẫn
có thể uốn cong và một hệ thống nhận dạng. Người ta sử dụng sóng siêu âm để nhận
dạng các đường hầm gia công trong chi tiết.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 18- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
- Xung định hình với 2 điện cực quay: Là phương pháp sử dụng một điện cực

quay để ăn mòn một phôi quay. Khi phối hợp chuyển động của điện cực và phôi sẽ
tạo ra các hình dạng chi tiết khác nhau theo yêu cầu. Phương pháp này là phương
pháp gia công siêu chính xác và độ bóng siêu cao.
-Gia công vật liệu gốm sứ cao cấp:
Gốm được dùng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật cao vì các tính chất vật lý và
cơ học đặc biệt của nó. Gia công tia lửa điện cho phép tạo ra các hình dáng hình học
phức tạp trong gốm dẫn điện. Gốm kỹ thuật có độ dẫn điện phải lớn hơn 0,01s/ cm
2
.
Việc thêm vào các chất dẫn điện và khả năng pha tạp là phương pháp được sử dụng
làm cho gốm kỹ thuật có đủ độ dẫn điện để gia công tia lửa điện. Công nghệ EDM
là lựa chọn tốt nhất để gia công gốm sứ cao cấp.
Sanchez et al nghiên cứu về quá trình EDM trên gốm sứ cao cấp, công nghệ
được sử dụng phổ biến trong gia công kim cương, mài và đánh bóng. Bằng cách
đưa các hạt dẫn từ lên bề mặt của gốm sứ sialon nhằm hỗ trợ các điện cực để phá
hủy các chất cách điện. Kỹ thuật tương tự cũng đã được thí nghiệm trên các loại vật
liệu cách điện gốm bao gồm đồ gốm oxit như ZrO
2
và Al
2
0
3,
mà các loại gốm này
rất hạn chế sự dẫn điện.
-Gia công vật liệu composite: Trong các phương pháp khác nhau gia công
vật liệu Composite, thì WEDM được coi là phương pháp gia công vật liệu
Composite hiệu quả và kinh tế nhất. W.S. Lau và các cộng sự cũng đã đưa ra một số
nghiên cứu so sánh đã được thực nghiệm giữa WEDM và cắt laser trong việc xử lý
vật liệu kim loại tổng hợp (MMC), sợi carbon và củng cố tinh thể lỏng polymer,
composite. Các nghiên cứu cho thấy cắt WEDM cho chất lượng cao hơn và bề mặt

đạt được tốt hơn. Gadalla và Tsai so sánh cắt WEDM với cắt kim cương thông
thường và kết quả là nó để lại độ nhám và độ cứng thấp hơn.
1.3. Các hƣớng nghiên cứu chính về cắt dây
1.3.1 Tối ƣu hoá các tham số của quá trình gia công tia lửa điện
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 19- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Trong những năm gần đây, các nghiên cứu và phát triển WEDM đã khám
phá các chiến lược điều chỉnh để kiểm soát các biến thể ở mật độ năng lượng cần
thiết trong gia công phôi với độ dày khác nhau. N. Kinoshita và các cộng sự phát
hiện ra rằng sự thay đổi về độ dày phôi trong quá trình gia công dẫn đến tăng nhiệt
độ của dây. Rajurkar et al đề xuất một hệ thống điều khiển thích nghi với một mô
hình đầu vào nhiều màn hình và kiểm soát tần số đánh lửa theo chiều cao phôi trực
tuyến được xác định. Các tác giả Y.H. Huang, G.G. Zhao, Z.R. Zhang, C.Y. Yau
phát triển một hệ thống có liên quan đến một mô hình toán học rõ ràng, đòi hỏi một
số thí nghiệm và các kỹ thuật thống kê. Yan et al sử dụng các đầu dò để ước tính
chiều cao phôi và điều khiển chip mờ khi gia công. Việc áp dụng các kiến thức dựa
trên một hệ thống kiểm soát để kiểm soát WEDM trong điều kiện bất lợi cũng đã
được thử nghiệm.
Sơ đồ các lĩnh vực nghiên cứu của WEDM
Snoeys et al đã đề xuất một hệ thống, trong đó bao gồm ba tiêu chuẩn, cụ thể
là công tác chuẩn bị, kiểm soát quá trình và trợ giúp nhà điều hành hoặc chẩn đoán
lỗi, cho phép các giám sát và kiểm soát quá trình WEDM [15].
Các tiêu chuẩn làm việc xác định các cài đặt tham số gia công tối ưu, trong
khi các nhà điều hành và trợ giúp chuẩn đoán lỗi cơ sở dữ liệu và tư vấn cho các
nhà điều hành và chẩn đoán các lỗi gia công. Huang và Liao cũng đã chỉ ra tầm
quan trọng của các nhà điều hành hỗ trợ và chẩn đoán lỗi hệ thống cho quá trình
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 20- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
WEDM. Họ đề xuất một mạng lưới thần kinh nhân tạo thử nghiệm dựa trên hệ
thống cho các chuyên gia về lịch trình bảo dưỡng và chẩn đoán lỗi của WEDM.

Dekeyseretal phát triển một mô hình nhiệt tích hợp với một hệ thống cho các
chuyên gia dự báo và kiểm soát tình trạng quá tải nhiệt trên dây. Mặc dù mô hình
này làm tăng mức độ tự chủ máy tính nhưng nó đòi hỏi một lượng lớn tính toán, làm
chậm tốc độ xử lí và làm giảm hiệu suất điều khiển trực tuyến.
1.3.2. Giám sát và điều khiển quá trình gia công tia lửa điện
Trong những năm qua, việc giám sát và hệ thống kiểm soát đã được thực
hiện đó là một sự đóng góp quan trọng trong việc giảm thiểu các tác động của rối
loạn về hiệu suất WEDM. Đa số các cài đặt gia công đã có hệ điều kiện gia công tối
ưu, nó đòi hỏi một thuật toán điều khiển dựa trên các mô hình toán học và thống kê
rõ ràng để thực hiện với quá trình gia công. Tuy nhiên, việc áp dụng các điều khiển
logic mờ đã mang tới một sự thay đổi mạnh mẽ đến cách thức thông thường của các
giám sát và kiểm soát quá trình WEDM. Các điều khiển logic mờ có thể xem xét
một vài biến gia công, cân nhắc các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình và
thay đổi các điều kiện gia công mà không áp dụng mô hình toán học chi tiết. Ngoài
ra, tính khả thi của việc áp dụng hệ thống có khả năng đưa ra lời khuyên và giải
quyết vấn đề một cách tối ưu cũng đã được nghiên cứu.
1.4.Cơ sở công nghệ của quá trình gia công tia lửa điện
1.4.1. Cơ sở công nghệ
1.4.1. 1. Bản chất vật lý

Hình 1.1- Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện
()
(+)
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 21- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Thực chất của phương pháp gia công tia lửa điện là sự tách vật liệu ra khỏi bề
mặt phôi nhờ tia lửa điện. Sơ đồ nguyên lý của phương pháp gia công bằng tia lửa
điện được mô tả như Hình 1.1.
Quá trình tách vật liệu ra khỏi bề mặt phôi cụ thể như sau:
Một điện áp được đặt vào giữa điện cực và phôi, không gian giữa 2 điện cực

được điền đầy bằng 1 chất lỏng cách điện gọi là chất điện môi (Dielectric). Khi hai
điện cực tiến lại gần nhau khi khoảng cách đạt đến 1 giá trị tới hạn nào đó thì xẩy ra
hiện tượng phóng điện, một dòng điện được hình thành giữa 2 điện cực mà không
hề có sự tiếp xúc giữa hai điện cực. Do có sự xuất hiện của tia lửa điện đó đã bóc đi
1 lớp vật liệu trên bề mặt phôi tạo thành 1 vết cắt. Xét cụ thể diễn biến của 1 chu kỳ
phóng điện diễn ra ở 3 pha như sau:
Pha I: Pha đánh lửa
Máy phát tăng điện áp khởi động qua 1 khe hở (đóng điện áp máy phát U
i
).
dưới ảnh hưởng của điện trường, từ cực âm (điện cực) bắt đầu phát ra các điện tử
(electron) và chúng bị hút về phía cực dương (phôi) mật độ electron tăng gây ra tính
dẫn điện cục bộ của dung dịch chất điện môi tại khe hở giữa 2 điện cực. Do bề mặt
của điện cực và phôi không hoàn toàn phẳng nên điện trường sẽ mạnh nhất tại 2
điểm trên điện cực và phôi có khoảng cách gần nhất. mặt khác do chất điện môi bị
ion hoá nên 1 kênh phóng điện đột nhiên được hình thành và sự phóng ra tia lửa
điện bắt đầu xẩy ra.


Hình 1.2- Pha đánh lửa
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 22- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Pha II: Sự hình thành kênh phóng điện
Ở thời điểm phóng điện, điện áp bắt đầu giảm, số lượng các pha dẫn điện
(các electron và các ion dương) tăng lên tức thời và bắt đầu xuất hiện 1 dòng điện
chạy qua các điện cực. Dòng điện này cung cấp 1 năng lượng khổng lồ làm cho
dung dịch điện môi bốc hơi cục bộ tạo ra bọt khí, các bọt khí này do áp suất đẩy
chất điện môi sang 2 bên. Nhưng do có độ nhớt của chất điện môi nên đã tạo ra sự
cản trở và hạn chế sự lớn lên của kênh phóng điện giữa các điện cực.

Hình 1.3- Sự hình thành kênh phóng điện
Pha III: Sự nóng chẩy và bốc hơi vật liệu.
Phía trung tâm của vùng bọt khí bao gồm 1 kênh plasma, plasma này là 1 chất
khí có lẫn các điện tử và các ion dương ở áp suất cao và nhiệt độ cực lớn (áp suất
khoảng 1kbar và nhiệt độ khoảng 10000
0
C). Khi kênh plasma tới mức tới hạn (điện
áp qua giữa hai điện cực đạt tới giá trị của điện áp phóng điện U
e
, U
e
là hằng số phụ
thuộc vào cặp vật liệu), chất điện môi giữ kênh plasma và tạo ra 1 sự tập trung năng
lượng cục bộ, mặt khác sự va chạm của các electron lên phôi và các ion dương lên
điện cực làm nóng chẩy và bốc hơi vật liệu trên bề mặt phôi và điện cực. Sau khi
diễn ra 1 xung, máy phát sẽ ngắt dòng điện. Điện áp kênh phóng điện và áp suất bị
ngắt đột ngột cho nên kim loại nóng chẩy bị đẩy ra ngoài và bị bốc hơi.

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 23- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Hình 1.4- Sự hình thành và bốc hơi vật liệu
Chu kỳ phóng tia lửa điện để lại các “vết” bóc tách vật liệu có thể tóm tắt thông
qua các đại lượng điện sau:
- Thời gian trễ t
d
là khoảng thời gian giữa lúc đóng điện máy phát đến lúc
xảy ra phóng tia lửa điện, là thời gian cho phép chất điện môi ion hoá và hình thành
kênh phóng điện.
- Thời gian phóng điện t

e
là khoảng thời gian từ lúc bắt đầu phóng tia lửa
điện và lúc ngắt điện (từ một vài đến vài trăm s) thuộc pha II làm kim loại nóng
chảy.
- Độ kéo dài xung (độ rộng xung) t
i
là khoảng thời gian giữa hai lần đóng
ngắt của máy phát trong một chu kỳ phóng tia lửa điện. Độ kéo dài xung là tổng của
thời gian trễ đánh lửa t
d
và thời gian phóng tia lửa điện t
e
. Đây còn là khoảng thời để
chất điện môi thôi ion hoá, chuẩn bị cho một chu kỳ phóng điện tiếp theo cho đến
khi đạt kích thước gia công yêu cầu.
- Khoảng cách xung t
o
là khoảng thời gian giữa hai lần đóng ngắt của máy
phát giữa hai chu kỳ xung kế tiếp nhau, t
o
còn được gọi là độ kéo dài nghỉ của xung.
Hình 1.5 biểu diễn diễn biến của điện áp và dòng điện trong 1 máy gia công tia
lửa điện được sinh ra bởi 1 máy phát tĩnh trong 1 xung. Đặc điểm của đồ thị này cho
thấy dòng điện xung bao giờ cũng xuất hiện trễ hơn 1 khoảng thời gian t
d
so với thời
điểm bắt đầu có điện áp máy phát U
i
. U
e

và I
e
là các giá trị trung bình của điện áp và
dòng điện khi phóng tia lửa điện

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 24- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN














Hình 1.5- Đồ thị điện áp và dòng điện trong một xung phóng điện
Trong đó:
t
e
: Thời gian kéo dài xung hay còn gọi là độ kéo dài xung
t
d
: Thời gian trễ đánh lửa
t

i
: Độ kéo dài xung của máy phát xung (độ rộng xung)
t
0
: Khoảng cách xung
t
p
: Chu kỳ xung
U
i
: Điện áp máy phát mở
U
e
: Điện áp phóng tia lửa điện
I
e
: Dòng phóng tia lửa điện
Các nghiên cứu cho thấy tại các vùng lân cận các điện cực, plasma có nhiệt độ
rất cao từ 6000
0
C  10000
0
C. Tốc độ của dòng chuyển dịch điện tử và ion phụ
thuộc vào năng lượng điện và đặc tính của chất điện môi. Quán tính cơ của chất
điện môi đã cản trở sự mở rộng của kênh plasma làm cho áp suất trong kênh rất lớn
(có thể lên tới 1kbar). Khi khoảng không của kênh plasma càng hẹp thì mật độ năng


U
I

t
t
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 25- Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
lượng càng tăng (lượng hớt vật liệu tỉ lệ thuận với độ nhớt động học và tỉ lệ nghịch
với điện trở dẫn suất của chất điện môi). Đồng thời với sự phát triển kênh plasma
theo thời gian có sự chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt năng tại
các điểm, còn được gọi là các “nguồn nhiệt”. Các điện tử cận anốt di chuyển và dẫn
nhiệt tới làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu. Các ion dương đi đến catốt và nung
nóng điểm trên catốt ở điểm đối diện thuộc kênh plasma. Tuy nhiên, do khối lượng
của các ion dương lớn hơn của các điện tử nhiều lần (khoảng 103 lần) nên chúng sẽ
tới catốt chậm hơn các điện tử tại atốt. Chính sự cơ động khác nhau của chúng đã
tạo ra sự phân nhiệt khác nhau tại anốt và catốt, điều này dẫn đến sự ăn mòn rất
khác nhau tại 2 điện cực (thực tế là điện cực dương sẽ nóng chảy lớn hơn nhiều so
với điện cực âm).
Lượng ion dương tăng nhanh trong luồng di chuyển tổng, chỉ trong một
khoảng thời gian ngắn tỷ lệ chia nhiệt trở nên cân bằng và với sự kéo dài thời gian
phóng tia thì các ion dương sẽ gây ra hiện tượng nóng chảy và bốc hơi Catốt.
Khi kết thúc pha phóng điện, sự mất điện đột ngột đồng thời với sự sụt áp tạo
ra sự chênh lệch làm vỡ các kênh plasma và các túi khí. Các lực này và áp lực tạo
nên bởi sự phá huỷ nội lực của các kênh plasma làm bung các phần tử kim loại đã bị
nóng chảy ra khỏi bề mặt. Lượng vật liệu bị hớt đi trên bề mặt của các điện cực phụ
thuộc vào quá trình chuyển đổi năng lượng nhiệt và cơ thẩm nhiệt.
1.4.1.2. Cơ chế bóc tách vật liệu
Trước hết, muốn tách vật liệu ra khỏi phôi thì phải có năng lượng tách vật liệu
W
e
[1]
W
e

= U
e
.I
e
.t
e
(1.1)
Trong đó U
e
và I
e
là điện áp và dòng điện trung bình của tia lửa điện, t
e
là thời gian
xung như đã trình bày ở phần trên U
e
là hằng số phụ thuộc vào cặp vật liệu điện cực
và phôi nên thực chất W
e
chỉ phụ thuộc vào I
e
và t
e
.
Thực tế dòng điện tổng cộng qua kênh plasma qua khe hở phóng điện là tổng
của các dòng điện tử chạy tới điện cực dương và dòng các ion dương chạy tới điện
cực âm. Tuy nhiên do khối lượng của các ion dương lớn hơn nhiều lần so với khối