MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ………………………………………………………………………………….. i
LỜI CẢM ƠN………………………………………………………………………………………. ii
MỤC LỤC ………………………………………………………………………………………….. iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ……………………………………………………………… viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ………………………………………………………… ix
DANH MỤC HÌNH VẼ …………………………………………………………………………. x
DANH MỤC BẢNG BIỂU …………………………………………………………………. xiii
PHẦN MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………… 1
1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu …………………………………………………………….. 1
2. Mục đích, đối tượng, phạm vi nghiên cứu …………………………………………………….. 2
2.1. Mục đích nghiên cứu ……………………………………………………………………………….. 2
2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ……………………………………………………………… 3
3. Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………………………………….. 3
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài …………………………………………… 3
5. Những đóng góp mới của luận án ………………………………………………………………… 4
6. Cấu trúc nội dung luận án …………………………………………………………………………… 5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG XUNG ĐIỆN (EDM) VÀ GIA
CÔNG XUNG ĐIỆN CÓ TRỘN BỘT (PMEDM). …………………………………………… 6
1.1. Khái quát về phương pháp xung định hình …………………………………………………. 6
1.1.1. Nguyên lý gia công EDM ……………………………………………………………………… 6
1.1.2. Nguyên lý gia công PMEDM …………………………………………………………………. 8
1.2. Sự phát triển công nghệ và những nghiên cứu trong lĩnh vực PMEDM …………. 9
1.2.1. Tình hình nghiên cứu PMEDM trên thế giới: …………………………………………… 9
1.2.1.1. PMEDM với mục tiêu nâng cao năng suất bóc tách vật liệu. …………………… 9
1.2.1.2. Giảm mòn điện cực dụng cụ (EWR) trong PMEDM …………………………….. 13
1.2.1.3. Hƣớng khảo sát trong PMEDM …………………………………………………………. 14
1.2.1.4. Ảnh hƣởng của vật liệu bột và nồng độ bột đến PMEDM. ……………………. 16
1.2.2. Tình hình nghiên cứu PMEDM trong nƣớc ……………………………………………. 17
1.3. Ứng dụng của phƣơng pháp gia công xung PMEDM …………………………………. 19
1.4. Nâng cao chất lƣợng bề mặt xung định hình với phƣơng pháp rung. ……………. 20
Kết luận chương 1 ……………………………………………………………………………………….. 21
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP …………………….. 23
GIA CÔNG XUNG ĐIỆN CÓ TRỘN BỘT TÍCH HỢP RUNG ĐỘNG …….. 23
2.1. Các thông số công nghệ trong PMEDM có tích hợp rung động …………………… 23
2.1.1. Các thông số công nghệ của phương pháp xung định hình ………………………. 23
2.1.1.1. Điện áp phóng tia lửa điện ………………………………………………………………… 23
2.1.1.2. Cường độ dòng điện …………………………………………………………………………. 23
2.1.1.3. Thời gian phát xung và thời gian ngừng phát xung ………………………………. 24
2.1.1.4. Dạng sóng xung ……………………………………………………………………………….. 25
2.1.1.5. Sự phân cực …………………………………………………………………………………….. 26
2.1.1.6. Khe hở phóng điện() ………………………………………………………………………. 26
2.1.1.7. Dung dịch điện môi ………………………………………………………………………….. 26
2.1.1.8. Điện cực (dụng cụ) …………………………………………………………………………… 27
2.2. Ảnh hưởng bột trộn trong dung dịch điện môi trong EDM (PMEDM) ………… 28
2.2.1. Lực tác động lên hạt bột trong dung dịch điện môi …………………………………. 28
2.2.2. Ảnh hưởng của bột đến độ bền cách điện của dung dịch điện môi ……………. 30
2.2.3. Ảnh hưởng của bột đến độ lớn khe hở phóng điện ………………………………….. 30
2.2.4. Ảnh hưởng của bột đến điện dung ………………………………………………………… 32
2.2.5. Ảnh hưởng của bột đến đường kính plasma hồ quang …………………………….. 33
2.3. Ảnh hưởng của rung động gán vào phôi trong EDM ………………………………….. 34
2.3.1. Mô hình toán học của tấm rung động ……………………………………………………. 34
2.3.2. Khoảng cách khe hở và áp suất vòi phun trong EDM với rung động gán vào
phôi ……………………………………………………………………………………………………………. 35
2.3.3. Mô hình hóa sự thay đổi của áp suất dung dịch điện môi trong khe hở điện
cực – phôi có hỗ trợ rung động ……………………………………………………………………… 37
2.3.4. Tích hợp rung động siêu âm vào điện cực ……………………………………………… 38
2.3.5. Tích hợp rung động tần số thấp vào phôi ……………………………………………….. 40
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA BỘT VÀ
RUNG ĐỘNG ĐẾN HIỆU QUẢ GIA CÔNG XUNG ĐIỆN ……………………………. 42
3.1. Mục đích ………………………………………………………………………………………………. 42
3.2. Điều kiện thực nghiệm khảo sát ………………………………………………………………. 42
3.2.1. Vật liệu thí nghiệm ……………………………………………………………………………… 42
3.2.2. Dung dịch điện môi …………………………………………………………………………….. 43
3.2.3. Thiết bị thực nghiệm …………………………………………………………………………… 43
3.2.3.1. Máy xung định hình …………………………………………………………………………. 43
3.2.3.2. Thiết bị tạo rung ………………………………………………………………………………. 44
3.2.3.3. Sơ đồ gán rung động trong xung định hình………………………………………….. 45
3.2.4. Thiết bị đo …………………………………………………………………………………………. 46
3.2.4.1. Cân điện tử ……………………………………………………………………………………… 46
3.2.4.2. Máy đo độ nhám ……………………………………………………………………………… 46
3.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ bột trong gia công PMEDM ……………….. 47
3.4. Nghiên cứu ảnh hƣởng của áp suất dòng phun dung môi trong gia công
PMEDM …………………………………………………………………………………………………….. 49
3.5. Nghiên cứu ảnh hƣởng PMEDM tích hợp rung động đến chi tiết gia công …… 51
3.5.1 Ảnh hưởng của V-PMEDM đến năng suất bóc tách và độ mòn điện cực ……. 51
3.5.1.1. Ảnh hưởng của tần số F và biên độ A của rung động đến năng suất MRR . 53
3.5.1.2. Ảnh hưởng của tần số F và biên độ A đến độ mòn điện cực EWR …………. 56
3.5.2. Ảnh hƣởng của V-PMEDM đến chất lƣợng bề mặt sau gia công ……………… 57
3.5.2.1. Ảnh hƣởng của V-PMEDM đến nhám bề mặt gia công (Ra) …………………. 57
3.5.2.2. Ảnh hưởng của V-PMEDM đến độ cứng tế vi của bề mặt gia công (HV) .. 59
3.6. So sánh sự ảnh hưởng của rung động đến EDM và PMEDM. …………………….. 61
3.6.1. Ảnh hưởng đến năng suất gia công ……………………………………………………….. 61
3.6.2. Ảnh hưởng đến nhám bề mặt gia công (Ra) ……………………………………………. 62
3.7. Kết luận: ………………………………………………………………………………………………. 63
CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH BỘ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ HỢP LÝ TRONG
PMEDM VỚI RUNG ĐỘNG GÁN TRÊN PHÔI……………………………………………. 65
4.1. Phương pháp nghiên cứu ………………………………………………………………………… 65
4.1.1. Phương pháp xác định bộ thông số công nghệ trong bài toán đơn mục tiêu .. 65
4.1.2. Phương pháp xác định bộ thông số công nghệ trong bài toán đa mục tiêu …. 69
4.1.2.1 Phương pháp Topsis ………………………………………………………………………….. 69
4.1.2.2. Phương pháp xác định trọng số bằng AHP ………………………………………….. 71
4.2. Thực nghiệm nghiên cứu………………………………………………………………………… 74
4.2.1. Xây dựng bộ thông số đầu vào ……………………………………………………………… 74
4.2.2. Xây dựng ma trận thực nghiệm …………………………………………………………….. 74
4.3. Bài toán đơn mục tiêu ……………………………………………………………………………. 76
4.3.1. Năng suất gia công ……………………………………………………………………………… 76
4.3.1.1. Ảnh hưởng của các thông số đến năng suất gia công ……………………………. 76
4.3.1.2. Xác định bộ thông số công nghệ hợp lý của năng suất gia công …………….. 79
4.3.2. Tỷ lệ mòn điện cực ……………………………………………………………………………… 80
4.3.2.1. Ảnh hưởng của các thông số đến tỷ lệ giữa mòn điện cực và năng suất gia
công. ………………………………………………………………………………………………………….. 80
4.3.2.2. Xác định bộ thông số công nghệ hợp lý của mòn điện cực ……………………. 83
4.3.3. Nhám bề mặt chi tiết gia công ……………………………………………………………… 83
4.3.3.1. Ảnh hưởng của các thông số đến nhám bề mặt chi tiết gia công (Ra) ……… 83
4.3.3.2. Xác định bộ thông số công nghệ hợp lý của nhám bề mặt …………………….. 86
4.3.4. Độ cứng bề mặt gia công …………………………………………………………………….. 86
4.3.4.1. Ảnh hưởng của các thông số đến độ cứng bề mặt gia công (HV) …………… 86
4.3.4.2. Xác định bộ thông số công nghệ hợp lý của độ cứng bề mặt gia công …….. 89
4.3.5. Lớp trắng của bề mặt gia công (WLT) …………………………………………………… 89
4.3.5.1. Ảnh hưởng của các thông số đến chiều dày lớp trắng bề mặt gia công(WLT)
………………………………………………………………………………………………………………….. 90
4.3.5.2. Xác định bộ thông số công nghệ hợp lý của chiều dày lớp trắng ……………. 92
4.4. Bài toán đa mục tiêu bằng Topsis ……………………………………………………………. 93
4.4.1. Kết quả tính toán bằng Topsis-Taguchi …………………………………………………. 93
4.4.2. Kết quả tối ƣu dựa vào hệ số S/N …………………………………………………………. 98
4.4.3: Chất lượng bề mặt tại điều kiện tối ƣu …………………………………………………… 99
4.4.3.1. Hình thái bề mặt gia công …………………………………………………………………. 99
4.4.3.2. Hạt bám dính trên bề mặt gia công …………………………………………………… 101
4.4.3.3. Nứt tế vi của bề mặt gia công …………………………………………………………… 102
4.4.3.4. Sự thay đổi tổ chức pha …………………………………………………………………… 103
Kết luận chương 4: …………………………………………………………………………….. 106
KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU ……………………………… 109
1. Kết luận chung ………………………………………………………………………………………. 109
2. Hướng nghiên cứu: …………………………………………………………………………………. 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………………… 111