Cải thiện đặc tính gia công bằng phương pháp phóng điện dây trong gia công kim cương polycrystalline doped-boron sử dụng bộ phát xung iso mới

Mu-Tian Yan1, Yu-Chih Cheng2, Shenq-Yih Luo2
1Graduate Institute of Precision Manufacturing, National Chin-Yi University of Technology, Taichung, Republic of China
2Department of Mechatronic Engineering, Huafan University, New Taipei City, Republic of China

Tóm tắt

Nghiên cứu này nhằm trình bày một bộ phát xung iso mới để cải thiện đặc tính gia công của kim cương polycrystalline doped-boron (BD-PCD) thông qua phương pháp phóng điện dây (wire-EDM). Bộ phát xung điều khiển bởi transistor bao gồm một mạch nguồn công suất cao, một mạch nguồn công suất thấp, một mạch snubber và một mạch điều khiển xung đa chương trình dựa trên thiết bị logic hữu hạn được thiết kế để cung cấp điện áp mở cao trong thời gian khởi động và dòng điện đỉnh thấp với thời gian phóng điện cố định cho sự phóng điện, đồng thời xác định trạng thái khe hở là phóng điện bình thường và phóng điện bất thường dựa trên thời gian trễ khởi động. Thời gian bật xung và khoảng thời gian xung của mỗi lần phóng điện được điều chỉnh theo thời gian thực để đạt được sự ổn định của quá trình gia công đồng thời ngăn chặn điện cực dây bị đứt theo trạng thái khe hở đã xác định. So với bộ phát xung tần số iso thông thường, bộ phát xung iso đã phát triển có thể cung cấp sự biến đổi nhỏ hơn của dòng điện đỉnh và thời gian phóng điện, do đó, nó có thể cho phép quá trình wire-EDM tạo ra tổn thương bề mặt nhỏ hơn và chất lượng bề mặt tốt hơn so với bộ phát xung trước đó. Kết quả thực nghiệm không chỉ xác nhận bộ phát xung iso có thể đạt được độ hoàn thiện bề mặt tốt như Ra 0.247 μm trên bề mặt gia công của BD-PCD thông qua một lần gia công thô và một lần gia công hoàn thiện, mà còn chứng minh rằng hệ thống đã phát triển có thể cho phép máy wire-EDM để thành công trong việc mài sắc cạnh cắt của công cụ phay đầu BD-PCD.

Từ khóa

#phóng điện dây #kim cương polycrystalline doped-boron #bộ phát xung iso #đặc tính gia công #độ hoàn thiện bề mặt

Tài liệu tham khảo

Jia, Y., Kim, B. S., Hu, D. J., & Ni, J. (2010). Parametric study on near-dry wire electrodischarge machining of polycrystalline diamond-coated tungsten carbide material. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 224(2), 185–193. Hsu, F. C., Tai, T. Y., Vo, V. N., Chen, S. Y., & Chen, Y. H. (2013). The machining characteristics of polycrystalline diamond (PCD) by Micro-WEDM. Procedia CIRP, 6, 261–266. Galindo-Fernandez, M., Diver, C., & Leahy, W. (2016). The prediction of surface finish and cutting speed for wire electro-discharge machining of polycrystalline diamond. Procedia CIRP, 42, 297–304. Information on http://www.factdiamond.com/index.htm. Suzuki, K., Shiraishi, Y., Nakajima, N., Iwai, M., Ninomiya, S., Tanaka, Y., et al. (2009). Development of new PCD made up of boron doped diamond particles and its machinability by EDM. Advanced Materials Research, 76–78, 684–689. Chen, S. T., & Chang, C. H. (2012). Study on thinning of a boron-doped polycrystalline diamond wheel-tool by micro rotary W-EDM approach. Applied Mechanics and Materials, 217-219, 2167–2170. Chen, W., Ninomiya, S., Nochi, S., Iwai, M., & Suzuki, K. (2014). Wire-EDM properties of EC-PCD made up of boron doped diamond particles. Advanced Materials Research, 1017, 770–775. Cheng, X., Wang, Z., Nakamoto, K., & Yamazaki, K. (2011). A study on the micro tooling for micro/nano milling. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 53(5–8), 523–533. Cheng, X., Yang, X. H., Huang, Y. M., Zheng, G. M., & Li, L. (2014). Helical surface creation by wire electrical discharge machining for micro tools. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 30(3), 287–294. Yan, M. T., Fang, G. R., & Liu, Y. T. (2013). An experimental study on micro wire-EDM of polycrystalline diamond using a novel pulse generator. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 66(9–12), 1633–1640. Yan, M. T., & Lin, T. C. (2016). Development of a pulse generator for rough cutting of oil-based micro wire-EDM. Procedia CIRP, 42, 709–714. Yan, M. T., & Chiang, T. L. (2009). Design and experimental study of a power supply for micro wire-EDM. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 40(11–12), 1111–1117. Schroder, R. E., Nemanich, R. J., & Glass, J. T. (1990). Analysis of the composite structures in diamond thin films by Raman spectroscopy. Phys Rev B, 41, 3738–3745.