การศึกษาพารามิเตอร์การกัดเซาะโลหะด้วยไฟฟ้าบนผิววัสดุเหล็กกล้าแม่พิมพ์ AISI P20

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลของระดับพารามิเตอร์ที่มีผลกระทบต่อการแปรรูปวัสดุเหล็กกล้าแม่พิมพ์ AISI P20 ด้วยเครื่องกัดเซาะโลหะด้วยไฟฟ้า โดยพารามิเตอร์ที่ทำการ ศึกษาประกอบด้วยเวลาเปิด (Impulse Duration) และเวลาปิด (Pause Duration)  อยู่ในรูปของปัจจัยประสิทธิภาพ (Pulse Duty Factor) โดยวัดผลกระทบที่มีต่อการแปรรูปจาก ค่าอัตราการขจัดเนื้องาน และอัตราการสึกหรออิเล็กโตรด ตลอดจนคุณภาพผิวงานในรูปของความหยาบผิวเฉลี่ย โดยในการทดลองใช้วัสดุอิเล็กโตรดทองแดงเป็นขั้วบวก มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มิลลิเมตร ทำการสปาร์ค ลงบนชิ้นงานเหล็กกล้าแม่พิมพ์ AISI P20 เป็นหลุมลึก 5  มิลลิเมตร ภายใต้การปกคลุมด้วยสารไดอิเล็กตริกไฮโดรคาร์บอน Shell EDM Fluid 2A ตลอดจนขจัดเศษและระบายความร้อนแบบฉีดด้านข้างด้วยแรงดัน 1 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร  ด้วยอัตราการไหล 15 ลิตรต่อนาที ทั้งนี้ในการทดลองนี้คงที่กระแสที่ 8 แอมแปร์ จากการทดลองพบว่า ระดับเวลาเปิดที่เพิ่มมากขึ้นมีอิทธิพลทำให้อัตราการขจัดเนื้องาน และค่าความหยาบผิวเฉลี่ยของผิวงานมีแนวโน้มเพิ่มสูง ขึ้นจนถึงระดับเวลาเปิด 100 ไมโครวินาที และจะลดลงโดยมีลักษณะรูปแบบเป็นกราฟเส้นโค้งโพลิโนเมียล และจะผกผันกับอัตราการสึกหรออิเล็กโตรด  สำหรับระดับเวลาปิดพบว่า เมื่อเวลาปิดลดลงจะทำให้อัตราการขจัดเนื้องานเพิ่มมากขึ้น โดยมีลักษณะการเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้นมีความชันคงที่ และมีผลต่ออัตราการสึกหรออิเล็กโตรดตลอดจนคุณภาพผิวงานน้อยมาก 

Electrical Discharge Machining Parameters Study of Mould Steel AISI P20

This paper aims to study the effect of parameter levels on machining process in Electrical Discharge Machining (EDM) of mould steel AISI P20 by using experiment base on pulse duty factor from variable impulse duration and pause duration. In this experiment, the measurement of the effect from the material removal rate (MRR), the electrode wear ratio (EWR) and the surface quality from arithmetical mean roughness (Ra) were investigated. For all the experimental tests, the copper electrode was used as a positive polarity with a diameter of 10 mm, spark the hole with a depth 5 mm on the AISI P20 surface and submerged in dielectric hydrocarbon Shell EDM Fluid 2A. To remove machining debris and heat, the flushing fluid to the machining zone was used at a pressure of 1 kg/cm² with a flow rate 15 l/min and fixed a discharge current at 8 A. It was found that increment of the impulse duration significantly enhances the MRR and Ra in a polynomial form. However, further increasing the impulse duration over 100 µs the MRR and Ra are decreases. Meanwhile, it has a reverse effect on the electrode wear ratio. In addition, decreasing the pause duration increases the MRR in a linear form. On the other hand, it has a little effect on the EWR and Ra.