Jiskrová eroze
Elektrický výboj obrábění (krátké EDM z angl. Obrábění Elektrický výboj , a elektrojiskrové obrábění , odstranění EDM ( DIN 8580 ), nebo elektrojiskrové obrábění ) je tepelně, materiál odstraňující Způsob výroby vodivých materiálů na bázi elektrických výbojů ( jiskry ) mezi elektroda jako nástroj a vodivou obrobku je založen.
Proces obrábění
Zpracování probíhá v nevodivém médiu, tzv. Dielektriku (většinou oleji nebo deionizované vodě). Buď je obrobek, nástroj a dielektrikum v nádrži, nebo je dielektrikum vedeno hadicemi do oblasti, která má být erodována, kde se promývá kolem nástroje a obrobku.
Elektrodový nástroj se posune do vzdálenosti 0,004 až 0,5 mm od obrobku. Ve správný okamžik dojde k vzplanutí jisker zvýšením aplikovaného napětí. Jiskry způsobují, že se materiál v bodech taví a odpařuje. Výsledek odstranění je ovlivněn intenzitou, frekvencí, trváním, délkou, šířkou mezery a polaritou výbojů. Pohyb nástroje se provádí pomocí CNC řízení. Lze vytvářet složité geometrické tvary.
Materiál elektrody je vybrán tak, aby odpovídal materiálu, který má být zpracován. Měď , mosaz , grafit , slitiny mědi (většinou s wolframem ) a tvrdý kov jsou nejběžnějšími elektrodovými materiály.
Rozlišuje se vrtání jiskrovou erozí ( eroze vrtáku ), řezání jiskrovou erozí (eroze drátu ), při kterém drát tvoří elektrodu, a potopení jiskrové eroze ( eroze platiny ), při kterém se elektroda pohybuje do obrobku jako zápor tvar s pomocí stroje na erozi jisker . Stále více se také používá eroze disků, přičemž jako rotující elektroda slouží měděný , měď-wolframový nebo grafitový disk .
Elektroda nástroje je normálně spojena kladně a jiskry jsou spouštěny rychlou sekvencí pulzů s co nejkonstantnější energií.
Dějiny
V roce 1770 anglický vědec Joseph Priestley objevil erozivní účinek elektrických výbojů.
V roce 1943 ruští vědci a manželé Boris Romanovič (přišel Rus Борис Романович ) a Natalia Ioasafowna Lazarenko ( rusky Наталья Иоасафовна Лазаренко ) ve výzkumu s cílem poškození elektrických kontaktů jiskřením během procesu přepínání omezit Využít účinků elektrických výbojů a vyvinout metodu pro řízené zpracování kovů. Nazvali procesní jiskrovou erozi, protože mezi dvěma vodiči, které byly ponořeny do kapalného dielektrika, se vytvořila řada jisker. V té době používaný princip výbojového generátoru , známý jako Lazarenkoův kruh , se dlouho používal při konstrukci generátorů pro elektrické výbojové stroje . Ve vylepšené formě se tento typ generátoru v některých aplikacích používá dodnes.
První stroj pro obrábění elektrickým výbojem byl představen v roce 1955 na evropské výstavě obráběcích strojů v Miláně. První NC drátový EDM stroj byl vyvinut a představen ve Švýcarsku v roce 1969 AG pro průmyslovou elektroniku (AGIE). To kombinuje výhody numerického řízení ve spojení s erozí jisker. Rovněž již nebylo nutné před obráběním vyrábět elektrodu. Dnes se CNC erozní stroje používají při stavbě strojů a zařízení, mimo jiné kvůli tak komplikovaným tvarům. mohou být také vyrobeny z tvrdých materiálů (děrovačky, matrice).
Od roku 1982 se jiskrová eroze používá také v jemných řemeslech, jako je B. používané a dále rozvíjené v zubní technologii. Eroze zubní jiskry se používá k instalaci třecích kolíků nebo k tvarovému uložení pro zajišťovací a otočné šrouby a upevňovací spoje všeho druhu. V roce 1995 byla dále vyvinutá eroze senzorického příslušenství, zkráceně SAE, rozšířena o důležitou oblast Aplikace: pasivace eroze jisker zubních náhrad podporovaných implantáty.
Oblasti použití
Na jedné straně se jiskrová eroze používá ke zpracování obtížně obrobitelných materiálů , jejichž mechanické zpracování vede k rychlému opotřebení běžných nástrojů. Na druhou stranu lze velmi vysoké úrovně přesnosti dosáhnout při výrobě složitých tvarů z vodivých materiálů, což jinými způsoby vyžadovalo podstatně vyšší úroveň úsilí.
EDM je zvláště vhodný pro výrobu hlubokých a úzkých prohlubní a řezů i velmi složitých povrchových struktur.
Kalená ocel , tvrdé slitiny titanu , tvrdý kov , tvrdé materiály a vodivá vysoce pevná keramika, která v. A. ve vzduchu a ve vesmíru se používají, lze s nimi dobře manipulovat.
Lze vytvářet povrchové struktury s proměnnou drsností i hrany bez otřepů. S odpovídajícím úsilím lze povrchy leštit také pomocí EDM.
Procesy lze dále automatizovat pomocí souřadnicového měřicího stroje a měniče elektrod pro vrtání a hloubení.
nevýhoda
- Výroba elektrod je poměrně složitá.
- Pro nastavení stroje musí být každá elektroda změřena (odsazení středu, rotace, délka) a při programování musí být zohledněna naměřená data.
- Úběr materiálu za pracovní cyklus je nízký. To omezuje aplikaci na odstranění omezeného množství materiálu
- Vzhledem k tomu, že kolísání teploty vede k nepřesnostem, musí být místnost pro přesnou práci klimatizována.
- Celkově nejvyšší výrobní náklady při výrobě nástrojů a forem.
- Zpracovávané materiály musí být elektricky vodivé.
Materiál elektrody
V závislosti na procesu se pro elektrody používají různé materiály.
- Eroze vrtáku: měděné nebo mosazné trubky v různých profilech (Ø 0,1 - 6,0 mm)
- Eroze drátu: mosazný nebo měděný drát, částečně také potažený (Ø 0,02 - 0,33 mm)
- Eroze potopení: Měděné nebo grafitové bloky , které většinou dostávají svůj tvar vysokorychlostními frézovacími procesy , vzácněji ultrazvukovým vibračním lapováním . Někdy jsou na erozních strojích také orovnávací zařízení pro profilování elektrody. V případě eroze kotouče je obvykle trvale namontováno sekací dláto soustruhu, kterým lze elektrodu volně profilovat a v případě silného opotřebení ji uvést zpět do tvaru.
Individuální důkazy
- ^ A. Behrens, J. Ginzel, F.-L. Bruhns: Detekce oblouku při elektroerozivním obrábění. University of the Federal Armed Forces - Laboratory for Manufacturing Technology (LFT), Hamburg 2000, p. 7, (PDF; 147 kB).
- ↑ А.Д. Верхотуров, А.Е. Гитлевич, В.В. Михайлов: БОРИС РОМАНОВИЧ ЛАЗАРЕНКО - АВТОР ВЫДАЮЩИХСЯ ОТКРЫТИЙ В ТЕХНИКЕ XX ВЕКА. УЧЁНЫЙ И ОРГАНИЗАТОР НАУКИ (К 100-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ). (PDF; 1,6 MB) 19. července 2010, přístup k 2. června 2019 (v ruštině).