Erozja iskrowa

Zatopienie matrycy stalowej wnęki pod osadzonym dielektrykiem

Elektryczne obróbki rozładowania (krótki EDM z Engl. Elektroerozji , a elektroerozji , usuwanie EDM ( DIN 8580 ), lub obróbka w łuku elektrycznym ) jest termiczne, do usuwania materiału wytwarzania metodą na materiały przewodzące na podstawie wyładowań elektrycznych ( zapłonowych ) pomiędzy elektroda jako narzędzie i przewodzącym przedmiocie obrabianym opiera.

Proces obróbki

EDM do zatapiania drutu i matryc

Przetwarzanie odbywa się w medium nieprzewodzącym, tzw. dielektryku (głównie olej lub woda dejonizowana ). Albo przedmiot obrabiany, narzędzie i dielektryk znajdują się w misce, albo dielektryk jest podawany przez węże do obszaru, który ma być erodowany, gdzie jest myty wokół narzędzia i przedmiotu obrabianego.

Narzędzie elektrodowe jest przesuwane na odległość 0,004 do 0,5 mm od przedmiotu obrabianego. W odpowiednim momencie przeskok iskier następuje poprzez zwiększenie przyłożonego napięcia. Iskry powodują, że materiał topi się i paruje w punktach. Na wynik usuwania ma wpływ intensywność, częstotliwość, czas trwania, długość, szerokość szczeliny i polaryzacja wyładowań. Narzędzie jest przesuwane za pomocą sterowania CNC . Można wytwarzać złożone kształty geometryczne.

Materiał elektrody jest dobierany tak, aby pasował do obrabianego materiału. Najczęściej stosowanymi materiałami elektrodowymi są miedź , mosiądz , grafit , stopy miedzi (głównie z wolframem ) i twarde metale.

Rozróżnia się między wiercenia elektroerozyjnej ( wiertło erozji), cięcie elektroerozyjnej ( erozji drutu ), w którym drut tworzy elektrodę i elektroerozji głębienia ( erozji ciężarek ), w którym elektroda jest przemieszczana w kierunku obrabianego przedmiotu , jak negatyw kształt za pomocą elektrodrążarki iskrowej . Coraz częściej stosuje się również erozję dyskową, w której jako obracającą się elektrodę służy dysk miedziany , miedziano-wolframowy lub grafitowy .

Elektroda narzędziowa jest zwykle połączona dodatnio, a iskry są wyzwalane przez szybką sekwencję impulsów o możliwie stałej energii.

historia

W 1770 angielski naukowiec Joseph Priestley odkrył erozyjne działanie wyładowań elektrycznych.

W 1943 r. rosyjscy naukowcy i małżonkowie Borys Romanowicz ( ros. Борис Романович ) i Natalia Ioasafowna Lazarenko ( ros. Наталья Иоасафовна Лазаренко ) prowadzili badania mające na celu uszkodzenie styków elektrycznych przez iskrzenie, w trakcie Wykorzystanie skutków wyładowań elektrycznych i opracowanie metody kontrolowanej obróbki metali. Nazwali proces erozją iskrową, ponieważ seria iskier została wygenerowana między dwoma przewodnikami zanurzonymi w ciekłym dielektryku. Stosowana wówczas zasada generatora wyładowań, zwanego kołem Łazarenki , była stosowana od dawna przy budowie generatorów do maszyn wyładowczych . W ulepszonej postaci ten typ generatora jest nadal używany w niektórych zastosowaniach.

Pierwsza maszyna do obróbki elektroerozyjnej została zaprezentowana w 1955 roku na europejskiej wystawie obrabiarek w Mediolanie. Pierwsza elektrodrążarka drutowa NC została opracowana i zaprezentowana w Szwajcarii w 1969 roku przez AG dla elektroniki przemysłowej (AGIE). Łączy to zalety sterowania numerycznego w połączeniu z erozją iskrową. Nie było również konieczne wytwarzanie elektrody przed obróbką. Dziś elektrodrążarki CNC są wykorzystywane w budowie maszyn i urządzeń, między innymi z powodu tak skomplikowanych kształtów. mogą być również produkowane w twardych materiałach (stemple, matryce).

Od 1982 r. erozję iskrową stosuje się również w drobnym rzemiośle, takim jak B. stosowany i rozwijany w technice dentystycznej . Erozja iskrowa dentystyczna jest stosowana do montażu sworzni ciernych lub do pasowania kształtowego do śrub blokujących i obrotowych oraz wszelkiego rodzaju połączeń mocujących.W 1995 r. Rozszerzona erozja mocowania czujnika, w skrócie SAE, została rozszerzona o ważny obszar zastosowanie: pasywacja iskrowa protez wspartych na implantach.

Obszary zastosowań

Z jednej strony elektroerozja jest wykorzystywana do obróbki materiałów trudnych w obróbce , których obróbka mechaniczna prowadzi do szybkiego zużycia konwencjonalnych narzędzi. Z drugiej strony bardzo wysoki poziom precyzji można osiągnąć przy wytwarzaniu skomplikowanych kształtów z materiałów przewodzących, co w inny sposób wymagało znacznie większego wysiłku.

EDM nadaje się szczególnie do wykonywania głębokich i wąskich wgłębień i nacięć, a także bardzo skomplikowanych struktur powierzchni.

Stal hartowana , twarde stopy tytanu , twarde metale , twarde materiały i przewodząca ceramika o wysokiej wytrzymałości, które v. za. w powietrzu i podróże kosmiczne są wykorzystywane, można je dobrze obsługiwać.

Można tworzyć struktury powierzchni o zmiennej chropowatości oraz krawędzie bez zadziorów. Przy odpowiednim wysiłku powierzchnie można również polerować metodą EDM.

Dzięki zastosowaniu współrzędnościowej maszyny pomiarowej i zmieniacza elektrod do wiercenia i głębienia matryc, procesy mogą być dalej zautomatyzowane.

niekorzyść

• Produkcja elektrod jest stosunkowo złożona.
• Aby skonfigurować maszynę, należy zmierzyć każdą elektrodę (przesunięcie środkowe, obrót, długość), a dane pomiarowe muszą zostać uwzględnione w programowaniu.
• Usunięcie materiału na cykl roboczy jest niskie. Ogranicza to zastosowanie do usuwania ograniczonych ilości materiału
• Ponieważ wahania temperatury prowadzą do niedokładności, pomieszczenie musi być klimatyzowane, aby zapewnić precyzyjną pracę.
• W sumie najwyższe koszty produkcji w produkcji narzędzi i form.
• Materiały do ​​obróbki muszą być elektrycznie przewodzące.

Materiał elektrody

W zależności od procesu na elektrody stosuje się różne materiały.

• Erozja wiertnicza: rury miedziane lub mosiężne o różnych profilach (Ø 0,1 - 6,0 mm)
• Erozja drutowa: drut mosiężny lub miedziany, częściowo również powlekany (Ø 0,02 - 0,33 mm)
• Erozja wgłębna: Bloki miedziane lub grafitowe , którym najczęściej nadawany jest kształt za pomocą procesów szybkiego frezowania , rzadziej ultradźwiękowego docierania wibracyjnego . Czasami na maszynach erodujących znajdują się również urządzenia obciągające do profilowania elektrody. W przypadku erozji tarczowej zwykle montuje się na stałe dłuto tokarki obciągającej, za pomocą którego można swobodnie profilować elektrodę i przywracać jej kształt w przypadku silnego zużycia.

Indywidualne dowody

1. ↑ A. Behrens, J. Ginzel, F.-L. Bruhns: Wykrywanie łuku w obróbce elektroerozyjnej. Uniwersytet Federalnych Sił Zbrojnych – Laboratorium Technologii Wytwarzania (LFT), Hamburg 2000, s. 7, (PDF; 147 kB).
2. ↑ Ilość 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 lipca 2010, dostęp 2 czerwca 2019 (rosyjski).