Elektroerozívne obrábanie

Transkript

1 Elektroerozívne obrábanie Úber materiálu nastáva ako dôsledok elektrického výboja medzi dvoma elektródami v kvapalnom dielektriku. Používajú sa krátke impulzy generované vhodným generátorom. Stopy po elektroerozívnom obrábaní majú tvar krátera. Veľkosť a tvar krátera sú závislé od množstva privedenej energie a od času trvania výboja. Krátery majú veľký vplyv na výslednú drsnosť a presnosť obrobenej plochy.

2 Elektroerozívne obrábanie Prípady použitia: zložitý a nepravidelný tvar obrobku, diery s malým priemerom, diery s veľkým pomerom L/D, úzke štrbiny, zle obrobiteľné materiály (tvrdé, krehké) Pracovný cyklus: elektrický výboj, tepelné pôsobenie uvolnenej energie, odstránenie erodovaného materiálu

3 Elektroerózia Medzi elektródami nastane elektrický výboj, zasiahnuté miesto sa prudko ohreje (nataví a čiastočne odparí). Tlakom kovových pár sa roztavený kov vymrští a vznikne kráter. Lokálna teplota na povrchu elektród môže byť viac ako C. Tepelný tok až W/m 2. Proces je sprevádzaný vznikom bubliniek v dielektriku.

4 Elektroerózia

5 Elektroerozívne obrábanie Takto obrobený povrch je odolný voči oteru mikrogeometria (krátery) je mimoriadne vhodná na vznik a udržanie mazacieho filmu. Drsnosť obrobeného povrchu je v rozmedzí R a 0,2 až R a 6. Rozmerová presnosť je v rozmedzí 0,02 až 0,002 mm.

6 Rozdelenie el. výbojov iskrové vysoká frekvencia a krátka doba pulzu (10-4 až 10-6 sec), prevláda elektrónová vodivosť preto je väčší úber materiálu na anóde, vysoká koncentrácia energie, teplota cez C, menšia celková energia, dokončovanie, nestacionárne oblúkové dlhšie pulzy (dlhšie ako 10-4 sec) pri nižšej frekvencii, prevláda iónová vodivosť, väčší úber materiálu na katóde, menšia prúdová hustota, teplota do 4000 C, vyššia energia výbojov, hrubovanie

7 Spôsoby elektroerozívneho obrábania elektroiskrové obrábanie, elektroimpulzné obrábanie, elektrokontaktné obrábanie, anódomechanické obrábanie, Spoločné znaky: kvapalné dielektrikum, krátkodobé el. pulzy a vznik el. výbojov v zóne obrábania, ktoré rozrušujú materiál

8 Elektroiskrové obrábanie obrobok je anóda, nástroj je katóda, elektródy nie sú v kontakte, kvapalné dielektrikum napomáha ionizácii a odplavuje erodovaný kov, Príklad: drôtové vyrezávanie, elektroiskrové hĺbenie,

9 Elektroimpulzné obrábanie využíva sa elektrický oblúkový výboj, nástroj je anóda (kladný pól), obrobok je katóda (záporný pól), nezávislý impulzný generátor (frekvencia, amplitúda, čas trvania pulzu nie sú závislé od času obrábania ani od stavu erozívnej medzery), veľký úber, horšia presnosť a drsnosť povrchu, hrubovacie práce,

10 Elektrokontaktné obrábanie odporové odtavovanie materiálu (kontakt medzi elektródami), nízke frekvencia asymetrických pulzov ( Hz), nástroj je rotujúca kotúčová elektróda, rozmerová a tvarová presnosť je nízka, veľký výkon

11 Anódomechanické obrábanie kombinácia elektrochemického a elektroerozívneho obrábania, úber materiálu je zaistený el. výbojmi a elektrolýzou, nástroj je oceľový kotúč, pás alebo drôt a je to katóda, obrobok je anóda,

12 Drôtové vyrezávanie Spôsob elektroiskrového obrábania. Nástroj je tenký (0,02 0,3 mm) kovový drôt kalibrovaný v diamantovom prievlaku. Do obrobku treba spraviť otvor, cez ktorý sa prevlečie drôt (nástroj). Počas rezania sa drôt prevíja medzi dvoma cievkami, aby sa eliminovalo jeho opotrebenie. Nástroj môže odoberať materiál v každom smere. Hrubšie drôty sú mosadzné, Cu, oceľové, tenké drôty (pod 0,1mm) Mo, W.

13 Drôtové vyrezávanie

14 Drôtové vyrezávanie rýchlosť rezania do 300 mm 2 /min, presnosť 0,005 až 0,01 mm, dosiahnuteľná drsnosť R a 0,8 až 3,2 Použitie: tvarovo zložité priechodzie otvory (strižné nástroje, šablóny...), brúsenie jemných ihiel drôtovou elektródou, rezanie veľmi tvrdých materiálov (spekané karbidy)

15 Drôtové vyrezávanie

16 Drôtové vyrezávanie Čelné otváranie dverý Väčší upínací stôl Lahká výmena filtrov Rýchle napustenie vane

17 Drôtové vyrezávanie

18 Drôtové vyrezávanie príklady výrobkov

19 Elektroiskrové hĺbenie nástroj je tvarová elektróda, dutina kopíruje tvar elektródy, úber je závislý na frekvencii a parametroch el. prúdu, zvyšovaním napätia sa zvyšuje úber, ale klesá presnosť, nástroj sa opotrebováva a preto sa zvykne vyrábať v sade, medzera medzi nástrojom a obrobkom musí umožniť odplavenie erodovaného materiálu,

20 Elektroiskrové hĺbenie

21 Elektroiskrové hĺbenie príklady použitia

22 Elektroiskrové hĺbenie nástrojová elektróda Pripája sa na záporný pól. Môže byť vyrobená z rôznych materiálov: hliník a jeho zliatiny hrubovacie operácie do ocele a spekaných karbidov, meď a jej zliatiny sú odolné voči opotrebeniu, dokončovacie operácie do ocele a spekaných karbidov, sivá liatina rotujúce elektródy na spekané karbidy, grafit obrábanie ocele, titánu

23 Elektroerozívne obrábanie dielektrikum Požiadavky na dielektrikum a jeho funkcie: odplavovať splodiny erózie, chladiť elektródy, zabezpečiť el. prieraz medzi elektródami, rýchlo obnoviť izoláciu po výboji (nízka viskozita, dobrá zmáčavosť), zabrániť vzniku korózie, chemicky stála a lacná, vysoká teplota vznietenia

24 Elektroerozívne obrábanie dielektrikum Najčastejšie používané dielektriká: petrolej, transformátorový olej, silikónový olej, vodné sklo, kaolínová emulzia, soľné roztoky, destilovaná voda

25 Elektroerozívne obrábanie prúdenie dielektrika Podľa spôsobu prúdenia dielektrika poznáme: vonkajšie vyplachovanie nehodí sa na hlboké dutiny, vnútorné vyplachovanie dielektrikum sa privádza otvorom cez elektródu, horšia tvarová presnosť, možné bočné výboje, vyplachovanie odsávaním použité dielektrikum sa odsáva otvorom v elektróde, dobrá tvarová presnosť, pulzujúce vyplachovanie elektróda vykonáva pozdĺžny kmitavý pohyb,

26 Elektroerozívne obrábanie prúdenie dielektrika

27 Stroje na elektroerozívne obrábanie Hlavné časti: tuhý, presný rám, pracovný suport s vedením na ráme, pracovný stôl pre obrobok v nádobe na dielektrikum, systém na filtráciu, chladenie a rozvod dielektrika, generátor elektrických impulzov, riadiaci systém, niekedy automatická výmena nástrojových elektród

28 Stroje na elektroerozívne obrábanie Vyhotovenie stroja býva portálové, alebo stojanové. Elektroerozívne hĺbiace stroje môžu byť integrované aj do automatických liniek. Rýchlosť uberu materiálu býva 200 až 700 mm 3 /min. Stroje na drôtové vyrezávanie majú automatické vŕtanie zavádzacích dier, automatické zavedenie rezacieho drôtu a reguláciu jeho napnutia. Môžu rezať materiál do hrúbky 300 mm, rýchlosťou do 300 mm 2 /min.