Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

125

11. MOŻLIWOŚCI KSZTAŁTOWANIA POWIERZCHNI DRĄŻENIEM

ELEKTROEROZYJNYM

11.1. WIADOMOŚCI PODSTAWOWE

11.1.1. Przykłady zastosowania drążenia i wycinania elektroerozyjnego

Drążenie elektroerozyjne zalecane jest do obróbki przedmiotów

o skomplikowanych kształtach i wykonanych z materiałów trudno obrabialnych
[11.2]. Metodą tą można wykonywać kształtowe powierzchnie robocze w matrycach,
kokilach i formach.

Istotnym zagadnieniem w tej obróbce jest drążenie mikrootworów lub

mikrowgłębień, z zastosowaniem drutów wykonanych z materiałów kompozytowych
o małej średnicy, np. 0,02 mm. Można wykonywać otwory o średnicy od 0,2 do
3,0 mm z prędkością do 40 mm/min w cyklu ręcznym lub automatycznym [11.4].

Na rysunku 11.1 przedstawiono przykłady elementów wykonanych na

drążarkach elektroerozyjnych.

Rys.11.1. Przykłady elementów wykonanych na drążarkach elektroerozyjnych [11.5][11.6]

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

126

Natomiast wycinanie elektroerozyjne znajduje zastosowanie głównie

w narzędziowniach produkujących wykrojniki. Metodę tę stosuje się głównie do
kształtowania stempli, płyt tnących i prowadzących. Ponadto obróbką tą można
wykonywać cienkościenne elementy np. elektrody miedziane do drążenia
elektroerozyjnego. Przykłady elementów wykonywanych na wycinarkach
elektroerozyjnych pokazano na rysunku 11.2.

Rys.11.2. Przykłady elementów wykonywanych na wycinarkach elektroerozyjnych

11.1.2. Charakterystyka procesu drążenia elektroerozyjnego

Drążeniem elektroerozyjnym (rys.11.3) nazywa się proces usuwania z materiału

obrabianego (2) określonej jego warstwy w wyniku wyładowań elektrycznych.
Wyładowania te zachodzą w kanale przewodzącym (3), który znajduje się w szcze-
linie międzyelektrodowej wypełnionej cieczą dielektryczną (4).

Rys.11.3. Schemat obróbki

elektroerozyjnej:

1-elektroda robocza,

2-przedmiot obrabiany,

3-kanał przewodzący,
4-ciecz dielektryczna,

5-warstwa materiału zdjęta

w wyniku parowania,

6-warstwa materiału która ubyła

wskutek topienia,

7-warstwa materiału która ubyła

z elektrody roboczej

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

127

Podczas wyładowania elektrycznego w kanale przewodzącym powstaje plazma

o temperaturze 6000-12000 K. Energia cieplna plazmy zostaje przekazana głównie do
przedmiotu obrabianego [11.5]. W otoczeniu kanału wyładowania pewna objętość
materiału przedmiotu obrabianego zostaje odparowana (5) lub stopiona (6). Parametry
procesu dobiera się tak, aby możliwie największa część energii wyładowania została
przekazana przedmiotowi obrabianemu, wtedy zużycie elektrody jest najmniejsze.
W czasie wyładowania powstają fale udarowe, pęcherzyki kawitacyjne i duże gra-
dienty termicznych naprężeń wewnętrznych, co powoduje wyrzucanie stopionego
metalu do dielektryka. W wyniku erozji w miejscu wyładowania powstaje
miseczkowate zagłębienie - krater o określonej średnicy i głębokości.

11.1.3. Generatory impulsów elektrycznych

Do wytwarzania impulsów prądowych prowadzących do wyładowań

elektrycznych stosuje się generatory. Sposób ich działania jest podstawą klasyfikacji
odmian obróbki elektroerozyjnej na obróbkę elektroiskrową i obróbkę elektro-
impulsową [11.3]. Rozróżnia się dwa podstawowe typy generatorów: generator
zależny RC (zasobnikowy) oraz generator niezależny (maszynowy). Generator
zależny przedstawiono na rys.11.4.

R

C

E

P

U

0

-

Rys.11.4. Schemat generatora zależnego

Głównym elementem generatora zależnego jest zasobnik ładunku elektrycznego

- kondensator. Ładowanie kondensatora o pojemności C odbywa się aż do osiągnięcia
napięcia granicznego U

g

(rys.11.5), przy którym jonizacja w szczelinie między-

elektrodowej osiąga stan umożliwiający przeskok iskry elektrycznej.

Czas ładowania t

e

kondensatora jest regulowany za pomocą opornika

o rezystancji R. Wyładowanie odbywa się w czasie t

w

. W celu zapobieżenia zbyt

wczesnemu ponownemu wyładowaniu przywraca się właściwości dielektryczne
cieczy w szczelinie międzyelektrodowej, czyli dokonuje się tzw. dejonizacji w czasie t

d

.

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

128

U

g

t

e

t

d

t

w

T

w

U

I

I

a

t

t

Rys.11.5. Przebiegi czasowe napięcia i prądu wyładowania w generatorze zależnym

Okres wyładowań T

w

wynosi:

w

e

w

t

t

T





(11.1)





w

w

t

T







10

5

(11.2)

Częstość wyładowań określa zależność:

w

e

w

t

t

T

f







1

1

(11.3)

Ponieważ o wartości osiąganego napięcia granicznego U

g

decydują grubość

szczeliny międzyelektrodowej oraz chwilowe własności dielektryka, generatory
zasobnikowe nazywa się zależnymi.

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

129

Średnia energia pojedynczego wyładowania wynosi w przybliżeniu

2

2

g

i

U

C

E



(11.4)

gdzie: U

g

- średnie napięcie graniczne, C – pojemność kondensatora.

Objętość materiału usuwanego z powierzchni przedmiotu przez pojedyncze

wyładowania wynosi 10

-6

-10

-4

mm

3

/impuls. Częstotliwość wyładowania f=50-500 kHz.

Generatory zasobnikowe służą do obróbki wykańczającej, gdyż wyładowania

iskrowe charakteryzują się małą mocą, co na powierzchni przedmiotu obrabianego
wywołuje powstanie małych i płytkich kraterów, czyli stosunkowo małej jej
chropowatości.

Przeciętnie stosowane napięcie robocze w obróbce elektroiskrowej wynosi

około 120 V przy prądach wyładowania rzędu kilku dziesiątych ampera. Grubość
szczeliny międzyelektrodowej wynosi 0,06 mm. Wydajność obróbki jest mała
i wynosi od 0,05 do 3 mm

3

/min.

Generator maszynowy lub sterowany elektronicznie stosowany jest do obróbki

elektroimpulsowej. Ze względu na to, że parametry wytwarzanego impulsu nie zależą
od stanu szczeliny roboczej, generatory takie nazywane są również niezależnymi.

Schemat blokowy jednego z rozwiązań takiego generatora, sterowanego

elektronicznie, przedstawiono na rys.11.6.

R

C

E

P

U

0

-

W

Rys.11.6. Schemat generatora niezależnego

Energia elektryczna płynąca ze źródła prądu przez opornik R ładuje

kondensator C. Za pomocą urządzenia sterującego W (tranzystor) nagromadzona
energia jest kierowana do szczeliny roboczej, gdzie wydziela się w postaci impulsu
o dużej mocy (pole zakreskowane na rys.11.7).

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

130

U

0

t

p

t

w

T

w

U

I

I

a

t

t

U

g

0

Rys.11.7. Przebiegi napięcia i prądu wyładowania w generatorze niezależnym

Ponowne wyładowanie następuje po dającym się regulować czasie przerwy t

p

.

Największą energię mają impulsy jednoimienne prostokątne. W rzeczywistości takie
impulsy są trudne do wygenerowania. Są one z reguły bardzo zniekształcone,
w szczególności w pierwszej fazie wyładowania. Istotną zaletą takich generatorów
jest możliwość sterowania czasem cyklu wyładowania t

w

. Umożliwia to obliczenie

współczynnika wypełnienia q.

w

w

p

w

w

T

t

t

t

t

q







(11.5)

Współczynnik wypełnienia powinien być tak dobrany, żeby czas przerwy t

p

był

wystarczający na dejonizację dielektryka [11.4].

Energię pojedynczego wyładowania można obliczyć ze wzoru:

c

a

g

i

t

I

U

E



[J]

(11.6)

gdzie: U

g

- napięcie graniczne w V, I

a

- prąd wyładowania w A, t

c

- czas wyładowania w s.

Objętość materiału usuwanego przez pojedyncze wyładowanie wynosi

10

-6

-10

-5

mm

3

/impuls.

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

131

Objętościową wydajność drążenia można obliczyć z zależności

100

t

m

m

t

V

Q

w

k

p

m

v









[mm

3

/min] (11.7)

w której: V

m

- objętość wyerodowanego materiału w mm

3

, t - czas drążenia w min,

m

p

- masa materiału przed drążeniem w g, m

k

- masa materiału po drążeniu w g,



w

- masa właściwa materiału obrabianego w g/cm

3

.

Prędkość drążenia wyznaczyć można znając grubość wyerodowanej warstwy

materiału

t

a

v

p

d



[mm/min]

(11.8)

gdzie: a

p

- grubość wyerodowanej warstwy materiału, mm.

Wydajność objętościowa obróbki elektroimpulsowej jest znacznie większa niż

elektroiskrowej. Obróbka elektroimpulsowa jest stosowana w przypadku gdy zależy
nam na uzyskaniu dużej wydajności przy małych wymaganiach co do chropowatości
obrobionej powierzchni. Napięcie robocze tej obróbki wynosi około 30 V, a prąd
wyładowania od 32 do 64 A. Grubość szczeliny międzyelektrodowej wynosi około
0,3 mm. Zapewnia to uzyskanie wydajności w granicach 100 do 400 mm

3

/min.

11.1.4. Ciecze dielektryczne

Najczęściej stosowaną cieczą roboczą (dielektrykami) są węglowodory płynne

np. ropa naftowa, olej transformatorowy, olej wrzecionowy. Można również stosować
mieszaniny tych cieczy. Najczęściej jednak stosowana jest nafta kosmetyczna lub
produkty firmowe np. Flux elf 2.

E

E

E

P

P

P

p o m p o w a n i e

a )

b )

c )

Rys.11.8. Sposoby doprowadzenia cieczy dielektrycznej do strefy roboczej:

a) poprzez narzędzie, b) ruchem oscylacyjnym narzędzia, c) przez przedmiot obrabiany

Podczas obróbki dokładnej i przy małych grubościach szczeliny między-

elektrodowej powinny być stosowane dielektryki o bardzo małych lepkościach, co

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

132

umożliwia sprawne przepłukiwanie szczeliny. Dlatego przy drążeniu dokładnym
powinno się stosować naftę kosmetyczną. Natomiast przy wycinaniu elektrodą
drutową bardzo często stosuje się jako dielektryka wodę destylowaną.

Dobry dielektryk powinien się charakteryzować:



dużą opornością elektryczną,



zdolnością gaszenia łuku elektrycznego,



małą lepkością,



dużą trwałością,



nieszkodliwością dla obsługi.

Sposoby doprowadzenia cieczy dielektrycznej do strefy roboczej przedstawiono

na rys.11.8. Zachowanie dobrych własności dielektrycznych cieczy zależy od ich
czystości, dlatego też ciecze poddawane są procesowi filtracji w obiegu wymu-
szonym.

11.1.5. Narzędzia – erody - w obróbce elektroerozyjnej

W obróbce elektroerozyjnej narzędzia - erody wykonuje się z materiałów

o dużej odporności na erozję elektryczną. Materiały takie powinny wykazywać dużą
przewodność elektryczną i cieplną oraz wysoką temperaturę topnienia. Z uwagi, że
własności te nie występują łącznie, dlatego niekiedy tworzy się narzędzia będące
kompozytami.

Najczęściej stosowanymi materiałami na erody są: miedź elektrolityczna,

mosiądz, grafit, żeliwo, stopy cyny lub kompozyty jak miedziografit i miedzio-
wolfram. Wysoką odporność na zużycie wykazują elektrody grafitowe i wolframowe.
Koszt elektrod wolframowych jest na tyle duży, że stosuje się je głównie do obróbki
małych powierzchni, przy dużej względnej wydajności.

W procesie obróbki elektroerozyjnej występuje tzw. błąd odzworowania. Błąd

ten wynika zarówno z samego procesu, jak i z mechanizmów obrabiarki. Błąd
wynikający z procesu elektroerozji powodowany jest zużyciem elektrody roboczej.
Zużycie to wyrażą się tzw. zużyciem względnym według zależności

%

100

m

e

v

V

V

m



(11.9)

gdzie: V

e

- objętość zużytej elektrody, V

m

- objętość wyerodowanego materiału.

Zużycie względne elektrod roboczych wynosi od kilku dziesiątych procenta do

kilkunastu procent.

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

133

1

2

Rys.11.9. Elektroda robocza do dwustopniowego drążenia otworu przelotowego:

1-stopień do obróbki zgrubnej, 2-stopień do obróbki wykańczającej

D

C

A

B

D

A

C B

C

B

D

A

C

k

B

k

I

II

a)

b)

c)

Rys.11.10. Rodzaje elektrod roboczych do drążenia wgłębienia stożkowego

Narzędzia robocze wykonuje się najczęściej obróbką skrawaniem lub odlewa-

niem, kuciem i prasowaniem. Erody o dużych rozmiarach wykonuje się z żywic
epoksydowych zmieszanych z proszkiem aluminiowym i pokrytych galwanicznie
miedzią.

Elektrody robocze do drążenia otworów przelotowych wykonywane są bardzo

często jako dwustopniowe (rys.11.9). Pierwszy stopień służy do zgrubnego
wykonywania otworu, zaś zadaniem drugiego stopnia jest nadanie mu ostatecznych
wymiarów i chropowatości powierzchni.

Na rysunku 11.10 przedstawiono różne rodzaje erod. Erody do kształtowania

otworów nieprzelotowych, ze względu na ich zużywanie się w procesie drążenia,
mogą być wykonywane jako:



komplety z kolejno po sobie pracujących erod I, II, o korygowanych kształtach
(rys.11.10a),



erody kompensowane, z przewidzianym naddatkiem na ich zużycie (rys.11.10b),



erody bezodpadowe, które zużywają się całkowicie po wykonaniu otworu
(rys.11.10c).

11.2. WYCINANIE ELEKTROEROZYJNE

W ostatnich latach rozwinęła się technologia wycinania elektroerozyjnego,

w której elektrodą roboczą jest drut o średnicy 0,05-0,3 mm (rys.11.11).

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

134

Y

X

s d

"W"

W

_

_

+

2

1

3

4

Rys.11.11. Schemat wycinania elektroerozyjnego: 1-przedmiot obrabiany, 2-stół roboczy

przemieszczający się w płaszczyźnie XY, 3-doprowadzenie prądu do drutu - erody,

4-zespół rolek do przewijania drutu, s-grubość szczeliny cięcia, d-średnica drutu

Drut jest równocześnie przewijany i przemieszczany wzdłuż złożonej trajektorii

w płaszczyźnie XY względem przedmiotu obrabianego. Wydajność wycinania jest
dość duża i wynosi od 25 do 300 mm

2

/min z dokładnością obróbki ±20



m. Proces

z reguły realizowany jest w wodzie zdejonizowanej jako dielektryku, co jest korzystne
z uwagi na ochronę środowiska naturalnego. Stosowany na elektrody drut, zazwyczaj
mosiężny, nie wymaga kosztownej obróbki, jak elektrody w drążeniu elektro-
erozyjnym. Pozwala to na wykonywanie matryc i stempli wykrojników o najbardziej
skomplikowanych kształtach.

11.3. PRZYGOTOWANIE DRĄŻARKI DO PRACY

11.3.1. Główne podzespoły drążarki elektroerozyjnej

Drążarka elektroerozyjna EDEA-25, na której realizowane będzie ćwiczenie

laboratoryjne składa się z czterech wolnostojących obok siebie podzespołów
(rys.11.12). Są to: elektrodrążarka EDEA-25, układ zasilania cieczą dielektryczną
oraz tranzystorowy generator impulsów elektrycznych GETB-63 i szafa sterownicza
SESA.

Szafa sterująca drążarki służy do sterowania cyklem obróbki i opuszczaniem

wanny oraz dostarczaniem dielektryka do strefy roboczej.

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

135

Układ zasilania cieczą dielektryczną składa się ze zbiornika, pompy, zespołu

filtrów i chłodnicy. Dielektryk może być dostarczony bezpośrednio do wanny, a także
tłoczony lub zasysany przez przedmiot obrabiany lub erodę. Przed rozpoczęciem
drążenia, wanna opuszczona poniżej stołu roboczego podnosi się automatycznie do
góry, a następnie napełnia dielektrykiem, który przykrywa całkowicie przedmiot
obrabiany.

8

9

5

4

3

6

7

1

2

Rys.11.12. Schemat elektrodrążarki EDEA-25: 1-korpus, 2-pokrętło posuwu wzdłużnego stołu,

3-pokrętło przesuwu poprzecznego stołu, 4-wanna robocza, 5-płyta narzędziowa,

6-głowica, 7-prowadzenie głowicy, 8-tranzystorowy generator impulsów,

9-szafa sterownicza [11.1]

11.3.2. Mocowanie materiału obrabianego i erody

Materiał obrabiany mocuje się za pomocą ustalaczy i uchwytów wchodzących

w rowki teowe stołu roboczego drążarki. Krzyżowy napęd stołu roboczego umożliwia
precyzyjne ustawienie obrabianego przedmiotu w stosunku do erody.

Erody mocowane są do płyty narzędziowej głowicy za pomocą śrub i ustalaczy

wchodzących w rowki teowe płyty.

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

136

11.3.3. Dobór parametrów obróbki

Nastaw elektrycznych i czasowych obróbki dokonuje się na tablicy sterującej

generatorem impulsów elektrycznych. Drążarka elektroerozyjna EDEA-25
wyposażona jest w zespół dwóch generatorów: niezależnego (maszynowego) -
służącego do obróbki zgrubnej i generatora zależnego (zasobnikowego) - stosowanego
do obróbki wykańczającej.

11.4. DRĄŻENIE ELEKTROEROZYJNE WGŁĘBIEŃ I OTWORÓW

Obróbka wgłębień i otworów wykonywana będzie w próbkach ze stali 55 lub

węglików spiekanych G20. Jako metodę obróbki przyjęto obróbkę elektroimpulsową
z wykorzystaniem generatora niezależnego (maszynowego). Przed obróbką należy
dokonać pomiaru masy próbek.

W wyniku postępującej erozji elektrycznej podczas kolejnych wyładowań,

w miarę dosuwania elektrody, następuje kształtowanie obrabianego przedmiotu.
Równolegle z ubytkiem materiału na przedmiocie obrabianym następuje erozja
elektrody narzędziowej, a więc jej zużycie, co powoduje zmianę jej pierwotnego
kształtu (rys.11.13).

Rys.11.13. Schemat przebiegu drążenia i zużycia elektrody roboczej:

s-szczelina, s

c

-szczelina czołowa [11.4]

Przed przystąpieniem do drążenia należy nastawić odpowiednie parametry

prądowe i czasowe oraz wyzerować czujnik mierzący głębokość drążenia. Podczas
drążenia odczytuje się głębokość drążenia w określonych przedziałach czasu obróbki.
Po zakończeniu drążenia należy dokonać pomiarów masy próbek oraz średnicy
wydrążonych otworów.

Zebrane dane z pomiarów należy wprowadzić do tabeli wyników pomiarów, na-

stępnie sporządzić wykresy zależności głębokości drążenia L od czasu obróbki t: L = f(t).

11.5. DRĄŻENIE ELEKTROISKROWE POWIERZCHNI PŁASKIEJ

Po obróbce elektroimpulsowej obrobiona powierzchnia ma zazwyczaj zbyt

dużą chropowatość. Aby ją zmniejszyć można przeprowadzić np. obróbkę

eroda

materiał

obrabiany

d

D

s

s

c

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

137

wykańczającą powierzchniową. Zazwyczaj jednak poprawa jakości powierzchni
realizowana jest na tej samej elektrodrążarce, poprzez zastosowanie innego typu
generatora wyładowań elektrycznych. W tym celu stosuje się generatory
umożliwiające wytwarzanie w bardzo krótkim czasie wyładowań o małej energii.
Najczęściej korzysta się z generatora zależnego (zasobnikowego).

W ćwiczeniu stosowane będą próbki okrągłe o średnicy około 30 mm ze stali

55, stali austenitycznej 1H18N9T lub z węglików spiekanych. Po przeprowadzonej
obróbce elektroiskrowej powierzchni czołowej (płaskiej) próbki, należy dokonać
pomiaru chropowatości powierzchni.

Tabela 11.1. Wyniki pomiarów głębokości drążenia elektroerozyjnego

Głębokość drążenia L [mm]

t [min]

I [A]

1

2

3

24

32

64

2,0

1,0

1,5

0,5

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

L

[mm]

t [min]

I=24 A

2,0

1,0

1,5

0,5

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

L

[mm]

t [min]

I=32 A

2,0

1,0

1,5

0,5

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

L

[mm]

t [min]

I=64 A

Rys.11.14. Wykresy do

sporządzenia za zajęciach

laboratoryjnych

Ć

Ć

W

W

I

I

C

C

Z

Z

E

E

N

N

I

I

E

E

7

7

:

:

M

M

O

O

Ż

Ż

L

L

I

I

W

W

O

O

Ś

Ś

C

C

I

I

K

K

S

S

Z

Z

T

T

A

A

Ł

Ł

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

P

P

O

O

W

W

I

I

E

E

R

R

Z

Z

C

C

H

H

N

N

I

I

D

D

R

R

Ą

Ą

Ż

Ż

E

E

N

N

I

I

E

E

M

M

E

E

L

L

E

E

K

K

T

T

R

R

O

O

E

E

R

R

O

O

Z

Z

Y

Y

J

J

N

N

Y

Y

M

M

138

11.6. PRZEBIEG ĆWICZENIA

1. Prezentacja komputerowa procesu drążenia i wycinania elektroerozyjnego oraz

narzędzi – erod.

2. Przedstawienie .przykładów zastosowania drążenia i wycinania elektroerozyjnego.
3. Przygotowanie drążarki elektroerozyjnej do pracy:

a) zamocowanie materiału obrabianego,
b) zamocowanie erody do płyty narzędziowej w głowicy,
c) wypełnienie wanny cieczą dielektryczną,
d) wybór metody drążenia.

4. Drążenie elektroimpulsowe wgłębień i otworów:

a) nastawienie parametrów elektrycznych i czasowych obróbki,
b) pomiar masy próbek przed obróbką,
c) odczytywanie głębokości drążenia i pomiar średnicy wydrążonego otworu,
d) wypełnienie tabeli 11.1 wyników pomiarów głębokości drążenia,
e) wykonanie wykresu L = f(t),
f) obliczenie objętościowej wydajności drążenia i prędkości drążenia.

5. Drążenie elektroiskrowe powierzchni płaskiej:

a) porównanie chropowatości powierzchni po drążeniu elektroimpulsowym

i elektroiskrowym,

b) pomiar chropowatości powierzchni po drążeniu elektroiskrowym.

6. Uwagi i wnioski.
7. Kartkówka.

11.7. LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA

[11.1]

ALBIŃSKI K., MIERNIKIEWICZ A., RUSZAJ A., ZIMNY J.: Laboratorium obróbki
erozyjnej. PWN, Warszawa, 1980.

[11.2]

OCZOŚ K., Kształtowanie materiałów skoncentrowanymi strumieniami energii. Wydawnictwo
Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1988.

[11.3]

BANASIAK H., GOŁĄBCZAK A.: Obróbka skrawaniem, ścierna i erozyjna. Wydawnictwo
Politechniki Łódzkiej, Łódź 1996.

[11.4]

DĄBROWSKI L., MARCINIAK M., NOWICKI B.: Obróbka skrawaniem, ścierna i erozyjna.
Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1997.

[11.5]

RUSZAJ A.: Niekonwencjonalne metody wytwarzania elementów maszyn i narzędzi.
Wydawnictwo IOS, Kraków 1999.

[11.6]

KÖNIG W., KLOCKE F.: Fertigungsverfahren Abtragen und Generiren, VDI - Springer –
Verlag, Berlin Heidelberg New York, 1997