POLITECHNIKA KRAKOWSKA Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji ZAKŁAD TECHNOLOGII I MODELOWANIA PROCESÓW OBRÓBKI

Imię i nazwisko 12 M5 2011/2012

LABORATORIUM

TECHNOLOGII OBRÓBKI

Ćwiczenie odpracowano		Ćwiczenie zaliczono
Prowadzący		Prowadzący		Ocena
Podpis		Podpis
Data	22.03.2012	Data

Ćwiczenie nr E1

OBRÓBKA ELEKTROEROZYJNA

I. Cel ćwiczenia

Zapoznanie studentów z właściwościami obróbki elektroerozyjnej, celem i zakresem jej stosowania oraz z właściwościami przedmiotów wykonanych technologią elektroerozyjną. Pokazanie i omówienie przykładów stosowania EDM. Zapoznanie studentów z budową drążarki elektroerozyjnej, zasadą działania jej zespołów, ich funkcjami i ich użytkowaniem. Zapoznanie studentów z oprogramowaniem CAD/CAM, służącym do programowania trajektorii cięcia. Pokazanie na przykładach przedmiotów wykonanych obróbką EDM. Omówienie istoty projektowania procesu technologicznego EDM. Wyznaczenie wartości podstawowych wskaźników technologicznych EDM.

II. Wymagane wiadomości

1. Zasada EDM (Electrical Discharge Machining), warunki EDM, pokaz obróbki i obserwacja pod mikroskopem skutków obróbki elektroerozyjnej i produktów erozji, podstawowe wskaźniki technologiczne EDM.

2. Drążarka elektroerozyjna drutowa, jej główne zespoły i ich funkcje.

3. Zakres zastosowania EDM i przykłady części wykonanych elektroerozyjnie.

4. Sposób wyznaczenia wartości podstawowych wskaźników technologicznych.

III. Opis stanowiska laboratoryjnego

Drążarka elektroerozyjna drutowa, materiał obrabiany wg wskazań prowadzącego ćwiczenia, waga laboratoryjna, mikroskop z podświetleniem bocznym.

IV. Przebieg ćwiczenia

Podczas ćwiczenia omawia się warunki obróbki EDM, budowę drążarki elektroerozyjnej drutowej, przeprowadza się demonstrację przebiegu EDM, obserwację skutków EDM, (kraterów erozyjnych i produktów erozji pod mikroskopem), oraz wyznacza się wartości następujących podstawowych wskaźników technologicznych obróbki elektroerozyjnej:

• objętościowa wydajność drążenia elektroerozyjnego

,

gdzie:

VW	wydajność drążenia - przedmiotu obrabianego (W)	[mm^3/min]
mWp	masa przedmiotu przed obróbką,	[g]
mWk	masa przedmiotu po obróbce,	[g]
ρW	gęstość materiału przedmiotu obrabianego	[g/mm^3]
	czas obróbki.	[min]

Zadanie laboratoryjne 1. Wykorzystując tablicę technologiczną dla obrabiarki wytypowanej do ćwiczeń i informację podaną przez prowadzącego ćwiczenie, zapisać właściwości materiału - przedmiotu obrabianego. Zapisać dane obrabiarki i generatora wytypowanych do przeprowadzenia doświadczenia. Dobrać warunki obróbki.

Tabela 1

materiał obrabiany Stal nierdzewna	ρW = 7,86 g/cm^3
ciecz dielektryczna woda demineralizowana	IR = 56 A
Impuls T 10[µs]	Przerwa t 250 [µs]

Obrabiarka BP.95D

Zadanie laboratoryjne 2. Wyniki obróbki elektroerozyjnej zapisać w tabeli 2.

Tabela 2

L.p;	mWp [g]	mWk [g]	t [min]	VW [mm^3/min]
1	31,4	30,98	24,38	2,197

V. Zadania do wykonania

1. Opisać zakres stosowania EDM, sposób i cel wyznaczania wskaźników technologicznych EDM, a także uwagi własne o przeprowadzonym ćwiczeniu.

2. Naszkicować schematycznie proces przecinania elektroerozyjnego.

Ad 1) Obróbka Elektroerozyjna - metoda obróbki metali oparta głównie na wyzyskaniu erozji elektrycznej, towarzyszącej wyładowaniom elektrycznym.

Wykorzystywana jest głównie przy obróbce specjalizowanych części maszyn i innych materiałów trudnoskrawalnych, bowiem metoda ta pozwala na uzyskanie skomplikowanych kształtów, trudnych lub niemożliwych do wykonania obróbką skrawaniem. Do elektroerozyjnej obróbki zalicza się obróbkę elektroiskrową, anodowo-mechaniczną i elektro - kontaktową. Obróbkę tę przeprowadza się na drążarkach, piłach lub szlifierkach anodowo-mechanicznych itp. Stosowana do obróbki węglików spiekanych oraz kształtowania i regeneracji narzędzi do obróbki plastycznej np. matryc kuźniczych.

W obróbce typu EDM materiał obrabianego przedmiotu usuwany jest w wyniku erozji elektrycznej zachodzącej podczas wyładowania iskrowego między elektrodą roboczą, a przedmiotem obrabianym zanurzonym w dielektryku płynnym (najczęściej nafta lub woda dejonizowana).

Wskutek przyłożenia napięcia w szczelinie pomiędzy elektrodą roboczą a przedmiotem obrabianym, tworzy się niejednorodne, zmienne w czasie pole elektryczne. W miejscach, gdzie natężenie pola elektrycznego ma największą wartość, następuje koncentracja zanieczyszczeń w dielektryku. Przy dostatecznym natężeniu pola elektrycznego następuje przebicie. Cząsteczki dielektryka ulegają lawinowo tzw. jonizacji udarowej i tworzy się wąski kanał plazmowy. Wokół tego kanału powstaje pęcherz gazowy. Elektrony emitowane przez elektrodę roboczą uderzając w powierzchnię przedmiotu obrabianego powodują wydzielanie się ciepła, lokalny wzrost temperatury oraz stopienie i intensywne parowanie materiału. Cały proces ma charakter wybuchowy i towarzyszy mu wyrzucenie strumienia ciekłego metalu do dielektryka. Po zakończeniu wyładowania pęcherz gazowy zamyka się implozyjnie, ułatwiając usuwanie produktów obróbki.

Obróbkę elektroerozyjną stosuje się przede wszystkim do obróbki materiałów trudnoskrawalnych (węgliki spiekane, stale narzędziowe, polikrystaliczny diament). EDM używany jest do wykonywania takich elementów jak:

• stemple

• matryce

• formy wtryskowe

• formy odlewnicze

• w energetyce jądrowej do obróbki prętów paliwowych

• w lotnictwie do obróbki łopatek turbin i sprężarek

ad 2)

VI. Literatura

1. Albiński K., Miernikiewicz A., Ruszaj A., Zimny J.: Laboratorium obróbki erozyjnej. PWN, Warszawa 1980.

2. Miernikiewicz A.: Doświadczalno teoretyczne podstawy obr*bki elektroerozyjnej (EDM). Politechnika Krakowska, Seria Mechanika, Monografia 274, Krak*w 2000.

3. Miernikiewicz A.: Instrukcje do ćwiczenia Obróbka Elektroerozyjna.

4. Notatki z wykładów.: Obróbka Erozyjna, Obróbka Skrawaniem i Erozyjna, Technologia Elektroerozyjna, Technologie Strumieniowe i Erozyjne.

5. Siwczyk M.: Obróbka elektroerozyjna. WNT, Warszawa 1981.

---