Jak działa elektrodrążarka ?

Dyskusje na temat maszyn do obróbki erozyjnej

Autor tematu
kszumek
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 1
Posty: 383
Rejestracja: 04 kwie 2006, 18:08
Lokalizacja: Białystok

Jak działa elektrodrążarka ?

#1

Post napisał: kszumek » 30 sty 2007, 22:51

Witam
szukałem troche w googlach i poza aukcjami
niewiele znalazłem pod hasłem elektrodrążarka
a ciekawi mnie bardzo zasada działania takiej maszynki
(samego procesu wypalania jeśli tak to można nazwać )
pozdr



Tagi:

Awatar użytkownika

skoti
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 1
Posty: 1743
Rejestracja: 28 gru 2004, 23:56
Lokalizacja: Rybnik

#2

Post napisał: skoti » 30 sty 2007, 23:19


Awatar użytkownika

Piotrjub
Moderator
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 2
Posty: 1495
Rejestracja: 11 kwie 2005, 13:00
Lokalizacja: Gdansk

#3

Post napisał: Piotrjub » 30 sty 2007, 23:20

W obróbce tej głównym czynnikiem powodującym ubytek materiału jest wyładowanie elektryczne pomiędzy narzędziem a materiałem obrabianym. Jest to jest jedna z niewielu obróbek, którą można obrabiać materiały super twarde ( np. stale hartowane, żarowytrzymałe, węgliki spiekane a nawet ceramikę techniczną. Uzyskiwane dokładności są rzędu kilku mikrometrów przy bardzo dużej gładkości powierzchni, nawet dla bardzo skomplikowanych kształtów ( wykrojniki, matryce, formy wtryskowe, tłoczniki itp.).

W obróbce elektroerozyjnej usuwanie materiału z części obrabianej następuje w wyniku erozji elektrycznej zachodzącej w czasie wyładowań elektrycznych pomiędzy elektrodami zanurzonymi w dielektryku. Jedną z elektrod jest materiał obrabiany (PO), a drugą - eroda, nazywana też elektrodą roboczą (ER). Obróbce elektroerozyjnej podlegają praktycznie wszystkie materiały przewodzące prąd elektryczny tj. wszystkie metale i ich stopy oraz duża grupa materiałów niemetalowych i kompozytowych z ceramicznymi włącznie.
Najprościej rzecz ujmując by zjawisko mogło mieć miejsce spełnione muszą być następujące warunki:
· -elektroda i przedmiot obrabiany wykonane są z materiałów przewodzących prąd.
· -elektroda musi być oddzielona od materiału dielektrykiem (woda dejonizowana, nafta kosmetyczna, olej transformatorowy) czyli materiałem o bardzo niskiej przewodności.
· -napięcie wytworzone w szczelinie pomiędzy materiałem a elektrodą musi być na tyle wysokie by wywołać miejscowe przebicie dielektryka i wytworzyć w nim kanał przewodzący prąd.
Obecnie można wyróżnić dwie główne odmiany obróbki elektroerozyjnej, a mianowicie:
· drążenie nazywane w skrócie EDM (Electrical Discharge Machining), gdzie elektroda odwzorowuje swój kształt (powiększony o wartość tzw. szczeliny elektroerozyjnej) w materiale wykonując ruch pionowy - w przypadkach prostych, lub ruch złożony (łącznie z obrotem elektrody) - w przypadkach elektrodrążarek nowszej generacji.
· wycinanie drutem nazywane WEDM (Wire Electrical Discharge Machining), gdzie elektrodą jest drut przewijany pomiędzy górną a dolną głowicą.
Jako materiał na elektrody w przypadku drążarek wgłębnych stosuje się najczęściej:
· - miedź, która posiada bardzo dobrą przewodność cieplną i elektryczną
· - grafit, posiadający dobrą przewodność cieplną i bardzo dobrą elektryczną
· - miedziowolfram, charakteryzujący się dużo większą od miedzi odpornością na zużycie w procesach erozyjnych
Jako materiał na drut do wycinarek elektroerozyjnych stosowany jest:
· -mosiądz, lub mosiądz modyfikowany najczęściej cynkiem
· -nowością są druty miedziane z rdzeniem stalowym
Wybór materiału na elektrodę nie jest prosty gdyż uwarunkowany jest z jednej strony tolerancją danej maszyny na dany rodzaj materiału, z drugiej strony możliwością odwzorowania zadanego kształtu w danym gatunku materiału na elektrodę.

Drążarki drutowe
Służą do wycinania metodą elektroiskrową detali o zaprogramowanych kształtach w dowolnym materiale (miedź, aluminium, stal, spieki) przewodzących prąd elektryczny przy pomocy cienkiego drutu 0,25 mm .
Wykorzystywane są głównie do wykonywania wykrojników, elementów form, narzędzi.
Przystosowane są do pracy z komputerem i programem rysunkowym z rodziny Cad
Niezależnie lokalna klawiatura pozwala na wprowadzenie danych przygotowanych przez operatora zgodnie z wewnętrznym systemem programowania kształtów.
W czasie obróbki metalu metodą erozji iskrowej drutu posuwających się po wyznaczonym torze wycina otwory w płytkach o grubości do 400mm.
Problem korekty grubości drutu (szczelina robocza) rozwiązuje funkcja pomniejszenia /powiększenia utworzonego kształtu tzw. Offset.


Drążarka wgłębna
Służy do obróbki elektroiskrowej wszystkich rodzajów stali, żeliwa, spieków, aluminium -materiałów przewodzących prąd elektryczny.
Wykorzystywane są głównie przy wykonywaniu narzędzi -form wtryskowych, wykrojników, narzędzi ze stali wysokogatunkowych oraz przy obróbce spieków i elementów poddanych wcześniejszej termicznej i chemicznej obróbce.
Umiejętne wykorzystanie tych możliwości, prowadzi do uproszczenia elektrod i obniżenia materiałochłonności.
Pozwala na poprawę warunków pracy, skrócenie czasu obróbki i wykonanie otworów o kształtach trudnych do osiągnięcia na drążkach standardowych.


Obróbka erozyjna

Wraz z rozwojem techniki rosną wymagania dotyczące kształtów, dokładności wymiarowej oraz chropowatości powierzchni elementów urządzeń technicznych. Ponadto coraz częściej są stosowane materiały o korzystnych własnościach konstrukcyjnych (np. stopy tytanu), lecz o złej skrawalności. W związku z tym w ostatnim trzydziestoleciu opracowano i wdrożono do praktyki przemysłowej wiele metod obróbki materiałów trudno skrawalnych. Metody te - nazywane ogólnie obróbką erozyjną - charakteryzują się tym, że usuwanie zbędnych warstw materiału następuje na skutek erozji-ubywania drobnych jego cząstek, niedostrzegalnych okiem nie uzbrojonym
Obróbka elektroerozyjna - obróbka erozyjna, w której wykorzystuje się zjawisko erozji elektrycznej, tj. powstawania uszkodzenia materiału pod wpływem wyładowań elektrycznych; wyładowania te występują w płynach roboczych (dielektryk ciekły lub gazowy) między dwiema elektrodami: jedną elektrodę stanowi przedmiot obrabiany a drugą jest elektroda robocza.


Obróbka elektroiskrowa - obróbka elektroerozyjna metali polegająca na wykorzystaniu jako źródła erozji niestacjonarnych wyładowań elektrycznych (napięcie i natężenie prądu mają wartości zmienne lub przemienne) zachodzących między przedmiotem obrabianym i erodą (stanowiącymi elektrody), zanurzonymi w ciekłym dielektryku. Obróbka elektroimpulsowa - obróbka elektroerozyjna metali polegająca na wykorzystaniu źródła erozji stacjonarnych wyładowań elektrycznych (napięcie i natężenie prądu mają wartości zmienne lub przemienne) zachodzących między przedmiotem obrabianym i erodą (stanowiącymi elektrody).Drążarka elektroiskrowa - obrabiarka elektroerozyjna do obróbki otworów i wgłębień metodą elektoiskrową Znajduje zastosowanie przy wyrobie i regeneracji matryc, wykrojników, ciągadeł i kokil.


6. Obrabiarki elektroerozyjne EDM

Najczęściej stosowane są tzw. drążarki przeznaczone głównie do drążenia wgłębień i otworów zarówno obrotowych, jak i nieobrotowych. Po odpowiednim oprzyrządowaniu lub zwiększonych możliwościach przez układy sterowania NC, CNC itp., drążarki mogą być wykorzystywane do wykonywania np. otworów krzywoliniowych, przecinania, szlifowania, grawerowania itp. Przykłady schematów różnych operacji obróbczych realizowanych na obrabiarkach EDM-CNC pokazane są na rys.14. Zwrócić należy uwagę, że w przypadku EDM-CNC, szereg skomplikowanych kształtów można uzyskać stosunkowo prostymi elektrodami. Jednocześnie podczas sterowania uwzględnia się stopień zużycia ER i ewentualne zmiany jej kształtu w wyniku nierównomiernego zużycia, co pozwala uzyskiwać duże dokładności geometryczne. Znane są obrabiarki elektroerozyjne specjalizowane, przystosowane do obróbki określonych części, czy wykonywania określonych prac, jak np. szlifierki do profilowania tarcz metalowych, drążarki do kształtowych wycięć w obejmach kierownic turbin parowych, wycinarki drutowe itp.

7. Zastosowanie obróbki elektroerozyjnej

Obróbka elektroerozyjna znalazła szerokie zastosowanie w przemyśle przy obróbce części maszyn wykonywanych z materiałów trudno skrawalnych i o złożonych kształtach geometrycznych. Ekonomicznie uzasadnione jest również zastosowanie tej metody obróbki do wytwarzania części maszyn z materiałów łatwo skrawalnych, ale o bardzo skomplikowanej geometrii i z tego powodu trudnych i pracochłonnych do wykonania metodami konwencjonalnymi. Główne zastosowanie znalazła w przemyśle maszynowym do wytwarzania wszelkiego rodzaju narzędzi specjalnych i oprzyrządowania technologicznego, jak: matryce kuźnicze, formy wtryskowe, kokile i formy odlewnicze, wykrojniki i stemple, oczka ciągarskie, narzędzia z węglików spiekanych i polikrystalicznego diamentu (PKD), przyrządy obróbkowe itp. Stosowana bywa do wykonywania bardzo małych otworów, np. w rozpylaczach silników wysokoprężnych, w tłoczkach sterujących hydrauliki siłowej, do obróbki i cięcia prętów paliwowych w energetyce jądrowej. Szeroko stosowana jest w przemyśle lotniczym i rakietowym do obróbki części ze stopów żarowytrzymałych, jak: łopatki turbin i sprężarek, kanały w dyskach turbin odśrodkowych, przecinanie obejm kierowniczych i drążenie otworów kształtowych pod łopatki kierownicze, drążenie kanałów łopatkowych w wirnikach turbopomp itp.
Również duże zastosowanie EDM znalazła w przemyśle energetycznym, do wytwarzania części z materiałów trudno skrawalnych. Na rys.15 pokazano przykładowe schematy i możliwości obróbki wybranych części.

1. Zasada obróbki

Wycinanie elektroerozyjne (WEDM - Wire Electrical Discharge Machining) jest odmianą obróbki elektroerozyjnej (EDM), w której elektrodą jest cienki drut o średnicy 0,02 - 0,5 mm z mosiądzu, miedzi, wolframu, molibdenu lub drut z pokryciem, np. mosiądz ocynkowany. Przedmiot obrabiany mocowany jest na stole, który najczęściej jest przemieszczany w kierunkach wzajemnie prostopadłych przez układy napędowe sterowane numerycznie (rys.1a). Bywają stosowane układy z nieruchomym przedmiotem a sterowanymi prowadnikami drutu (rys.1b) , (rys.1c). Ze względu na zużycie erozyjne drut jest przewijany ze szpuli do pojemnika lub ze szpuli na szpulę z prędkościami 0,5 - 20 m/min. W celu zapewnienia wysokiej dokładności pozycjonowania drutu względem przedmiotu obrabianego stosowane są specjalne oczkowe prowadniki drutu oraz stały naciąg drutu z siłą 5 - 20 N. Nadając przedmiotowi i elektrodzie (drutowi) złożone ruchy względne (postępowe i kątowe) możliwe jest wycinanie bardzo skomplikowanych kształtów (rys.2). Wycinać możemy kształty o powierzchniach prostopadłych do powierzchni stołu (rys.2a) jak i pochyłych (rys.2b) oraz bardziej złożonych pod warunkiem, że są to powierzchnie prostokreślne (rys.2c).
Do podstawowych cech WEDM należą:
- uniwersalność elektrody, a więc wyeliminowanie konieczności wykonania elektrod o złożonych kształtach,
- eliminacja konieczności uwzględniania zużycia elektrody roboczej przy projektowaniu procesu obróbki,
- możliwość wykonywania skomplikowanych kształtów i o bardzo małych wymiarach,
- wysoka elastyczność produkcyjna obrabiarki, - wysoki stopień automatyzacji z zastosowaniem sterowania numerycznego,
- eliminacja niebezpieczeństwa pożaru oraz poprawa warunków BHP, ze względu na stosowanie (najczęściej) jako dielektryka - wody,
- możliwość wykonywania części o profilu ekwidystanty przy zastosowaniu jednego programu dla układu NC, np. matryc, wykrojników, stempli, prowadników itp.,
- wysoka dokładność obróbki (od 0,02 do 0,001 mm),
- konieczność zastosowań małych energii wyładowań (poniżej 5 mJ), uwarunkowanych małą średnicą drutu (dla uniknięcia zerwania) powoduje, że uzyskiwana jest wysoka gładkość ( Ra = 2,5 - 0,5 mikrometra), a zmiany w warstwie wierzchniej są nieznaczne (np. dla stali NCl0 po cięciu zgrubnym grubość warstwy zmienionej jest mniejsza od 0,02 mm).

2. Parametry i wkaźniki użytkowe WEDM

We współczesnych obrabiarkach WEDM parametry zadajemy, dobierając odpowiednie tablice technologiczne (tabl.1) zawarte w pamięci obrabiarki.
W tablicach tych znajdują się informacje, które umożliwiają otrzymanie żądanego kształtu z określoną dokładnością i chropowatością powierzchni.
Znajdują się tam informacje dotyczące impulsów roboczych (rys.3), a więc:
- charakteru impulsów. Określa to tzw. kod rodzaju pracy (M w tabl.1).
Na rys.3a przedstawiono impulsy o stałej częstotliwości (x + y = const), a na rys.3b impulsy o stałej energii wyładowania. Ponadto, przedstawiono na rys.3a przykład impulsów roboczych (ir), impulsów pustych (ip - brak prądu roboczego ) i impulsów zwarcia (iz),
- polaryzacji (biegunowość elektryczna elektrody) i napięcia w impulsie (V w tabl.1),
- natężenia prądu roboczego w impulsie (IAL),
- czasu impulsu roboczego (A),
- czasu przerwy między impulsami (B),
- czasu impulsu wstępnego (TAC).

Awatar użytkownika

MAAK
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 4
Posty: 409
Rejestracja: 10 wrz 2004, 09:40
Lokalizacja: Kielce

#4

Post napisał: MAAK » 31 sty 2007, 17:42

A ma ktoś opis takiego generatora prądu do wypalania w miarą nowoczesnego ?
Swego czasu znalazłem taki schemat ale za stare elektronika była
Jaki powinien być prąd do wypalania odpowiednich materiałów, pewnie musi być regulacja prądu ale w jakich zakresach?
Może dało by się zrobić coś takiego z małej spawareczki?

Awatar użytkownika

x
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Posty w temacie: 1
Posty: 243
Rejestracja: 29 mar 2006, 23:24
Lokalizacja: Laski, gm. Izabelin

#5

Post napisał: x » 31 sty 2007, 21:27

Niedawno zrobiłem małe rozpoznanie n.t. elektrodrążenia (najlepiej wpisywać w szukajkę EDM, albo WEDM - jeśli kogoś interesuje "drutowanie" - zresztą najciekawszy adres po naszemu jaki znalazłem już podał Skoti). Załączam ciekawy dokument - opisują układ RC. Wygląda to całkiem prosto. Ale oprócz ustawienia odpowiedniego prądu drążenia, częstotliwości, czasu narastania, trzeba jeszcze dorobić elektronikę sterującą - układ który będzie utrzymywać elektrodę "na iskrze", na granicy zwarcia, co jakiś czas wycofa elektrodę żeby trochę przepłukać drążone miejsce, itd.

Część mechaniczna wydaje się prostsza - np. dla moich potrzeb wystarczy sterowanie jedną osią. Ale przy drążeniu z większą dokładnością - jak czytałem - szczelina może mieć około 3 mikrometrów, więc trzeba zapewnić taką dokładność. I bardzo duża powtarzalność, elektroda po każdym nawrocie musi trafić w ten sam punkt.
Załączniki
mwkcirp97.pdf
(87.22 KiB) Pobrany 3484 razy


MarK
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Posty w temacie: 2
Posty: 108
Rejestracja: 28 sty 2006, 08:32
Lokalizacja: Lublin

#6

Post napisał: MarK » 31 sty 2007, 22:48

Dla zainteresowanych, schemat prostego generatora edm, który znalazłem kiedyś w internecie. Niestety nie pamiętam już adresu. Co ważne, na stronie tej była dyskusja, że układ ten nie jest najbezpieczniejszy dla amatorów, ze względu na wysokie napięcie. Poza tym schemat jest, jak dla mnie, mało czytelny - trzeba się w niego trochę "wgryźć" :wink: wtedy idea staje się zrozumiała :razz:
Załączniki
edm-power.pdf
(25.27 KiB) Pobrany 3671 razy


pltmaxnc
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 1
Posty: 1345
Rejestracja: 13 sie 2004, 13:58
Lokalizacja: warszawa

#7

Post napisał: pltmaxnc » 31 sty 2007, 22:54

Niestety nie pamiętam już adresu
Tu jest adres http://cscott.net/Projects/FabClass/final/edesign1.html

Awatar użytkownika

MAAK
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 4
Posty: 409
Rejestracja: 10 wrz 2004, 09:40
Lokalizacja: Kielce

#8

Post napisał: MAAK » 01 lut 2007, 08:48

No niestety jak dla mnie za bardzo skomplikowane żeby samemu to zrobić, zwłaszcza transformator i odpowiednie cewki
A można kupić taki generator RC?
Może ktoś u nas w kraju to produkuje?

Awatar użytkownika

kwarc
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 6
Posty: 1058
Rejestracja: 06 sty 2007, 18:13
Lokalizacja: Mgławica Andromedy

#9

Post napisał: kwarc » 01 lut 2007, 11:54

witam panowie. ciekawy schemat generatora do wglebnej.tylko czy to dziala a jesli to jakie ma pozostale parametry oprucz max. pradu.a co do konstrukcji to nie jest prosty schemat z pobieznej analizy wynika ze jest on trudny do zrobienia a zwlaszcza zestrojenia[ podatny na spalenie tranzystorow mocy] pozatym to schemat samej koncowki mocy bez okladow dadatkowych [tych naprawde wazniejszych kontrolujacych proces].jesli ktos chce poeksperymentowac z doswiadczenia polecam uklad RC .bedzie dzalac na 100% i jest prosciutki.ma liche parametry ale w warunkach amatorskich napewno cos sie wydrazy.
Kwarc


MarK
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Posty w temacie: 2
Posty: 108
Rejestracja: 28 sty 2006, 08:32
Lokalizacja: Lublin

#10

Post napisał: MarK » 01 lut 2007, 16:20

Ja również polecam eksperymenty z układem RC. Swego czasu wykonałem taki układ. Źródłem napięcia był zasilacz z drukarki (35V, 2A), kondensator od pralki i "rezystor" wykonany ze spirali od grzejnika (opór ok. 33omów). Parametry liche, ale wypaliłem w starym pilniku kawał ładnego otworu :mrgreen:

ODPOWIEDZ Poprzedni tematNastępny temat

Wróć do „Przecinarki drutowe / Elektrodrążarki / EDM”