V06_Abtragende Verfahren EDM Datei Flashcards by Cedric Schmidt

Abtragprinzip der Funkenerosion(EDM)

Thermischer Abtrag als Folge von elektrischen Entladungsvorgängen

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grundvorussetzung für eine erosive bearbeitbarkeit

mindestleitfähigkeit von 1-10S/m

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beispiele für erodierbare werkstoffe

Metalle, HM, elektrisch leitende Kermaiken

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charaktersierende größen funkenerosion(EDM)

maschinenspezifisch: dielektrikum, spülung
generator: ENtladestrom, Impulsform/dauer
werkstück: MAterial, leitfähigkeit, gefüge
umgebung: Hallentemp,
werkzeug: elektrodenmaterial, fläche, material

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prozessgrößen EDM

zündverzögerungszeit, Entladedauer, Entladestrom, ENtladeenergie

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technologische kenngrößen EDM

schnittrate
Rauheut
spaltweite
elektrodenverschleiß

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Funkenerosive Bearbeitung Gliederung/Arten von EDM

-Funkenerosives Senken(SEDM)(Bohren, Planetärerosion, bahnerosion)

-Funkenerosives Schneide(WEDM):(HighSpeed WEDM, Konisches Schneiden

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hauptkomponenten einer senkerosionsanlage

geneartor, regelung, maschine, aggregat
für arbeitsmedium

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bohrerosion beschreibung

rotierende Bewegung einer (meist) runden Elektrode wird mit einer
Einsenkbewegung überlagert. Dadurch sind einfache Geometrien möglich (Durchbrüche und
Kavitäten).

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planetärerosion

einsenkbewegung wird mit räumlicher bewegung überlagert -> fertigung komplexer geometrien mit hoher präzision

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bahnerosion beschreibung

Mit einfachen Elektrodengeometrien werden hiermit komplexe Formen abgebildet. Kinematisch
entspricht diese Verfahrensmodifikation dem Fräsen mit Schaftfräser

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elektrodenwerkstoffe in der senkrerosion

graphit(geringer verschleiß bei hoher entladeenergie und hohe abtragleistung, aber nur durch HSC bearbeitbar)

Kupfer(bessere oberflächenqualitt und geringerer erschleiß beim schlichten, aber hoher elektrodenverschleiß beim schruppen, geringe abtragleistung)

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wie kann man randzonenschädigung durch das schruppen reduzieren

durch die schlichtstufe (geringe entladeenergie)

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drahterosion hauptbestandteile

gestell mit drahtdurchführungen
drahtantrieb und arbeitsbehälter mit befestigungsmöglichkeiten, generator mit regelung

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verfahrensmethoden des drahtfunkenerosiven verfahren (Beispiele)

konventionelle drahterosion
konische drahterosive bearbeitung
schnittraten bei konventionell höher aufgrund besserer spülbedingung

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beschichtete vs unbeschichtete drähte

unbeschichtet: günstig aber geringe schnittrate

beschichtet: schnellschmelzende beschichtung erhöht schnittrate durch verbesserte zündbedingung

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wie wird drahtbruch entgegengesetzt

durch kntinuirliche drahterneuerung

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senkerosion vs drahterosion (Polung)

senkerosion: werkstück kathodisch gepolt
drahterosion: werkstück anodisch gepolt

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spülarten funkenerosives senken

spülen von oben, spülen durch elektrode
spülen durch abhebebewegung

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spülarten funkenerosives schneiden

spülung axial zur drahtablaufrichtung, splung axial zur drahtablaufrichtuung in einem dielektrikumbad

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kohlenwasserstoffdielektrika vs deionisiertes wasser

kohlenwasserstoff:
kleinerer arbeitsspalt, keine korrosion, hautunverträglichkeit, keine deionisierung
senkerosion, drahrerosion

deionisiertes wasser:
bessere spülung, nicht brennbar, korrosion, deionisierung erforderlich, restleitfähigkeit
drahterosion

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phasen einer einzelnen entladung in der funkenerosion

aufbau
entlade
abbau

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Arten des zeitlichen Ablaufs der Entladung und des Spannungs-/Stromverlaufs

Isofrequent: Periodendauer tP ist konstant
Isoenergetisch: Entladedauer te konstant

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pro/con isofrequent

höhere abtragrate
entladeenergie nicht konstant

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min. oberflächenrauheit drahterosion

R_a = 0,04µm

Anforderungen an die Werkzeugelektrode EDM

elektrische Leitfähigekit hoher Schmelzpunkt geringe thrmische Ausdehnung gute Bearbeitbarkeit

was ist bei der Vorschubrate beim SEDM zu beachten

relativer Verschleiß reale Zustellung größer als theoretische Zustellung

Elektrodenwerkstoff bei der Mikrobearbeitung WEDM

Molybdän- und Wolframdrähte

günstigste ubeschichtete Drahtelektrode WEDM

messing

Hauptursache für einen Drahtriss bei Drahterosion

Räumlich und zeitlich konzentrierte Entladungen reduzieren den Drahtquerschnitt. Erhöhte Temperatur im Draht reduziert die Festigkeit -zu hohe thermische Belastung

porduktiveres Verfahren: isofrequenter oder isoenergetischer Abtrag

isofrequent

prozessbezogene Einschränkungen bei Drahterosion

keine Hinterschneidungen Innenkonturen nur mit Startlochbohrung Neigungswinkel bis 45 Grad

Unterscheidung des Arbeitspaltes bei der Drahterosion

frontal lateral

Warum sind Zugeigenspannungen unerwünscht?

Sie begünstigen die Rissausbreitung

Warum ändert sich die Oberflächenqualität bei unterschiedlichen Entladungsenergien (EDM Verfahren)

Volumen der Endkrater durch höhere Entladeenergie --> größere Rauheit

Wie kann ein SEDM Prozess durch Anpassen elektrischer Parameter oder Elektrodengeometrie verkürzt werden?

Einbringen von Spülbohrungen Verwendung einer Hohlelektrode Erhöhung des Tastverhältnis Erhöhung der Entladeenergie

Wie lautet das Abtragprinzip der Funkenerosion?

Thermischer Abtrag als Folge von elektrischen Entladungsvorgängen

Zusätzliche Geometrien durch Planetärerosion

konische Formen Innennuten Aufweitungen

Wie lautet das Abtragprinzip der Funkenerosion

Thermischer Abtrag als Folge von elektrischen Entladungsvorgängen

Welche Aufgabe besitzt das zuvor Dielektrikum bevor der Prozess beginnt?

elektroden elektrisch isolieren

typischerweise werden in der Funkenerosion Kupfer, Wolframkupfer und Graphit eingesetzt. Welchen Prozessbestandteil stellen sie dar?

werkzeugelektrode

zu welcher Verfahrensvariante gehören das Funkenerosive Bohren und die Planetärerosion

Senkerosion/SEDM

Aus welchem Material bestehen die günstigen, unbeschichteten Drahtelektroden?

messing

Wieso können bei der Drahtfunkenerosion pro Entladung keine größeren Entladeenergien verwendet werden?

drahtquerschnitt zu klein

Welche Verfahrensvariante erzeugt bei gleichen Werkstückeigenschaften die größeren Krater

Senkfunkenerosion/SEDM

Bei der Herstellung von Geometrien wie dem in der Übung vorgestellten Tannenbaumprofil ist die Senkfunkenersion trotz der größeren Entladeenergie langsamer. Erklären Sie, weshalb die Drahtfunkenerosion für diese Art von Geometrie schneller ist.

es muss nur das profil abgetragen werden und nicht das ganze volumen

Anforderungen an die Werkzeugelektrode EDM

elektrische Leitfähigekit hoher Schmelzpunkt geringe thrmische Ausdehnung gute Bearbeitbarkeit

Arten des zeitlichen Ablaufs der Entladung und des Spannungs-/Stromverlaufs

Isofrequent: Periodendauer tP ist konstant Isoenergetisch: Entladedauer te konstant

was ist bei der Vorschubrate beim SEDM zu beachten

relativer Verschleiß reale Zustellung größer als theoretische Zustellung

Elektrodenwerkstoff bei der Mikrobearbeitung WEDM

Molybdän- und Wolframdrähte

Gründe für das VErwenden von Schlichtoperationen bei der funkenerosiven Bearbeitung

weniger weiße Randschicht weniger Eigenspannungen bessere Oberflächenbeschaffenheit bessere Formgenauigkeit

Hauptursache für einen Drahtriss bei Drahterosion

Räumlich und zeitlich konzentrierte Entladungen reduzieren den Drahtquerschnitt. Erhöhte Temperatur im Draht reduziert die Festigkeit

Entladeenergie E_e =

E_e = U_e * i_e * t_e = mittlere Entladespannung * max. Entladestrom * entladedauer

Entladeleistung P_e =

P_e= u_e * i_e = mittlere Entladespannung * max.Entladestrom

Entladedauer, Zündverzögerungszeit, Pausendauer, Leerlaufspannung Abkürzungen

Entladedauer (t_e ampere diagramm länge von stromstärke) Zündverzögerungszeit ( t_d differenz anfanng spannung bis anfang stärke) Pausendauer t_0(spannung auf 0) Leerlaufspannung u_dach,i(max spannung)

Wofür steht EDM

Electro Discharge Machining

Im Gegensatz zu den spanenden Fertigungsverfahren besteht bei EDM kein mechanischer Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück. Welcher Vorteil ergibt sich hieraus im Bezug auf die Bearbeitbarkeit von verschiedenen Geometrien?

Bearbeitung von Innengeometrien mit hohem Aspektverhältnis möglich

In der Vorlesung wurden vier mögliche Einstellgrößen am Generator genannt. Benennen Sie zweidavon.

Entladestrom, Entladedauer

Dauer Senkerosion t =

l/v_z = tatsächlicher Pinolenweg / Vorschubrate

Bearbeitungsdauer t =

V_bohrung / Abtragrate(MRR)

Nennen Sie eine Möglichkeit den Verschleiß zu reduzieren, ohne die Geometrie zu verändern?

Verwendung von Hartmetallelektroden

Nennen Sie eine der Funktionen des Arbeitsmediums neben dem Kühlen

Abtragpartikel entfernen, Elektroden elektrisch voneinader trennen

fertigung von Sacklöchern

WEDM

Bearbeitung ohne verschleißkompensation

SEDM

Das Werkstück wird „aus dem Vollen“ gefertigt. Wie muss das Werkstück vor der Fertigung der Innenkontur vorbereitet werden, damit eine Bearbeitung per Drahtfunkenerosion möglich ist?

Es muss ein Startloch eingebracht werden durch ds der draht gefädelt wird

wie wird eine mikroverzahnung hergestellt?

WEDM

wie wird eine Extrusionsblasform für PET Flaschen hergestellt

SEDM

Begründen Sie,warum durch den Einsatz eines dickeren Drahtes eine höhere Schnittrate erreicht werden kann

er größereDurchmesser ermöglicht höhere Entladeenergien

Im Gegensatz zu den spanenden Fertigungsverfahren besteht bei EDM und ECM kein mechanischer Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück. Welcher Vorteil ergibt sich hieraus inBezug auf die Bearbeitbarkeit von verschiedenen Werkstoffen?

Die Bearbeitung ist unabhängig von den mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs, z.B. Härte und Festigkeit

Nennen Sie zwei Gründe für die Verwendung von Schlichtoperationen bei der funkenerosiven Bearbeitung

Verbesserung der Geometriegenauigkeit, Verbesserung der Oberflächenrauheit

Warum eignet sich das funkenerosive Bohren besonders zur Fertigung von Bohrungen mit hohem Aspektverhätnis

Die Funkenerosion funktioniert kraftfrei/kraftarm

Formel um tatsächliche vorschubrate zu ermitteln, wenn Werkzeugverschleiß TWR (mm^3/min) und bearbeitungsdauer gegeben ist.

TWR / A

In der Vorlesung wurde ein Vergleich zwischen dem funkenerosiven Schneiden mit ablaufender Drahtleketrode und dem Räumen vorgestellt. Nennen Sie je einen Vorteil und einen Nachteil der Funkenerosion, welcher speziell gegenüber dem Räumen gilt.

Vorteil: kein teures werkzeug/flexible fertigung Nachteil: Bearbeitugsdauer

Wie lange dauert das Aufweiten der Bohrung vom Durchmesser d_B = 4 mm auf d_A = 6 mm, wenn die gleichen elektrischen Parameter wie zuvor verwendet werden, jedoch kein Verschleiß berücksichtigt wird? t_b = 42 s

Da die Bohrung von 4 mm auf 6 mm Durchmesser erweitert wird, entspricht der zusätzliche Materialabtrag einem Ringzylinder mit der Differenz der beiden Durchmesser. A_neu = (pi/4)*(36-16) = 15,71 A_alt = (pi/4)*16= 12,57 Dauer Aufweiten = 42 * 15,71/12,57 = 52,5s

Zonen von Oberfläche bis Innere, welche im Material nach der Bearbeitung vorliegen

1. weiße Randschicht (Neuhärtungszone) 2. Umwandlungszone 3.Grundgefüge

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