ECM – Electro Chemical Machining – Elektrokemijska obrada

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

1/39

ECM – Electro Chemical Machining – Elektrokemijska obrada

EDM – Electric Discharge Machining – Elektroerozijska obrada

WJ – Water Jet - Vodeni Mlaz

Prof. dr.sc. Damir Ciglar

OBRADA ODNOŠENJEM

( nekonvencionalni postupci obrade)

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

2/39

OBRADA ODVAJANJEM

(DIN8580) 

Rezanje s geometrijski određenom oštricom ( tokarenje,glodanje, bušenje ,upuštanje, razvrtavanje, provlačenje, blanjanje, dubljenje, piljenje, turpijanje, grecanje )

Rezanje s geometrijski neodređenom oštricom ( brušenje, honanje, superfiniš, lepanje, odrezivanje brusnim sredstvom )

Obrada odnošenjem ( elektrokemijska, elektroerozijska, ultrazvučna, laser, vodeni mlaz, elektronski mlaz )

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

3/39

Obrada odnošenjem – Nekonvencionalni postupci obrade

  alat za obradu nije tvrđi od obratka – nema klina praktički nema kontakta i mehaničkih sila između alata i

obratka mehanička svojstva obratka (tvrdoća, čvrstoća, žilavost...)

ne utječu na proizvodnost obrade ali fizikalna svojstva da (el. vodljivost, toplinska vodljivost,... )

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

4/39

ECM - ELEKTROKEMIJSKA OBRADA

Faraday-ev zakon – Ako su dva materijala priključena na istosmjernu struju i uronjena u elektrolit, dolazi do kemijskog rastvaranja metala + anode (obradak) i taloženja na - katodu (alat-elektroda).

Princip rada :

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

5/39

+ anoda

obradak

-katoda

alatelektroda

elektrolit

izvor istosmjerne struje

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

6/39

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

7/39

Karakteristike obrade:

velika proizvodnost ( 50 000 mm3/min ) – za serijsku proizvodnju kvaliteta obrade N3 - N7 ( Ra =0,1 – 2,5 m )

točnost dimenzija izratka 0,02 – 0,2 mm (nije za male obradke) elektrolit odvodi nastalu toplinu, ECM - hladna obrada , nema

zaostalih naprezanja na izratku, najčešće 25% otopina ( 60 –240 g/l )

NaCl u vodi alat-elektroda-katoda je od bakrene legure, mjedi, mesinga,

nehrđajućeg čelika, “negativ “ dijela koji se obrađuje,

NE troši se kod obrade ali se mora sporo i kontinuirano pomicati

prema obratku ( 0,1 – 20 mm/min ) oprema za ECM je vrlo skupa i vrlo je velik utrošak energije

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

8/39

Primjena :

- za obradu teškoobradivih (tvrdih) elektrovodljivih materijala u serijskoj proizvodnji

- izrada obradaka složenih oblika i većih dimenzija

alati, kalupi, dijelovi reaktora, motora, turbina ...

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

9/39

EDM – ELEKTROEROZIJSKA OBRADA

ELEKTROEROZIJSKA OBRADA UMAKANJEM

(ŽIGOM)

ELEKTROEROZIJSKA OBRADA ŽICOM

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

10/39

EDM - UMAKANJEM (ŽIGOM)

+ anoda

obradak

-katoda

alatelektroda

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

11/39

Osnova je električno iskrenje između elektroda - katode (alat-elektroda) i + anode (obradak), priključenih na istosmjernu struju i uronjenih u dielektričnu tekućinu.

Preskakanje iskre uzrokuje zagrijavanje, taljenje i isparavanje materijala obradka. Temperature su 6000 – 12000 oC.

Princip rada :

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

12/39

ODNOŠENJE MATERIJALA PRI ISKRENJU

obradak

alat - elektroda

dielektrična tekućina

posmak

iskra

dodatna vibracija

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

13/39

dielektrična tekućina

alat ( - katoda )

obradak( + anoda )

pumpa

upravljanje posmakom alata impulsni prekidač

DC - generator

filter

hladnjak

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

14/39

Alat za obradu :

• alat - elektroda od bakrenih legura ili grafita, složenih su oblika i zahtjevna je izrada jer su elektrode “negativ “ dijela koji se obrađuje

• alat se zbog iskrenja troši kod obrade i mora se mijenjati • elektrode mogu biti i jednostavnog oblika ( numerički

upravljane )• alat se sporo i kontinuirano pomiće prema obratku

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

15/39

Karakteristike obrade:

-   proizvodnost 10 000mm3/min )

-    kvaliteta obrade N3 - N6

-    točnost dimenzija izratka 0,002 – 0,02 mm

-   dielektrična tekućina mora odvoditi nastalu toplinu i mora se hladiti, mora imati visoku točku plamišta, antikorozivnost, malu

cijenu ( tehnička voda, mineralno ulje, transformatorsko ulje, )

-   u obratku ostaju zaostala naprezanja od visokih temperatura

-  pogodan je postupak za pojedinačnu proizvodnju, jeftiniji je i precizniji od ECM

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

16/39

Primjena :

- za obradu teškoobradivih elektrovodljivih materijala

(kaljeni čelik, TM)

- izrada alata, ukovnja, kalupa, turbinskih djelova

- izrada slijepih rupa složenog oblika, malih i dubokih provrta 0,02 mm, L = (10 – 80 )D

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

17/39

EDM - ŽICOM

obradak , +anoda

alat (žica), -katoda

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

18/39

EDM - žicom

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

19/39

Karakteristike obrade:

-   Alat- elektroda : žica od bakrene legure 0,25 mm - standard

volframova žica 0,02 - 0,08 mm

-    Vođenje žice je kroz precizne safirne vodilice otporne na trošenje

-    Žica se kao alat-elektroda troši i nakon upotrebe se baca

-    Žica se odmata s kalema i namata na drugi kalem

-   Brži je postupak sa žicom od EDM postupka sa žigom

-   Brzina gibanja žice u xy ravnini utječe na širinu reza

žica 0,2 mm uz vxy = 1 mm/min daje širinu reza od 0,25 mm

vxy = 3,5 mm/min daje širinu reza od 0,27

mm

-    Numerički upravljani stroj

-    Masa sirovca i do 500 kg

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

20/39

Obratci izrađeni EDM - ŽICOM

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

21/39

VOĐENJE ŽICE

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

22/39

EDM stroj (žig)

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

23/39

EDM stroj (žig)

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

24/39

EDM stroj (žig)

AIA

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

25/39

EDM stroj (žig)

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

26/39

EDM stroj (žica)

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

27/39

EDM stroj (žica)

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

28/39

FILMEDM - žigom

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

29/39

FILMEDM - žicom

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

30/39

FILMEDM - žicom

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

31/39

FILMEDM – bušenje

žicom

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

32/39

PREPORUKE za izbor VBO ili EDM

Pitanja :

a)     Da li je tvrdoća obratka veća od 48 HRC, 55 HRC ?

b)     Da li je najmanji radijus na izratku 0,3 mm ?

c) Da li je potrebna dubina obrade veća od 5 D ?

d)     Da li je potrebna točnost dimenzija 5 m ?

    obrada vrlo tvrdih obradaka visoka točnost dimenzija obrade visoka kvaliteta obrade

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

33/39

WJ – Water Jet

Obrada Vodenim Mlazom

čisti vodeni mlaz (VM)

- za obradu papira, drveta, tekstila,

gume...

abrazivni vodeni mlaz (AVM)

– za obradu metala, kamena, stakla,

keramike...

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

34/39

• tehnologija VM stara tridesetak godina, odnosno AVM dvadesetak godina

• VM i AVM koriste princip protiskivanja visokotlačne vode kroz vrlo mali otvor mlaznice

• visoki tlakovi 2000 – 4000 bara• mlaznica promjera 0.1 do 0.4mm od tvrdog metala, safira ili dijamanta• brzina mlaza ≈ 900m/s• udaljenost mlaznice od obratka je nekoliko milimetara• brzina posmaka mlaznice do 2 m/min

Osnovne karakteristike :

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

35/39

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

36/39

VM i AVM• obrada svih vrsta materijala ( neželjeznih, aluminija i bakra

(toplinski vodljivih materijala), obrada reflektirajućih materijala )• nema zagrijavanja obratka-hladna obrada• debljina materijala obratka i do 100mm• točnost obrade +/- 0,1 mm• bolja je iskoristivost energije ( laser 2%)• nije potreban početni provrt za obradu• male su posmične sile za vrijeme obrade• mala je potreba za stegama kod postavljanja i stezanja obratka• jednostavno je održavanje

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

37/39

Stroj za obradu VM ili AVM

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

38/39

FILMVodeni mlaz

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

39/39

LASER• jako toplinsko djelovanje - HAZ• skuplji je od vodenog mlaza• opasniji je za zdravlje i okoliš• nije dobar kod obrade toplinski vodljivih materijala• nije dobar kod obrade reflektirajućih materijala• precizniji je i uži je rez nego kod vodenog mlaza