دانلود تحقیق ماشین کاری با روش تخلیه الکتریکی

ماشین کاری با روش تخلیه الکتریکی(EDM)
ماشین کاری با روش تخلیه الکتریکی(EDM) یکی از روش های تولید مخصوص است که کاربرد وسیعی یافته است.

در این روش برای براده برداری هیچگونه تماس مستقیمی بین قطعه کار و الکترود بر قرار نمی‌شود و در نتیجه نیروی فیزیکی نخواهیم داشت.

آهنگ جداشدن فلز یا براده برداری به رسانایی الکتریکی قطعه کار بستگی دارد نه سختی آن
اساس این روش:
این روش برای ماشین کاری کلیه مواد هادی جریان به کار می رود با هر مقدار سختی که داشته باشند و از چهار بخش تشکیل می شود:
1- الکترود
2- قطعه کار
3- سیال دی الکتریک
4- منبع تامین جریان
هدف از استفاده از دی الکتریک (آب یا نفت سفید) کاهش دما در منطقه ماشینکاری و انتقال ذرات ماشین کاری شده از منطقه ماشین کاری می‌باشد تا جرقه ها مناسب زده شوند و اصطلاحا پدیده آرک (Arc) اتفاق نیافتد.

چنانچه بین دو الکترود (قطعه کار و الکترود) اختلاف پتانسیلی اعمال شود در اثر برخورد شدید الکترون ها به دی الکتریک بین دو الکترود مولکولهای دی الکتریک یونیزه می شوند و کانالی از یون بین دو الکترود به وجود می آید که به آن کانال پلاسما گویند.(پلاسما حالت چهارم ماده است).

و در اثر بر خورد شدید یونها به قطعه کار باربرداری صورت می گیرد.

با زدن جرقه از یک سو و پیشروی ابزار به سمت قطعه کار از سوی دیگر (به صورت ارتعاش رفت و برگشتی با فرکانس بالا) به مرور زمان شکل ابزار در قطعه کار براده برداری می شود.

هر جرقه درجه حراتی بین 8000 تا 12000 درجه سانتیگراد تولید می کند .

اندازه چاله ای که هر جرقه از قطعه بار برمی دارد به میزان انرژی جرقه بستگی دارد که مهمترین عامل موثر منبع تامین جریان است عمق چاله به وجود آمده از چندین میکرون تا 1 میلیمتر متفاوت است.

فرآیند EDM شش مرحله دارد:
1-الکترود به قطعه کار نزدیک شده.

هر دو بار دار میشوند (معمولا قطعه کار مثبت و الکترود منفی)
2-چون سطح الکترود و قطعه کار هر دو در اشل میکرونی دارای پستی و بلندی می باشند بنابراین بین دو نقطه که نزدیکترین فاصله را نسبت به جاهای دیگر با هم دارند جرقه الکترونی شکل می گیرد.

3- کانال پلاسما شکل می گیرد.

4- در اثر تمرکز بالای کانال پلاسما چاله ای از قطعه کار ذوب می شود.

5- فشار کانال پلاسما بسیار بالا است .با قطع شدن جرقه و در پی آن قطع شدن کانال پلاسما چون مذاب در آن دما و فشار نمی تواند دوام داشته باشد به یکباره با حالت انفجاری به اطراف پراکنده می شود.

6-دی الکتریک با شستشوی خود ذرات پراکنده شده را جمع آوری می‌کند.

صافی سطح و سرعت ماشیکاری:
صافی سطح به ابعاد جرقه تولیدی بستگی دارد.

هر چه جرقه قوی تر باشد سطح خشن تر ولی سرعت ماشین کاری خیلی بیشتر خواهد بود.

با این روش به صافی Ra 0.10 می توان رسید، سطحی که مثل آینه عمل می کند.

صافی سطح های استاندارد معادل Ra 0.8/1 (N5 - N6) می باشد.

بسته به انرژی جرقه سرعت بار برداری از 1 تا چند صد میلیمتر مکعب بر دقیقه می‌باشد.

اضافه می شود که جرقه حداقل باید 5 سانتیمتر زیر دی الکتریک زده شود تا خطر اشتعال را در پی نداشته باشد چون انرژی جرقه بسیار بالا است.

از دستگاه های متداول می توان به اسپارک و وایرکات اشاره کرد .

کارایی این سیستم با آهنگ براده‌برداری بر حسب میلیمتر مکعب یا اینچ مکعب بر دقیقه سنجیده می‌شود و توسط سیستمهای کنترل عددی کنترل می‌شود.

الکترود این فرایند معمولا از جنس مس(در اسپارک) و مسس یا تنگستن (در وایر کات) می‌باشد.

فرایند ماشین کاری الکتریکیEDM
افزایش گسترده نیاز به فلزات سخت ، با استحکام زیاد و مقاوم در مقابل گرما در مهندسی به نیازهای خاصی در زمینه تکنولوژی و تکنیکهای ماشین کاری انجامید.

بنابراین بسیاری از روشها در فرایندهای ماشین کاری پیشرفت کرد .

ماشین کاری با صوت ، ماشین کاری اشعه الکترونی ، ماشین کاری پلاسما وماشین کاری لیزری مثالهایی از این فرایندهای ماشین کاری هستند.

یکی دیگر از این فرایندهای مدرن لایه برداری شیمیائی است که برای مخلوطی از تجمعی از فلزات نرم و آلیاژهای آلومینیوم بوده و برای صنعت هواپیمایی بکار گرفته میشود.

ماشینهای تخلیه الکتریکی (EDM) بصورت فرایندهای پرداخت فلزات رسانا ، توسط جرقه های الکتریکی مشخص می شوند.

در ابتدا برای از بین بردن براده های مته کاری، و همچنین سوراخ کردن ابزارهای ظریف و گرانبها بکار گرفته شد.

امروزه EDM برای ساخت حفره ها و قالبهای هندسی و غیر هندسی بسیار پیچیده بکار می رود.

مفهوم ماشین کاری الکتریکی ممکن است به یک گروهی از فرایندها که جریان الکتریکی را برای برداشتن فلزات بکار میگیرند اطلاق شود.

در فرایند ماشین کاری الکتریکی بر خلاف ماشین کاری مکانیکی فلز ابزار می تواند از فلز قطعه کار نرمتر باشد و براده برداری نیز هیچ ارتباطی به سختی مکانیکی قطعه کار ندارد.

هر چند که فلزات سخت کمی سخت تر از فلزات نرم براده برداری می شوند.

فرایندهای ماشین کاری الکتریکی به دو دسته تقسیم می شوند.

اولین آنها ماشینهای تخلیه الکتریکی هستند.

در اینجا اثر خوردگی از یک توالی سریع از پالسهای الکتریکی در از بین بردن فلز از روی قطعه کار بکار گرفته میشود.

فرایند دوم ، فرایندهای الکتروشیمیایی و فرسایش با الکترولیت هستند.

فرایند ماشین کاری تخلیه الکتریکی یا بعبارت دیگر ماشین کاری اسپارک بر روی اثر خوردگی جرقه الکتریکی بر روی هر دو الکترود پایه گذاری شده است.

یاد داشتن این نکته که اگر هر دوی قطعه کار و الکترود هم از یک جنس باشند، بیشترین سائیدگی در قطعه أی بوجود می آید که روی الکترود منفی بسته شده باشد ، الزامی است.

بنابراین برای بدست آوردن خوردگی ماکزیمم از قطعه کار ، در حالیکه الکترودمان سایش بسیار کمی داشته باشد، باید قطعه کار را به پایه منفی و الکترود یا ابزار را به پایه مثبت وصل کنیم.

فرایند براده برداری توسط جرقه قطعه کار در حمامی از دی الکتریک غرق میشود.

و این دی الکتریک پنج سانتیمتر بالاتر از سطح قطعه کار را می پوشاند ، اینکار از آتش گرفتن دی الکتریک در اثر جرقه ها جلوگیری میکند.

الکترود و قطعه کار به دو سر یک منبع ولتاژ DC با ولتاژی بالاتر از 50 ، 60 ولت وصل شده اند.

دی الکتریک در چرخه ای توسط پمپ می چرخد .

فاصله هوایی برای جرقه زنی در حدود 25 تا 100 میکرومتر توسط سروموتور ثابت نگه داشته میشود.

زمانیکه منبع تغذیه روشن شد ، پس از انتخاب مقادیر جریانها ، ولتاژها ،فاصله مجاز gap[1] ،زمانهای [2]ontime ، off time[3] ، زمانهای شستشو و … با استفاده از ورودیهای مختلف (مکانیکی با سلکتورها یا بصورت عددی و با استفاده از یک سیستم میکروپروسسوری )، ولتاژ به دو سر الکترود اعمال میشود ، با اعمال ولتاژ در فاصله معینی از gap جرقه تولید میشود ،سیال یونیزه شده و تخلیه الکتریکی صورت میگیرد ، بعلت حرکت سیال زیر محل فعال ، سیال غیر یونیزه ای خواهیم داشت بنابراین باز سیال جداساز خوبی خواهد بود و سیکل ادامه می یابد … سیال انتخاب شده باید تا زمان وقوع شکست الکتریکی بعدی ، نارسانا باقی بماند .

زمانیکه به ولتاژ دلخواه رسیدیم سیال باید سریع بشکند (شکست الکتریکی ) و پس از عمل تخلیه در زمان خاموشی پالس ( off time ) باز سریع غیر یونیزه شده به حالت اول برگردد.

در این روش توالی تندی از جرقه ها بدست می آید ( بین 500 تا 50000 جرقه در ثانیه) ، هر جرقه أی ، دمای محلّی نقطه جرقه دیده را به حرارت بسیار بالائی در حدود7000 تا C ْ 12000 می رساند این جرقه حرارت بالا باعث ذوب این نقطه از مکان جرقه دیده شده و ناحیه مذاب بسیار کوچکی را روی سطح قطعه کار بوجود می آورد، در زمان Offtime دی الکتریک سرد به روی این نقطه با حرارت بسار بالا می رسد و اختلاف دمای چند هزار درجه ای موجب انفجار نقطه ذوب شده می شود ، بدیهی است که اغلب جرقه بین نقاطی از قطعه کار و الکترود که به هم نزدیک هستند اتفاق می افتد و نقطه های داغی از قطعه کار خورده شده و از سطح قطعه کار کنده میشوند این خوردگیها توسط دی الکتریک از محل دور میشوند .

همچنین که قطعه کار خورده میشود الکترود توسط موتور سِروُیِ کنترل شده ای نزدیک میشود.کنترل موتور سِروُ برای فاصله هوائی مناسب وقابل تنظیم توسط نمونه برداری ازولتاژ بین قطعه کار و الکترود انجام خواهد گرفت.

EDM.204 H لوازم استاندارد : 1.

ابزار گیر 2.

چراغ هالوژن مشخصات و ویژگیهای دستگاه : استفاده از سیستم ایزوپالس و تزریق ولتاژ 2.

دقت 2% میلی متر در سه محور 3.

کاربرد سیستم هیدرولیک مجهز به سرووالو 4.

استفاده از سیستم دیجیتال در سه محور با کنترل حافظه محور Z ( بر حسب سفارش مشتری) 5.

خوردگی کمتر الکترود 6.

براده برداری بیشتر 7.

صافی سطح بالاتر 8.

مجهز به سیستم روغنکاری 9.

ساخت اسپارک جهت کارهای خاص(طبق سفارش) 10.

قابلیت استفاده از ایزوکارت EDM.304 H لوازم استاندارد : 1.

قابلیت استفاده از ایزوکارت EDM.404 M لوازم استاندارد : 1.

چراغ هالوژن مشخصات و ویژگیهای دستگاه : 1.

استفاده از سیستم ایزوپالس و تزریق ولتاژ 2.

قابلیت استفاده از ایزوکارت EDM.504 H لوازم استاندارد : 1.

قابلیت استفاده از ایزوکارت SUPER DRILING E.D.M لوازم استاندارد : سه نظام استیل φ 0.2-3 mm یک عدد راهنمای سرامیکی 1mm یک عدد الکترود قطر 1 میلی متر 10 عدد فیلتر یک عدد ZNC EDM-Model 204 لوازم استاندارد : 1.

چراغ هالوژن 3.

دیجیتال ریداوت مشخصات و ویژگیهای دستگاه : ویژگی این ماشین ، قابل برنامه ریزی بر روی محور Z می باشد.

ژنراتور ماشین اسپارک توسط کامپیوتر PC-BASE صنعتی برنامه ریزی گردیده و تمام پارامتر های اسپارک به وسیله این کامپیوتر کنترل میگردد.

جداول تکنولوژی ماشین های اسپارک به حافظه کامپیوتر داده شده و ماشین دارای برنامه ریزی اتوماتیک برای ماشینکاری می باشد.

در برنامه ریزی اتوماتیک بر اساس جدول برنامه ریزی شده توسط کامپیوتر ماشین ، مشخص می گرددماشینکاری تا چه عمق خشن و از چه عمقی پرداخت سطح ، شروع و خاتمه یابد.

کامپیوتر ماشین می تواند 60 برنامه ماشین کاری را ذخیره و در مواقع نیاز باز خوانی نموده و اجرا نماید.

ماشین دارای خط کش دیجیتال در سه محور و با دقت پنج میکرون می باشد.

بطور کلی کار کردن و اپراتوری ماشین بسیار ساده و روان می باشد .

_ ماشین اسپارک ZNC دارای قابلیت های زیر می باشد : 1) سیستم آرک گیر اتوماتیک 2) سیستم اعلام حریق و قطع جرقه 3) حرکت سریع و کند پینول قابل تنظیم 4) تغییر پلاریته 5) تعیین اتوماتیک مبناء کار 6) کلید توقف ماشین و خاموش نمودن برق کلی ماشین ZNC EDM-Model 304 لوازم استاندارد : 1.

_ ماشین اسپارک ZNC دارای قابلیت های زیر می باشد : 1) سیستم آرک گیر اتوماتیک 2) سیستم اعلام حریق و قطع جرقه 3) حرکت سریع و کند پینول قابل تنظیم 4) تغییر پلاریته 5) تعیین اتوماتیک مبناء کار 6) کلید توقف ماشین و خاموش نمودن برق کلی ماشین ZNC EDM-Model 404 لوازم استاندارد : 1.

_ ماشین اسپارک ZNC دارای قابلیت های زیر می باشد : 1) سیستم آرک گیر اتوماتیک 2) سیستم اعلام حریق و قطع جرقه 3) حرکت سریع و کند پینول قابل تنظیم 4) تغییر پلاریته 5) تعیین اتوماتیک مبناء کار 6) کلید توقف ماشین و خاموش نمودن برق کلی ماشین ZNC EDM-Model 504 لوازم استاندارد : 1.

_ ماشین اسپارک ZNC دارای قابلیت های زیر می باشد : 1) سیستم آرک گیر اتوماتیک 2) سیستم اعلام حریق و قطع جرقه 3) حرکت سریع و کند پینول قابل تنظیم 4) تغییر پلاریته 5) تعیین اتوماتیک مبناء کار 6) کلید توقف ماشین و خاموش نمودن برق کلی ماشین فهرست مطالب ماشین کاری با روش تخلیه الکتریکی(EDM)1فرایند ماشین کاری الکتریکیEDM4فرایند براده برداری توسط جرقه6انواع ماشینهای EDM8