CS273951B1

CS273951B1 - Method of material's electro-spark machining

Info

Publication number: CS273951B1
Application number: CS66788A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Csc Havalec; Oldrich Ing Csc Svajgl; Stepan Ing Holik; Jana Ing Pikalyova; Jindrich Matejka; Petr Ing Pokorny
Original assignee: Jan Ing Csc Havalec; Svajgl Oldrich; Holik Stepan; Jana Ing Pikalyova; Jindrich Matejka; Pokorny Petr
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1991-04-11
Also published as: CS66788A1

Abstract

The method of environmentally friendly electro spark-erosion machining of materials with significant material removal, by which it is possible to achieve by 40 percent greater material removal at the same material roughness, is suitable mainly for 10 to 20 percent improvement of surface roughness. The method is used in a new type of hydrocarbonic dielectric liquid, with boiling point ranging between 170 and 230 degrees C, which does not contain more than three percent by volume of aromates, and is composed of saturated acyclic and cyclic carbohydrates with low concentration of non-saturated carbohydrates. The method consists in using 0.1 - 120 A impulses with breaks of 0.1 - 500 microseconds.

Description

Vynález se týká způsobu elektrojiskrového obráběni materiálu hloubením různých tvarů, 3 vysokým úběrem materiálu a s ekologickou nezávadnosti, prováděného v uhlovodíkovém dielektriku, které tvoří hydrogenačně rafinované dearomatizované ropné frakce s nízkým rozmezím teplot varu a s vysokou teplotou vzplanutí.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of electrospark machining of dies of various shapes, high material removal and ecological safety, carried out in a hydrocarbon dielectric which consists of hydrotreated dearomatized petroleum fractions with a low boiling range and high flash point.

Elektrojiskrové obráběni materiálu je jedním z nejmodernějších způsobů úpravy tvaru, rozměrů, drsnosti nabo dalších vlastnosti povrchu, .Provádí se na elektrojiskrových hloubících strojích nebo děrovačkách pomocí nestacionárních výbojů, které jsou časově a prostorově oddělena. Při tomto postupu se tvar nástrojové elektrody kopíruje do výrobku hloubáním posunem elektrody při současném odebíráni materiálu. Dělají se tak dutiny, drážky, otvory v kovových materiálech, zvláště v takových, ktaré se těžko obrábějí. Vyrábějí se tak například dutiny a otvory v lisovaných nástrojích. Elektrojiskrové opracování se provádí v elektrojiskrových hloubících strojích, ve kterých se výrobek obrábí v dielektrické kapaliněo Výsledek se hodnotí podle času obráběni, kvality povrchu po opracování a podle přesnosti. Cas obráběni závisí na produktivnosti postupu a ta se vyjadřuje množstvím odebra· 3 -1 něho materiálu za časovou jednotku v mm min, , Kvalitu zpracovaného povrchu vyjadřuje drsnost povrchu definovaná veličinou středni aritmetické odchylky v mikrometrech. Spojením obou charakteristik se vytvoří sumární charakteristika - závislost uberu materiálu na drsnosti povrchu. Tak lze objektivně hodnotit vliv některých faktorů na výsledek obrábění v hloubícím stroji. Cím je při dané drsnosti povrchu větší úběr materiálu, tim je lepší vliv zkoumaného faktoru. Oednim z důležitých faktorů je kvalita dielektrické kapaliny vedle generátoru impulsů, regulace procesu, materiálu elektrody i výrobku® U kapaliny se hodnotí nízká elektrická vodivost, vysoká teplota vzplanutí, kinematická viskozita, filtrovatelnost chemická netečnost k zařízení, stálost, nízká toxicita a hlavně zdokonaleni povrchu, vysoký úběr materiálu a nízké opotřebeni nástrojové elektrody. Výhodná je snadná dostupnost a nízká cena®Electro-spark machining of material is one of the most modern ways of modifying the shape, dimensions, roughness or other surface properties. In this procedure, the shape of the tool electrode is copied into the article by digging the electrode while removing the material. This is done with cavities, grooves, openings in metal materials, especially those that are difficult to machine. For example, cavities and holes in molded tools are produced. EDM machining is performed in EDM machines in which the product is machined in a dielectric fluid. The result is evaluated by machining time, surface quality after machining and accuracy. The machining time depends on the productivity of the process and this is expressed in terms of the amount of material taken per unit of time in mm min.,. The combination of both characteristics creates a summary characteristic - dependence of material removal on surface roughness. In this way, the influence of some factors on the machining result in the dredging machine can be evaluated objectively. The greater the material removal at a given surface roughness, the better the influence of the investigated factor. One of the important factors is the quality of the dielectric fluid along with the pulse generator, process control, electrode material and product®. high material removal and low tool electrode wear. Easy availability and low cost® are advantageous

Vynález přináší způsob elektrojiskrového obrábění materiálu, zvláště hloubeni otvorů a dutin na elektrojiskrových hloubících strojích, prováděný v ekologicky nezávadném uhlovodíkovém dielektriku s vysokým úběrem materiálu, jehož princip spočívá v tom, že elektroj isk nová obrábění probíhá v uhlovodíkovém dielektriku, jímž je hydrogenačně rafinovaná ropná frakce, zbavená aromátů na obsah pod 3 % obj® extrakcí dietylenglykolem, vroucí v roz mezí 170 až 230 °C, s teplotou vzplanuti v rozmezí 56 až 80 °C, s obsahem siry pod 10 ppm, obsahem olefinů charakterizovaných bromovým indexem do 200 mg Sr/100 ml a obsahující nepatrné množstvi benzenu nebo/a toluenu, navíc popřípadě až 100 ppm hmot. antioxidantů dusíkatého nebo/a kyslikatého typu a rozpuštěnou vodu nebo/a kyslíkaté organické látky v končen traci 10 až 100 ppm s proudem v impulsu 0,1 až 500 A,· se šířkou Impulsu a meziimpulaové mezery O,^;l až 2 500 mikrosekund®SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of electro-spark machining of material, in particular hole and cavity digging on electro-spark digging machines, carried out in environmentally friendly hydrocarbon dielectrics with high material removal. , dehydrated to below 3% v / v by extraction with diethylene glycol, boiling in the range of 170 to 230 ° C, with a flash point in the range of 56 to 80 ° C, with a sulfur content below 10 ppm, an olefin content of up to 200 mg Sr % (100 ml) and containing a small amount of benzene and / or toluene, in addition optionally up to 100 ppm by weight. nitrogen and / or oxygen-type antioxidants and dissolved water and / or oxygen-containing organic substances at a concentration of 10 to 100 ppm with a pulse current of 0.1 to 500 A, · pulse width and inter-pulse gap 0 ^; 1 to 2500 microseconds

Hlavni součástí kapaliny pro elektrojiskrové obráběni jsou nasycené uhlovodíky Cg až 0^2 převážně acyklické s 25 až 30 % hmot® cyklických uhlovodíků o stejném počtu uhlovodíků. Přitom výhodné složeni kapaliny je 65 % hmot. acyklických nasycených uhlovodíků a 23 až 23 % hmot. cyklických nasycených uhlovodíků a 1 až 2 % hmot. aromátů s teplotou varu 175 až 230 Cas bodem vzplanuti mezi 56 a 68 °C a s obsahem síry pod 1 ppm.The main component of the EDB process is saturated hydrocarbons Cg to O 2 predominantly acyclic with 25 to 30 wt% cyclic hydrocarbons having the same number of hydrocarbons. The preferred liquid composition is 65 wt. % of acyclic saturated hydrocarbons and 23 to 23 wt. % cyclic saturated hydrocarbons and 1 to 2 wt. aromatics having a boiling point of 175 to 230 Cas and a flash point between 56 and 68 ° C and a sulfur content below 1 ppm.

rozboru způsobu podle vynálezu vyplývá, že se zdokonaluje obráběni materiálu na elektrojiskrových hloubících strojích za přítomnosti nové kapaliny ekologicky nezávadné, protože má nízký obsah aromátů a siry.An analysis of the process according to the invention shows that the machining of material on EDM machines is improved in the presence of a new environmentally friendly liquid because it has a low content of aromatics and sulfur.

Kapalina má teplotu vzplanutí zařazující ji do 2» skupiny hořlavých látek, Dějí stabilita je zajištěna jednak nízkým obsahem olefinů, jednak případným přídavkem antioxidantů, kterými mohou být aromatické aminy nebo substituované fenoly. Obrábění se dále zdokonaluje úpravou dielektrika vodou, popřípadě kyslíkatými sloučeninami, zvláště alkoholy, přičemž voda se nemusí uměle přidávat, ale dielektrikum se upravuje stykem a atmosferickým vzduchem v závislosti na složeni uhlovodíků. Implicitně ja zahrnuta do vynálezu i možnost volby dvou kapalin v daném rozsahu,jedné s nižší teplotou varu, například do 200 °C a zbytkem s teplotou 200 až 230 °C vhodným pro hrubší obráběni a větší úběry materiálu. Význačným rysemThe liquid has a flash point classifying it into a 2 " group of flammable substances. Stability is ensured both by low olefin content and by the possible addition of antioxidants, which may be aromatic amines or substituted phenols. The machining is further improved by treating the dielectric with water or oxygen compounds, in particular alcohols, whereby the water does not have to be artificially added, but the dielectric is treated by contact and atmospheric air depending on the hydrocarbon composition. It is implicitly included in the invention to select two fluids within a given range, one with a lower boiling point, for example up to 200 ° C and a residue with a temperature of 200 to 230 ° C suitable for coarser machining and greater material removal. An outstanding feature

CS 273951 81 je také přítomnost nasycených cyklanických uhlovodíků v kapalině, které ji dávají specifické účinky při obráběni z hlediska viskozity, filtrovatslnosti, hustoty a podobně.CS 273951 81 is also the presence of saturated cyclanic hydrocarbons in a liquid, which give it specific machining effects in terms of viscosity, filterability, density and the like.

V níže uvedeném přikladu je ukázán postup elektrojiskrového obráběni s běžnou kapalinou a s kapalinou podle vynálezu. Z přikladu vyplývá účinek způsobu podle vynálezu.In the example below, a conventional liquid and electro-spark machining according to the invention is shown. The effect of the process according to the invention is clear from the example.

PřikladExample

Na elektrojiskrovém hloubicim strojí typu £IH 001 A se provedly zkoušky opracováni materiálu se dvěma dielektrickými kapalinami PS-2 a BOR-Z, 'z nichž prvá byla běžně používá na, druhá potom podle vynálezu. V tabulce 1 js’ou uvedeny analýzy obou kapalin. Z tabulky 1 jsou vidět rozdíly, z nichž vyplývají všechny výhody způsobu podls vynálezu.On the electro-sparking diesing machine type IH1001A, material testing was performed with two dielectric fluids PS-2 and BOR-Z, the first of which was commonly used on the second and the second according to the invention. Table 1 shows analyzes of both fluids. From Table 1, differences can be seen from which all the advantages of the method according to the invention result.

Obrábění prováděné podle vynálezu s dielektrikem BDR-Z dává větší hodnotu úběru materiálu V_w (mnr · sec.“ ) při stejné hodnotě drsnosti povrchu Ra o 20 až 45 %, Ukázalo se,že postup s novou kapalinou je zvlášť vhodný pro jemné elektrojiskrové obrábění, kdy se dosáhne o 10 až 20 % lepši drsnosti povrchu.Machining according to the invention with a BDR-Z dielectric gives a greater material removal rate V _w (mnr · sec.) At the same surface roughness value Ra of 20 to 45%. The new liquid process has proved to be particularly suitable for fine electro-spark machining , whereby a 10 to 20% better surface roughness is achieved.

Tabulka 1Table 1

Srovnáni vlastnosti dielektrik pro elektrojiskrové obráběniComparison of properties of dielectrics for electro-spark machining

dielektrikum dielectric PS-2 PS-2 30R-Z 30R-Z charakteristika υ characteristics υ běžné common podle vynálezu according to the invention kvalitativní ukazatele: Qualitative indicators: ^d20 ^d 20 0,820 0.820 0,770 0.770 destilačni rozmezí °C distillation range ° C 140 až 300 140 to 300 175 až 220 175 to 220 bod vzplanuti °C flash point ° C 40 40 55 55 aromáty % hmot. % aromatics 18 18 2 2 alkány % hmot. alkanes wt. 62 62 70 70 cyklany % hmot* Cyclans wt% * 20 20 May 28 28 S ppm With ppm >10 > 10 1 1 Br. index mgBr/100 g Br. index mgBr / 100g >200 > 200 pod 20 under 20

Claims

A method of electro-spark machining of a material by combining electrical pulses and inter-pulse gaps by means of a tool electrode that advances along or into the material, for example, an article immersed in an environmentally safe aromatic-cleared hydrocarbon dielectric content below 3% by volume. C, a team of sulfur and low olefin content containing, in addition, oxygenated organic substances and antioxidants or dissolved water, characterized in that the treatment of the material submerged by the dielectric proceeds with pulse current widths of 0.1 to 120 A at inter-pulse gaps Up to 500 microseconds.