3. Different aspects of electrode m

3. Different aspects of electrode manufacturing

Electrical discharge machining is used extensively in the machining of dies and moulds with hardened material. Generally, the cost and time consumption in the die and mould machining by EDM is the manufacturing of electrodes, which can account for over 50% of the total machining cost [63]. The cost of manufacturing electrodes is generally determined by the complexity of the geometry and the accuracy demanded. The electrodes for electricaldischarge machining are generally fabricated using conventional machining methods. Uniformly dimensioned
electrodes are cheaper to produce. For complex threedimensional shapes, machining, casting, electro-forming or metal spraying may produce electrodes. Fabrication of electrodes using rapid prototyping (RP) technology can also reduce the cost of producing electrodes with complex geometry. Research and development work in EDM electrode manufacturing is reported in following subsections.


Fig. 8. General idea of the method to design electrodes automatically [61]


3.1 Electrode manufacturing using casting and machining These are conventional techniques of EDM electrode manufacturing. Casting is used for Zn based die casting alloy, Al alloys and Zn-Sn alloys [64]. Electrode are often die cast by standard Zn-base die casting alloys, Zn- Sn (8020 to 50-50) alloys and aluminum alloys. These electrodes may be re-melted for reuse [10]. However, cast electrodes have various defects like blowholes, mismatching and micro cracks. Electrodes of copper and its alloys can be machined by using conventional machines [65]. In United States, high speed machining of graphite has become an increasingly popular solution. Application of these conventional techniques is limited due to complex cavities.


3.2 Electrode manufacturing using powder Metallurgy (PM)

Earlier, the majority of EDM work was being done by using mechanically formed tool electrodes. The present EDM user is compelled to search for alternative tooling such as powder metallurgy (PM) method of electrode fabrication which is more economical and faster to manufacture. A complex electrode manufactured by conventional method may cost around 100 times more than a simple square electrode. Therefore, conventional method is suitable for less complex shaped electrodes or for complex shaped electrode in few numbers. However in the powder metallurgy, a large number of EDM tool electrodes can be manufactured from a single die and punch assembly. This results in an overall reduction of EDM tooling cost for mass production of EDM
Bhola Jha, K.Ram and Mohan Rao/Journal of Engineering Science and Technology Review 4 (2) (2011) 118-130

126
electrodes. Therefore, powder metallurgy turns out to be a viable alternative to produce tool electrode in which the desirable properties of different materials can be combined. Moreover, the thermal, electrical, mechanical and micro structural properties like density and pore shape of PM electrodes can be effectively controlled by the process variables such as compacting pressure and sintering temperature. An example is an alloy of Cu-W made through PM where tungsten particles are uniformly embedded in highly conductive copper matrix. The electrodes made by using powder metallurgy technology from special powders have been used to modify EDM surfaces in recent years, to improve wear and corrosion resistance. Samuel and Philip [66] have carried out theoretical and experimental study into the effect of PM electrode on various aspects of EDM. They have established that such electrodes are technologically practicable and by varying compaction and sintering variables, EDM related properties can be controlled. Zaw et al. [67] have investigated compounds of ZrB2 and Ti Si with copper at various composition of EDM electrode. Either solid-state sintering or liquid phase sintering manufactured these electrodes. Performance of newly sintered material is compared with conventional electrode materials such as copper, Coppertungsten and RT produced from selective laser sintering. Beri et al. [68] have investigated the usefulness of electrodes made through powder metallurgy in comparison with conventional copper electrode during electric discharge machining. It was found that Cu-W electrode (made through PM) gives high surface finish where as the Cu electrode is better for higher material removal rate. In spite of sintering constraint, PM manufactured electrodes have proved to be best alternative method of electrode manufacturing due to ease of production and control of properties.

Kết quả (Việt) 1:

3. khác nhau các khía cạnh của sản xuất điện cực Điện xả gia công được sử dụng rộng rãi trong gia công chết và khuôn mẫu với cứng tài liệu. Nói chung, chi phí và thời gian tiêu thụ trong chết và khuôn mẫu máy bằng EDM là sản xuất điện cực, có thể tài khoản cho hơn 50% tổng số gia công chi phí [63]. Chi phí sản xuất điện cực nói chung được xác định bởi sự phức tạp của hình học và độ chính xác yêu cầu. Điện cực để electricaldischarge gia công nói chung được chế tạo bằng cách sử dụng phương pháp gia công thông thường. Thống nhất dimensioned điện cực là rẻ hơn để sản xuất. Cho hình dạng phức tạp threedimensional, gia công, đúc, kim loại hay điện hình thành phun có thể sản xuất điện cực. Chế tạo điện cực bằng cách sử dụng công nghệ prototyping nhanh chóng (RP) cũng có thể làm giảm chi phí sản xuất điện cực với hình học phức tạp. Nghiên cứu và phát triển công việc trong sản xuất điện cực EDM được báo cáo trong phần phụ sau. Hình 8. Ý tưởng chung của các phương pháp để thiết kế các điện cực sẽ tự động [61] 3.1 điện cực sản xuất bằng cách sử dụng đúc và gia công các là các kỹ thuật thông thường của EDM điện cực sản xuất. Đúc được sử dụng cho Zn dựa die đúc hợp kim, hợp kim Al và Zn-Sn hợp kim [64]. Điện cực thường chết đúc theo tiêu chuẩn cơ bản Zn die đúc hợp kim, Zn - Sn (8020-50-50) hợp kim và hợp kim nhôm. Các điện cực có thể tan chảy tái sử dụng lại [10]. Tuy nhiên, dàn diễn viên cực có nhiều khiếm khuyết như hố, mismatching và vi vết nứt. Điện cực đồng và hợp kim của nó có thể được gia công bằng cách sử dụng thông thường máy [65]. Ở Hoa Kỳ, gia công tốc độ cao của graphite đã trở thành một giải pháp ngày càng phổ biến. Ứng dụng các kỹ thuật thông thường là hạn chế do sâu răng phức tạp. 3.2 điện cực sản xuất bằng cách sử dụng bột luyện kim (AM) Trước đó, đa số EDM công việc đã được thực hiện bằng cách sử dụng công cụ máy móc được hình thành cực. EDM dùng hiện nay buộc phải tìm kiếm các dụng cụ khác như luyện kim bột (PM) phương pháp chế tạo điện cực đó là kinh tế hơn và nhanh hơn để sản xuất. Một điện cực phức tạp được sản xuất bằng phương pháp thông thường có thể chi phí khoảng 100 lần nhiều hơn một điện cực vuông đơn giản. Vì vậy, phương pháp thông thường là thích hợp cho ít phức tạp hình cực hay cực hình phức tạp ở số. Tuy nhiên trong luyện kim bột, một số lớn các EDM công cụ điện cực có thể được sản xuất từ một chết đơn và đấm lắp ráp. Điều này kết quả trong một giảm tổng thể của EDM dụng cụ chi phí để sản xuất hàng loạt EDM Bhola Jha, K.Ram và Mohan Rao/tạp chí khoa học kỹ thuật và công nghệ xem xét 4 (2) (2011) 118-130 126 điện cực. Do đó, luyện kim bột hóa ra là một lựa chọn khả thi để sản xuất điện cực công cụ trong đó thuộc tính hấp dẫn của vật liệu khác nhau có thể được kết hợp. Hơn nữa, các tính chất nhiệt, điện, cơ khí và vi cấu trúc như mật độ và lỗ chân lông hình dạng của am que có hiệu quả có thể được kiểm soát bởi các quá trình biến như nén áp suất và nhiệt độ máy. Một ví dụ là một hợp kim của Cu-W thực hiện thông qua am nơi vonfram hạt đồng đều được nhúng trong ma trận đồng dẫn điện rất cao. Các điện cực được thực hiện bằng cách sử dụng công nghệ luyện kim bột bột đặc biệt đã được sử dụng để sửa đổi bề mặt EDM năm gần đây, để cải thiện sức đề kháng mòn và ăn mòn. Samuel và Philip [66] đã tiến hành nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm vào hiệu quả của các PM điện cực trên các khía cạnh khác nhau của EDM. Họ đã thiết lập rằng điện cực đó là công nghệ tốt và khác nhau nén chặt và máy biến, EDM liên quan đến tài sản có thể được kiểm soát. Chìa et al. [67] đã nghiên cứu các hợp chất của ZrB2 và Ti Si với đồng tại các thành phần khác nhau của EDM điện cực. Trạng thái rắn sintering hoặc pha lỏng máy sản xuất các điện cực. Hiệu suất của vật liệu vừa được nung kết được so sánh với các điện cực thông thường và các nguyên liệu như đồng, Coppertungsten RT được sản xuất từ chọn lọc laser máy. Beri et al. [68] có điều tra tính hữu dụng của que được thực hiện qua luyện kim bột so với điện cực đồng thông thường trong quá trình gia công tia lửa điện. Nó được tìm thấy rằng điện cực Cu-W (thực hiện thông qua các PM) cho kết thúc bề mặt cao như củ điện cực ở đâu tốt hơn cho tốc độ cắt bỏ vật liệu cao hơn. Mặc dù máy hạn chế, am sản xuất điện cực đã chứng minh là phương pháp tốt nhất thay thế của điện cực sản xuất do dễ sản xuất và kiểm soát tài sản.