Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1957, H. 27 - Elgnistbearbetning, av Emanuel Warsztacki
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
lan vippkrets och svängkrets har visat att
svängkretsen ger en avgjort bättre ytjämnhet
vid samma hålningshastighet.
Gnistmetodens teori
Ett flertal teqrier har ställts upp för att
förklara processen vid materialavskiljningen vid
gnistbearbetning. Man har kunnat observera att
överslaget i gapet äger rum mellan två punkter
och att gnistarean är mycket liten.
Urladdningsströmmen koncentreras därför till en
mycket liten yta, bråkdelen av 1 mm", under
en tid av någon mikrosekund. Strömtätheten
blir således mycket hög 300 000—1 500 000
A/mm2. Temperaturen i punkten där gnistan
träffar arbetsstycket uppges kunna uppgå till
12 000—50 000° G. I arbetsstycket sjunker
naturligtvis strömtätheten snabbt, då
urladdningsströmmen sprider sig över ytan2-4.
Materialavverkningen förklaras av en del
forskare orsakas av den våldsamma, lokala
temperaturstegringen. Sega material med god
värmeledningsförmåga smälts ned och
förångas inom den del av den bearbetade ytan,
där strömtätheten överstiger ett visst för
materialet i fråga kritiskt värde. Bortser man
från andra inverkande faktorer, uppstår
härvid en halvsfärisk grop i ytan. Det förångade
materialet kondenserar i kylvätskan, och då
det har positiv laddning dras det till
elektroden. Kylvätskan har emellertid också till
uppgift att bortföra alla kondenserade partiklar.
Vid spröda material med mindre god
värmeledningsförmåga uppstår vid den våldsamma
uppvärmningen vid gnistöverslaget stora
spänningar i materialet och små partiklar sprängs
bort. Vid bearbetning av sintrade hårdmetaller
smälter bindmetallen (kobolt) varvid
karbidkornen delvis frigörs. Företrädare för denna
teori uppger med bestämdhet, att sfäriska korn
av smält metall kan konstateras i kylvätskan
och att den bearbetade ytans struktur stödjer
denna teori. Avverkningshastigheten och
ytjämnheten blir i så fall beroende av
materialets smält- och förångningstemperatur,
värmeledningsförmåga och seghet samt
urladdningens energi.
Enligt en annan teori är den starka
uppvärmningen av så kort varaktighet och
koncentrerad till en så pass liten yta, att den ej
påverkar materialet. I stället anses att ett elektriskt
fält uppstår med en stor gradient i gnistans
båda ändpunkter. Detta påverkar de positiva
jonerna i elektrod och arbetsstycke. Vid
anoden (arbetsstycket) erhålles härvid
dragspänningar, som överstiger materialets
brotthållfasthet och vid katoden tryckspänningar. Mera
material avlägsnas därför från anoden än från
katoden.
Som exempel3 anförs, att strömmen vid en
urladdning uppmättes till 5 600 A, den i
arbetsstycket (hårdmetall av volframkarbidtyp)
bildade kratern hade ett djup av 8,5 [x och
en yta av 0,078 mm2, vilket ger volymen 0,663 •
10"12 m3. Strömtätheten blir 5 600/0,078 = 71 700
A/mm2 = 717 • 10s A/nr. Volframkarbidens
re-sistivitet var 28-10’8 ßm och den elektriska
fältstyrkan vid vtan blev 20 100 V/m. Antalet
fria elektroner och positiva laddningar är lika
med antalet metallatomer; i volframkarbid
motsvarar detta en positiv laddningstäthet av
5,8 • 103 C/mm3 = 5,8 • 1012 C/m3, dvs. 3,84 C i
den avlägsnade kratervolymen. Den på
partikeln verkande kraften blir då 3,84 • 20 100 =
77 200 N. Antar man, att partikeln med
tvärsnittsarean av 0,078 mm2 sprängdes bort i ett
stycke, var spänningen i kraterns botten 77 200
/ (0,078 • K)"8) = 1012 N/nr eller ca 107 bar. Det
är dock troligt, att kratern uppstod genom
successiv bortsprängning av flera bredvid
varandra liggande partiklar och att spänningen
var i motsvarande grad högre.
Enligt en tredje teori blir genom
inströmningen av ett stort antal laddningar jämvikten störd
i urladdningspunkten. Molekylerna slungas
därför mot anoden. Avverkningshastigheten
beror enligt denna teori av materialets
brotthållfasthet och seghet, av urladdningstidens
energi samt fältstyrkan, som i sin tur beror på
urladdningstiden. Företrädare för denna teori
påstår, att de av kylvätskan ur gapet bortförda
partiklarnas tillstånd enbart tyder på en
"mekanisk" materialavverkning och att intet tyder
på att dessa partiklar har blivit märkbart
uppvärmda. Inte heller den bearbetade ytan visar
några spår av uppvärmning.
Delade meningar råder om
gnistbearbetning-en inverkar på den bearbetade ytans struktur
eller inte. I några amerikanska publikationer
anges, att inga som helst fysikaliska eller
kemiska ändringar kan påvisas i den bearbetade
ytan. Detta gäller såväl hårdmetall och stål som
material med låga omvandlingstemperaturer.
Verktyg av värmebehandlat stål uppges ha
bearbetats med elektrometoder (skärpning,
hål-ning etc.) utan några påvisbara
strukturändringar.
I ryska och tyska publikationer uppges
emellertid att vid elektrobearbetning av stål yt-
Fig. 10. Vätskecirkulationens
betydelse för ytjämnheten;
mässingselektrod, diameter 1
mm, spänning 40 V,
strömstyrka 0,2 A, gnistfrekvens
1,12 kHz; a utan, b med
tvångscirkulation.
Fig. 9.
Frekvensens inverkan
på profildjupet; [-Leitz—Forster-diagram;-]
{+Leitz—Forster-
diagram;+} data
som i fig. 7,
material V2A.
TEKNISK TIDSKRIFT 1957 5 77
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
