Vliv vodivosti dielektrika na vybrané parametry integrity povrchu u technologie elektroerozivního drátového řezání

František Špalek

Doctoral thesis

Influence of Dielectric Conductivity on Selected Surface Integrity Parameters at Electroerosive Wire Cutting Technology

Abstract:

Disertační práce se zaobírá problematikou měrnou elektrickou vodivostí procesního média technologie elektroerozivního drátového řezání. Procesní kapalina technologie WEDM dielektrikum má významnou roli v účinnosti a stabilitě procesu této technologie. Hlavním cílem disertační práce je určit chování WEDM při různých nastavení hodnoty měrné elektrické vodivosti vodního dielektrika s možností aplikace v praxi. V úvodní části je zpracována rešerše současného stavu. Popsána je jak samotná technologie, tak i používaná jiná dielektrika s uvedenými již provedenými výzkumy blízké této problematice. Následuje charakterizování parametrů integrity povrchu, jejich způsoby měření a vyhodnocení. V experimentální práci jsou popsány všechna zařízení, na kterých byla disertační práce realizována s uvedením metodiky experimentu a popsaným průběhem získávání dat. Pro potřeby experimentu byl použit materiál EN ISO 42CrMo4, který je pro své charakteristické vlastnosti velmi využíván v praxi. Pro zajištění věrohodnosti experimentu byl polotovar zpracován dle metodického postupu, který jsem určil od hrubého polotovar ze sochoru až po samotnou výrobu vzorků. V práci dále byly navrženy a sestaveny měřící soustavy techniky pro záznam měrné elektrické vodivosti a snímání pohybu WEDM. Zařízení, na kterém probíhala hlavní část experimentu byla využita WEDM CHMER G32F. Měření měrné elektrické vodivosti probíhalo jak sledováním na WEDM, tak zaznamenáváno pomocí zařízení od společnosti JUMO. Měření rychlost řezání bylo realizováno pomocí pohybových senzorů Linear displacement. Parametry integrity povrchu byly měřeny optickou metodou na zařízení Alicona pro určení drsnosti povrchu, SMS Wenzel pro určení parametrů GPS a elektronového mikroskopu SEM QANTA FEG 450 pro analyzování povrchové struktury. Naměřená data byla vyhodnocena a byly stanoveny výsledky měření. Z výsledků měření byly určeny další podměty pro další výzkum a přínosy pro vědní obor a praxi.

Abstract:

The dissertation deals with the issue of specific electrical conductivity of the process medium of wire cutting technology. The process fluid of WEDM dielectric technology plays an important role in the process efficiency and stability of this technology. The main objective of this dissertation is to determine the behavior of WEDM at different settings of the specific electrical conductivity value of the aqueous dielectric with possible application in practice. In the introductory part, a survey of the state of the art is presented. The technology itself as well as other dielectrics used are described, with already performed researches close to this issue mentioned. This is followed by a characterization of the surface integrity parameters, their measurement methods and evaluation. In the experimental work, all the devices on which the dissertation was carried out are described with the methodology of the experiment and with the recorded data acquisition process. For the purpose of the experiment, the material used was EN ISO 42CrMo4, which is widely used in practice due to its characteristic properties. In order to ensure the reliability of the experiment, the blank was processed according to the methodological procedure that I determined from the rough blank from the billet to the actual fabrication of the samples. Furthermore, the measurement system techniques for recording the specific electrical conductivity and motion sensing of the WEDM were designed and built in this work. The device on which the main part of the experiment was carried out was a WEDM CHMER G32F. The specific electrical conductivity measurements were both monitored on the WEDM and recorded using equipment from JUMO. The measurement of the cutting speed was carried out using Linear Displacement motion sensors. Surface integrity parameters were measured by optical method on Alicona equipment to determine surface roughness, SMS Wenzel to determine GPS parameters and SEM QANTA FEG 450 electron microscope to analyze surface structure. The measured data were evaluated, and the results were determined. The measurement results were used to identify further research subjects and contributions to the field of science and practice.

Keywords

WEDM, konduktivita, dielektrikum, integrita povrchu, měření

Keywords

WEDM, conductivity, dielectric, surface integrity, measurement

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 8. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 7. 12. 2022
• Supervisor: Karel Kouřil
• Reader: František Holešovský, Michal Hatala, Petr Bartoš

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Strojírenská technologie