Technologische Untersuchungen zum Senkerodieren von polykristallinem Diamant
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Diplomarbeit aus dem Jahr 1992 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 1,0, Technische Universität Berlin (Unbekannt), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Gang der Untersuchung:Wissenschaftliche Untersuchungen für das Senkerodieren von Metallen sowie für Keramiken existieren bereits, für die Senkbearbeitung von polykristallinem Diamant fehlen sie hingegen fast vollständig.In dieser Diplomarbeit werden Erkenntnisse über das funkenerosive Senken von polykristallinem Diamant gewonnen. Die Versuche werden auf zwei Erodieranlagen, einer Senkerodieranlage des Typs Op...
Diplomarbeit aus dem Jahr 1992 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 1,0, Technische Universität Berlin (Unbekannt), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Gang der Untersuchung:
Wissenschaftliche Untersuchungen für das Senkerodieren von Metallen sowie für Keramiken existieren bereits, für die Senkbearbeitung von polykristallinem Diamant fehlen sie hingegen fast vollständig.
In dieser Diplomarbeit werden Erkenntnisse über das funkenerosive Senken von polykristallinem Diamant gewonnen. Die Versuche werden auf zwei Erodieranlagen, einer Senkerodieranlage des Typs Optimat 505 der Fa. Nassovia und einer für den Senkbetrieb umgebauten Drahterodieranlage des Typs Robofil 2000 der Fa. Charmilles, die sich aufgrund der unterschiedlichen Prozeßführung beim Senken und Schneiden in ihren Entladungscharakteristiken grundlegend unterscheiden, durchgeführt.
Neben dem Vergleich beider Maschinentypen hinsichtlich ihres Einflusses auf das Arbeits-ergebnis (Abtragrate, Verschleißrate, Oberflächengüte) soll ebenfalls der Einfluß des Werkzeugwerkstoffes auf das Arbeitsergebnis untersucht werden, indem sowohl Graphitelektroden als auch Kupferelektroden für die Senkerodierversuche an der Drahterodieranlage zur Anwendung kommen.
In den Versuchen werden einige ausgewählte Maschinenparameter in jeweils drei Parameter-stufen variiert. Somit ergeben sich nach der traditionellen Versuchsplanung (je eine Parameterstufenänderung pro Versuch), mit Verwendung von z.B. vier unterschiedlichen Maschinenparametern, 34 = 81 Parameterkombinationen (=Versuche) und damit ein hoher experimenteller Aufwand.
Die in dieser Arbeit zur Anwendung kommende statistische Versuchsplanung nach Taguchi reduziert die Zahl der Versuche (hier auf insgesamt 9), ohne daß die für die Interpretation der Versuche notwendigen Informationen reduziert werden und erlaubt zusätzlich die Vorhersage der zu erwartenden Abtragrate, Verschleißrate und Oberflächengüte unter optimalen Bedingungen. Die einzelnen Ergebnisse werden graphisch dargestellt und unter Zuhilfenahme von Rasterelektronenmikroskopaufnahmen ausgesuchter Proben interpretiert.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
0.Formel- und Kurzzeichen
1.Einleitung1
2.Grundlagen
2.1Polykristalliner Diamant3
2.2Funkenerosion5
2.3Statistische Versuchsplanung nach Taguchi83.Versuchsrandbedingungen
3.1Versuchsanlagen
3.1.1Aufbau und Prozeßkenngrößen der Versuchsanlagen15
3.1.2Modifikation der Drahterodieranlage22
3.2Versuchswerkstoffe25
3.3Meßverfahren zur Bestimmung der Ergebnisgrößen27
3.3.1Zeitmessung27
3.3.2Gewichtsmessung27
3.3.3Volumenvermessung28
3.3.4Oberflächenvermessung31
3.3.5Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen32
4.Senkerodieren mit konventioneller Technologie
4.1Versuchsplanung und -durchführung33
4.2Datenanalyse und Ergebnisse36
5.Senkerodieren mit Hochstromimpulsen
5.1Versuchsplanung und -durchführung49
5.2Datenanalyse und Ergebnisse52
5.3Zusätzliche technologische Untersuchungen
5.3.1Einfluß der Leerlaufspannung68
5.3.2Einfluß der mittleren Bearbeitungsspannung70
5.3.3Einfluß der Stromanstiegszeit und der Impulsfrequenz bei konstanter mittlerer Leistung71
5.3.4Einfluß der Einsenktiefe72
6.Diskussion der Ergebnisse
6.1Einfluß der Entladecharakteristik74
6.2Einfluß des Werkzeugwerkstoffes78
6.3Abbildungsgenauigkeit83
7.Zusammenfassung85
8.Literaturverzeichnis88
9.Anhang
Wissenschaftliche Untersuchungen für das Senkerodieren von Metallen sowie für Keramiken existieren bereits, für die Senkbearbeitung von polykristallinem Diamant fehlen sie hingegen fast vollständig.
In dieser Diplomarbeit werden Erkenntnisse über das funkenerosive Senken von polykristallinem Diamant gewonnen. Die Versuche werden auf zwei Erodieranlagen, einer Senkerodieranlage des Typs Optimat 505 der Fa. Nassovia und einer für den Senkbetrieb umgebauten Drahterodieranlage des Typs Robofil 2000 der Fa. Charmilles, die sich aufgrund der unterschiedlichen Prozeßführung beim Senken und Schneiden in ihren Entladungscharakteristiken grundlegend unterscheiden, durchgeführt.
Neben dem Vergleich beider Maschinentypen hinsichtlich ihres Einflusses auf das Arbeits-ergebnis (Abtragrate, Verschleißrate, Oberflächengüte) soll ebenfalls der Einfluß des Werkzeugwerkstoffes auf das Arbeitsergebnis untersucht werden, indem sowohl Graphitelektroden als auch Kupferelektroden für die Senkerodierversuche an der Drahterodieranlage zur Anwendung kommen.
In den Versuchen werden einige ausgewählte Maschinenparameter in jeweils drei Parameter-stufen variiert. Somit ergeben sich nach der traditionellen Versuchsplanung (je eine Parameterstufenänderung pro Versuch), mit Verwendung von z.B. vier unterschiedlichen Maschinenparametern, 34 = 81 Parameterkombinationen (=Versuche) und damit ein hoher experimenteller Aufwand.
Die in dieser Arbeit zur Anwendung kommende statistische Versuchsplanung nach Taguchi reduziert die Zahl der Versuche (hier auf insgesamt 9), ohne daß die für die Interpretation der Versuche notwendigen Informationen reduziert werden und erlaubt zusätzlich die Vorhersage der zu erwartenden Abtragrate, Verschleißrate und Oberflächengüte unter optimalen Bedingungen. Die einzelnen Ergebnisse werden graphisch dargestellt und unter Zuhilfenahme von Rasterelektronenmikroskopaufnahmen ausgesuchter Proben interpretiert.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
0.Formel- und Kurzzeichen
1.Einleitung1
2.Grundlagen
2.1Polykristalliner Diamant3
2.2Funkenerosion5
2.3Statistische Versuchsplanung nach Taguchi83.Versuchsrandbedingungen
3.1Versuchsanlagen
3.1.1Aufbau und Prozeßkenngrößen der Versuchsanlagen15
3.1.2Modifikation der Drahterodieranlage22
3.2Versuchswerkstoffe25
3.3Meßverfahren zur Bestimmung der Ergebnisgrößen27
3.3.1Zeitmessung27
3.3.2Gewichtsmessung27
3.3.3Volumenvermessung28
3.3.4Oberflächenvermessung31
3.3.5Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen32
4.Senkerodieren mit konventioneller Technologie
4.1Versuchsplanung und -durchführung33
4.2Datenanalyse und Ergebnisse36
5.Senkerodieren mit Hochstromimpulsen
5.1Versuchsplanung und -durchführung49
5.2Datenanalyse und Ergebnisse52
5.3Zusätzliche technologische Untersuchungen
5.3.1Einfluß der Leerlaufspannung68
5.3.2Einfluß der mittleren Bearbeitungsspannung70
5.3.3Einfluß der Stromanstiegszeit und der Impulsfrequenz bei konstanter mittlerer Leistung71
5.3.4Einfluß der Einsenktiefe72
6.Diskussion der Ergebnisse
6.1Einfluß der Entladecharakteristik74
6.2Einfluß des Werkzeugwerkstoffes78
6.3Abbildungsgenauigkeit83
7.Zusammenfassung85
8.Literaturverzeichnis88
9.Anhang
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