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wt-online - Ausgabe 11/12-2008, S. 950-954

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Erodieren, Mikrosystemtechnik, Messen/Steuern/Regeln

Herstellung von Rotationsbauteilen für die Mikroproduktion *

Einfluss der Drehzahl auf die adaptive Vorschubregelung beim Rotations-Drahterodieren

Der Bedarf an rotationssymmetrischen Mikro-Bauteilen, beispielsweise speziellen Nadelspitzen für die Humanmedizin [1] oder Komponenten für Mikropumpen- und Mikroturbinensysteme [2, 3], steigt kontinuierlich. Da die Bauteile häufig hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt werden, ist die Verwendung harter und verschleißfester Werkstoffe erforderlich. Dieses stellt eine anspruchsvolle Herausforderung an die Fertigungstechnik dar. Eine Alternative zu herkömmlichen Fertigungsverfahren wie dem Rundschleifen, das in seiner Geometriekomplexität sowie Wirtschaftlichkeit bei der Einzel- und Kleinserienfertigung in der Mikrotechnik begrenzt ist [4], bietet die Drahterosion mit rotierender Werkstückelektrode (WEDG-Verfahren, WEDG – Wire Electrical Discharge Grinding). Hierbei wird als Werkzeug eine ablaufende Drahtelektrode eingesetzt, die sich relativ entlang des rotierenden Werkstücks bewegt. Um den Abtrag bei der konventionellen Erodierbearbeitung zu maximieren, wird der Achsenvorschub adaptiv geregelt. Beim Einsatz einer adaptiven Regelung während des WEDG-Verfahrens treten häufig Bearbeitungszustände mit instabilem Prozessverhalten auf, die zu Formabweichungen führen. In diesem Fachbeitrag wird der Einfluss der Spindeldrehzahl auf diese Formabweichungen und die Wechselwirkung im laufenden Prozess untersucht. Hierzu werden ausgewählte Prozesskenngrößen wie der Spannungs- und Stromverlauf sowie die Vorschubbewegung einer Achse in Bearbeitungsrichtung aufgezeichnet und analysiert. Als weiteres Kriterium zur Darstellung des erreichten Prozessergebnisses wird die Bearbeitungszeit miteinbezogen.

Influences of rotational speed on adaptive feed control during Wire Electrical Discharge Grinding

The need of rotational and cylindrical formed mechanical micro components as used in micro-pump and micro-turbine systems or for special pin points in human medicine is continuously increasing [1, 2, 3]. The components are often exposed to high mechanical and thermal stresses. Therefore hard and wear resistant materials have to be used. An alternative to conventional manufacturing methods such as the circular grinding process, which is limited by its efficiency and low geometrical complexity, is Wire Electrical Discharge Grinding (WEDG) [4]. During the WEDG process a travelling wire tool electrode is moved relatively along a rotating work piece. In conventional Electrical Discharge Machining the axis feed is controlled adaptively to maximize material removal. When using adaptive feed control during WEDG, often states of an unstable process behavior occur that lead to clear form deviations of the work piece. The present article shows the influences of the rotational speed on these form deviations and the process itself. For this, chosen process parameters such as voltage, current, processing time and the adaptive feed are logged and interpreted.

Autor:
Uhlmann, E.; Geisert, C.; Stelzer, C.; Langmack, M.

Der vollständige Beitrag ist erschienen in:
wt-online 11/12-2008, Seite 950-954
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