Impact of orbiting electrode motion on the accuracy of electrical discharge machining

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The present study is designed to study processes occurring during the electrical discharge machining (EDM) of tool steels, the influence of orbiting electrode motion on its accuracy, as well as to justify the application of individual orbiting trajectories and implement these data into production. To that end, a trajectory program was written in machine codes for a Mitsubishi EA-28 die-sinking electrical discharge machine using the CIMCO EDIT software package. Also, a prototype punch and ejector of the blanking die were produced and measured. The standard modes of Mitsubishi EA-28 were used to carry out machining in Blasospark GT 250 dielectric fluid to a roughness of Ra 0.6 in 9 passes. The experiments revealed the influence of electrode geometry on the machining of sharp corners, i.e., the formation of unwanted radii on the workpiece. However, this phenomenon is not observed when the corners are drilled with small diameter holes (0.4–0.6 mm). Depending on the machining process along the inner or outer trajectory, inverse electrode motion is also observed. The production part (punch of the blanking die) was machined using a new orbit adjusted to the geometry of the product. The part was found to be consistent with the requirements and the engineering drawing, thus allowing the assembled die to enter the main production. The results of the performed tests, as well as the study of domestic and foreign experience, were used to develop recommendations on the use of individual orbits in the EDM of tool steels, hard alloys, and other hard-to-machine conductive materials. The method of orbiting motion along a particular trajectory was implemented at Cheboksary Electrical Apparatus Plant (Cheboksary).

About the authors

P. V. Tatanov

I. N. Ulianov Chuvash State University

Email: tatanov@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-9919-6194

A. R. Yanushkin

I. N. Ulianov Chuvash State University

Email: andreyyayushkin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5744-8987

D. A. Schneider

I. N. Ulianov Chuvash State University

Email: dmitrij.schneider@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2426-3839

A. S. Yanyushkin

I. N. Ulianov Chuvash State University

Email: yanyushkinas@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1969-7840

References

  1. Wang Gang, Shan Yan. Compensation of electrode orbiting in electrical discharge machining based on nonuniform offsetting // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2005. Vol. 45. Iss. 14. P. 1628–1634. https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2005.01.023.
  2. Sadollah Bamerni Z., El-Hofy H. Orbital electrochemical machining of electrodischarge machined surfaces // AMST’02 Advanced Manufacturing Systems and Technology. International Centre for Mechanical Sciences (Courses and Lectures) / eds. E. Kulianic. Vol. 437. Vienna: Springer, 2002. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-2555-7_51.
  3. Hai Peng Huang, Guan Xin Chi, Zhen Long Wang. Multi-axis EDM CNC system based on RT-Linux // Key Engineering Materials / eds. Daizhong Su, Qingbin Zhang, Shifan Zhu. Vol. 419–420. Trans Tech Publications Ltd, 2009. Р. 809–812. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.419-420.809.
  4. Ибрагимова Л. И., Еникеев Б. А., Акмаев О. К. Кинематический анализ электроэрозионного 5 осевого станка с параллельной кинематикой // Станкостроение и инновационное машиностроение. Проблемы и точки роста 2018.: матер. Всерос. науч.-техн. конф. (г. Уфа, 28 февраля – 1 марта 2018 г.). Уфа: Изд-во УГАТУ, 2018. С. 315–321.
  5. Кратюк Н. А. Определение оптимального метода получения глубоких отверстий малого диаметра в деталях ГТД и его экспериментальное исследование // Известия Московского государственного машиностроительного университета «МАМИ». 2014. Т. 2. № 4. С. 20–26.
  6. Сарилов М. Ю. Исследование процессов электроэрозионной обработки // Наука и образование. 2016. № 3. С. 76–82.
  7. Смоленцев В. П., Коптев И. Т., Газизуллин К. М. Технологические возможности и перспективы развития электроэрозионной и электрохимической размерной обработки // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2012. № 2-2. С. 49–56.
  8. Chen Jiang Hua, Bernaerts D., Seo Jin Won, Van Tendeloo G., Kagi H. Voidites in polycrystalline natural diamond // Philosophical Magazine Letters. 1998. Vol. 77. Iss . 3. Р. 135–140. https://doi.org/10.1080/095008398178561.
  9. Михалѐв О. Н., Янюшкин А. С., Попов А. Ю. Современный подход к автоматизации технологической подготовки производства // Автоматизация и современные технологии. 2011. № 4. С. 39–43.
  10. Янюшкин А. С., Лобанов Д. В., Рычков Д. А. Программные продукты для автоматизации подготовки инструментального производства на предприятиях // Ползуновский альманах. 2008. № 4. С. 214–216.
  11. Татанов П. В., Янюшкин А. Р., Шнайдер Д. А., Янюшкин А.С. Опыт электроэрозионного фрезерования на АО «Чебоксарский электроаппаратный завод» // Актуальные проблемы в машиностроении. 2021. Т. 8. № 3-4. С. 57–62.
  12. Янюшкин А. Р., Лобанов Д. В., Татанов П. В. Совершенствование процесса электроалмазного шлифования // Электрофизические методы обработки в современной промышленности: матер. IV Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов (г. Пермь, 14–15 декабря 2020 г.). Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2021. С. 144–148.
  13. Татанов П. В., Янюшкин А. Р., Шеров К. Т., Янюшкин А. С. Использование вторичного ресурса твердосплавных сменных многогранных пластин в металлообработке // Наука и техника Казахстана. 2021. № 1. С. 85–96.
  14. Янюшкин А. С., Баранов А. Н., Лосев А. Б., Якимов С. А. Исследование возможности замены электролитов при электроалмазной обработке на обычные смазочно-охлаждающие технические среды // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2007. Т. 1. № 2. С. 25–30.
  15. Янюшкин А. С., Рычков Д. А., Лобанов Д. В., Петров Н. П. Методика формирования базы данных режущих инструментов // Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. 2013. Т. 1. С. 143–146.
  16. Popov V. Yu., Yanyushkin A. S. Combined electrodiamond grinding of high speed steels // International Journal of Advances in Machining and Forming Operations. 2012. Vol. 4. No. 1. P. 91–102.
  17. Skeeba V. Yu., Ivancivsky V. V., Kutyshkin A. V., Parts K. A. Hybrid processing: the impact of mechanical and surface thermal treatment integration onto the machine parts quality // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2016. Vol. 126. P. 012016. https://doi.org/10.1088/1757-899X/126/1/012016.
  18. Zamashchikov Y. I. Duality in metal cutting: impact to the surface layer residual stress // Materials and Manufacturing Processes. 2006. Vol. 21. Iss. 5. Р. 551–566. https://doi.org/10.1080/10426910500471706.
  19. Skeeba V., Pushnin V., Erohin I., Kornev D. Integration of production steps on a sin -gle equipment // Materials and Manufacturing Processes. 2015. Vol. 30. Iss. 12. P. 1408 –1411. https://doi.org/10.1080/10426914.2014.973595.
  20. Rowe W. B. Principles of modern grinding technology. 2nd ed. Oxford: Elsevier, 2014. 480 p.
  21. Kim C. S., Massa T. R., Rohrer G. S. Modeling the relationship between microstructural features and the strength of WC–Co composites // International Journal of Refractory Metals & Hard Materials. 2006. Vol. 24. Iss. 1-2. Р. 89–100. https://doi.org/10.1016/J.IJRMHM.2005.04.011.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).