Experimental Investigation of Electro Erosion Machining Parameters of Boron Alloy Steels

Abstract

In this study, the machinability of boron alloy steel by electro erosion method was investigated. In the AM experiments, copper electrode was used as the tool material, and standard dielectric fluid was preferred as the dielectric fluid. Three different parameters were chosen as variables during the experiments (discharge current, pulse on time and pulse of time) and the effects of machining parameters on material removal rate (MRR), electrode wear rate (EWR) and average surface roughness (Ra) were investigated. According to the experimental results, MRR, EWR and Ra increased with the increase of discharge current. It was determined that while the MRR and EWR values increased, electrode wear decreased with the increase of the stroke time. It has been determined that the ideal processing parameters for each processing level are at different levels. Ideal machining parameters for workpiece machining speed were found to be 12 A, 100 µs and 50 µs for current, pulse duration and pulse waiting time, respectively. Ideal processing parameters for EAH were found to be 24 A for current, 100 µs for pulse duration and 6 µs for pulse waiting time. Ideal processing parameters for surface roughness were determined as 12 A, 50 µs and 24 µs for current, pulse duration and pulse waiting time, respectively. As a result of the experimental studies; material removal rate (MRR), electrode wear rate (EWR) increased with increasing discharge current of workpiece surface roughness. It was also observed that MRR, workpiece surface roughness values increased with increasing stroke time.

Keywords

• Electrical discharge machining
• boron alloy steel
• material removal rate
• electrode wear rate

Bor Alaşımlı Çeliklerin Elektro Erozyonla İşleme Parametrelerinin Deneysel Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, bor alaşımlı çeliğin elektro erozyon ile işleme yöntemiyle işlenebilirliği araştırılmıştır. Deneyler sırasında üç farklı parametre değişken olarak seçilmiş olup (boşalım akımı, vurum süresi ve vurum bekleme süresi) işleme parametrelerinin iş parçası işleme hızı (İİH), elektrot aşınma hızı (EAH) ve ortalama yüzey pürüzlülüğüne (Ra) olan etkileri incelenmiştir. Deneysel sonuçlara göre İİH, EAH ve Ra boşalım akımının artmasıyla birlikte artış göstermiştir. Vurum süresinin artması ile İİH ve EAH değerleri artarken, elektrot aşınmasının azaldığı tespit edilmiştir. Her bir işleme seviyesi için ideal işleme parametrelerinin farklı seviyelerde olduğu belirlenmiştir. İş parçası işleme hızı için ideal işleme parametreleri, akım, vurum süresi ve vurum bekleme süresi için sırasıyla 12 A, 100 µs ve 50 µs olarak bulunmuştur. EAH için ideal işleme parametreleri, akım için 24 A, vurum süresi için 100 µs, vurum bekleme süresi için ise 6 µs olarak bulunmuştur. Yüzey pürüzlülüğü için ideal işleme parametreleri, akım, vurum süresi ve vurum bekleme süresi için sırasıyla 12 A, 50 µs ve 24 µs olarak belirlenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda; İş parçası işleme hızı (İİH), elektrot aşınma hızı (EAH), iş parçası yüzey pürüzlülüğünün boşalım akımının artmasıyla birlikte artış göstermiştir. Yine İİH, iş parçası yüzey pürüzlülüğü değerlerinin vurum süresinin artmasıyla birlikte artış gösterdiği gözlenmiştir.

Keywords

• : Elektro erozyon ile işleme
• bor alaşımlı çelik
• iş parçası işleme hızı
• elektrot aşınma hızı
• yüzey pürüzlülüğü

References

1. [1] Ho, K., S.J.I.J.o.M.T. Newman, and Manufacture, State of the art electrical discharge machining (EDM). 2003. 43(13): 1287-1300.
2. [2] Yue, X., Q. Li, and X.J.C.I. Yang, Influence of thermal stress on material removal of Cf_SiC composite in EDM. 2020. 46(6):7998-8009.
3. [3] Payal, H., R. Choudhary, and S. Singh, Analysis of electro discharge machined surfaces of EN-31 tool steel. 2008.
4. [4] Lee, S. and X.J.J.o.m.p.T. Li, Study of the effect of machining parameters on the machining characteristics in electrical discharge machining of tungsten carbide. 2001. 115(3): 344-358.
5. [5] Guu, Y., H.J.M. Hocheng, and M. Processes, Effects of workpiece rotation on machinability during electrical-discharge machining. 2001. 16(1): 91-101.
6. [6] Gohil, V. and Y.J.T.o.F. Puri, Experimental investigation on surface roughness in electrical discharge turning of Ti-6al-4v alloy. 2016. 40(4): 1-10.
7. [7] Choudhary, R., et al., Performance and surface integrity of Nimonic75 alloy machined by electrical discharge machining. 2015. 2(4-5): 3481-3490.
8. [8] Matoorian, P., S. Sulaiman, and M.J.J.o.M.P.T. Ahmad, An experimental study for optimization of electrical discharge turning (EDT) process. 2008. 204(1-3): 350-356.

9. [9] Kushwaha, A., et al., Assessment Of Surface Integrity During Electrical Discharge Machining Of Titanium Grade 5 Alloys (Ti-6Al-4V). 2019. 18: 2477-2485.
10. [10] Wang, C.C., et al., Cutting austempered ductile iron using an EDM sinker. 1999. 88(1-3): 83-89.
11. [11] Gopalakannan, S., et al., Effect of electrode materials on electric discharge machining of 316 L and 17-4 PH stainless steels. 2012. 11(07): 685.