USINAGEM POR ELETROEROSÃO

USINAGEM POR ELETROEROSÃO Teoria e Prática da Usinagem Usinagem de geometria não definida Janaina Fracaro

A eletroerosão baseia -se na destruição de partículas metálicas por meio de descargas elétricas, este é um processo complexo e em grande parte não visível. Data de meados do século XVIII a descrição de um processo para obtenção de pó metálico mediante descargas elétricas,

É um processo térmico de fabricação caracterizado pela remoção de material conseqüente a sucessões de descargas elétricas que ocorrem entre um eletrodo e uma peça, através de um líquido dielétrico. Conhecida pela sigla EDM = Eletrical Discharge Machining; A eletroerosão é um processo para fabricação de peças isoladas, no máximo para pequenas séries.

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MANDRIL PARA FIXAR O ELETRODO PRISMA MAGNÉTICO UTILIZADO PARA FIXAÇÃO ELETRODO É A FERRA MENTA QUE PRODUZ A EROSÃO CANAIS DO LÍQUIDO DIELÉTRICO PEÇA QUE ESTÁ SENDO USINADA

Distinguem-se por dois processos: Eletroerosão por arco: descargas elétricas estacionárias (arcos elétricos) aplicadas por curto intervalo de tempo em locais diferente promovem a remoção do material. Eletroerosão por faísca: caracteriza-se por termos descargas elétricas não estacionárias (faíscas) aplicadas e pequeníssimos intervalos de tempo em locais diferentes.

A remoção do material da peça é realizada pela microfusão em uma porção localizada da peça, através de uma descarga elétrica; Caracteriza-se por descargas elétricas não estacionárias (faíscas) aplicadas em pequeníssimos intervalos de tempo em locais diferentes É um processo de conformação em que o eletrodo ferramenta produz a sua imagem no eletrodo peça O processo é efetuado sob um líquido não condutor de eletricidade (dielétrico: querosene, gasolina de teste, óleo de transformador).

Funções do dielétrico: Promover o estrangulamento do canal de descarga aumentando a densidade de energia; Remover as partículas erodidas de trabalho; Refrigerar o local de trabalho.

Inicialmente, não há passagem de corrente elétrica devido ao fluido dielétrico. Nesse instante, o eletrodo-ferramenta avança em direção a peça, até aproximar-se da distância da fenda de trabalho causando um aumento do campo elétrico. Rompe-se o isolamento do dielétrico e o eletrodo passa a atuar como condutor. É neste local que haverá descargas elétricas. No início de cada descarga, alguns íons livres e elétrons serão acelerados, formando um canal de descarga. A corrente gerada torna-se capaz de circular e a faísca se estabelece entre o eletrodo e a peça, provocando choques o que aumenta o número de transportadores de carga.

Nesta situação, corta-se a corrente elétrica, ocorrendo novamente o efeito skin. Devido à troca rápida de calor com o fluido dielétrico, a temperatura cai provocando o rompimento da bolha de gás. Isso origina forças que fazem sair o material fundido formando duas crateras na superfície. O material fundido solidifica-se e é arrastado em forma de pequenas partículas pelo líquido dielétrico. A corrente restringe-se exclusivamente a superfície do canal de descarga (efeito skin ) e concentra-se em uma seção mínima, formando-se um canal de plasma (efeito pinch ). Sob o efeito dos choques criam-se altas temperaturas em ambos os pólos. Simultaneamente, em volta do canal de plasma, formase uma bolha de gás. As altas temperaturas que se deram nos pólos, vão fundindo e vaporizando parte do material da peça, enquanto que o eletrodo se desgasta.

Imagem do eletrodo transferida à peça; Mecanismos de furar e gravar; Avanço no eixo Z.

A eletroerosão a fio é um método para cortar materiais condutivos com um fino eletrodo que segue um caminho programado.

Ausência de forças de corte e tensões comuns dos processos convencionais de usinagem, pois não há contato físico entre o fio e peça. Rápida dissipação de calor, pelo fato de a peça permanecer submersa em líquido. A dureza do material da peça não tem efeito negativo na velocidade de corte.

Peças com formas complexas, superfícies de alta qualidade, praticamente sem distorções ou alterações micro-estruturais. Problemas: baixa taxa de remoção de material; a produção de superfícies com camadas refundidas e dificuldades no descarte dos fluidos utilizados no processo.

Atua diretamente na usinagem Promove a lavagem do GAP. Auxilia na refrigeração do sistema. Características do dielétrico para E. a fio: Rigidez dielétrica; Tempo de deionização; Viscosidade; Calor específico; Ponto de ebulição; Condutividade térmica.

É a circulação do fluido dielétrico, entre o eletrodo e a peça, para a remoção das partículas suspensas e gases por filtragem. Fundamental importância para o rendimento do processo, uma vez que, se estas partículas acumularem, haverá uma diminuição da resistência e formação de descargas elétricas anormais.

Características: Boa condutibilidade térmica e elétrica Elevado ponto de fusão Fácil usinabilidade Materiais: Metálicos Não metálicos Revestidos

Bobinas produzidas a partir de uma liga de CuZn35 (latão) Fios mais modernos são revestidos por uma fina camada de estanho, que aumenta a velocidade de corte e a resistência do fio Fios de molibdênio atuam aumentando a resistência à tração do fio.

Gerador de pulsos; sistemas de controle do avanço e posicionamento relativo entre eletrodopeça; alimentação de energia Gerador: Fonte de cc, fonte de tensão e sistema capacitor eletrodo-peça

Para usinagem dos materiais metálicos o material mais indicado são o cobre eletrolítico o cobre tungstênio e o cobre sinterizado; Para usinagem dos materiais não metálicos o material mais indicado é o gráfite. Para cálculo do eletrodo devemos levar em conta a seguinte equação:

mf = mn - ( 2GAP + 2r +cs ) Onde : mn = medida nominal do eletrodo a mesma da cavidade a ser produzida; GAP = o comprimento da centelha; r = rugosidade desejada na superficie da peça; cs = coeficiente de segurança; *cs gira em torno de 10% da tolerância dimensional da peça. Dependendo do trabalho a ser realizado, dois tipos de eletrodo podem ser necessários, um de desbaste e outro de acabamento.

Intensidade da corrente: Para cada tipo de trabalho, de acordo com: área de erosão, material do eletrodo e material da peça. Quanto maior a amperagem, maior o volume de material erodido. COEFICIENTES PARA CÁLCULO DE AMPERAGEM ELETRODO MATERIAL A SER USINADO COEFICIENTE PARA AMPERAGEM Cobre Eletrolítico Aço 0,07 A /mm2 Grafite Aço 0,01 A / mm2 Cobre e Tungstênio Aço 0,14 A / mm2 Cobre Cobre 0,07 A /mm2 Cobre e Tungstênio Pastilha de metal duro 0,05 A / mm2 Com base na tabela acima é possível calcular a amperagem ( I ) que deve ser utilizada para erodir a nossa peça

I = área a ser erodida x coeficiente para amperagem Calculando o valor de I e atribuindo a rugosidade deseja - jada a nossa peça tomamos como base uma outra tabela para saber dos outros parâmetros da usinagem. EX.: se fossemos erodir um quadrado de aço, medida do lado igual a 10,7mm com um eletrodo de cobre elétrolitico e desejassemos uma rugosidade de 0,013mm. Teriamos que I = 10,7 X 10,7 X 0,07 = 8A

INTENSIDADE DA CORRENTE TABELA PRÁTICA UTILIZANDO ELETRODO DE COBRE E PEÇAS DE AÇO TEMPO DE TEMPO DE GAP CAPACIDADE DE EROSÃO DESGASTE DO ELETRODO ( % ÁREA MÍNIMA DE EROSÃO RUGOSIDADE DIFERENÇA ENTRE MEDIDA FINAL E MEDIDA DO ELETRODO ( mm ) IMPULSO PAUSA ( mm3 / min ) ) (mm2 ) 1 1 17 1 40 5 7 0,048 2 2 20 2 30 5 8 0,056 3 2 25 2 20 5 10 0,070 8A 4 2 30 3 15 5 13 0,086 5 3 35 5 10 5 18 0,106 6 3 40 6 7 5 20 0,120 7 3 45 5 5 5 22 0,134 8 3 50 5 4 5 28 0,156 9 3 55 4 4 5 30 0,170