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USINAGEM POR ELETROEROSÃO
USINAGEM POR ELETROEROSÃO
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,
USINAGEM POR ELETROEROSÃO
A máquina: PAINEL DE COMANDO E
GERADOR DE POTÊNCIA CABEÇOTE
MESA RESERVATÓRIO DE DIELÉ-
TRICO E SISTEMA DE FIL-TRAGEM
TANQUE DE USINAGEM
FIXADORES OUMORÇA
MANDRIL
ELETRODO
USINAGEM POR ELETROEROSÃO
PEÇA QUE ESTÁ SENDOUSINADA
MANDRIL PARA FIXARO ELETRODO
PRISMA MAGNÉTICOUTILIZADO PARA FIXAÇÃO
ELETRODO É A FERRAMENTA QUE PRODUZ A
EROSÃO
CANAIS DO LÍQUIDODIELÉTRICO
COMO OCORRE O PROCESSO?
Peça e eletrodo são merguladas num recipiente que con- tem um fluido isolante ( DIELÉTRICO ), tanto a peça quanto o eletrodo são ligados a uma fonte de corrente contínua.Pormeio de cabos, geralmente o eletrodo tem polaridade positi - va e a peça a ser usinada tem polaridade negativa, um dos cabos está conectado a um interruptor que aciona o forneci- mento de energia para o sistema.Ao ser ligado o interruptor, forma -se uma tensão elétri -ca entre o eletrodo e a peça. De início não há passagem de corrente já que o dielétrico atua como um isolante.
A DESCARGA ELÉTRICA
Quando o espaço entre a peça e o eletrodo é diminuído até
uma distância determinada, o dielétrico passa a atuar como
condutor, formando uma “ ponte” de ions entre o eletrodo e
a peça.
Produz-se então uma centelha que superaquece a superfície
do material dentro do campo de descarga, fundindo - a. Esti -
ma - se que, dependendo da intensidade da corrente aplicada,
a temperatura na região da centelha possa variar entre 2500
e 50.000ºC
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O processo de erosão ocorre simultaneamente entre pe-
ça e eletrodo. Com ajustes convenientes da máquina, é pos-
sível controlar a erosão, de modo que se obtenha até 99,5%
de erosão na peça e 0,5% no eletrodo. A distância entre a
peça e o eletrodo, na qual é produzida a centelha, é denomi
nada GAP , e depende da intensidade da corrente. O GAP é
o comprimento da centelha.
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Tamanho do GAP pode determinar a rugosidade da su-
perfície da peça. Com um GAP alto, o tempo de usinagem é
menor, mas a rugosidade é maior. Já com um GAP mais
baixo implica maior tempo de usinagem e menor rugosida -
de na superfície.
As partículas fundidas, desintegradas na forma de minus
culas esferas, são removidas da região por um sistema de
limpeza e no seu lugar fica uma pequena cratera.
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O dielétrico além de atuar como isolante, participa desta
limpeza e ainda refrigera a superfície usinada.
O fornecimento de energia é interrompido pelo afastamen-
to do eletrodo. O ciclo recomeça com a reaproximação do
eletrodo até a distância GAP, provocando uma nova descarga.
Descargas sucessivas, ao longo de toda a superfície do ele-
trodo fazem a usinagem da peça.
A frequência das descargas pode alcançar até 200mil ci - clos por
segundo. Na peça fica reproduzida uma matriz que é uma cópia fiél
do eletrodo, porém invertida.
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Eletroerosão por penetração:
USINAGEM POR ELETROEROSÃO
Eletroerosão por penetração:
USINAGEM POR ELETROEROSÃO
ELETROEROSÃO A FIO
Os princípios básicos da eletroerosão a fio são
semelhantes aos da eletroerosão por penetração. A
diferença é que nesse caso, um fio de latão ionizado ,
isto é , elétricamente carrega do, atravessa uma peça
submersa em agua desionizada, em movimentos
constantes, provocando descargas elétricas entre o fio e
a peça, as quais cortam o material.
O corte a fio é programado por computador e permite o
corte de perfis complexos com exatidão
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Atualmente, a eletroerosão a fio é bastante usada na in-
dustria para confecção de placas de guia, porta punções e
matrizes ( ferramentas de corte dobra e repuxo )
100m
m
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A escolha do eletrodo:
Para usinagem dos materiais metálicos o material mais indicado são o cobre eletrolítico o cobre tungstênio e o co - bre sinterizado;
Para usinagem dos materiais não metálicos o material mais indicado é o gráfite. Para cálculo do eletrodo devemos levar em conta a seguin- te equação:
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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 ele-
trodo podem ser necessários, um de desbaste e outro de
acabamento.
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Limpeza:
Durante o processo de eletroerosão a limpeza é muito im-portante, pois particulas erudidas tendem a se acumular empontos da superficie do eletrodo e da peça.
Para obter maior rendimento, melhor acabamento e me - nor desgaste do eletrodo, um sistema eficiente de limpeza de-ve remover essas particulas da zona de trabalho.
Este sistema de limpeza varia, conforme o modelo da má - quina.
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Limpeza por injeção:
A injeção do líquido dielétrico é feita com pressão abaixo
da peça ou por dentro do eletrodo, neste tipo de limpeza o
eletrodo tem de ser furado ou a peça deve estar sobre um
depósito “caneca “.
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Limpeza por aspiração ou sucção:
O dielétrico é aspirado por baixo da peça, através de um
recipiente ou do eletrodo.
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Limpeza por jato lateral:
A injeção do líquido dielétrico é feita por bicos que garan-
tam alcance de toda a superficie de trabalho.
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Limpeza por agitação:
É obtido por meio de pulsação do eletrodo.
Limpeza por fluxo transversal:
Usado quando o eletrodo for rígido e a situação permitir
a realização de vários furos para limpeza.
Limpeza combinada:
Combina o processo de aspiração e o de injeção.
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Intensidade da corrente:
Para cada tipo de trabalho, de acordo com: área de
erosão, material do eletrodo e material da peça. Quanto ma-
ior a amperagem, maior o volume de material erodido.
ELETRODO MATERIAL A SER USINADO COEFICIENTE PARA AMPERAGEMCobre Eletrolítico Aço 0,07 A /mm2
Grafite Aço 0,01 A / mm2Cobre e Tungstênio Aço 0,14 A / mm2
Cobre Cobre 0,07 A /mm2Cobre e Tungstênio Pastilha de metal duro 0,05 A / mm2
COEFICIENTES PARA CÁLCULO DE AMPERAGEM
Com base na tabela acima é possível calcular a amperagem ( I ) que deve ser utilizada para erodir a nossa peça
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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 pa-
ra 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
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1 1 17 1 40 5 7 0,0482 2 20 2 30 5 8 0,0563 2 25 2 20 5 10 0,070
8A 4 2 30 3 15 5 13 0,0865 3 35 5 10 5 18 0,1066 3 40 6 7 5 20 0,1207 3 45 5 5 5 22 0,1348 3 50 5 4 5 28 0,1569 3 55 4 4 5 30 0,170
DIFERENÇA ENTRE MEDIDA FINAL E MEDIDA
DO ELETRODO ( mm )RUGOSIDADE
INTENSIDADE DA CORRENTE
TEMPO DE
IMPULSO
TEMPO DE
PAUSAGAP
CAPACIDADE DE EROSÃO ( mm3 / min )
DESGASTE DO ELETRODO ( %
)
ÁREA MÍNIMA DE EROSÃO
(mm2 )
TABELA PRÁTICA UTILIZANDO ELETRODO DE COBRE E PEÇAS DE AÇO
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Fluidos dielétricos:
O fluido dielétrico é muito importante para o desempenho
do processo de eletroerosão, pois atua diretamente em vá -
rios aspectos da usinagem. Seu principal papel é controlar a
potência de abertura da descarga elétrica, alem de refrige -
rar todo o sistema e de limpar a zona que está sendo erodida
As principais propriedades dos fluidos dielétricos são:
Ponto de ebulição: Quanto maior o ponto de ebulição,
este se mantem mais estável em temperaturas elevadas sem
perder suas propriedades originais.
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Ponto de fulgor: É uma medida de volatilidade do flu-
ido e é a máxima temperatura que este irá suportar antes de
uma combustão;
Odor: Um “ odor “ pode indicar a evaporação exces -
siva do fluido;
Estabilidade a oxidaçaõ: Quanto maior a estabilidade
a oxidação maior será a vida util do fluido;
Custo: Custo é um fator importante em qualquer produ
to utilizado em uma empresa;
Perigo a saúde: Graças a legislação existente, deve ser
utilizado sempre o fluido que apresentar - se menos nocivo.
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CONCLUSÃO
Observou-se que o processo de eletroerosão é um processo de precisão, muito utilizado atualmente na fabricação de matrizes, utilizada também para cortes em materiais muito duros e resistentes.
Caracteriza-se pela complexidade dos perfis e das tolerâncias que produz, frente a outros processos de usinagem bem mais dispendiosos e de menor precisão.
Algumas peças de complexidade altas só são possíveis através deste processo.