Eletroeroso Professores Eduardo Milke Vincius Martins Eletroeroso Exemplo

Eletroerosão Professores: Eduardo Milke Vinícius Martins

Eletroerosão Exemplo de peças erodidas

Eletroerosão Exemplo de peças erodidas

Eletroerosão A Eletroerosão, ou usinagem por descargas elétricas, ou ainda EDM (Electrical Discharge Machining), é um processo indicado na usinagem de formas complexas em materiais condutores elétricos, especialmente aqueles de alta dureza, e de dimensões diminutas, difíceis de serem usinados por processos tradicionais de usinagem. O processo não é influenciado pela dureza do material.

Eletroerosão A máquina: CABEÇOTE PAINEL DE COMANDO E GERADOR DE POTÊNCIA MANDRIL TANQUE DE USINAGEM ELETRODO FIXADORES OU MORÇA MESA RESERVATÓRIO DE DIELÉTRICO E SISTEMA DE FILTRAGEM

Eletroerosão

Eletroerosão 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

Eletroerosão Materiais usados como ferramenta (eletrodo) 1 - Metais com alto ponto de fusão e boa condutividade térmica. 2 - Baratos e facilmente conformáveis por métodos convencionais.

Eletroerosão 1) Grafite: Grafites com baixa densidade geram TRM maiores.

Eletroerosão Tem sido utilizado um grafite de alta densidade com baixo desgaste da ferramenta (menor que 1% na erosão de uma peça em aço), devido à alta temperatura de fusão deste grafite (~3000ºC).

Eletroerosão 2) Cobre: É um material estável sobre condições de centelhamento (sparking). Seu desgaste pode ser comparável com o grafite. Em peças fabricadas com determinados materiais, o cobre possibilita um acabamento superficial melhor.

Eletroerosão 3) Latão: Utilizado nos desenvolvimentos do processo EDM. Embora é um material altamente estável sobre condições de centelhamento, seu alto desgaste o restringe a aplicações especiais. 4) Outros: Diversos materiais tem sido estudados e testados para serem utilizados como eletrodos. Alumínio fundido mostrou ser similar ao cobre e grafite em TRM, porém tem uso limitado devido ao seu desgaste (15% quando utilizado na erosão de aço).

Eletroerosão Ligas de cobre-boro e pratatungstênio tem desgaste extremamente baixo e são ocasionalmente utilizados. Cobre-tungstênio tem alta TRM e muito baixo desgaste. Porém é um material muito caro e não é facilmente conformado. É utilizado para a obtenção de furos profundos, onde alta precisão é necessária.

Eletroerosão Materiais usináveis por eletroerosão:

Eletroerosão Taxas de remoção de metais (TRM) Dependem: 1) das propriedades do material da peça a ser erodida, incluindo ponto de fusão e calor latente. 2) daspropriedadesdoseletrodos(ferramentas), da geometria e das dimensões da peça e do próprio eletrodo.

Eletroerosão Algumas teorias tem sido desenvolvidas para a análise dos efeitos de um pulso simples na taxa de remoção de metal. Van Dych (1969) mostrou que a erosão do material pode ser explicada por modelos de transferência de calor e termodinâmica.

Eletroerosão A maioria dos dados de usinagem por eletroerosão disponibilizados pelos fornecedores de equipamentos. Típicas taxas de remoção: de 0, 1 até 10 mm³/min • A.

Eletroerosão

Eletroerosão

Eletroerosão Efeitos na superfície erodida e precisão A eletroerosão normalmente deixa a peça com uma superfície fosca, a qual é coberta de pequenas crateras (calotas) cujo diâmetro é 5 a 50 vezes maior que a profundidade.

Eletroerosão Utilizando altas potências, essas calotas podem ter 12 m de profundidade, com um diâmetro de aproximadamente 60 m. A formação destas crateras é conseqüência das descargas elétricas. Também é afetada pelo fluido dielétrico utilizado e pelo material do eletrodo.

Eletroerosão Peça da esquerda: aço 56 Ni Mo V 7 Peça da direita: metal-duro Ferramenta: eletrodo de grafite Dielétrico: Shell – Sol – T Corrente média de descarga = 28 A Tempo de impulso = 100 µs Tensão média em vazio = 150 V Partículas (cavacos) removidas por eletroerosão.

Eletroerosão Com temperaturas de descarga atingindo entre 8000°C e 12000°C, transformações metalúrgicas ocorrem nas camadas superficiais da peça erodida. Três zonas (camadas) podem ser observadas. Superfície re-fundida Zona afetada pelo calor Zona de conversão

Eletroerosão Dimensões das zonas afetadas pelo calor em uma peça erodida. 1 - 40µm 250µm 400µm

Eletroerosão A superfície da peça é fundida e rapidamente resfriada pelo fluido dielétrico. Sendo assim, uma pequena camada re-fundida e re-endurecida é formada (1ªcamada). A zona afetada pelo calor (2ª camada) é formada pelo aquecimento e resfriamento e também por difusão de material da camada re-fundida. Nesta zona, ocorre a fragilização do contorno de grão. Como resultado, a resistência à fadiga é reduzida.

Eletroerosão A remoção das duas primeiras camadas superficiais da peça erodida traz de volta 95% do valor original da resistência à fadiga. Acabamentos superficiais típicos ficam entre 1, 6µm e 3, 2µm. Superfícies mais rugosas são produzidas comprimentos maiores de pulsos e com correntes maiores.

Eletroerosão Aplicações

Eletroerosão Aplicações - A fio.

Eletroerosão Um fio de cobre ou latão, com diâmetro entre 0, 05 e 0, 25 mm atua como eletrodo (ferramenta). O fluido dielétrico, normalmente água deionizada, é injetado coaxialmente com o fio na área a ser usinada. O fio é continuamente alimentado, ou seja, o eletrodo é sempre “novo”.

Eletroerosão a fio (Wire-EDM)

Eletroerosão

Eletroerosão O fio pode trabalhar inclinado, produzindo ângulos de corte e aumentando o número de aplicações do processo de eletroerosão. A eletroerosão a fio é aplicada na fabricação de moldes, matrizes e até mesmo na confecção de eletrodos para EDM penetração.

Eletroerosão Produção de matrizes: A produção de moldes e matrizes é bastante atrativa pelo processo EDM, pois o mesmo permite a obtenção de geometrias irregulares em materiais com alta dureza. Essas matrizes são utilizadas em diferentes processos de fabricação mecânica (extrusão, forjamento, metalurgia do pó) e fabricação de peças plásticas (injeção, sopro, etc. ) O tempo de usinagem para fabricação destas matrizes atinge algumas horas.

Eletroerosão Furação: A obtenção de furos por EDM utiliza eletrodos tubulares. Diferente da furação convencional, o movimento rotatório da ferramenta não é necessário e o furo não precisa ser redondo. Avanços de 0, 1 mm/min são aplicados na confecção de furos com diâmetro entre 0, 1 e 0, 5 mm. A furação por EDM é muito utilizada na indústria aeronáutica (ex: motores de aeronaves).

Eletroerosão Furação (continuação): Mc. Geough (1988) relata o exemplo de uma peça com 7000 furos com diâmetros entre 0, 75 e 2, 5 mm e espessuras entre 1 e 6, 25 mm. A peça é extremamente dura (liga de cobalto) e os furos são feitos por EDM. Para confeccionar 36 furos de uma única vez, é necessário uma corrente de 720 A (20 A para cada furo).

Eletroerosão Retificação eletroerosiva.

Eletroerosão A remoção do material é unicamente decorrente de descargas elétricas entre os eletrodos, não ocorrendo remoção mecânica. Máquinas empregadas com movimento de avanço controlado. Lavação da fenda de trabalho beneficiada pela rotação do eletrodo.

Eletroerosão Retificação eletroerosiva. Vantagens - Usinagem sem contato. - Usinagem de materiais metálicos. compostos de qualquer natureza. - Ferramenta barata (disco de grafita). - Fácil preparação. - Pouca influência térmica na peça.