procesos especiales de manufactura - fundamentos del edm

7/22/2019 Procesos Especiales de Manufactura - Fundamentos del EDM

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Unidad 1: Fundamentos de corte

por hilo EDM

Procesos especiales de manufactura

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Repaso

• Existen dos tipos de procesos de maquinado:

1. Tradicional:

• Eliminación de material por el contacto mecánico

directo de la herramienta y la pieza de trabajo

2. No tradicional

• Eliminación del material mediante energía térmica,

química o mecánica.

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Repaso

Tradicional No tradicional

• Descarga eléctrica

• Electroquímica

• Haz de electrones

• Rayo láser

• Ultrasónico

• Chorro de agua

• Torneado

• Fresado

• Taladrado

• Afilado

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Introducción

• La mayoría de los procesos tradicionales de maquinado quitanmaterial formando virutas, o lo hacen por abrasión. No obstante,existen numerosos casos en que estos procesos no sonsatisfactorios o simplemente no son posibles por alguna de lassiguientes razones:

•El material tiene dureza o resistencia muy elevada, o el mismo esdemasiado frágil

• La pieza es demasiado flexible o resulta difícil sujetar las partes

• La forma de la pieza es compleja

• El acabado superficial y la tolerancia dimensional son muy rigurosos

•El aumento de la temperatura y los esfuerzos residuales en la piezano son deseables ni aceptables

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¿Qué es el mecanizado por descarga

eléctrica (EDM)?

• Es el proceso de

mecanizado no

tradicional más

utilizado

• El material de la pieza

de trabajo se funde y se

elimina por el calor de

las descargas eléctricasde alta densidad.

• También conocido

como descarga eléctrica

o electroerosión por

chispa.

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Mecanismo

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1. Una pieza con forma y una pieza de trabajo son conectadas a unafuente de corriente directa y colocadas dentro de un fluidoeléctrico.

2. Cuando el voltaje aplicado es lo suficientemente alto, se produceuna ruptura localizada del dieléctrico y se generan chispas a través

de la abertura, entre la herramienta y la pieza de trabajo.3. Las chispas tienen una densidad de corriente muy alta lo que

ocasiona la formación de un canal de plasma, vaporizando partede la herramienta y de la pieza de trabajo.

4. La vaporización produce una burbuja a una presión muy alta quese expande rápidamente, expulsando una pequeña cantidad dematerial y dejando un pequeño cráter en la superficie.

5. El rango de la temperatura de la columna momentánea de plasmava desde los 10,000 a los 40,000 °C

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Materiales de trabajo

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Electrodo

1. Alta conductividad eléctrica

2. Facilidad de fabricación

3. Resistencia al desgaste4. Punto de fusión alto

• Los más comunes son: cobre, tungsteno,

grafito, zinc y latón

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Fluido dieléctrico

1. Químicamente neutral

2. Baja viscosidad

3. Ausencia de vapor tóxico

4. Ausencia de tendencia a la inflamación

5. Refrigerante

6. Expulsa la partícula erosionada

• Los más utilizados: queroseno y agua desionizada

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Parámetros críticos del proceso

1. Voltaje abierto (V)

2. Corriente (I)

3. Resistencia (R)

4. Capacitancia (C)

5. Voltaje de descarga (Vd)

6. Pulso de encendido

7. Pulso de apagado8. Abertura de la chispa

9. Sistema de expulsión

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Principio

• La pieza a mecanizar y elutensilio se situan en laposición de trabajo de modoque no haya contacto entre sí.El espacio sobrante se llena

con“dieléctrico”

  líquido.A la fuente de alimentación decorriente continua se conectatanto la pieza como el útilmediante cable.El suministro de intensidad es

controlado medianteinterruptor. Al cerrarlo seproduce una tensión entre lapieza y el utensilio.

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Componentes

• En el elemento utilizadocomo utensilio se producencráteres mínimos. Este sedenomina popularmente"ELECTRODO".

• El elemento donde seproduce el cráter mayor y aconsecuencia el principaldesprendimiento dematerial, se denomina“PIEZA”

.• El proceso de electroerosiónse desarrolla en un líquidodenominado“DIELÉCTRICO".

Electrodo

Pieza

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  Debido a que el dieléctrico actúa de

capa aislante, en principio no hay paso

de corriente.

Al disminuir el espacio intermedio entre

los elementos, se produce el disparo de la

descarga por medio de una chispa a una

distancia (muy corta) determinada.

Durante esta descarga, decrece la tensióny la temperatura aumenta considerable-

mente al paso de corriente en el punto de

incidencia de la chispa. Las partículas de

metal se funden y se vaporizan por el

efecto térmico.

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Formación de la superficie

• Al abrir el interruptor, elmaterial fundido sedispierde tal como sucedeen una explosión, el canalde descarga se desioniza

quedando un pequeñocráter.

• Si se permite la sucesión demultiples descargasconsecutivas, se obtiene un

gran número de cráteresuno junto al otro de modoque se produce undesprendimiento de niveluniforme.

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Tipos de electroerosionado

Electroerosión por hilo Electroerosión por penetración

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Ventajas

• Alta precisión

• Calidad de la superficie

• Se utilizan materiales conductores

• No existen limitaciones de dureza

• Corte sin rebabas

• Adecuado para la fabricación de moldes

• Adecuado para maquinar piezas difíciles decortar o formas en 3D complejas

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Limitaciones

• Alto consumo de energía específica

• Bajo MRR

• Limitado para materiales conductores

• Formación de una capa de refundición y zonaafectada térmicamente

• Dificultad para producir una esquina aguda,

debido al desgaste del electrodo• Riesgos para el operador (producción de humo,

irritación de la piel)