Mecanizado Por Electroerosión (1)

8/19/2019 Mecanizado Por Electroerosión (1)

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MAQUINADO POR

ELECTROEROSIÓN

Alumnos:

De Leon Olivares, Alexander Manuel

Salinas Rodriguez, Edwin Efrain


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Defnición

El mecanizado por electroerosión, o por descarga eléctrica,

es un proceso de mecanizado por arranque de

viruta para materiales conductores de la electricidad que

emplea chispas controladas con precisión producidas entre

un electrodo, generalmente de grafito que puede

considerarse como la herramienta de corte y una pieza de

trabajo, en presencia de un fluido dieléctrico.


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El desarrollo de esta tecnología se inicia durante los años

posteriores a la egunda !uerra "undial, los principales

investigadores en este campo fueron dos científicos rusos

#.$ y %.& 'azaren(o, en la entonces )nión oviética.


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'os elementos b*sicos de cualquier sistema de electroerosión

convencional o de corte por alambre son+


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'as características b*sicas requeridas para un dieléctrico usado en

E" son+

alta rigidez y r*pida recuperación -posterior a la descarga,

resfriamiento r*pido y efectivo y habilidad de lavado.

'as principales cualidades e/igidas en un fluidos dieléctrico son+

una rigidez dieléctrica suficientemente alta para garantizar la

conductividad eléctrica después de alcanzar la tensión de ruptura y

ser capaz de des0ionizarse r*pidamente después de la descarga .


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atos importantes+

El arco eléctrico tiene una duración de diezmilésimas y aun cienmilésimas

de segundo, aunque se producen solo una chispa cada vez.

%ormalmente la distancia entre el electrodo y la pieza de trabajo es de

algunas milésimas de pulgada dependiendo de los par*metros que se

tengan en la fuente de poder, es decir, si se est* realizando un maquinado

de desbaste o uno de afinado, a esa distancia que se requiere mantener

para la formación del arco se le llama sobrecorte -gap.

'a tensión que se aplica entre ambos electrodos oscila entre 12 y 3224.


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'as teorías de cómo la chispa erosiona a la pieza

de trabajo -y al electrodo ha sido muy discutidas,

pero una teoría que propone que la acción erosiva

es una compleja combinación de efectos térmicos

y eléctricos es la m*s aceptada -termoeléctrica.


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5rimero, el estado de ionización mostrado en la -6igura 7.3-a,

la carga inducida en los dos electrodos por la fuente de poder,

genera un fuerte campo eléctrico, que es m*s fuerte mientras

m*s se acercan hasta casi tocarse, y es ahí cuando la descarga

tiene lugar.

&ones y moléculas del líquido dieléctrico est*n polarizadas y

orientadas entre estos dos picos formando un estrecho canal de

baja resistencia, por el cual se inicia el flujo de corriente lo cu*l

abrir* el camino para el flujo de corriente principal.


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'a ionización contin8a en la siguiente etapa -6igura 7.3-b a8n

cuando la corriente contin8a fluyendo entre los electrodos.

En la -6igura 7.3 -c, la resistencia en el canal empieza a

decrecer mientras que se incrementa la corriente.

En este punto el canal se ha ionizado por completo y consiste

en plasma formado por iones positivos y electrones libres,

mezclados con gas formado por la descomposición química del

líquido dieléctrico , el vapor de metal es e/pelido por ambos

electrodos.


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'a intensidad de corriente en esta etapa es muy alto quiz* de ó

9.:s.

'a corriente alta produce un fuerte campo magnético en el

canal, lo cual atrae los iones hacia el eje del canal de descarga.

'os iones atraídos magnéticamente comprimen el canal de

corriente e incrementan la temperatura hasta llegar a decenas

de miles de grados ;elsius, lo cual funde una porción de metal

de la pieza de trabajo y la vaporiza -6igura 7.3 -d.

•


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El vapor provee algo de la fuerza que e/pele el metal fundido de

la pieza de trabajo y ayuda adem*s a que se colapse el canal

ionizado -6igura 7.3-e.


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En el 8ltimo dibujo, se muestra el resultado de la descarga,

un gran cr*ter en la pieza de trabajo y -lo inevitable un

cr*ter mucho m*s pequeño en el electrodo.

En este caso pequeño y grande son relativos, sin embargo

una medida típica para un di*metro de cr*ter en la pieza

de trabajo sería de 722 micro pulgadas.

El ciclo est* ahora completo, el metal fundido es removido

de la superficie de los electrodos por el líquido dieléctrico

formando pequeñas esferas que son e/pulsadas por elflujo del mismo.


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Diagrama Morologico

Flujo de material Flujo de informai!n

Estado

el

material

5roceso

b*sico

=ipo de

proceso

;reación de

superficie

5atrón de movimiento

"aterial

>erramienta:troquel

olido =érmico $educción

de masa conformación total %inguno =raslación


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Suministro de energ"a en sistemas de

#erramientas$tro%ueles&arater"stias energ'tias en el e%ui(o

"edios de

transferencia

uministro de

energía mediante

;aracterísticas

energéticas=ipo de energía

'iquidoiferencias de

voltaje istemas de flujo . Eléctrica


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Tipo e mecani!ao por elec"roero#ión

'os tipos mas importantes del maquinado por

electroerosion son+

Electroerosión por penetración

Electroerosión por hilo

Electroerosión por perforación -o rectificado por

electroerosión


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Elec"roero#ión por pene"ración

el electrodo se une al cabezal de la m*quina que est* conectado a un

polo -por lo general el polo positivo de una fuente de alimentación pulsada.

'a pieza de trabajo se conecta al polo negativo y se ubica de manera

que haya un hueco entre esta y el electrodo.

5osteriormente, el hueco se inunda con fluido dieléctrico. ;uando se

conecta la fuente de alimentación, el hueco es atravesado por miles de

impulsos de corriente continua por segundo formando chispas y dando

comienzo al proceso de erosión


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El electrodo, por lo general de grafito o cobre electrolítico, se fabrica

con la imagen inversa o negativa de la pieza que se desea obtener,

por lo cual genera cavidades en la pieza.


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Entre las características principales de la electroerosión por

penetración podemos mencionar+

• El fluido dieléctrico es aceite mineral, aunque algunas m*quinas pueden usar agua u otros líquidos especiales.

• 5ueden obtenerse tanto formas pasantes como formas ciegas degeometrías complicadas.

• ;apacidad de e/tracción en aceros+ hasta ?222 mm3:min.

• $ugosidad mínima en aceros. 2.@ Am

• 9plicaciones+ fabricación de moldes y troqueles de embutición.


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Elec"roero#ión por $ilo

En este proceso, el electrodo de grafito se sustituye por un hilo

consumible, cargado eléctricamente y controlado por ;%;, capaz de

efectuar cortes muy finos.

El principio de funcionamiento del sistema por hilo es el mismo que el

tipo de penetración, ya que emplea una serie de descargas de

corriente continua que forman chispas entre el hilo y la pieza de

trabajo, ambos en contacto con el fluido dieléctrico.

En algunos casos, el hilo y la pieza se sumergen totalmente en el

dieléctrico, aunque esto puede provocar corrosión electrolítica en

algunos materiales.


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'a diferencia fundamental entre la electroerosión por hilo y la

electroerosión por penetración es que la forma del electrodo no influye

directamente en la forma de la pieza a obtener, puesto que lo 8nico

que se pretende es realizar un corte en la pieza y no obtener una copia

con la forma del electrodo.


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Entre las características principales de la electroerosión por

hilo podemos citar+

•

e generan geometrías 8nicamente pasantes en la pieza, en

función de la trayectoria recorrida por el hilo, pudiendo

realizarse cortes rectos y cortes cónicos.

• El fluido dieléctrico es agua desionizada.

• ado que el hilo es muy delgado, la energía utilizada es limitada y

las tasas de e/tracción son bajas.

• 4elocidad de corte en aceros+ hasta B22 mm?:min.


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• ;apacidad de e/tracción de metal+ apro/. 3B2 cm3:hora.

• $ugosidad mínima en aceros+ menos de 2,3 Am

• 9plicaciones+ conjuntos punzón0matriz, insertos para moldes,

componentes electrónicos, como así también para medicina y

relojería.


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Elec"roero#ión por peroración %o rec"ifcao porelec"roero#ión&

)n tercer tipo de electroerosión est* diseñado para la perforación de

orificios pequeños -de entre 2,27B cm y 2,1B cm apro/. pero muy

profundos, con una relación de profundidad a di*metro de 32 a 7, o

superior.

5ara ello, se emplean electrodos rotatorios concéntricos de hasta 32

cm de largo que giran a unas 722 rpm y perforan la pieza de trabajo.


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5or el momento, el campo de aplicación de la electroerosión por

perforación es muy reducido y su uso m*s com8n reside en

perforar orificios para comenzar la electroerosión por hilo en

materiales ya endurecidos, así como orificios muy pequeños y

precisos para industrias como la de los equipos médicos y

aeroespaciales.


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'en"a(a# ) e#*en"a(a# e laElec"roero#ión

on muchas las ventajas que re8ne el mecanizado por electroerosión,

entre las que podemos citar+

• Es un proceso sin contacto que no genera vibración ni fuerzas de

corte, lo que permite la producción de piezas muy pequeñas, fr*giles

y de formas complejas.

• e pueden obtener tolerancias m*s estrictas, detalles intrincados y

acabados de calidad superior en una amplia gama de materiales

que son difíciles o imposibles de fabricar con los procesos

tradicionales.


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• e pueden trabajar metales muy duros porque el proceso

vaporiza el metal en lugar de cortarlo.

• e producen bordes sin rebabas.

•

5ueden mecanizarse materiales e/plosivos o inflamables,

porque el proceso tiene lugar dentro de un fluido.

• 'as m*quinas electroerosionadoras dotadas de una función

de conocimiento de proceso permiten producir piezas

complejas con una mínima intervención del operador.


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De#*en"a(a# %Limi"acione#&

• %o puede aplicarse en materiales no conductores.

• 5osee bajas tasas de remoción del metal en comparación con

métodos tradicionales del mecanizado por arranque de viruta.

• e requiere un tiempo de elaboración para producir formas

específicas de electrodos de grafito. 9dem*s, el grafito es un

material fr*gil, por lo que la manipulación de los electrodos

debe ser muy cuidadosa.


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• espués del proceso suele quedar una capa superficial de

metal fundido, fr*gil y de e/trema dureza, que debe

eliminarse en las piezas que requieran resistencia a la fatiga.

• E& acabado superficial rugoso no es perfecto, ya que es m*s

rugoso sobre las caras planas que sobre &as paredes

verticales.

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