Haz Electron

  • View
    216

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

  • 7/21/2019 Haz Electron

    1/190

    1

    Departamento de Ingeniera Mecnica

    Tecnologa Mecnica I

    67.15

    Unidad 12: Mecanizados noconvencionales

    Ing. Guillermo Orlando Castro

  • 7/21/2019 Haz Electron

    2/190

    2

    TEMARIO

    - Electroerosin (EDM): Principios de proceso. Circuitos elementales.

    Descripcin del equipo por penetracin. Parmetros de trabajo: volumen

    aportado, corriente de trabajo, gap, desgaste del electrodo. Templado

    superficial, microfisuras. Materiales para electrodos. Funciones del

    dielctrico. Electroerosin por hilo: equipo ut ilizado.

    - Mecanizado Electroqumico (ECM): principio de funcionamiento.Esquema del equipo utilizado. Utilizacin.

    - Mecanizado por Ultrasonido: principio de funcionamiento. Esquema del

    equipo utilizado. Utilizacin.

    - Mecanizado por Rayo lser: principio de funcionamiento. Esquema del

    equipo utilizado. Utilizacin.

    - Mecanizado por Plasma: principio de funcionamiento. Esquema delequipo utilizado. Utilizacin.

    - Mecanizado por Haz de electrones: principio de funcionamiento.

    Esquema del equipo utilizado. Utilizacin.

    - Mecanizado por Chorro de Agua: principio de funcionamiento. Esquema

    del equipo utilizado. Utilizacin.

  • 7/21/2019 Haz Electron

    3/190

    3

    MECANIZADOS NO CONVENCIONALES

    Los procesos demecanizado tradicionalvistos anteriormente

    actan sobre el material por remocin de viruta, abrasin o

    micro virutas. Estos procesos no son adecuados para todo

    tipo de situaciones. En general se recurre a los procesos no

    tradicionales cuando:

    El material es muy duro, ms de 400 HB.

    La pieza es demasiado flexible, delicada o di fcil de sujetar.

    La forma de la pieza es complicada. Se requieren tolerancias y acabados superficiales

    especiales.

    Se quiere minimizar el efecto trmico sobre la pieza.

  • 7/21/2019 Haz Electron

    4/190

    4

    MECANIZADOS NO CONVENCIONALES

    Los diferentes procesos de mecanizado no tradicional no

    involucran solamente herramientas de punto a punto o

    multipunto, sino que involucran fuentes deenerga qumica,

    elctrica y de haces de alta potencia. Las propiedades

    mecnicas del material no tienen ahora tanta importancia

    como sus propiedadesfsicas, qumicas y elctricas.

    La necesidad de encontrar nuevas formas de mecanizado,

    reduciendo los costos involucrados, adecundose al

    desarrollo de nuevos materiales sigue impulsando la

    investigacin en esta rea, que ya ha creado mltiples

    sistemas que son cada vez ms usados en la industria

    moderna. Estos sistemas se han creado en interrelacin con

    tecnologas de control computacional y robots, mejorando

    continuamente laproductividad.

  • 7/21/2019 Haz Electron

    5/190

    5

    MECANIZADOS NO CONVENCIONALES

  • 7/21/2019 Haz Electron

    6/190

    6

    ELECTROEROSION (EDM)

    La electroerosin es un proceso de fabricacin no

    tradicional, tambin conocido como Mecanizado por

    Descarga Elctrica (EDM), por su acrnimo en ingls Electric

    Discharge Machining.

    El proceso de electro erosin consiste en la generacin de

    unarco elctricoentre unapiezay unelectrodoen unmedio

    dielctrico, para arrancar partculas de la pieza hasta

    conseguir reproducir en ella las formas del electrodo. Ambos,

    pieza y electrodo, deben ser conductores, para que puedaestablecerse el arco elctrico que provoque el arranque de

    material.

  • 7/21/2019 Haz Electron

    7/190

    7

    ELECTROEROSION (EDM)

    Por ms que en la comparacin con los mtodos

    tradicionales de arranque de viruta el EDM aparezca como un

    proceso de mecanizado no convencional , hace tiempo ya

    que rompi con esa etiqueta. Su amplia introduccin en los

    tal leres ha ido acompaada de los grandes avancesexperimentados en los ltimos aos: velocidad de trabajo,

    tamao de las piezas, ngulo de corte, costo, precisin,

    trabajo desatendido, etc., representan los pilares

    fundamentales en los que se sustenta el xito de la

    electroerosin, tantode hilocomopor penetracin.

    De hecho, actualmente representa el cuarto mtodo ms

    utilizado, slo superado por el fresado, el torneado y el

    rectificado.

  • 7/21/2019 Haz Electron

    8/190

    8

    ELECTROEROSION (EDM)

  • 7/21/2019 Haz Electron

    9/190

    9

    ELECTROEROSION (EDM)

  • 7/21/2019 Haz Electron

    10/190

    10

    ELECTROEROSION (EDM)

  • 7/21/2019 Haz Electron

    11/190

    11

    ELECTROEROSION (EDM)

  • 7/21/2019 Haz Electron

    12/190

    12

    ELECTROEROSION (EDM)

    El mecanizado por electroerosin es un proceso de corte no

    convencional; es decir, no corta la pieza por mtodos

    mecnicos sino por unefecto erosivo termoelctrico.

    Bsicamente, la eliminacin de material se realiza mediante

    constantes y rpidospulsos elctricos,generados miles de

    veces por segundo desde una fuente de potencia hasta un

    electrodo, que forman gran cantidad dechispasa elevadas

    temperaturas.

    La electroerosin es la tcnica utilizada por la industria parapoder mecanizar con gran precisin todo tipo de materiales

    que sean conductores (metales, aleaciones, grafito,

    cermicas, etc.) independientemente de cual sea su dureza.

  • 7/21/2019 Haz Electron

    13/190

    13

    ELECTROEROSION (EDM): PRINCIPIO FISICO

    Al estar ambos electrodos en un medio dielctrico o aislante

    la tensin que se aplique a ambos ha de ser suficiente como

    para llegar a crear uncampo elctricomayor que larigidez

    dielctricadel lquido.

  • 7/21/2019 Haz Electron

    14/190

    14

    ELECTROEROSION (EDM): PRINCIPIO FISICO

    Bajo la accin de este campo elctrico, iones libres posit ivos

    y electrones se encontrarn acelerados creando uncanal de

    descargaque se vuelveconductor,y es precisamente en este

    punto donde salta la chispa. Ello provoca colisiones entre los

    iones (+) y los electrones (-). Se forma entonces uncanal deplasma.

  • 7/21/2019 Haz Electron

    15/190

    15

    ELECTROEROSION (EDM): PRINCIPIO FISICO

    Bajo el efecto de loschoquesse creanaltas temperaturasen

    ambos polos y alrededor del canal de plasma se forma una

    bola de gas que empieza a crecer. Por otro lado las altas

    temperaturas que se han dado en los dos polos, van

    fundiendo y vaporizando parte del material de la pieza,mientras que el electrodo apenas si se desgasta muy

    ligeramente.

  • 7/21/2019 Haz Electron

    16/190

    16

    ELECTROEROSION (EDM): PRINCIPIO FISICO

    En esta situacin (bola de gas grande y material fundido en

    ambos polos), se corta la corriente elctrica. El canal de

    plasma se derrumba y la chispa desaparece. El lquido

    dielctrico entonces rompe la bola de gas hacindola

    implosionar (explotar hacia adentro).

    Ello hace que se creen fuerzas que hacen salir el material

    fundido formando dos crteres en las superficies. El material

    fundido se solidif ica y es arrastrado en forma de bolas por el

    lquido dielctrico, constituyendo lo que se puede llamar

    "viruta del proceso de electroerosin" .

  • 7/21/2019 Haz Electron

    17/190

    17

    ELECTROEROSION (EDM): MODELOS

    Existen dos clases diferentes de procesos: electroerosin

    por penetracin (SEDM) y electroerosin decorte por hilo

    (WEDM).

    En la electroerosin por penetracin se reproduce(copia)enla pieza la forma de la herramienta util izada (que se denomina

    electrodo de forma), mientras que en el proceso de

    electroerosin de corte por hilo, el cable o hilo conductor,

    normalmente de latn o molibdeno, se util iza como electrodo

    paracortarun perfil en el metal.

    Cabe definir la facultad de copiado como la capacidad de

    reproduccin de la forma de la cara del electrodo sobre la

    cara de la pieza.

  • 7/21/2019 Haz Electron

    18/190

    18

    ELECTROEROSION (EDM): MODELOS

    En ambos casos, la corriente genera una diferencia de

    potencialentre el electrodo y la pieza, normalmente entre 80

    y 270 vol tios, y del orden de 50 a 106 amperios/cm2.

    El electrodo o hilo, controlado por un sistema deservomotores, se acerca a la pieza a mecanizar, y las dos

    partes estn inmersas en unfluido dielctrico,con el fin de

    controlar la resistencia a la descarga elctrica en la zona de

    corte.

    Este lquido puede ser aceite, si se trata de erosin por

    penetracin oagua desionizadasi es por hilo.

  • 7/21/2019 Haz Electron

    19/190

    19

    ELECTROEROSION (EDM): MODELOS

  • 7/21/2019 Haz Electron

    20/190

    20

    ELECTROEROSION (EDM): MODELOS

    Cuando el electrodo est a centsimas de milmetros de la

    pieza, la potencia es capaz de superar la rigidez dielctrica

    del medio aislante,causando la aceleracin extrema de los

    electrones y posi trones, lo cual crea uncanal de plasma.

    Las partculas aceleradas, chocan contra los materiales tanto

    del electrodo como de la pieza, la temperatura crece a

    valores de fusin (entre 8.000 C y 12.000 C) y as, se funden

    y vaporizan ciertas y localizadas secciones del metal.

    Posteriormente, se genera una implosin y la materiafundida, en forma departculas carbonizadas,es enfriada por

    el medio dielctr ico y proyectada fuera del rea de corte en la

    pausa de cada pulso.

  • 7/21/2019 Haz Electron

    21/190

    21

    ELECTROEROSION (EDM): MODELOS