Prelucrare prin Electroeroziune

1.Breviar teoretic

1.1 Principiul prelucrari prin electroeroziune

Prelucrarea prin electroeroziune este o tehnologie neconvenționalăcare are la bază procesele de eroziune. Procesele de eroziune sunt procese de distrugere a integrități straturilor de suprafață ale obiectului supus eroziuni, cu ajutorul unui agent eroziv. Energia agentului eroziv ,de natura ecanică,electrică,electromagnetică,electrochimică,chimică,termică sau mecanică, actionează în zona de interacțiune sau spațiul de lucru eroziv și se transformă inenergie de distrugere a integrității straturilor de suprafață a piesei supuse prelucrării, având ca efect prelevarea de material .Prelevarea de material are loc sub formă de particule care trebuie îndepărtate din spațiul de lucru , întrucât ele pot frâna continuarea eroziunii.[2]

Prelucrarea prin electroeroziune se bazează pe efectul eroziv polarizat al unor descărcării electrice prin impuls , amorsate în mod repetat între un electrod (electrod scula ) și obiectul prelucrării . Agentul eroziv este decărcarea electrică prin impuls.[2]

În spațiul dielectric dintre piesă și electrodul-sculă , numit interstițiu eroziv au loc fenomene fizico-mecanice și chimice , ca urmare a microdescărcărilor electrice amorsate . Aceste microdescărcări străpung spațiul dielectric simultan în foarte multe puncte . Energia de descărcare este localizată pe vârful microneregularităților suprafeței piesei si are ca efect topirea si vaporizarea metalului , urmată de răcirea si condensarea rapidă a metalului topit , rezultând produsele electroerozive .Microdescărarea energieie electrice în interstițiul sub forma de impuls duce la formarea unor microcanale cilindrice pe vârful microneregularităților , acolo unde strrul dielectric este străpuns.[2]

Aceste canale au diametrulde sute de microni figura 1.1 și lungimea de

100...150 sau 400...600 . Ca urmare a ionizării intense , în aceste canale apare decărcarea electrică , care topește și vaporizează rapid microneregularitătile .

Deși spațiul dintre electrozi este redus și microcanalele au secțiuni mici, 2/3 din căderea de tensiune de lucru are loc în această zonă.[2]

Procesul electroeroziv este caracterizat de :

- Durata și energia impulsului aplicat între cei doi electrozi;

- Mărimea coeficientului de umplere a impulsului;

- Circulația dielectricului;

Descărcarea electrică ce apare la o anumită tensiune și putere a sursei evoluează

în patru etape succesive : descărcarea luminiscentă , scânteie , scânteie-arc ,

arc-electric.[2]

Figura 1.1

Descărcarea în arc nestaționar începe la o cădere de tensiune de dependența de materialul electrozilor și se caracterizează printr-o stabilizare a diametrului canalului de descărcare și a intensității curentului de descăarcare . Dacă descărcarea are loc în stadiul de scânteie , efectul termic se repartizează preponderent la anod , deoarece acestuia i se cedează energia electronilor frânați , în timp ce în stadiul de arc nestaționar , efectul termic este preponderent la catod , datorită componentei ionice a curentului de descărcare.[2]

Prelucrarea prin electroeroziune necesită asigurarea următoarelor condiții:

- introducerea directă a energiei electrice la suprafața obiectului de prelucrat;

- dozarea temporară în impuls a energiei electrice în spațiul de lucru eroziv;

- asigurarea unui caracter polarizat al descarcării electrice;

- restabilirea continuă a rigidității dielectrice inițiale a spațiului de lucru eroziv.

Energia este transmisă obiectului de prelucrat în mod discontinuu , sub formă

de impulsuri electrice. Pentru ca descărcările să aibă loc separat este necesar ca pauza dintre două impulsuri să fie mai mare decât timpul necesar refacerii rigidității dielectrice a interstițiului și decât durat proceselor tranzitorii determinate de caracterul capacitiv sau inductiv al circuitului de alimentare.[2]

Prelevarea de material este însoțită de fenomenele:

- Fenomene termice

Descărcarea energiei , prin canalele de ionizare , pe vârful microneregularităților electrozilor , are ca efect topirea , vaporizarea si condensarea maaterialului prelevat depinde de parametri impulsurilor de tensiune aplicate -energie , durată , coeficient de umplere .

O parte din materialul prelevat este evacuat din spatiul de lucru sub forma proceselor de eroziune . Energia impulsurilor de descărcare condiționează , mărimea particulelor și tipul operației-degroșare sau finisare.[2]

Evacuarea proceselor de eroziune are loc datorită:

a)undele de șoc care apar in momentul decărcării energiei;

b)fenomenelor de microexplozie a bulelor de gaz ce se formează;

c)circulației dieletricului din spațiul de lucru eroziv;

- Fenomene mecanice

Fenomenele mecanice sunt determinate de existența de existența în piesă de prelucrat a bulelor de gaz care , datorită dilatării termice , expulzează particulelor de material .

Totodată ,sub acțiunea forțelor care însoțesc descărcărilor în impuls , materialul prelevat , sub formă de vapori sau picături , este expulzat în interstițiul , unde se solidifică sub forma produselor de eroziune care trebuie evacuate.[2]

- Fenomene electrodinamice

Câmpul electromagnetic , care apare în timpul descărcării între cei doi electrozi ,

crează forțe electrodinamice care acționează asupra sarcinilor electrice in mișcare și a celor aflate pe suprafața electrozilor , având ca efect prelevarea de material.[2]

- Fenomene electrochimice

Temperatura ridicată din canalele de descărcare favorizează aparitia fenomenului de

piroliză și a fenomenului de dizolvare anodică , dacă dielectricul este apa . Fenomenul de piroliză consumă 4...16 %din energia impulsului , funcție de distanța dintre electrozi.[2]

Efectele pirolizei sunt:

a) Formarea de amestec de gaze (60-70% H2 , acetilenă 15-20%) , parafină , olefine ,

și oxigen ;

b) Formare unei pelicule subțiri de grafit pe suprafața electrodului sculă , datorită oxigenului care este absorbit de metal , reducând astfel uzura sculei .Grosimea peliculei depuse depinde de energia impulsului . Pe durata prelucrării poate avea loc simultan sau decalat , formarea sau distrugerea peliculei , ca urmare a proceselor statice și dinamice din spațiul de lucru.

c)Influențarea directă a inițierii canalelor de descărcare[2]