ELECTROEROSIÓN
El meca mecani niza zado do por por elec electr troer oeros osió ión, n, o por por desc descarg arga a eléct eléctri rica, ca, es un proc proceso eso de me meca cani niza zado do po porr ar arra ranq nque ue de vi viru ruta ta para para mate materi rial ales es cond conduct uctore ores s 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 corte y una pieza de trabajo, en presencia de un fluido dieléctrico. El origen origen del mecani mecanizad zado o por electr electroero oerosió sión n se remonta remonta a mediad mediados os del siglo siglo XV, cuando se descubrió el efecto erosivo de las descargas eléctricas. !asi "## a$os después y en plena %egunda &uerra 'undial, los cient(ficos soviéticos ). y *. +azareno aprovecharon ese efecto con el objeto de desarrollar un proceso controlado para el mecanizado de aquellos materiales que fueran conductores. !on !on esa esa idea idea naci nació ó el proc proceso eso de elec electr troe oeros rosió ión n en -/0 -/0.. +os +azar +azaren eno o perfeccionaron dicho proceso y dise$aron un circuito que llevaba su nombre y que consist(a consist(a en una sucesión de descargas descargas que se produc(an entre dos conductores conductores separados entre s( por una pel(cula de l(quido no conductor llamado dieléctrico. 1oy en d(a, muchas m2quinas de electroerosión utilizan una versión avanzada del circuito +azareno. +a electroerosión se diferencia de la mayor(a de las operaciones de mecanizado por arranque de viruta en que el electrodo e3trae el material sin tener contacto con la pieza. Esta caracter(stica elimina la fuerza propia de la herramienta que se ejerce, por ejemplo, con una fresadora fresadora o o una una rectificadora rectificadora y, por tal razón, con la electroerosión se pueden producir formas que romper(an las herramientas de corte convencionales o que estas podr(an romper.
1. Fund Fundam amen ento to
+a electroerosión es un proceso de mecanizado que emplea energ(a térmica, es decir, el material se e3trae por calor, el cual es introducido en forma de chispa por el flujo eléctrico entre el electrodo y la pieza de trabajo. 4!ómo sucede todo esto5 Veamos primeramente los componentes esenciales del proceso en la figura siguiente.
6na fuente de alimentación pulsada controla el tiempo y la intensidad de las cargas eléctricas, as( como el movimiento del electrodo en relación con la pieza de trabajo. 7ara que se pueda formar una chispa, el electrodo debe estar siempre separado de la pieza por una cierta distancia. Esta distancia, conocida como distancia de chispeo, sobrecorte o m2s sencillamente, del inglés, 8gap9, se mantiene gracias a un fluido dieléctrico que, dependiendo del tipo de m2quina empleada para la electroerosión, puede ser parafina, aceites minerales ligeros o agua desionizada. El fluido dieléctrico se comporta como aislante hasta que se aplica el voltaje suficiente para transformarlo en conductor. !omo la superficie tanto del electrodo como de la pieza contiene peque$as irregularidades, el campo eléctrico generado entre los puntos m2s cercanos entre el electrodo y la pieza es m2s intenso y, por
lo tanto, se establece una descarga entre ambos puntos, tal como vemos en la figura siguiente.
)ajo el efecto de este campo eléctrico, los electrones y los iones libres positivos se aceleran a altas velocidades y r2pidamente forman una columna ionizada de fluido dieléctrico que conduce la electricidad. En esta etapa, la corriente puede fluir y entre el electrodo y la pieza se forma una chispa, provocando una gran cantidad de colisiones entre las part(culas. :urante este proceso se forma una burbuja de gas, cuya presión se eleva constantemente hasta originar una zona de plasma. +a zona de plasma alcanza r2pidamente temperaturas muy altas, entre los ;.### y -".###
dieléctrico y dejando un peque$o cr2ter sobre la superficie erosionada de la pieza =de ah( el nombre electroerosión>. Esa nube suspendida en el dieléctrico se enfr(a, solidifica en forma de peque$as esferas denominadas viruta de electroerosión y es e3tra(da del 2rea de formación de chispas por el mismo flujo del dieléctrico. El proceso en que el fluido dieléctrico se transforma de aislante a conductor y retorna nuevamente a aislante se repite para cada chispa formada y, por lo tanto, es sumamente din2mico. En la figura siguiente observamos tres instancias de este proceso.
?esumiendo, el fluido dieléctrico cumple funciones muy importantes en el proceso de electroerosión, que son@
•
!ontrolar el espaciado del 8gap9 entre el electrodo y la pieza.
•
Enfriar el material calentado para formar la viruta de electroerosión.
•
E3traer las virutas de electroerosión de la zona de chispeo.
". Aplicaciones y generalidades +a electroerosión se utiliza para producir piezas muy peque$as y precisas, as( como grandes piezas tales como matrices de estampado para automóviles y componentes para el fuselaje de aviones. Bodos los materiales que se someten a mecanizado por electroerosión deben ser eléctricamente conductores o semiconductores, sin zonas de corte no conductoras. Estos tratamiento
materiales incluyen aceros endurecidos
térmico, carburo,
diamante
policristalino,
y
con
titanio, aceros
laminados en caliente y en fr(o, cobre, bronce y aleaciones de altas temperaturas. %on muchas las ventajas que reCne 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 peque$as, fr2giles y de formas complejas.
•
%e pueden obtener tolerancias m2s estrictas, detalles intrincados y acabados de calidad superior en una amplia gama de materiales que son dif(ciles o imposibles de fabricar con los procesos tradicionales.
•
%e producen bordes sin rebabas.
•
%e pueden trabajar metales muy duros porque el proceso vaporiza el metal en lugar de cortarlo.
•
7ueden mecanizarse materiales e3plosivos o inflamables, porque el proceso tiene lugar dentro de un fluido.
•
+as m2quinas electroerosionadoras dotadas de una función de conocimiento de proceso permiten producir piezas complejas con una m(nima intervención del operador.
!omo todo proceso
de fabricación, la electroerosión también
presenta
algunas desventajas o limitaciones, por ejemplo@ •
*o puede aplicarse en materiales no conductores.
•
7osee 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 espec(ficas de electrodos de grafito. Adem2s, el grafito es un material fr2gil, por lo que la manipulación de los electrodos debe ser muy cuidadosa.
•
:espués del proceso suele quedar una capa superficial de metal fundido, fr2gil y de e3trema dureza, que debe eliminarse en las piezas que requieran resistencia a la fatiga.
•
E acabado superficial rugoso no es perfecto, ya que es m2s rugoso sobre las caras planas que sobre as paredes verticales.
E3isten tres tipos principales de mecanizado por electroerosión, como as( también diversos tipos de m2quinas, los cuales est2n desarrollados dentro de la categor(a '2quinas.
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA INGENIERIA INDUSTRIAL
TRABAJO PRÁCTICO “ELECTROEROSIÓN”
ESTUDIANTE: Miriam
Huayllas Alvarado
MATERIA:
Tecnología Mecánica II
HORARIO DE !ASES:
"ru#o $
CBBA-BOLIVIA
