Telecurso 2000 - Processos de Fabricação - 69proc

Telecurso 2000 - Processos de Fabricação - 69proc

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69 AULA

Na aula anterior, vocŒ ficou sabendo que a eletroerosªo Ø um processo de usinagem que tem grande aplicaçªo na confecçªo de matrizes de estampos de corte, matrizes para moldes de injeçªo e matrizes para forjaria, alØm de se prestar à usinagem de ferramentas de metal duro, com grande eficiŒncia.

Para melhor compreender esse processo, nesta aula vocŒ vai acompanhar, passo a passo, a usinagem por eletroerosªo de uma cavidade simples: um furo quadrado nªo passante, num bloco prismÆtico de aço, como mostra a figura ao lado. Como se trata de uma cavidade nªo passante, usaremos a eletroerosªo por penetraçªo.

Para isso, Ø necessÆrio que vocŒ conheça as partes principais da mÆquina de eletroerosªo e identifique os procedimentos de preparaçªo, os cuidados durante a operaçªo e as medidas de conservaçªo do equipamento, após o uso.

Pronto para começar? Entªo, vamos lÆ!

Conhecendo a mÆquina

As mÆquinas modernas de eletroerosªo por penetraçªo apresentam a seguinte configuraçªo bÆsica:

O painel de comando e gerador de potŒnciapainel de comando e gerador de potŒnciapainel de comando e gerador de potŒnciapainel de comando e gerador de potŒnciapainel de comando e gerador de potŒncia

Ø o “cØrebro” da mÆquina. Nele sªo determinados todos os parâmetros de usinagem.

O cabeçotecabeçotecabeçotecabeçotecabeçote Ø o local onde Ø fixado o eletrodo ou, eventualmente, a peça. Ele fica preso à colunacolunacolunacolunacoluna da mÆquina e tem movimentaçªo vertical.

O tanque de usinagemtanque de usinagemtanque de usinagemtanque de usinagemtanque de usinagem Ø o recipiente onde a peça e o eletrodo permanecem submersos durante o processo de eletroerosªo.

Um caso de eletroerosªo

69 A U L A

Nossa aula

AULAA mesa de usinagemmesa de usinagemmesa de usinagemmesa de usinagemmesa de usinagem Ø o local onde a peça Ø apoiada. Permite fazer dois tipos de avanço: longitudinal e transversal.

O reservatório de dielØtrico reservatório de dielØtrico reservatório de dielØtrico reservatório de dielØtrico reservatório de dielØtrico e sistema de filtragem sistema de filtragem sistema de filtragem sistema de filtragem sistema de filtragem Ø o recipiente onde fica armazenado o fluido isolante e onde Ø feita a limpeza dos resíduos gerados no processo.

A base base base base base Ø o conjunto que abriga motores e todos os sistemas de transmissªo.

VocŒ ficarÆ sabendo mais detalhes sobre o funcionamento desses conjuntos à medida que formos avançando na usinagem do nosso bloco prismÆtico.

A escolha do eletrodo

Para a usinagem do furo quadrado no bloco prismÆtico, o eletrodo pode ser de cobre eletrolítico, um material apropriado para a eletroerosªo do aço.

As medidas nominais medidas nominais medidas nominais medidas nominais medidas nominais (mnmnmnmnmn) do eletrodo sªo as mesmas da cavidade a ser produzida. Mas um eletrodo com as mesmas dimensıes da cavidade produziria um desbaste maior que o desejado. Por isso, Ø necessÆrio calcular as medidasmedidasmedidasmedidasmedidas finais finais finais finais finais (mfmfmfmfmf) do eletrodo levando em consideraçªo:

•o comprimento da centelha (GAPGAPGAPGAPGAP); •a rugosidade (r) desejada na superfície da peça em m;

•o coeficiente de segurança (cscscscscs).

O coeficiente de segurançacoeficiente de segurançacoeficiente de segurançacoeficiente de segurançacoeficiente de segurança gira em torno de 10% do valor da tolerância dimensional da peça.

Dependendo do trabalho a ser realizado, dois tipos de eletrodo podem ser necessÆrios: o eletrodo de desbaste desbaste desbaste desbaste desbaste e o eletrodo de acabamentoacabamentoacabamentoacabamentoacabamento.

A fórmula para cÆlculo da medida final do eletrodo de desbaste Ø: mf = mn - (2 GAP + 2r + cs)

Verificando o entendimentoVerificando o entendimentoVerificando o entendimentoVerificando o entendimentoVerificando o entendimento

No caso do nosso bloco prismÆtico, com furo quadrado de 10,7 m, o GAP

Ø 30 m, a rugosidade desejada Ø 13 m e a tolerância dimensional Ø 0,1 m. Calcule a medida final do eletrodo de desbaste.

Resposta:

Se vocŒ aplicou a fórmula anterior e fez os cÆlculos corretos, deve ter chegado à conclusªo de que a medida final do nosso eletrodo de desbaste serÆ 10,604 m10,604 m10,604 m10,604 m10,604 m. A medida da espessura do eletrodo nªo irÆ interferir na usinagem, uma vez que a profundidade do rebaixo serÆ regulada pela descida do cabeçote.

A fórmula para cÆlculo da medida final do eletrodo de acabamento Ø: mf = mn - (2 GAP + 2r)

AULAAntes de tudo, a limpeza

A lavagemlavagemlavagemlavagemlavagem, isto Ø, a circulaçªo do dielØtricocirculaçªo do dielØtricocirculaçªo do dielØtricocirculaçªo do dielØtricocirculaçªo do dielØtrico entre o eletrodo e a peça usinada, Ø muito importante porque, durante a usinagem, partículas erodidas tendem a acumular-se em pontos da superfície do eletrodo e da peça.

O acœmulo de grandes quantidades de partículas acarreta diminuiçªo da resistŒncia elØtrica, facilitando a formaçªo de descargas anormais, que danificam a peça e o eletrodo.

Para obter maior rendimento, melhor acabamento e menor desgaste do eletrodo, um sistema eficiente de limpeza deve remover essas partículas da zona de trabalho.

No início da usinagem, o dielØtrico encontra-se limpo, isento de partículas e resíduos carbonados, pois foi filtrado no reservatório de dielØtrico.

A resistŒncia do dielØtrico limpo Ø maior do que se ele estiver carregado de partículas. Portanto, para romper esta resistŒncia, de modo a permitir que a primeira descarga ocorra, Ø necessÆrio um tempo maior.

As partículas criadas pelas primeiras descargas reduzem as resistŒncias do dielØtrico, melhorando as condiçıes de trabalho. Por isso, a pressªo de limpeza nªo pode ser muito leve, nem muito potente, pois o melhor rendimento da mÆquina Ø obtido com uma certa porcentagem de contaminaçªo do dielØtrico.

Como vocŒ verÆ a seguir, hÆ vÆrios processos e dispositivos de limpeza.

A escolha do processo apropriado depende das características da peça e do eletrodo.

Limpeza por injeçªoLimpeza por injeçªoLimpeza por injeçªoLimpeza por injeçªoLimpeza por injeçªo Nesse processo, a injeçªo do líquido dielØtrico Ø feita com pressªo localizada abaixo da peça, por intermØdio de um depósito (caneca) ou por dentro do eletrodo. No primeiro caso, a peça tem de ser furada e, no segundo caso, o eletrodo tem de ser furado, para possibilitar a passagem do dielØtrico.

AULALimpeza por aspiraçªo ou sucçªoLimpeza por aspiraçªo ou sucçªoLimpeza por aspiraçªo ou sucçªoLimpeza por aspiraçªo ou sucçªoLimpeza por aspiraçªo ou sucçªo O dielØtrico Ø aspirado por baixo da peça, atravØs de um recipiente ou do eletrodo.

Limpeza por jato lateralLimpeza por jato lateralLimpeza por jato lateralLimpeza por jato lateralLimpeza por jato lateral Este processo de limpeza deve ser utilizado se nªo for possível fazer pelo menos um orifício no eletrodo ou na peça. A injeçªo do líquido Ø feita por bicos posicionados de forma que garantam alcance de toda a superfície de trabalho.

Limpeza por agitaçªo do dielØtricoLimpeza por agitaçªo do dielØtricoLimpeza por agitaçªo do dielØtricoLimpeza por agitaçªo do dielØtricoLimpeza por agitaçªo do dielØtrico É obtido por meio de pulsaçªo do eletrodo. Quando o eletrodo Ø afastado, o volume de dielØtrico na zona de trabalho aumenta rapidamente, provocando a entrada de líquido limpo que se mistura ao contaminado. Quando o eletrodo se movimenta, as partículas sªo eliminadas.

Limpeza por fluxo transversalLimpeza por fluxo transversalLimpeza por fluxo transversalLimpeza por fluxo transversalLimpeza por fluxo transversal Usado quando o eletrodo for rígido e a situaçªo permitir a realizaçªo de vÆrios furos para limpeza.

Limpeza combinadaLimpeza combinadaLimpeza combinadaLimpeza combinadaLimpeza combinada Combina o processo de aspiraçªo e o de injeçªo. Permite o escoamento dos gases e das partículas gerados no processo e proporciona a circulaçªo do dielØtrico em toda a zona de usinagem.

Pare! Pesquise! Responda!Pare! Pesquise! Responda!Pare! Pesquise! Responda!Pare! Pesquise! Responda!Pare! Pesquise! Responda!

Analise os processos de limpeza apresentados anteriormente e indique o que vocŒ acha mais adequado para a usinagem do nosso bloco prismÆtico.

O processo de limpeza por jatos laterais Ø adequado, uma vez que nosso objetivo Ø usinar uma cavidade nªo passante e nªo seria desejÆvel fazer furo na peça. AlØm disso, nosso eletrodo nªo apresenta furos, pelos quais o dielØtrico poderia ser aspirado ou injetado.

AULAAjuste de polaridade

Em geral, a polaridade do eletrodo Ø positiva e a da mÆquina, negativa.

Mas, dependendo do material do eletrodo e das características da peça, pode ser necessÆrio inverter a polaridade, como mostra a tabela a seguir

Outro caso de inversªo de polaridade ocorre quando nªo Ø possível fixar a peça na mesa. Nesse caso, ela deve ser fixada no porta-eletrodo, que tem polaridade positiva.

No nosso exemplo, como se trata de um bloco de aço e o eletrodo serÆ de cobre, vamos utilizar o esquema padrªo: eletrodo positivo e peça negativa.

Preparaçªo da mÆquina

Antes de ligar a mÆquina, Ø necessÆrio fazer alguns ajustes nos parâmetros de usinagem, fixar corretamente o eletrodo no porta-eletrodo e a peça na mesa de coordenadas, e abastecer o tanque de usinagem de dielØtrico.

Observe um detalhe do gerador conjugado comdo gerador conjugado comdo gerador conjugado comdo gerador conjugado comdo gerador conjugado com painel de comandopainel de comandopainel de comandopainel de comandopainel de comando, apresentado ao lado. Boa parte dos comandos para operaçªo da mÆquina sªo transmitidos por meio dos botıes deste painel.

A funçªo do seletor de amperagemseletor de amperagemseletor de amperagemseletor de amperagemseletor de amperagem Ø regular a intensidade da corrente elØtrica desejada, para cada tipo de trabalho, de acordo com: Ærea de erosªo, material do eletrodo e material da peça. Quanto maior a amperagem, maior o volume de material erodido.

A tabela a seguir traz os coeficientes para cÆlculo de amperagem, de acordo com o material do eletrodo e o material a ser usinado.

ELETRODOMATERIAL A SER USINADOCOEFICIENTE PARA AMPERAGEM Cobre eletrolíticoAço0,07 A/mm2 Grafite Aço 0,01 A/mm2 Cobre e tungstŒnioAço0,14 A/mm2 Cobre Cobre 0,07 A/mm2 Cobre e tungstŒnioPastilha de metal duro0,05 A/mm2

POLARIDADEPOLARIDADEPOLARIDADEPOLARIDADEPOLARIDADEDODODODODO ELETRODOELETRODOELETRODOELETRODOELETRODO

peça eletrodo

Cobre Grafite Cobre TungstŒnio Aço

AULAPara cÆlculo da amperagem ( I ), utiliza-se a fórmula: I = Ærea a ser erodida · coeficiente para amperagem

No nosso caso, aplicando a fórmula acima, teremos: I = 10,7 m · 10,7 m · 0,07 A/m2 @ 8 A

Os fabricantes de mÆquinas de eletroerosªo fornecem tabelas prÆticas que permitem identificar os parâmetros de usinagem a partir da intensidade de corrente aplicada.

Vamos usar um extrato de uma dessas tabelas para determinar os parâmetros de usinagem do nosso bloco prismÆtico.

Considerando que a rugosidade desejada Ø 13 m e que vamos trabalhar com uma intensidade de corrente equivalente a 8 ampŁres, basta localizar, na tabela, os parâmetros associados a estes valores.

Tabela prÆtica usando eletrodo de cobre e peças de açoTabela prÆtica usando eletrodo de cobre e peças de açoTabela prÆtica usando eletrodo de cobre e peças de açoTabela prÆtica usando eletrodo de cobre e peças de açoTabela prÆtica usando eletrodo de cobre e peças de aço

Na quarta linha da tabela, vocŒ encontra todos os parâmetros associados à rugosidade de 13 m, que sªo:

•Tempo de impulso: 4 microssegundos. •Tempo de pausa: 2 microssegundos.

•GAP: 30 m (Ajuste no seletor de amperagem).

•Capacidade de erosªo: 3 mm3/min .

•Desgaste do eletrodo: 15%.

•rea mínima de erosªo: 5 mm2 .

•Diferença entre a medida final e a medida do eletrodo de acabamento: 0,086 m.

Outros comandos sªo transmitidos por um dispositivo acoplado na mÆquina, chamado chaveschaveschaveschaveschaves de comandode comandode comandode comandode comando.

Este dispositivo tem um potenciômetro com trŒs estÆgios, que permite controlar a subida rÆpida do cabeçote, o ajuste do cabeçote durante a operaçªo de centragem e o trabalho com limpeza automÆtica. Um outro botªo permite um comando fino de subida e descida do cabeçote por movimento hidrÆulico.

Intensidadeda correnteTempo deimpulsoTempo depausa „ entre medida final e medida do eletrodo (m)

GAP (m)Capacidade de erosªo (m /min)Desgaste doeletrodo (%)`rea mínima de erosªo (m ) Rugosidade (m)

AULAO próximo passo Ø a fixaçªo do eletrodofixaçªo do eletrodofixaçªo do eletrodofixaçªo do eletrodofixaçªo do eletrodo, de modo a impedir que ele venha a se soltar duran-

te a usinagem. A figura mostra um exemplo de sistema de fixaçªo de eletrodo prismÆtico, como o que vamos usar para usinar o furo quadrado.

O eletrodo deve ser fixado de forma que facilite o posterior posicionamento.

O alinhamento do eletrodo Ø feito por meio de um relógio comparador, fixado a uma haste articulada presa na mesa da mÆquina a uma base magnØtica.

A fixaçªo da peçafixaçªo da peçafixaçªo da peçafixaçªo da peçafixaçªo da peça na mesa de coordenadas tambØm Ø necessÆria, para que ela nªo se desloque durante a usinagem. O alinhamento da peça tambØm deve ser verificado com a ajuda de um relógio comparador. Se for necessÆrio, podem ser usados calços apropriados para elevar a peça atØ a altura desejada.

Uma vez que tanto o eletrodo como a peça estejam devidamente fixados, o próximo passo Ø posicionar o eletrodo no ponto onde ocorrerÆ a usinagem.

Esta operaçªo Ø muito importante para garantir a exatidªo da usinagem. Para localizar o eletrodo, devem ser tomados dois pontos de referŒncia: x e y y y y y, o primeiro no sentido longitudinal, e o segundo no sentido transversal.

Ligando a mÆquina Antes de ligar a mÆquina, algumas precauçıes devem ser tomadas:

•O eletrodo deve ser afastado verticalmente. •O tanque de usinagem deve ser fechado. Mas antes Ø necessÆrio limpar a Ærea de trabalho, removendo peças ou ferramentas desnecessÆrias, caso contrÆrio elas poderªo fechar o curto-circuito entre a mesa e o tanque de usinagem.

•O tanque de usinagem deve ser enchido com dielØtrico. É importante manter o nível do dielØtrico de 50 m a 70 m acima da superfície da peça, para evitar a combustªo dos gases do dielØtrico.

AULACom a mÆquina ligada e o botªo de controle do painel de comando na posiçªo de centragem, para evitar choque elØtrico, o eletrodo deve ser

aproximado da peça atØ que se observe um centelhamento ou, conforme a mÆquina, soe um alarme sonoro ou se acenda uma lâmpada.

A regulagem da profundidade desejada Ø feita no dispositivo limitador de profundidade.

Caso a mÆquina disponha de um sistema de leitura digital, esta medida vertical (z) bem como as medidas no sentido longitudinal (x) e no sentido transversal (y) sªo obtidas com extrema exatidªo.

Esta operaçªo serve para regular aregular aregular aregular aregular a profundidade da erosªoprofundidade da erosªoprofundidade da erosªoprofundidade da erosªoprofundidade da erosªo, indispensÆvel para que se obtenha a profundidade desejada, tanto na operaçªo de desbaste como na operaçªo de acabamento. Quando o eletrodo atinge a profundidade estabelecida, a mÆquina desliga-se automaticamente e o eletrodo volta ao ponto inicial.

É necessÆrio regular a profundidade, mesmo que se trate de usinagem de cavidade passante, para evitar danos na mesa ou nos dispositivos utilizados.

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