Processo de Fabricação por Usinagem

Professor : Luciano Passanha Moreira

Alunos: Ellem Patrícia

Flávio Vieira

Universidade Federal FluminenseUniversidade Federal FluminenseEscola de Engenharia Industrial Metalúrgica Volta RedondaEscola de Engenharia Industrial Metalúrgica Volta Redonda

Usinagem eletroquímica é um processo não tradicional muito utilizado na usinagem de materiais de altíssima dureza e de difícil usinagem ,onde a aplicação dos processos tradicionais não são adequadas.

Neste processo é utilizado uma fonte de energia de alta potência para fornecer corrente elétrica de alta densidade, onde o pólo positivo ligado a peça (anodo) e o pólo negativo é ligado a ferramenta (catodo).

Formação eletroquímica – é utilizada na usinagem de cavidades de todos os tipos,inclusive nas cavidade de furos cilíndricos.

Rebarbação eletroquímica ou Polimento eletroquímico- as peças geralmente são aplicadas por outros processos,tantos tradicionais como não tradicionais e somente o acabamento final é feito é feito pelo processo eletroquímico. As taxas de remoção de material nessas aplicações geralmente são pequenas quando comparadas com as taxas da formação eletroquímica.

Retificação eletroquímica – se enquadra dentro dos processos híbridos.As ferramentas utilizadas nesse processo são rebolos condutores.

Eletroerosão e Ultrasom – este processo trata-se da associação da usinagem eletroquímica com outros processos não tradicionais,tendo como objetivo incorporar as vantagens deste processos,melhorando o desempenho da usinagem eletroquímica.

- alterando-se os movimentos de avanço da ferramenta e da peça.

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1-Fonte de Corrente 2-Ferramenta3-Peça a ser usinada 4-Suporte de fixação5-Cuba eletrolítica

6-Reservatório do eletrólito7-Filtros8-Bombas9-Sistema de avanço do cabeçote10- Cabeçote Porta Ferramenta.

A peça é SEMPRE anódica. A ferramenta (catodo) não se desgasta. A cuba deve possuir um exaustor (H2) Material é removido na forma de precipitados. Não há geração de calor.

dm = A.I.dt z.F

.

A = Massa atômica da substância; I = intensidade de corrente ;dt = tempo ; z = valência do elemento químico do material da peça; F = Constante de Faraday = 96500 Coulomb

A intensidade da corrente é dado por: I = V R

Onde V é aproximadamente igual a tensão externa imposta ao circuito e R a resistência ôhmica do mesmo circuito,que por sua vez é praticamente a resistência do espaço entre a ferramenta e peça,espaço que se denomina gap.

TRM = E.I ρ

Finalmente temos:

Durante a usinagem,o gap (h) tende a aumentar devido a perda do material da peça ,para que isso

não ocorra ,ou seja para que essa distância permaneça constante é necessário que a ferramenta

avance rumo a peça .

R = h.r S

h= distância ferramenta-peça(gap);r = resistividade do eletrólito;S = Área da seção transversal da peça;

I = V.S h.r

Esquema simplificado do mecanismo de avanço da ferramenta de um equipamento de usinagem eletroquímica .

Esquema: Simboliza o avanço da ferramenta em uma operação de usinagem eletroquímica.

Variação do gap com o tempo A = Massa atômica da substância; p = densidade

I = intensidade de corrente ; dt = tempo ; k = condutividade do

eletrólito z = valência do elemento químico do material da

peça; F = Constante de Faraday = 96500 Coulomb

Existem 3 soluções para esta expressão que merecem uma abordagem específica.

1- Ferramenta não avança ,ou seja Va =0,este caso ocorre no processo de rebarbação ou polimento eletroquímico.

2 – Velocidade de avanço da ferramenta é constante ,ou seja a ferramenta avança e o valor do gap tende a se estabilizar após um certo tempo.

Quando não há avanço da ferramenta

Quando o avanço da ferramenta é constante

3 – A ferramenta avança controlada por um sistema que monitora a

tensão e a corrente, através desses parâmetros é que ocorre o

deslocamento da ferramenta. Muito usado no processo de

formação eletroquímica.

Reservatório;

Bomba;

Sistema de limpeza.

Não apresenta boa precisão em termos de alterações geométricas produzidas nas peças usinadas;

Excelente desempenho em termos de Integridade Superficial;

Corrente: 50 a 40.000A Densidades de corrente :8-233 A/cm² Velocidades do eletrólito no Gap:15-60 m/s Pressão do eletrólito :64kPa a 2.7 MPa Avanço:0.5 a 19 mm/min TRM:1.6 cm ³/min para cada 1000 A

Baixo nível de desgaste da ferramenta (cátodo).

Possível controlar a quantidade de material removido.Ou seja uma usinagem de precisão.

Formas complexas podem ser reproduzidas por este método.

Sem tensões residuais.

Alto desempenho em termos de integridade e acabamento superficial.

Apresentam problemas devidos à corrosão.

Usina somente materiais condutores de eletricidade.

Existência de elevadas pressões hidráulicas.

Dificuldades para ajustagem da ferramenta.

Demanda grandes manutenções.

Não é recomendado para pequenos lotes.

Através do trabalho realizado,pode-se observar que o método de

usinagem eletroquímica é um método bastante complexo e

caro.Cada produto e material exigem novas pesquisas e isso requer

um alto conhecimento.Apesar de muitas vantagens apresentadas por

esse tipo de processo,ela também apresenta desvantagens que

devem ser observadas como efeitos ambientais e alguns valores de

riscos.

Portanto devem ser realizadas medidas preventivas e corretivas

para minimizar tais impactos causados por esse tipo de processo.

http://www.mecanica.ufu.br/old/ArquivosDisciplinas/DEM27_0325.PDF

http://www.mecanica.ufu.br/old/ArquivosDisciplinas/DEM27_0324.PDF

http://www.lmp.ufsc.br/disciplinas/emc5277/docs/docs/cap_4.htm

http://www.emag.com/fileadmin/content/emagwebseite/doks/Prospekte/emag%20ecm_gb.pdf

http://www.essel.com.br/cursos/material/01/ProcessosFabricacao/79proc.pdf

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=pt-BR&sl=en&u=http://www.electrochemicalmachining.com/category/showcase&prev=/search%3Fq%3Delectrochemical%2Bmachining%2Bapplications%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DG%26biw%3D1440%26bih%3D664&rurl=translate.google.com.br&usg=ALkJrhhhrwLT8EWp7CJqAvXPpEOqChFjOw