curs pn - prelucrari neconventionale.pdf

26
PRELUCRĂRI NECONVENŢIONALE Activitati 1. Prelucrarea prin electroeroziune a. Clasificare b. Principiu de functionare c. Electroeroziune cu electrod masiv d. Electroeroziune cu fir e. Aplicatii industriale 2. Prelucrarea neconventionala electrochimica a. Principiu de lucru b. Domeniu de utilizare c. Caracteristici tehnice si functionale 3. Tratament de durificare electro-chimico-termic a. Principiu de lucru b. Parametrii tehnologici c. Domenii de aplicatie 4. Taierea cu jet de apa a. Mecanismul de formare a jetului b. Parametrii tehnologici principali c. Echipamente de prelucrare cu jet de apa d. Aplicatii si regimuri de taiere cu jet de apa e. Echipament de producere a jeturilor pulsatorii la inalta presiune 5. Aplicatii ale tehnicii presiunilor inalte a. Deformare la rece cu lichide la foarte inalta presiune b. Deformare la rece cu module flexibile actionate la inalta presiune c. Spalari si curatari cu jeturi de apa / hidroabrazive la inalta presiune 6. Tehnologii de depunere prin pulverizare termica (metalizare) a. Metalizare b. Pulverizare termica prin HVOF – high velocity oxigen fuel 7. Nanofinisare prin curgere abraziva (cu fluide reopectice) 8. Prelucrari pe masini multifunctionale cu fluxuri electrice concentrate 9. Masuri specifice de protectia muncii 10. Activitate practica: prelucrare prin electroeroziune cu electrod masiv, prelucrarea prin debavurare electrochimica, prelucrarea pe masini multifunctionale cu fluxuri electrice concentrate, prelucrarea cu jet hidroabraziv 11. Teme deschise

Upload: marginean-razvan

Post on 05-Dec-2014

229 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

PRELUCRĂRI NECONVENŢIONALE

Activitati

1. Prelucrarea prin electroeroziune

a. Clasificare

b. Principiu de functionare

c. Electroeroziune cu electrod masiv

d. Electroeroziune cu fir

e. Aplicatii industriale

2. Prelucrarea neconventionala electrochimica

a. Principiu de lucru

b. Domeniu de utilizare

c. Caracteristici tehnice si functionale

3. Tratament de durificare electro-chimico-termic

a. Principiu de lucru

b. Parametrii tehnologici

c. Domenii de aplicatie

4. Taierea cu jet de apa

a. Mecanismul de formare a jetului

b. Parametrii tehnologici principali

c. Echipamente de prelucrare cu jet de apa

d. Aplicatii si regimuri de taiere cu jet de apa

e. Echipament de producere a jeturilor pulsatorii la inalta presiune

5. Aplicatii ale tehnicii presiunilor inalte

a. Deformare la rece cu lichide la foarte inalta presiune

b. Deformare la rece cu module flexibile actionate la inalta presiune

c. Spalari si curatari cu jeturi de apa / hidroabrazive la inalta presiune

6. Tehnologii de depunere prin pulverizare termica (metalizare)

a. Metalizare

b. Pulverizare termica prin HVOF – high velocity oxigen fuel

7. Nanofinisare prin curgere abraziva (cu fluide reopectice)

8. Prelucrari pe masini multifunctionale cu fluxuri electrice concentrate

9. Masuri specifice de protectia muncii

10. Activitate practica: prelucrare prin electroeroziune cu electrod masiv, prelucrarea prin debavurare electrochimica, prelucrarea pe masini multifunctionale cu fluxuri electrice concentrate, prelucrarea cu jet hidroabraziv

11. Teme deschise

Page 2: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

PRELUCRĂRI NECONVENŢIONALE

1. PRELUCRAREA PRIN ELECTROEROZIUNE

a. CLASIFICAREA variantelor procedeului de prelucra re prin eroziune electric ă

În functie de modul de amorsare şi de caracterul descărcărilor electrice în impuls se disting următoarele variante de bază ale procedeului de prelucare prin eroziune electrică.

a1. Prelucrare prin eroziune electric ă cu descărcări amorsate prin străpungerea unui mediu dielectric, în cadrul căruia se deosebesc:

a1.1. Prelcurarea cu descărcări prin scânteie cu durata impulsurilor de curent tii = 10-4...10-

7s şi coeficientul de umplere Ki < 0,1 ... 0,2.

a1.2. Prelucarea cu descăcări în arc, în care caz durata impulsurilor tii = 10-1 – 10-4s şi coeficientul de umplere Ki > 0,2:

Între variantele de prelcurare prin descărcări în scânteie şi în arc nu există o demarcaţie netă, în primul caz descărcările în impuls ajungând în stadiul de scânteie sau scânteie-arc, iar în cel de-al doilea până în stadiul de arc nestaţionar.

a2. Prelucrarea prin eroziune electric ă prin contact, cu descărcări în arc nestaţionar amorsate prin ruperea contactelor electrice parcurse de curent, contacte stabilite temporar între electrod şi obiectul de prelucrat. În acest caz sunt obligatorii exercitarea unei presiunie de contact şi asigurarea unei mişcări relative între electrod şi obiectul de prelucrat.

b. PRELUCRAREA CU DESC ĂRCĂRI AMORSATE PRIN STRĂPUNGEREA UNUI DIELECTRIC

b1. Principiul de func ţionare

Electroeroziunea sau eroziunea electrică este un procedeu de prelucrare în care materialul ce trebuie îndepărtat de pe obiectul de prelucrat este îndepărtat prin acţiunea repetata a unor descărcări electrice.

În procesul de electroeroziune, piesa de prelucrat trebuie să fie conductoare electric.

Ea este conectată la una din bornele sursei de alimentare, formând electrodul-piesa.

Cealaltă borna a sursei de alimentare este conectata la cealaltă a bornei de alimentare, numită sculă.

Cei 2 electrozi sunt cufundaţi într-un mediu electric lichid.

Între cei 2 electrozi se creează un câmp electric a cărui intensitate creşte în timp.

Când intensitatea câmpului electric atinge o anumită valoare, rigiditatea dielectrica este străpunsă ceea ce duce la declanşarea unei descărcări electrice însoţită de scântei.

Descărcările electrice sunt localizate în spaţiul denumit interstiţiu activ delimitat de e lectrodul sculă şi suprafaţa piesei de prelucrat.

În zona de lucru se dezvoltă temperaturi ridicate între 20-30 mii gr. K.

Aceste descărcări electrice între electrod şi piesă determină un proces elementar de eroziune în formarea craterelor de eroziune prin topirea, evaporarea şi expulzarea locală a materialului.

Descărcările prin scântei electrice sunt de scurtă durată, producându-se energii mari pe suprafeţe foarte mici; să nu se confunde cu arcul electric care se produce pe suprafeţe mari cu durate mari de timp.

Page 3: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Alegând în mod corespunzător durata impulsurilor electrice, polaritatea electrozilor se poate dirija procesul astfel încât eroziunea să fie maximă la electrodul piesa.

Ex: Pt. Impulsuri cu durate de ordinul microsec. şi conecterea piesei la anod, eroziunea la piesa poate să ajungă la 99,5%.

Pe durata descărcărilor electrice în lichidul dielectric au loc procese chimice ireversibile care conduc la modificarea rigidităţii electrice, a spaţiului dintre electrozi ceea ce impune circularea forţată a lichidului dielectric în interstiţiul activ.

b2. Evacuarea produselor erozive

Menţinerea prin avansul electrodului, a distantei dintre sculă şi piesa de prelucrare conduce la copierea formei electrodului în piesa sau la decuparea unor profile complexe cu ajutorul unui electrod filiform.

Parametrii care permit controlul cantităţii de material erodat sunt:

- intensitatea curentului de descărcare;

- durata şi forma impulsurilor;

- perioada de repetiţie a impulsurilor;

- lichidul dielectric(ulei de transformator, petrol, apa deionizată, alcool);

- materialul electrodului sculă.

Se utilizează pentru aceşti electrozi: cupru electrolitic, aliaje Cu-Cr, aliaje Cu-grafit.

Prelucrarea prin electroeroziune este aplicată la: stanţe, matriţe, pt. prelucrarea pieselor dure şi extradure.

OBS! Materialele prelucrate prin electroeroziune nu sunt influenţate de tensiuni interne.

Se evită deformarea piesei în timpul prelucrării.

Schema unei maşini de prelucrat cu descărcări amorsate prin străpungerea unui mediu dielectric este prezentată principal în fig.1.

Obiectul prelucrării şi eletrodul se conectează la ieşirea unui generator de impulsuri de tensiune. Între suprafeţele în interacţiune există un interstiţiu (cca 0,01 ... 0,5 mm) ocupat de un mediu dielectric. Pentru amorsarea descărcărilor se impune corelarea mărimii interstiţiului şi a rigidităţii dielectrice a mediului cu tensiune de mers în gol a generatorului. Fiecare descărcare se amorsează în locul unde condiţiile sunt cele mai favorabile şi anume la valoarea minimă a interstiţiului real.

Descărcările eletrice în impuls sunt însoţite de efecte erozive la obiectul prelucrării şi la electrod. Pentru ca eficienţa erozivă să fie cât mai ridicată, mediul dielectric trebuie să aibă astfel de proprietăţi ca să realizeze atât concentrarea şi localizarea descărcărilor, cât şi răcirea eficientă a electrozilor.

Producerea unei descărcări este urmată de o creştere locală a interstiţiului, ceea ce determină ca următoarele să se amorseze în noi zone. În acest mod ele parcurg în mod succesiv întreaga suprafaţă de interacţiune, rezultând o creştere treptată a distanţei dintre electrozi până la mărimi care nu mai permit amorsarea de noi descărcări. Pentru continuarea procesului se impune reducerea interstiţiului la valori care să permită amorsarea, operaţie care se efectuează în mod continuu prin intermediul unui sistem de reglare automată a avansului.

Page 4: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Fig.1. Schema de principiu a unei maşini de prelucrare prin eroziune eletrică; 1 – generator de impulsuri; 2 – sistem de reglare automată a avansului; 3 – electrod; 4 – obiect de prelucrat; 5 – rezervor de lichid dielectric; 6 – filtru; 7 – pompă; 8 – sistem de răcire; 9 – cuvă pentru mediu de

lucru (dielectric).

Ca urmare a descărcărilor în impuls repetate, produsele eroziunii se aglomerează în spaţiul dintre suprafeţele în interacţiune. Aceasta poate să conducă la apariţia de zone cu conductivitate permanentă, caz în care nu mai apar descărcări prin străpungere şi prelevarea nu mai poate fi localizată. Din acest motiv, particulele de metal prelevat trebuie îndepărtate din interstiţiu. În acest proces un rol determinant îl au proprietăţile hidrodinamice ale mediului dielectric. Se utilizează frecvent lichide dielectrice (petrol, ulei, motorină), iar în cazuri speciale, apă distilată sau gaze sub presiune. Restabilirea continuă a proprietăţilor mediului se realizează cu ajutorul unei instalaţii de recirculare, filtrare şi răcire.

b3. Maşinile de electroeroziune

Există două tipuri de maşini de electroeroziune:

b3.1 Maşini de electroeroziune cu electrod masiv (DIE SINKING).

B3.2 Maşini de electroeroziune cu fir (WIRE cutting);

c. ELECTROEROZIUNE CU ELECTROD MASIV

- Maşinile de electroeroziune cu electrod masiv reproduc în piesa metalică forma geometrică a sculei, numită electrod;

- Matriţele de injecţie pentru piese din mase plastice sunt obţinute în special prin electroeroziune cu electrod masiv;

- Forma electrodului este identică cu a piesei care se va obţine;

- În zona de lucru a maşinii, fiecare descărcare electrică creează un crater în piesa (material îndepărtat) şi o uzură asupra electrodului;

- Nu există niciodată contact mecanic între electrod şi piesă;

Page 5: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

- Electrodul este confecţionat în mod frecvent din cupru sau grafit;

- Maşinile de electroeroziune cu electrod masiv sunt capabile de mişcări în 4 axe, respectiv electrodul poate avea deplasări pe axele: X, Y, Z şi rotire pe C, în jurul axei proprii;

- Piesa rămâne fixa în timpul prelucrării, solidară cu tancul de lucru al maşinii.

Fig.2. Maşină de electroeroziune cu electrod masiv

d. ELECTROEROZIUNE CU FIR

- Maşinile de electroeroziune cu fir folosesc o sârma (electrod) pentru a tăia un contur dorit (programat) într-o piesă metalică;

- Se obţin precizii deosebite folosind maşinile de electroeroziune cu fir în tăierea matriţelor sau poansoanelor, putându-se obţine ajustaje foarte precise doar prin taiere;

- Tăierea se face în piesă, fiind necesară practicarea unei găuri de plecare (pentru introducerea firului) sau plecarea dintr-o margine;

- În zona de lucru, fiecare descărcare produce un crater în piesa (material înlăturat) şi o uzură a sculei (electrodului), în cazul de faţă în fir;

- Firul poate fi înclinat, făcând posibile tăieri înclinate sau profile diferite în planul de sus faţă de planul de jos al piesei;

- Firul nu intra niciodată în contact cu piesa;

- Firul (sârma) uzual este din alama sau cupru, cu diametrul între 0.02 şi 0.3 mm;

- Maşinile de electroeroziune cu fir sunt maşini capabile de mişcări în 5 axe (capul inferior: 2 axe, X si Y iar capul superior: 3 axe, U,V şi Z).

- Piesa rămâne fixa în timpul prelucrării, solidara cu masa maşinii, care este decupată, ca o ramă, pentru a da posibilitatea firului să se deplaseze în conturul acesteia.

Page 6: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Fig.3. Maşină de electroeroziune cu fir

e. APLICATII INDUSTRIALE ALE ELCTROEROZIUNII

Dezvoltarea tehnicilor de prelucrare prin electroeroziune a dus la realizarea unor echipamente din ce în ce mai performante.

Prin electroeroziune se pot realiza toate prelucrările efectuate prin procedee clasice: găurire, debitare, filetare, rectificare.

Principalele aplica ţii:

- fabricarea sculelor, SDV, matriţelor, stanţelor;

- realizarea de găuri şi microgăuri, forme şi profile;

- realizarea suprafeţelor de forme complicate;

- prelucrarea materialelor dure, extradure sau de plasticitate ridicată;

- scoaterea sculelor rupte.

În industria electrotehnică se execută matriţe pentru ambutisare, stanţare;

- durificare a suprafeţelor;

- tăierea electroerozivă pentru materiale dure, extradure.

Page 7: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

2. PRELUCRAREA NECONVENŢIONALĂ ELECTROCHIMICĂ

a. PRINCIPIUL DE LUCRU

Eroziunea electrochimică – ECM (Electrochemical Machining) este utilizată numai la prelucrarea metalelor şi aliajelor şi are la bază fenomenul de dizolvare anodică, care este însoţit de reacţiile chimice de electroliză dintre piesă şi electrodul utilizat.

Adaosul de prelucrare al semifabricatului este transformat în compuşi chimici, prin formarea unui strat pasivizat moale, care este îndepărtat din zona de lucru pe cale hidrodinamică.

Se aduce electrolitul sub presiune în zone de lucru, fapt ce permite ca piesele să fie prelucrate cu o anumită precizie dimensională, rugozitate şi productivitate. Prin acest procedeu se pot practic realiza toate genurile de prelucrări ca şi prin procedeele clasice: găurire, frezare, strunjire, honuire etc.

Prelucrarea electrochimică se bazează pe fenomenul de electroliză, ale cărui legi, formulate încă din 1832 de Faraday au constituit suportul teoretic al cercetărilor de mai târziu.

În principal, acest procedeu se caracterizează prin aceea că, în cazul cufundării a doi electrozi într-o soluţie electrolitică, datorită schimbului de sarcini electrice ce se produce, are loc o separare a metalului la catod şi o îndepărtare a metalului la anod (dizolvarea anodică).

În forma ei cea mai generală, această prelucrare constă în reproducerea formei unui electrod-sculă într-o piesă, prelevarea de material realizându-se - aşa cum s-a arătat - prin dizolvare anodică.

Pentru aceasta, piesa este legată la polul pozitiv (anodul) al unui generator de curent continuu, iar electrodul-sculă la polul negativ (catodul) al aceleiaşi surse. În spaţiul existent între cei doi electrozi – interstiţiul de lucru – este recirculat un electrolit. Realizarea în piesă a profilului conjugat electrodului-sculă, se face prin mişcarea de avans a electrodului-sculă – figura. 4.

Figura. 4. Profilarea electrochimică

Prelucrarea suprafeţelor active se realizează prin dizolvarea anodică a metalului în prezenţa unui electrolit. Piesa este conectată la anodul sursei de curent, electrodul-catod

Page 8: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

asigurând, prin forma lui, prelucrarea electrochimică numai în zonele active ale matriţelor. Între electrodul catod şi piesă se creează un interstiţiu (joc) de 0.5...1 mm, prin care circulă electrolitul. Deoarece densitatea de curent pe vârfurile ascuţite ale microasperităţilor atinge valoarea de 20...80 A/cm2, dizolvarea anodică a suprafeţelor se realizează în timp foarte scurt (10...60 secunde).

b. DOMENII DE UTILIZARE

Instalaţia de prelevare electrochimică de material metalic a fost descrisă pentru prima dată în 1946, iar aplicarea procedeelor electrochimice de prelucrare la scară industrială a început în SUA în 1950, sub formă de rectificare electrochimică abrazivă.

Începând cu anii 1960 – 1962, procedeul capătă o tot mai largă răspândire în ţări ca: Franţa, Germania, Japonia, România etc., evoluţia fiind dirijată spre ambele direcţii de dezvoltare: echipamente şi tehnologie.

În prezent, procedeul de prelucrare electrochimică este folosit la realizarea găurilor simple şi profilate în materiale dure şi extradure, cavităţilor complexe de matriţe, corpurilor de revoluţie etc. De altfel, instalaţiile produse de firme ca: Anocut (SUA), Charmilles (Elveţia), Hitachi (Japonia) se caracterizează prin performanţe tehnice de cel mai înalt nivel, ca urmare a introducerii comenzii numerice după program pentru piese cu caracteristici tehnice foarte ridicate, profiluri complexe etc.

Procedeul a fost utilizat iniţial, pentru netezirea (lustruirea) sculelor, electropolizare, marcarea metalelor şi pentru micşorarea diametrelor sârmelor sub limitele care pot fi obţinute cu ajutorul filierelor. Cu ajutorul acestei metode, se realizează: debitarea semifabricatelor, debavurarea, prelucrarea cavităţilor profilate, prelucrarea suprafeţelor plane, strunjirea pieselor profilate (de tipul corpurilor de revoluţie), frezarea, ascuţirea sculelor, honuirea, netezirea profilului danturii roţilor dinţate (corijare), formarea etc.

Duritatea materialului, precum şi forma piesei, nu influenţează practic viteza de prelucrare electrochimică. Grosimea pereţilor ce se pot executa prin depunere (formare) este de ordinul sutimilor de milimetru, grosime care prin alt procedeu nu se poate realiza.

Echipamentul pentru prelucrare electrochimică este o maşină unealtă de tip universal, destinată prelucrării prin procedeul electrochimic a pieselor care au rezultat în urma procesului de prelucrare prin aşchiere sau electroeroziune.

Finisarea electrochimică a suprafeţelor active se realizează prin intermediul unui dispozitiv, proiectat special pentru un anumit tip de piesă.

c. CARACTERISTICI FUNCTIONALE SI TEHNOLOGICE

Caracteristicile func ţionale .

Presiune lucru pentru cilindrii pneumatici de acţionare ai capului de lucru ….5 bar

Debitul pompei de electrolit..............................................................................100 l/m.

Puterea motorului de acţionare al pompei........................................................3,2 kW

Puterea rezistenţelor bateriei de încălzire.........................................................9 kW

Domeniul de reglaj al temperaturii electrolitului..............................……………..30...400 C

Precizia reglajului temperaturii...........................................................................± 20 C

Presiunea apei de răcire.................................................................................…1,5 bar

Debitul apei de răcire.........................................................................................25 l/min.

Page 9: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Caracteristici tehnologice

Tensiunea de lucru a sursei de c.c................................................................…6...30 V

Intensitatea curentului……………………………………………………………….200 A

Timpul de lucru (cu posibilitatea de reglare continuă)..................................…..3...480 sec.

Ciclul de lucru................................................................................................….semiautomat

Uzură volumică minimă a electrozilor................................................................0%

Adâncimea maximă a suprafeţei ce poate fi îndepărtată...................................1 mm.

Consumurile specifice

Consum aer comprimat.....................................................................................max. 15 m3/ h.

Consum apă răcire............................................................................................max. 2 m3/ h.

3. TRATAMENT DE DURIFICARE ELETRO-CHIMICO-TERMIC

a. PRINCIPIUL DE LUCRU

Principiul metodei are la bază fenomenul de difuziune a atomilor de carbon sau azot în stratul superficial al pieselor de oţel în prezenţa unui electrolit. Durificarea electro-chimico-termică constă în încalzirea piesei legate la polul pozitiv al unei surse de curent continuu, în prezenţa unei soluţii de electrolit aflată într-o cuvă legată la polul negativ al aceleiaşi surse.

Localizarea energiei sursei în regiunea anodului duce la creşterea rapidă a temperaturii şi la formarea unui strat de vapori şi gaze în jurul piesei. Vaporizarea carbonului sau azotului din soluţie duce la saturarea suprafeţei piesei (prin difuziune) cu aceste elemente, iar deconectarea tensiunii permite călirea acesteia în acelaşi electrolit.

Fig.5. Schema de principiu

Localizarea energiei sursei în regiunea anodului duce la creşterea rapidă a temperaturii şi la formarea unui strat de vapori şi gaze în jurul piesei. Emisia intensivă a ionilor substanţei dizolvate în timpul fierberii şi transportarea lor prin membrana de vapori şi gaze sub acţiunea câmpului creat de sursă, asigură o densitate mare de curent, energia degajată ducând la încălzirea piesei până la temperaturi de 500-10000C în funcţie de puterea sursei.

Page 10: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Grosimea mică a memebranei de vapori şi gaze (aprox 10-5m) asigură posibilitatea observării fenomenului de încălzire cu viteză mare a piesei (aprox 1000C) şi permite schimbarea operativă a temperaturii piesei în funcţie de tensiunea aplicată.

Vaporizarea azotului sau carbonului din soluţie duce la saturarea suprafeţei piesei (prin difuziune) cu aceste elemente, iar deconectarea tensiunii permite călirea acesteia în acelaşi electrolit.

b. PARAMETRII TEHNOLOGICI

Parametrii tehnologici se grupează astfel:

- parametrii electrici: tensiune. intensitare, densitate curent;

- parametrii electrolitului: concentraţie, temperatură, conductivitate;

- parametrii de curgere a electrolitului: presiune, debit, viteza de curgere.

Un exemplu de parametrii tehnologici ai unei instalatii de acest tip sunt:

- tensiunea de alimentare ………………………………………………. 380V; 50Hz;

- tensiunea de lucru …………………………………………………… max. 250V;

- curentul de lucru ……………………………………………………... max. 200A;

- puterea nominală ……………………………………………………… 56 kW;

- suprafaţa piesei durificate …………………………………………….. max. 200 cm2;

- adâncimea stratului durificat …………………………………………. 0,1 .. 0,2 mm;

- timpul de prelucrare …………………………………………………. 1 – 15 min./ piesa;

- ciclul de lucru ………………………………………………………… manual; semiautomat;

- debitul pompei de recirculare ………………………………………… max. 8 l/min;

c. DOMENII DE APLICATIE

Echipamentul este destinat următoarelor aplicaţii industriale:

• durificarea pieselor de gabarite mici, cu suprafaţa totală de până la 200 cm2 din oţeluri cu conţinut redus de carbon, oţel de scule sau rapid;

• tratarea în baie de electrolit şi îmbogăţirea superficială cu atomi de carbon sau de azot, funcţie de reţeta electrolitului şi călirea piesei până la duritatea necesară funcţie de timp;

• decălirea pieselor din oţel (suprafaţa totală 200 cm2); • lustruirea electrochimică.

Călirea sau decălirea pieselor este posibilă, atât pe toată suprafaţa cât şi local.

Restricţii de gabarit, greutate şi configuraţie:

� suprafaţa supusă tratării nu trebuie să conţină găuri nestrăpunse cu diametrul de până la φ 5 mm şi adâncime de 4 diametre;

� suprafaţa supusă tratării să conţină găuri străpunse cu raportul între adâncime şi diametru < 1/2;

� dimensiunile de gabarit să nu depăşească în orice direcţie 100 mm;

� greutatea până la 3000 grame.

Page 11: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

4. TAIEREA CU JET DE APA

Fig. 6 – Cap de taiere cu jet hidroabraziv

a. MECANISMUL DE FORMARE A JETULUI

Fig. 7 - Parametrii specifici tehnologiei de tăiere cu jet hidroabraziv

p

m

d0

mab

dp

lt dt

a

B

va

Cap de lucru

Particula abrazivă

α

Piesa

Page 12: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Jetul hidroabraziv este, din punct de vedere al naturii sale, un fluid compus din următoarele trei faze:

• o fază lichidă, reprezentată de jetul de apă;

• o fază solidă, reprezentată de particulele abrazive;

• o fază gazoasă, reprezentată de aerul ce însoţeşte particulele abrazive la introducerea lor în jetul de apă (această componenţă a jetului este specific metodei de introducere a particulelor abrazive în jetul de apă: prin injecţie de particule abrazive şi aer).

Studiind mecanismul de formare a jetului hidroabraziv numai prin prisma amestecului dintre fazele lichidă şi solidă, se pot face următoarele consideraţii (fig. 8):

Jetul de apă la înaltă presiune 2, format de duza 1, traversează o porţiune numită cameră de amestec, cuprinsă între ieşirea din duză şi intrarea în tubul de amestec 4, formând în aceasta o depresiune datorită vitezei mari a acestuia. Se observă că jetul de apă are o formă uşor divergentă în porţiunea dintre duză şi tub.

- 1 - duză de apă

- 2 - jet de apă

- 3 – particulă abrazivă

- 4 - tub de amestec

- 5 - jet hidroabraziv

Fig. 8 - Mecanismul de formare a jetului hidroabraziv

Particulele abrazive 3, in momentul intrarii in camera de amestec, au o distributie aleatoare a marimii si directiei vitezei. Intre punctele I si II, datorita depresiunii formate de jetul de apa, particulele sunt fortate sa intre in acesta. Zona cuprinsa intre punctele II si III are rolul de-a orienta directia si sensul de miscare a particulelor abrazive paralele cu cele ale jetului de apa in care sunt inglobate.

In punctul III, marimea vitezei este prea mica fata de cea a jetului de apa, iar componenta aleatoare a directiei acesteia este mare, astfel ca, daca jetul hidroabraziv 5 ar parasi tubul de amestec in acest punct, eficienta sa ar fi scazuta.

Zona cuprinsa intre punctele III si IV are rolul de a accelera particulele abrazive si de a asigura o predominanta axiala a acesteia. Particulele abrazive se misca, totusi, mai incet decât jetul de apa, dar componenta aleatoare este inlaturata in proportie de 80 %. Daca lungimea zonei este prea mare, vor apare pierderi prin frecare si viteza jetului hidroabraziv va scadea.

Se observa ca in punctul III jetul de apa atinge peretii tubului de amestec, din acest moment curgerea fiind specifica unui lichid la o viteza mare.

I

IV

1 2

3

4

5

Page 13: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Jetul hidroabraziv va avea o viteza mai mica in zona peretelui, unde se formeaza un strat limita, aceasta crescând spre interiorul jetului.

Acest lucru determina particulele abrazive sa se adune spre centrul jetului hidroabraziv, zona de lânga pereti fiind una slab populata cu particule., rezultând o diminuare a uzurii peretilor tubului 4.

Lungimea tubului trebuie sa fie astfel aleasa incât sa se ob]ina o viteza maxima a jetului hidroabraziv in punctul de ieşire IV.

b. PARAMETRII TEHNOLOGICI PRINCIPALI

Parametrii tehnologici principali sunt::

• presiunea de tăiere,;

• debitul de apă;

• diametrul duzei;

• diametrul şi lungimea tubului de focalizare/amestec;

• mărimea particulelor abrasive;

• debitul masic de particule abrazive.

Presiune, debit şi diametrul duzei

Sunt legate prin ecuaţia lui Bernoulli scrisă într-un punct înaintea ieşirii apei din duză (1) şi după ce jetul de apă a părăsit ajutajul acesteia (2) :

(P1 / ρ1) = (v22 / 2) [1]

Inlocuind viteza jetului în funcţie de debit, avem:

v2 = Q / Aduza = Q / (π d2 / 4) [2]

Valoarea presiunii statice (p) din camera de presiune necesară pentru a expulza un debit de apă (Q) printr-o duză de diametru d este dată de relaţia:

p = (k ρ /2 ) x (Q2 / d4duza) [3]

unde:

- ρ - densitatea apei la presiuni de lucru de 300 … 400 MPa ( ρ = 1010 kg /m3 );

- k – coefficient de pierderi la formarea jetului de apă / pierderi locale în orificiul duzei de apă (k = 0,85 … 0,95);

Reprezentând dependenţa presiunii de lucru în funcţie de debit, pentru diferite valori ale diametrului duzei, se obţin graficele din figurile 9 şi 10.

Pentru ambele figuri s-au reprezentat valori care să acopere gama dimensională a mărimilor utilizată în mod frecvent în aplicaţiile industriale şi anume:

- valorile presiunii sunt cuprinse între 2500 … 5000 bar;

- debitul de apă are valori cuprinse între 1,2 …. 10 l/min;

- duzele de tăiere cu jet de apă au diametrul cuprins între 0,10 … 0, 30 mm.

Page 14: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Fig. 9 – Presiunea necesară trecerii unui debit printr-o singură duză

pentru diametre ale duzei de 0,12 şi 0,15 mm

Fig. 10 – Presiunea necesară trecerii unui debit printr-o singură duză

pentru diametre ale duzei de 0,18 şi 0,20 mm

c. ECHIPAMENTE DE PRELUCRARE CU JET DE AP Ă

Unul dintre sistemele foarte apreciate dezvoltate d e Flow este IFB , care înglobează într-o configuraţie compactă:

- pompa de înaltă presiune,

- masa de tăiere,

- sistemul de comandă,

- sistemul de control al mişcării (CNC).

Page 15: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

In figura 11 sunt prezentate arhitecturi ale sistemelor IFB.

Fig. 11 – Configuraţia sistemelor IFB de tăiere cu jet de apă (FLOW Systems)

Caracteristicile acetor tipuri de sisteme sunt următoarele:

� Suprafaţa de lucru (X-Y) - de la 0,6x1,2 m până la 2x7,3 m;

� Axa Z – deplasare mecanizată, cursa până la 200mm;

� Precizie deplasare: 0,08 mm.

Caracteristici tehnice ale echipamentelor de taier e cu jet de ap ă (KMT Germania)

Constructorul german a dezvoltat o gamă de pompe de înaltă presiune care pot echipa sisteme construite de client. Dintre cele mai reprezentative pompe construite de KMT fac parte:

Variantă Unit de măsură PRO 60 PRO 125

Puterea nominală kW 45 93

Dom de presiune bar 500-6200 500 - 6200

Debit l/min 2,4 5,5

Diametrul max al duzei (o singură duză simultan)

mm 0,25 0,38

Domeniul de zgomot dB <72,5 <77,5

Domeniul de temperatură ºC 5 - 40 5 - 40

Lungime mm 1700 2400

Lăţime inalţime mm 910 910

Inaltime mm 1500 1500

Greutate Kg 1500 2200

Page 16: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

d. APLICATII SI REGIMURI DE TAIERE CU JET DE APA

Domenii industriale :

- construcţii;

- industria petrolieră;

- industria sticlei;

- industria constructoare de maşini;

- industria aeronautică.

Fig. 12 - Grosimi uzuale de tăiere prin diferite procedee tehnologice

Flacără

Plasmă

Laser

Jet apă

0,1 3 6 15 100 150 600

Grosimea Maximă [mm]

Oţel moale

Oţel cu duritate

medie

Oţel inoxidabil

Aluminiu

Page 17: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Regimuri de t ăiere cu jet de ap ă şi jet hidroabraziv

Denumirea materialului Grosimea

( mm )

Viteza de tăiere

( cm/min. )

Calitatea

marginilor

Jet hidroabraziv

Aluminiu 3,3 50 bun\

Aluminiu (ţeavă) 5,5 37 cu arsuri

Aluminiu (turnat) 10 28

Aluminiu 12,5 15-18

Alamă 3 45-50 bună, cu zone arse

Alamă 12,5 10-12

Alamă 19 1,9-7,5 striată

Cupru 3 55 bună

Cupru-Nichel 3 30-35 margini curate

Plumb 6 25-87 striată

Magneziu 9,5 12-38 bună

Oţel carbon 6 25-30 bună

Oţel carbon 19 10-20 Bună cu margini rupte

Oţel carbon 4130 12,5 7,6

Oţel de înalt\ă rez. 75 0,9

Jet de apă

ABS 2,2 50-127 Separare 100%

Fibre de sticlă 2,5 100-380 Bună spre rugoasă

Piele 3 25 Bună mici arsuri

PVC 6 25-50 Bună spre satisfăcător

Cauciuc 1,2 6000-9000 Bună

Lemn 3 100 Satisfăcător

Plăci ptr. circuite imprimate

1,2-3 12-120 Bună

Page 18: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

5. APLICATII ALE TEHNICII PRESIUNILOR INALTE

a. Deformare la rece cu lichide la foarte inalta pr esiune

In incinte inchise, bine dimensionate, se aduce apa sau lichid care se etanseaza foarte bine si se creste suplimentar presiunea, cu aport de lichid sub foarte inalta presiune, pana cand materialul din acea incinta se deformeaza luand forma cavitatii.

De regula se utilizeaza pentru forme cave, pentru elemente tubulare.

De ex.: o teva poate fi deformata intr-un placa tubulara rezultand o asamblare nedemontabila, perfect etansa, utilizabila cu precadere in medii nocive, acide, nucleare etc.

Prin presiunea foarte inalta a mediului de lucru, teava se aduce in domeniul de deformare plastic iar placa tubulara ramane in mediu de deformare elastic pentru a rezulta o strangere foarte puternica.

Presiunile de lucru pot fi cuprinse in intervalul 100…550 MPa, functie de caracteristicile materialului si dimensiunile peretelui.

b. Deformare la rece cu module flexibile actionate la inalta presiune

Operatii posibile: perforare, decupare, indoire, ambutisare

Fig. 13 – Modul flexibil (stanga); organizare tehnologica (dreapta)

Fig. 14 – Exemple posibile de configuratii

Presiune de lucru: max. 100 MPa

Mod de lucru: simultan, succesiv etc.

Page 19: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

c. Spalari si curatari cu jeturi de apa / hidroabra zive la inalta presiune

Jeturile de apa, simple sua cu abrazivi, cu sau fara emolienti sau spumanti, pot fi utilizate la spalarea si curatarea diverselor suprafete.

Cateva caracteristici:

- presiunile pot fi cuprinse in gama 20...200 MPa, functie de specificul aplicatiei

- pot inlatura orrice urma de depunere

- pentru depunerile dure (rugina, pietrificari etc.) se utilizeaza jeturi hidroabrazive iar presiunile pot fi in zona 140...220 MPa

- pietrificarile se indeparteaza practica prin operatie asemanatoare cu taierea cu jet de apa (datorita abrazivului) urmata de curatare pana la luciu metalic.

Fig. 15 - Echipament de spălare ecologică a produselor

din ferită cu jeturi de apă la inaltă presiune

6. TEHNOLOGII DE DEPUNERE PRIN PULVERIZARE TERMICA

a. Metalizare

Activit ăţi: Materiale care pot fi depuse: Caracteristici depuneri:

1. Recondiţionări 2. Depuneri pe piese noi 3. Protecţie anticorozivă

- Oţeluri: obişnuite şi aliate - Neferoase: cupru şi aliajele sale, zinc şi aliaje, aluminiu, aliaje de staniu

- Pseudoaliaje

duritate: - oţeluri: 30-45HRC; - neferoase: 80-160HB grosime: - lucrări obişnuite 1÷4mm - lucrări speciale: 5÷8mm

Principiul procedeului :

Procedeul de depunere prin pulverizare termică se bazează pe principiul topirii materialului de adaos urmat de pulverizarea acestuia cu aer comprimat şi proiectarea particulelor pe suprafaţa piesei.

Tipuri de aplica ţii :

-Refacerea suprafeţelor uzate; -Realizarea depunerilor dure pe suprafeţele pieselor noi fără tratament termic ulterior;

-Recondiţionarea pieselor mecanice uzate; -Recuperarea rebuturilor de fabricaţie;

-Realizarea de straturi de protecţie împotriva coroziunii;

Tipuri de suprafeţe ale pieselor acoperite prin pulverizare termică:

- cilindrice exterioare (fusuri de arbori, plunjere, valţuri etc.); - cilindrice interioare (bucşe, cuzineţi, locaşuri în carcase etc.); - plane (ghidaje, suprafeţe protejate împotriva coroziunii etc.).

Page 20: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Tipuri de piese : - Piese tip arbore – plungere, tije, pistoane etc. Exemple de piese: arbore priză de

forţă pentru tractor, butuc roată, fusuri cilindru laminor, ax principal strung, arbore cotit compresor, tobe şi roţi pentru tragere sârmă, ax comandă combină C12,

- Bucşe, cuzine ţi, carcase, ghidaje; - Roţi (de fric ţiune, de curea), tamburi; - Manşoane şi piese de uzur ă în zona inelelor de etan şare pentru pompe de ap ă,

reductoare etc. Exemple de piese: bucşă de uzură la pompă de recirculare soluţii alcaline

- Constuc ţii metalice protejate cu zinc sau aluminiu. Exemple de piese: grinzi de susţinere linie de transport uzinal, stâlpi de susţinere, şasiu remorcă, carenă şalupă.

Preţul se stabile şte func ţie de marimea şi configura ţia piesei, de tipul materialului de depunere

Metalizare pod Cernavoda Metalizare cilindru la interior

Metalizare cilindru la exterior

b. Pulverizare termica prin HVOF – High Velocity Ox igen Fuel

Prezentarea generala a procedeului hvof In cazul procedeului HVOF (High Velocity Oxigen Fuel) se depune material pe suprafaţa unei piese prin pulverizare termică cu flacără cu viteză înaltă. Procedeul constă în introducerea continuă a unui amestec de pulbere metalică şi gaz cu presiune mare axial, într-o cameră de ardere. Astfel, în camera de ardere rezultă o presiune mare la arderea mastecului gaz de ardere – oxygen şi mai cu seamă prin expansiunea în duza de ardere situată la ieşire rezultă viteza înaltă a jetului de gaz. Ca urmare particulele metalice din pulbere sunt accelerate la viteze foarte mari ceea ce conduce la straturi de particule depuse cu densitate foarte mare şi o aderenţă foarte bună. In figura 16 este prezentat schematic modul de formare a jetului de material pulverizat specific procedeului HVOF.

Fig. 16 – Schema de depunere prin procedeul HVOF

Page 21: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Semnificaţia notaţiilor este următoarea - (1) Alimentare cu gaz de ardere şi oxygen; - (2) Alimentare cu pulbere de particule metalice + gaz putător; - (3) Duză de ardere cu sau fără răcire cu apă; - (4) Flacăra HVOF: amestec de gaz de ardere + oxigen + particule; - (5) Suprafaţa piesei pe care se depune pulberea. Deoarece temperatura particulelor ce ajung pe piesa de metalizat este moderată (faţă de alte procedee), aceasta suferă la suprafaţă influenţe termice minime, de exemplu apar puţine amestecuri de carburi. Prin acest procedeu se obţin straturi depuse extreme de dense cu înaltă precizie dimensional. Gazul de ardere utilizat poate fi:propan, propen, acetilenă şi oxygen.

Parametrii tehnologici ai procedeului HVOF

Caracteristicile procesului de pulverizare termică HVOF, sunt, succint, următoarele: � sursa energie este oxigenul în formă gazoasă iar combustibilul gazos este etilena,

propilena sau propanul, iar cel lichid este kerosenul; � flacăra are temperatura de până la 2700 C şi viteze de până la 1600 m/s; � materialul depus este sub formaă de pulbere, cu granulaţie de 5–45 µm; � tipul de pulberi depuse: în general sunt carburi cu matrice din aliaje metalice; � viteza particulelor în timpul depunerii: 400-800 m/s; � distanţa de pulverizare: 150 – 300 mm;

Stratul obtinut in aceste conditii este alcatuit din lamele formate in urma solidificari rapide a particulelor proiectate pe substrat. Gradul de aplatisare, adeziunea dintre lamelele formate, gradul de porozitate precum si continutul de oxizi interni, impreuna cu tipul materialului folosit ca pulbere, definesc principalele proprietati ale stratului.

Caracteristicile straturilor depuse prin procedeu l HVOF Caracteristicile straturilor depuse prin procedeul HVOF includ caracteristici superioare celor depuse prin alte procedee de depunere termică. Ele sunt: � densitate mare: se obţin, în mod normal, porozităţi mai mici de 2% şi în condiţii speciale

până la 0,2% porozitate; � grad ridicat de aderenţă cu materialul suport; de exemplu depunerile tipice de carburi cu

HVOF au aderenţa peste 82 MPa, iar alte materiale depuse prin acest procedeu au valori ale aderenţei stratului semnificativ mai mari decât aceleaşi materiale depuse prin alte procedee de depunere termică în atmosferă, cum ar fi depunerea cu plasmă;

� duritate mare; de exemplu o carbură cu wolfram şi cobalt, cu 12% wolfram, are microduritatea tipică de 1100 ... 1350 DHP300;

� rezistenţă la oboseală bună; în funcţie de compoziţia chimică, timpul scurt de traversare şi temperaturile mai scăzute ale materialului depus prin HVOF poate produce acoperiri rezistente la uzură cu rezistenţă excelentă la impact;

� grosimea stratului mai mare; acoperirile HVOF au grosimea stratului acoperit mai mare decât acoperirile cu plasmă, prin combustie sau cu sârmă pentru acelaşi material depus, datorită efectului de aplatisare a statului depus anterior prin impactul mărit al particulelor cu viteză mare; astfel, grosimea unor straturi de carburi de wolfram pot atinge până la 6,4 mm;

� rezistenţă excelentă la uzură; depunerile HVOF au rezistenţă mare uzură cauzată de frecarea de alunecare, fretare, eroziune sau cavitaţie depinzând de materialul şi parametrii procesului selectate;

� rezistenţă la coroziune superioară; densitatea mare şi proprietăţile metalurgice ale straturilor depuse prin HVOF conferă rezistenţă sporită la efectele coroziunii, inclusiv coroziunea la cald, oxidarea şi coroziunea mediilor acide şi alcaline;

� finisare foarte bună a suprafeţei acoperite; suprafeţele acoperite HVOF sunt netede şi pot fi utilizate ca atare în multe aplicaţii, putând, de asemenea, fi prelucrate prin aşchiere,

Page 22: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

rectificate, lepuite, honuite sau superfinisate pentru aplicaţii ce necesită toleranţe precise şi calitate foarte bună a suprafeţei.

Domeniile de utilizare ale procedeului HVOF

Industrie Aplica ţie tipic ă Aerospaţială Palele de la ventilatorul turbinei motorului, palele de compresor,

fusele lagărelor, diametrele discului de şoc ale statorului şi rotorului motorului

Energetică

Turbinele de gaz industriale, cupele turbinelor hidroelectrice Pelton, duze şi pale, ventilatoare de evacuare

Construcţii de maşini Furca de cuplare de la transmisia autovehiculelor Transporturi/Echipament greu

Tije şi pistoane hidrauluice, pintenii de direcţie a navelor

Echipament tipografic şi pentru industria hartiei

Cilindrii de imprimare, cilindri de cerneală, cilindrii de calandrare şi presare

Petrochimie Componente ale pompelor, supape cu membrană sau cu bilă, scaune de supape, prăjini de absorbţie, tije hidrauluice, şuruburi ale conveioarelor

Prelucrarea sticlei Plunjerele de formare/turnare Prelucrarea metalelor Rolele şi ghidajele morilor de şpan, duze de trefilare, matriţe de

ambutisare, cuţitele ghilotinelor Maşini textile Ghidaje ptr aţă, role de încreţire Industrie în general Carcasele, rotoarele şi axele pompelor, extrudere ptr materiale

plastice, tacheţii camelor, inele de uzură, ghidajele maşinilor unelte, elemente de la prese, repararea componentelor maşinilor şi utilajelor

7. NANOFINISARE PRIN CURGERE ABRAZIVA (CU FLUIDE REOPECTICE)

Carcteristici principale -Mediu de lucru: ……………………………………. abraziv reopectic -Debit mediu de lucru:................ ……………………………. 60 l/min -Mărime particule abrazive: ................................... 0,005…1,5 mm -Material abraziv: ...................... ………………. SiC; Al2O3; Diamant -Rugozitate finala: …….............. ……………………minim 0,002 mm -Productivitate: ................................................10 - 150 piese / oră -Dimensiuni piese prelucrate: ……..(φ) max. 200 mm x (H) 120 mm -Numar cicluri: ............................. ……………20 – 40 cicluri / minut -Cursa cilindru de lucru: ...……….. …………………………..125 mm -Diametru cilindru de lucru: ...............................................φ 200 mm -Tensiune de lucru: ……………………………………….220V x 50Hz -Putere instalata: …………………………………………………150 W -Ciclu de lucru: ……………………………………………semiautomat

Page 23: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Generator de impulsuri electrice

Piesa

Instalaţie de gestionare fluide tehnologice

Structură mecanică nemetalică flexibilă

generatoare de traiectorii NC Sistem de comandă CNC

Scula

FUNCTIONARE: Se introduce piesa de prelucrat si se porneste ciclul de lucru

semiautomat, dupa reglarea parametrilor de lucru. Se coboara masa superioara si se inchide dispozitivul in care s-a montat piesa. Dupa realizarea contactului cu piesa se comanda operatia de prelucrare prin nanofinisare abraziva. Dupa ce s-a atins numarul de cicluri prescris echipamentul se decupleaza automat de la automatul programabil. Se ridica automat masa superioara si se scoate piesa din dispozitiv.

APLICATII: Prelucrarea prin nanofinisare cu medii abrazive reopectice este un procedeu de inalta precizie utilizat pentru lustruirea orificiilor (diametre peste 0,15 mm) si cavitatilor si suprafetelor complexe sau debavurarea si rotunjirea muchiilor din zone in care accesul este foarte dificil.

8. PRELUCRARI PE MASINI MULTIFUNCTIONALE CU FLUXURI ELECTRICE

CONCENTRATE

ASPECTE INOVATIVE 8.1. Caracteristici: 8. 1.1 Caracteristici func ţionale şi constructive Caracteristicile principale ale maşinii multifuncţionale sunt următoarele: a. prelucrări posibile: …………………………………… electroeroziune;

electrochimie; tratament electro-chimico-termic; depunere prin scântei; sudură.

b. volum maxim ocupat de piese: ……………………...... 500 x 300 x 200 mm; c. volum bazin de lucru: ………………………………… 700 x 500 x 350 mm; d. deplasare în coordonate X, Y, Z, U, V: ………………. 400 x 225 x 200 x 100 x 100 mm; e. gabarit maşină: ……………………………………….. 2.650 x 1.700 x 2.200 mm; f. suprafaţă ocupată, împreună cu echipamentele: ……… 4.500 x 3.500 mm; g. putere instalată: ……………………………………….. 56 kW;

Maşină multifuncţională pentru prelucrări electrice cu comandă numerică – schemă de principiu

Din punct de vedere constructiv maşina multifuncţională are următoarele componente: 1. batiu; 2. echipamentul de comandă; 3. generatorul electric; 4. structură mecanică generatoare de traiectorii, cu minim 5 axe CNC; 5. generator electric de impulsuri comandat prin calculator; 6. instalaţie de stocare, regenerare, gestionare şi utilizare a lichidelor de lucru.

Page 24: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

8.1.2 Caracteristici tehnice Prelucrările şi fluxurile electrice sunt complementare. Astfel, prelucrarea prin electroeroziune cu electrod masiv se aplică pentru piese cu configuraţii complexe, de obicei concave, în timp ce electroeroziunea cu electrod filiform se aplică la tăierea profilată a plăcilor, piesele reprezentative fiind plăcile de matriţe de decupare-îndoire. Rugozitatea minimă prescrisă este Ra=0,6. Pentru obţinerea de calităţi geometrice superioare ale suprafeţelor se recomandă lustruirea electrochimică. De asemenea procedeul electrochimic este utilizat pentru debavurarea pieselor cu configuraţie complexă. Tratamentul electro-chimico-termic şi durificarea prin scântei se utilizează pentru creşterea proprietăţilor mecanice ale suprafeţelor pieselor, prima aplicându-se pieselor mici, iar cea de a doua pieselor de mari dimensiuni. Maşina permite şi realizarea procesului de sudare care capătă o nouă dimensiune aplicată pe o structură mecanică comandată numeric. 8.1.3 Caracteristici economice - contribuţia la creşterea competitivităţii economice şi la asigurarea dezvoltării economice durabile; - creşterea cifrei de afaceri şi a profitului; - dezvoltarea capacităţii tehnologice şi creşterea productivităţii; - creşterea capacităţii proprii de cercetare-dezvoltare. 8.1.4 Impactul social Se îmbunătăţesc condiţiile de muncă, viaţă şi sănătate prin reducerea noxelor cu peste 80%; oportunităţi de învăţare şi perfecţionare, crearea de noi locuri de muncă etc. 8.1.5. Nivelul de competitivitate: Sistemul tehnologic (ma şină multifunc ţional ă) pentru procese de prelucrare neconven ţionale cu fluxuri electrice concentrate presupune combinarea şi utilizarea celor mai noi şi complexe tehnologii din domeniul electrotehnicii, eletronicii şi mecanicii . Sisteme mecanice noi şi complexe realizate din materiale clasice şi compozite vor fi acţionate de sisteme electrice şi electronice complexe pe baza unor sisteme software complexe şi specializate pe procese.

9. MASURI SPECIFICE DE PROTECTIA MUNCII

- Intreaga aparatura din laboratorului de prelucrari neconventionale (electroeroziune, electrochimie, durificare electro-chimico-termica, taiere cu jet de apa, metalizare, nanofinisare etc.) va fi utilizata numai sub supravegherea tutorelui responsabil cu activitatea laboratorului;

- Nu se vor introduce obiecte in prizele electrice; - Nu vor fi atinse cablurile electrice din laborator; - Sunt interzise manipularile fara rost de butoane, comutatoare, intrerupatoare de la aparatele si

instalatiile de laborator; - Este interzisa schimbarea legaturilor in montajele aflate sub tensiune; - In cazul in care se constata o functionare anormala ce indica prezenta unui deranjament se va

intrerupe imediat sursa de alimentare. Punerea in functiune se va face numai dupa identificarea si inlaturarea deranjamentului;

- Se interzice fumatul in laborator si sursele de foc deschise; - Nu se vor folosi instalatii electrice improvizate; - Nu se vor lasa aparatele electrice sub tensiune nesupravegheate; - Este interzisa intrarea studentilor in laborator fara echipament de protectie: halat, manusi,

sapca, ochelari, antifoane, casti; - Este interzisa venirea la lucrarea de laborator in stare avansata de oboseala, boala sau sub

influenta bauturilor alcoolice; - Se interzice indepartarea dispozitivelor de protectie ale echipamentelor; - La intretinerea si repararea schipamentelor se vor respecta NSSM (art. 51-61).

Page 25: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

Angajatii si studentii in practica trebuie:

- sa-si insusească si sa respecte normele si instructiunile de protectie a muncii si masurile de aplicare a acestora;

- sa utilizeze corect echipamentele tehnice, substantele periculoase si celelalte mijloace de productie;

- sa nu procedeze la deconectarea, schimbarea sau mutarea arbitrara a dispozitivelor de securitate ale echipamentelor tehnice si ale cladirilor, precum si sa utilizeze corect aceste dispozitive;

- sa aduca la cunostinta conducatorului locului de munca orice defectiune tehnica sau alta situatie care constituie un pericol de accidentare sau imbolnavire profesionala;

- sa aduca la cunostinta conducatorului locului de munca in cel mai scurt timp posibil accidentele de munca suferite de persoana proprie, de alti angajati sau de studentii în practica;

- sa oprească lucrul la aparitia unui pericol iminent de producere a unui accident si sa informeze de indata conducatorul locului de munca;

- studentii aflati in practica trebuie sa fie atenti la pardoseala deoarece poate sa existe pericolul de alunecare (eventuale pete de ulei), de cadere (eventuale piese depozitate pe pardoseala);

- studentii vor intra in laborator numai in prezenta tutorelui; - studentii nu vor face legaturi la tabloul electric si nu vor da comenzi din calculator pentru

actionarea echipamentelor mecatronice

10. ACTIVITATE PRACTICA:

a. PRELUCRARE PRIN ELECTROEROZIUNE CU ELECTROD MASIV

Au fost efectuate prelucrari specifice pe masina de electroeroziune tip Charmilles:

o Taiere de rotori, de diverse tipodimensiuni, pentru a pune in evidenta starea imbinarii celor doua componente. Taierea se face cu electrod masiv confectionat din cupru in conformitate cu desenul taieturii cerute de beneficiar. In taietura se vede foarte bine zona imbinarii si se poate stabili si masura performanta imbinarii.

o Executie de gauri profilate in diferite piese cilindrice tip „bucsa” sau „banut”.

o Prezentare masina, proces, electrozi, mod de lucru, piese prelucrate, regimuri de aschiere.

b. PRELUCRAREA PRIN DEBAVURARE ELECTROCHIMICA

o Prezentare masina, proces, mod de lucru, piese prelucrate, regimuri de prelucrare

o Prezentare dispozitive specializate de lucru

c. PRELUCRAREA PE MASINI MULTIFUNCTIONALE CU FLUXURI

ELECTRICE CONCENTRATE

o Prezentare masina multifunctionala, componente, sursa concentrata de fluxuri electrice, automatul programabil, mod de lucru, posibilitati tehnologice, posibilitati de prelucrare

d. PRELUCRAREA CU JET HIDROABRAZIV

o Prezentare masina, componente, sursa de inalta presiune, comanda numerica pe 3 axe, mod de lucru, tehnologii de prelucrare, configuratii de taiere posibile, piese prelucrate

Page 26: Curs PN - Prelucrari neconventionale.pdf

11. TEME DESCHISE

a. Determinarea tipului de prelucrare prin electroeroziune pentru: i. Gaurire in piese cilindrice sau paralelipipedice; ii. Gaurire profilata (circulara, stea, cruce cu margini drepte, cruce cu racordari,

triunghi cu colturi rotunjite, patrat, pentagon, hexagon, octogon, alte forme profilate etc.) in piese cilindrice sau paralelipipedice;

iii. Taiere de tole de configuratii diferite si grosimi mici; iv. Taiere canale de pana; v. Taiere canelura de diferite forme; vi. Scoatere surub/stift rupt; vii. Taiere forma de gaura profilata in matrita.

b. Finisarea peretilor unui canal circular cu diametrul de 8 mm, in forma de serpentina, cu 5 bucle, raza buclei de 25 mm, lungimea portiunii drepte de150 mm, canal executat in interiorul unei placi Lxlxh, 350 x 250 x 15 mm;

c. Alegerea tipului de taiere cu jet de apa (jet de apa sau jet de apa cu abraziv) pentru: carton, foi de cupru de 1,5 mm, tabla de aluminiu de 2 mm, cornier de otel L20x20, placa de otel de 200mm, piatra neregulata de rau, camera de bicicleta, marmura groasa de 50 mm, azbest gros de 5 mm, carton presat de 5 mm, scandura de brad de 20 mm, grinda de stejar de 50 x 50 mm, sticla de pepsi din plastic, foaie de geam de 2 mm, caroserie de masina din compozit, acroserie de masina din compozit armat cu fibra de carbon, parchet laminat de 3 mm, gresie de 5 mm, faianta de 2,5 mm;

d. Alegeti si justificati modalitatile de debitare a barelor cilindrice din otel utilizand procedee neconventionale;

e. Alegeti si justificati modalitatile de indepartare a muchiilor ascutite ale unor piese profilate, cu muchii multiple, cu gauri interioare si canale exterioare.