universitatea tehnicĂ “gheorghe asachi” iaŞi · acestor materiale și a pieselor cu forme...

26
UNIVERSITATEA TEHNICA,,GHEORGHE ASACHI,, DIN IA$I RECTORATUL Citre Vi facem cunoscut ci, in ziua de 19 septembrie 2018, la ora LZ:OO, in sala TCMT (corp Departament TCM, etaj 2, b-dul D. Mangeron, 59 A), va avea loc sustinerea publici a tezei de doctorat intitulate: ,,Contributii la studiul procesului de oblinere a suprafelelor cilindrice exterioare prin electroeroziune" elaborate de domnul MIRCESCU CIPRIAN lULIAN, in vederea conferirii titlului gtiintific de doctor. Comisia de doctorat este alcetuit5 din: 1. Axinte Eugen, profesor universitar, doctor inginer, Universitatea Tehnicd ,,Gheorghe Asachi" din lagi pregedinte 2. Sldtineanu Laurentiu, profesor universitar, dr. ing., Universitatea TehnicS ,,Gheorghe Asachi" din laSi conducitor de doctorat 3. Frumuganu Gabriel, profesor universitar, dr. ing., Universitatea ,,Dunirea de Jos" din Galali referent oficial 4. Feteciu Cet;lin, profesor universitar, dr. ing., Universitatea ,,Dunirea de Jos" din GalaIi referent oficial 5. Merticaru Vasile, conferenliar universitar, dr. ing., Universitatea Tehnici ,,Gheorghe Asachi" din lagi referent oficial Cu aceasti ocazie vi invitim si participali la sus!inerea publici a tezei de Secretanu nivef sitate, Ur^l/ lns. cristif Nasit I . RECTOR, r\ cA$cAvAt

Upload: others

Post on 14-Sep-2019

8 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

UNIVERSITATEA TEHNICA,,GHEORGHE ASACHI,, DIN IA$I

RECTORATUL

Citre

Vi facem cunoscut ci, in ziua de 19 septembrie 2018, la ora LZ:OO, in sala TCMT

(corp Departament TCM, etaj 2, b-dul D. Mangeron, 59 A), va avea loc sustinerea publici a tezei de

doctorat intitulate:

,,Contributii la studiul procesului de oblinere a suprafelelor cilindrice exterioare

prin electroeroziune"

elaborate de domnul MIRCESCU CIPRIAN lULIAN, in vederea conferirii titlului gtiintific de doctor.

Comisia de doctorat este alcetuit5 din:

1. Axinte Eugen, profesor universitar, doctor inginer, Universitatea Tehnicd ,,Gheorghe Asachi" din lagi

pregedinte

2. Sldtineanu Laurentiu, profesor universitar, dr. ing., Universitatea TehnicS ,,Gheorghe Asachi" din laSi

conducitor de doctorat

3. Frumuganu Gabriel, profesor universitar, dr. ing., Universitatea ,,Dunirea de Jos" din Galali

referent oficial

4. Feteciu Cet;lin, profesor universitar, dr. ing., Universitatea ,,Dunirea de Jos" din GalaIi

referent oficial

5. Merticaru Vasile, conferenliar universitar, dr. ing., Universitatea Tehnici ,,Gheorghe Asachi" din lagi

referent oficial

Cu aceasti ocazie vi invitim si participali la sus!inerea publici a tezei de

Secretanu nivef sitate,

Ur^l/lns. cristif Nasit

I. RECTOR,

r\cA$cAvAt

Page 2: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

1

UNIVERSITATEA TEHNICĂ „GHEORGHE ASACHI” DIN IAŞI

ȘCOALA DOCTORALĂ A FACULTĂȚII

DE CONSTRUCŢII DE MAŞINI

ŞI MANAGEMENT INDUSTRIAL

CONTRIBUŢII LA STUDIUL PROCESULUI DE OBȚINERE A SUPRAFEȚELOR CILINDRICE EXTERIOARE

PRIN ELECTROEROZIUNE

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

Ciprian-Iulian Mircescu

Conducător de doctorat: prof. dr. ing. Laurențiu Slătineanu

IASI, 2018

Page 3: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

2

UNIVERSITATEA TEHNICĂ „GHEORGHE ASACHI” DIN IAŞI

R E C T O R A T U L

Către ______________________________________________________________

______________________________________________________________

Vă facem cunoscut că, în ziua de 19 septembrie 2018, la ora 12:00, în sala TCM7

(corp Departament TCM, etaj 2, b-dul D. Mangeron, 59 A), va avea loc susţinerea publică a tezei de

doctorat intitulate:

„Contribuţii la studiul procesului de obținere a suprafețelor cilindrice exterioare

prin electroeroziune”

elaborate de domnul MIRCESCU CIPRIAN IULIAN, în vederea conferirii titlului ştiinţific de doctor.

Comisia de doctorat este alcătuită din:

1. Axinte Eugen, profesor universitar, doctor inginer, Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iași

preşedinte

2. Slătineanu Laurențiu, profesor universitar, dr. ing., Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iași

conducător de doctorat

3. Frumușanu Gabriel, profesor universitar, dr. ing., Universitatea „Dunărea de Jos” din Galați

referent oficial

4. Fetecău Cătălin, profesor universitar, dr. ing., Universitatea „Dunărea de Jos” din Galați

referent oficial

5. Merticaru Vasile, conferențiar universitar, dr. ing., Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iași

referent oficial

Cu această ocazie vă invităm să participaţi la susţinerea publică a tezei de

doctorat.

RECTOR,

Prof. univ. dr. ing. DAN CAŞCAVAL Secretar universitate,

Ing. Cristina Nagîţ

Page 4: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

3

CUPRINSUL TEZEI

Pag.

1. SITUAŢIA ACTUALĂ A INFORMAŢIILOR ŞTIINCE ŞI TEHNICA PRIVIND

OBŢINEREA PRIN ELECTROEROZIUNE A SUPRAFEŢELOR CILINDRICE

EXTERIOARE

5

1.1. Utilizarea tehnologiilor neconvenționale 5

1.2. Conceptul de prelucrare prin electroeroziune 6

1.3. Apariţia şi evoluţia procedeelor de prelucrare prin electroeroziune 8

1.4. Principiul de lucru în cazul prelucrării prin electroeroziune 10

1.5. Fenomene caracteristice procesului de prelucrare prin electroeroziune 12

1.6. Materiale prelucrabile prin electroeroziune 18

1.7. Clasificarea procedeelor de prelucrare prin electroeroziune 19

1.8. Procedee de prelucrare prin electroeroziune cu electrod masiv 21

1.9. Echipamente utilizate la prelucrarea prin electroeroziune 32

1.10. Factori de intrare corespunzători procesului de prelucrare prin electroeroziune 37

1.11. Criteriile de evaluare a performanţelor procesului de prelucrare prin electroeroziune 39

1.12. Influenţa variaţiei unor factori de intrare în proces asupra valorilor parametrilor de interes

tehnologic la prelucrarea prin electroeroziune 41

1.13. Rezultate ale unor cercetări recente în domeniul prelucrării prin electroeroziune cu electrod

masiv 52

1.14. Concluzii 59

2. OBIECTIVELE ACTIVITĂŢII DE CERCETARE 61

3. CONTRIBUŢII TEORETICE LA STUDIUL PROCESELOR DE OBŢINERE PRIN

ELECTROEROZIUNE A SUPRAFEŢELOR CILINDRICE EXTERIOARE 64

3.1. Necesitatea utilizării unor metode adecvate de cercetare 64

3.2. Elemente specifice definirii şi obţinerii suprafeţelor cilindrice exterioare 64

3.3. Posibilităţi de obţinere a suprafeţelor cilindrice exterioare prin electroeroziune 68

3.4. Abordarea sistemică a procesului de obţinere prin electroeroziune a suprafeţelor cilindrice

exterioare 76

3.5. Utilizarea metodei diagramei de idei pentru identificarea posibilităților de obținere prin

electroeroziune a unor suprafețe cilindrice exterioare 81

3.6. Selectarea unor soluţii rezultate prin folosirea diagramei de idei 87

3.7. Concluzii 89

4. ECHIPAMENTE ŞI MATERIALE PENTRU CERCETAREA PROCESULUI DE

OBŢINERE A SUPRAFEŢELOR CILINDRICE EXTERIOARE PRIN ELECTROEEROZIUNE 90

4.1. Schema propusă pentru cercetarea experimentală 90

4.2. Materiale pentru epruvete 92

4.3. Electrozi scule 94

4.4. Maşina de prelucrat prin electroeroziune Sodik AD3L 95

4.5. Dispozitiv portelectrod-sculă 97

4.6.Dispozitiv pentru orientarea şi fixarea probelor 98

4.7. Balanţa analitică Partner Radwag AS/220 PC P2 99

4.8. Evaluarea uzurii liniare a electrozilor scule 101

4.9. Rugozimetrul de tip Surftest SJ-201P 103

4.10. Dispozitivul pentru măsurarea adâncimii cavității inelare 103

4.11. Concluzii 104

5. CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND OBȚINEREA PRIN ELECTROEROZIUNE A

SUPRAFEȚELOR CILINDRICE EXTERIOARE 106

Page 5: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

4

1. SITUAŢIA ACTUALĂ A INFORMAŢIILOR ŞTIINCE ŞI TEHNICE PRIVIND

OBŢINEREA PRIN ELECTROEROZIUNE A SUPRAFEŢELOR CILINDRICE EXTERIOARE

Între tehnologiile actuale de prelucrare utilizate în construcția de mașini, se constată o extindere

rapidă a tehnologiilor neconvenționale, unele dintre acestea fiind cunoscute și sub denumirea de

electrotehnologii, datorită utilizării unor efecte ale curentului electric; este de așteptat o lărgire în continuare a

utilizării tehnologiilor neconvenționale, în corespondență, de altfel cu extinderea gamei de materiale, cu

cerințele de asigurare a unei eficiențe tehnico-economice ridicate, cu aplicarea în procesele de fabricație a

unor noi descoperiri din tehnică sau din știință.

În general, se acceptă că în cazul tehnologiilor așa-numite neconvenționale, are loc transferul către

zona de prelucrare, prin modalități distincte, a unei energii suplimentare, astfel încât fie că o prelucrare

clasică se desfășoară în condiții mai bune, fie că prelucrarea are loc pe principii noi, diferite de principiul

deformării plastice, principiu aplicabil în cazul prelucrărilor clasice.

În ultimele decenii, s-a acordat atenție dezvoltării procedeelor neconvenționale în special datorită

necesităților de prelucrare a unor materiale cu proprietăți fizico-chimice deosebite, precum și apariției unor

piese caracterizate prin forme din ce în ce mai complexe. Deși nu se poate vorbi despre o pondere mare a

acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă

și costisitoare sau chiar imposibil de realizat, asemenea probleme apărând, de exemplu, la prelucrarea

materialelor dure și foarte dure (a diamantelor, a carburilor metalice, a unor materiale compozite etc.), la

realizarea unor găuri cu axe curbilinii, a unor fante de mică lățime și a unor găuri cu diametre de ordinul

câtorva micrometri, la obținerea suprafețelor complexe ale unor ștanțe sau matrițe etc. (Dodun, 2001;

Epureanu et al., 1983; Gavrilaş et al., 1991; Ghiculescu, 2004; Nagîț, 998; Nanu, 1983; Nichici et al., 1983;

Marinescu et al., 1985; Slătineanu, 2000; Sommer, 2000).

Procesul de prelucrare prin electroeroziune se bazează pe efectul eroziv al unor descărcări electrice

sub formă de impulsuri, descărcări amorsate între electrodul-sculă și electrodul-piesă, cei doi electrozi fiind

conectați, de obicei, la polii unei surse de curent continuu (Dodun, 2001; Epureanu et al., 1983; Gavrilaş et

al., 1991; Nagîț, 1998; Nanu, 1983; Nichici et al., 1983; Marinescu et al., 1985; Slătineanu, 2000; Slătineanu

et al., 2004).

5.1. Condiţii iniţiale 106

5.2. Încercări experimentale preliminare 108

5.3. Utilizarea metodei celor mai mici pătrate 110

5.4. Utilizarea metodei experimentului planificat 114

5.5. Modelarea productivităţii procesului de prelucrare prin intermediul cantităţii de material

înlăturate în unitate de timp 117

5.6. Modelarea productivităţii prelucrării prin intermediul vitezei de pătrundere a electrodului

sculă în semifabricat 121

5.7. Modelarea productivității prin intermediul evoluției în timp a adâncimii cavității inelare

realizate la folosirea electrozilor scule tubulari 124

5.8. Modelarea uzurii înregistrate de către electrodul sculă 127

5.9. Modelarea variației rugozității suprafeței prelucrate 133

5.10. Prelucrarea rezultatelor experimentale folosind metoda Taguchi 139

5.11. Utilizarea metodei Taguchi si analizei relaționale gri pentru optimizarea procesului de

prelucrare 155

5.12. Concluzii 162

6. CONCLUZII GENERALE, CONTRIBUȚII PROPRII ȘI DIRECȚII VIITOARE DE CERCETARE 164

6.1. Concluzii rezultate din cercetarea documentară efectuată 164

6.2. Concluzii generale rezultate din cercetarea teoretică și experimentală proprie 166

6.3. Concluzii finale și direcții posibile de dezvoltare în viitor a cercetărilor 168

REFERINȚE BIBLIOGRAFICE 170

Lista lucrărilor elaborate în perioada studiilor doctorale 180

Page 6: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

5

Literatura de specialitate consultată a arătat că pentru prelucrarea prin electroeroziune, în diferite

limbi de circulație internațională, se folosesc denumiri cum sunt cele de „ electrical – discharge machining”

(„EDM”), „electrodischarge machining”, „spark – erosion machining”, în limba engleză, „usinage par

electroerosion”, în limba franceză, „Funkenerosion” sau „Funkenbearbeiutung”, în limba germană,

„maquinado por descarga electrica”, în limba spaniolă, „lavorazioni per elettroerosione”, în limba italiană,

„elektroerozionnaia obrabotka”, în limba rusă etc. (Slătineanu, 2000).

Energia electrică implicată în descărcările electrice succesive se transformă în energie termică şi

apoi în lucru mecanic de dislocare, îndepărtarea materialului de pe electrodul-semifabricat explicându-se în

principiu printr-un efect termic de dislocare. Astfel, descărcarea electrică ce se formează duce la creșterea

bruscă și intensă a temperaturii pe suprafețele celor doi electrozi, iar materialul din zonele afectate de

descărcarea electrică se topește sau se vaporizează, fiind expulzat de unda explozivă generată în etapa imediat

următoare stingerii descărcării electrice.

Prelucrarea prin electroeroziune se utilizează, în general, în condițiile în care se apelează la așa-

numitele tehnologii neconvenționale de prelucrare, adică atunci când prelucrabilitatea materialului

semifabricatului prin procedee clasice de prelucrare este foarte scăzută sau forma suprafețelor de obținut este

complicată sau greu accesibilă, astfel încât un procedeu clasic este dificil sau imposibil de aplicat. Să

constatăm faptul că tehnologiile neconvenționale de prelucrare presupun, de obicei, un transfer suplimentar

de energie către zona de prelucrare, astfel încât fie că se îmbunătățesc condițiile de desfășurare a unei

tehnologii clasice, fie că procesul de prelucrare se desfășoară pe alte principii decât pe baza principiului

deformării plastice, principiu considerat a se afla la baza procedeelor așa-numite clasice de prelucrare.

Apariţia şi evoluţia procedeelor de prelucrare prin electroeroziune. Cele dintâi observaţii referitoare

la efectele unor descărcări electrice par să fi fost formulate de către Robert Boyle (1627-1691), care constata o

prelevare de material sub acţiunea descărcărilor electrice, atunci când încerca să realizeze pulberi metalice

plecând de la o bară din material solid (Schumacher et al., 2013).

Fizicianul englez Joseph Priestley (1733 - 1804) a efectuat studiilor referitoare la funcţionarea

contactelor electrice. Priestley a conchis că descărcările electrice determinau un proces eroziv la nivelul

suprafeţelor pieselor ce asigurau întreruperea circulaţiei curentului electric. În 1912, un alt cercetător,

Benedix, a apreciat că prelevarea de material din piesele întrerupătorului electric se datora unor fenomene

termice şi mecanice apărute ca urmare a producerii descărcărilor electrice.

În 1917, un profesor de la Universitatea din Berna, K. Kohlschutter, a descris posibilităţile de

pulverizare a materialelor metalice, în condiţiile dezvoltării unor descărcări electrice în medii coloidale

(Schumacher et al., 2013).

În 1940, cercetătorii ruşi Boris şi Natalia Lazarenko au propus un procedeu de prelucrare bazat chiar

pe observaţia că descărcările electrice din întrerupătoare determinau o prelevare de material din piesele

acestora; ei au înregistrat atunci o primă propunere de invenţie. În continuare, asupra fenomenelor şi

proceselor specifice dezvoltării unei metode de prelucrare şi-au îndreptat atenția şi alţi cercetători din fosta

Uniune Sovietică, între aceştia aflându-se, de exemplu B.N. Zolotâh, A.S. Zinggherman, B.A. Krasiuk, A.I.

Kruglov, A.L. Livişiţ şi alţii.

Clasificarea procedeelor de prelucrare prin electroeroziune. Este posibilă o clasificare a procedeelor

de prelucrare prin electroeroziune în diferite moduri (Gavrilaş et al., 1991; Ghiculescu, 2004; Nagîț, 1998;

Nanu, 1983; Nichici et al., 1983; Marinescu et al., 1985; Slătineanu, 2000; Sommer, 2000).

Astfel, dacă se ia în considerare modul de amorsare a descărcărilor electrice, există:

- procedee în cazul cărora amorsarea descărcărilor electrice are loc prin străpungerea rezistenţei

mediului dielectric aflat în interstiţiu (numeroase dintre procedeele şi echipamentele destinate în prezent

prelucrării prin eroziune electrică sunt incluse în această grupă, ele bucurându-se, ca atare, de multe aplicaţii

în practica industrială);

- procedee pentru care amorsarea descărcării este generată prin ruperea contactului dintre

suprafeţele celor doi electrozi; ruperea contactului este consecinţa unor mişcări relative ce au loc între

electrodul sculă şi semifabricat, întâlnindu-se mişcări de rotaţie, de translaţie rectilinie alternativă, de vibraţie.

Obiectivele acestei Activităţi de cercetare au fost obţinerea unor piese cu suprafeţe cilindrice

exterioare plecând de la semifabricate realizate din materiale electroconductive, aşa cum sunt unele aliaje

metalice cu proprietăţi mecanice superioare, este posibilă, între altele, prin electroeroziune; metoda de

prelucrare prin electroeroziune are la bază prelevarea de material din semifabricat datorită dezvoltării unor

descărcări electrice în impulsuri între suprafaţa activă a electrodului sculă şi semifabricat, urmând ca

particulele detaşate din electrozi să fie îndepărtate din zona de prelucrare ca o consecință a circulaţiei unui

lichid dielectric.

Page 7: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

6

Aşa cum s-a menţionat anterior, o condiţie esenţială este aceea ca materialul semifabricatului să fie

electroconductor; poate fi subliniat faptul că, spre deosebire de cazul celor mai multe dintre prelucrările

clasice, la prelucrarea prin eroziune electrică nu se poate vorbi despre o influenţă exercitată asupra

caracteristicilor de prelucrare de către proprietăţile mecanice ale materialului semifabricatului.

Dezvoltarea actuală a prelucrării prin eroziune electrică a asigurat acestei metode un loc de frunte în

cadrul tehnologiilor neconvenţionale de prelucrare, existând numeroase întreprinderi mici, mijlocii şi mari

care dispun de cel puţin o maşină de prelucrat prin electroeroziune.

2. OBIECTIVELE ACTIVITĂŢII DE CERCETARE

În cadrul Universităţii Tehnice „Gheorghe Asachi” din Iaşi a fost formulată, la un moment dat, o

solicitare de detaşare dintr-o piesă executată dintr-un aliaj caracterizat prin proprietăți fizico-mecanice

ridicate, inclusiv la temperaturi relativ mari, a unor epruvete de formă cilindrică ce urmau să fie supuse

ulterior unor încercări mecanice specifice. Analiza preliminară a posibilităţilor de obţinere a acestor epruvete

a relevat aplicabilitatea metodei de prelucrare prin electroeroziune pentru a se răspunde solicitării în cauză; s-

a formulat, în acest mod, ca obiectiv general al cercetării, analiza şi punerea la punct a unei metode de

obţinere prin electroeroziune a unor probe care să prezinte suprafeţe cilindrice exterioare.

Prin luarea în considerare a informaţiilor identificate în literatura de specialitate consultată, a dotării

laboratorului de tehnologii neconvenţionale de la Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi şi a

posibilităţile de materializare a unor scheme de prelucrare pe echipamentul de prelucrare prin eroziune

electrică cu electrod masiv din acest laborator, au fost formulate următoarele obiective ale cercetării:

1. Realizarea unei consultări a literaturii de specialitate referitoare la prelucrarea prin

electroeroziune, în vederea caracterizării nivelului atins de cercetarea din acest domeniu, a unei sistematizări

a cunoştinţelor acumulate şi a identificării unor soluţii care să permită obţinerea prin electroeroziune cu

electrod masiv a suprafeţelor cilindrice exterioare;

2. Aplicarea unor soluţii de modelare teoretică a unor aspecte specifice proceselor de prelucrare

prin eroziune electrică, inclusiv a unor metode care să evidenţieze, din punct de vedere teoretic, caracteristici

particulare aferente obţinerii prin eroziune electrică a suprafeţelor cilindrice exterioare;

3. Dezvoltarea unor investigaţii ştiinţifice referitoare la factorii capabili să afecteze valorile unora

dintre parametrii de interes tehnologic pentru procesul de prelucrare prin eroziune electrică, identificarea şi

clasificarea unor asemenea factori şi conturarea unei imagini asupra modului în care variaţia factorilor de

intrare în proces ar putea exercita influenţă asupra mărimilor parametrilor de interes tehnologic

(productivitate a prelucrării, uzură a electrodului sculă, calitate a suprafeţei prelucrate etc.);

4. Aplicarea unor metode de stimulare a creativităţii pentru găsirea unor noi soluţii tehnologice

utilizabile pe echipamentul de prelucrare prin eroziune electrică cu electrod masiv sau pentru dezvoltarea

unor cercetări experimentale care să permită urmărirea unor aspecte de detaliu corespunzătoare obţinerii

suprafeţelor cilindrice exterioare prin eroziune electrică;

5. Conceperea şi materializarea unor scheme de prelucrare care să faciliteze dezvoltarea unor

investigaţii ştiinţifice referitoare la utilizarea procesului de prelucrare prin eroziune electrică pentru obţinerea

suprafeţelor cilindrice exterioare şi la modul în care acest proces ar putea fi optimizat;

6. Conceperea şi materializarea unui program de cercetări experimentale care să asigure condiţii

pentru dezvoltarea unor cercetări sistematice orientate spre modelarea influenţei exercitate de către variaţia

mărimilor unor factori de intrare în proces asupra mărimilor unor parametri de interes tehnologic;

7. Cunoaşterea şi aplicarea unor metode care să faciliteze desfăşurarea în condiţii optime a

cercetărilor experimentale şi optimizarea valorilor parametrilor de interes tehnologic pentru procesul de

prelucrare prin eroziune electrică, prin selectarea adecvată a valorilor ce corespund factorilor de intrare în

proces;

8. Elaborarea unor recomandări care să permită aplicarea în condiţii mai bune a proceselor de

obţinere a suprafeţelor cilindrice exterioare prin eroziune electrică;

9. Conceperea şi elaborarea unor lucrări ştiinţifice care să poată fi comunicate şi publicate în

contextul unor manifestări ştiinţifice sau în jurnale ştiinţifice de specialitate, în legătură cu posibilităţile de

obţinere a suprafeţelor cilindrice exterioare prin electroeroziune.

3. POSIBILITĂŢI DE OBŢINERE A SUPRAFEŢELOR CILINDRICE PRIN

ELECTROEROZIUNE CU ELECTROD MASIV Dată fiind imposibilitatea obţinerii unor suprafeţe cilindrice exterioare prin eroziune electrică cu

electrod filiform şi întrucât în laboratorul destinat cercetării experimentale a procesului de prelucrare prin

Page 8: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

7

electroeroziune nu exista un echipament care să permită materializarea unui asemenea proces, au fost

analizate câtea posibilităţi de realizare a suprafeţelor cilindrice exterioare prin eroziune electrică cu electrod

masiv.

Astfel, într-o primă etapă, a fost analizată schema de prelucrare prezentată în figura 1, a, bazată pe

orientarea şi fixarea unui electrod sculă tubular pe capul de lucru al maşinii de prelucrat prin electroeroziune,

în timp ce semifabricatul putea fi orientat şi fixat pe masa maşinii-unelte, inclusiv prin intermediul unui

dispozitiv de tip menghină.

a b

Fig. 1. Elemente specifice procesului de prelucrare prin electroeroziune ce urmărea obţinerea a unor

suprafeţe cilindrice exterioare, în varianta iniţială, utilizând un electrod sculă tubular: a – în timpul

procesului; b – în etapa finală a prelucrări (G – generatorul de impulsuri, Es- electrodul sculă, vES – viteza

mişcării de lucru a electrodului sculă)

În scopul de a obţine suprafeţe cilindrice exterioare sau interioare prin electroeroziune cu electrod

masiv, ar putea fi luate în considerare schemele de prelucrare prezentate în figura 2.

a b

Fig. 2.Variante ale detaşării unei epruvete cilindrice dintr-un semifabricat sub formă de placă: a- cu

o mișcare rectilinie de lucru M1,realizată de către un electrod sculă dispunând de o suprafaţă activă de forma

unei coroane circulare; b - printr-o pătrundere iniţială rectilinie M1, urmată de o mișcare de rotaţie M2,

realizată de către un electrod sculă de formă paralelipipedică, de grosime mică.

În cadrul unei analize ulterioare şi plecând de la consideraţiile menţionate anterior, au fost analizate

schemele de prelucrare din figura 3.

Page 9: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

8

a b c d

Fig. 3. Scheme de prelucrare care se pot aplica pentru obţinerea suprafeţelor cilindrice prin electroeroziune:

nEs– mişcarea de rotaţie a electrodului sculă în jurul axei sale; naxEs – mişcare de rotaţie efectuată de

electrodul-sculă în jurul axei suprafeței de prelucrat; VEs – mişcarea rectilinie de lucru a electrodului sculă; VP

– mişcarea rectilinie de lucru a piesei de prelucrat.

În mod concret, s-a considerat că prelucrarea se va desfăşura aşa cum se poate observa în

reprezentarea schematică din figura 4, electrodul sculă şi semifabricatul fiind conectate în circuitul

generatorului de impulsuri al maşinii de prelucrat prin electroeroziune.

Fig. 4. Schema de principiu care se aplică în cazul obţinerii suprafeţelor cilindrice exterioare prin

electroeroziune cu electrod-sculă de formă tubulară, amplasat pe masa maşinii de prelucrat prin

electroeroziune şi mişcare de lucru efectuată de către semifabricat

Abordarea sistemică a unui proces de prelucrare presupune o luare în considerare a tuturor

factorilor specifici ai procesului de prelucrare supus analizei, deci atât a factorilor de intrare şi ieşire în

proces, cât şi a acelor factori care pot afecta valorile parametrilor de ieşire din proces. Specialiştii apreciază

că abordarea sistemică se poate folosi pentru studierea şi înţelegerea unui proces, fenomen, ansamblu mecanic

sau de altă natură, cărora li se atribuie calităţile unui sistem. Aceste argumente ne permit să luăm în

considerare inclusiv tratarea procesului de prelucrare prin electroeroziune a suprafeţelor cilindrice exterioare

în calitate de sistem, căruia îi vor fi afectaţi factori de intrare şi respectiv parametri de ieşire (fig. 5).

Page 10: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

9

Fig. 5. Reprezentare grafică principială corespunzătoare abordării sistemice a procesului de

prelucrare prin electroeroziune.

Analiza unui sistem se poate finaliza aşadar prin stabilirea unor modele matematice, concretizate

printr-o serie de relaţii utilizabile la obţinerea unei soluţii apreciate ca optime pentru procesul de prelucrare

investigat, în cazul de faţă fiind vorba despre obţinerea prin electroeroziune a suprafeţelor cilindrice

exterioare.

O reprezentare grafică corespunzătoare unei analize mai detaliate a procesului de prelucrare prin

electroeroziune a suprafeţelor cilindrice exterioare în calitate de sistem poate fi observată în figura 6.

Din punct de vedere tehnologic, principalii factori de ieşire luaţi în considerare în reprezentarea

grafică din figura 6 sunt: productivitatea prelucrării, precizia de prelucrare, uzura electrodului sculă,

rugozitatea suprafeţei obţinute prin prelucrare, grosimea stratului afectat de fenomenele termice aferente

prelucrării prin electroeroziune.

În calitate de factori perturbatori, s-au avut în vedere: neomogenităţile materialelor semifabricatului

şi electrodului sculă, variaţiile necontrolabile ale valorilor parametrilor electrici, precizia mişcărilor efectuate

de către electrodul sculă şi / sau de către semifabricat.

Page 11: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

10

Fig. 6. Reprezentare grafică corespunzătoare abordării în calitate de sistem a procesului de prelucrare prin

electroeroziune a suprafeţelor cilindrice exterioare (adaptare după Slătineanu, Mircescu, Coteaţă, Dodun,

Beşliu și Radovanovic, 2014).

Consideraţii iniţiale privind conceperea şi utilizarea diagramei de idei. Metoda diagramei de

idei poate fi utilizată în cazul prelucrării prin electroeroziune a suprafeţelor cilindrice exterioare pentru

realizarea şi conceperea unor soluţii utile de tehnologii sau echipamente, dar şi pentru selectarea unor scheme

de prelucrare utilizabile pentru obţinerea prin eroziune electrică a suprafeţelor cilindrice exterioare. Se

cunoaşte faptul că diagrama de idei este o metodă creativă, capabilă să faciliteze identificarea şi dezvoltarea

unei soluţii inovatoare pentru rezolvarea unei game largi de probleme (Belous, 1986; Belous, 1992;

Plahteanu, 1989).

Avantajele oferite de această metodă are în vedere faptul că în urma aplicării ei, se poate obţine o

imagine de ansamblu asupra soluţiilor, echipamentelor şi dispozitivelor ce pot fi dezvoltate şi utilizate în

contextul unor cercetări efectuate în diferite domenii aplicative, aşa cum este şi cazul obţinerii suprafeţelor

cilindrice exterioare prin eroziune electrică.

În figura 7 poate fi observată o diagramă de idei elaborată în contextul investigării posibilităţilor de

prelucrare prin electroeroziune a suprafeţelor cilindrice exterioare.

FACTORI

PERTURBATORI

PARAMETRII DE

IEŞIREDIN PROCES

PARAMETRII DE

INTRAREÎN PROCES

PROCESUL DE

OBŢINERE A

SUPRAFEŢELOR

CILINDRICE

EXTERIOARE PRIN

ELECTROEROZIUNE

Dimensiunile şi forma

suprafeţei

Schema de

prelucrare

Forma

electrodului

- sculă

Compoziţia chimică a

piesei

Tipul şi

caracteristicile lichidului

dielectric

Circulaţia lichidului

dielectric

Caracteristicile

pulsului

Etc.

Omogenitatea

materialului

piesei

Variaţia

parametrilor electrici

Precizia mişcărilor

Etc.

Cantitatea de

material

îndepărtată

Precizia

prelucrării

Uzura electrodului

sculă

Starea

suprafeţei

Adâncimea

zonei afectate termic

Etc.

Page 12: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

11

Fig. 7. Diagramă de idei valabilă în cazul prelucrării prin electroeroziune a suprafeţelor cilindrice exterioare.

Am concluzionat că în urma studiului posibilităţilor teoretice de generare prin prelucrare a

suprafeţelor cilindrice exterioare a relevat, între altele, existenţa a cel puţin două modalităţi ce puteau fi

materializate prin procedee de prelucrare prin electroeroziune şi anume deplasarea unui cerc, considerat ca

line generatoare, în lungul unei linii drepte, luată în considerare în calitate de linie directoare şi respectiv cea

de-a doua modalitate, în cazul căreia era vorba despre deplasarea unei linii drepte, considerate ca linie

generatoare, în lungul unui cerc luat în considerare în calitate de linie directoare.

4. ECHIPAMENTE ŞI MATERIALE PENTRU CERCETAREA PROCESULUI DE

OBŢINERE A SUPRAFEŢELOR CILINDRICE EXTERIOARE PRIN ELECTROEEROZIUNE

În conformitate cu argumentele menţionate în cadrul capitolului referitor la rezultatele cercetărilor

teoretice, s-a optat pentru materializarea unui proces de prelucrare plecând de la reprezentarea schematică din

figura 8. S-a luat în considerare folosirea unor probe de formă paralelipipedică, formă care să faciliteze

orientarea şi fixarea într-un dispozitiv de tip Erowa, ataşat la capul de lucru al maşinii – unelte de prelucrat

prin electroeroziune cu electrod masiv.

Fig. 8. Schema utilizată pentru încercările experimentale.

Page 13: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

12

Schema de realizare a încercărilor experimentale s-a bazat pe orientarea şi fixarea electrodului-sculă

de formă tubulară pe masa maşinii de prelucrat prin electroeroziune, prin intermediul unei mandrine

portburghiu, căreia i-a fost ataşată o piesă paralelipipedică ce a permis imobilizarea mandrinei într-un

dispozitiv de tip menghină, aflat, la rândul lui, pe masa maşinii (fig. 9).

Fig. 9. Orientarea şi fixarea electrodului sculă tubular şi respectiv orientarea şi fixarea semifabricatului.

Materialul semifabricatului prezintă o prelucrabilitate scăzută prin aşchiere şi ţinând cont încă de

faptul că s-a solicitat iniţial (atunci când s-a stabilit tema de cercetare) detaşarea unor epruvete de formă

cilindrică dintr-o piesă al cărei material era caracterizat de o prelucrabilitate redusă prin găurire clasică, s-a

ales ca material pentru epruvetele destinate investigaţiei ştiinţifice un oţel rapid de tip Rp 3 (material al cărui

simbol actual este HS18-1-1-0). Analiza chimică a materialului din care au fost realizate epruvetelor a

evidenţiat următoarea compoziţie chimică: 0.659% carbon, 17.7% wolfram, 4.04% crom, 1.19% vanadiu,

1.28% molibden, 0.158% nichel.

Pentru electrozi scule, au fost folosite segmente de ţeavă din cupru (fig. 10), având un diametru

exterior de 6,2 mm şi un diametru interior de 5 mm; aceste segmente au fost pregătite anterior prin debitare la

o lungime de circa 45 mm, debavurare şi şlefuirea suprafeţelor frontale, urmărindu-se ca, prin cercetările

experimentale, să poată fi observată şi evoluţia muchiilor active ale electrozilor, sub acţiunea descărcărilor

electrice din timpul procesului de prelucrare.

Fig. 10. Imagine a zonei active a electrodului sculă pregătit în vederea realizării

unei încercări experimentale.

Page 14: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

13

Pentru efectuarea cercetărilor experimentale de obţinere prin electroeroziune a unor suprafeţe

cilindrice exterioare, s-a utilizat o maşină de prelucrat cu electrod masiv, aflată în dotarea laboratorului de

tehnologii neconvenţionale din Departamentul de Tehnologia Construcţiilor de Maşini (Facultatea de

Construcții de Mașini și Management Industrial, Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iași). Această

maşină asigură condiţii pentru materializarea unor procedee diferite de prelucrare, fiind utilizabile diferite

tipuri de electrozi şi regimuri de lucru, astfel încât să se poată obţine suprafeţe cilindrice cu un grad ridicat de

precizie dimensională. S-a utilizat în acest sens maşina de prelucrat cu electrod masiv de tip Sodick AD3L

(fig. 11), maşină fabricată în Japonia.

Fig. 11. Echipamentul de prelucrat prin electroeroziune de tip Sodick AD3L.

5. CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND OBȚINEREA PRIN ELECTROEROZIUNE

A SUPRAFEȚELOR CILINDRICE EXTERIOARE

În cazul cercetărilor prezentate în această lucrare, necesitatea obţinerii unei suprafeţe cilindrice a

apărut în momentul în care s-a solicitat, de către un beneficiar din afara departamentului, extragerea unor

epruvete dintr-o piesă utilizată în practica industrială, pentru a determina anumite proprietăţi fizice, chimice,

mecanice şi tehnologice (duritate, compoziţie chimică, granulaţie etc.), extragere care să se efectueze pe cât

posibil fără a afecta în mod semnificativ proprietăţile fizico-mecanice şi chimice ale materialului piesei;

pentru diferite încercări mecanice, se solicita realizarea unor epruvete de formă cilindrică, cu diametrul de 5-6

mm şi cu lungimi de 10-15 mm.

Un prim set de încercări experimentale a fost efectuat prin utilizarea unei scheme de prelucrare ce

folosea orientarea şi fixarea electrodului sculă tubular în dispozitive de tip EROWA (dispozitive produse de o

firmă specializată), ataşate capului de lucru al maşinii de prelucrat prin electroeroziune, în timp ce epruvetele

din oţel rapid au fost orientate şi fixate într-un dispozitiv de tip menghină, amplasat pe masa maşinii.

Obiectivul urmărit prin aceste încercări experimentale a fost cel de evidenţiere a evoluţiei în timp a conicităţii

suprafeţei prelucrate. În acest scop, s-a realizat o epruvetă din oţel rapid HS18-1-1-0, epruvetă ce dispunea de

5 zone cu grosimi diferite (cele 5 grosimi sunt menţionate în coloana a doua din tabelul 1. S-a utilizat un

regim de prelucrare caracterizat prin: durata impulsului electric ti=110 μs, durata pauzei dintre impulsuri tp =

30 μs, intensitatea curentului de vârf Iv=15,5 A, tensiunea principală U=120 V, tensiunea de servocomandă

Us=120 V.

Page 15: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

14

Tabelul 1. Condiţii de lucru şi rezultate experimentale obţinute în cazul unor experimentări

preliminare ce urmăreau evidenţierea evoluţiei în funcţie de timp a conicităţii suprafeţei obţinute prin

electroeroziune, folosind prima schemă de prelucrare

Nr. exp.

Grosimea h a zonei

prelucrate din

epruvetă, mm

Durata

procesului de

prelucrare, min

Viteza de pătrundere a

electrodului sculă

tubular, mm/min

Conicitate

1 2 3 4 5

1 4.95 29 0.148 0.06

2 7.57 43 0.167 0.033

3 9.62 68 0.142 0.020

4 10.80 72 0.151 0.046

5 16.00 102 0.156 0.098

Durata impulsului ti=110 µs, durata pauzei dintre impulsuri tp=30 µs, intensitatea curentului de vârf Iv=15.5

A, tensiunea principală U=120 V, tensiunea de servocomandă Us=120 V.

Metoda experimentului planificat presupune realizarea unui tabel de tipul tabelului 2, tabel în care s-

au scris valorile minime şi maxime ale factorilor de intrare, astfel încât, pentru fiecare din cele 8 experimente,

s-au ales combinaţii diferite ale parametrilor pentru ca nici unul dintre experimente sa nu se repete.

În tabelul 2, s-au înscris, în coloane distincte (coloanele cu numerele 2, 3 şi 4), valorile concrete

aferente fiecărei variabile independente, respectiv valorile minime şi maxime; a fost înscrisă, de asemenea,

între paranteze, o valoare codificată, utilizându-se codul -1 pentru valoarea minimă şi codul +1 pentru

valoarea maximă a fiecărei variabile independente. În cazul în care ar exista valori situate în mijlocul

intervalului dintre valoarea minimă şi maximă, în conformitate cu recomandările existente în literatura de

specialitate, s-ar utiliza codul 0, care va corespunde respectivelor valori intermediare.

În cea de-a cincea coloană din tabelul 2, au fost incluse valori ale variabilei independente

(parametrului de ieşire urmărit), în cazul prezentului exemplu fiind vorba despre productivitatea prelucrării

prin electroeroziune. Cunoscându-se, de asemenea, durata tm a procesului de prelucrare (durată înscrisă în

coloana a 6-a din tabelul 5.2), a devenit posibilă determinarea productivităţii Q pentru fiecare set de valori ale

factorilor de intrare în proces şi valorile corespunzătoare acestei mărimi au fost precizate în coloana a 7-a din

tabelul 2.

Tabelul 2. Condiţii experimentale şi rezultate obţinute în cazul încercărilor ce au urmărit evaluarea

productivităţii procesului de prelucrare prin electroeroziune a suprafeţelor cilindrice exterioare (Mircescu et

al., 2014)

Nr.

exp.

Durata

impulsului

electric,

Ti, μs

Durata pauzei

dintre

impulsuri

Tp, μs

Intensitatea Iv

a curentului

de vârf, A

Cantitatea

de material

detaşat din

probă, Δmp,

g

Durata

procesului de

prelucrare, tm,

min

Productivitate

a prelucrării,

Q, g/min

1 2 3 4 5 6 7

1 110 (-1) 30 (-1) 15.3 (-1) 1.3503 66 0.0205

2 140 (+1) 30 (-1) 15.3 (-1) 1.3071 112.02 0.0117

3 110 (-1) 40 (+1) 15.3 (-1) 1.3095 59.26 0.0221

4 140 (+1) 40 (+1) 15.3 (-1) 1.3504 110.44 0.0122

5 110 (-1) 30 (-1) 19.3 (+1) 1.3079 27.26 0.048

6 140 (+1) 30 (-1) 19.3 (+1) 1.3498 49.54 0.0272

7 110 (-1) 40 (+1) 19.3 (+1) 1.3412 36.31 0.0369

8 140 (+1) 40 (+1) 19.3 (+1) 1.3528 41.19 0.0328

În coloana numărul 5 din tabelul 2 au fost înregistrate diferenţele Δmp obţinute prin cântărirea probei

înainte şi după efectuarea fiecărei încercări experimentale.

Se poate observa că prin determinarea masei semifabricatului înainte şi după efectuarea fiecărei

încercări experimentale şi respectiv prin raportarea diferenţei Δmp dintre rezultatele celor două cântăriri la

durata t a procesului de prelucrare, poate fi evaluată productivitatea obţinută în cazul unor seturi de valori ale

factorilor de intrare în proces (durata ti a impulsurilor, durata tp a pauzei dintre impulsuri, intensitatea

curentului de vârf Iv).

Page 16: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

15

Fig. 12. Influenţa exercitată de către durata ti a impulsurilor şi de către intensitatea curentului de vârf Iv asupra

productivităţii Q a prelucrării (durata pauzei dintre impulsuri fiind tp=30 μs).

Întrucât însă în construcţia de maşini se preferă cel mai adesea folosirea unor modele matematice

empirice de tip funcţie putere şi întrucât o asemenea funcţie oferă o posibilitate mai directă de formulare a

unor observaţii privind ordinea factorilor în ceea ce priveşte influenţa exercitată de către ei asupra valorii

parametrului de ieşire, s-a recurs şi la stabilirea unei funcţii de tip putere, aceasta având aspectul:

, (1)

pentru care criteriul lui Gauss are valoarea SG=7,307657·10-4.

Pe baza modelului empiric constituit de relaţia (1), au fost elaborate reprezentările grafice din

figurile 13, 14 şi 15.

Fig. 13. Influenţa exercitată de către durata tp a pauzei dintre impulsuri şi de către intensitatea i a curentului

de vârf asupra vitezei de pătrundere v (durata impulsului ti=140 μs)

(Mircescu et. al., AJME 2014).

Fig. 14. Influenţa exercitată de către durata impulsurilor ti şi de către intensitatea i a curentului de vârf asupra

vitezei de pătrundere v (durata pauzei dintre impulsuri tp =40 μs) (Mircescu et. al., AJME 2014).

Page 17: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

16

Fig. 15. Influenţa exercitată de către durata impulsului ti şi de către durata tp a pauzei dintre impulsuri asupra

vitezei de pătrundere v (intensitatea curentului de vârf Iv=19 A)

(Mircescu et al., AJME 2014).

Modelarea productivității prin intermediul evoluției în timp a adâncimii cavității inelare realizate la

folosirea electrozilor scule tubulari; a fost concepută și materializată o cercetare în cazul căreia s-a urmărit

evaluarea productivității procesului de prelucrare prin electroeroziune cu electrozi tubulari prin intermediul

evoluției în timp a adâncimii cavității inelare. Ținând cont de faptul că grosimea semifabricatului a fost de 10

mm, s-a programat prin intermediul subansamblurilor de reglare a mașinii unelte o adâncime de lucru de 9,55

mm; nu s-a recurs la o prelucrare cu o străpungere completă a semifabricatului pentru a evita o eventuală

deteriorare a suprafețelor prelucrate prin înclinarea piesei detașate, înclinare posibil a se produce înainte de

separarea completă a piesei cilindrice din semifabricat.

O separare completă a pieselor prelucrate din semifabricat a fost realizată printr-o operație ulterioară de

rectificare plană. Prin intermediul panoului de lucru al mașinii de prelucrat prin electroeroziune, a fost

posibilă citirea periodică a informațiilor referitoare la poziția capului de lucru al mașinii-unelte; constatându-

se că se înregistrează o uzură relativ redusă a electrodului sculă la nivelul suprafeței sale frontale, s-a apreciat

că valorile indicate pe panoul de comandă al mașinii de prelucrat prin electroeroziune oferă o imagine destul

de precisă asupra adâncimii de pătrundere a electrodului sculă tubular în proba din oțel rapid.

Valorile indicate pe panoul de afișaj al mașinii – unelte pentru poziția capului de lucru, valori

înregistrate din 5 în 5 minute în cazul epruvetei din oțel rapid HS18-1-1-0 au fost astfel înscrise în tabelul 3,

pentru fiecare dintre cele 8 încercări experimentale.

Tabelul 3. Evoluția în timp a adâncimii h a cavității inelare

în cazul probei din oțel rapid HS18-1-1-0

Timp , t,

min

Adâncimea h a cavității inelare, în mm, în cadrul încercări experimentale cu

numărul:

Coloana

nr. 0

1

2

3

4

5

6

7

8

ti=110 μs

tp=30 μs

Iv=15,3 A

ti=140 μs

tp=40 μs

Iv=15,3

A

ti=140 μs

tp=30 μs

Iv=19,3

A

ti=110 μs

tp=40 μs

Iv=19,3

A

ti=110 μs

tp=30 μs

Iv=19,3

A

ti=110 μs

tp=40 μs

Iv=15,3

A

ti=140 μs

tp=30 μs

Iv=15,3

A

ti=140 μs

tp=40 μs

Iv=159,3 A

1 2 3 4 5 6 7 8

5 1,11 0,61 1,52 1,88 2,08 1,08 0,62 1,38

10 1,93 0,99 2,61 3,50 3,91 1,89 1,07 2,81

15 2,69 1,32 3,57 4,98 5,64 2,64 1,43 3,98

20 3,53 1,68 4,50 6,18 7,29 3,40 1,82 5,09

25 4,40 2,07 5,33 7,28 8,75 4,15 2,25 6,21

30 5,20 2,48 6,12 8,35 9,42 4,97 2,68 7,26

35 6,00 2,87 7,05 9,14 5,75 3,12 8,27

40 6,75 3,30 7,88 9,40 6,58 3,58 9,21

45 7,31 3,71 8,78 7,39 4,02 9,43

Page 18: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

17

50 7,72 4,13 9,44 8,17 4,49

55 8,27 4,56 8,87 4,93

60 8,73 5,02 9,44 5,36

65 9,14 5,43 5,80

70 5,86 6,24

75 6,32 6,64

80 6,73 7,08

85 7,15 7,46

90 7,55 7,86

95 7,94 8,22

100 8,30 8,58

105 8,68 8,96

110 9,02 9,28

115 9,33 9,43

Analiza modelului matematic și a reprezentărilor grafice din figurile 16 și 17 a arătat că o creștere a

duratelor impulsurilor și pauzelor dintre impulsuri determină o scădere a vitezei de evoluție în timp a

adâncimii h a cavității inelare, întrucât valorile atașate acestor factori de intrare în proces în modelul

matematic empiric sunt negative. În același timp, așa cum era de așteptat, o creștere a valorii intensității

curentului de vârf din descărcare și a duratei procesului conduce la o mărire a adâncimii h a cavității inelare.

Se constată că influența cea mai puternică asupra adâncimii h a cavității inelare este exercitată de către

intensitatea Iv a curentului de vârf din descărcare, al cărei exponent are valoare maximă în cadrul modelului

matematic empiric, în raport cu valorile celorlalți exponenți.

Fig. 16. Influența exercitată de către intensitatea curentului de vârf Iv și de către durata procesului de

prelucrare t asupra adâncimii h a cavității ((ti=110 µs, tb=30 µs), la prelucrarea epruvetei din oțel rapid HS18-

1-1-0.

Fig. 17. Influența exercitată de către durata ti a impulsului și de către durata tp a pauzei dintre impulsuri

asupra adâncimii h a cavității ((Iv=16 A, t=30 min), la prelucrarea epruvetei din oțel rapid HS18-1-1-0.

Page 19: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

18

Un alt set de încercări experimentale a fost orientat spre relevarea influenţei exercitate de unii factori

de intrare în proces asupra evoluţiei uzurii electrozilor scule.

Aşa cum s-a menţionat anterior, dezvoltarea descărcărilor electrice între electrodul sculă şi

semifabricat are drept consecinţă şi o prelevare de material din electrodul sculă, ceea ce înseamnă

materializarea unui proces de uzare a acestuia.

Evidenţierea uzurii electrodului sculă se poate efectua atât prin intermediul cantităţii de material

pierdute de către electrodul sculă, cât şi prin diminuarea lungimii acestuia, ca urmare a pierderii de material

sub acţiunea descărcărilor electrice.

În figura 18. a fost reprezentată grafic forma la care ajunge electrodul sculă (într-o secţiune axială),

ca o consecinţă a prelevării de material din zona sa activă.

Fig. 18. Modificarea formei zonei active a electrodului sculă, ca urmare a procesului de uzare (Mircescu et.

al., Buletin 2014).

Pentru evidenţierea uzurii înregistrate de către electrozii sculă de formă tubulară în cadrul procesului

de obţinere prin eroziune electrică a suprafeţelor cilindrice exterioare, s-au determinat prin cântărire masele şi

lungimile electrozilor scule înainte şi după efectuarea fiecărei încercări experimentale.

Tabelul 4. Rezultate experimentale referitoare la uzura electrodului sculă.

Nr.

exp.

Factori de intrare Durata

procesului

de

prelucrare, t,

min

Material

îndepărtat din

electrodul sculă,

ΔmES, g

Viteza de

uzare

masică, vm,

g/min

Descreşterea

lungimii

electrodului

sculă ΔlES,

mm

Viteza uzării

liniare a

electrodului

sculă,

vl, mm/min

Durata

impul-

sului, ti,

μs

Durata

pauzei

dintre

impulsuri,

tp, μs

Intensitatea

curentului de

vârf, Iv, A

1 2 3 4 5 6 7 8

1 110 30 15.3 66 0,0048 7,2727E-05 0,09 0,001364

2 140 40 15.3 110,44 0,0061 5,5234E-05 0,06 0,000543

3 140 30 19.3 49,54 0,0044 8,8817E-05 0,12 0,002422

4 110 40 19.3 36,31 0,0113 0,00031121 0,12 0,003305

5 110 30 19.3 27,26 0,0113 0,00041453 0,12 0,004402

6 110 40 15.3 59,26 0,0050 8,4374E-05 0,07 0,001181

7 140 30 15.3 112,02 0,0072 6,4274E-05 0,07 0,000625

8 140 40 19.3 41,19 0,0077 0,00018694 0,10 0.002428

Modelarea variației rugozității suprafeței prelucrate. Dacă se analizează succesiunea secvențelor

corespunzătoare procesului de prelucrare prin electroeroziune dezvoltate la suprafața semifabricatului, se

poate constata că, de exemplu, ca urmare a deplasării electrodului sculă către semifabricat, pentru o anumită

mărime a interstițiului, între vârfurile asperităților existente pe suprafața activă a electrodului sculei și pe cea

a semifabricatului se dezvoltă un câmp electric intens. Atunci când distanța dintre vârfurile asperităților

devine mai mică decât distanța de străpungere, se produce o descărcare electrică între cele mai apropiate

asperități. Apariția coloana de plasmă între vârfurile asperităților conduce la o creștere rapidă a temperaturii,

astfel încât se dezvoltă fenomene de topire și chiar de vaporizare a unor mici cantități din asperitățile

implicate în procesul descărcării electrice. Înălțimea asperităților de pe suprafața prelucrată se micșorează și

ca urmare a tensiunilor superficiale din materialul aflat în stare lichidă în secvența imediat următoare

producerii descărcării electrice (fig. 19).

Page 20: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

19

Fig. 19. Efectul de micșorare a înălțimii asperităților ca urmare a efectelor tensiunilor superficiale din

materialul aflat în stare lichidă (Slătineanu, Coteaţă, Schulze, Mircescu și Beșliu, 2015).

Urmărindu-se evidențierea influenței exercitate de către unii factori de intrare în procesul

electroeroziv asupra mărimii parametrului de rugozitate Ra în cazul suprafețelor cilindrice exterioare obținute

prin electroeroziune, au fost măsurate valorile acestui parametru de rugozitate pentru epruvetele obținute în

cadrul cercetării experimentale (tabelul 5).

Tabelul 5. Condiții de realizare și rezultate ale încercărilor experimentale destinate evidențierii

influenței exercitate de către unii factori de intrare în proces asupra valorii parametrului de rugozitate Ra.

Nr. exp. Durata

impulsului,

tp, µs

Durata

pauzei

dintre

impulsuri,

tb, µs

Intensitatea

medie a

curentului de

vârf din

descărcare,

Iv, A

Valori ale parametrului de rugozitate Ra,

µm

Ra1 Ra2 Ra3 Ra

Coloana

nr. 1

2 3 4 5 6 7 8

1 110 30 15.3 5,86 5,84 6,20 5,97

2 140 40 15.3 8,42 6,20 6,73 7,12

3 140 30 19.3 8,90 8,82 8,98 8,90

4 110 40 19.3 7,52 6,60 6,82 6,98

5 110 30 19.3 7,64 6,63 4,84 6,37

6 110 40 15.3 5,86 6,23 6,32 6,14

7 140 30 15.3 5,36 4,77 4,91 5,01

8 140 40 19.3 9,36 9,82 9,76 9,65

Faptul că o suprafață prelucrată prin electroeroziune este alcătuită dintr-o înlănțuire de microcratere

generate de către descărcările electrice poate fi evidențiat prin luarea în considerare a imaginii din figura 20,

imagine realizată cu ajutorul unui microscop optic și folosind o mărire de 60 de ori. Așa cum s-a menționat

anterior, se pot observa rezultatele procesului de re-solidificare a materialului topit și prezența unei anumite

nivelări a suprafeței, ca un rezultat al procesului de resolidificare, ceea ce va conduce, în acest caz, la o

micșorare a valorilor parametrului de rugozitate Ra, în raport cu situația în care la suprafețele microcraterelor

generate de către descărcările electrice nu ar adera materialul metalic topit.

Page 21: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

20

Fig. 20. Imagine a suprafeței obținute prin electroeroziune realizate cu ajutorul microscopului optic Intel

(prelucrare folosind electrod sculă tubular din cupru, probă din oțel rapid

HS18-1-1-0, ti= 140 µs, tp= 30 µs, Ip=19.3 A, mărire de 60 de ori).

Metoda Taguchi ia în considerare observația că posibila instabilitate a caracteristicilor unui sistem

reclamă identificarea surselor generatoare de instabilitate și aplicarea unor soluții pentru eliminarea sau cel

puțin diminuarea efectelor instabilității.

Folosirea unui plan factorial de tipul 23 (aceasta însemnând că există trei variabile independente cu

două nivelul de variație) reclamă mai întâi conceperea unui tabel a cărui structură este similară, în mare

măsură, celor folosite la programarea încercărilor experimentale. În acest tabel, se recurge însă la utilizarea

simbolului „1”, atunci când variabila independentă se află pe nivelul minim și respectiv a simbolului „2”,

atunci când se ia în considerare valoarea maximă a variabilei independente. Aceste simboluri au fost înscrise

în coloanele 2, 3 și 4 din tabelul 6. În coloanele 5, 6, 7 şi 8 s-au înscris codurile corespunzătoare aşa-

numitelor interacţiuni; codificările atribuite acestora au fost cifra 1, atunci când factorii ce definesc

interacţiunea se află pe un acelaşi nivel şi respectiv cifra 2, dacă factorii luaţi în considerare se află pe niveluri

diferite.

Tabelul 5.7. Valori codificate corespunzătoare variabilelor independente şi interacţiunilor şi

respectiv valorile reale ale parametrului de ieşire în cazul celor 8 încercări experimentale efectuate pe

epruveta din oţel rapid HS18-1-1-0.

Valori ale duratei impulsului, în microsecunde: 110; 140

Valori ale duratei pauzei dintre impulsuri, în microsecunde:30; 40

Valori ale intensităţii curentului de vârf, în A: 15,3; 19,3

Nr.

exp.

Niveluri simbolizate prin 1 şi 2 ale factorilor luaţi în considerare Rezultatul

(răspunsul)

mediu

(Q, g/min)

Factorul

ti

Factorul

tp

Factorul

Iv

Interac-

ţiunea

titp

Interac-

ţiunea

tiIv

Interac-

ţiunea

tpIv

Interac-

ţiunea

titpIv

Co-

loana

nr. 1

2 3 4 5 6 7 8 9

1 1 1 1 1 1 1 1 0.0205

2 2 1 1 2 2 1 2 0.0122

3 1 2 1 2 1 2 2 0.0272

4 2 2 1 1 2 2 1 0.0369

5 1 1 2 1 2 2 2 0.048

6 2 1 2 2 1 2 1 0.0221

7 1 2 2 2 2 1 1 0.0117

8 2 2 2 1 1 1 2 0.0328

Media răspunsurilor medii: 0.02643

6. CONCLUZII GENERALE, CONTRIBUȚII PROPRII ȘI DIRECȚII VIITOARE DE

CERCETARE

Page 22: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

21

Concluzii rezultate din cercetarea documentară efectuată. Cercetarea procesului de prelucrare

prin electroeroziune a suprafețelor exterioare a implicat o consultare a literaturii de specialitate referitoare la

posibilitățile de obținere a suprafețelor cilindrice exterioare prin electroeroziune în general, ulterior

ajungându-se la identificarea unor soluții tehnologice de folosire a electrozilor scule tubulari pentru separarea

din semifabricate a unor piese de formă cilindrică. S-a constatat că prelucrarea prin electroeroziune se

bazează pe efectul eroziv al unor descărcări electrice dezvoltate între electrodul – sculă şi semifabricat, între

cele două elemente asigurându-se circulaţia unui lichid dielectric. Dacă sub acţiunea descărcărilor electrice

are loc topirea şi vaporizarea unor mici cantităţi din materialele electroconductive ale semifabricatului şi

electrodului – sculă, îndepărtarea din zona de prelucrare a particulelor detaşate de către descărcările electrice

din electrodul sculă şi semifabricat are loc sub acţiunea circulaţiei lichidului dielectric.

Concluzii generale rezultate din cercetarea teoretică și experimentală proprie. Elaborarea unei

analize sistemice a procesului de prelucrare prin electroeroziune a suprafeţelor cilindrice exterioare şi

respectiv conceperea unei diagrame de idei a permis evidențierea unor posibilități de obținere prin

electroeroziune a suprafețelor cilindrice exterioare și respectiv selectarea unei scheme de lucru ce putea fi

materializată în condițiile de lucru avute la dispoziție. A fost adoptată o schemă de prelucrare ce presupunea

realizarea unei mișcări de lucru verticale, de sus în jos, de către proba solidarizată cu capul de lucru al mașinii

de prelucrat prin electroeroziune cu electrod masiv către electrodul sculă tubular amplasat într-un dispozitiv

de tip mandrina orientat și fixat într-o menghină aflata pe masa mașinii.

S-a luat în considerare efectuarea unor încercări experimentale în cazul cărora, în calitate de factori

de intrare în proces au fost folosite durata impulsului electric de tensiune, durata pauzei dintre impulsuri şi

intensitatea medie a curentului electric de vârf din timpul descărcării. S-a apreciat că aceştia sunt principalii

parametri capabili să exercite influenţă asupra caracteristicilor de interes tehnologic corespunzători obţinerii

prin electroeroziune a suprafeţelor cilindrice exterioare și care, totodată, pot fi modificați relativ ușor în

cadrul încercărilor experimentale. În calitate de parametri de ieşire din proces, s-a acordat atenție

productivității procesului de prelucrare, evaluate prin cantitatea de material înlăturat din probă în unitatea de

timp şi respectiv prin viteza de pătrundere a electrodului sculă în semifabricat, uzurii înregistrate de electrodul

sculă, evaluate prin cântărire şi respectiv prin determinarea variaţiei de lungime și rugozitatea suprafeţei

obţinute prin prelucrare, evaluate prin intermediul parametrului de rugozitate Ra.

Cercetările expuse în cadrul prezentei teze de doctorat au avut în vedere acumularea unor cunoștințe

științifice și tehnice noi sau îmbunătățite în legătură cu obținerea prin electroeroziune a suprafețelor cilindrice

exterioare cu ajutorul unor electrozi scule tubulari.

Direcții posibile de dezvoltare în viitor a cercetărilor. Continuarea în viitor a cercetărilor abordate

în cadrul prezentei teze de doctorat ar putea urmări aspecte cum sunt: identificarea și a altor scheme de

prelucrare; identificarea posibilităților de obținere a suprafețelor cilindrice exterioare apelând la așa-numita

metodă electroerozivă fără utilizarea lichidelor dielectrice (electroeroziune uscată); extinderea cercetărilor și

în cazul altor materiale, diferite de oțelurile rapide, dar caracterizate printr-o prelucrabilitate scăzută prin

așchiere; evidențierea influenței exercitate de către unii factori de intrare în procesul investigat asupra

grosimii și proprietăților stratului superficial afectat de fenomenele termice specifice procesului de prelucrare

prin electroeroziune.

REFERINȚE BIBLIOGRAFICE

1. Abdukarimov, E.T., Mirkarimov, A.Sh. și Zaripov, A.A., Electroerosion Treatment of Dielectric Materials, Surf.

Eng. Appl. Electrochem., 2007, vol. 43, no. 2, 77–82.

2. Achimescu, N., Studiul procesului de generare a formelor spaţiale la prelucrarea prin eroziune electrică. Aspecte

geometrice şi substanţiale, Institutul Politehnic „Traian Vuia”, Facultatea de mecanică, Rezumatul tezei de

doctorat, Timişoara, 1983.

3. Allen, D.A., Microelectrodischarge machining, Cranfield University, Editura Marcel Dekker, Bedford, 2002.

4. Aravind Krishnan, S., Samuel, G.L., Multi-objective optimization of material removal rate and surface roughness in

wire electrical discharge turning, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 67, No. 9-

12, 2021–2032, 2013

5. Artamonov, B.A. et al. Razmeranaia elektriceskaia obrabotka metallov. Ucebnik. Moskva: Vâsşaia şkola, 1978

6. Axinte, C., Munteanu, C., Barnea, A., Molybdenum coatings friction coefficient studies for future applications in

machine elements. The 5th International Conference on Advanced Concepts on Mechanical Engineering, 2012

7. Aydin, H., Bayram, A., Esme, U., Kazancoglu, Y., Guven, O., Application of Grey relation analysis (GRA) and

Taguchi method for the parametric optimization of friction stir welding (FSW) process, Materiali in

Tehnologije / Materials and Technology, 44, 2010, 205–211

Page 23: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

22

8. Bachmann, K.H., Berhold, G., Beyer, O. et al., Mică enicclopedie matematică, Editura Tehnică, București, 1980.

9. Balasubramanian S., Ganapathy S., Grey relational analysis to determine optimum process parameters for wire

electrical discharge machining (WEDM), Int. J. Eng. Sci. Te. 3 (2011) 95-101

10. Băloiu, L.M., Frăsineanu, I., Gestiunea inovaţiei, Bucureşti: Editura Economică, 2001, ISBN

11. Belous, V., Creaţia tehnică în construcţia de maşini. Inventica. Editura Junimea, Iaşi, 1986

12. Belous, V., Inventica, Editura Asachi, Iaşi, 1992

13. Belous, V., Manualul inventatorului, Editura Tehnică, Bucureşti, 1990

14. Berce, I., M., Bazele cercetării experimentale, Editura Universităţii Tehnice „Gh. Asachi” din Iaşi, 1997.

15. Beşliu I., Coteaţă M., Investigation of material removal rate in electrical discharge machining (EDM) of small

cylindrical surfaces, Nonconventional Technologies Review, 2, 14-18, 2015

16. Beşliu I., Coteaţă M., Investigation of material removal rate in electrical discharge machining (EDM) of small

cylindrical surfaces, Nonconventional Technologies Review, 2, 14-18, 2015.

17. Bodea, S., Geometrie descriptivă, Editura Risoprint, Cluj-Napoca, 2006

18. Chihaia, L. et al. Dicţionar enciclopedic ilustrat. Bucureşti: Editura Cartier, 1999

19. Bud Guitrau, E., The EDM Handbook. Hanser Gardner Publications, Cincinnati, 1997.

20. Ciubotariu, V., Câcu, A., Rotundu, I.-A.,Cucoș, M.-M., Coteaţă, M., Influence of some factors on surface roughness

parameters at electrical discharge machining, Appl. Mech. Mater., 657, 2014, 291-295

21. Creţu G., Bazele cercetării experimentale. Îndrumar de laborator, Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din

Iaşi, Romania, 1992

22. Deneş, C., Grecu, V. (2013). Experimental research on dimensional precision of small revolution surfaces processed

by WEDM, Nonconventional Technologies Review, No. 3, 31-36.

23. Deng, J., Introduction to Grey System Theory, J. Grey Syst. 1, 1989, 1-24

24. Dodun, O., Slătineanu, L., Coteață, M., Merticaru, V., Nagîț, G., Surface Roughness at Wire Electrical Discharge

Machining, Applied Mechanics and Materials 760, 551-556, 2015

25. Dodun, O., Tehnologii neconvenționale. Prelucrări cu scule materializate, Tehnica Info, Chişinău, 2001

26. Dodun, O., Optimizarea tehnologică a prelucrării prin electroeroziune cu electrod filiform, Editura Tehnica Info,

Chişinău, 2001.

27. Drăghici, G., Cercetări privind construcţia utilajului şi stabilirea tehnologiei de prelucrare a microalezajelor prin

eroziune electrică, Institutul Politehnic „Traian Vuia”, Facultatea de mecanică, Rezumatul tezei de doctorat,

Timişoara, 1980

28. Electrical discharge machining, 2018, disponibil la https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_discharge_machining,

accesat: 12.06.2018

29. Epureanu, A., Pruteanu, O., Gavrilaș, I. Tehnologia construcției de mașini. București: Editura Didactică și

Pedagogică, 1983

30. Gavrilaş, I., Marinescu, N.I., Prelucrări neconvenţionale în construcţia de maşini, Vol. 1. Bucureşti: Editura

Tehnică, 1991

31. Gavrilaş, I., Stan, N., Gârleanu, I. Prelucrări electrice în construcţia de maşini. Bucureşti: Editura Tehnică, 1968

32. Ghiculescu, D., Prelucrări neconvenționale, Editura Printech, Bucureşti, 2004.

33. Gil, R., Sánchez, J.A., N. Ortega, N., Plaza, S., Izquierdo, B., Pombo, I. (2013). High-aspect ratio micro-pin

manufacturing using inverse slab electrical discharge milling (ISEDM) process, International Journal of

Advanced Manufacturing Technology Vol. 65, No. 9-12, 1459-1469

34. Guu, Y.H., Hocheng, H. (2001). Effects of workpiece rotation on machinability during electrical-discharge

machining. Materials and Manufacturing Processes, Vol. 16, No. 1, 91–101.

35. Haddad, M.J., Alihoseini, F., Hadi. M., Hadad, M., Tehrani, A.F., Mohammadi, A. (2010). An experimental

investigation of cylindrical wire electrical discharge turning process, International Journal of Advanced

Manufacturing Technology Vol. 46, No. 9-12, 1119–1132

36. Han, F., Kunieda, M., Sendai, T.,et., al., High precision simulation of WEDM using parametric programming,

Annals of the CIRP, vol.51, 1, 2002

37. Hascalik, A., Caydas, U., Electrical discharge machining of titanium alloy (Ti–6Al–4V), 23119 Elazig, Turkey,

2007

38. Holon (philosophy), 2018, disponibil la https://en.wikipedia.org/wiki/Holon_(philosophy), accesat:20.05.2018

39. Huang, J.T., Lyao, Y.S., Optimization of machining parameters of wire-EDM based on Grey relational and

statistical analyses, Int. J. Prod. Res., 41, 2003, 1707-1720

40. Ionescu, R., Amarandei, D. Planificarea experimentelor. Eficienţă şi calitate. Bucureşti: Editura Agir, 2004

41. Kai, E., Yosuke, M., Yasuki, H., Electrical discharge machining of submicron holes using

42. Keskin, Y., Selçuk Halkac,H., Kizil, M., An experimental study for determination of the effects of machining

parameters on surface roughness in electrical discharge machining (EDM), International Journal of Advanced

Manufacturing Technology, 28, 2006, 1118–1121

43. Kiyak, M., Çakir, O., Examination of machining parameters on surface roughness in EDM of tool steel, Journal of

Materials Processing Techology,191, 2007, 141–144

44. Kumar Meena, V., Azad, M.S., Grey relational analysis of micro-EDM machining of Ti-6Al-4V alloy, Material

Manufacturing Processes, 27, 2012, 973-977

Page 24: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

23

45. Kunieda, M., Miyoshi, Y., Takaya, T., Nakajima, N. Yu, Z.B., Yoshida, M., High speed 3D milling by dry EDM,

Ann. CIRP 52 (1) (2003) 147–150.

46. Marinescu, N.I. et al., Tehnologia de prelucrare a sculelor din materiale dure şi extradure, Bucureşti: Editura

Tehnică, 1985

47. Marin F.B., Epureanu A., Banu M., Marinescu, V., Constatin I., Holonic Based Approach To Machine Vision. 10th

Wseas Int. Conf. On Automatic Control, Modeling & Simulation (Acmos'08), Istanbul, Turkey, May 27-30,

2008

48. Marinescu, N.I., Gavrilaş, I., Vişan, A., Marinescu, R.D., Prelucrări neconvenționale în construcția de mașini, vol.

II, Bucureşti: Editura Tehnică, 1993

49. Mathan Kumar N., Senthil Kumaran S., Kumaraswamidhas L.A., An investigation of mechanical properties and

material removal rate, tool wear rate in EDM machining process of AL2618 alloy reinforced with Si3N4, AlN

and ZrB2 composites, Journal of Alloys and Compounds, 650, 318-327, 2015

50. Mircescu, C., Coteaţă, M., Slătineanu, L., Considerations on the electrical discharge machining of external

cylindrical surfaces, The 17th International Conference “Inventica 2013”, June 19th-21th, Jassy, Romania,

Editura Performantica, Iaşi 2013, 377- 385

51. Mircescu, C., Slătineanu, L., Coteață, M., et. al., Work speed at ram electrical discharge machining of external

cylindrical surface, Academic Journal Of Manufacturing Engineering, Vol.12, No. 2, 2014

52. Mircescu, C., Slătineanu, L., Coteaţă, M. Use of ideas diagram in finding alternatives for obtaining external

cylindrical surfaces by electrical discharge machining. Inventica 2014, July 2nd-4th, 2014, The XVIII-th

International Conference of Inventics. The XVII-th International Exhibition of Research, Innovation and

Tehnological Transfer “Inventica 2014”, Iaşi-România, 277-283

53. Mohammadi, A., Tehrani, A.-F., Abdullah, A., Investigation on the effects of ultrasonic vibration on material

removal rate and surface roughness in wire electrical discharge turning, International Journal of Advanced

Manufacturing Technology, Vol. 70, No. 5-8, 1235-1246, 2014

54. Murgulescu, E., S. Flexi, S., O. Kreindler, O., O. Sacter, O., M. Tîrnoveanu, M., Analytical and differential

geometry (in Romanian), Editura Didactică și Pedagogică, București, 1965

55. Muscă, G., Amarandei, D., Ionescu, R.,Experimentarea, modelarea şi optimizarea produselor şi proceselor,

Chişinău: Editura Tehnică, 1998

56. Nagîț, G., Tehnologii neconvenționale. Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iași, 1998

57. Nanu, A. (coordonator general), Nanu, D. (coordonator volum II), Tratat de tehnologii neconvenţionale. Vol. II.

Prelucrarea prin eroziune electrică, Editura Universităţii „Lucian Blaga”, Sibiu, 2004

58. Nanu, A.,Tehnologia materialelor, Bucureşti: Editura Didactică şi Pedagogică, 1983

59. Nanu, D., Ţîţu, M., Bazele prelucrării cu energii concentrate, Editura Universităţii ”Lucian Blaga” din Sibiu, 2002

60. Nanu, A., Nanu, D., Prelucrarea dimensională prin eroziune electrică în câmp magnetic, Editura Facla, Sibiu, 1981.

61. Nichici, Al., Popovici, V., Nica, M., Achimescu, N., Popa, H., Paulescu, G., Prelucrarea prin eroziune în construcţia

de maşini, Timişoara: Editura Facla, 1983

62. Oancea, N., Generarea suprafețelor prin înfășurare. Volumul I. Teoreme fundamentale. Galați: Editura Fundației

Universitare „Dunărea de Jos”, 2004

63. Oancea, N., Generarea suprafețelor prin înfășurare. Volumul II. Teoreme complementare. Galați: Editura Fundației

Universitare „Dunărea de Jos”, 2004

64. Oancea, N., Baicu, I., Dima, M., Teodor, V., Generarea suprafețelor prin înfășurare. Volumul III. Complemente de

teoria înfășurării suprafețelor. Galați: Editura Fundației Universitare „Dunărea de Jos”, 2005

65. Obaciu, G., Pisarciuc, C., Eroziunea electrică. Tehnologii şi sisteme, Editura Universităţii Transilvania din Braşov,

2004

66. Obaciu, G., Sisteme şi tehnologii pentru prelucrarea prin eroziune electrică, Universitatea Transilvania din Braşov,

Facultatea de Inginerie Managerială, Maşini-Unelte şi Sisteme de Producţie, 2000.

67. Okada, A., Uno, Y., Nakazawa, M., Yamauchi, T., Evaluations of spark distribution and wire vibration in wire

EDM by high-speed observation, CIRP Annals - Manufacturing Technology, vol. 59, 2010, 231–234

68. Oprea, C., Contribuţii privind optimizarea parametrilor fizici şi tehnologici la prelucrarea prin eroziune electrică cu

electrod filiform, Rezumatul tezei de doctorat, Institutul Politehnic Bucureşti, Facultatea Tehnologia

Construcţiilor de Mașini, 1985.

69. Pascu, A., Modelarea şi simularea proceselor de producţie, 2008, disponibil la:

http://www.omtr.pub.ro/didactic/arena_ec/arena_1/curs1.pdf, accesat: 15.03.2014

70. Pei, J., Zhuang, X., Zhang, L., Zhu, Y., Liu, Y., An improved fix-length compensation method for electrical

discharge milling using tubular tools, International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol. 124, 2018,

22–32

71. Pérez Delgado, Y., De Baets, P., Bonny, K., Carretero Olalla, V., Vleugels, J., Lawers, B., Staia, M.H., Influence of

wire-EDM on high temperature sliding wear behavior of WC10Co(Cr/V) cemented carbide, International

Journal of Refractory Metals and Hard Materials, vol. 41, 2013, 198–209

72. Pham, D., T., Dimov, S., S., , Bigot, S., Ivanov, A., Popov K., Micro-EDM—recent developments and research

issues, Intelligent Systems Research Laboratory, Manufacturing Engineering Centre, School of Engineering,

University of Wales Cardiff, 2004.

Page 25: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

24

73. Picoș, C., Coman, G., Slătineanu, L., Grămescu, T., Prelucrabilitatea prin așchiere a aliajelor feroase. București:

Editura Tehnică, 1983

74. Picoş, C., Slătineanu, L., Grămescu, T., Chirilă, V., Tehnologia construcţiei de maşini. Îndrumar de laborator,

Institutul Politehnic Iaşi, 1981.

75. Pillet, M. Introduction aux plans d’expériences par la méthode Taguchi. Paris: Les Éditions d’Organisation, 1992

76. Plahteanu, B. et al., Îndrumar pentru activitatea de cercetare-proiectare şi de întocmire a proiectului de diplomă.

Maşini-unelte, scule, echipamente de prelucrare şi control, Institutul Politehnic Iaşi, 1989

77. Plahteanu, B., Fondul de efecte geometrice pentru inventatori, Editura Performantica, Iaşi, 2004

78. Plahteanu, B., Ingineria valorii şi performanţa în creaţia tehnică, Editura Performantica, Iaşi, 1999.

79. Pruteanu, O., Bohosievici, C., Braha, V., Paraschiv, D., Slătineanu, L., Grămescu, T., Chirilă, V., Lupescu, O.,

Muscă, G., Ianişevschi, M., Leonte, P., Creţu, Gh., Tehnologia construcţiei de maşini. Îndrumar de laborator,

Institutul Politehnic Iaşi, 1990

80. Rees, A., Brousseau, E., S. S. Dimov, S.S., Bigot, S., Griffiths, C.A., Development of surface roughness

optimisation and prediction for the process of wire electro-discharge grinding, International Journal of

Advanced Manufacturing Technology, Vol. 64, No. 9-12, 1395-1410, (2013).

81. Rhoney, B.K., Shih, A.J., Scattergood, R.O., Akemon, J.L., Gust, A.D., Grant, M.B., Wire electrical discharge

machining of metal bond diamond wheels for ceramic grinding, International Journal of Machine Tools and

Manufacture, Vol. 42, No. 12, 1355–1362, 2002

82. Richter, C., Krah, T., Büttgenbach, S. (2012). Novel 3D manufacturing method combining microelectrial discharge

machining and electrochemical polishing, Microsystem Technologies, Vol. 18, No. 7-8, 1109–1118.

83. Rosca, L., I., Contribuţii tehnologice şi manageriale privind prelucrarea suprafeţelor prin eroziune electrică cu

rupere de contact, Rezumatul tezei de doctorat, Universitatea Politehnica Timişoara, Facultatea de Mecanică,

1996

84. Schumacher, B.N., Krampitz, R., Kruth, J.-P., Historical phases of EDM development driven by the dual influence

of „Market Pull” and „Science Push”, Procedia CIRP, vol. 6, 2013, 5-12

85. Slătineanu, L., Coteaţă, M., Beşliu, I., Caracaş, G., Bosoancă, G., Mircescu, C., Nonconventional machining based

on electrical charged particles motion in liquid, Applied Mechanics and Materials, vol. 657, 2014, 316-320,

doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.657.316 (Chişinău, IManE2014). Recenzat ISI

86. Slătineanu L., Coteaţă M., Beşliu I., Gherman L., Dodun O., Machining of external cylindrical surfaces on a ram

electrical discharge machining, Key Engineering Materials, 554-557, 2013, 1800-1805.

87. Slătineanu L., Mircescu C., Coteaţă M., Dodun O., Beşliu I., Radovanovic M., Characteristics of obtaining external

cylindrical surfaces by ram electrodischarge machining, 2014 International Conference on Production Research

- Regional Conference Africa, Europe and The Middle East and 3rd International Conference on Quality and

Innovation in Engineering and Management (ICPR-AEM 2014), 457-462.

88. Slătineanu, L., Coteață, M., Beșliu, I., Gherman, L., Dodun O., Machining of external cylindrical surfaces on a ram

electrical discharge machine, Key Engineering Materials, Vol. 554-557, 1800-1805, 2013

89. Slătineanu, L., Coteaţă, M., Gherman, L., Beşliu, I., Radovanovic, M., Mircescu, C., Stoica, Ş., Diminishing shape

errors at electrical discharge machining of external cylindrical surfaces, Applied Mechanics and Materials, Vol.

371, 2013, 305-309

90. Slatineanu, L., Dodun, O., Coteata, M., Anton, O., Fetecau, C. Device for the study of machinability by electrical

discharge machining, Masinostroenie i tehnosfera, tom 5, Donețk, 2007, 228-232

91. Slătineanu, L., Duşa, P., Managementul inovării tehnologice, Editura Tehnopress, Iaşi, 2002

92. Slătineanu, L., Finisarea prin metode electrofizice, Editura Junimea, Iaşi, 1999

93. Slătineanu, L., Iuraş, E., Moraru, A., Coteaţă, M., Prelucrarea prin electroeroziune cu electrod masiv, Editura

Tehnopress, Iaşi, 2001.

94. Slătineanu, L., Mircescu, C., Coteaţă, M., Dodun, O., Beşliu, I., Radovanovic, M., Characteristics of obtaining

external cylindrical surfaces by ram electrodischarge machining, 2014 International Conference on Production

Research - Europe, Africa and Middle East & 3rd International Conference on Quality and Innovation in

Engineering and Management, July 1-5, 2014, Cluj-Napoca, Romania, 457-462

95. Slătineanu, L., Nagîţ, Gh., Dodun, O., Coteaţă, M., Chinesta, F., Gonçalves-Coelho, A., Pamies Teixeira J., San

Juan, M., Santo, L., Santos, F., Non-traditional manufacturing processes, Chişinău: Editura Tehnica Info, 2004

96. Slătineanu, L., Proprietatea industrială, Iași: Editura Performantica, 2013

97. Slătineanu, L., Tehnologii neconvenţionale în construcţia de maşini, Chişinău: Editura Tehnica Info, 2000

98. Sommer, C. Non-Traditional Machining Handbook, Advance Publishing, Inc., Houston, 2000.

99. Surugiu, I., Tehnologii moderne. Prelucrarea prin electroeroziune,vol. I şi II, Editura Electra, 2008

100. Tăbăcaru, V., Banu, M., Fetecau, C. – Tehnologii neconvenţionale – experimente de laborator, Galaţi, Universitatea

„Dunărea de Jos”, 1993

101. Torres A., Luis C.J., Puertas I., Analysis of the influence of EDM parameters on surface finish, material removal

rate, and electrode wear of an INCONEL 600 alloy, International Journal of Advanced Manufacturing

Technology, 80, 123–140, 2015.

Page 26: UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI” IAŞI · acestor materiale și a pieselor cu forme complexe, prelucrarea lor prin procedeele clasice s-a dovedit dificilă și costisitoare

25

102. Torres A., Luis C.J., Puertas I., Analysis of the influence of EDM parameters on surface finish, material removal

rate, and electrode wear of an INCONEL 600 alloy, International Journal of Advanced Manufacturing

Technology, 80, 123–140, 2015.

103. Uhlmann, E., Piltz, S., Jerzembeck, S., Micro-machining of cylindrical parts by electrical discharge grinding,

Journal of Materials Processing Technology, Vol. 160, No. 1, 15-23, (2005).

104. Uliuliuc, D., Contribuţii teoretice şi experimentale la studiul procesului de prelucrare prin electroeroziune a

suprafeţelor profilate, ISBN 978-973-621-348-9, Editura Politehnium, Iaşi, 2011.

105. Vişan, .A., Contribuţii privind creşterea preciziei de prelucrare a cavităţilor materialelor şi ştanţelor prin

electroeroziune, Rezumatul tezei de doctorat, Institutul Politehnic Bucureşti, Facultatea de Tehnologia

Construcţiilor de Mașini, 1992.

106. Weck, M., Analysis and adaptiv control of EDM sinking process using the ignition delay time and fall time as

parameter, Annals of the CIRP, vol. 41, 1, 1992

107. Weingärtner, E., Jaumann, S., Kuster, F., Boccadoro, M., Special wire guide for on-machine wire electrical

discharge dressing of metal bonded grinding wheels, CIRP Annals - Manufacturing Technology, vol. 59, 2010,

227–230

108. Zhan Bo, Y., Takahashi, J., Kunieda M., Dry electrical discharge machining of cemented carbide, Sodick Co. Ltd.,

3-12-1 Nakamachidai, Tsuzuki-Ku, Yokohama, Kanagawa 224-8522, University of Agriculture and

Technology, Tokyo, Japan, 2003

109. Zhang, Q.H., Zhang, J.H., Deng, J.X., Qin, Y., Niu, Z.W., Ultrasonic vibration electrical discharge machining in

gas, Journal of Materials Processing Technology, vol. 129, 1–3, 135–138, 2002

110. Zhang, Y., Liu, Y., Ji, R., Cai, B., Shen, Y., Sinking EDM in water-in-oil emulsion, International Journal of

Advanced Manufacturing Technology, 65, 2013, 705–716

Lista lucrărilor elaborate în perioada studiilor doctorale

1. Mircescu, C., Slătineanu, L., Coteaţă, M., Beşliu, I., Dodun, O., Radovanovic, M., Work speed at ram electrical

discharge machining of external cylindrical surfaces, Academic Journal of Manufacturing Engineering, vol. 12, 2,

2014, 55-60

2. Mircescu, C., Coteaţă, M., Slătineanu, L., Considerations on the electrical discharge machining of external

cylindrical surfaces, The 17th International Conference “Inventica 2013”, June 19th-21th, Jassy, Romania,

Editura Performantica, Iaşi 2013, 377- 385

3. Mircescu, C., Slătineanu, L., Coteața, M., Dodun, O., Beșliu, I., Machining speed evaluation at electrical

discharge drilling with tubular tool electrode, Revista de Tehnologii Neconvenționale, vol. 19, 2, 2015, 30-34

4. Mircescu, C., Slătineanu, L., Coteaţă, M. Use of ideas diagram in finding alternatives for obtaining external

cylindrical surfaces by electrical discharge machining. Inventica 2014, July 2nd-4th, 2014, The XVIII-th

International Conference of Inventics. The XVII-th International Exhibition of Research, Innovation and

Tehnological Transfer “Inventica 2014”, Iaşi-România, 277-283

5. Slătineanu, L., Coteaţă, M., Beşliu, I., Caracaş, G., Bosoancă, G., Mircescu, C., Nonconventional machining

based on electrical charged particles motion in liquid, Applied Mechanics and Materials, vol. 657, 2014, 316-

320 (lucrare indexată ISI)

6. Slătineanu, L., Coteaţă, M., Gherman, L., Beşliu, I., Radovanovic, M., Mircescu, C., and Stoica, Ş, Diminishing

shape errors at electrical discharge machining of external cylindrical surfaces, Applied Mechanics and

Materials, Vol. 371, 2013, 305-309,

7. Slătineanu, L., Coteaţă, M., Schulze, H.P., Dodun, O., Mircescu, C., Beşliu, I., Roughness of small diameter

external cylindrical surfaces obtained by ram electrical discharge machining, Innovative Manufacturing

Engineering 2015 (IManE 2015), May 21-22, 2015, Iaşi, Romania, Applied Mechanics and Materials, Vol. 809-

810, 411-416, Nov. 2015

8. Slătineanu, L., Dodun, O., Coteaţă, M., Mircescu, C., Beşliu, I., Radovanovic, M., Use of Taguchi Method

and Grey Relational Analysis for Optimizing a Ram Electrical Discharge Machining Process, ICAMaT2014,

October 23-24, Bucureşti, 2014, Advanced Technologies in Designing and Progressive Development of

Manufacturing Systems, Applied Mechanics and Materials, Vol. 760, pp. 533-538, 2015

9. Slătineanu, L., Mircescu, C., Coteaţă, M., Dodun, O., Beşliu, I., Radovanovic, M., Characteristics of obtaining

external cylindrical surfaces by ram electrodischarge machining, 2014 International Conference on Production

Research - Europe, Africa and Middle East 3rd International Conference on Quality and Innovation in

Engineering and Management, July 1-5, 2014, Cluj-Napoca, Romania, 457-462 (lucrare indexată ISI)

10. Slătineanu, L., Mircescu, C.-I., Dodun, O., Coteaţă, M., Beşliu, I. Evolution of ring cavity depth at electrical

discharge machining using tubular tool electrodes. Buletinul Institutului Politehnic din Iaşi. Publicat de

Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din Iaşi, tom LXI (LXV), fasc. 3, Secţia Construcţii de Maşini,

Editura Politehnium, 2015, 43-50