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Modelado electrotérmico del proceso de maquinado híbrido EDM + ECM pulsado para determinar la eficiencia y velocidad de remoción metálica en un acero HSLA
JESUS MANUEL ORONA HINOJOS
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Electrodescarga EDM, Maquinado Electroquímico Pulsado PECM, Energía transferida, microaleados HSLA
El mecanizado electroquímico pulsado (PECM, Pulsed Electrochemical Machining) en combinación con mecanizado por electrodescarga (EDM, Electro discharge Machining), se propone como un proceso de maquinado híbrido novedoso, denominado maquinado simultáneo EDM + PECM o S-ED/PEC. En esta tesis se evalúa el proceso de mecanizado por barrenado de un acero de alta resistencia HSLA, utilizando SED/ PEC en un medio de agua desionizada de baja resistividad. Se propone el uso de un modelo matemático para predecir la tasa de remoción de material (MRR) y la proporción de energía transferida necesaria para la evaporación del metal. La energía de la chispa se evalúa a corrientes de 15A y 25A, durante periodos de descarga activos de 12, 20 y 28 μs, con fuente pulsada de 25 kHz. Los resultados revelan una diferencia en la remoción de material. En la condición PECM la remoción por disolución de metal posterior a la descarga, reduciendo la zona afectada por el calor, resultando en un MRR mayor, acorde a la predicción del modelo. Se investigó el barrenado únicamente por EDM en un material HSLA, para determinar la transferencia de energía efectiva por electrodescarga (ED) en el hibrido ED/PEC. Se desarrolló un modelo de transferencia de energía plana (PHD, Planar Heat Distribution) para obtener la distribución de energía en las diferentes zonas del dieléctrico y de la pieza de trabajo, en función de la energía de descarga correlacionada con la velocidad de remoción de material (MRR, Material Removal Rate). El mecanismo de eliminación de material se consideró como una pérdida de metal en una mezcla de gas metálico y vapor que depende de la temperatura del gas sobrecalentado, por un lado, y por otro una fracción menor de material fundido se elimina por arrastre en la perforación por EDM. Fue posible medir con precisión la capa blanca resolidificada y la zona afectada por el calor, obteniendo una fracción de energía efectiva transferida para la remoción de material cercana 1.3%, mientras que la transferencia de energía total a la pieza fue del orden de 42% a 48%, para una potencia del canal de plasma de 0.760x109 W/m2 a 1.28x109 W/m2, utilizando una corriente de 15A y 25A respectivamente. Los resultados experimentales mostraron concordancia con el modelo PHD, en la determinación del MRR, consistente con la evaluación de eliminación de multicapas atómicas por ciclo de descarga.
25-05-2018
Tesis de doctorado
Español
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TECNOLOGÍA INDUSTRIAL
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Tesis doctorado_jmo _Final Mayo21_2018.pdfTESIS para obtener el grado académico de Doctor en Ciencia y Tecnología en Ingeniería Industrial y de Manufactura29.82 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir