Principiul de lucru

Tehnicile de prelucrare pe bază electro, cum ar fi prelucrarea cu descărcare electrică, utilizează o serie de descărcări electrice discrete între un electrod (catod) și piesa de prelucrat (anod) scufundată într-un fluid dielectric. Aceste scântei electrice generează un canal de plasmă între electrozi cu o temperatură de până la 10.000^oC, ceea ce provoacă topirea materialului la suprafețele electrozilor. În micro-EDM, una dintre problemele importante este spălarea. Devine foarte dificil să îndepărtați resturile de la caracteristici de dimensiuni atât de mici realizate prin micro-EDM. Pentru a hibridiza procesul de prelucrare cu descărcare electrică (EDM), la catod se aplică vibrații ultrasonice, care accelerează circulația dielectrică și reduc timpii de prelucrare. Îndepărtarea directă a materialului se datorează fenomenului de cavitație în care se formează bule cu ultrasunete în timpul porțiunii de joasă presiune a ciclului undei (Sundaram și colab. 2008).
Electro-based machining techniques, such as electrical discharge machining, employ a series of discrete electrical discharges between an electrode (cathode) and the workpiece (anode) immersed in a dielectric fluid. These electric sparks generate a plasma channel between the electrodes with temperature as high as 10,000 C, which causes melting of the material at the electrode surfaces. In micro-EDM one of the important issues is flushing. It becomes very difficult to flush out the debris from features of such small dimensions made by micro-EDM. In order to hybridize the electrical discharge machining (EDM) process, ultrasonic vibrations are applied to the cathode, which accelerates dielectric circulation and reduces machining times. Direct material removal is due to the cavitation phenomenon where ultrasonic bubbles are formed during the low-pressure portion of the wave cycle (Sundaram et al. 2008).

Efectul interacțiunii hibride

În EDM asistată prin vibrații, fie scula, fie piesa de prelucrat pot fi vibrate. Piesa de prelucrat poate fi vibrată fie paralel cu direcția de avans a sculei, fie perpendicular pe direcția de avans a sculei. Variațiile de presiune în eclator, datorate suprafeței catodului vibrant, duc la descărcări electrice mai eficiente. Acest lucru duce la o mai mare îndepărtare a materialului. Calitatea suprafeței prelucrate este, de asemenea, îmbunătățită prin faptul că micro-fisurarea și stratul afectat sunt reduse (Srivastava și Pandey 2012). În mod similar, vibrațiile ultrasonice pot fi aplicate piesei de prelucrat (Shabgard et al. 2009) în procesul de prelucrare cu descărcare electrică. S-a raportat că acest lucru îmbunătățește stabilitatea procesului prin reducerea numărului de impulsuri de curent inactiv. Utilizarea vibrațiilor ultrasonice s-a dovedit a fi responsabilă pentru producerea de particule de resturi sferoidizate în procesul EDM, față de particulele eliptice produse în absența lor (Murti și Philip 1987). Astfel, procesul EDM asistat cu ultrasunete este o metodă potențială pentru producerea de pulberi metalice fine cu suprafețe fără oxizi, care au diverse utilizări industriale. Variabilele importante ale procesului sunt frecvența vibrațiilor și amplitudinea vibrației. O scădere semnificativă a timpului de prelucrare, așa cum se arată reprezentativ în Fig. 7, este observată atunci când vibrația ultrasonică este utilizată în EDM (Endo și colab. 2008; Huang și colab. 2003; Tong și colab. 2008). S-a raportat o reducere cu 70-80% a timpului de prelucrare (Lee 2005).
In vibration-assisted EDM, either the tool or the workpiece can be vibrated. The workpiece can be vibrated either parallel to the direction of tool feed or perpendicular to the direction of tool feed. The pressure variations in the spark gap due to vibrating cathode surface lead to more efficient electric discharges. This results in greater material removal. The quality of machined surface is also improved in that micro-cracking and affected layer are reduced (Srivastava and Pandey 2012). Similarly, ultrasonic vibrations can also be applied to the workpiece (Shabgard et al. 2009) in the electrical discharge machining process. This was reported to improve the process stability by reducing the number of inactive current pulses. Use of ultrasonic vibrations has been found to be responsible for producing spheroidized debris particles in the EDM process, as against elliptic particles produced in their absence (Murti and Philip 1987). Thus, ultrasonically assisted EDM process is a potential method for producing fine metallic powders with oxide-free surfaces, which have varied industrial uses. Important process variables are the frequency of vibration and amplitude of vibration. A significant decrease in machining time as shown representatively in Fig. 7 is observed when ultrasonic vibration is used in EDM (Endo et al. 2008; Huang et al. 2003; Tong et al. 2008). A 70–80 % reduction in machining time has been reported (Lee 2005).