Prediction and analysis of electric discharge machining (EDM) die sinking machining of PH 15-5 stainless steel by using taguchi approach

Predicción y análisis del mecanizado por electroerosión (EDM) por penetración de acero inoxidable PH 15-5 mediante el enfoque taguchi

La electroerosión se utiliza eficazmente en muchas aplicaciones como la aeroespacial, turbinas, medicina, etc., debido a su proceso sin contacto entre la pieza de trabajo y la herramienta. En este estudio, se inspeccionan los parámetros importantes del proceso de mecanizado, como la corriente de pico, el tiempo de encendido y apagado del pulso y la presión del fluido, que incitan a mejorar el rendimiento de la operación: la tasa de arranque de material (MRR) y la tasa de desgaste de la herramienta (TWR). Posteriormente, la geometría de la herramienta y los materiales que predominan afectan al factor de respuesta de la pieza de trabajo como la rugosidad superficial (SR). Por lo tanto, también se considera el electrodo de cobre con recubrimiento de material de latón y diferente geometría de la herramienta. El acero inoxidable PH15-5 endurecido por precipitación se mecanizó hasta 5 mm de profundidad con una máquina de electroerosión por penetración utilizando un número de 27 experimentos diseñados.

INTRODUCCIÓN

El mecanizado por descarga eléctrica (EDM) de técnicas no tradicionales capaces de producir material de alta resistencia y conductividad eléctrica. Utiliza energía térmica para fundir y desgastar la superficie de la pieza de trabajo mediante la creación de un canal de plasma a través de una seria de chispas entre dos electrodos sumergidos en fluidos dieléctricos. 

En un estudio realizado por Abbas et al. [1] se señala que las máquinas de electroerosión son el proceso de energía térmica que proporciona un mayor acabado superficial en componentes de aeronaves, herramientas quirúrgicas e implantes médicos, componentes de automóviles y piezas de turbinas de gas. Este proceso es adecuado para nuevos materiales avanzados que no pueden conseguirse mediante los procesos de mecanizado convencionales. Para aumentar la competencia de la máquina, se requiere un mayor nivel de técnica en la obtención de los parámetros de trabajo óptimos para cada nuevo material. Asfana Banu y Mohammad Yeakub Ali [3], revisaron los diferentes tipos de procesos de electroerosión y los modelos matemáticos que relacionan los factores de entrada y salida.

El MRR es el factor más importante para conseguir una mayor tasa máxima de arranque de viruta (MRR). Biradar et al. [4] examinaron el parámetro de proceso óptimo de la máquina de electroerosión para el mecanizado de acero de alto carbono y alto cromo (HCHCr) con electrodo de cobre recubierto de nitruro de titanio y descubrieron que mejoraba estadísticamente la tasa de desgaste de la herramienta (TWR) y la tasa de eliminación de metal (MRR). La electroerosión se utilizó para mecanizar algunos aceros inoxidables de aleaciones de acero inoxidable de alta resistencia para obtener el mayor MRR y el menor TWR [2].