1.Charakterystyka EDM materiałów grafitowych.
1.1.Szybkość obróbki rozładowania.
Grafit jest materiałem niemetalicznym o bardzo wysokiej temperaturze topnienia 3650 °C, podczas gdy miedź ma temperaturę topnienia 1083 °C, dzięki czemu elektroda grafitowa może wytrzymać większe warunki wiązania prądu.
Gdy obszar wyładowania i skala rozmiaru elektrody są większe, zalety wysokowydajnej obróbki zgrubnej materiału grafitowego są bardziej oczywiste.
Przewodność cieplna grafitu wynosi 1/3 przewodności miedzi, a ciepło generowane podczas procesu rozładowania może być wykorzystane do skuteczniejszego usuwania materiałów metalowych.Dlatego wydajność przetwarzania grafitu jest wyższa niż elektrody miedzianej w obróbce średniej i dokładnej.
Zgodnie z doświadczeniem w przetwarzaniu prędkość przetwarzania rozładowania elektrody grafitowej jest 1,5 ~ 2 razy większa niż w przypadku elektrody miedzianej w prawidłowych warunkach użytkowania.
1.2.Zużycie elektrod.
Elektroda grafitowa ma charakter wytrzymujący warunki wysokoprądowe, dodatkowo pod warunkiem odpowiedniego ustawienia obróbki zgrubnej, w tym detali ze stali węglowej powstających podczas obróbki skrawaniem w zawartości i cieczy roboczej w wysokiej temperaturze rozkład cząstek węgla, efekt polaryzacji, pod wpływem w wyniku częściowego usunięcia zawartości cząstki węgla przywierają do powierzchni elektrody, tworząc warstwę ochronną, zapewniając elektrodę grafitową przy niewielkich stratach przy obróbce zgrubnej, a nawet „zero odpadów”.
Główna strata elektrody w EDM pochodzi z obróbki zgrubnej.Chociaż wskaźnik strat jest wysoki w warunkach ustawienia wykańczania, ogólna strata jest również niska ze względu na mały naddatek na obróbkę zarezerwowany dla części.
Ogólnie strata elektrody grafitowej jest mniejsza niż elektrody miedzianej przy obróbce zgrubnej przy dużym prądzie i nieco większa niż elektrody miedzianej przy obróbce wykańczającej.Straty elektrody grafitowej są podobne.
1.3.Jakość powierzchni.
Średnica cząstek materiału grafitowego bezpośrednio wpływa na chropowatość powierzchni EDM.Im mniejsza średnica, tym można uzyskać mniejszą chropowatość powierzchni.
Kilka lat temu stosując materiał grafitowy o średnicy cząstek phi 5 mikronów, najlepszą powierzchnię można osiągnąć tylko w edm VDI18 (Ra0,8 mikrona), obecnie średnica ziaren materiałów grafitowych była w stanie osiągnąć w granicach 3 mikronów phi, najlepszą powierzchnię może osiągnąć stabilny edm VDI12 (Ra0.4 mu m) lub bardziej wyrafinowany poziom, ale elektroda grafitowa do lustrzanego edm.
Miedź ma niską rezystywność i zwartą strukturę i może być stabilnie przetwarzana w trudnych warunkach.Chropowatość powierzchni może być mniejsza niż Ra0,1 m i może być obrabiana przez lustro.
Tak więc, jeśli obróbka wyładowania ma bardzo gładką powierzchnię, bardziej odpowiednie jest użycie materiału miedzianego jako elektrody, co jest główną zaletą elektrody miedzianej nad elektrodą grafitową.
Ale elektroda miedziana w warunkach ustawienia dużego prądu, powierzchnia elektrody jest łatwa do szorstkości, wydaje się równomierna pękać, a materiały grafitowe nie miałyby tego problemu, wymóg chropowatości powierzchni dla VDI26 (Ra2,0 mikrony) dotyczący przetwarzania formy, przy użyciu elektroda grafitowa może być wykonana od obróbki zgrubnej do dokładnej, realizuje jednolity efekt powierzchni, wady powierzchni.
Ponadto, ze względu na inną strukturę grafitu i miedzi, punkt korozji powierzchniowej elektrody grafitowej jest bardziej regularny niż elektrody miedzianej.Dlatego też, gdy przetwarzana jest ta sama chropowatość powierzchni VDI20 lub wyższej, ziarnistość powierzchni przedmiotu obrabianego przez elektrodę grafitową jest bardziej wyraźna, a ten efekt powierzchni ziarna jest lepszy niż efekt powierzchni wyładowania elektrody miedzianej.
1.4.Dokładność obróbki.
Współczynnik rozszerzalności cieplnej materiału grafitowego jest niewielki, współczynnik rozszerzalności cieplnej materiału miedzianego jest 4 razy większy niż materiału grafitowego, więc w procesie wyładowania elektroda grafitowa jest mniej podatna na odkształcenia niż elektroda miedziana, która może uzyskać bardziej stabilną i niezawodna dokładność przetwarzania.
Zwłaszcza przy obróbce głębokiego i wąskiego żebra, lokalna wysoka temperatura sprawia, że elektroda miedziana zgina się łatwo, ale elektroda grafitowa nie.
W przypadku elektrody miedzianej o dużym stosunku głębokości do średnicy, należy skompensować określoną wartość rozszerzalności cieplnej, aby skorygować rozmiar podczas ustawiania obróbki, podczas gdy elektroda grafitowa nie jest wymagana.
1.5.Waga elektrody.
Materiał grafitowy jest mniej gęsty niż miedź, a waga elektrody grafitowej o tej samej objętości wynosi tylko 1/5 wagi elektrody miedzianej.
Widać, że zastosowanie grafitu jest bardzo odpowiednie dla elektrody o dużej objętości, co znacznie zmniejsza obciążenie wrzeciona obrabiarki EDM.Elektroda nie spowoduje niedogodności w zaciskaniu ze względu na jej duży ciężar, a także spowoduje przesunięcie ugięcia podczas obróbki itp. Można zauważyć, że duże znaczenie ma zastosowanie elektrody grafitowej w wielkoskalowej obróbce form.
1.6.Trudność w produkcji elektrod.
Wydajność obróbki materiału grafitowego jest dobra.Opór cięcia wynosi tylko 1/4 tego, co miedź.W prawidłowych warunkach przetwarzania wydajność mielenia elektrody grafitowej jest 2 ~ 3 razy większa niż elektrody miedzianej.
Elektroda grafitowa jest łatwa do oczyszczenia i może być używana do obróbki przedmiotu obrabianego, który powinien być wykończony wieloma elektrodami w jedną elektrodę.
Unikalna struktura cząstek materiału grafitowego zapobiega powstawaniu zadziorów po frezowaniu i formowaniu elektrody, co może bezpośrednio spełnić wymagania użytkowe, gdy zadziory nie są łatwo usuwane w złożonym modelowaniu, eliminując w ten sposób proces ręcznego polerowania elektrody i unikanie kształtu zmiana i błąd rozmiaru spowodowany polerowaniem.
Należy zauważyć, że ponieważ grafit jest pyłem akumulującym, to frezowanie grafitu będzie wytwarzać dużo pyłu, dlatego frezarka musi mieć uszczelkę i urządzenie odsysające pył.
Jeśli do obróbki elektrody grafitowej konieczne jest użycie elektrodrążarki elektroiskrowej, jej wydajność przetwarzania nie jest tak dobra, jak w przypadku materiału miedzianego, prędkość cięcia jest o około 40% mniejsza niż w przypadku miedzi.
1.7.Instalacja i użytkowanie elektrod.
Materiał grafitowy ma dobre właściwości wiążące.Może być stosowany do łączenia grafitu z oprawą poprzez frezowanie elektrody i rozładowanie, co może oszczędzić procedurę obróbki otworu na wkręt na materiale elektrody i skrócić czas pracy.
Materiał grafitowy jest stosunkowo kruchy, zwłaszcza mała, wąska i długa elektroda, którą łatwo złamać pod wpływem siły zewnętrznej podczas użytkowania, ale może od razu rozpoznać, że elektroda została uszkodzona.
Jeśli jest to elektroda miedziana, będzie się tylko wyginać i nie łamać, co jest bardzo niebezpieczne i trudne do znalezienia w procesie użytkowania, a także łatwo doprowadzi do złomowania przedmiotu obrabianego.
1.8.Cena.
Miedź jest surowcem nieodnawialnym, trend cenowy będzie coraz droższy, natomiast cena materiału grafitowego ma tendencję do stabilizacji.
Rosnąca w ostatnich latach cena materiału miedzianego, główni producenci grafitu doskonalący proces produkcji grafitu czynią swoją przewagę konkurencyjną, teraz przy tej samej wielkości ogólność ceny materiału elektrody grafitowej i ceny materiałów elektrod miedzianych jest dość, ale grafit może osiągnąć wydajne przetwarzanie, niż użycie elektrody miedzianej, aby zaoszczędzić dużą liczbę godzin pracy, co odpowiada bezpośredniemu obniżeniu kosztów produkcji.
Reasumując, wśród 8 edM charakterystyk elektrody grafitowej jej zalety są oczywiste: wydajność elektrody mielącej i obróbki wyładowania jest znacznie lepsza niż elektrody miedzianej;duża elektroda ma niewielką wagę, dobrą stabilność wymiarową, cienka elektroda nie jest łatwa do odkształcenia, a tekstura powierzchni jest lepsza niż elektroda miedziana.
Wadą materiału grafitowego jest to, że nie nadaje się do precyzyjnej obróbki wyładowania powierzchniowego zgodnie z VDI12 (Ra0,4 m), a wydajność wykorzystania edM do wytwarzania elektrody jest niska.
Jednak z praktycznego punktu widzenia jednym z ważnych powodów wpływających na efektywną promocję materiałów grafitowych w Chinach jest to, że do frezowania elektrod potrzebna jest specjalna maszyna do obróbki grafitu, która stawia nowe wymagania dla urządzeń przetwórczych przedsiębiorstw formujących, niektórych małych przedsiębiorstw może nie mieć tego stanu.
Ogólnie rzecz biorąc, zalety elektrod grafitowych obejmują zdecydowaną większość procesów obróbki elektroerozyjnej i są godne spopularyzowania i zastosowania, ze znacznymi długofalowymi korzyściami.Niedobór dokładnej obróbki powierzchni można nadrobić za pomocą elektrod miedzianych.
2.Dobór materiałów elektrod grafitowych do EDM
W przypadku materiałów grafitowych istnieją głównie następujące cztery wskaźniki, które bezpośrednio określają wydajność materiałów:
1) Średnia średnica cząstek materiału
Średnia średnica cząstek materiału bezpośrednio wpływa na stan wyładowania materiału.
Im mniejsza jest średnia cząstka materiału grafitowego, tym bardziej równomierne wyładowanie, im bardziej stabilne są warunki wyładowania, tym lepsza jakość powierzchni i mniejsze straty.
Im większy jest średni rozmiar cząstek, tym lepszą szybkość usuwania można uzyskać przy obróbce zgrubnej, ale efekt powierzchni wykańczania jest słaby, a strata elektrody jest duża.
2) Wytrzymałość materiału na zginanie
Wytrzymałość materiału na zginanie jest bezpośrednim odzwierciedleniem jego wytrzymałości, wskazującej na szczelność jego struktury wewnętrznej.
Materiał o dużej wytrzymałości ma stosunkowo dobrą odporność na rozładowanie.W przypadku elektrody o wysokiej precyzji należy w miarę możliwości dobierać materiał o dobrej wytrzymałości.
3) Twardość materiału według Shore'a
Grafit jest twardszy niż materiały metalowe, a utrata narzędzia tnącego jest większa niż metalu tnącego.
Jednocześnie lepsza jest wysoka twardość materiału grafitowego w kontroli strat wyładowania.
4) Wrodzona rezystywność materiału
Szybkość rozładowania materiału grafitowego o wysokiej rezystywności własnej będzie wolniejsza niż materiału o niskiej rezystywności.
Im wyższa rezystywność właściwa, tym mniejsze straty elektrody, ale im wyższa rezystywność właściwa, wpływa to na stabilność wyładowania.
Obecnie istnieje wiele różnych gatunków grafitu dostępnych u wiodących światowych dostawców grafitu.
Generalnie, zgodnie ze średnią średnicą cząstek materiałów grafitowych, które mają być sklasyfikowane, średnica cząstek ≤ 4 um jest określana jako grafit drobny, cząstki od 5 do 10 ?m są określane jako grafit średni, cząstki w odległości 10 ?m powyżej są określane jako grafit gruboziarnisty.
Im mniejsza średnica cząstek, tym droższy materiał, tym bardziej odpowiedni materiał grafitowy można wybrać zgodnie z wymaganiami i kosztami EDM.
3. Produkcja elektrody grafitowej
Elektroda grafitowa jest wytwarzana głównie przez frezowanie.
Z punktu widzenia technologii obróbki grafit i miedź to dwa różne materiały i należy opanować ich różne właściwości skrawania.
Jeżeli elektroda grafitowa zostanie poddana obróbce w procesie elektrody miedzianej, nieuchronnie pojawią się problemy, takie jak częste pękanie blachy, co wymaga zastosowania odpowiednich narzędzi skrawających i parametrów cięcia.
Obróbka elektrody grafitowej niż zużycie narzędzia elektrody miedzianej, ze względów ekonomicznych, wybór narzędzia z węglików spiekanych jest najbardziej ekonomiczny, wybierz narzędzie do powlekania diamentem (zwane nożem grafitowym) cena jest droższa, ale narzędzie do powlekania diamentem o długiej żywotności, wysokiej precyzji przetwarzania, ogólna korzyść ekonomiczna jest dobra.
Wielkość przedniego Kąta narzędzia ma również wpływ na jego żywotność, przedni Kąt 0° narzędzia będzie nawet o 50% większy niż przedni Kąt 15° żywotności narzędzia, stabilność cięcia jest również lepsza, ale większy kąt, tym lepsza powierzchnia obróbki, zastosowanie kąta 15° narzędzia może osiągnąć najlepszą powierzchnię obróbki.
Prędkość skrawania w obróbce można regulować w zależności od kształtu elektrody, zwykle 10 m/min, podobnie jak w przypadku obróbki aluminium lub tworzywa sztucznego, narzędzie tnące może być bezpośrednio włączane i wyłączane z przedmiotu obrabianego w obróbce zgrubnej oraz zjawisko kąta zapadanie się i fragmentacja są łatwe do wystąpienia w obróbce wykańczającej, a sposób szybkiego chodzenia lekkiego noża jest często przyjmowany.
Elektroda grafitowa w procesie cięcia będzie wytwarzać dużo pyłu, aby uniknąć wdychania cząstek grafitu wrzeciona maszyny i śruby, obecnie istnieją dwa główne rozwiązania, jedno to użycie specjalnej maszyny do obróbki grafitu, drugie to zwykłe centrum obróbcze remont, wyposażony w specjalne urządzenie do odpylania.
Specjalna wysokoobrotowa frezarka do grafitu na rynku ma wysoką wydajność frezowania i może z łatwością ukończyć produkcję złożonych elektrod z wysoką precyzją i dobrą jakością powierzchni.
Jeśli do wykonania elektrody grafitowej potrzebne jest EDM, zaleca się użycie drobnego materiału grafitowego o mniejszej średnicy cząstek.
Wydajność obróbki grafitu jest słaba, im mniejsza jest średnica cząstek, tym wyższą można uzyskać wydajność cięcia i można uniknąć nienormalnych problemów, takich jak częste łamanie drutu i obrzeża powierzchni.
4. Parametry EDM elektrody grafitowej
Dobór parametrów EDM grafitu i miedzi jest zupełnie inny.
Parametry EDM obejmują głównie prąd, szerokość impulsu, przerwę między impulsami i polaryzację.
Poniżej opisano podstawy racjonalnego wykorzystania tych głównych parametrów.
Gęstość prądu elektrody grafitowej wynosi zwykle 10 ~ 12 A/cm2, znacznie większa niż elektrody miedzianej.Dlatego w zakresie prądu dozwolonego w odpowiednim obszarze, im większy prąd zostanie wybrany, tym większa będzie prędkość przetwarzania wyładowania grafitu, tym mniejsze będą straty elektrody, ale chropowatość powierzchni będzie grubsza.
Im większa jest szerokość impulsu, tym mniejsze będą straty elektrody.
Jednak większa szerokość impulsu pogorszy stabilność obróbki, wolniejszą prędkość obróbki i bardziej chropowatą powierzchnię.
Aby zapewnić niskie straty elektrody podczas obróbki zgrubnej, zwykle stosuje się stosunkowo dużą szerokość impulsu, która może skutecznie realizować niskostratną obróbkę elektrody grafitowej, gdy wartość wynosi od 100 do 300 US.
Aby uzyskać delikatną powierzchnię i stabilny efekt wyładowania, należy wybrać mniejszą szerokość impulsu.
Ogólnie rzecz biorąc, szerokość impulsu elektrody grafitowej jest o około 40% mniejsza niż w przypadku elektrody miedzianej
Odstęp pulsacyjny wpływa głównie na prędkość obróbki wyładowania i stabilność obróbki.Im wyższa wartość, tym lepsza będzie stabilność obróbki, co jest pomocne dla uzyskania lepszej jednorodności powierzchni, ale prędkość obróbki zostanie zmniejszona.
Pod warunkiem zapewnienia stabilności przetwarzania wyższą wydajność przetwarzania można uzyskać wybierając mniejszą przerwę impulsową, natomiast gdy stan rozładowania jest niestabilny, wyższą wydajność przetwarzania można uzyskać wybierając większą przerwę impulsową.
W obróbce elektrodą grafitową szczelinę impulsową i szerokość impulsu ustawia się zwykle na 1:1, podczas gdy w obróbce elektrodą miedzianą szczelinę impulsową i szerokość impulsu ustawia się zwykle na 1:3.
Przy stabilnym przetwarzaniu grafitu stosunek dopasowania między przerwą impulsu a szerokością impulsu można ustawić na 2:3.
W przypadku niewielkiego luzu impulsów, korzystne jest utworzenie warstwy okrywającej na powierzchni elektrody, co jest pomocne w zmniejszeniu strat elektrody.
Wybór polaryzacji elektrody grafitowej w EDM jest w zasadzie taki sam jak w przypadku elektrody miedzianej.
Zgodnie z efektem polaryzacji EDM, obróbka o biegunowości dodatniej jest zwykle stosowana podczas obróbki stali matrycowej, to znaczy elektroda jest podłączona do dodatniego bieguna zasilacza, a obrabiany przedmiot jest podłączony do ujemnego bieguna zasilacza.
Stosując duży prąd i szerokość impulsu, wybierając obróbkę z dodatnią polaryzacją, można osiągnąć wyjątkowo niskie straty elektrody.Jeśli polaryzacja jest zła, utrata elektrody będzie bardzo duża.
Tylko wtedy, gdy wymagana jest precyzyjna obróbka powierzchni poniżej VDI18 (Ra0,8 m) i szerokość impulsu jest bardzo mała, przetwarzanie biegunowości ujemnej jest stosowane w celu uzyskania lepszej jakości powierzchni, ale straty elektrody są duże.
Obecnie obrabiarki CNC edM są wyposażone w parametry obróbki wyładowania grafitowego.
Wykorzystanie parametrów elektrycznych jest inteligentne i może być generowane automatycznie przez system ekspercki obrabiarki.
Ogólnie rzecz biorąc, maszyna może skonfigurować zoptymalizowane parametry obróbki, wybierając parę materiałów, rodzaj aplikacji, wartość chropowatości powierzchni i wprowadzając obszar obróbki, głębokość obróbki, skalowanie rozmiaru elektrody itp. Podczas programowania.
Zestaw do elektrody grafitowej biblioteki obrabiarek edm bogatych parametrów przetwarzania, rodzaj materiału może wybierać w grubym graficie, graficie, graficie odpowiada różnorodnym materiałom przedmiotu obrabianego, aby podzielić typ aplikacji na standardowy, głęboki rowek, ostry punkt, duży obszar, duża wnęka, taka jak drobna, zapewnia również niską stratę, standardową, wysoką wydajność i tak dalej, wiele rodzajów wyboru priorytetów przetwarzania.
5. Wniosek
Nowy materiał elektrod grafitowych wart jest energicznej popularyzacji, a jego zalety będą stopniowo dostrzegane i akceptowane przez krajowy przemysł formowania.
Właściwy dobór materiałów elektrod grafitowych i udoskonalenie powiązanych połączeń technologicznych przyniesie wysoką wydajność, wysoką jakość i niskie koszty przedsiębiorstwom produkującym formy
Czas publikacji: 04-12-2020