1. EDM značilnosti grafitnih materialov.
1.1.Hitrost obdelave s praznjenjem.
Grafit je nekovinski material z zelo visokim tališčem 3,650°C, medtem ko ima baker tališče 1,083°C, tako da grafitna elektroda zdrži večje pogoje nastavitve toka.
Ko sta območje praznjenja in velikost elektrode večja, so prednosti visoko učinkovite grobe obdelave grafitnega materiala bolj očitne.
Toplotna prevodnost grafita je 1/3 od bakra, toplota, ki nastane med postopkom praznjenja, pa se lahko uporabi za učinkovitejše odstranjevanje kovinskih materialov.Zato je učinkovitost obdelave grafita višja od učinkovitosti bakrene elektrode pri srednji in fini obdelavi.
Glede na izkušnje obdelave je hitrost obdelave praznjenja grafitne elektrode 1,5 ~ 2-krat hitrejša od hitrosti bakrene elektrode pri pravilnih pogojih uporabe.
1.2.Poraba elektrod.
Grafitna elektroda ima značaj, da lahko prenese visoke tokovne pogoje, poleg tega pa pod pogojem ustrezne grobe nastavitve, vključno z obdelovanci iz ogljikovega jekla, proizvedenimi med strojno obdelavo, odstranitvijo vsebine in delovne tekočine pri visoki temperaturi razgradnje ogljikovih delcev, učinek polarnosti, pod Zaradi delne odstranitve vsebine se bodo ogljikovi delci oprijeli površine elektrode in tvorili zaščitno plast, kar bo zagotovilo manjšo izgubo grafitne elektrode pri grobi obdelavi ali celo »nič odpadkov«.
Glavna izguba elektrode pri EDM je posledica grobe obdelave.Čeprav je stopnja izgube visoka v nastavitvah končne obdelave, je tudi skupna izguba nizka zaradi majhnega dodatka za obdelavo, rezerviranega za dele.
Na splošno je izguba grafitne elektrode manjša od izgube bakrene elektrode pri grobi obdelavi velikega toka in nekoliko večja od izgube bakrene elektrode pri končni obdelavi.Izguba elektrode grafitne elektrode je podobna.
1.3 Kakovost površine.
Premer delcev grafitnega materiala neposredno vpliva na hrapavost površine EDM.Manjši kot je premer, manjšo je možno hrapavost površine.
Pred nekaj leti je z uporabo grafitnega materiala phi s premerom 5 mikronov najboljša površina lahko dosegla le VDI18 edm (Ra0,8 mikronov), danes je premer zrn grafitnih materialov lahko dosegel znotraj 3 mikronov phi, najboljša površina lahko doseže stabilen VDI12 edm (Ra0,4 mu m) ali bolj izpopolnjen nivo, vendar grafitna elektroda zrcali edm.
Bakreni material ima nizko upornost in kompaktno strukturo ter se lahko stabilno obdeluje v težkih pogojih.Površinska hrapavost je lahko manjša od Ra0,1 m in jo je mogoče obdelati z zrcalom.
Če torej obdelava z razelektritvijo zasleduje izjemno fino površino, je bolj primerna uporaba bakrenega materiala kot elektrode, kar je glavna prednost bakrene elektrode pred grafitno elektrodo.
Toda bakrena elektroda pod pogojem velike nastavitve toka, površina elektrode zlahka postane hrapava, zdi se celo razpokana, grafitni materiali pa ne bi imeli te težave, zahteva po hrapavosti površine za VDI26 (Ra2,0 mikronov) o obdelavi kalupa z uporabo grafitna elektroda se lahko izvede od grobe do fine obdelave, uresničuje enoten površinski učinek, površinske napake.
Poleg tega je zaradi različne strukture grafita in bakra površinska korozijska točka grafitne elektrode bolj pravilna kot pri bakreni elektrodi.Zato, ko se obdela enaka površinska hrapavost VDI20 ali več, je površinska granularnost obdelovanca, obdelanega z grafitno elektrodo, bolj izrazita in ta učinek površine zrna je boljši od učinka površine razelektritve bakrene elektrode.
1.4.Natančnost obdelave.
Koeficient toplotnega raztezanja grafitnega materiala je majhen, koeficient toplotnega raztezanja bakrenega materiala je 4-krat večji od grafitnega materiala, zato je pri obdelavi razelektritve grafitna elektroda manj nagnjena k deformaciji kot bakrena elektroda, ki lahko pridobi bolj stabilno in zanesljiva natančnost obdelave.
Zlasti pri obdelavi globokih in ozkih rebrov se zaradi lokalne visoke temperature bakrena elektroda zlahka upogne, grafitna elektroda pa ne.
Za bakreno elektrodo z velikim razmerjem globine in premera je treba določeno vrednost toplotnega raztezanja kompenzirati, da se popravi velikost med nastavitvijo obdelave, medtem ko grafitna elektroda ni potrebna.
1.5 Teža elektrode.
Grafitni material je manj gost od bakra, teža grafitne elektrode enake prostornine pa je le 1/5 mase bakrene elektrode.
Vidimo, da je uporaba grafita zelo primerna za elektrodo z veliko prostornino, ki močno zmanjša obremenitev vretena EDM obdelovalnega stroja.Elektroda zaradi svoje velike teže ne bo povzročala nevšečnosti pri vpenjanju, pri obdelavi pa bo povzročila odklonski premik itd. Vidimo, da je uporaba grafitne elektrode pri obsežni obdelavi kalupov zelo pomembna.
1.6 Težave pri izdelavi elektrode.
Zmogljivost obdelave grafitnega materiala je dobra.Odpornost na rezanje je le 1/4 odpornosti bakra.Pri pravilnih pogojih obdelave je učinkovitost rezkalne grafitne elektrode 2-3-krat večja od bakrene elektrode.
Grafitno elektrodo je enostavno očistiti kot in jo je mogoče uporabiti za obdelavo obdelovanca, ki ga je treba dokončati z več elektrodami, v eno samo elektrodo.
Edinstvena struktura delcev grafitnega materiala preprečuje, da bi se po mletju in oblikovanju elektrode pojavile neravnine, ki lahko neposredno izpolnijo zahteve uporabe, ko se brusi pri kompleksnem modeliranju ne odstranijo zlahka, s čimer se odpravi postopek ročnega poliranja elektrode in se izognemo obliki. sprememba in napaka velikosti zaradi poliranja.
Treba je opozoriti, da ker je grafit kopičenje prahu, bo rezkalni grafit proizvedel veliko prahu, zato mora rezkalni stroj imeti tesnilo in napravo za zbiranje prahu.
Če je za obdelavo grafitne elektrode potrebno uporabiti edM, njena obdelava ni tako dobra kot bakrov material, hitrost rezanja je približno 40 % počasnejša od bakra.
1.7. Namestitev in uporaba elektrode.
Grafitni material ima dobro vezno lastnost.Uporablja se lahko za vezavo grafita z nastavkom z rezkanjem elektrode in praznjenjem, kar lahko prihrani postopek obdelave vijačne luknje na materialu elektrode in prihrani delovni čas.
Grafitni material je razmeroma krhek, zlasti majhna, ozka in dolga elektroda, ki se zlahka zlomi, če je med uporabo izpostavljena zunanji sili, vendar lahko takoj ugotovi, da je elektroda poškodovana.
Če gre za bakreno elektrodo, se bo le upognila in ne zlomila, kar je zelo nevarno in težko najti v procesu uporabe, in bo zlahka pripeljalo do ostanka obdelovanca.
1.8.Cena.
Bakreni material je neobnovljiv vir, cenovni trend bo vse dražji, medtem ko se cena grafitnega materiala nagiba k stabilizaciji.
Cena bakrenega materiala v zadnjih letih narašča, glavni proizvajalci grafita, ki izboljšujejo proces v proizvodnji grafita, ustvarjajo svojo konkurenčno prednost, zdaj, pod enakim obsegom, je splošna cena materiala za grafitne elektrode in cena materialov za bakrene elektrode precej, vendar grafit lahko doseže učinkovito obdelavo, kot pa uporaba bakrene elektrode za prihranek velikega števila delovnih ur, kar je enakovredno neposredno znižanju proizvodnih stroškov.
Če povzamemo, med 8 edM značilnostmi grafitne elektrode so njene prednosti očitne: učinkovitost obdelave rezkalne elektrode in razelektritve je bistveno boljša od bakrene elektrode;velika elektroda ima majhno težo, dobro dimenzijsko stabilnost, tanke elektrode ni enostavno deformirati in površinska tekstura je boljša od bakrene elektrode.
Pomanjkljivost grafitnega materiala je, da ni primeren za obdelavo finih površinskih razelektritev pod VDI12 (Ra0,4 m), učinkovitost uporabe edM za izdelavo elektrode pa je nizka.
Vendar pa je s praktičnega vidika eden od pomembnih razlogov, ki vplivajo na učinkovito promocijo grafitnih materialov na Kitajskem, ta, da je za rezkalne elektrode potreben poseben stroj za obdelavo grafita, ki postavlja nove zahteve za predelovalno opremo podjetij za kalupe, nekaterih malih podjetij. morda nima tega stanja.
Na splošno prednosti grafitnih elektrod pokrivajo veliko večino primerov obdelave edM in so vredne popularizacije in uporabe, s precejšnjimi dolgoročnimi koristmi.Pomanjkljivost fine površinske obdelave je mogoče nadomestiti z uporabo bakrenih elektrod.
2. Izbira materialov za grafitne elektrode za EDM
Za grafitne materiale obstajajo predvsem naslednji štirje kazalniki, ki neposredno določajo učinkovitost materialov:
1) Povprečni premer delcev materiala
Povprečni premer delcev materiala neposredno vpliva na stanje praznjenja materiala.
Manjši kot je povprečni delec grafitnega materiala, bolj enakomeren je izpust, stabilnejše je stanje praznjenja, boljša je kakovost površine in manjša je izguba.
Večja kot je povprečna velikost delcev, boljšo hitrost odstranjevanja je mogoče doseči pri grobi obdelavi, vendar je površinski učinek končne obdelave slab in izguba elektrode je velika.
2) Upogibna trdnost materiala
Upogibna trdnost materiala je neposreden odraz njegove trdnosti, kar kaže na tesnost njegove notranje strukture.
Material z visoko trdnostjo ima relativno dobro odpornost proti praznjenju.Za elektrodo z visoko natančnostjo je treba izbrati material z dobro trdnostjo, kolikor je mogoče.
3) Trdota materiala po Shoru
Grafit je trši od kovinskih materialov, izguba rezalnega orodja pa je večja kot pri rezalni kovini.
Hkrati je visoka trdota grafitnega materiala pri nadzoru izgube izpusta boljša.
4) Inherentna upornost materiala
Hitrost praznjenja grafitnega materiala z visoko lastno upornostjo bo počasnejša od tiste z nizko upornostjo.
Višja kot je lastna upornost, manjša je izguba elektrode, vendar višja kot je lastna upornost, bo vplivala na stabilnost razelektritve.
Trenutno je pri vodilnih svetovnih dobaviteljih grafita na voljo veliko različnih vrst grafita.
Na splošno je glede na povprečni premer delcev grafitnih materialov, ki jih je treba razvrstiti, premer delcev ≤ 4 m opredeljen kot fin grafit, delci v 5~10 m so opredeljeni kot srednji grafit, delci v 10 m zgoraj so opredeljeni kot grobi grafit.
Manjši kot je premer delcev, dražji je material, bolj primeren grafitni material je mogoče izbrati glede na zahteve in stroške EDM.
3. Izdelava grafitne elektrode
Grafitna elektroda je v glavnem izdelana z rezkanjem.
Z vidika tehnologije obdelave sta grafit in baker dva različna materiala, zato je treba obvladati njune različne rezalne lastnosti.
Če je grafitna elektroda obdelana s postopkom bakrene elektrode, se bodo neizogibno pojavile težave, kot je pogost lom pločevine, ki zahteva uporabo ustreznega rezalnega orodja in rezalnih parametrov.
Strojna grafitna elektroda kot obraba orodja z bakreno elektrodo, glede na ekonomičnost je izbira karbidnega orodja najbolj ekonomična, izberite orodje za diamantno prevleko (imenovano grafitni nož) cena je dražja, vendar je orodje za diamantno prevleko dolga življenjska doba, visoka natančnost obdelave, splošna gospodarska korist je dobra.
Velikost sprednjega kota orodja vpliva tudi na njegovo življenjsko dobo, sprednji kot 0° orodja bo do 50 % višji od sprednjega kota 15° življenjske dobe orodja, stabilnost rezanja je tudi boljša, vendar večji kot, boljša je obdelovalna površina, uporaba 15° kota orodja lahko doseže najboljšo obdelovalno površino.
Hitrost rezanja pri obdelavi je mogoče prilagoditi glede na obliko elektrode, običajno 10 m/min, podobno kot pri obdelavi aluminija ali plastike, rezalno orodje je lahko neposredno na in iz obdelovanca pri grobi obdelavi, in fenomen kota pri končni obdelavi se zlahka pojavita kolaps in razdrobljenost, pogosto se uporablja način hitre hoje lahkega noža.
Grafitna elektroda v procesu rezanja bo proizvedla veliko prahu, da bi se izognili vdihavanju grafitnih delcev strojnega vretena in vijaka, trenutno obstajata dve glavni rešitvi, ena je uporaba posebnega stroja za obdelavo grafita, druga pa je običajen obdelovalni center remont, opremljen s posebno napravo za zbiranje prahu.
Poseben grafitni visokohitrostni rezkalni stroj na trgu ima visoko učinkovitost rezkanja in lahko enostavno dokonča proizvodnjo kompleksnih elektrod z visoko natančnostjo in dobro kakovostjo površine.
Če je za izdelavo grafitne elektrode potreben EDM, je priporočljivo uporabiti fin grafitni material z manjšim premerom delcev.
Zmogljivost obdelave grafita je slaba, manjši kot je premer delcev, večja je učinkovitost rezanja in se je mogoče izogniti nenormalnim težavam, kot so pogosto lomljenje žice in površinske robove.
4. EDM parametri grafitne elektrode
Izbira parametrov EDM grafita in bakra je precej različna.
Parametri EDM vključujejo predvsem tok, širino impulza, impulzno vrzel in polarnost.
V nadaljevanju je opisana osnova za racionalno uporabo teh glavnih parametrov.
Gostota toka grafitne elektrode je na splošno 10~12 A/cm2, veliko večja od gostote bakrene elektrode.Zato je znotraj razpona toka, ki je dovoljen na ustreznem območju, večji tok izbran, hitrejša bo hitrost obdelave grafitnega razelektritve, manjša bo izguba elektrode, vendar bo hrapavost površine debelejša.
Večja kot je širina impulza, manjša bo izguba elektrode.
Vendar pa bo večja širina impulza poslabšala stabilnost obdelave, hitrost obdelave pa počasnejšo in površino hrapavo.
Za zagotovitev nizke izgube elektrode med grobo obdelavo se običajno uporablja razmeroma velika impulzna širina, ki lahko učinkovito realizira obdelavo grafitne elektrode z majhnimi izgubami, ko je vrednost med 100 in 300 US.
Da bi dosegli fino površino in stabilen učinek praznjenja, je treba izbrati manjšo širino impulza.
Na splošno je širina impulza grafitne elektrode približno 40% manjša od širine bakrene elektrode
Impulzna vrzel vpliva predvsem na hitrost obdelave in stabilnost obdelave.Večja kot je vrednost, boljša bo stabilnost obdelave, kar je v pomoč pri doseganju boljše enakomernosti površine, vendar se bo hitrost obdelave zmanjšala.
Pod pogojem zagotavljanja stabilnosti obdelave lahko višjo učinkovitost obdelave dosežemo z izbiro manjše impulzne vrzeli, ko pa je stanje praznjenja nestabilno, lahko višjo učinkovitost obdelave dosežemo z izbiro večje impulzne vrzeli.
Pri obdelavi z grafitnimi elektrodami sta impulzna vrzel in širina impulza običajno nastavljeni na 1:1, pri obdelavi bakrenih elektrod pa sta impulzna vrzel in širina impulza običajno nastavljeni na 1:3.
Pri stabilni obdelavi grafita je mogoče razmerje ujemanja med impulzno vrzeljo in širino impulza prilagoditi na 2:3.
V primeru majhnega razmika impulza je koristno, da se na površini elektrode oblikuje pokrivna plast, ki pomaga zmanjšati izgubo elektrode.
Izbira polarnosti grafitne elektrode v EDM je v bistvu enaka kot pri bakreni elektrodi.
Glede na učinek polarnosti EDM se pri obdelavi matrice običajno uporablja obdelava s pozitivno polarnostjo, to pomeni, da je elektroda priključena na pozitivni pol napajalnika, obdelovanec pa na negativni pol napajalnika.
Z uporabo velikega toka in širine impulza lahko z izbiro obdelave s pozitivno polarnostjo dosežete izjemno nizko izgubo elektrod.Če je polarnost napačna, bo izguba elektrode zelo velika.
Samo kadar je treba površino fino obdelati manj kot VDI18 (Ra0,8 m) in je širina impulza zelo majhna, se obdelava negativne polarnosti uporabi za boljšo kakovost površine, vendar je izguba elektrode velika.
Zdaj so CNC obdelovalni stroji edM opremljeni s parametri obdelave z izpustom grafita.
Uporaba električnih parametrov je inteligentna in jih lahko samodejno ustvari strokovni sistem obdelovalnega stroja.
Na splošno lahko stroj konfigurira optimizirane parametre obdelave tako, da izbere par materialov, vrsto nanosa, vrednost hrapavosti površine in vnese območje obdelave, globino obdelave, skaliranje velikosti elektrode itd. Med programiranjem.
Komplet za grafitno elektrodo z bogatimi parametri obdelave knjižnice obdelovalnih strojev edm, lahko izberete vrsto materiala v grobem grafitu, grafitu, grafitu, ki ustreza različnim materialom obdelovanca, za razdelitev vrste uporabe za standardne, globoke utore, ostre konice, velike območje, velika votlina, kot je fina, zagotavlja tudi nizke izgube, standard, visoko učinkovitost in tako naprej številne vrste prednostne izbire obdelave.
5. Zaključek
Nov material grafitnih elektrod je vredno močno popularizirati, njegove prednosti pa bo postopoma priznavala in sprejemala domača industrija izdelave kalupov.
Pravilna izbira materialov za grafitne elektrode in izboljšanje povezanih tehnoloških povezav bo podjetjem za proizvodnjo kalupov prinesla visoko učinkovitost, visoko kakovost in nizke stroške.
Čas objave: 4. december 2020