1.EDM charakteristiky grafitových materiálov.
1.1.Výberová rýchlosť obrábania.
Grafit je nekovový materiál s veľmi vysokým bodom topenia 3 650 ° C, zatiaľ čo meď má bod topenia 1 083 ° C, takže grafitová elektróda znesie aj väčšie podmienky nastavenia prúdu.
Keď je výbojová plocha a mierka veľkosti elektródy väčšia, výhody vysoko účinného hrubého obrábania grafitového materiálu sú zreteľnejšie.
Tepelná vodivosť grafitu je 1/3 tepelnej vodivosti medi a teplo generované počas procesu vybíjania sa môže použiť na účinnejšie odstraňovanie kovových materiálov. Preto je účinnosť spracovania grafitu vyššia ako účinnosť medenej elektródy pri strednom a jemnom spracovaní.
Podľa skúseností so spracovaním je rýchlosť spracovania výboja grafitovej elektródy 1,5 ~ 2-krát vyššia ako rýchlosť medenej elektródy za správnych podmienok použitia.
1.2.Spotreba elektródy.
Grafitová elektróda má charakter, ktorý znesie podmienky vysokého prúdu, navyše za podmienky vhodného nastavenia hrubovania, vrátane obrobkov z uhlíkovej ocele vznikajúcich pri obrábaní odstraňovaním obsahu a pracovnej tekutiny pri vysokej teplote rozklad uhlíkových častíc, efekt polarity, pod pôsobením čiastočného odstránenia obsahu uhlíkové častice priľnú k povrchu elektródy a vytvoria ochrannú vrstvu, zaistia grafitovej elektróde malé straty pri hrubom obrábaní alebo dokonca „nulový odpad“.
Hlavná strata elektródy pri EDM pochádza z hrubého obrábania. Aj keď je miera strát vysoká v podmienkach nastavenia dokončovania, celková strata je tiež nízka v dôsledku malého prídavku na obrábanie vyhradeného pre diely.
Vo všeobecnosti je strata grafitovej elektródy menšia ako strata medenej elektródy pri hrubom obrábaní veľkým prúdom a o niečo väčšia ako strata medenej elektródy pri dokončovacom obrábaní. Strata elektródy grafitovej elektródy je podobná.
1.3. Kvalita povrchu.
Priemer častíc grafitového materiálu priamo ovplyvňuje drsnosť povrchu EDM. Čím menší je priemer, tým je možné dosiahnuť menšiu drsnosť povrchu.
Pred niekoľkými rokmi s použitím grafitového materiálu s priemerom častíc phi 5 mikrónov, najlepší povrch môže dosiahnuť len VDI18 edm (Ra0,8 mikrónov), v súčasnosti je priemer zŕn grafitových materiálov schopný dosiahnuť do 3 mikrónov phi, čo je najlepší povrch možno dosiahnuť stabilnú VDI12 edm (Ra0,4 μm) alebo sofistikovanejšiu úroveň, ale grafitová elektróda zrkadlovo edm.
Medený materiál má nízky odpor a kompaktnú štruktúru a dá sa stabilne spracovávať v náročných podmienkach. Drsnosť povrchu môže byť menšia ako Ra0,1 m a môže byť spracovaná zrkadlom.
Ak teda výbojové obrábanie sleduje extrémne jemný povrch, je vhodnejšie použiť ako elektródu medený materiál, čo je hlavná výhoda medenej elektródy oproti grafitovej elektróde.
Ale medená elektróda v podmienkach nastavenia veľkého prúdu sa povrch elektródy ľahko zdrsní, objaví sa dokonca prasknutie a grafitové materiály by tento problém nemali, požiadavka na drsnosť povrchu pre VDI26 (Ra2,0 mikrónov) o spracovaní foriem pomocou grafitová elektróda môže byť vykonaná od hrubého po jemné spracovanie, realizuje rovnomerný povrchový efekt, povrchové chyby.
Okrem toho v dôsledku odlišnej štruktúry grafitu a medi je bod korózie povrchového výboja grafitovej elektródy pravidelnejší ako bod medenej elektródy. Preto, keď sa spracováva rovnaká drsnosť povrchu VDI20 alebo vyššia, zrnitosť povrchu obrobku spracovaného grafitovou elektródou je zreteľnejšia a tento povrchový efekt zrna je lepší ako efekt povrchu výboja medenej elektródy.
1.4. Presnosť obrábania.
Koeficient tepelnej rozťažnosti grafitového materiálu je malý, koeficient tepelnej rozťažnosti medeného materiálu je 4-krát väčší ako u grafitového materiálu, takže pri spracovaní výboja je grafitová elektróda menej náchylná na deformáciu ako medená elektróda, ktorá môže získať stabilnejšie a spoľahlivá presnosť spracovania.
Najmä pri spracovaní hlbokých a úzkych rebier miestna vysoká teplota spôsobuje, že medená elektróda sa ľahko ohýba, ale grafitová nie.
Pre medenú elektródu s veľkým pomerom hĺbky a priemeru by sa mala kompenzovať určitá hodnota tepelnej rozťažnosti, aby sa korigovala veľkosť počas nastavovania obrábania, zatiaľ čo grafitová elektróda nie je potrebná.
1.5.Hmotnosť elektródy.
Grafitový materiál je menej hustý ako meď a hmotnosť grafitovej elektródy rovnakého objemu je len 1/5 hmotnosti medenej elektródy.
Je vidieť, že použitie grafitu je veľmi vhodné pre elektródu s veľkým objemom, čo výrazne znižuje zaťaženie vretena EDM obrábacieho stroja. Elektróda nebude spôsobovať ťažkosti pri upínaní kvôli svojej veľkej hmotnosti a spôsobí vychýlenie pri spracovaní atď. Je zrejmé, že je veľmi dôležité použiť grafitovú elektródu pri spracovaní vo veľkom meradle.
1.6.Náročnosť výroby elektródy.
Výkon obrábania grafitového materiálu je dobrý. Rezný odpor je len 1/4 odporu medi. Pri správnych podmienkach spracovania je účinnosť frézovania grafitovej elektródy 2 až 3-krát vyššia ako účinnosť medenej elektródy.
Grafitová elektróda sa ľahko čistí a môže sa použiť na spracovanie obrobku, ktorý by mal byť dokončený viacerými elektródami do jednej elektródy.
Jedinečná štruktúra častíc grafitového materiálu zabraňuje vzniku otrepov po frézovaní a tvarovaní elektródy, čo môže priamo spĺňať požiadavky na použitie, keď sa otrepy nedajú ľahko odstrániť pri komplexnom modelovaní, čím sa eliminuje proces ručného leštenia elektródy a vyhýba sa tvaru. chyba zmeny a veľkosti spôsobená leštením.
Je potrebné poznamenať, že pretože grafit je hromadenie prachu, frézovanie grafitu bude produkovať veľa prachu, takže frézka musí mať tesnenie a zariadenie na zachytávanie prachu.
Ak je potrebné použiť edM na spracovanie grafitovej elektródy, jej spracovateľský výkon nie je taký dobrý ako medený materiál, rýchlosť rezania je asi o 40% pomalšia ako meď.
1.7. Inštalácia a používanie elektródy.
Grafitový materiál má dobrú priľnavosť. Môže sa použiť na spojenie grafitu s prípravkom frézovaním elektródy a vybíjaním, čo môže ušetriť postup obrábania otvoru pre skrutku na materiáli elektródy a ušetriť pracovný čas.
Grafitový materiál je pomerne krehký, najmä malá, úzka a dlhá elektróda, ktorá sa pri použití vonkajšej sily ľahko zlomí, ale okamžite vie, že elektróda bola poškodená.
Ak je to medená elektróda, bude sa iba ohýbať a nerozbije sa, čo je veľmi nebezpečné a ťažko sa nájde v procese používania, a ľahko to povedie k šrotu obrobku.
1.8.Cena.
Medený materiál je neobnoviteľný zdroj, cenový trend bude čoraz drahší, pričom cena grafitového materiálu má tendenciu sa stabilizovať.
Rast cien medeného materiálu v posledných rokoch, hlavní výrobcovia grafitu zlepšujúce proces výroby grafitu robia svoju konkurenčnú výhodu, teraz pri rovnakom objeme je všeobecnosť ceny materiálu grafitovej elektródy a cena materiálov medených elektród pomerne, ale grafit môže dosiahnuť efektívne spracovanie, než použitie medenej elektródy na úsporu veľkého počtu pracovných hodín, čo zodpovedá priamemu zníženiu výrobných nákladov.
Aby som to zhrnul, spomedzi 8 edM charakteristík grafitovej elektródy sú jej výhody zrejmé: účinnosť frézovacej elektródy a spracovania výboja je výrazne lepšia ako u medenej elektródy; veľká elektróda má malú hmotnosť, dobrú rozmerovú stabilitu, tenká elektróda sa nedá ľahko deformovať a povrchová štruktúra je lepšia ako medená elektróda.
Nevýhodou grafitového materiálu je, že nie je vhodný na spracovanie jemným povrchovým výbojom pod VDI12 (Ra0,4 m) a účinnosť použitia edM na výrobu elektródy je nízka.
Z praktického hľadiska je však jedným z dôležitých dôvodov, ktoré ovplyvňujú účinnú propagáciu grafitových materiálov v Číne, že na frézovanie elektród je potrebný špeciálny stroj na spracovanie grafitu, čo kladie nové požiadavky na zariadenia na spracovanie foriem, niektorých malých podnikov. nemusí mať túto podmienku.
Vo všeobecnosti výhody grafitových elektród pokrývajú prevažnú väčšinu príležitostí na spracovanie edM a sú hodné popularizácie a aplikácie so značnými dlhodobými výhodami. Nedostatok jemného opracovania povrchu môže byť vykompenzovaný použitím medených elektród.
2.Výber materiálov grafitových elektród pre EDM
Pre grafitové materiály existujú hlavne tieto štyri ukazovatele, ktoré priamo určujú výkon materiálov:
1) Priemerný priemer častíc materiálu
Stredný priemer častíc materiálu priamo ovplyvňuje stav vypúšťania materiálu.
Čím menšia je priemerná častica grafitového materiálu, tým rovnomernejší je výboj, čím stabilnejšie sú podmienky výboja, tým lepšia je kvalita povrchu a tým menšie sú straty.
Čím väčšia je priemerná veľkosť častíc, tým lepšiu rýchlosť úberu možno dosiahnuť pri hrubom obrábaní, ale povrchový efekt konečnej úpravy je slabý a strata elektródy je veľká.
2) Pevnosť materiálu v ohybe
Pevnosť materiálu v ohybe je priamym odrazom jeho pevnosti, čo naznačuje tesnosť jeho vnútornej štruktúry.
Materiál s vysokou pevnosťou má relatívne dobrú odolnosť proti vybíjaniu. Pre elektródu s vysokou presnosťou by sa mal podľa možnosti zvoliť materiál s dobrou pevnosťou.
3) Tvrdosť materiálu podľa Shorea
Grafit je tvrdší ako kovové materiály a strata rezného nástroja je väčšia ako strata rezného kovu.
Zároveň je lepšia vysoká tvrdosť grafitového materiálu pri kontrole straty výboja.
4) Vlastný odpor materiálu
Rýchlosť vybíjania grafitového materiálu s vysokým vlastným odporom bude pomalšia ako rýchlosť vybíjania s nízkym odporom.
Čím vyšší je vlastný odpor, tým menšia je strata elektródy, ale čím vyšší je vlastný odpor, stabilita výboja bude ovplyvnená.
V súčasnosti je k dispozícii mnoho rôznych druhov grafitu od popredných svetových dodávateľov grafitu.
Vo všeobecnosti podľa priemerného priemeru častíc grafitových materiálov, ktoré sa majú klasifikovať, je priemer častíc ≤ 4 m definovaný ako jemný grafit, častice s veľkosťou 5 ~ 10 m sú definované ako stredný grafit, častice vo výške 10 m vyššie sú definované ako hrubý grafit.
Čím menší je priemer častíc, tým je materiál drahší, tým vhodnejší grafitový materiál možno vybrať podľa požiadaviek a nákladov na EDM.
3.Výroba grafitovej elektródy
Grafitová elektróda sa vyrába hlavne frézovaním.
Z hľadiska technológie spracovania sú grafit a meď dva rôzne materiály a ich rôzne rezné vlastnosti by sa mali zvládnuť.
Ak je grafitová elektróda spracovaná procesom medenej elektródy, nevyhnutne nastanú problémy, ako je časté lámanie plechu, čo si vyžaduje použitie vhodných rezných nástrojov a rezných parametrov.
Obrábanie grafitovej elektródy ako opotrebovania nástroja medenej elektródy, z ekonomického hľadiska je výber karbidového nástroja najhospodárnejší, vyberte si diamantový nástroj na poťahovanie (nazývaný grafitový nôž), cena je drahšia, ale nástroj na diamantové poťahovanie má dlhú životnosť, vysokú presnosť spracovania, celkový ekonomický prínos je dobrý.
Veľkosť predného uhla nástroja ovplyvňuje aj jeho životnosť, predný uhol 0° bude až o 50% vyšší ako predný uhol 15° Uhol životnosti nástroja, stabilita rezu je tiež lepšia, ale čím väčší uhol, tým lepší povrch obrábania, použitím 15° uhla nástroja možno dosiahnuť najlepší povrch obrábania.
Rezná rýchlosť pri obrábaní môže byť nastavená podľa tvaru elektródy, zvyčajne 10 m/min, podobne ako pri obrábaní hliníka alebo plastu, rezný nástroj môže byť priamo na obrobku a mimo neho pri hrubom obrábaní a fenomén uhla pri dokončovacom obrábaní ľahko dochádza ku kolapsu a fragmentácii a často sa používa spôsob rýchlej chôdze s ľahkým nožom.
Grafitová elektróda v procese rezania bude produkovať veľa prachu, aby sa zabránilo vdýchnutiu grafitových častíc vretenom a skrutkou stroja, v súčasnosti existujú dve hlavné riešenia, jedným je použitie špeciálneho stroja na spracovanie grafitu, druhým je bežné spracovateľské centrum. namontovať, vybavené špeciálnym zariadením na zachytávanie prachu.
Špeciálna grafitová vysokorýchlostná frézka na trhu má vysokú účinnosť frézovania a môže ľahko dokončiť výrobu zložitých elektród s vysokou presnosťou a dobrou kvalitou povrchu.
Ak je na výrobu grafitovej elektródy potrebná EDM, odporúča sa použiť jemný grafitový materiál s menším priemerom častíc.
Výkon obrábania grafitu je slabý, čím menší je priemer častíc, tým je možné dosiahnuť vyššiu účinnosť rezania a možno sa vyhnúť abnormálnym problémom, ako je časté lámanie drôtu a povrchové strapce.
4.EDM parametre grafitovej elektródy
Výber EDM parametrov grafitu a medi je značne odlišný.
Parametre EDM zahŕňajú najmä prúd, šírku impulzu, medzeru impulzov a polaritu.
Nasledujúci text popisuje základ pre racionálne použitie týchto hlavných parametrov.
Prúdová hustota grafitovej elektródy je vo všeobecnosti 10~12 A/cm2, oveľa väčšia ako hustota medenej elektródy. Preto v rámci rozsahu prúdu povoleného v zodpovedajúcej oblasti, čím väčší je prúd zvolený, tým rýchlejšia bude rýchlosť spracovania grafitového výboja, tým menšia bude strata elektródy, ale drsnosť povrchu bude hrubšia.
Čím väčšia je šírka impulzu, tým nižšia bude strata elektródy.
Väčšia šírka impulzu však zhorší stabilitu spracovania a rýchlosť spracovania bude nižšia a povrch bude drsnejší.
Aby sa zabezpečila nízka strata elektródy počas hrubého obrábania, zvyčajne sa používa relatívne veľká šírka impulzu, ktorá môže efektívne realizovať nízkostratové obrábanie grafitovej elektródy, keď je hodnota medzi 100 a 300 US.
Aby sa dosiahol jemný povrch a stabilný výbojový efekt, mala by sa zvoliť menšia šírka impulzu.
Vo všeobecnosti je šírka impulzu grafitovej elektródy asi o 40 % menšia ako šírka medenej elektródy
Medzera impulzov ovplyvňuje najmä rýchlosť obrábania na výtlaku a stabilitu obrábania. Čím väčšia hodnota, tým lepšia bude stabilita obrábania, čo pomáha dosiahnuť lepšiu rovnomernosť povrchu, ale rýchlosť obrábania sa zníži.
Pod podmienkou zabezpečenia stability spracovania možno vyššiu účinnosť spracovania dosiahnuť výberom menšej medzery impulzov, ale keď je stav vybíjania nestabilný, vyššiu efektivitu spracovania možno dosiahnuť výberom väčšej medzery impulzov.
Pri obrábaní výbojom grafitovou elektródou sa medzera impulzu a šírka impulzu zvyčajne nastavujú na 1:1, zatiaľ čo pri obrábaní medenou elektródou sa medzera impulzu a šírka impulzu zvyčajne nastavujú na 1:3.
Pri stabilnom spracovaní grafitu je možné prispôsobiť pomer medzi medzerou impulzu a šírkou impulzu na 2:3.
V prípade malej vôle impulzov je výhodné vytvoriť na povrchu elektródy kryciu vrstvu, ktorá pomáha znižovať stratu elektródy.
Výber polarity grafitovej elektródy pri EDM je v podstate rovnaký ako pri medenej elektróde.
Podľa efektu polarity EDM sa obrábanie s kladnou polaritou zvyčajne používa pri obrábaní lisovacej ocele, to znamená, že elektróda je pripojená k kladnému pólu napájacieho zdroja a obrobok je pripojený k zápornému pólu napájacieho zdroja.
Použitím veľkého prúdu a šírky impulzu môže výber obrábania s kladnou polaritou dosiahnuť extrémne nízke straty elektródy. Ak je polarita nesprávna, strata elektródy bude veľmi veľká.
Iba keď sa vyžaduje jemné spracovanie povrchu menšieho ako VDI18 (Ra0,8 m) a šírka impulzu je veľmi malá, na získanie lepšej kvality povrchu sa používa spracovanie s negatívnou polaritou, ale strata elektródy je veľká.
Teraz sú CNC edM obrábacie stroje vybavené parametrami obrábania grafitovým výbojom.
Využitie elektrických parametrov je inteligentné a môže ich automaticky generovať expertný systém obrábacieho stroja.
Vo všeobecnosti môže stroj nakonfigurovať optimalizované parametre spracovania výberom dvojice materiálov, typu aplikácie, hodnoty drsnosti povrchu a zadaním oblasti spracovania, hĺbky spracovania, mierky veľkosti elektród atď. Počas programovania.
Sada pre grafitovú elektródu edm obrábacích strojov knižnica bohatých parametrov spracovania, typ materiálu si môžete vybrať v hrubom grafite, grafit, grafit zodpovedá rôznym materiálom obrobku, na rozdelenie typu aplikácie pre štandardné, hlboké drážky, ostré hroty, veľké oblasť, veľká dutina, ako je jemná, tiež poskytuje nízke straty, štandard, vysokú účinnosť atď., Mnoho druhov výberu priority spracovania.
5.Záver
Nový grafitový elektródový materiál stojí za energickú popularizáciu a jeho výhody budú postupne uznané a akceptované domácim výrobným odvetvím foriem.
Správny výber materiálov grafitových elektród a zlepšenie súvisiacich technologických prepojení prinesie podnikom na výrobu foriem vysokú účinnosť, vysokú kvalitu a nízke náklady.
Čas odoslania: 4. decembra 2020