1. Характеристики EDM графітових матеріалів.
1.1.Швидкість розвантажуваної обробки.
Графіт є неметалевим матеріалом з дуже високою температурою плавлення 3650 °C, тоді як мідь має температуру плавлення 1083 °C, тому графітовий електрод може витримувати більші умови встановлення струму.
Коли площа розряду та масштаб розміру електрода більші, переваги високоефективної грубої обробки графітового матеріалу більш очевидні.
Теплопровідність графіту становить 1/3 теплопровідності міді, а тепло, що виділяється під час процесу розряду, можна використовувати для ефективнішого видалення металевих матеріалів.Тому ефективність обробки графіту вища, ніж у мідного електрода при середній і тонкій обробці.
Відповідно до досвіду обробки, швидкість обробки розряду графітового електрода в 1,5-2 рази вища, ніж у мідного електрода за правильних умов використання.
1.2.Витрата електродів.
Графітовий електрод має характер, що витримує умови високого струму, крім того, за умови відповідної чорнової обробки, у тому числі заготовок з вуглецевої сталі, отриманих під час механічної обробки, видалення вмісту та робочої рідини при високотемпературному розкладанні вуглецевих частинок, ефекту полярності, при Під дією часткового видалення вмісту частинки вуглецю прилипають до поверхні електрода, утворюючи захисний шар, забезпечуючи невелику втрату графітового електрода при грубій обробці або навіть «нуль відходів».
Основні втрати електродів в EDM виникають від грубої обробки.Незважаючи на те, що рівень втрат високий в умовах фінішної обробки, загальні втрати також низькі через невеликий припуск на обробку, зарезервований для деталей.
Загалом, втрати графітового електрода менші, ніж у мідного електрода при грубій обробці великого струму і трохи більше, ніж у мідного електрода при чистовій обробці.Електродні втрати графітового електрода аналогічні.
1.3. Якість поверхні.
Діаметр частинок графітового матеріалу безпосередньо впливає на шорсткість поверхні EDM.Чим менший діаметр, тим меншу шорсткість можна отримати.
Кілька років тому з використанням частинок phi діаметром 5 мікрон графітового матеріалу найкраща поверхня може бути досягнута лише VDI18 edm (Ra0,8 мікрон), сьогодні діаметр зерна графітових матеріалів може досягати в межах 3 мікрон phi, найкраща поверхня можна досягти стабільного VDI12 edm (Ra0,4 мкм) або більш складного рівня, але графітовий електрод для дзеркального edm.
Мідний матеріал має низький питомий опір і компактну структуру, і може стабільно оброблятися в складних умовах.Шорсткість поверхні може бути менше Ra0,1 м, її можна обробити дзеркалом.
Таким чином, якщо розрядна обробка переслідує надзвичайно тонку поверхню, то в якості електрода краще використовувати мідний матеріал, що є основною перевагою мідного електрода перед графітовим електродом.
Але мідний електрод за умови великого налаштування струму, поверхня електрода легко стає шорсткою, з’являється навіть тріщина, і графітові матеріали не мають цієї проблеми, вимога до шорсткості поверхні для VDI26 (Ra2,0 мікрон) щодо обробки прес-форми, використовуючи графітовий електрод може бути виконаний від грубої до тонкої обробки, реалізує рівномірний ефект поверхні, дефекти поверхні.
Крім того, через різну структуру графіту та міді точка корозії поверхневого розряду графітового електрода є більш правильною, ніж у мідного електрода.Тому, коли обробляється така ж шорсткість поверхні VDI20 або вище, зернистість поверхні заготовки, обробленої графітовим електродом, є більш чіткою, і цей ефект поверхні зерна кращий, ніж ефект поверхні розряду мідного електрода.
1.4.Точність обробки.
Коефіцієнт теплового розширення графітового матеріалу невеликий, коефіцієнт теплового розширення мідного матеріалу в 4 рази перевищує графітовий матеріал, тому при розрядній обробці графітовий електрод менш схильний до деформації, ніж мідний електрод, який може отримати більш стабільний і надійна точність обробки.
Особливо при обробці глибокого та вузького ребра локальна висока температура змушує мідний електрод легко згинатися, а графітовий — ні.
Для мідного електрода з великим відношенням глибини до діаметра певне значення теплового розширення має бути компенсовано для корекції розміру під час налаштування обробки, тоді як графітовий електрод не потрібен.
1.5.Вага електрода.
Графітовий матеріал менш щільний, ніж мідь, а вага графітового електрода того ж об’єму становить лише 1/5 ваги мідного електрода.
Видно, що використання графіту дуже підходить для електрода з великим об’ємом, що значно знижує навантаження на шпиндель електроерозійного верстата.Електрод не буде створювати незручностей при затисканні через велику вагу, а також викличе відхилення при обробці тощо. Видно, що використання графітового електрода при великомасштабній обробці прес-форми має велике значення.
1.6. Складність виготовлення електрода.
Продуктивність обробки графітового матеріалу хороша.Опір різанню становить лише 1/4 від міді.За правильних умов обробки ефективність фрезерного графітового електрода в 2-3 рази перевищує ефективність мідного електрода.
Графітовий електрод легко очищається від кута, і його можна використовувати для обробки заготовки, яка повинна бути оброблена кількома електродами, в один електрод.
Унікальна структура частинок графітового матеріалу запобігає появі задирок після фрезерування та формування електрода, що може безпосередньо відповідати вимогам використання, коли задирки нелегко видаляються в складному моделюванні, таким чином виключаючи процес ручного полірування електрода та уникаючи форми. зміна та помилка розміру, викликана поліруванням.
Слід зазначити, що, оскільки графіт є накопиченням пилу, фрезерний графіт вироблятиме багато пилу, тому фрезерний верстат повинен мати ущільнення та пристрій для збору пилу.
Якщо для обробки графітового електрода необхідно використовувати edM, його продуктивність обробки не така хороша, як мідний матеріал, швидкість різання приблизно на 40% повільніше, ніж у міді.
1.7. Установка та використання електрода.
Графітовий матеріал має хороші склеюючі властивості.Його можна використовувати для з’єднання графіту з кріпленням шляхом фрезерування електрода та розрядки, що може заощадити процедуру обробки отвору для гвинта на матеріалі електрода та заощадити робочий час.
Графітовий матеріал є відносно крихким, особливо маленький, вузький і довгий електрод, який легко зламати під час використання зовнішньої сили, але можна відразу дізнатися, що електрод пошкоджений.
Якщо це мідний електрод, він буде тільки згинатися, а не ламатися, що дуже небезпечно і важко знайти в процесі використання, і це легко призведе до брухту заготовки.
1.8.Ціна.
Мідний матеріал є невідновлюваним ресурсом, ціновий тренд буде ставати все дорожчим, тоді як ціна на графітовий матеріал має тенденцію до стабілізації.
Ціна мідного матеріалу зростає в останні роки, основні виробники графіту, покращуючи процес у виробництві графіту, роблять свою конкурентну перевагу, зараз, при тому ж обсязі, загальність ціни на матеріал графітового електрода та ціна на мідні електродні матеріали досить, але Графіт може досягти ефективної обробки, ніж використання мідного електрода для економії великої кількості робочих годин, що еквівалентно безпосередньому зниженню вартості виробництва.
Підводячи підсумок, серед 8 edM характеристик графітового електрода його переваги очевидні: ефективність фрезерного електрода та обробки розряду значно краща, ніж у мідного електрода;великий електрод має малу вагу, хорошу стабільність розмірів, тонкий електрод не легко деформується, а текстура поверхні краща, ніж мідний електрод.
Недоліком графітового матеріалу є те, що він не підходить для обробки тонкого поверхневого розряду під VDI12 (Ra0,4 м), а ефективність використання edM для виготовлення електрода низька.
Однак з практичної точки зору однією з важливих причин, що впливають на ефективне просування графітових матеріалів у Китаї, є те, що для фрезерування електродів необхідна спеціальна машина для обробки графіту, що висуває нові вимоги до технологічного обладнання прес-форм, деяких малих підприємств. може не мати цього стану.
Загалом переваги графітових електродів охоплюють переважну більшість випадків обробки edM, і заслуговують на популяризацію та застосування, з значними довгостроковими перевагами.Недолік тонкої обробки поверхні можна компенсувати використанням мідних електродів.
2. Вибір матеріалів графітових електродів для електроерозионної обробки
Для графітових матеріалів в основному існують такі чотири показники, які безпосередньо визначають експлуатаційні характеристики матеріалів:
1) Середній діаметр частинок матеріалу
Середній діаметр частинок матеріалу безпосередньо впливає на стан розряду матеріалу.
Чим менша середня частинка графітового матеріалу, тим більш рівномірний розряд, стабільніший стан розряду, краща якість поверхні і менші втрати.
Чим більший середній розмір частинок, тим кращу швидкість видалення можна отримати при грубій обробці, але поверхневий ефект чистової обробки поганий, а втрати електродів великі.
2) Міцність матеріалу на вигин
Міцність матеріалу на вигин є прямим відображенням його міцності, що вказує на герметичність його внутрішньої структури.
Матеріал з високою міцністю має відносно хороші характеристики стійкості до розряду.Для електрода з високою точністю слід вибирати, наскільки це можливо, матеріал з хорошою міцністю.
3) Твердість матеріалу по Шору
Графіт твердіший за металеві матеріали, і втрати ріжучого інструменту більші, ніж у ріжучого металу.
У той же час висока твердість графітового матеріалу в контролі втрат при розряді краще.
4) Властивий питомий опір матеріалу
Швидкість розряду графітового матеріалу з високим власним питомим опором буде повільніше, ніж з низьким питомим опором.
Чим вище власний питомий опір, тим менше втрата електродів, але чим вище власний питомий опір, це буде вплинути на стабільність розряду.
На даний момент існує багато різних сортів графіту, доступних від провідних світових постачальників графіту.
Як правило, відповідно до середнього діаметра частинок графітових матеріалів, які підлягають класифікації, діаметр частинок ≤ 4 м визначається як тонкий графіт, частинки в 5~10 м визначають як середній графіт, частинки в 10 м вище визначають як грубий графіт.
Чим менший діаметр частинок, тим дорожчий матеріал, тим більш відповідний графітовий матеріал можна вибрати відповідно до вимог і вартості EDM.
3. Виготовлення графітового електрода
Графітовий електрод в основному виготовляється фрезеруванням.
З точки зору технології обробки, графіт і мідь – це два різні матеріали, і їх різні характеристики різання слід засвоїти.
Якщо графітовий електрод обробити процесом мідного електрода, неминуче виникнуть проблеми, такі як часте руйнування листа, що вимагає використання відповідних ріжучих інструментів і параметрів різання.
Обробка графітового електрода, ніж зношування інструменту з мідним електродом, з економічної точки зору вибір твердосплавного інструменту є найбільш економічним, виберіть інструмент для нанесення алмазного покриття (так званий графітовий ніж) ціна дорожча, але інструмент з алмазним покриттям тривалий термін служби, висока точність обробки, загальна економічна вигода непогана.
Розмір переднього кута інструменту також впливає на термін його служби, передній кут 0° інструменту буде на 50% вище, ніж передній кут 15° терміну служби інструменту, стабільність різання також краща, але чим більше кут, тим краще поверхня обробки, використання кута 15° інструменту може досягти найкращої поверхні обробки.
Швидкість різання при механічній обробці можна регулювати відповідно до форми електрода, зазвичай 10 м/хв, подібно до обробки алюмінію або пластику, ріжучий інструмент може бути безпосередньо на заготовці та з неї при грубій обробці, а також явище кута при чистовій обробці легко відбутися руйнування та фрагментації, і часто використовується спосіб швидкого ходу легкого ножа.
Графітовий електрод в процесі різання буде виробляти багато пилу, щоб уникнути вдихання частинок графіту, шпиндель і гвинт машини, на даний момент є два основних рішення, одне - використовувати спеціальну машину для обробки графіту, інше - звичайний центр обробки. ремонт, оснащений спеціальним пристроєм для збирання пилу.
Спеціальний графітовий високошвидкісний фрезерний верстат на ринку має високу ефективність фрезерування і може легко завершити виготовлення складних електродів з високою точністю та хорошою якістю поверхні.
Якщо для виготовлення графітового електрода необхідна електроерозія, рекомендується використовувати дрібний графітовий матеріал з меншим діаметром частинок.
Ефективність обробки графіту погана, чим менший діаметр частинок, тим вищу ефективність різання можна отримати, а також можна уникнути ненормальних проблем, таких як часте обривання дроту та поверхнева бахрома.
4. Параметри EDM графітового електрода
Вибір параметрів EDM графіту і міді досить різний.
Параметри EDM в основному включають струм, ширину імпульсу, проміжок імпульсів і полярність.
Нижче описано основу для раціонального використання цих основних параметрів.
Щільність струму графітового електрода зазвичай становить 10~12 А/см2, що набагато більше, ніж у мідного електрода.Отже, в межах допустимого діапазону струму у відповідній області, чим більший струм обраний, тим швидше буде швидкість обробки графітового розряду, тим меншими будуть втрати електродів, але товщі буде шорсткість поверхні.
Чим більше ширина імпульсу, тим меншими будуть втрати електродів.
Однак більша ширина імпульсу погіршить стабільність обробки, швидкість обробки повільнішою, а поверхню – шорсткішою.
Щоб забезпечити низькі втрати електрода під час грубої обробки, зазвичай використовується відносно велика ширина імпульсу, яка може ефективно реалізувати обробку графітового електрода з низькими втратами, коли значення становить від 100 до 300 US.
Для отримання тонкої поверхні та стабільного ефекту розряду слід вибрати меншу ширину імпульсу.
Загалом, ширина імпульсу графітового електрода приблизно на 40% менше, ніж у мідного електрода.
Імпульсний проміжок в основному впливає на швидкість розрядної обробки та стабільність обробки.Чим більше значення, тим краще буде стабільність обробки, що допомагає отримати кращу однорідність поверхні, але швидкість обробки буде знижена.
За умови забезпечення стабільності обробки більшу ефективність обробки можна отримати, вибравши менший інтервал імпульсів, але коли стан розряду нестабільний, вищу ефективність обробки можна отримати, вибравши більший інтервал імпульсів.
При обробці графітових електродів проміжок і ширина імпульсу зазвичай встановлюються на 1:1, тоді як при обробці мідних електродів проміжок і ширина імпульсу зазвичай встановлюються на 1:3.
При стабільній обробці графіту співвідношення між проміжком і шириною імпульсу можна налаштувати до 2:3.
У разі невеликого зазору імпульсу вигідно утворити покривний шар на поверхні електрода, що допомагає зменшити втрати електрода.
Вибір полярності графітового електрода в EDM в основному такий же, як і для мідного електрода.
Відповідно до ефекту полярності EDM, при обробці штампової сталі зазвичай використовують обробку позитивної полярності, тобто електрод підключають до позитивного полюса джерела живлення, а заготовку — до негативного полюса джерела живлення.
Використовуючи великий струм і ширину імпульсу, вибираючи обробку з позитивною полярністю, можна досягти надзвичайно низьких втрат електродів.Якщо полярність неправильна, втрати електрода стануть дуже великими.
Тільки коли поверхню потрібно тонко обробити менше, ніж VDI18 (Ra0,8 м), а ширина імпульсу дуже мала, обробка негативної полярності використовується для отримання кращої якості поверхні, але втрати електродів великі.
Тепер верстати з ЧПУ edM оснащені параметрами обробки з розвантаженням графіту.
Використання електричних параметрів є розумним і може генеруватися автоматично експертною системою верстата.
Як правило, машина може налаштувати оптимізовані параметри обробки, вибравши пару матеріалів, тип нанесення, значення шорсткості поверхні та ввівши площу обробки, глибину обробки, масштабування розміру електрода тощо. Під час програмування.
Набір для графітового електрода бібліотеки верстатів edm багаті параметрами обробки, тип матеріалу можна вибрати в грубому графіті, графіті, графіті, що відповідає різноманітним матеріалам заготовки, щоб розділити тип застосування на стандартний, глибокий паз, гострий вістря, великий площа, велика порожнина, наприклад дрібна, також забезпечує низькі втрати, стандарт, високу ефективність і так далі багато видів вибору пріоритету обробки.
5.Висновок
Новий матеріал графітового електрода заслуговує енергійної популяризації, і його переваги будуть поступово визнані та прийняті вітчизняною промисловістю виробництва прес-форм.
Правильний підбір матеріалів для графітових електродів і вдосконалення пов'язаних з ними технологічних зв'язків принесе підприємствам-виробникам пресс-форм високу ефективність, високу якість і низьку вартість.
Час розміщення: 04.12.2020