1.EDM egenskaper av grafittmaterialer.
1.1.Utløpsmaskinhastighet.
Grafitt er et ikke-metallisk materiale med et meget høyt smeltepunkt på 3 650 ° C, mens kobber har et smeltepunkt på 1 083 ° C, slik at grafittelektroden tåler større strøminnstillingsforhold.
Når utladningsområdet og elektrodestørrelsen er større, er fordelene med høyeffektiv grovbearbeiding av grafittmateriale mer åpenbare.
Den termiske ledningsevnen til grafitt er 1/3 av kobber, og varmen som genereres under utladningsprosessen kan brukes til å fjerne metallmaterialer mer effektivt. Derfor er prosesseringseffektiviteten til grafitt høyere enn kobberelektroden i middels og fin behandling.
I henhold til prosesserfaringen er utladningsbehandlingshastigheten til grafittelektroden 1,5 ~ 2 ganger raskere enn kobberelektroden under de riktige bruksforholdene.
1.2.Elektrodeforbruk.
Grafittelektrode har karakteren som kan motstå de høye strømforholdene, i tillegg, under betingelse av passende grovinnstilling, inkludert karbonstål arbeidsstykker produsert under maskinering fjerning i innhold og arbeidsvæske ved høy temperatur nedbrytning av karbonpartikler, polaritetseffekten, under virkningen av delvis fjerning av innhold, vil karbonpartikler feste seg til elektrodeoverflaten for å danne et beskyttende lag, sikre grafittelektroden i lite tap ved grov bearbeiding, eller til og med "null avfall".
Hovedelektrodetapet i EDM kommer fra grov bearbeiding. Selv om tapsraten er høy under innstillingsforholdene for etterbehandling, er det totale tapet også lavt på grunn av den lille maskineringstillegget som er reservert for deler.
Generelt er tapet av grafittelektrode mindre enn for kobberelektrode ved grov bearbeiding av stor strøm og litt mer enn for kobberelektrode ved etterbearbeiding. Elektrodetapet til grafittelektroden er likt.
1.3.Overflatens kvalitet.
Partikkeldiameteren til grafittmateriale påvirker direkte overflateruheten til EDM. Jo mindre diameteren er, desto lavere kan overflateruheten oppnås.
For noen år siden ved bruk av partikkel phi 5 mikron i diameter grafittmateriale, kan den beste overflaten bare oppnå VDI18 edm (Ra0,8 mikron), i dag har korndiameteren til grafittmaterialer vært i stand til å oppnå innenfor 3 mikron phi, den beste overflaten kan oppnå stabil VDI12 edm (Ra0,4 mu m) eller mer sofistikert nivå, men grafittelektroden til å speile edm.
Kobbermaterialet har lav resistivitet og kompakt struktur, og kan bearbeides stabilt under vanskelige forhold. Overflateruheten kan være mindre enn Ra0,1 m, og den kan behandles med speil.
Således, hvis utladningsmaskinen forfølger ekstremt fin overflate, er det mer egnet å bruke kobbermateriale som elektrode, som er hovedfordelen med kobberelektrode fremfor grafittelektrode.
Men kobberelektrode under betingelser med stor strøminnstilling, er elektrodeoverflaten lett å bli ru, ser jevn sprekk ut, og grafittmaterialer ville ikke ha dette problemet, overflateruhetskravet for VDI26 (Ra2.0 mikron) om muggbehandling, ved hjelp av en grafittelektrode kan gjøres fra grov til fin behandling, realiserer den jevne overflateeffekten, overflatedefektene.
I tillegg, på grunn av den forskjellige strukturen til grafitt og kobber, er overflateutladningskorrosjonspunktet til grafittelektroden mer regelmessig enn kobberelektroden. Derfor, når den samme overflateruheten til VDI20 eller høyere behandles, er overflategranulariteten til arbeidsstykket behandlet med grafittelektrode mer distinkt, og denne kornoverflateeffekten er bedre enn utladningsoverflateeffekten til kobberelektroden.
1.4. Maskineringsnøyaktigheten.
Koeffisienten for termisk utvidelse av grafittmateriale er liten, termisk utvidelseskoeffisient for kobbermateriale er 4 ganger den for grafittmateriale, så i utladningsbehandlingen er grafittelektroden mindre utsatt for deformasjon enn kobberelektroden, som kan oppnå mer stabil og pålitelig behandlingsnøyaktighet.
Spesielt når dype og smale ribber behandles, gjør lokal høy temperatur kobberelektroden lett til å bøye seg, men grafittelektroden gjør det ikke.
For kobberelektroder med et stort dybde-diameterforhold bør en viss termisk ekspansjonsverdi kompenseres for å korrigere størrelsen under maskininnstilling, mens grafittelektrode ikke er nødvendig.
1.5. Elektrodevekt.
Grafittmaterialet er mindre tett enn kobber, og vekten av grafittelektroden med samme volum er bare 1/5 av kobberelektrodens vekt.
Det kan sees at bruken av grafitt er veldig egnet for elektroden med et stort volum, noe som i stor grad reduserer belastningen på spindelen til EDM-maskinverktøy. Elektroden vil på grunn av sin store vekt ikke medføre ulemper ved fastspenning, og den vil gi avbøyningsforskyvning i bearbeidingen etc. Det kan ses at det er av stor betydning å bruke grafittelektrode i storskala støpeformbehandlingen.
1.6. Vanskeligheter ved produksjon av elektrode.
Maskineringsytelsen til grafittmateriale er god. Skjæremotstanden er bare 1/4 av kobber. Under de riktige behandlingsforholdene er effektiviteten av fresing av grafittelektrode 2 ~ 3 ganger den for kobberelektrode.
Grafittelektroden er lett å fjerne vinkel, og den kan brukes til å behandle arbeidsstykket som skal ferdigstilles av flere elektroder til en enkelt elektrode.
Den unike partikkelstrukturen til grafittmateriale forhindrer grader i å oppstå etter elektrodefresing og -forming, som direkte kan oppfylle brukskravene når graderne ikke lett fjernes i den komplekse modelleringen, og dermed eliminere prosessen med manuell polering av elektroden og unngå formen endring og størrelsesfeil forårsaket av polering.
Det skal bemerkes at fordi grafitt er støvakkumulering, vil fresegrafitt produsere mye støv, så fresemaskinen må ha en tetning og støvoppsamlingsanordning.
Hvis det er nødvendig å bruke edM for å behandle grafittelektroder, er prosessytelsen ikke like god som kobbermateriale, skjærehastigheten er omtrent 40% lavere enn kobber.
1.7.Elektrodeinstallasjon og bruk.
Grafittmateriale har gode bindeegenskaper. Den kan brukes til å binde grafitt med armaturet ved å frese elektroden og utlade, noe som kan spare prosedyren for maskinering av skruehull på elektrodematerialet og spare arbeidstid.
Grafittmaterialet er relativt sprøtt, spesielt den lille, smale og lange elektroden, som er lett å bryte når den utsettes for ytre kraft under bruk, men som umiddelbart kan vite at elektroden er skadet.
Hvis det er kobberelektrode, vil det bare bøye seg og ikke bryte, noe som er veldig farlig og vanskelig å finne i bruksprosessen, og det vil lett føre til skrap av arbeidsstykket.
1.8.Pris.
Kobbermateriale er en ikke-fornybar ressurs, pristrenden vil bli dyrere og dyrere, mens prisen på grafittmateriale har en tendens til å stabilisere seg.
Kobbermateriale prisen øker de siste årene, de store produsentene av grafitt forbedre prosessen i produksjonen av grafitt gjør sitt konkurransefortrinn, nå, under samme volum, er genereltheten av grafittelektrodematerialeprisen og prisen på kobberelektrodematerialer ganske, men grafitten kan oppnå effektiv behandling, enn bruk av kobberelektrode for å spare et stort antall arbeidstimer, tilsvarende å redusere produksjonskostnadene direkte.
For å oppsummere, blant 8 edM-karakteristikkene til grafittelektroder, er fordelene åpenbare: effektiviteten til freseelektrode og utladningsbehandling er betydelig bedre enn kobberelektroden; stor elektrode har liten vekt, god dimensjonsstabilitet, tynn elektrode er ikke lett å deformere, og overflatetekstur er bedre enn kobberelektrode.
Ulempen med grafittmateriale er at det ikke er egnet for behandling av fin overflateutladning under VDI12 (Ra0,4 m), og effektiviteten ved å bruke edM til å lage elektrode er lav.
Men fra et praktisk synspunkt er en av de viktige årsakene som påvirker effektiv promotering av grafittmaterialer i Kina at det er nødvendig med en spesiell grafittbehandlingsmaskin for fresing av elektroder, noe som stiller nye krav til prosessutstyr til støpeformbedrifter, noen små bedrifter. har kanskje ikke denne tilstanden.
Generelt dekker fordelene med grafittelektroder det store flertallet av edM-behandlinger, og er verdig popularisering og anvendelse, med betydelige langsiktige fordeler. Mangelen på fin overflatebehandling kan gjøres opp ved bruk av kobberelektroder.
2.Utvalg av grafittelektrodematerialer for EDM
For grafittmaterialer er det hovedsakelig følgende fire indikatorer som direkte bestemmer materialenes ytelse:
1) Gjennomsnittlig partikkeldiameter for materialet
Den gjennomsnittlige partikkeldiameteren til materialet påvirker direkte utslippstilstanden til materialet.
Jo mindre den gjennomsnittlige partikkelen av grafittmateriale er, jo jevnere er utslippet, desto mer stabil er utslippstilstanden, desto bedre er overflatekvaliteten, og jo mindre er tapet.
Jo større gjennomsnittlig partikkelstørrelse er, jo bedre fjerningshastighet kan oppnås ved grovbearbeiding, men overflateeffekten av etterbehandling er dårlig og elektrodetapet er stort.
2) Bøyestyrken til materialet
Bøyestyrken til et materiale er en direkte refleksjon av dets styrke, noe som indikerer tettheten til dets indre struktur.
Materialet med høy styrke har relativt god utslippsmotstand. For elektroden med høy presisjon bør materialet med god styrke velges så langt det er mulig.
3) Shore hardhet av materialet
Grafitt er hardere enn metallmaterialer, og tapet av skjæreverktøyet er større enn det skjærende metallet.
Samtidig er den høye hardheten til grafittmaterialet i utslippstapskontrollen bedre.
4) Materialets iboende resistivitet
Utladningshastigheten til grafittmateriale med høy iboende resistivitet vil være langsommere enn den med lav resistivitet.
Jo høyere iboende resistivitet, jo mindre elektrodetapet, men jo høyere iboende resistivitet, vil stabiliteten til utladningen bli påvirket.
For tiden er det mange forskjellige kvaliteter av grafitt tilgjengelig fra verdens ledende grafittleverandører.
Generelt i henhold til den gjennomsnittlige partikkeldiameteren til grafittmaterialer som skal klassifiseres, er partikkeldiameter ≤ 4 m definert som fin grafitt, partikler i 5 ~ 10 m er definert som middels grafitt, partikler i 10 m ovenfor er definert som grov grafitt.
Jo mindre partikkeldiameteren er, jo dyrere materialet er, jo mer egnet grafittmateriale kan velges i henhold til kravene og kostnadene til EDM.
3.Fabrikasjon av grafittelektrode
Grafittelektroden er hovedsakelig laget ved fresing.
Fra et prosessteknologisk synspunkt er grafitt og kobber to forskjellige materialer, og deres forskjellige skjæreegenskaper bør mestres.
Hvis grafittelektroden behandles av prosessen med kobberelektrode, vil det uunngåelig oppstå problemer, for eksempel hyppig brudd på arket, som krever bruk av passende skjæreverktøy og skjæreparametere.
Maskinering av grafittelektrode enn kobberelektrodeverktøyslitasje, av økonomisk betraktning er valget av karbidverktøy det mest økonomiske, velg diamantbeleggverktøy (kalt grafittkniv) prisen er dyrere, men diamantbeleggverktøy lang levetid, høy prosesspresisjon, den samlede økonomiske fordelen er god.
Størrelsen på den fremre vinkelen på verktøyet påvirker også levetiden, 0° frontvinkel på verktøyet vil være opptil 50 % høyere enn 15° frontvinkel på verktøyets levetid, skjærestabiliteten er også bedre, men større vinkel, jo bedre maskinoverflate, bruk av 15° vinkel på verktøyet kan oppnå den beste maskineringsoverflaten.
Skjærehastigheten i bearbeiding kan justeres i henhold til elektrodens form, vanligvis 10m/min, lik bearbeiding av aluminium eller plast, skjæreverktøyet kan være direkte på og av arbeidsstykket ved grov bearbeiding, og fenomenet vinkel kollaps og fragmentering er lett å oppstå ved etterbehandling av maskinering, og måten å gå lett kniv raskt på er ofte tatt i bruk.
Grafittelektrode i skjæreprosessen vil produsere mye støv, for å unngå grafittpartikler inhalert maskinspindel og skrue, det er to hovedløsninger for tiden, den ene er å bruke en spesiell grafittbehandlingsmaskin, den andre er det ordinære prosesseringssenteret ommontering, utstyrt med en spesiell støvoppsamlingsanordning.
Den spesielle grafittfresemaskinen på markedet har høy freseeffektivitet og kan enkelt fullføre produksjonen av komplekse elektroder med høy presisjon og god overflatekvalitet.
Hvis EDM er nødvendig for å lage en grafittelektrode, anbefales det å bruke et fint grafittmateriale med mindre partikkeldiameter.
Maskineringsytelsen til grafitt er dårlig, jo mindre partikkeldiameteren er, jo høyere skjæreeffektivitet kan oppnås, og de unormale problemene som hyppig wirebrudd og overflatefrynser kan unngås.
4.EDM parametere for grafittelektrode
Utvalget av EDM-parametre for grafitt og kobber er ganske annerledes.
Parametrene til EDM inkluderer hovedsakelig strøm, pulsbredde, pulsgap og polaritet.
Det følgende beskriver grunnlaget for rasjonell bruk av disse hovedparametrene.
Strømtettheten til grafittelektroden er generelt 10 ~ 12 A/cm2, mye større enn for kobberelektroden. Derfor, innenfor strømmen som er tillatt i det tilsvarende området, jo større strømmen er valgt, jo raskere vil grafittutladningsbehandlingshastigheten være, jo mindre vil elektrodetapet være, men overflateruheten vil være tykkere.
Jo større pulsbredden er, desto lavere vil elektrodetapet være.
En større pulsbredde vil imidlertid gjøre prosesseringsstabiliteten dårligere, og prosesseringshastigheten langsommere og overflaten grovere.
For å sikre lavt elektrodetap under grov bearbeiding, brukes vanligvis en relativt stor pulsbredde, som effektivt kan realisere lavtapsbearbeiding av grafittelektrode når verdien er mellom 100 og 300 US.
For å oppnå fin overflate og stabil utladningseffekt bør en mindre pulsbredde velges.
Generelt er pulsbredden til grafittelektroden omtrent 40 % mindre enn for kobberelektroden
Pulsgapet påvirker hovedsakelig utløpsmaskinhastigheten og maskineringsstabiliteten. Jo større verdi, desto bedre blir maskineringsstabiliteten, noe som er nyttig for å oppnå bedre overflateuniformitet, men maskineringshastigheten vil reduseres.
Under betingelsen om å sikre prosesseringsstabiliteten, kan den høyere prosesseringseffektiviteten oppnås ved å velge et mindre pulsgap, men når utladningstilstanden er ustabil, kan den høyere prosesseringseffektiviteten oppnås ved å velge et større pulsgap.
Ved grafittelektrodeutladningsbearbeiding er pulsgap og pulsbredde vanligvis satt til 1:1, mens ved kobberelektrodebearbeiding er pulsgap og pulsbredde vanligvis satt til 1:3.
Under stabil grafittbehandling kan samsvarsforholdet mellom pulsgap og pulsbredde justeres til 2:3.
Ved liten pulsklaring er det fordelaktig å danne et dekkende lag på elektrodeoverflaten, noe som er nyttig for å redusere elektrodetapet.
Polaritetsvalget for grafittelektrode i EDM er i utgangspunktet det samme som for kobberelektrode.
I henhold til polaritetseffekten til EDM, brukes vanligvis bearbeiding med positiv polaritet ved bearbeiding av stål, det vil si at elektroden er koblet til den positive polen til strømforsyningen, og arbeidsstykket er koblet til den negative polen til strømforsyningen.
Ved å bruke stor strøm og pulsbredde kan valg av bearbeiding med positiv polaritet oppnå ekstremt lavt elektrodetap. Hvis polariteten er feil, vil elektrodetapet bli veldig stort.
Bare når overflaten skal finbehandles mindre enn VDI18 (Ra0,8 m) og pulsbredden er svært liten, brukes den negative polaritetsbehandlingen for å oppnå bedre overflatekvalitet, men elektrodetapet er stort.
Nå er CNC edM-maskinverktøy utstyrt med grafittutladningsbearbeidingsparametere.
Bruken av elektriske parametere er intelligent og kan genereres automatisk av ekspertsystemet til maskinverktøyet.
Generelt kan maskinen konfigurere de optimaliserte prosessparameterne ved å velge materialpar, påføringstype, overflateruhetsverdi og legge inn prosessområdet, prosessdybde, skalering av elektrodestørrelse osv. Under programmering.
Sett for grafittelektrode av edm maskinverktøybibliotek rike prosessparametere, kan materialtypen velge i grov grafitt, grafitt, grafitt tilsvarer en rekke arbeidsstykkemateriale, for å dele inn applikasjonstypen for standarden, dypt spor, skarp spiss, stor område, stort hulrom, for eksempel fine, gir også lavt tap, standard, høy effektivitet og så videre de mange typer behandlingsprioritetsvalg.
5.Konklusjon
Det nye grafittelektrodematerialet er verdt å popularisere kraftig, og dets fordeler vil gradvis bli anerkjent og akseptert av den innenlandske støpeformindustrien.
Riktig valg av grafittelektrodematerialer og forbedring av relaterte teknologiske koblinger vil gi høy effektivitet, høy kvalitet og lave kostnader for støpeformproduksjonsbedrifter
Innleggstid: 04. desember 2020