1. Grafiittimateriaalien EDM-ominaisuudet.
1.1. Purkutyöstönopeus.
Grafiitti on ei-metallinen materiaali, jonka sulamispiste on erittäin korkea 3 650 ° C, kun taas kuparin sulamispiste on 1 083 ° C, joten grafiittielektrodi kestää suurempia virran asetusolosuhteita.
Kun purkausalue ja elektrodin koon mittakaava ovat suuremmat, grafiittimateriaalin korkean hyötysuhteen karkean työstön edut ovat ilmeisempiä.
Grafiitin lämmönjohtavuus on 1/3 kuparista, ja purkuprosessin aikana syntyvää lämpöä voidaan käyttää metallimateriaalien tehokkaampaan poistamiseen.Siksi grafiitin prosessointitehokkuus on korkeampi kuin kuparielektrodin keski- ja hienokäsittelyssä.
Käsittelykokemuksen mukaan grafiittielektrodin purkauksen käsittelynopeus on 1,5–2 kertaa nopeampi kuin kuparielektrodin oikeissa käyttöolosuhteissa.
1.2. Elektrodin kulutus.
Grafiittielektrodilla on luonne, joka kestää korkean virran olosuhteet, lisäksi asianmukaisen rouhintaasetuksen olosuhteissa, mukaan lukien hiiliterästyökappaleet, jotka on tuotettu koneistuksen poistamisen aikana sisällöstä ja työnesteestä hiilihiukkasten hajoamisessa korkeassa lämpötilassa, napaisuusvaikutus, alle Sisällön osittaisen poiston vaikutuksesta hiilihiukkaset kiinnittyvät elektrodin pintaan muodostaen suojakerroksen, varmistaen grafiittielektrodin pienen häviön karkeassa koneistuksessa tai jopa "nolla hukkaa".
Suurin elektrodihäviö EDM:ssä tulee karkeasta työstyksestä.Vaikka hävikkiaste on korkea viimeistelyn asetusolosuhteissa, myös kokonaishäviö on pieni johtuen osille varatusta pienestä koneistusvarasta.
Yleensä grafiittielektrodin häviö on pienempi kuin kuparielektrodin suuren virran karkeassa työstyksessä ja hieman suurempi kuin kuparielektrodin viimeistelytyöstössä.Grafiittielektrodin elektrodihäviö on samanlainen.
1.3.Pinnan laatu.
Grafiittimateriaalin hiukkashalkaisija vaikuttaa suoraan EDM:n pinnan karheuteen.Mitä pienempi halkaisija on, sitä pienempi on pinnan karheus.
Muutama vuosi sitten käyttämällä hiukkas-phi 5 mikronia halkaisijaltaan grafiittimateriaalia, paras pinta voi saavuttaa vain VDI18 edm (Ra0,8 mikronia), nykyään grafiittimateriaalien raehalkaisija on pystynyt saavuttamaan 3 mikronin rajoissa phi:stä, mikä on paras pinta. voi saavuttaa vakaan VDI12 edm (Ra0.4 mu m) tai kehittyneemmän tason, mutta grafiittielektrodi peilaa edm.
Kuparimateriaalilla on pieni ominaisvastus ja kompakti rakenne, ja se voidaan työstää vakaasti vaikeissa olosuhteissa.Pinnan karheus voi olla alle Ra0,1 m, ja se voidaan käsitellä peilillä.
Siten, jos purkaustyöstö pyrkii erittäin hienoon pintaan, on sopivampaa käyttää kuparimateriaalia elektrodina, mikä on kuparielektrodin tärkein etu grafiittielektrodiin verrattuna.
Mutta kuparielektrodin ollessa suuri virta-asetus, elektrodin pinta on helppo karheutua, näyttää jopa halkealta, eikä grafiittimateriaaleissa olisi tätä ongelmaa, pinnan karheusvaatimus VDI26:lle (Ra2,0 mikronia) muottikäsittelystä, käyttämällä grafiittielektrodi voidaan tehdä karkeasta hienokäsittelyyn, toteuttaa tasaisen pintavaikutuksen, pintavirheet.
Lisäksi grafiitin ja kuparin erilaisesta rakenteesta johtuen grafiittielektrodin pintapurkauskorroosiopiste on säännöllisempi kuin kuparielektrodin.Siksi, kun käsitellään samaa VDI20:n tai sitä korkeampaa pinnan karheutta, grafiittielektrodilla käsitellyn työkappaleen pinnan rakeisuus on selkeämpi, ja tämä raepintavaikutus on parempi kuin kuparielektrodin purkauspinnan vaikutus.
1.4. Koneistustarkkuus.
Grafiittimateriaalin lämpölaajenemiskerroin on pieni, kuparimateriaalin lämpölaajenemiskerroin on 4 kertaa grafiittimateriaalin lämpölaajenemiskerroin, joten purkauskäsittelyssä grafiittielektrodi on vähemmän altis muodonmuutokselle kuin kuparielektrodi, joka voi saada vakaamman ja vakaamman. luotettava käsittelyn tarkkuus.
Varsinkin kun käsitellään syvää ja kapeaa ripaa, paikallinen korkea lämpötila saa kuparielektrodin taipumaan helposti, mutta grafiittielektrodi ei.
Kuparielektrodille, jolla on suuri syvyys-halkaisijasuhde, tietty lämpölaajenemisarvo tulisi kompensoida koon korjaamiseksi koneistusasetuksen aikana, kun taas grafiittielektrodia ei tarvita.
1.5. Elektrodin paino.
Grafiittimateriaali on vähemmän tiheää kuin kupari, ja saman tilavuuden omaavan grafiittielektrodin paino on vain 1/5 kuparielektrodin painosta.
Voidaan nähdä, että grafiitin käyttö sopii erittäin hyvin suuren tilavuuden omaavalle elektrodille, mikä vähentää huomattavasti EDM-työstökoneen karan kuormitusta.Elektrodi ei suuren painonsa vuoksi aiheuta hankaluuksia kiinnityksessä ja se aiheuttaa taipumasiirtymää prosessoinnissa jne. Voidaan nähdä, että grafiittielektrodin käyttö on erittäin tärkeää laajamittaisessa muottikäsittelyssä.
1.6.Elektrodin valmistuksen vaikeus.
Grafiittimateriaalin työstöteho on hyvä.Leikkausvastus on vain 1/4 kuparista.Oikeissa käsittelyolosuhteissa jyrsintägrafiittielektrodin tehokkuus on 2-3 kertaa kuparielektrodin tehokkuus.
Grafiittielektrodin kulma on helppo puhdistaa, ja sillä voidaan käsitellä työkappaletta, joka tulee viimeistellä useilla elektrodeilla yhdeksi elektrodiksi.
Grafiittimateriaalin ainutlaatuinen hiukkasrakenne estää purseiden syntymisen elektrodin jyrsinnän ja muotoilun jälkeen, mikä voi vastata suoraan käyttövaatimuksiin, kun purseet eivät ole helposti poistettavissa monimutkaisessa mallintamisessa, jolloin eliminoidaan elektrodin manuaalinen kiillotusprosessi ja vältetään muoto. kiillotuksen aiheuttama muutos- ja kokovirhe.
On huomattava, että koska grafiitti kerää pölyä, jyrsintägrafiitti tuottaa paljon pölyä, joten jyrsinkoneessa on oltava tiiviste ja pölynkeräyslaite.
Jos on tarpeen käyttää edM:ää grafiittielektrodin käsittelyyn, sen käsittelyteho ei ole yhtä hyvä kuin kuparimateriaalin, leikkausnopeus on noin 40% hitaampi kuin kupari.
1.7. Elektrodien asennus ja käyttö.
Grafiittimateriaalilla on hyvä sidosominaisuus.Sitä voidaan käyttää grafiitin liittämiseen kiinnittimeen jyrsimällä elektrodi ja purkamalla, mikä voi säästää ruuvinreiän työstämistä elektrodimateriaaliin ja säästää työaikaa.
Grafiittimateriaali on suhteellisen hauras, erityisesti pieni, kapea ja pitkä elektrodi, joka on helppo rikkoa käytön aikana ulkoisen voiman vaikutuksesta, mutta voi heti tietää, että elektrodi on vaurioitunut.
Jos se on kuparielektrodi, se vain taipuu eikä rikkoudu, mikä on erittäin vaarallista ja vaikeasti löydettävissä käytön aikana, ja se johtaa helposti työkappaleen romuun.
1.8. Hinta.
Kuparimateriaali on uusiutumaton luonnonvara, hintakehitys tulee yhä kalliimmaksi, kun taas grafiittimateriaalin hinta pyrkii vakiintumaan.
Kuparin materiaalin hinnannousu viime vuosina, suuret grafiitin valmistajat parantavat prosessia grafiitin tuotannossa tekevät kilpailuetunsa, nyt, samalla volyymilla, grafiittielektrodimateriaalien hinta ja kuparielektrodimateriaalien hinta ovat melko yleisiä, mutta Grafiitti voi saavuttaa tehokkaan käsittelyn, kuin kuparielektrodin käyttö säästää suuren määrän työtunteja, mikä vastaa suoraan tuotantokustannusten alentamista.
Yhteenvetona voidaan todeta, että grafiittielektrodin 8 edM ominaisuuksien joukossa sen edut ovat ilmeiset: jyrsintäelektrodin ja purkauskäsittelyn tehokkuus on huomattavasti parempi kuin kuparielektrodin;suurella elektrodilla on pieni paino, hyvä mittastabiilius, ohutta elektrodia ei ole helppo muotoilla ja pintarakenne on parempi kuin kuparielektrodi.
Grafiittimateriaalin haittana on, että se ei sovellu hienopintapurkauskäsittelyyn VDI12:ssa (Ra0,4 m), ja edM:n käytön tehokkuus elektrodin valmistuksessa on alhainen.
Käytännön näkökulmasta yksi tärkeimmistä syistä, jotka vaikuttavat grafiittimateriaalien tehokkaaseen edistämiseen Kiinassa, on kuitenkin se, että jyrsintäelektrodeihin tarvitaan erityinen grafiitinkäsittelykone, mikä asettaa uusia vaatimuksia muottiyritysten, joidenkin pienten yritysten jalostuslaitteille. ei ehkä ole tätä ehtoa.
Yleisesti ottaen grafiittielektrodien edut kattavat suurimman osan edM-käsittelytapauksista, ja ne ovat suosittujen ja sovellusten arvoisia, ja ne tarjoavat huomattavia pitkän aikavälin etuja.Hienon pintakäsittelyn puute voidaan korvata kuparielektrodien käytöllä.
2. Grafiittielektrodimateriaalien valinta EDM:ää varten
Grafiittimateriaalien osalta on pääasiassa seuraavat neljä indikaattoria, jotka määrittävät suoraan materiaalien suorituskyvyn:
1) Materiaalin keskimääräinen hiukkashalkaisija
Materiaalin keskimääräinen hiukkashalkaisija vaikuttaa suoraan materiaalin purkausolosuhteisiin.
Mitä pienempi grafiittimateriaalin keskimääräinen hiukkanen on, sitä tasaisempi purkaus on, mitä vakaampi purkaustila, sitä parempi on pinnan laatu ja sitä pienempi häviö.
Mitä suurempi keskimääräinen hiukkaskoko on, sitä parempi poistonopeus saadaan karkealla työstyksellä, mutta viimeistelyn pintavaikutus on huono ja elektrodihäviö suuri.
2) Materiaalin taivutuslujuus
Materiaalin taivutuslujuus on suora heijastus sen lujuudesta, mikä osoittaa sen sisäisen rakenteen tiiviyden.
Korkean lujuuden omaavalla materiaalilla on suhteellisen hyvä purkausvastus.Korkean tarkkuuden elektrodille tulee valita mahdollisimman luja materiaali.
3) Materiaalin Shore-kovuus
Grafiitti on kovempaa kuin metallimateriaalit, ja leikkaustyökalun häviö on suurempi kuin leikkausmetallin.
Samaan aikaan grafiittimateriaalin korkea kovuus purkaushäviön hallinnassa on parempi.
4) Materiaalin ominaisresistiivisyys
Korkean ominaisvastuksen omaavan grafiittimateriaalin purkausnopeus on hitaampi kuin pienen ominaisvastuksen omaavan materiaalin.
Mitä suurempi luontainen resistiivis on, sitä pienempi on elektrodihäviö, mutta mitä suurempi luontainen resistiivis on, se vaikuttaa purkauksen vakauteen.
Tällä hetkellä maailman johtavilta grafiitin toimittajilta on saatavilla monia erilaisia grafiittilaatuja.
Yleensä luokiteltavien grafiittimateriaalien keskimääräisen hiukkashalkaisijan mukaan hiukkasten halkaisija ≤ 4 m määritellään hienoksi grafiitiksi, 5-10 m hiukkaset määritellään keskikokoiseksi grafiitiksi, 10 m:n hiukkaset edellä karkeaksi grafiitiksi.
Mitä pienempi hiukkashalkaisija on, sitä kalliimpi materiaali on, sitä sopivampi grafiittimateriaali voidaan valita EDM:n vaatimusten ja kustannusten mukaan.
3. Grafiittielektrodin valmistus
Grafiittielektrodi valmistetaan pääasiassa jyrsimällä.
Prosessointitekniikan näkökulmasta grafiitti ja kupari ovat kaksi eri materiaalia ja niiden erilaiset leikkausominaisuudet tulee hallita.
Jos grafiittielektrodia käsitellään kuparielektrodiprosessilla, syntyy väistämättä ongelmia, kuten levyn toistuva murtuminen, mikä vaatii asianmukaisten leikkaustyökalujen ja leikkausparametrien käyttöä.
Grafiittielektrodin työstö kuin kuparielektrodin työkalun kuluminen, taloudellisista syistä karbidityökalun valinta on taloudellisin, valitse timanttipinnoitustyökalu (kutsutaan grafiittiveitseksi) hinta on kalliimpi, mutta timanttipinnoitustyökalun pitkä käyttöikä, korkea käsittelytarkkuus, yleinen taloudellinen hyöty on hyvä.
Työkalun etukulman koko vaikuttaa myös sen käyttöikään, työkalun 0° etukulma on jopa 50 % suurempi kuin työkalun käyttöiän 15° etukulma, myös leikkausvakaus on parempi, mutta Mitä suurempi kulma, sitä parempi työstöpinta, työkalun 15° kulman käytöllä voidaan saavuttaa paras työstöpinta.
Koneistuksen leikkausnopeutta voidaan säätää elektrodin muodon mukaan, yleensä 10 m/min, kuten alumiinin tai muovin työstössä, leikkaustyökalu voi olla suoraan työkappaleen päällä ja irti karkeassa koneistuksessa ja kulman ilmiö romahtaminen ja pirstoutuminen on helppoa viimeistelytyöstössä, ja usein omaksutaan kevyen veitsen nopeakävelytapa.
Grafiittielektrodi leikkausprosessissa tuottaa paljon pölyä, jotta vältytään grafiittihiukkasten hengitettäviltä koneen karalta ja ruuvilta, tällä hetkellä on kaksi pääratkaisua, joista toinen on käyttää erityistä grafiitinkäsittelykonetta, toinen on tavallinen käsittelykeskus. asentaa, varustettu erityisellä pölynkeräyslaitteella.
Markkinoilla olevalla erityisellä grafiitin nopealla jyrsinkoneella on korkea jyrsintäteho ja se voi helposti suorittaa monimutkaisten elektrodien valmistuksen erittäin tarkasti ja hyvällä pinnanlaadulla.
Jos grafiittielektrodin valmistukseen tarvitaan EDM:ää, on suositeltavaa käyttää hienojakoista grafiittimateriaalia, jonka hiukkashalkaisija on pienempi.
Grafiitin työstöteho on huono, mitä pienempi hiukkashalkaisija on, sitä suurempi leikkaustehokkuus voidaan saavuttaa ja epänormaalit ongelmat, kuten toistuva langan katkeaminen ja pinnan hapsut, voidaan välttää.
4. Grafiittielektrodin EDM-parametrit
Grafiitin ja kuparin EDM-parametrien valinta on melko erilainen.
EDM:n parametreja ovat pääasiassa virta, pulssin leveys, pulssiväli ja napaisuus.
Seuraavassa kuvataan perusteet näiden pääparametrien järkevälle käytölle.
Grafiittielektrodin virrantiheys on yleensä 10-12 A/cm2, paljon suurempi kuin kuparielektrodin.Siksi, mitä suurempi virta valitaan vastaavalla alueella, sitä suurempi grafiitin purkauksen käsittelynopeus on, sitä pienempi elektrodihäviö on, mutta pinnan karheus on paksumpi.
Mitä suurempi pulssin leveys on, sitä pienempi on elektrodihäviö.
Suurempi pulssin leveys kuitenkin heikentää prosessoinnin vakautta ja hitaampaa käsittelynopeutta ja karheampaa pintaa.
Alhaisen elektrodihäviön varmistamiseksi karkean työstön aikana käytetään yleensä suhteellisen suurta pulssin leveyttä, joka voi tehokkaasti toteuttaa grafiittielektrodin pienihäviöisen koneistuksen, kun arvo on välillä 100 - 300 US.
Hienon pinnan ja vakaan purkausvaikutuksen saavuttamiseksi tulee valita pienempi pulssin leveys.
Yleensä grafiittielektrodin pulssin leveys on noin 40 % pienempi kuin kuparielektrodin
Pulssirako vaikuttaa pääasiassa purkauskoneistuksen nopeuteen ja koneistuksen vakauteen.Mitä suurempi arvo, sitä parempi työstövakaus on, mikä auttaa saavuttamaan paremman pinnan tasaisuuden, mutta koneistusnopeus pienenee.
Prosessoinnin stabiilisuuden turvaamiseksi voidaan saavuttaa suurempi prosessointitehokkuus valitsemalla pienempi pulssiväli, mutta kun purkaustila on epävakaa, voidaan saavuttaa suurempi prosessointitehokkuus valitsemalla suurempi pulssiväli.
Grafiittielektrodin purkauskoneistuksessa pulssiväli ja pulssin leveys asetetaan yleensä 1:1:ksi, kun taas kuparielektrodityöstyksessä pulssiväli ja pulssin leveys asetetaan yleensä 1:3:ksi.
Vakaassa grafiittikäsittelyssä pulssivälin ja pulssin leveyden välinen sovitussuhde voidaan säätää arvoon 2:3.
Pienen pulssivälyksen tapauksessa on edullista muodostaa elektrodin pintaan peittävä kerros, joka auttaa vähentämään elektrodin häviötä.
Grafiittielektrodin napaisuus EDM:ssä on periaatteessa sama kuin kuparielektrodin.
EDM:n napaisuusvaikutuksen mukaan muottiteräksen työstyksessä käytetään yleensä positiivista napaisuutta, eli elektrodi on kytketty virtalähteen positiiviseen napaan ja työkappale virtalähteen negatiiviseen napaan.
Käytettäessä suurta virtaa ja pulssin leveyttä positiivisen napaisuuden koneistuksen valinta voi saavuttaa erittäin pienen elektrodihäviön.Jos napaisuus on väärä, elektrodihäviö kasvaa erittäin suureksi.
Vain silloin, kun pintaa vaaditaan hienokäsiteltäväksi alle VDI18 (Ra0,8 m) ja pulssin leveys on hyvin pieni, käytetään negatiivisen polariteetin käsittelyä paremman pinnan laadun saamiseksi, mutta elektrodihäviö on suuri.
Nyt CNC edM -työstökoneet on varustettu grafiitin purkausparametreilla.
Sähköisten parametrien käyttö on älykästä ja se voidaan generoida automaattisesti koneen asiantuntijajärjestelmällä.
Yleensä kone voi konfiguroida optimoidut prosessointiparametrit valitsemalla materiaaliparin, levitystyypin, pinnan karheuden arvon ja syöttämällä prosessointialueen, käsittelysyvyyden, elektrodikoon skaalaus jne. Ohjelmoinnin aikana.
Sarja edm-työstökoneiden kirjaston grafiittielektrodille, jossa on runsaasti käsittelyparametreja, materiaalityyppi voidaan valita karkeasta grafiitista, grafiitista, grafiitti vastaa erilaisia työkappaleen materiaaleja, jakaa sovelluksen tyyppi standardille, syvä ura, terävä kärki, suuri. Alue, suuri onkalo, kuten hieno, tarjoaa myös alhaisen häviön, standardin, korkean hyötysuhteen ja niin edelleen monenlaisia käsittelyn prioriteettivalinta.
5. Päätelmät
Uutta grafiittielektrodimateriaalia kannattaa voimakkaasti popularisoida ja sen edut tullaan vähitellen tunnistamaan ja hyväksymään kotimainen muottiteollisuus.
Grafiittielektrodimateriaalien oikea valinta ja niihin liittyvien teknisten yhteyksien parantaminen tuo korkean hyötysuhteen, korkean laadun ja alhaisen kustannushyödyn muottien valmistusyrityksille
Postitusaika: 04.12.2020