1.ЭДМ характеристики графитовых материалов.
1.1. Скорость обработки на выпуске.
Графит — неметаллический материал с очень высокой температурой плавления 3650°С, тогда как медь имеет температуру плавления 1083°С, поэтому графитовый электрод выдерживает более высокие условия установки тока.
Когда площадь разряда и размер электрода больше, преимущества высокоэффективной черновой обработки графитового материала становятся более очевидными.
Теплопроводность графита составляет 1/3 теплопроводности меди, а тепло, выделяемое в процессе разряда, можно использовать для более эффективного удаления металлических материалов. Поэтому эффективность обработки графита выше, чем у медного электрода при средней и тонкой обработке.
Согласно опыту обработки, скорость разрядной обработки графитового электрода в 1,5–2 раза выше, чем у медного электрода при правильных условиях использования.
1.2.Расход электродов.
Графитовый электрод обладает свойствами, способными выдерживать условия высокого тока, кроме того, при условии соответствующей черновой настройки, в том числе заготовок из углеродистой стали, полученных в ходе механической обработки, удаления содержимого и рабочей жидкости при высокотемпературном разложении углеродных частиц, эффекте полярности, при В результате частичного удаления содержания частицы углерода прилипнут к поверхности электрода, образуя защитный слой, что обеспечивает небольшие потери графитового электрода при черновой обработке или даже «нулевые отходы».
Основные потери электрода при электроэрозионной обработке происходят при черновой обработке. Хотя уровень потерь высок в условиях чистовой обработки, общие потери также невелики из-за небольшого припуска на механическую обработку, предусмотренного для деталей.
В целом потери графитового электрода меньше, чем у медного электрода при черновой обработке большим током и немного больше, чем у медного электрода при чистовой обработке. Потери на графитовом электроде аналогичны.
1.3.Качество поверхности.
Диаметр частиц графитового материала напрямую влияет на шероховатость поверхности электроэрозионной обработки. Чем меньше диаметр, тем меньшую шероховатость поверхности можно получить.
Несколько лет назад, используя графитовый материал с частицами фи 5 микрон в диаметре, лучшая поверхность могла достигать только VDI18 Эдм (Ra0,8 микрона), в настоящее время диаметр зерна графитовых материалов может достигать 3 микронов фи, лучшая поверхность. можно достичь стабильного ЭДМ VDI12 (Ra0,4 мкм) или более сложного уровня, но графитовый электрод отражает ЭДМ.
Медный материал имеет низкое удельное сопротивление и компактную структуру, его можно стабильно обрабатывать в сложных условиях. Шероховатость поверхности может быть менее Ra0,1 м, ее можно обрабатывать зеркалом.
Таким образом, если при электроэрозионной обработке достигается очень тонкая поверхность, в качестве электрода более целесообразно использовать медный материал, что является основным преимуществом медного электрода перед графитовым электродом.
Но медный электрод при условии установки большого тока, поверхность электрода легко становится шероховатой, появляется даже трещина, и графитовые материалы не будут иметь этой проблемы, требования к шероховатости поверхности для VDI26 (Ra2,0 микрон) при обработке пресс-формы с использованием графитовый электрод может быть обработан от грубой до тонкой обработки, обеспечивает равномерный поверхностный эффект, дефекты поверхности.
Кроме того, из-за разной структуры графита и меди точка коррозии графитового электрода при поверхностном разряде более регулярна, чем у медного электрода. Таким образом, при обработке одинаковой шероховатости поверхности VDI20 или выше зернистость поверхности заготовки, обработанной графитовым электродом, становится более отчетливой, и этот эффект поверхности зерна лучше, чем эффект поверхности разряда медного электрода.
1.4.Точность обработки.
Коэффициент теплового расширения графитового материала невелик, коэффициент теплового расширения медного материала в 4 раза больше, чем у графитового материала, поэтому при обработке разрядом графитовый электрод менее склонен к деформации, чем медный электрод, который может стать более стабильным и надежная точность обработки.
Особенно при обработке глубоких и узких ребер местная высокая температура заставляет медный электрод легко сгибаться, а графитовый электрод - нет.
Для медного электрода с большим соотношением глубины к диаметру необходимо компенсировать определенное значение теплового расширения, чтобы скорректировать размер во время настройки обработки, тогда как графитовый электрод не требуется.
1.5.Вес электрода.
Графитовый материал менее плотен, чем медь, и вес графитового электрода того же объема составляет всего 1/5 веса медного электрода.
Видно, что использование графита очень подходит для электрода большого объема, что значительно снижает нагрузку на шпиндель электроэрозионного станка. Электрод не будет вызывать неудобств при зажиме из-за своего большого веса, а также будет вызывать отклонение при обработке и т. д. Видно, что использование графитового электрода имеет большое значение при крупномасштабной обработке пресс-форм.
1.6.Сложность изготовления электродов.
Характеристики обработки графитового материала хорошие. Сопротивление резанию составляет всего 1/4 от сопротивления меди. При правильных условиях обработки эффективность фрезерования графитового электрода в 2–3 раза выше, чем у медного электрода.
Графитовый электрод легко очищается от угла, и его можно использовать для обработки заготовки, которую необходимо обработать несколькими электродами, в один электрод.
Уникальная структура частиц графитового материала предотвращает появление заусенцев после фрезерования и формовки электрода, что может напрямую соответствовать требованиям использования, когда заусенцы нелегко удалить при сложном моделировании, что исключает процесс ручной полировки электрода и позволяет избежать деформации. изменение и ошибка размера, вызванная полировкой.
Следует отметить, что, поскольку графит накапливает пыль, при фрезеровании графита образуется много пыли, поэтому фрезерный станок должен иметь уплотнение и устройство для сбора пыли.
Если для обработки графитового электрода необходимо использовать EDM, производительность его обработки не так хороша, как у медного материала, скорость резки примерно на 40% медленнее, чем у меди.
1.7.Установка и использование электродов.
Графитовый материал обладает хорошими связующими свойствами. Его можно использовать для соединения графита с приспособлением путем фрезерования электрода и разрядки, что позволяет сэкономить процедуру обработки резьбовых отверстий в материале электрода и сэкономить рабочее время.
Графитовый материал относительно хрупок, особенно небольшой, узкий и длинный электрод, который легко сломать под воздействием внешней силы во время использования, но можно сразу определить, что электрод поврежден.
Если это медный электрод, то он только погнется, а не сломается, что очень опасно и сложно найти в процессе использования, а также легко приведет к браку заготовки.
1.8.Цена.
Медный материал является невозобновляемым ресурсом, цена будет становиться все дороже, а цена на графитовый материал имеет тенденцию стабилизироваться.
Цена на медный материал в последние годы растет, основные производители графита совершенствуют процесс производства графита, что делает его конкурентным преимуществом, теперь, при том же объеме, общность цены на графитовый электродный материал и цена на медные электродные материалы довольно высоки, но графит может добиться более эффективной обработки, чем использование медного электрода, чтобы сэкономить большое количество рабочих часов, что эквивалентно прямому снижению себестоимости.
Подводя итог, среди 8 характеристик EDM графитового электрода его преимущества очевидны: эффективность фрезерования электрода и разрядной обработки значительно выше, чем у медного электрода; Большой электрод имеет небольшой вес, хорошую стабильность размеров, тонкий электрод нелегко деформировать, а текстура поверхности лучше, чем у медного электрода.
Недостатком графитового материала является то, что он непригоден для тонкой поверхностной разрядной обработки по ВДИ12 (Ra0,4 м), а эффективность использования ЭДМ для изготовления электрода низкая.
Однако с практической точки зрения одной из важных причин, влияющих на эффективное продвижение графитовых материалов в Китае, является то, что для фрезерования электродов необходима специальная машина для обработки графита, что выдвигает новые требования к технологическому оборудованию литейных предприятий, некоторых малых предприятий. может не быть этого состояния.
В целом, преимущества графитовых электродов охватывают подавляющее большинство случаев электроэрозионной обработки и достойны популяризации и применения со значительными долгосрочными выгодами. Недостаток тонкой обработки поверхности можно восполнить применением медных электродов.
2. Выбор материалов графитовых электродов для электроэрозионной обработки.
Для графитовых материалов выделяют в основном следующие четыре показателя, которые непосредственно определяют эксплуатационные характеристики материалов:
1) Средний диаметр частиц материала
Средний диаметр частиц материала напрямую влияет на состояние выгрузки материала.
Чем меньше средняя частица графитового материала, тем более равномерным является разряд, тем стабильнее состояние разряда, тем лучше качество поверхности и тем меньше потери.
Чем больше средний размер частиц, тем лучшую скорость съема можно получить при черновой обработке, но поверхностный эффект чистовой обработки будет плохим, а потери на электроде велики.
2) Прочность материала на изгиб
Прочность материала на изгиб является прямым отражением его прочности, указывая на герметичность его внутренней структуры.
Материал с высокой прочностью имеет относительно хорошие характеристики сопротивления разряду. Для электрода высокой точности следует выбирать, насколько это возможно, материал с хорошей прочностью.
3) Твердость материала по Шору
Графит тверже металлических материалов, и потери режущего инструмента больше, чем у режущего металла.
В то же время, высокая твердость графитового материала лучше контролирует потери при разряде.
4) Собственное удельное сопротивление материала
Скорость разряда графитового материала с высоким удельным сопротивлением будет медленнее, чем у материала с низким удельным сопротивлением.
Чем выше собственное удельное сопротивление, тем меньше потери в электроде, но чем выше собственное удельное сопротивление, тем хуже будет стабильность разряда.
В настоящее время ведущие мировые поставщики графита предлагают множество различных марок графита.
Обычно в соответствии со средним диаметром частиц классифицируемых графитовых материалов диаметр частиц ≤ 4 м определяется как мелкий графит, частицы размером 5–10 м определяются как средний графит, частицы размером более 10 м определяются как крупный графит.
Чем меньше диаметр частиц, тем дороже материал, тем более подходящий графитовый материал можно выбрать в соответствии с требованиями и стоимостью электроэрозионной обработки.
3. Изготовление графитового электрода.
Графитовый электрод в основном изготавливается методом фрезерования.
С точки зрения технологии обработки графит и медь — два разных материала, и необходимо освоить их разные режущие характеристики.
Если графитовый электрод обрабатывается процессом медного электрода, неизбежно возникнут проблемы, такие как частый перелом листа, что требует использования соответствующих режущих инструментов и параметров резки.
Обработка графитовым электродом по сравнению с износом инструмента с медным электродом. С экономической точки зрения выбор твердосплавного инструмента является наиболее экономичным, выберите инструмент с алмазным покрытием (так называемый графитовый нож), цена которого дороже, но инструмент с алмазным покрытием имеет длительный срок службы, высокую точность обработки, общая экономическая выгода хорошая.
Размер переднего угла инструмента также влияет на срок его службы: передний угол инструмента 0 ° будет на 50% выше, чем передний угол 15 °, срок службы инструмента, стабильность резания также лучше, но Чем больше угол, тем лучше обрабатываемая поверхность, использование инструмента под углом 15 ° позволяет добиться лучшей обрабатываемой поверхности.
Скорость резания при обработке можно регулировать в зависимости от формы электрода, обычно 10 м/мин, аналогично обработке алюминия или пластика, режущий инструмент может находиться непосредственно на заготовке и снимать ее при черновой обработке, а также феномен угла При чистовой обработке легко возникают разрушение и фрагментация, и часто применяется способ быстрого перемещения легкого ножа.
Графитовый электрод в процессе резки производит много пыли. Чтобы избежать попадания частиц графита в шпиндель и винт машины, в настоящее время существует два основных решения: одно - использовать специальную машину для обработки графита, другое - обычный обрабатывающий центр. переоборудовать, оснастив специальным устройством для сбора пыли.
Специальный высокоскоростной фрезерный станок для графита, представленный на рынке, обладает высокой эффективностью фрезерования и может легко выполнять изготовление сложных электродов с высокой точностью и хорошим качеством поверхности.
Если для изготовления графитового электрода необходима электроэрозионная обработка, рекомендуется использовать мелкозернистый графитовый материал с меньшим диаметром частиц.
Производительность обработки графита низкая: чем меньше диаметр частиц, тем выше эффективность резки и можно избежать ненормальных проблем, таких как частые обрывы проволоки и образование кайм на поверхности.
4.Параметры электроэрозионной обработки графитового электрода.
Выбор параметров электроэрозионной обработки графита и меди существенно различен.
Параметры EDM в основном включают ток, ширину импульса, промежуток между импульсами и полярность.
Ниже описываются основы рационального использования этих основных параметров.
Плотность тока графитового электрода обычно составляет 10–12 А/см2, что намного больше, чем у медного электрода. Следовательно, в пределах диапазона тока, допустимого в соответствующей области, чем больший ток выбран, тем быстрее будет скорость обработки графитовым разрядом, тем меньше будут потери в электроде, но шероховатость поверхности будет толще.
Чем больше ширина импульса, тем меньше будут потери на электродах.
Однако большая ширина импульса ухудшит стабильность обработки, замедлит скорость обработки и сделает поверхность более шероховатой.
Чтобы обеспечить низкие потери электрода во время черновой обработки, обычно используется относительно большая ширина импульса, которая может эффективно реализовать обработку графитового электрода с низкими потерями, когда значение находится между 100 и 300 США.
Чтобы получить тонкую поверхность и стабильный эффект разряда, следует выбрать меньшую ширину импульса.
В целом ширина импульса графитового электрода примерно на 40% меньше, чем у медного электрода.
Зазор между импульсами в основном влияет на скорость обработки на выпуске и стабильность обработки. Чем больше значение, тем выше будет стабильность обработки, что способствует повышению однородности поверхности, но скорость обработки будет снижена.
При условии обеспечения стабильности обработки более высокую эффективность обработки можно получить, выбрав меньший промежуток между импульсами, но когда состояние разряда нестабильно, более высокую эффективность обработки можно получить, выбрав больший промежуток между импульсами.
При электроэрозионной обработке графитовым электродом промежуток между импульсами и ширина импульса обычно устанавливаются в соотношении 1:1, тогда как при обработке медными электродами промежуток между импульсами и ширина импульса обычно устанавливаются в соотношении 1:3.
При стабильной обработке графита соотношение между интервалом импульса и шириной импульса может быть установлено до 2:3.
В случае небольшого зазора импульса полезно сформировать на поверхности электрода покрывающий слой, который помогает уменьшить потери на электроде.
Выбор полярности графитового электрода при электроэрозионной обработке в основном такой же, как и у медного электрода.
В соответствии с эффектом электроэрозионной обработки при обработке штамповой стали обычно используется обработка с положительной полярностью, то есть электрод подключается к положительному полюсу источника питания, а заготовка подключается к отрицательному полюсу источника питания.
Используя большой ток и ширину импульса, выбрав обработку с положительной полярностью, можно добиться чрезвычайно низких потерь на электроде. Если полярность неправильная, потери на электродах станут очень большими.
Только когда требуется тонкая обработка поверхности менее VDI18 (Ra0,8 м) и ширина импульса очень мала, обработка отрицательной полярности используется для получения лучшего качества поверхности, но потери на электродах велики.
Теперь станки с ЧПУ EDM оснащены параметрами обработки графитовым разрядом.
Использование электрических параметров является интеллектуальным и может автоматически генерироваться экспертной системой станка.
Как правило, станок может настроить оптимизированные параметры обработки, выбрав пару материалов, тип применения, значение шероховатости поверхности и указав область обработки, глубину обработки, масштабирование размера электрода и т. д. Во время программирования.
Набор для графитового электрода библиотеки электроэрозионных станков с богатыми параметрами обработки, тип материала можно выбрать из грубого графита, графита, графит соответствует различным материалам заготовки, чтобы разделить тип применения на стандартный, глубокий паз, острую точку, большой площадь, большая полость, например, тонкая, также обеспечивает низкие потери, стандарт, высокую эффективность и т. д. Выбор приоритета обработки многих видов.
5. Заключение
Новый материал графитового электрода заслуживает активной популяризации, и его преимущества постепенно будут признаны и приняты отечественной промышленностью по производству пресс-форм.
Правильный выбор материалов графитовых электродов и совершенствование сопутствующих технологических связей принесут предприятиям, производящим пресс-формы, высокую эффективность, высокое качество и низкую себестоимость.
Время публикации: 04 декабря 2020 г.