1. Характеристики электроэрозионной обработки графитовых материалов.
1.1.Разрядка скорости обработки.
Графит является неметаллическим материалом с очень высокой температурой плавления 3 650°С, тогда как у меди температура плавления 1 083°С, поэтому графитовый электрод может выдерживать 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, может более эффективно использоваться для удаления металлических материалов.Следовательно, эффективность обработки графита выше, чем у медного электрода при средней и тонкой обработке.
Согласно опыту обработки, скорость разряда графитового электрода в 1,5-2 раза выше, чем у медного электрода при правильных условиях использования.
1.2.Расход электрода.
Графитовый электрод имеет характер, который может выдерживать сильноточные условия, кроме того, при условии соответствующей черновой настройки, в том числе заготовок из углеродистой стали, полученных при механической обработке, удаления в содержании и рабочей жидкости при высокой температуре разложения углеродных частиц, эффект полярности, при действие частичного удаления в содержании, частицы углерода будут прилипать к поверхности электрода, образуя защитный слой, обеспечивая небольшие потери графитового электрода при грубой обработке или даже «нулевые отходы».
Основные потери электрода при электроэрозионной обработке связаны с черновой обработкой.Несмотря на то, что уровень потерь высок в заданных условиях чистовой обработки, общие потери также низки из-за небольшого припуска на механическую обработку, зарезервированного 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.Электродные потери графитового электрода аналогичны.
1.3. Качество поверхности.
Диаметр частиц графитового материала напрямую влияет на шероховатость поверхности электроэрозионного станка.Чем меньше диаметр, тем меньше шероховатость поверхности.
Несколько лет назад, используя графитовый материал с частицами фи 5 микрон в диаметре, наилучшая поверхность могла быть достигнута только по VDI18 edm (Ra0,8 микрон), в настоящее время диаметр зерна графитовых материалов может достигать в пределах 3 микрон фи, лучшая поверхность может достичь стабильного edm VDI12 (Ra0,4 мкм) или более сложного уровня, но графитовый электрод для отражения edm.
Медный материал имеет низкое удельное сопротивление и компактную структуру и может стабильно обрабатываться в сложных условиях.Шероховатость поверхности может быть менее Ra0,1 м, и ее можно обрабатывать зеркалом.
Таким образом, если электроэрозионная обработка требует чрезвычайно тонкой поверхности, более целесообразно использовать медный материал в качестве электрода, что является основным преимуществом медного электрода по сравнению с графитовым электродом.
Но медный электрод при условии установки большого тока, поверхность электрода легко становится шероховатой, появляется даже трещина, и графитовые материалы не имеют этой проблемы, требование шероховатости поверхности для VDI26 (Ra2,0 микрон) о обработке пресс-формы, с использованием графитовый электрод может быть выполнен от грубой до тонкой обработки, реализует равномерный поверхностный эффект, поверхностные дефекты.
Кроме того, из-за разной структуры графита и меди точка коррозии поверхностного разряда графитового электрода более постоянна, чем у медного электрода.Поэтому, когда обрабатывается та же шероховатость поверхности VDI20 или выше, зернистость поверхности заготовки, обработанной графитовым электродом, более отчетлива, и этот эффект поверхности зерна лучше, чем эффект поверхности разряда медного электрода.
1.4.Точность обработки.
Коэффициент теплового расширения графитового материала мал, коэффициент теплового расширения медного материала в 4 раза больше, чем у графитового материала, поэтому при разрядной обработке графитовый электрод менее подвержен деформации, чем медный электрод, который может быть более стабильным и надежная точность обработки.
Особенно, когда обрабатывается глубокое и узкое ребро, локальная высокая температура заставляет медный электрод легко сгибаться, а графитовый электрод - нет.
Для медного электрода с большим отношением глубины к диаметру необходимо компенсировать определенное значение теплового расширения, чтобы скорректировать размер во время настройки обработки, в то время как графитовый электрод не требуется.
1.5. Вес электрода.
Графитовый материал менее плотный, чем медный, а вес графитового электрода того же объема составляет лишь 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 его большого веса, и он будет вызывать отклонение смещения при обработке и т. д. Можно видеть, что использование графитового электрода имеет большое значение при крупномасштабной обработке пресс-формы.
1.6.Сложность изготовления электродов.
Производительность обработки графитового материала хорошая.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 под углом, и его можно использовать для обработки заготовки, которая должна быть обработана несколькими электродами в один электрод.
Уникальная структура частиц графитового материала предотвращает появление заусенцев после фрезерования и формования электрода, что может напрямую соответствовать требованиям использования, когда заусенцы не легко удаляются при сложном моделировании, что устраняет процесс ручной полировки электрода и позволяет избежать формы ошибка изменения и 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 необходимо использовать EDM для обработки графитового электрода, его производительность обработки не так хороша, как у медного материала, скорость резки примерно на 40% ниже, чем у меди.
1.7.Установка и использование электродов.
Графитовый материал обладает хорошей адгезией.Его можно использовать для соединения графита с приспособлением путем фрезерования электрода и разгрузки, что может сэкономить процедуру обработки резьбового отверстия на материале электрода и сэкономить рабочее время.
Графитовый материал относительно хрупок, особенно маленький, узкий и длинный электрод, который легко сломать при воздействии внешней силы во время использования, но сразу можно понять, что электрод поврежден.
Если это медный электрод, то он будет только гнуться, а не ломаться, что очень опасно и трудно обнаружить в процессе использования, и легко приведет к поломке заготовки.
1.8.Цена.
Медный материал является невозобновляемым ресурсом, ценовая тенденция будет становиться все более и более дорогой, в то время как цена на графитовый материал имеет тенденцию к стабилизации.
Цена на медный материал растет в последние годы, основные производители графита, улучшающие процесс производства графита, получают свое конкурентное преимущество, теперь, при том же объеме, общая цена материала графитового электрода и цена материалов медного электрода вполне, но графит может обеспечить эффективную обработку, чем использование медного электрода, чтобы сэкономить большое количество рабочих часов, что эквивалентно непосредственному снижению производственных затрат.
Подводя итог, среди 8 edM характеристик графитового электрода его преимущества очевидны: эффективность фрезерования электрода и разрядной обработки значительно выше, чем у медного электрода;большой электрод имеет малый вес, хорошую стабильность размеров, тонкий электрод нелегко деформировать, а текстура поверхности лучше, чем у медного электрода.
Недостатком графитового материала является то, что он не подходит для тонкой обработки поверхностным разрядом при VDI12 (Ra0,4 м), а эффективность использования ЭДМ для изготовления электрода невысока.
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 предприятий пресс-форм, некоторых малых предприятий. может не иметь этого состояния.
В целом преимущества графитовых электродов охватывают подавляющее большинство случаев обработки ЭД и заслуживают популяризации и применения со значительными долгосрочными преимуществами.Недостаток тонкой обработки поверхности может быть восполнен применением медных электродов.
2. Выбор графитовых электродных материалов для электроэрозионной обработки.
Для графитовых материалов в основном существуют следующие четыре показателя, которые непосредственно определяют эксплуатационные характеристики материалов:
1) Средний диаметр частиц материала
Средний диаметр частиц материала напрямую влияет на состояние разгрузки материала.
Чем меньше средняя частица графитового материала, тем равномернее разряд, стабильнее состояние разряда, лучше качество поверхности и меньше потери.
Чем больше средний размер частиц, тем выше скорость съема материала при черновой обработке, но поверхностный эффект чистовой обработки слабее, а потери электрода велики.
2) Прочность материала на изгиб
Прочность материала на изгиб является прямым отражением его прочности, указывающим на герметичность его внутренней структуры.
Материал с высокой прочностью имеет относительно хорошие характеристики сопротивления разряду.Для электрода с высокой точностью следует выбирать материал с хорошей прочностью, насколько это возможно.
3) твердость материала по Шору
Графит тверже металлических материалов, и потери режущего инструмента больше, чем потери 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 меньше, чем у материала с низким удельным сопротивлением.
Чем выше собственное удельное сопротивление, тем меньше потери электрода, но чем выше собственное удельное сопротивление, тем больше будет влиять на стабильность разряда.
В настоящее время существует множество различных марок графита, доступных от ведущих мировых поставщиков графита.
Как правило, в соответствии со средним диаметром частиц графитовых материалов, подлежащих классификации, частицы диаметром ≤ 4 м определяются 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 может быть выбран в соответствии с требованиями и стоимостью электроэрозионной обработки.
3. Изготовление графитового электрода
Графитовый электрод в основном изготавливается фрезерованием.
С точки зрения технологии обработки графит и медь — это два разных материала, и их разные режущие характеристики следует осваивать.
Если графитовый электрод обрабатывается в процессе обработки медного электрода, неизбежно возникают проблемы, такие как частые разрывы листа, что требует использования соответствующих режущих инструментов и параметров резки.
Обработка графитового электрода, чем износ инструмента из медного электрода, с экономической точки зрения выбор твердосплавного инструмента является наиболее экономичным, выбор инструмента для алмазного покрытия (называемого графитовым ножом) стоит дороже, но инструмент для алмазного покрытия имеет длительный срок службы, высокую точность обработки, общий экономический эффект хороший.
Размер переднего угла инструмента также влияет на его срок службы, передний угол 0° инструмента будет на 50% выше, чем передний угол 15° срока службы инструмента, стабильность резания также лучше, но Чем больше угол, тем лучше поверхность обработки, использование угла инструмента 15 ° может обеспечить наилучшую поверхность обработки.
Скорость резания при механической 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 вне ее при черновой обработке, а явление угла разрушение и фрагментация легко происходят при чистовой обработке, и часто используется способ быстрого перемещения легкого ножа.
Графитовый электрод в процессе резки будет производить много пыли, чтобы избежать вдыхания частиц графита шпинделя и винта машины, в настоящее время существует два основных решения: одно - использовать специальную машину для обработки графита, другое - обычный обрабатывающий центр. ремонт, оснащенный специальным устройством для сбора пыли.
Имеющиеся на рынке специальные графитовые высокоскоростные фрезерные станки обладают высокой эффективностью фрезерования и могут 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 аномальных проблем, таких как частые обрывы проволоки и появление краев на поверхности.
4.Параметры электроэрозионной обработки графитового электрода
Выбор параметров электроэрозионной обработки графита и меди существенно отличается.
Параметры EDM в основном включают ток, ширину импульса, промежуток между импульсами и полярность.
Далее описывается основа для 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 больше выбран ток, тем быстрее будет скорость обработки графитового разряда, тем меньше будут электродные потери, но шероховатость поверхности будет больше.
Чем больше ширина импульса, тем ниже будут потери на электроде.
Однако большая ширина импульса ухудшает стабильность обработки, снижает скорость обработки и делает 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 в диапазоне от 100 до 300 US.
Чтобы получить чистую поверхность и стабильный разрядный эффект, следует выбрать меньшую ширину импульса.
Как правило, ширина импульса графитового электрода примерно на 40% меньше, чем у медного электрода.
Импульсный интервал в основном влияет на скорость обработки разряда и стабильность обработки.Чем больше значение, тем лучше будет стабильность обработки, что полезно для получения лучшей однородности поверхности, но скорость обработки будет снижена.
При условии обеспечения стабильности обработки более высокая эффективность обработки может быть достигнута за счет выбора меньшего промежутка между импульсами, но когда состояние разряда нестабильно, более высокая эффективность обработки может быть получена за счет выбора большего промежутка между импульсами.
При обработке с разрядом графитового электрода интервал между импульсами и длительность импульса обычно устанавливаются равными 1:1, в то время как при обработке медных электродов интервал между импульсами и ширина импульса обычно устанавливаются равными 1:3.
При стабильной обработке графита коэффициент соответствия между промежутком между импульсами и шириной импульса можно отрегулировать до 2:3.
В случае небольшого импульсного зазора полезно сформировать покрывающий слой на поверхности электрода, что помогает уменьшить потери электрода.
Выбор полярности графитового электрода в электроэрозионной обработке в основном такой же, как и у медного электрода.
В соответствии с эффектом полярности 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, выбор обработки с положительной полярностью может обеспечить чрезвычайно низкие потери электрода.Если полярность неверна, потери электрода станут очень большими.
Только когда требуется тонкая обработка поверхности менее VDI18 (Ra0,8 м) и ширина импульса очень мала, для получения лучшего качества поверхности используется обработка с отрицательной полярностью, но потери электрода велики.
Теперь станки с ЧПУ edM оснащены параметрами обработки с разрядом графита.
Использование электрических параметров является интеллектуальным и может генерироваться автоматически экспертной системой станка.
Как правило, машина может настроить оптимизированные параметры обработки, выбрав пару материалов, тип нанесения, значение шероховатости поверхности и введя область обработки, глубину обработки, масштабирование размера электрода и т. д. Во время программирования.
Набор для графитового электрода из библиотеки станков edm с богатыми параметрами обработки, тип материала можно выбрать из грубого графита, графита, графита, который соответствует различным материалам заготовки, чтобы разделить тип приложения на стандарт, глубокая канавка, острая точка, большой площадь, большая полость, например мелкая, также обеспечивает низкие потери, стандарт, высокую эффективность и т. Д. Многие виды выбора приоритета обработки.
5. Заключение
Новый графитовый электродный материал заслуживает активной популяризации, и его преимущества будут постепенно признаны и приняты отечественной промышленностью по производству пресс-форм.
Правильный выбор материалов графитовых электродов и совершенствование соответствующих технологических звеньев принесет предприятиям, производящим пресс-формы, высокую эффективность, высокое качество и низкую себестоимость.
Время публикации: 04 декабря 2020 г.