1.EDM charakteristiky grafitových materiálů.
1.1.Výběrová rychlost obrábění.
Grafit je nekovový materiál s velmi vysokým bodem tání 3 650 °C, zatímco měď má bod tání 1 083 °C, takže grafitová elektroda snese větší podmínky nastavení proudu.
Když je výbojová plocha a měřítko velikosti elektrody větší, jsou výhody vysoce účinného hrubého obrábění grafitového materiálu zjevnější.
Tepelná vodivost grafitu je 1/3 tepelné vodivosti mědi a teplo generované během procesu vybíjení lze využít k efektivnějšímu odstraňování kovových materiálů. Proto je účinnost zpracování grafitu vyšší než účinnost měděné elektrody při středním a jemném zpracování.
Podle zkušeností se zpracováním je rychlost zpracování výboje grafitové elektrody 1,5 ~ 2krát rychlejší než rychlost měděné elektrody za správných podmínek použití.
1.2.Spotřeba elektrody.
Grafitová elektroda má charakter, že snese podmínky vysokého proudu, navíc za podmínky vhodného nastavení hrubování, včetně obrobků z uhlíkové oceli vzniklých při obrábění, odebírání obsahu a pracovní kapaliny při vysoké teplotě rozklad uhlíkových částic, vliv polarity, pod působením částečného odstranění obsahu uhlíkové částice přilnou k povrchu elektrody a vytvoří ochrannou vrstvu, zajistí grafitové elektrodě malou ztrátu při hrubém obrábění nebo dokonce „nulový odpad“.
Hlavní ztráta elektrody u EDM pochází z hrubého obrábění. Přestože je ztrátovost vysoká v podmínkách nastavení dokončování, celková ztráta je také nízká kvůli malému přídavku na obrábění vyhrazenému pro díly.
Obecně je ztráta grafitové elektrody menší než ztráta měděné elektrody při hrubém obrábění velkým proudem a o něco větší než ztráta měděné elektrody při dokončovacím obrábění. Ztráta elektrody grafitové elektrody je podobná.
1.3. Kvalita povrchu.
Průměr částic grafitového materiálu přímo ovlivňuje drsnost povrchu EDM. Čím menší je průměr, tím nižší je drsnost povrchu.
Před několika lety s použitím grafitového materiálu s průměrem částic phi 5 mikronů, nejlepší povrch může dosáhnout pouze VDI18 edm (Ra0,8 mikronů), v současnosti je průměr zrna grafitových materiálů schopen dosáhnout do 3 mikronů od phi, nejlepší povrch lze dosáhnout stabilní VDI12 edm (Ra0,4 μm) nebo sofistikovanější úrovně, ale grafitová elektroda na zrcadlení edm.
Měděný materiál má nízký měrný odpor a kompaktní strukturu a lze jej stabilně zpracovávat za obtížných podmínek. Drsnost povrchu může být menší než Ra0,1 ma může být zpracována zrcadlem.
Pokud tedy výbojové obrábění sleduje extrémně jemný povrch, je vhodnější použít jako elektrodu měděný materiál, což je hlavní výhoda měděné elektrody oproti elektrodě grafitové.
Ale měděná elektroda pod podmínkou velkého nastavení proudu, povrch elektrody se snadno zdrsní, objeví se dokonce prasknutí a grafitové materiály by neměly tento problém, požadavek drsnosti povrchu pro VDI26 (Ra2,0 mikronů) o zpracování forem pomocí grafitová elektroda může být provedena od hrubého po jemné zpracování, realizuje rovnoměrný povrchový efekt, povrchové vady.
Navíc v důsledku odlišné struktury grafitu a mědi je bod koroze povrchového výboje grafitové elektrody pravidelnější než u měděné elektrody. Proto, když se zpracovává stejná drsnost povrchu VDI20 nebo vyšší, zrnitost povrchu obrobku zpracovaného grafitovou elektrodou je zřetelnější a tento povrchový efekt zrna je lepší než efekt povrchu výboje měděné elektrody.
1.4. Přesnost obrábění.
Koeficient tepelné roztažnosti grafitového materiálu je malý, koeficient tepelné roztažnosti měděného materiálu je 4krát vyšší než u grafitového materiálu, takže při zpracování výboje je grafitová elektroda méně náchylná k deformaci než měděná elektroda, která může získat stabilnější a spolehlivá přesnost zpracování.
Zejména při zpracování hlubokých a úzkých žeber místní vysoká teplota způsobuje, že měděná elektroda se snadno ohýbá, ale grafitová elektroda nikoli.
U měděné elektrody s velkým poměrem hloubka-průměr by měla být kompenzována určitá hodnota tepelné roztažnosti, aby se korigovala velikost během obrábění, zatímco grafitová elektroda není nutná.
1.5. Hmotnost elektrody.
Grafitový materiál je méně hustý než měď a hmotnost grafitové elektrody stejného objemu je pouze 1/5 hmotnosti měděné elektrody.
Je vidět, že použití grafitu je velmi vhodné pro elektrodu s velkým objemem, což značně snižuje zatížení vřetena EDM obráběcího stroje. Elektroda nebude způsobovat potíže při upínání kvůli své velké hmotnosti a způsobí posun průhybu při zpracování atd. Je vidět, že použití grafitové elektrody při velkoobjemovém zpracování forem má velký význam.
1.6.Obtížnost výroby elektrody.
Výkon obrábění grafitového materiálu je dobrý. Řezný odpor je pouze 1/4 odporu mědi. Za správných podmínek zpracování je účinnost frézování grafitové elektrody 2~3krát vyšší než účinnost měděné elektrody.
Grafitová elektroda se snadno čistí a lze ji použít ke zpracování obrobku, který by měl být dokončen více elektrodami, do jediné elektrody.
Unikátní struktura částic grafitového materiálu zabraňuje vzniku otřepů po frézování a tváření elektrody, což může přímo splnit požadavky na použití, když otřepy nelze snadno odstranit při složitém modelování, čímž se eliminuje proces ručního leštění elektrody a vyhýbá se tvaru chyba změny a velikosti způsobená leštěním.
Je třeba poznamenat, že protože grafit je hromadění prachu, frézování grafitu bude produkovat velké množství prachu, takže frézka musí mít těsnění a zařízení na sběr prachu.
Pokud je nutné použít edM ke zpracování grafitové elektrody, její zpracovatelský výkon není tak dobrý jako u měděného materiálu, řezná rychlost je asi o 40% pomalejší než u mědi.
1.7. Instalace a použití elektrody.
Grafitový materiál má dobré spojovací vlastnosti. Může být použit pro spojení grafitu s přípravkem frézováním elektrody a vybíjením, což může ušetřit postup obrábění otvoru pro šroub na materiálu elektrody a ušetřit pracovní čas.
Grafitový materiál je poměrně křehký, zejména malá, úzká a dlouhá elektroda, která se snadno zlomí při působení vnější síly během používání, ale okamžitě pozná, že elektroda byla poškozena.
Pokud se jedná o měděnou elektrodu, bude se pouze ohýbat a nerozbije se, což je velmi nebezpečné a obtížné v procesu použití, a snadno to povede ke šrotu obrobku.
1.8.Cena.
Měděný materiál je neobnovitelný zdroj, cenový trend bude stále dražší, zatímco cena grafitového materiálu má tendenci se stabilizovat.
Cena měděného materiálu v posledních letech stoupá, hlavní výrobci grafitu zlepšují proces výroby grafitu svou konkurenční výhodu, nyní při stejném objemu je obecnost ceny materiálu grafitové elektrody a cena materiálů měděných elektrod poměrně, ale grafit může dosáhnout efektivního zpracování, než použití měděné elektrody, aby se ušetřil velký počet pracovních hodin, což odpovídá přímému snížení výrobních nákladů.
Abych to shrnul, mezi 8 edM charakteristikami grafitové elektrody jsou její výhody zřejmé: účinnost frézovací elektrody a zpracování výboje je výrazně lepší než u měděné elektrody; velká elektroda má malou hmotnost, dobrou rozměrovou stabilitu, tenká elektroda se nedá snadno deformovat a povrchová struktura je lepší než měděná elektroda.
Nevýhodou grafitového materiálu je, že není vhodný pro zpracování jemným povrchovým výbojem pod VDI12 (Ra0,4 m) a účinnost použití edM k výrobě elektrody je nízká.
Z praktického hlediska je však jedním z důležitých důvodů ovlivňujících účinnou propagaci grafitových materiálů v Číně potřeba speciálního stroje na zpracování grafitu pro frézování elektrod, což klade nové požadavky na zařízení pro zpracování forem, některých malých podniků. nemusí mít tento stav.
Obecně platí, že výhody grafitových elektrod pokrývají převážnou většinu příležitostí zpracování edM a jsou hodné popularizace a aplikace se značnými dlouhodobými přínosy. Nedostatek jemného opracování povrchu může být nahrazen použitím měděných elektrod.
2.Výběr materiálů grafitových elektrod pro EDM
U grafitových materiálů existují především následující čtyři ukazatele, které přímo určují vlastnosti materiálů:
1) Průměrný průměr částic materiálu
Střední průměr částic materiálu přímo ovlivňuje stav vypouštění materiálu.
Čím menší je průměrná částice grafitového materiálu, tím rovnoměrnější je výboj, čím stabilnější jsou podmínky výboje, tím lepší je kvalita povrchu a tím menší jsou ztráty.
Čím větší je průměrná velikost částic, tím lepší rychlost úběru lze dosáhnout při hrubém obrábění, ale povrchový efekt dokončování je špatný a ztráta elektrody je velká.
2) Pevnost materiálu v ohybu
Pevnost materiálu v ohybu je přímým odrazem jeho pevnosti, což naznačuje těsnost jeho vnitřní struktury.
Materiál s vysokou pevností má relativně dobrou odolnost proti vybíjení. Pro elektrodu s vysokou přesností by měl být zvolen pokud možno materiál s dobrou pevností.
3) Tvrdost materiálu podle Shorea
Grafit je tvrdší než kovové materiály a ztráta řezného nástroje je větší než ztráta řezného kovu.
Současně je lepší vysoká tvrdost grafitového materiálu při kontrole ztráty výboje.
4) Vlastní měrný odpor materiálu
Rychlost vybíjení grafitového materiálu s vysokým vlastním měrným odporem bude nižší než rychlost vybíjení s nízkým měrným odporem.
Čím vyšší je vlastní odpor, tím menší je ztráta elektrody, ale čím vyšší je vlastní odpor, bude ovlivněna stabilita výboje.
V současné době je k dispozici mnoho různých druhů grafitu od předních světových dodavatelů grafitu.
Obecně podle průměrného průměru částic grafitových materiálů, které mají být klasifikovány, je průměr částic ≤ 4 m definován jako jemný grafit, částice v 5~ 10 m jsou definovány jako střední grafit, částice ve výšce 10 m výše jsou definovány jako hrubý grafit.
Čím menší je průměr částic, tím dražší je materiál, tím vhodnější grafitový materiál lze vybrat podle požadavků a nákladů na EDM.
3.Výroba grafitové elektrody
Grafitová elektroda se vyrábí převážně frézováním.
Z hlediska technologie zpracování jsou grafit a měď dva různé materiály a je třeba si osvojit jejich odlišné řezné vlastnosti.
Pokud je grafitová elektroda zpracovávána procesem měděné elektrody, nevyhnutelně dochází k problémům, jako je časté lámání plechu, což vyžaduje použití vhodných řezných nástrojů a řezných parametrů.
Obrábění grafitové elektrody než opotřebení nástroje měděné elektrody, z ekonomického hlediska je výběr nástroje z tvrdokovu nejekonomičtější, vyberte nástroj pro diamantové povlakování (nazývaný grafitový nůž), cena je dražší, ale nástroj pro diamantové povlakování dlouhá životnost, vysoká přesnost zpracování, celkový ekonomický přínos je dobrý.
Velikost čela Úhel nástroje ovlivňuje i jeho životnost, 0° přední Úhel nástroje bude až o 50 % vyšší než 15° přední Úhel životnosti nástroje, stabilita řezu je také lepší, ale čím větší úhel, tím lepší povrch obrábění, použitím úhlu 15° nástroje lze dosáhnout nejlepšího povrchu obrábění.
Řezná rychlost při obrábění může být nastavena podle tvaru elektrody, obvykle 10 m/min, podobně jako u obrábění hliníku nebo plastu, řezný nástroj může být přímo na a mimo obrobek při hrubém obrábění a fenomén úhlu při dokončovacím obrábění snadno dochází ke zhroucení a fragmentaci a často se používá způsob rychlé chůze s lehkým nožem.
Grafitová elektroda v procesu řezání bude produkovat spoustu prachu, aby se zabránilo vdechování grafitových částic vřetenem a šroubem stroje, v současné době existují dvě hlavní řešení, jedním je použití speciálního stroje na zpracování grafitu, druhým je běžné zpracovatelské centrum znovu namontovat, vybavené speciálním zařízením na zachycování prachu.
Speciální grafitová vysokorychlostní frézka na trhu má vysokou účinnost frézování a může snadno dokončit výrobu složitých elektrod s vysokou přesností a dobrou kvalitou povrchu.
Pokud je pro výrobu grafitové elektrody zapotřebí EDM, doporučuje se použít jemný grafitový materiál s menším průměrem částic.
Výkon obrábění grafitu je špatný, čím menší je průměr částic, tím vyšší je účinnost řezání a lze se vyhnout abnormálním problémům, jako je časté lámání drátu a povrchové třásně.
4.EDM parametry grafitové elektrody
Výběr EDM parametrů grafitu a mědi je zcela odlišný.
Mezi parametry EDM patří především proud, šířka pulzu, mezera pulzu a polarita.
Následující text popisuje základ pro racionální použití těchto hlavních parametrů.
Proudová hustota grafitové elektrody je obecně 10~12 A/cm2, mnohem větší než hustota měděné elektrody. Proto v rámci rozsahu proudu povoleného v odpovídající oblasti, čím větší proud je zvolen, tím rychlejší bude rychlost zpracování grafitového výboje, tím menší bude ztráta elektrody, ale drsnost povrchu bude silnější.
Čím větší je šířka pulzu, tím nižší bude ztráta elektrody.
Větší šířka pulzu však zhorší stabilitu zpracování a zpomalí rychlost zpracování a zdrsní povrch.
Aby byla zajištěna nízká ztráta elektrody během hrubého obrábění, obvykle se používá relativně velká šířka pulzu, která může efektivně realizovat nízkoztrátové obrábění grafitové elektrody, když je hodnota mezi 100 a 300 US.
Pro získání jemného povrchu a stabilního výbojového efektu by měla být zvolena menší šířka pulzu.
Obecně je šířka pulsu grafitové elektrody asi o 40 % menší než šířka měděné elektrody
Pulzní mezera ovlivňuje především rychlost obrábění na výtlaku a stabilitu obrábění. Čím větší hodnota, tím lepší bude stabilita obrábění, což je užitečné pro dosažení lepší rovnoměrnosti povrchu, ale sníží se rychlost obrábění.
Za podmínky zajištění stability zpracování lze vyšší účinnost zpracování dosáhnout výběrem menší mezery mezi pulzy, ale když je stav vybíjení nestabilní, lze vyšší efektivitu zpracování dosáhnout výběrem větší mezery pulzů.
Při obrábění výbojem grafitové elektrody jsou mezera pulzu a šířka pulzu obvykle nastaveny na 1:1, zatímco při obrábění měděnou elektrodou jsou mezera pulzu a šířka pulzu obvykle nastaveny na 1:3.
Při stabilním zpracování grafitu lze přizpůsobit poměr mezi mezerou pulzu a šířkou pulzu na 2:3.
V případě malé pulzní vůle je výhodné vytvořit na povrchu elektrody krycí vrstvu, která pomáhá snížit ztráty elektrody.
Volba polarity grafitové elektrody v EDM je v zásadě stejná jako u měděné elektrody.
Podle efektu polarity EDM se při obrábění zápustkové oceli obvykle používá obrábění s kladnou polaritou, to znamená, že elektroda je připojena ke kladnému pólu napájecího zdroje a obrobek je připojen k zápornému pólu napájecího zdroje.
Použitím velkého proudu a šířky pulsu lze volbou obrábění s kladnou polaritou dosáhnout extrémně nízké ztráty elektrody. Pokud je polarita špatná, ztráta elektrody bude velmi velká.
Pouze když je požadováno jemné opracování povrchu menší než VDI18 (Ra0,8 m) a šířka pulzu je velmi malá, použije se zpracování s negativní polaritou pro dosažení lepší kvality povrchu, ale ztráta elektrody je velká.
Nyní jsou CNC edM obráběcí stroje vybaveny parametry obrábění grafitovým výbojem.
Využití elektrických parametrů je inteligentní a může je automaticky generovat expertní systém obráběcího stroje.
Obecně může stroj konfigurovat optimalizované parametry zpracování výběrem dvojice materiálů, typu aplikace, hodnoty drsnosti povrchu a zadáním oblasti zpracování, hloubky zpracování, měřítka velikosti elektrody atd. Během programování.
Sada pro grafitovou elektrodu edm obráběcích strojů knihovna bohaté parametry zpracování, typ materiálu lze vybrat v hrubém grafitu, grafitu, grafitu odpovídá různým materiálům obrobku, k rozdělení typu aplikace pro standardní, hluboké drážky, ostré hroty, velké oblast, velká dutina, jako je jemná, také poskytuje nízké ztráty, standardní, vysokou účinnost a tak dále mnoho druhů výběru priority zpracování.
5.Závěr
Nový materiál grafitových elektrod stojí za energickou popularizaci a jeho přednosti budou postupně rozpoznány a akceptovány domácím průmyslem výroby forem.
Správný výběr materiálů grafitových elektrod a zlepšení souvisejících technologických vazeb přinese podnikům vyrábějícím formy vysokou účinnost, vysokou kvalitu a nízké náklady.
Čas odeslání: prosinec-04-2020