1.EDM karakteristika af grafitmaterialer.
1.1.Afladningsbearbejdningshastighed.
Grafit er et ikke-metallisk materiale med et meget højt smeltepunkt på 3.650 °C, mens kobber har et smeltepunkt på 1.083 °C, så grafitelektroden kan modstå større strømindstillingsbetingelser.
Når afladningsområdet og skalaen af elektrodestørrelse er større, er fordelene ved højeffektiv grovbearbejdning af grafitmateriale mere indlysende.
Den termiske ledningsevne af grafit er 1/3 af kobber, og den varme, der genereres under udledningsprocessen, kan bruges til at fjerne metalmaterialer mere effektivt.Derfor er behandlingseffektiviteten af grafit højere end kobberelektrodens i medium og fin behandling.
Ifølge bearbejdningserfaringen er grafitelektrodens udladningshastighed 1,5 ~ 2 gange hurtigere end kobberelektrodens under de korrekte brugsforhold.
1.2.Elektrodeforbrug.
Grafitelektrode har den karakter, der kan modstå de høje strømforhold, desuden under betingelse af passende skrubbearbejdningsindstilling, herunder kulstofstål-emner fremstillet under bearbejdning fjernelse i indhold og arbejdsvæske ved høj temperatur nedbrydning af kulpartikler, polaritetseffekten, under virkningen af delvis fjernelse af indholdet, vil kulstofpartikler klæbe til elektrodeoverfladen for at danne et beskyttende lag, sikre grafitelektroden i små tab ved grov bearbejdning, eller endda "nul spild".
Hovedelektrodetabet i EDM kommer fra grov bearbejdning.Selvom tabsraten er høj under indstillingsbetingelserne for efterbehandling, er det samlede tab også lavt på grund af den lille bearbejdningstillæg, der er reserveret til dele.
Generelt er tabet af grafitelektrode mindre end kobberelektrodetabet ved grov bearbejdning af stor strøm og lidt mere end kobberelektrodetabet ved færdigbearbejdning.Elektrodetabet af grafitelektrode er ens.
1.3.Overfladekvaliteten.
Partikeldiameteren af grafitmateriale påvirker direkte overfladeruheden af EDM.Jo mindre diameteren er, desto lavere kan overfladeruheden opnås.
For et par år siden ved brug af grafitmateriale med partikel phi 5 mikron i diameter, kan den bedste overflade kun opnå VDI18 edm (Ra0,8 mikron), i dag har korndiameteren af grafitmaterialer været i stand til at opnå inden for 3 mikron phi, den bedste overflade kan opnå stabil VDI12 edm (Ra0,4 mu m) eller mere sofistikeret niveau, men grafitelektroden til at spejle edm.
Kobbermaterialet har lav resistivitet og kompakt struktur og kan behandles stabilt under vanskelige forhold.Overfladeruheden kan være mindre end Ra0,1 m, og den kan behandles ved spejl.
Så hvis afladningsbearbejdningen forfølger ekstremt fin overflade, er det mere egnet at bruge kobbermateriale som elektrode, hvilket er den største fordel ved kobberelektrode i forhold til grafitelektrode.
Men kobberelektroden under betingelse af stor strømindstilling, er elektrodeoverfladen let at blive ru, synes jævn revne, og grafitmaterialer ville ikke have dette problem, overfladeruhedskravet for VDI26 (Ra2.0 mikron) om formbehandling, vha. en grafitelektrode kan udføres fra grov til fin bearbejdning, realiserer den ensartede overfladeeffekt, overfladedefekterne.
På grund af den forskellige struktur af grafit og kobber er overfladeudladningskorrosionspunktet for grafitelektroden desuden mere regelmæssigt end kobberelektrodens.Derfor, når den samme overfladeruhed på VDI20 eller derover behandles, er overfladegranulariteten af emnet behandlet med grafitelektrode mere tydelig, og denne kornoverfladeeffekt er bedre end udledningsoverfladeeffekten af kobberelektrode.
1.4. Bearbejdningsnøjagtigheden.
Den termiske udvidelseskoefficient af grafitmateriale er lille, koefficienten for termisk udvidelse af kobbermateriale er 4 gange den for grafitmateriale, så i udladningsbehandlingen er grafitelektroden mindre tilbøjelig til deformation end kobberelektroden, som kan opnå mere stabil og pålidelig behandlingsnøjagtighed.
Især når dybe og smalle ribber behandles, får lokal høj temperatur kobberelektroden til at bøje let, men grafitelektroden gør det ikke.
For kobberelektroder med et stort dybde-diameterforhold bør en vis termisk ekspansionsværdi kompenseres for at korrigere størrelsen under bearbejdningsindstilling, mens grafitelektrode ikke er påkrævet.
1.5. Elektrodevægt.
Grafitmaterialet er mindre tæt end kobber, og vægten af grafitelektroden med samme volumen er kun 1/5 af kobberelektrodens vægt.
Det kan ses, at brugen af grafit er meget velegnet til elektroden med et stort volumen, hvilket i høj grad reducerer belastningen af spindlen på EDM-værktøjsmaskinen.Elektroden vil ikke give gener ved fastspænding på grund af dens store vægt, og den vil give afbøjningsforskydning i bearbejdningen osv. Det kan ses, at det er af stor betydning at anvende grafitelektrode i den store formbearbejdning.
1.6. Vanskeligheder ved fremstilling af elektrode.
Bearbejdningsydelsen af grafitmateriale er god.Skæremodstanden er kun 1/4 af kobbers.Under de korrekte forarbejdningsbetingelser er effektiviteten af fræsning af grafitelektrode 2 ~ 3 gange effektiviteten af kobberelektrode.
Grafitelektroden er let at rydde vinkel, og den kan bruges til at behandle emnet, som skal færdiggøres af flere elektroder til en enkelt elektrode.
Den unikke partikelstruktur af grafitmateriale forhindrer grater i at opstå efter elektrodefræsning og -formning, som direkte kan opfylde brugskravene, når graterne ikke let fjernes i den komplekse modellering, hvilket eliminerer processen med manuel polering af elektroden og undgår formen ændring og størrelsesfejl forårsaget af polering.
Det skal bemærkes, at fordi grafit er støvophobning, vil fræsning af grafit producere meget støv, så fræsemaskinen skal have en tætning og støvopsamlingsanordning.
Hvis det er nødvendigt at bruge edM til at behandle grafitelektroder, er dens behandlingsydelse ikke så god som kobbermateriale, skærehastigheden er omkring 40% langsommere end kobber.
1.7.Elektrodeinstallation og brug.
Grafitmateriale har gode bindeegenskaber.Det kan bruges til at binde grafit til armaturet ved at fræse elektroden og aflade, hvilket kan spare proceduren for bearbejdning af skruehul på elektrodematerialet og spare arbejdstid.
Grafitmaterialet er relativt skørt, især den lille, smalle og lange elektrode, som er nem at knække, når den udsættes for ydre kraft under brug, men umiddelbart kan vide, at elektroden er blevet beskadiget.
Hvis det er kobberelektrode, vil det kun bøje og ikke gå i stykker, hvilket er meget farligt og svært at finde i brugsprocessen, og det vil let føre til skrot af emnet.
1.8.Pris.
Kobbermateriale er en ikke-fornyelig ressource, prisudviklingen vil blive dyrere og dyrere, mens prisen på grafitmateriale har en tendens til at stabilisere sig.
Kobber materiale prisen stiger i de seneste år, de store producenter af grafit forbedre processen i produktionen af grafit gøre sin konkurrencefordel, nu, under samme volumen, generelt af grafit elektrode materiale pris og prisen på kobber elektrode materialer er ganske, men grafitten kan opnå effektiv behandling, end brugen af kobberelektrode for at spare et stort antal arbejdstimer, svarende til at reducere produktionsomkostningerne direkte.
For at opsummere, blandt de 8 edM karakteristika ved grafitelektrode, er dens fordele indlysende: effektiviteten af fræseelektrode og udladningsbehandling er betydeligt bedre end kobberelektrodens;stor elektrode har lille vægt, god dimensionsstabilitet, tynd elektrode er ikke let at deformere, og overfladetekstur er bedre end kobberelektrode.
Ulempen ved grafitmateriale er, at det ikke er egnet til finoverfladeafladningsbehandling under VDI12 (Ra0,4 m), og effektiviteten ved at bruge edM til at lave elektrode er lav.
Men fra et praktisk synspunkt er en af de vigtige grunde, der påvirker den effektive promovering af grafitmaterialer i Kina, at der er behov for en speciel grafitbearbejdningsmaskine til fræsning af elektroder, hvilket stiller nye krav til behandlingsudstyr i formvirksomheder, nogle små virksomheder har muligvis ikke denne betingelse.
Generelt dækker fordelene ved grafitelektroder langt de fleste edM-bearbejdningsbegivenheder og er værdige til popularisering og anvendelse med betydelige langsigtede fordele.Manglen på fin overfladebehandling kan afhjælpes ved brug af kobberelektroder.
2.Udvalg af grafitelektrodematerialer til EDM
For grafitmaterialer er der hovedsageligt følgende fire indikatorer, der direkte bestemmer materialernes ydeevne:
1) Gennemsnitlig partikeldiameter af materialet
Materialets gennemsnitlige partikeldiameter påvirker direkte materialets udledningstilstand.
Jo mindre den gennemsnitlige partikel af grafitmateriale er, jo mere ensartet udledningen er, jo mere stabil er udledningstilstanden, jo bedre er overfladekvaliteten, og jo mindre er tabet.
Jo større den gennemsnitlige partikelstørrelse er, jo bedre fjernelseshastighed kan opnås ved grov bearbejdning, men overfladeeffekten af efterbehandling er dårlig, og elektrodetabet er stort.
2) Materialets bøjningsstyrke
Et materiales bøjningsstyrke er en direkte afspejling af dets styrke, hvilket indikerer tætheden af dets indre struktur.
Materialet med høj styrke har relativt god udledningsmodstand.For elektroden med høj præcision bør materialet med god styrke vælges så vidt muligt.
3) Shore hårdhed af materialet
Grafit er hårdere end metalmaterialer, og tabet af skæreværktøjet er større end det skærende metal.
Samtidig er den høje hårdhed af grafitmateriale i udledningstabskontrollen bedre.
4) Materialets iboende resistivitet
Udledningshastigheden af grafitmateriale med høj iboende resistivitet vil være langsommere end med lav resistivitet.
Jo højere iboende resistivitet, jo mindre elektrodetab, men jo højere iboende resistivitet, vil stabiliteten af udladningen blive påvirket.
På nuværende tidspunkt er der mange forskellige kvaliteter af grafit tilgængelige fra verdens førende grafitleverandører.
Generelt i henhold til den gennemsnitlige partikeldiameter af grafitmaterialer, der skal klassificeres, er partikeldiameter ≤ 4 m defineret som fin grafit, partikler i 5 ~ 10 m er defineret som medium grafit, partikler i 10 m ovenfor er defineret som grov grafit.
Jo mindre partikeldiameteren er, jo dyrere materialet er, jo mere egnet grafitmateriale kan vælges i henhold til kravene og omkostningerne ved EDM.
3.Fabrikation af grafitelektrode
Grafitelektroden er hovedsageligt fremstillet ved fræsning.
Fra forarbejdningsteknologiens synspunkt er grafit og kobber to forskellige materialer, og deres forskellige skæreegenskaber bør mestres.
Hvis grafitelektroden behandles ved processen med kobberelektrode, vil der uundgåeligt opstå problemer, såsom hyppige brud på arket, hvilket kræver brug af passende skæreværktøjer og skæreparametre.
Bearbejdning af grafitelektrode end kobberelektrodeværktøjsslid, af den økonomiske betragtning er valget af hårdmetalværktøj det mest økonomiske, vælg diamantbelægningsværktøj (kaldet grafitkniv) prisen er dyrere, men diamantbelægningsværktøj lang levetid, høj forarbejdningspræcision, den samlede økonomiske fordel er god.
Størrelsen på den forreste vinkel på værktøjet påvirker også dets levetid, 0° frontvinklen på værktøjet vil være op til 50% højere end 15° frontvinklen på værktøjets levetid, skærestabiliteten er også bedre, men større vinkel, jo bedre bearbejdningsoverflade, brug af 15° vinkel på værktøjet kan opnå den bedste bearbejdningsoverflade.
Skærehastigheden ved bearbejdning kan justeres i henhold til elektrodens form, normalt 10m/min, svarende til bearbejdning af aluminium eller plast, skæreværktøjet kan være direkte på og af arbejdsemnet ved grovbearbejdning, og fænomenet vinkel kollaps og fragmentering er let at opstå ved færdigbearbejdning, og metoden med let knivhurtig gang er ofte vedtaget.
Grafitelektrode i skæreprocessen vil producere meget støv, for at undgå grafitpartikler inhaleret maskinspindel og skrue, der er to hovedløsninger på nuværende tidspunkt, den ene er at bruge en speciel grafitbearbejdningsmaskine, den anden er det almindelige behandlingscenter eftermonteret, udstyret med en speciel støvopsamlingsanordning.
Den specielle grafit højhastighedsfræser på markedet har høj fræseeffektivitet og kan nemt fuldføre fremstillingen af komplekse elektroder med høj præcision og god overfladekvalitet.
Hvis EDM er nødvendig for at lave en grafitelektrode, anbefales det at bruge et fint grafitmateriale med en mindre partikeldiameter.
Bearbejdningsydelsen af grafit er dårlig, jo mindre partikeldiameteren er, jo højere skæreeffektivitet kan opnås, og de unormale problemer såsom hyppige ledningsbrud og overfladefrynser kan undgås.
4.EDM-parametre for grafitelektrode
Udvælgelsen af EDM-parametre for grafit og kobber er helt anderledes.
Parametrene for EDM inkluderer hovedsageligt strøm, pulsbredde, pulsgab og polaritet.
Det følgende beskriver grundlaget for rationel brug af disse hovedparametre.
Strømtætheden af grafitelektrode er generelt 10 ~ 12 A/cm2, meget større end kobberelektrodens.Derfor, inden for det tilladte strømområde i det tilsvarende område, jo større strømmen er valgt, jo hurtigere vil grafitudladningsbehandlingshastigheden være, jo mindre vil elektrodetabet være, men overfladeruheden vil være tykkere.
Jo større pulsbredden er, jo mindre vil elektrodetabet være.
En større pulsbredde vil dog gøre behandlingsstabiliteten dårligere, og behandlingshastigheden langsommere og overfladen mere ru.
For at sikre et lavt elektrodetab under grovbearbejdning, anvendes normalt en relativt stor pulsbredde, som effektivt kan realisere lavtabsbearbejdning af grafitelektrode, når værdien er mellem 100 og 300 US.
For at opnå fin overflade og stabil udledningseffekt bør der vælges en mindre pulsbredde.
Generelt er pulsbredden af grafitelektroden ca. 40% mindre end kobberelektrodens pulsbredde
Pulsgabet påvirker hovedsageligt afgangsbearbejdningshastigheden og bearbejdningsstabiliteten.Jo større værdien er, jo bedre bliver bearbejdningsstabiliteten, hvilket er nyttigt for at opnå bedre overfladeensartethed, men bearbejdningshastigheden vil blive reduceret.
Under betingelsen om at sikre behandlingsstabiliteten kan den højere behandlingseffektivitet opnås ved at vælge et mindre pulsgab, men når afladningstilstanden er ustabil, kan den højere behandlingseffektivitet opnås ved at vælge et større pulsgab.
Ved grafitelektrodeudladningsbearbejdning er pulsgab og pulsbredde normalt indstillet til 1:1, mens pulsgab og pulsbredde ved kobberelektrodebearbejdning normalt er indstillet til 1:3.
Under stabil grafitbehandling kan matchningsforholdet mellem pulsgab og pulsbredde justeres til 2:3.
I tilfælde af lille pulsklaring er det en fordel at danne et dæklag på elektrodeoverfladen, hvilket er nyttigt til at reducere elektrodetabet.
Polaritetsvalget af grafitelektrode i EDM er stort set det samme som for kobberelektrode.
I henhold til polaritetseffekten af EDM bruges positiv polaritetsbearbejdning normalt ved bearbejdning af matricestål, det vil sige, at elektroden er forbundet til strømforsyningens positive pol, og emnet er forbundet til strømforsyningens negative pol.
Ved at bruge stor strøm og pulsbredde kan valg af bearbejdning med positiv polaritet opnå ekstremt lavt elektrodetab.Hvis polariteten er forkert, vil elektrodetabet blive meget stort.
Kun når overfladen skal finbehandles mindre end VDI18 (Ra0,8 m) og pulsbredden er meget lille, bruges den negative polaritetsbehandling for at opnå bedre overfladekvalitet, men elektrodetabet er stort.
Nu er CNC edM-værktøjsmaskiner udstyret med grafitudledningsbearbejdningsparametre.
Brugen af elektriske parametre er intelligent og kan genereres automatisk af værktøjsmaskinens ekspertsystem.
Generelt kan maskinen konfigurere de optimerede bearbejdningsparametre ved at vælge materialepar, påføringstype, overfladeruhedsværdi og indtaste bearbejdningsområdet, bearbejdningsdybde, elektrodestørrelseskalering osv. Under programmering.
Sæt til grafitelektrode af edm værktøjsmaskine bibliotek rige behandlingsparametre, materialetypen kan vælge i den grove grafit, grafit, grafit svarer til en række emnemateriale, for at underinddele applikationstypen for standarden, dyb rille, skarp spids, stor område, stort hulrum, såsom fine, giver også lavt tab, standard, høj effektivitet og så videre de mange former for behandling prioritet valg.
5.Konklusion
Det nye grafitelektrodemateriale er værd at popularisere kraftigt, og dets fordele vil gradvist blive anerkendt og accepteret af den indenlandske formfremstillingsindustri.
Det korrekte valg af grafitelektrodematerialer og forbedringen af relaterede teknologiske forbindelser vil give høj effektivitet, høj kvalitet og lave omkostninger fordele for støbefremstillingsvirksomheder
Posttid: Dec-04-2020