1.EDM karakteristike grafitnih materijala.
1.1. Brzina obrade pražnjenjem.
Grafit je nemetalni materijal sa vrlo visokom tačkom topljenja od 3,650°C, dok bakar ima tačku topljenja od 1,083°C, tako da grafitna elektroda može izdržati veće uslove podešavanja struje.
Kada su površina pražnjenja i veličina elektrode veći, prednosti visokoefikasne grube obrade grafitnog materijala su očiglednije.
Toplotna provodljivost grafita je 1/3 od bakra, a toplota nastala tokom procesa pražnjenja može se koristiti za efikasnije uklanjanje metalnih materijala. Stoga je efikasnost obrade grafita veća od bakarne elektrode u srednjoj i finoj obradi.
Prema iskustvu obrade, brzina obrade pražnjenja grafitne elektrode je 1,5~2 puta veća od one bakarne elektrode pod ispravnim uslovima upotrebe.
1.2.Potrošnja elektroda.
Grafitna elektroda ima karakter da može da izdrži uslove visoke struje, osim toga, pod uslovom odgovarajućeg grubog podešavanja, uključujući obradke od ugljeničnog čelika proizvedene tokom obrade uklanjanje sadržaja i radnog fluida pri visokoj temperaturi razgradnje ugljičnih čestica, efekat polariteta, pod djelovanjem djelomičnog uklanjanja sadržaja, čestice ugljika će se zalijepiti za površinu elektrode kako bi formirale zaštitni sloj, što će osigurati mali gubitak grafitne elektrode u gruboj obradi ili čak „nula otpada“.
Glavni gubitak elektrode u EDM dolazi od grube obrade. Iako je stopa gubitka visoka u uvjetima završne obrade, ukupni gubitak je također nizak zbog malog dodatka za obradu rezervisanog za dijelove.
Općenito, gubitak grafitne elektrode manji je od gubitka bakarne elektrode pri gruboj obradi velike struje i nešto veći od gubitka bakarne elektrode pri završnoj obradi. Gubitak elektrode grafitne elektrode je sličan.
1.3. Kvalitet površine.
Prečnik čestica grafitnog materijala direktno utiče na hrapavost površine EDM. Što je manji prečnik, to se može postići manja hrapavost površine.
Prije nekoliko godina korištenjem čestica phi 5 mikrona u prečniku grafitnog materijala, najbolja površina može postići samo VDI18 edm (Ra0,8 mikrona), danas se prečnik zrna grafitnih materijala može postići unutar 3 mikrona phi, najbolja površina može postići stabilan VDI12 edm (Ra0,4 mu m) ili sofisticiraniji nivo, ali grafitna elektroda za ogledalo edm.
Bakarni materijal ima nisku otpornost i kompaktnu strukturu, te se može stabilno obrađivati u teškim uvjetima. Hrapavost površine može biti manja od Ra0,1 m, a može se obraditi ogledalom.
Dakle, ako se obrada pražnjenjem bavi izuzetno finom površinom, prikladnije je koristiti bakreni materijal kao elektrodu, što je glavna prednost bakarne elektrode u odnosu na grafitnu elektrodu.
Ali bakrena elektroda pod uvjetom velike struje podešavanja, površina elektrode lako postaje hrapava, izgleda čak i pukotina, a grafitni materijali ne bi imali ovaj problem, zahtjev za hrapavost površine za VDI26 (Ra2,0 mikrona) o obradi kalupa, koristeći grafitna elektroda se može obaviti od grube do fine obrade, ostvaruje ujednačen površinski efekat, površinske defekte.
Osim toga, zbog različite strukture grafita i bakra, tačka korozije na površini grafitne elektrode je pravilnija od one bakarne elektrode. Stoga, kada se obrađuje ista hrapavost površine VDI20 ili više, granularnost površine obratka obrađenog grafitnom elektrodom je jasnija, a ovaj efekat površine zrna je bolji od efekta površine pražnjenja bakarne elektrode.
1.4. Preciznost obrade.
Koeficijent toplinske ekspanzije grafitnog materijala je mali, koeficijent toplinskog širenja bakrenog materijala je 4 puta veći od grafitnog materijala, tako da je u obradi pražnjenja grafitna elektroda manje sklona deformacijama od bakarne elektrode, koja može dobiti stabilnije i pouzdana tačnost obrade.
Naročito kada se obrađuje duboko i usko rebro, lokalna visoka temperatura čini da se bakarna elektroda lako savija, ali grafitna elektroda ne.
Za bakarne elektrode sa velikim omjerom dubine i promjera, određena vrijednost termičkog širenja treba biti kompenzirana kako bi se ispravila veličina tokom podešavanja obrade, dok grafitna elektroda nije potrebna.
1.5. Težina elektrode.
Grafitni materijal je manje gust od bakra, a težina grafitne elektrode iste zapremine je samo 1/5 mase bakarne elektrode.
Vidi se da je upotreba grafita veoma pogodna za elektrodu velike zapremine, što u velikoj meri smanjuje opterećenje vretena EDM alatne mašine. Elektroda zbog svoje velike težine neće stvarati neugodnosti pri stezanju, a u obradi će proizvesti otklonski pomak itd. Vidi se da je od velikog značaja upotreba grafitne elektrode u obradi kalupa velikih razmjera.
1.6. Poteškoće u proizvodnji elektroda.
Performanse obrade grafitnog materijala su dobre. Otpor rezanja je samo 1/4 otpornosti bakra. Pod ispravnim uslovima obrade, efikasnost mlevenja grafitne elektrode je 2~3 puta veća od bakarne elektrode.
Grafitna elektroda se lako čisti pod kutom i može se koristiti za obradu radnog komada koji treba završiti sa više elektroda u jednu elektrodu.
Jedinstvena struktura čestica grafitnog materijala sprečava pojavu neravnina nakon glodanja i oblikovanja elektrode, što može direktno zadovoljiti zahtjeve upotrebe kada se neravnine ne mogu lako ukloniti u složenom modeliranju, čime se eliminira proces ručnog poliranja elektrode i izbjegava oblik. promjena i greška u veličini uzrokovana poliranjem.
Treba napomenuti da, budući da je grafit akumulacija prašine, glodanje grafita će proizvesti mnogo prašine, tako da glodalica mora imati brtvu i uređaj za sakupljanje prašine.
Ako je potrebno koristiti edM za obradu grafitne elektrode, njene performanse obrade nisu tako dobre kao bakarni materijal, brzina rezanja je oko 40% sporija od bakra.
1.7.Ugradnja i korištenje elektroda.
Grafitni materijal ima dobra svojstva vezivanja. Može se koristiti za spajanje grafita sa učvršćenjem glodanjem elektrode i pražnjenjem, što može uštedjeti proceduru obrade rupe za vijak na materijalu elektrode i uštedjeti radno vrijeme.
Grafitni materijal je relativno lomljiv, posebno mala, uska i duga elektroda, koja se lako slomi kada je podvrgnuta vanjskoj sili tokom upotrebe, ali može odmah znati da je elektroda oštećena.
Ako je u pitanju bakarna elektroda, ona će se samo savijati, a ne lomiti, što je vrlo opasno i teško ga je pronaći u procesu upotrebe, a lako će dovesti do otpada od obratka.
1.8.Cijena.
Bakarni materijal je neobnovljiv resurs, trend cijena će biti sve skuplji, dok cijena grafitnog materijala teži stabilizaciji.
Cijena bakrenog materijala raste posljednjih godina, glavni proizvođači grafita koji poboljšavaju proces u proizvodnji grafita čine svoju konkurentsku prednost, sada, pod istim volumenom, općenitost cijene materijala grafitnih elektroda i cijena materijala bakrenih elektroda je prilično, ali grafit može postići efikasnu obradu, nego korištenje bakrene elektrode za uštedu velikog broja radnih sati, što je ekvivalentno direktnom smanjenju troškova proizvodnje.
Da sumiramo, među 8 edM karakteristika grafitne elektrode, njene prednosti su očigledne: efikasnost obrade elektrode za mljevenje i pražnjenja je znatno bolja od bakarne elektrode; velika elektroda ima malu težinu, dobru dimenzijsku stabilnost, tanku elektrodu nije lako deformirati, a površinska tekstura je bolja od bakarne elektrode.
Nedostatak grafitnog materijala je što nije pogodan za obradu finih površinskih pražnjenja pod VDI12 (Ra0,4 m), a efikasnost upotrebe edM za izradu elektrode je niska.
Međutim, sa praktične tačke gledišta, jedan od važnih razloga koji utiče na efektivnu promociju grafitnih materijala u Kini je taj što je potrebna posebna mašina za obradu grafita za glodanje elektroda, što postavlja nove zahteve za opremu za obradu kalupa preduzeća, nekih malih preduzeća. možda nemaju ovo stanje.
Općenito, prednosti grafitnih elektroda pokrivaju ogromnu većinu slučajeva edM obrade i vrijedne su popularizacije i primjene, sa značajnim dugoročnim prednostima. Nedostatak fine obrade površine može se nadoknaditi upotrebom bakrenih elektroda.
2.Odabir materijala grafitnih elektroda za EDM
Za grafitne materijale uglavnom postoje sljedeća četiri indikatora koji direktno određuju performanse materijala:
1) Prosječni prečnik čestica materijala
Prosječni prečnik čestica materijala direktno utiče na stanje pražnjenja materijala.
Što je manja prosječna čestica grafitnog materijala, to je pražnjenje ujednačenije, stabilnije je stanje pražnjenja, bolji je kvalitet površine i manji su gubici.
Što je veća prosječna veličina čestica, to se može postići bolja brzina uklanjanja pri gruboj obradi, ali je površinski efekat završne obrade loš i gubitak elektrode je veliki.
2) Čvrstoća materijala na savijanje
Čvrstoća materijala na savijanje je direktan odraz njegove čvrstoće, što ukazuje na nepropusnost njegove unutrašnje strukture.
Materijal visoke čvrstoće ima relativno dobre performanse otpornosti na pražnjenje. Za elektrodu visoke preciznosti, materijal dobre čvrstoće treba odabrati što je više moguće.
3) Tvrdoća materijala po Šoru
Grafit je tvrđi od metalnih materijala, a gubitak reznog alata je veći od gubitka metala za rezanje.
U isto vrijeme, visoka tvrdoća grafitnog materijala u kontroli gubitka pražnjenja je bolja.
4) Inherentna otpornost materijala
Brzina pražnjenja grafitnog materijala s visokom inherentnom otpornošću bit će sporija od one s niskom otpornošću.
Što je veći svojstveni otpor, manji je gubitak elektrode, ali što je veći svojstveni otpor, to će biti pogođeno stabilnosti pražnjenja.
Trenutno postoji mnogo različitih vrsta grafita dostupnih od vodećih svjetskih dobavljača grafita.
Općenito, prema prosječnom promjeru čestica grafitnih materijala koji se klasifikuju, prečnik čestica ≤ 4 m je definisan kao fini grafit, čestice u 5~10 m su definisane kao srednji grafit, čestice u 10 m iznad su definisane kao grubi grafit.
Što je manji prečnik čestica, to je materijal skuplji, pogodniji grafitni materijal se može odabrati prema zahtevima i ceni EDM.
3.Izrada grafitne elektrode
Grafitna elektroda se uglavnom proizvodi glodanjem.
Sa stajališta tehnologije obrade, grafit i bakar su dva različita materijala i treba savladati njihove različite karakteristike rezanja.
Ako se grafitna elektroda obrađuje postupkom bakarne elektrode, neminovno će se pojaviti problemi kao što je česti lom lima, što zahtijeva korištenje odgovarajućih reznih alata i parametara rezanja.
Obrada grafitne elektrode od trošenja alata bakrene elektrode, s ekonomskog aspekta, izbor karbidnog alata je najekonomičniji, odaberite alat za dijamantski premaz (koji se zove grafitni nož) cijena je skuplja, ali alat za dijamantski premaz dug radni vijek, visoka preciznost obrade, ukupna ekonomska korist je dobra.
Veličina prednjeg ugla alata takođe utiče na njegov radni vek, prednji ugao alata od 0° biće do 50% veći od prednjeg ugla od 15° tokom radnog veka alata, stabilnost rezanja je takođe bolja, ali Što je veći ugao, što je bolja površina obrade, upotreba ugla alata od 15° može postići najbolju površinu obrade.
Brzina rezanja u mašinskoj obradi može se podesiti prema obliku elektrode, obično 10m/min, slično kao kod obrade aluminijuma ili plastike, rezni alat može biti direktno na i izvan radnog komada u gruboj obradi, a fenomen ugla u završnoj obradi lako dolazi do kolapsa i fragmentacije, a često se usvaja i način laganog brzog hodanja nožem.
Grafitna elektroda u procesu rezanja će proizvesti puno prašine, kako bi se izbjeglo udisanje grafitnih čestica strojnog vretena i vijka, trenutno postoje dva glavna rješenja, jedno je korištenje posebne mašine za obradu grafita, drugo je obični centar za obradu remont, opremljen posebnim uređajem za prikupljanje prašine.
Specijalna grafitna mašina za glodanje velike brzine na tržištu ima visoku efikasnost glodanja i može lako završiti proizvodnju složenih elektroda sa visokom preciznošću i dobrim kvalitetom površine.
Ako je EDM potreban za izradu grafitne elektrode, preporučuje se korištenje finog grafitnog materijala s manjim promjerom čestica.
Performanse obrade grafita su loše, što je manji promjer čestica, to se može postići veća efikasnost rezanja, a mogu se izbjeći abnormalni problemi kao što su često lomljenje žice i površinske rese.
4.EDM parametri grafitne elektrode
Izbor EDM parametara grafita i bakra je prilično različit.
Parametri EDM uglavnom uključuju struju, širinu impulsa, razmak impulsa i polaritet.
U nastavku je opisana osnova za racionalno korištenje ovih glavnih parametara.
Gustoća struje grafitne elektrode je općenito 10~12 A/cm2, mnogo veća od bakarne elektrode. Stoga, unutar raspona struje dozvoljene u odgovarajućem području, što je veća struja odabrana, to će biti veća brzina obrade grafitnog pražnjenja, manji će biti gubitak elektrode, ali će hrapavost površine biti deblja.
Što je širina impulsa veća, to će biti manji gubitak elektrode.
Međutim, veća širina impulsa će pogoršati stabilnost obrade, a brzinu obrade sporijom i površinu grublju.
Kako bi se osigurali mali gubici elektrode tokom grube obrade, obično se koristi relativno velika širina impulsa, koja može efikasno ostvariti obradu grafitnih elektroda sa malim gubicima kada je vrijednost između 100 i 300 US.
Da bi se postigla fina površina i stabilan efekat pražnjenja, treba izabrati manju širinu impulsa.
Općenito, širina impulsa grafitne elektrode je oko 40% manja od one bakarne elektrode
Razmak impulsa uglavnom utječe na brzinu obrade i stabilnost obrade. Što je veća vrijednost, to će biti bolja stabilnost obrade, što je korisno za postizanje bolje ujednačenosti površine, ali će brzina obrade biti smanjena.
Pod uslovom da se obezbedi stabilnost obrade, veća efikasnost obrade se može postići izborom manjeg razmaka impulsa, ali kada je stanje pražnjenja nestabilno, veća efikasnost obrade se može postići izborom većeg razmaka impulsa.
Kod obrade grafitnih elektroda, razmak impulsa i širina impulsa se obično postavljaju na 1:1, dok se kod obrade bakrenih elektroda, impulsni razmak i širina impulsa obično postavljaju na 1:3.
Pod stabilnom obradom grafita, omjer usklađivanja između razmaka impulsa i širine impulsa može se podesiti na 2:3.
U slučaju malog razmaka impulsa, korisno je formirati pokrivni sloj na površini elektrode, što pomaže da se smanji gubitak elektrode.
Izbor polariteta grafitne elektrode u EDM-u je u osnovi isti kao kod bakrene elektrode.
Prema učinku polariteta EDM-a, obrada pozitivnog polariteta se obično koristi kod obrade čelika, odnosno elektroda je spojena na pozitivni pol napajanja, a radni komad je spojen na negativni pol napajanja.
Koristeći veliku struju i širinu impulsa, odabirom obrade pozitivnog polariteta može se postići izuzetno mali gubitak elektroda. Ako je polaritet pogrešan, gubitak elektrode će postati vrlo velik.
Samo kada je potrebno da se površina fino obradi manje od VDI18 (Ra0,8 m) i kada je širina impulsa vrlo mala, obrada negativnog polariteta se koristi za postizanje boljeg kvaliteta površine, ali je gubitak elektrode veliki.
Sada su CNC edM alatni strojevi opremljeni parametrima obrade grafitnim pražnjenjem.
Upotreba električnih parametara je inteligentna i može se automatski generisati od strane ekspertnog sistema alatne mašine.
Generalno, mašina može da konfiguriše optimizovane parametre obrade odabirom para materijala, vrste primene, vrednosti hrapavosti površine i unosom površine obrade, dubine obrade, skaliranja veličine elektrode, itd. Tokom programiranja.
Set za grafitnu elektrodu edm biblioteke alatnih strojeva bogatih parametara obrade, tip materijala se može odabrati u grubom grafitu, grafitu, grafitu koji odgovara različitim materijalima obradaka, da se podjeli tip aplikacije za standardni, duboki žljeb, oštar vrh, veliki područje, velika šupljina, kao što je fina, također pruža niske gubitke, standard, visoku efikasnost i tako dalje mnoge vrste izbora prioriteta obrade.
5. Zaključak
Novi materijal grafitnih elektroda vrijedi snažno popularizirati i njegove će prednosti postupno biti prepoznate i prihvaćene od strane domaće industrije proizvodnje kalupa.
Ispravan odabir materijala za grafitne elektrode i poboljšanje povezanih tehnoloških veza će donijeti visoku efikasnost, visok kvalitet i nisku cijenu za preduzeća za proizvodnju kalupa
Vrijeme objave: Dec-04-2020