1.EDM karakteristike grafitnih materijala.
1.1.Brzina obrade pražnjenja.
Grafit je nemetalni materijal s vrlo visokim talištem od 3,650 °C, dok bakar ima talište od 1,083 °C, tako da grafitna elektroda može izdržati veće uvjete podešavanja struje.
Kada su područje pražnjenja i skala veličine elektrode veći, prednosti visoke učinkovitosti grube strojne obrade grafitnog materijala su očitije.
Toplinska vodljivost grafita je 1/3 od bakra, a toplina koja se stvara tijekom procesa pražnjenja može se koristiti za učinkovitije uklanjanje metalnih materijala. Stoga je učinkovitost obrade grafita veća od učinkovitosti bakrene elektrode u srednjoj i finoj obradi.
Prema iskustvu obrade, brzina obrade pražnjenja grafitne elektrode je 1,5 ~ 2 puta brža od brzine bakrene elektrode pod ispravnim uvjetima uporabe.
1.2.Potrošnja elektrode.
Grafitna elektroda ima karakter koji može izdržati uvjete visoke struje, osim toga, pod uvjetom odgovarajuće postavke grube obrade, uključujući izratke od ugljičnog čelika proizvedene tijekom strojne obrade, uklanjanje sadržaja i radne tekućine pri visokoj temperaturi razgradnje čestica ugljika, učinak polariteta, pod djelovanjem djelomičnog uklanjanja sadržaja, čestice ugljika prilijepit će se na površinu elektrode kako bi oblikovale zaštitni sloj, osiguravajući grafitnoj elektrodi male gubitke u gruboj obradi ili čak "nula otpada".
Glavni gubitak elektrode u EDM dolazi od grube strojne obrade. Iako je stopa gubitka visoka u uvjetima završne obrade, ukupni gubitak je također nizak zbog malog dopuštenja za strojnu obradu rezerviranog za dijelove.
Općenito, gubitak grafitne elektrode manji je od gubitka bakrene elektrode u gruboj obradi velike struje i malo veći od gubitka bakrene elektrode u završnoj obradi. Gubitak elektrode kod grafitne elektrode je sličan.
1.3. Kvaliteta površine.
Promjer čestica grafitnog materijala izravno utječe na površinsku hrapavost EDM-a. Što je manji promjer, to se može postići manja hrapavost površine.
Prije nekoliko godina korištenjem grafitnog materijala čestica phi promjera 5 mikrona, najbolja površina može postići samo VDI18 edm (Ra0,8 mikrona), danas se promjer zrna grafitnih materijala može postići unutar 3 mikrona od phi, najbolja površina može postići stabilnu VDI12 edm (Ra0,4 mu m) ili sofisticiraniju razinu, ali grafitna elektroda odražava edm.
Bakreni 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 zrcalom.
Stoga, ako strojna obrada pražnjenjem traži izuzetno finu površinu, prikladnije je koristiti bakreni materijal kao elektrodu, što je glavna prednost bakrene elektrode u odnosu na grafitnu elektrodu.
Ali bakrena elektroda pod uvjetima velike postavke struje, površina elektrode lako postaje hrapava, pojavljuju se čak i pukotine, a grafitni materijali ne bi imali ovaj problem, zahtjev za hrapavost površine za VDI26 (Ra2,0 mikrona) o obradi kalupa, korištenjem grafitna elektroda može se izvršiti od grube do fine obrade, ostvaruje ujednačen površinski učinak, površinske nedostatke.
Osim toga, zbog različite strukture grafita i bakra, točka korozije površinskog pražnjenja grafitne elektrode pravilnija je od one bakrene elektrode. Stoga, kada se obrađuje ista hrapavost površine od VDI20 ili više, zrnatost površine obratka obrađenog grafitnom elektrodom je izraženija, a ovaj učinak površine zrna je bolji od učinka površine pražnjenja bakrene elektrode.
1.4. Točnost obrade.
Koeficijent toplinskog širenja 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 deformaciji od bakrene elektrode, koja može postati stabilnija i pouzdana točnost obrade.
Osobito kada se obrađuje duboko i usko rebro, lokalna visoka temperatura uzrokuje lako savijanje bakrene elektrode, ali ne i grafitne.
Za bakrenu elektrodu s velikim omjerom dubine i promjera treba kompenzirati određenu vrijednost toplinskog širenja kako bi se ispravila veličina tijekom podešavanja obrade, dok grafitna elektroda nije potrebna.
1.5.Težina elektrode.
Grafitni materijal je manje gust od bakra, a težina grafitne elektrode istog volumena je samo 1/5 težine bakrene elektrode.
Vidljivo je da je uporaba grafita vrlo pogodna za elektrode velikog volumena, čime se uvelike smanjuje opterećenje vretena EDM alatnog stroja. Elektroda neće uzrokovati neugodnosti pri stezanju zbog svoje velike težine, a proizvest će pomak otklona u obradi, itd. Može se vidjeti da je od velike važnosti koristiti grafitnu elektrodu u obradi velikih kalupa.
1.6.Poteškoće u proizvodnji elektroda.
Performanse strojne obrade grafitnog materijala su dobre. Otpor rezanja je samo 1/4 otpora bakra. Pod ispravnim uvjetima obrade, učinkovitost mljevenja grafitne elektrode je 2 do 3 puta veća od bakrene elektrode.
Grafitna elektroda se lako čisti Angleom, a može se koristiti za obradu obradaka koji treba završiti s više elektroda u jednu elektrodu.
Jedinstvena struktura čestica grafitnog materijala sprječava pojavu neravnina nakon mljevenja i oblikovanja elektrode, što može izravno zadovoljiti zahtjeve upotrebe kada se neravnine ne mogu lako ukloniti u složenom modeliranju, čime se eliminira proces ručnog poliranja elektrode i izbjegava oblik pogreška promjene i veličine uzrokovana poliranjem.
Treba napomenuti da, budući da grafit nakuplja prašinu, mljevenje grafita će proizvesti puno prašine, tako da glodalica mora imati brtvu i uređaj za sakupljanje prašine.
Ako je potrebno koristiti edM za obradu grafitne elektrode, njegova obrada nije tako dobra kao kod bakrenog materijala, brzina rezanja je oko 40% sporija od bakra.
1.7.Ugradnja i uporaba elektroda.
Grafitni materijal ima dobro svojstvo vezivanja. Može se koristiti za spajanje grafita s učvršćenjem mljevenjem elektrode i pražnjenjem, što može uštedjeti postupak obrade rupa za vijak na materijalu elektrode i uštedjeti radno vrijeme.
Grafitni materijal je relativno krt, posebno mala, uska i dugačka elektroda, koja se lako slomi kada je izložena vanjskoj sili tijekom uporabe, ali se odmah zna da je elektroda oštećena.
Ako se radi o bakrenoj elektrodi, ona će se samo savijati, a ne i slomiti, što je vrlo opasno i teško ju je pronaći u procesu korištenja, a lako će dovesti do otpadanja obratka.
1.8.Cijena.
Bakreni materijal je neobnovljivi resurs, trend cijena će biti sve skuplji, dok cijena grafitnog materijala ima tendenciju stabilizacije.
Cijene bakrenog materijala rastu posljednjih godina, glavni proizvođači grafita poboljšavajući proces proizvodnje grafita čine svoju konkurentsku prednost, sada, pod istim volumenom, općenitost cijene materijala grafitne elektrode i cijene materijala bakrene elektrode je prilično, ali Grafit može postići učinkovitu obradu, nego korištenje bakrene elektrode za uštedu velikog broja radnih sati, što je jednako izravnom smanjenju troškova proizvodnje.
Ukratko, među karakteristikama grafitne elektrode od 8 edM, njene su prednosti očite: učinkovitost mljevene elektrode i obrade pražnjenja znatno je bolja nego kod bakrene elektrode; velika elektroda ima malu težinu, dobru dimenzijsku stabilnost, tanku elektrodu nije lako deformirati, a tekstura površine je bolja od bakrene elektrode.
Nedostatak grafitnog materijala je taj što nije prikladan za obradu finim površinskim pražnjenjem pod VDI12 (Ra0,4 m), a učinkovitost korištenja edM za izradu elektrode je niska.
Međutim, s praktične točke gledišta, jedan od važnih razloga koji utječu na učinkovitu promociju grafitnih materijala u Kini je da je potreban poseban stroj za obradu grafita za mljevenje elektroda, što postavlja nove zahtjeve za opremu za obradu kalupnih poduzeća, nekih malih poduzeća možda neće imati ovo stanje.
Općenito, prednosti grafitnih elektroda pokrivaju veliku većinu prilika obrade edM-a, te su vrijedne popularizacije i primjene, sa značajnim dugoročnim prednostima. Nedostatak fine površinske obrade može se nadoknaditi upotrebom bakrenih elektroda.
2.Odabir materijala grafitnih elektroda za EDM
Za grafitne materijale uglavnom postoje sljedeća četiri pokazatelja koji izravno određuju učinkovitost materijala:
1) Prosječni promjer čestica materijala
Prosječni promjer čestica materijala izravno utječe na stanje pražnjenja materijala.
Što je manja prosječna čestica grafitnog materijala, to je pražnjenje jednoličnije, stanje pražnjenja stabilnije, bolja je kvaliteta površine i manji je gubitak.
Što je veća prosječna veličina čestica, to se može postići bolja stopa uklanjanja u gruboj strojnoj obradi, ali površinski učinak završne obrade je slab, a gubitak elektrode velik.
2) Čvrstoća materijala na savijanje
Čvrstoća materijala na savijanje izravan je odraz njegove čvrstoće, što ukazuje na nepropusnost njegove unutarnje strukture.
Materijal visoke čvrstoće ima relativno dobru otpornost na pražnjenje. Za elektrodu s visokom preciznošću treba odabrati materijal s dobrom čvrstoćom što je više moguće.
3) Tvrdoća materijala po Shoru
Grafit je tvrđi od metalnih materijala, a gubitak alata za rezanje veći je 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 visokim svojstvenim otporom bit će sporija od one s niskim otporom.
Što je veći inherentni otpor, to je manji gubitak elektrode, ali što je veći inherentni otpor, to će utjecati na stabilnost pražnjenja.
Trenutačno postoji mnogo različitih vrsta grafita dostupnih od vodećih svjetskih dobavljača grafita.
Općenito prema prosječnom promjeru čestica grafitnih materijala koji se klasificiraju, promjer čestica ≤ 4 m definira se kao fini grafit, čestice od 5 ~ 10 m definiraju se kao srednji grafit, čestice od 10 m iznad definiraju se kao grubi grafit.
Što je manji promjer čestica, to je materijal skuplji, to se grafitni materijal može odabrati prikladniji prema zahtjevima i cijeni EDM-a.
3. Izrada grafitne elektrode
Grafitna elektroda se uglavnom izrađuje mljevenjem.
S gledišta tehnologije obrade, grafit i bakar su dva različita materijala i treba savladati njihove različite karakteristike rezanja.
Ukoliko se grafitna elektroda obrađuje postupkom bakrene elektrode neizbježno će doći do problema kao što je često lomljenje lima, što zahtijeva korištenje odgovarajućih reznih alata i reznih parametara.
Obrada grafitne elektrode od trošenja alata bakrene elektrode, s ekonomskog aspekta, izbor alata od karbida je najekonomičniji, odaberite alat s dijamantnim premazom (koji se naziva grafitnim nožem) cijena je skuplja, ali alat s dijamantnim premazom dug radni vijek, visoka preciznost obrade, ukupna ekonomska korist je dobra.
Veličina prednjeg kuta alata također utječe na njegov životni vijek, prednji kut alata od 0° bit će do 50% veći od prednjeg kuta od 15° radnog vijeka alata, stabilnost rezanja je također bolja, ali veći je kut, to je bolja obradna površina, upotrebom kuta od 15° alata može se postići najbolja obradna površina.
Brzina rezanja u strojnoj obradi može se podešavati prema obliku elektrode, obično 10 m/min, slično kao kod strojne obrade aluminija ili plastike, alat za rezanje može biti izravno na i izvan obratka u gruboj obradi, a fenomen kuta u završnoj obradi lako dolazi do kolapsa i fragmentacije, a često se usvaja način laganog brzog hoda noža.
Grafitna elektroda u procesu rezanja će proizvesti puno prašine, kako bi se izbjeglo udisanje čestica grafita u strojno vreteno i vijak, trenutno postoje dva glavna rješenja, jedno je korištenje posebnog stroja za obradu grafita, drugo je obični centar za obradu ponovno montirati, opremljen posebnim uređajem za sakupljanje prašine.
Posebna grafitna glodalica velike brzine na tržištu ima visoku učinkovitost mljevenja i može lako dovršiti proizvodnju složenih elektroda s visokom preciznošću i dobrom kvalitetom površine.
Ako je za izradu grafitne elektrode potreban EDM, preporučuje se korištenje finog grafitnog materijala s manjim promjerom čestica.
Učinak strojne obrade grafita je loš, što je manji promjer čestica, to se može postići veća učinkovitost rezanja i mogu se izbjeći abnormalni problemi kao što su često lomljenje žice i rubovi na površini.
4.EDM parametri grafitne elektrode
Odabir EDM parametara grafita i bakra prilično je različit.
Parametri EDM uglavnom uključuju struju, širinu impulsa, razmak između impulsa i polaritet.
Slijedi opis osnove za racionalnu upotrebu ovih glavnih parametara.
Gustoća struje grafitne elektrode općenito je 10~12 A/cm2, mnogo veća od one kod bakrene elektrode. Stoga, unutar raspona dopuštene struje u odgovarajućem području, što je veća struja odabrana, veća će biti brzina obrade pražnjenja grafita, manji će biti gubitak elektrode, ali će hrapavost površine biti deblja.
Što je veća širina impulsa, manji će biti gubitak elektrode.
Međutim, veća širina impulsa pogoršat će stabilnost obrade, sporiju brzinu obrade i grublju površinu.
Kako bi se osigurao nizak gubitak elektrode tijekom grube strojne obrade, obično se koristi relativno velika širina impulsa, koja može učinkovito ostvariti nisku strojnu obradu grafitne elektrode kada je vrijednost između 100 i 300 US.
Kako bi se dobila fina površina i stabilan učinak pražnjenja, treba odabrati manju širinu impulsa.
Općenito, širina impulsa grafitne elektrode je oko 40% manja od one bakrene elektrode
Impulsni jaz uglavnom utječe na brzinu obrade pražnjenjem i stabilnost obrade. Što je veća vrijednost, to će biti bolja stabilnost strojne obrade, što je korisno za postizanje bolje ujednačenosti površine, ali će se brzina obrade smanjiti.
Pod uvjetom da se osigura stabilnost obrade, veća učinkovitost obrade može se postići odabirom manjeg razmaka između impulsa, ali kada je stanje pražnjenja nestabilno, veća učinkovitost obrade može se postići odabirom većeg razmaka između impulsa.
Kod obrade pražnjenjem grafitne elektrode, razmak između impulsa i širina impulsa obično su postavljeni na 1:1, dok su kod obrade s bakrenom elektrodom razmak između impulsa i širina impulsa obično postavljeni na 1:3.
Pod stabilnom obradom grafita, omjer podudaranja između impulsnog razmaka i pulsne širine može se podesiti na 2:3.
U slučaju malog razmaka impulsa, korisno je formirati pokrovni sloj na površini elektrode, što pomaže u smanjenju gubitka elektrode.
Odabir polariteta grafitne elektrode u EDM-u u osnovi je isti kao kod bakrene elektrode.
Prema učinku polariteta EDM-a, obrada pozitivnog polariteta obično se koristi pri obradi čelika za matrice, to jest, elektroda je spojena na pozitivni pol napajanja, a obradak je spojen na negativni pol napajanja.
Korištenjem velike struje i širine impulsa, odabirom obrade s pozitivnim polaritetom može se postići iznimno mali gubitak elektrode. Ako je polaritet pogrešan, gubitak elektrode će postati vrlo velik.
Samo kada je potrebno da površina bude fino obrađena manje od VDI18 (Ra0,8 m) i širina impulsa je vrlo mala, koristi se obrada negativnog polariteta za postizanje bolje kvalitete površine, ali je gubitak elektrode velik.
Sada su CNC edM alatni strojevi opremljeni parametrima obrade pražnjenjem grafita.
Upotreba električnih parametara je inteligentna i može ih automatski generirati ekspertni sustav alatnog stroja.
Općenito, stroj može konfigurirati optimizirane parametre obrade odabirom para materijala, vrste primjene, vrijednosti hrapavosti površine i unosom područja obrade, dubine obrade, skaliranja veličine elektrode itd. Tijekom programiranja.
Set za grafitnu elektrodu edm alatne biblioteke alata s bogatim parametrima obrade, vrsta materijala može se odabrati između grubog grafita, grafita, grafita koji odgovara raznim materijalima izratka, kako bi se podjelio tip primjene za standard, duboki utor, oštri vrh, veliki područje, velika šupljina, kao što je fino, također pruža nizak gubitak, standard, visoku učinkovitost i tako dalje mnoge vrste izbora prioriteta obrade.
5. Zaključak
Novi materijal grafitne elektrode vrijedan je snažne popularizacije i njegove prednosti postupno će prepoznati i prihvatiti domaća industrija proizvodnje kalupa.
Ispravan odabir materijala za grafitne elektrode i poboljšanje povezanih tehnoloških veza donijet će visoku učinkovitost, visoku kvalitetu i niske troškove poduzećima za proizvodnju kalupa
Vrijeme objave: 4. prosinca 2020