1.EDM характеристики на графитните материали.
1.1. Скорост на обработка на разтоварване.
Графитът е неметален материал с много висока точка на топене от 3 650 ° C, докато медта има точка на топене от 1 083 ° C, така че графитният електрод може да издържи на по-високи условия на настройка на тока.
Когато площта на разреждане и мащабът на размера на електрода са по-големи, предимствата на високоефективната груба обработка на графитен материал са по-очевидни.
Топлопроводимостта на графита е 1/3 от тази на медта, а топлината, генерирана по време на процеса на разреждане, може да се използва за по-ефективно отстраняване на метални материали.Следователно, ефективността на обработка на графита е по-висока от тази на медния електрод при средна и фина обработка.
Според опита при обработка, скоростта на обработка на разряда на графитния електрод е 1,5 ~ 2 пъти по-бърза от тази на медния електрод при правилните условия на употреба.
1.2.Разход на електроди.
Графитният електрод има характера, че може да издържи на условия на висок ток, освен това, при условие на подходяща грубова настройка, включително заготовки от въглеродна стомана, произведени по време на машинно отстраняване в съдържанието и работния флуид при висока температура на разлагане на въглеродни частици, ефектът на полярността, при действието на частично отстраняване на съдържанието, въглеродните частици ще се прилепят към повърхността на електрода, за да образуват защитен слой, да осигурят малки загуби на графитния електрод при груба обработка или дори „нулеви отпадъци“.
Основната загуба на електрод при EDM идва от груба обработка.Въпреки че степента на загуба е висока в условията на настройка на довършителни работи, общата загуба също е ниска поради малкия припуск за обработка, запазен за частите.
Като цяло загубата на графитен електрод е по-малка от тази на медния електрод при груба обработка с голям ток и малко повече от тази на медния електрод при довършителна обработка.Загубата на електрода на графитния електрод е подобна.
1.3.Качеството на повърхността.
Диаметърът на частиците на графитния материал пряко влияе върху грапавостта на повърхността на EDM.Колкото по-малък е диаметърът, толкова по-малка е грапавостта на повърхността.
Преди няколко години, използвайки графитен материал с частици phi с диаметър 5 микрона, най-добрата повърхност може да постигне само VDI18 edm (Ra0,8 микрона), в наши дни диаметърът на зърното на графитните материали е в състояние да постигне в рамките на 3 микрона от phi, най-добрата повърхност може да постигне стабилно VDI12 edm (Ra0,4 mu m) или по-сложно ниво, но графитният електрод за огледален edm.
Медният материал има ниско съпротивление и компактна структура и може да се обработва стабилно при трудни условия.Грапавостта на повърхността може да бъде по-малка от Ra0,1 m и може да се обработва с огледало.
По този начин, ако разрядната обработка преследва изключително фина повърхност, по-подходящо е да се използва меден материал като електрод, което е основното предимство на медния електрод пред графитния електрод.
Но медният електрод при условие на голяма настройка на тока, повърхността на електрода лесно се загрубява, изглежда дори напукана и графитните материали няма да имат този проблем, изискването за грапавост на повърхността за VDI26 (Ra2.0 микрона) за обработка на матрици, използвайки графитен електрод може да се направи от груба до фина обработка, реализира равномерния повърхностен ефект, повърхностните дефекти.
В допълнение, поради различната структура на графита и медта, точката на корозия на повърхностния разряд на графитния електрод е по-правилна от тази на медния електрод.Следователно, когато се обработва същата грапавост на повърхността от VDI20 или по-висока, зърнеността на повърхността на заготовката, обработена от графитен електрод, е по-отчетлива и този ефект на повърхността на зърното е по-добър от ефекта на разрядната повърхност на медния електрод.
1.4. Точността на обработка.
Коефициентът на топлинно разширение на графитния материал е малък, коефициентът на термично разширение на медния материал е 4 пъти по-голям от този на графитния материал, така че при обработката на разряд графитният електрод е по-малко податлив на деформация от медния електрод, който може да получи по-стабилен и надеждна точност на обработка.
Особено когато се обработва дълбоко и тясно ребро, локалната висока температура кара медния електрод да се огъва лесно, но графитния електрод не.
За меден електрод с голямо съотношение дълбочина-диаметър, определена стойност на термичното разширение трябва да бъде компенсирана, за да се коригира размерът по време на настройката на обработка, докато графитен електрод не е необходим.
1.5.Тегло на електрода.
Графитният материал е по-малко плътен от медта, а теглото на графитния електрод със същия обем е само 1/5 от това на медния електрод.
Вижда се, че използването на графит е много подходящо за електрод с голям обем, което значително намалява натоварването на шпиндела на EDM машината.Електродът няма да причини неудобство при затягане поради голямото си тегло и ще доведе до изместване на деформация при обработката и т.н. Вижда се, че е от голямо значение използването на графитен електрод при широкомащабната обработка на матрицата.
1.6. Трудност при производството на електроди.
Производителността на обработка на графитния материал е добра.Устойчивостта на рязане е само 1/4 от тази на медта.При правилните условия на обработка ефективността на смилането на графитен електрод е 2~3 пъти по-голяма от тази на медния електрод.
Графитният електрод е лесен за изчистване на ъгъл и може да се използва за обработка на детайла, който трябва да бъде завършен от множество електроди в един електрод.
Уникалната структура на частиците на графитния материал предотвратява появата на ръбове след фрезоване и оформяне на електрода, което може директно да отговори на изискванията за употреба, когато неравностите не се отстраняват лесно при сложното моделиране, като по този начин се елиминира процеса на ръчно полиране на електрода и се избягва формата промяна и грешка в размера, причинени от полиране.
Трябва да се отбележи, че тъй като графитът е натрупване на прах, фрезоването на графита ще произведе много прах, така че фрезовата машина трябва да има уплътнение и устройство за събиране на прах.
Ако е необходимо да се използва edM за обработка на графитен електрод, неговата производителност на обработка не е толкова добра, колкото медния материал, скоростта на рязане е с около 40% по-бавна от медта.
1.7. Монтаж и използване на електрода.
Графитният материал има добро свързващо свойство.Може да се използва за свързване на графит с приспособлението чрез фрезоване на електрода и разреждане, което може да спести процедурата на обработка на отвора за винт върху материала на електрода и да спести работно време.
Графитният материал е относително крехък, особено малкият, тесен и дълъг електрод, който е лесно да се счупи, когато е подложен на външна сила по време на употреба, но може веднага да разбере, че електродът е повреден.
Ако е меден електрод, той само ще се огъне, а не ще се счупи, което е много опасно и трудно за намиране в процеса на използване и лесно ще доведе до скрап на детайла.
1.8.Цена.
Медният материал е невъзобновяем ресурс, ценовата тенденция ще става все по-скъпа, докато цената на графитния материал има тенденция да се стабилизира.
Цената на медния материал нараства през последните години, големите производители на графит, подобряващи процеса в производството на графит, правят своето конкурентно предимство, сега, при същия обем, общата цена на материала на графитния електрод и цената на медните електродни материали е доста, но графитът може да постигне ефективна обработка, отколкото използването на меден електрод за спестяване на голям брой работни часове, еквивалентно на директно намаляване на производствените разходи.
За да обобщим, сред характеристиките на 8 edM на графитния електрод, неговите предимства са очевидни: ефективността на фрезоването на електрода и обработката на разряд е значително по-добра от тази на медния електрод;големият електрод има малко тегло, добра стабилност на размерите, тънкият електрод не се деформира лесно и текстурата на повърхността е по-добра от медния електрод.
Недостатъкът на графитния материал е, че той не е подходящ за обработка на фини повърхностни разряди при VDI12 (Ra0,4 m), а ефективността на използването на edM за направата на електрод е ниска.
Въпреки това, от практическа гледна точка, една от важните причини, влияещи върху ефективното популяризиране на графитните материали в Китай, е, че е необходима специална машина за обработка на графит за фрезоване на електроди, което поставя нови изисквания към оборудването за обработка на леярски предприятия, някои малки предприятия може да няма това състояние.
Като цяло предимствата на графитните електроди покриват по-голямата част от случаите на обработка на edM и са достойни за популяризиране и приложение, със значителни дългосрочни ползи.Дефицитът на фина обработка на повърхността може да бъде компенсиран чрез използването на медни електроди.
2.Избор на графитни електродни материали за EDM
За графитните материали има главно следните четири индикатора, които пряко определят производителността на материалите:
1) Среден диаметър на частиците на материала
Средният диаметър на частиците на материала пряко влияе върху състоянието на разреждане на материала.
Колкото по-малка е средната частица графитен материал, толкова по-равномерно е разрядът, толкова по-стабилно е състоянието на разреждане, толкова по-добро е качеството на повърхността и толкова по-малка е загубата.
Колкото по-голям е средният размер на частиците, толкова по-добра скорост на отстраняване може да се получи при груба обработка, но повърхностният ефект от довършителните работи е лош и загубата на електрода е голяма.
2) Якостта на огъване на материала
Якостта на огъване на материала е пряко отражение на неговата здравина, което показва херметичността на вътрешната му структура.
Материалът с висока якост има относително добра устойчивост на разреждане.За електрода с висока точност, материалът с добра здравина трябва да бъде избран доколкото е възможно.
3) Твърдост по Шор на материала
Графитът е по-твърд от металните материали и загубата на режещия инструмент е по-голяма от тази на режещия метал.
В същото време високата твърдост на графитния материал при контрола на загубата на разряд е по-добра.
4) Присъщото съпротивление на материала
Скоростта на разреждане на графитен материал с високо собствено съпротивление ще бъде по-бавна от тази с ниско съпротивление.
Колкото по-високо е собственото съпротивление, толкова по-малка е загубата на електрода, но колкото по-високо е присъщото съпротивление, стабилността на разряда ще бъде засегната.
В момента има много различни класове графит на разположение от водещите световни доставчици на графит.
Обикновено според средния диаметър на частиците на графитните материали, които трябва да бъдат класифицирани, диаметърът на частиците ≤ 4 m се определя като фин графит, частиците в 5 ~ 10 m се определят като среден графит, частиците в 10 m по-горе се определят като груб графит.
Колкото по-малък е диаметърът на частиците, толкова по-скъп е материалът, толкова по-подходящ графитен материал може да бъде избран според изискванията и цената на EDM.
3.Производство на графитен електрод
Графитният електрод се произвежда главно чрез фрезоване.
От гледна точка на технологията на обработка, графитът и медта са два различни материала и техните различни характеристики на рязане трябва да бъдат овладени.
Ако графитният електрод се обработва чрез процеса на меден електрод, неизбежно ще възникнат проблеми, като често счупване на листа, което изисква използването на подходящи режещи инструменти и параметри на рязане.
Обработващ графитен електрод от износване на инструмента с меден електрод, от икономическа гледна точка изборът на карбиден инструмент е най-икономичният, изберете инструмент за диамантено покритие (наречен графитен нож) цената е по-скъпа, но инструментът с диамантено покритие дълъг експлоатационен живот, висока прецизност на обработка, общата икономическа изгода е добра.
Размерът на предния ъгъл на инструмента също влияе върху неговия експлоатационен живот, предният ъгъл от 0° на инструмента ще бъде до 50% по-висок от предния ъгъл от 15° на експлоатационния живот на инструмента, стабилността на рязане също е по-добра, но по-голям е ъгълът, толкова по-добра е повърхността за обработка, използването на 15° ъгъл на инструмента може да постигне най-добрата повърхност за обработка.
Скоростта на рязане при механична обработка може да се регулира според формата на електрода, обикновено 10 m/min, подобно на обработката на алуминий или пластмаса, режещият инструмент може да бъде директно върху и извън детайла при груба обработка и феноменът на ъгъла при довършителната обработка лесно се появяват срутване и раздробяване и често се използва начинът на бързо ходене с лек нож.
Графитният електрод в процеса на рязане ще произвежда много прах, за да се избегне вдишването на графитни частици, шпиндел и винт на машината, в момента има две основни решения, едното е да се използва специална машина за обработка на графит, другото е обикновеният център за обработка ремонт, оборудван със специално устройство за събиране на прах.
Специалната графитна високоскоростна фрезова машина на пазара има висока ефективност на фрезоване и може лесно да завърши производството на сложни електроди с висока точност и добро качество на повърхността.
Ако е необходим EDM за направата на графитен електрод, се препоръчва използването на фин графитен материал с по-малък диаметър на частиците.
Ефективността на обработка на графита е лоша, колкото по-малък е диаметърът на частиците, толкова по-висока е ефективността на рязане и могат да бъдат избегнати необичайните проблеми като често счупване на тел и повърхностни ресни.
4.EDM параметри на графитен електрод
Изборът на EDM параметри на графит и мед е доста различен.
Параметрите на EDM включват основно ток, ширина на импулса, импулсна разлика и полярност.
По-долу се описва основата за рационално използване на тези основни параметри.
Плътността на тока на графитния електрод обикновено е 10~12 A/cm2, много по-голяма от тази на медния електрод.Следователно, в рамките на допустимия ток в съответната област, колкото по-голям е избран токът, толкова по-бърза ще бъде скоростта на обработка на графитния разряд, толкова по-малка ще бъде загубата на електрода, но грапавостта на повърхността ще бъде по-дебела.
Колкото по-голяма е ширината на импулса, толкова по-малка ще бъде загубата на електрода.
Въпреки това, по-голямата ширина на импулса ще влоши стабилността на обработката и скоростта на обработка по-бавна и повърхността по-груба.
За да се гарантира ниска загуба на електрод по време на груба обработка, обикновено се използва относително голяма ширина на импулса, която може ефективно да реализира обработка с ниски загуби на графитен електрод, когато стойността е между 100 и 300 US.
За да се получи фина повърхност и стабилен ефект на разреждане, трябва да се избере по-малка ширина на импулса.
Като цяло ширината на импулса на графитния електрод е около 40% по-малка от тази на медния електрод
Разликата на импулса засяга главно скоростта на обработка и стабилността на обработката.Колкото по-голяма е стойността, толкова по-добра ще бъде стабилността на обработка, което е полезно за получаване на по-добра равномерност на повърхността, но скоростта на обработка ще бъде намалена.
При условие за осигуряване на стабилност на обработката, по-високата ефективност на обработка може да се получи чрез избор на по-малка импулсна междина, но когато състоянието на разреждане е нестабилно, по-високата ефективност на обработка може да се получи чрез избор на по-голяма импулсна междина.
При обработка с разряд на графитни електроди интервалът на импулса и ширината на импулса обикновено се задават на 1:1, докато при обработката на медни електроди интервалът на импулса и ширината на импулса обикновено се задават на 1:3.
При стабилна обработка на графит, съотношението на съвпадение между интервала на импулса и ширината на импулса може да се регулира до 2:3.
В случай на малък клирънс на импулса е полезно да се образува покривен слой върху повърхността на електрода, което е полезно за намаляване на загубата на електрода.
Изборът на полярност на графитния електрод в EDM е основно същият като този на медния електрод.
Според ефекта на полярността на EDM, обработката с положителна полярност обикновено се използва при обработка на стомана с матрица, тоест електродът е свързан към положителния полюс на захранването, а детайлът е свързан към отрицателния полюс на захранването.
Използвайки голям ток и ширина на импулса, изборът на обработка с положителен полярност може да постигне изключително ниска загуба на електроди.Ако полярността е неправилна, загубата на електрода ще стане много голяма.
Само когато се изисква повърхността да бъде фино обработена по-малко от VDI18 (Ra0,8 m) и ширината на импулса е много малка, обработката с отрицателна полярност се използва за получаване на по-добро качество на повърхността, но загубата на електрода е голяма.
Сега CNC edM машинните инструменти са оборудвани с параметри за обработка с изпразване на графит.
Използването на електрически параметри е интелигентно и може да се генерира автоматично от експертната система на машинния инструмент.
По принцип машината може да конфигурира оптимизираните параметри на обработка, като избере двойка материали, тип приложение, стойност на грапавостта на повърхността и въведе площта на обработка, дълбочината на обработка, мащабирането на размера на електрода и т.н. По време на програмирането.
Набор за графитен електрод с богати параметри за обработка на библиотека за машини edm, типът на материала може да избира в едър графит, графит, графит, съответстващ на разнообразие от материал на детайла, за да раздели типа на приложение за стандартен, дълбок канал, остър връх, голям площ, голяма кухина, като фина, също осигурява ниска загуба, стандарт, висока ефективност и така нататък много видове избор на приоритет на обработка.
5. Заключение
Новият графитен електроден материал си струва да се популяризира енергично и неговите предимства постепенно ще бъдат признати и приети от местната индустрия за производство на форми.
Правилният избор на материали за графитни електроди и подобряването на свързаните технологични връзки ще донесат висока ефективност, високо качество и ниска цена на предприятията за производство на форми
Време за публикуване: 04.12.2020 г