1.EDM-kenmerken van grafietmaterialen.
1.1. Bewerkingssnelheid afvoeren.
Grafiet is een niet-metaalachtig materiaal met een zeer hoog smeltpunt van 3.650 ° C, terwijl koper een smeltpunt van 1.083 ° C heeft, zodat de grafietelektrode bestand is tegen hogere huidige omstandigheden.
Wanneer het ontladingsgebied en de schaal van de elektrodegrootte groter zijn, zijn de voordelen van een hoogefficiënte ruwe bewerking van grafietmateriaal duidelijker.
De thermische geleidbaarheid van grafiet is 1/3 van die van koper, en de warmte die wordt gegenereerd tijdens het ontladingsproces kan worden gebruikt om metalen materialen effectiever te verwijderen. Daarom is de verwerkingsefficiëntie van grafiet hoger dan die van koperelektroden bij gemiddelde en fijne verwerking.
Volgens de verwerkingservaring is de ontladingsverwerkingssnelheid van de grafietelektrode 1,5 ~ 2 keer sneller dan die van de koperelektrode onder de juiste gebruiksomstandigheden.
1.2.Elektrodenverbruik.
Grafietelektrode heeft het karakter dat bestand is tegen de hoge stroomomstandigheden, bovendien, onder voorwaarde van de juiste voorbewerking, inclusief koolstofstalen werkstukken geproduceerd tijdens het machinaal bewerken, verwijderen van inhoud en werkvloeistof bij ontleding van koolstofdeeltjes bij hoge temperatuur, het polariteitseffect, onder Door de gedeeltelijke verwijdering van de inhoud zullen koolstofdeeltjes zich aan het elektrodeoppervlak hechten om een beschermende laag te vormen, waardoor de grafietelektrode een klein verlies lijdt bij ruwe bewerking, of zelfs "zero waste".
Het belangrijkste elektrodeverlies bij EDM wordt veroorzaakt door ruwe bewerking. Hoewel het verliespercentage hoog is bij de instellingsomstandigheden van de afwerking, is het totale verlies ook laag vanwege de kleine bewerkingsmarge die voor onderdelen is gereserveerd.
Over het algemeen is het verlies van de grafietelektrode minder dan dat van de koperelektrode bij de ruwe bewerking van grote stroom en iets meer dan dat van de koperelektrode bij de nabewerking. Het elektrodeverlies van de grafietelektrode is vergelijkbaar.
1.3.De oppervlaktekwaliteit.
De deeltjesdiameter van grafietmateriaal heeft rechtstreeks invloed op de oppervlakteruwheid van EDM. Hoe kleiner de diameter is, hoe lager de oppervlakteruwheid kan worden verkregen.
Een paar jaar geleden kon het beste oppervlak alleen VDI18 edm (Ra0,8 micron) bereiken met behulp van deeltjes phi met een diameter van 5 micron, tegenwoordig kon de korreldiameter van grafietmaterialen binnen 3 micron van phi worden bereikt, het beste oppervlak kan stabiele VDI12 edm (Ra0,4 mu m) of een meer geavanceerd niveau bereiken, maar de grafietelektrode spiegelt edm.
Het kopermateriaal heeft een lage soortelijke weerstand en een compacte structuur en kan onder moeilijke omstandigheden stabiel worden verwerkt. De oppervlakteruwheid kan minder zijn dan Ra0,1 m en kan met een spiegel worden verwerkt.
Dus als de ontladingsbewerking een extreem fijn oppervlak nastreeft, is het geschikter om kopermateriaal als elektrode te gebruiken, wat het belangrijkste voordeel is van een koperelektrode ten opzichte van een grafietelektrode.
Maar koperelektroden onder de voorwaarde van grote stroominstelling, het elektrodeoppervlak wordt gemakkelijk ruw, lijkt zelfs te barsten, en grafietmaterialen zouden dit probleem niet hebben, de vereiste oppervlakteruwheid voor VDI26 (Ra2,0 micron) over matrijsverwerking, met behulp van een grafietelektrode kan worden uitgevoerd van grove tot fijne verwerking, realiseert het uniforme oppervlakte-effect, de oppervlaktedefecten.
Bovendien is het oppervlakte-ontladingscorrosiepunt van de grafietelektrode, vanwege de verschillende structuur van grafiet en koper, regelmatiger dan dat van de koperelektrode. Daarom, wanneer dezelfde oppervlakteruwheid van VDI20 of hoger wordt verwerkt, is de oppervlaktegranulariteit van het werkstuk dat door de grafietelektrode wordt verwerkt duidelijker, en is dit korreloppervlakeffect beter dan het ontladingsoppervlakeffect van de koperelektrode.
1.4.De nauwkeurigheid van de bewerking.
De thermische uitzettingscoëfficiënt van grafietmateriaal is klein, de thermische uitzettingscoëfficiënt van kopermateriaal is 4 keer die van grafietmateriaal, dus bij de ontladingsverwerking is de grafietelektrode minder gevoelig voor vervorming dan de koperelektrode, die stabieler kan worden en betrouwbare verwerkingsnauwkeurigheid.
Vooral wanneer diepe en smalle ribben worden verwerkt, zorgt de lokale hoge temperatuur ervoor dat de koperelektrode gemakkelijk buigt, maar de grafietelektrode niet.
Voor koperelektroden met een grote diepte-diameterverhouding moet een bepaalde thermische uitzettingswaarde worden gecompenseerd om de grootte tijdens de bewerkingsinstelling te corrigeren, terwijl een grafietelektrode niet vereist is.
1.5.Electrodegewicht.
Het grafietmateriaal is minder dicht dan koper en het gewicht van de grafietelektrode met hetzelfde volume is slechts 1/5 van dat van de koperelektrode.
Het is duidelijk dat het gebruik van grafiet zeer geschikt is voor de elektrode met een groot volume, waardoor de belasting van de spil van EDM-werktuigmachines aanzienlijk wordt verminderd. De elektrode zal geen ongemak veroorzaken bij het vastklemmen vanwege het grote gewicht ervan, en zal doorbuigingsverplaatsing veroorzaken bij de verwerking, enz. Het zal duidelijk zijn dat het van groot belang is om een grafietelektrode te gebruiken bij de grootschalige verwerking van matrijzen.
1.6. Moeilijkheden bij de productie van elektroden.
De bewerkingsprestaties van grafietmateriaal zijn goed. De snijweerstand is slechts 1/4 van die van koper. Onder de juiste verwerkingsomstandigheden is de efficiëntie van het frezen van de grafietelektrode 2 ~ 3 maal die van de koperelektrode.
De grafietelektrode is gemakkelijk te reinigen en kan worden gebruikt om het werkstuk dat met meerdere elektroden moet worden afgewerkt, tot één enkele elektrode te verwerken.
De unieke deeltjesstructuur van grafietmateriaal voorkomt dat er bramen ontstaan na het frezen en vormen van de elektrode, wat direct kan voldoen aan de gebruiksvereisten wanneer de bramen niet gemakkelijk kunnen worden verwijderd bij de complexe modellering, waardoor het proces van handmatig polijsten van de elektrode wordt geëlimineerd en de vorm wordt vermeden verandering en maatfout veroorzaakt door polijsten.
Opgemerkt moet worden dat, omdat grafiet een stofophoping is, het frezen van grafiet veel stof zal produceren, dus de freesmachine moet een afdichtings- en stofopvangapparaat hebben.
Als het nodig is om edM te gebruiken om de grafietelektrode te verwerken, zijn de verwerkingsprestaties niet zo goed als die van kopermateriaal, de snijsnelheid is ongeveer 40% langzamer dan die van koper.
1.7.Installatie en gebruik van de elektroden.
Grafietmateriaal heeft goede hechteigenschappen. Het kan worden gebruikt om grafiet met het armatuur te verbinden door de elektrode te frezen en te ontladen, wat de procedure van het machinaal bewerken van schroefgaten op het elektrodemateriaal kan besparen en werktijd kan besparen.
Het grafietmateriaal is relatief bros, vooral de kleine, smalle en lange elektrode, die gemakkelijk breekt als hij tijdens gebruik wordt blootgesteld aan externe krachten, maar onmiddellijk kan weten dat de elektrode beschadigd is.
Als het een koperen elektrode is, zal deze alleen buigen en niet breken, wat zeer gevaarlijk en moeilijk te vinden is tijdens het gebruik, en het zal gemakkelijk leiden tot het afdanken van het werkstuk.
1.8.Prijs.
Kopermateriaal is een niet-hernieuwbare hulpbron; de prijsontwikkeling zal steeds duurder worden, terwijl de prijs van grafietmateriaal de neiging heeft zich te stabiliseren.
De prijs van kopermateriaal is de afgelopen jaren gestegen, de grote fabrikanten van grafiet die het proces bij de productie van grafiet verbeteren, behalen hun concurrentievoordeel, nu, onder hetzelfde volume, is de algemeenheid van de prijs van grafietelektrodemateriaal en de prijs van koperelektrodematerialen behoorlijk, maar het grafiet kan een efficiënte verwerking bereiken, dan het gebruik van een koperelektrode om een groot aantal werkuren te besparen, wat overeenkomt met een directe verlaging van de productiekosten.
Samenvattend zijn de voordelen van de 8 edM-kenmerken van een grafietelektrode duidelijk: de efficiëntie van de freeselektrode en de ontladingsverwerking is aanzienlijk beter dan die van een koperelektrode; grote elektrode heeft een klein gewicht, goede maatvastheid, dunne elektrode is niet gemakkelijk te vervormen en de oppervlaktetextuur is beter dan koperelektrode.
Het nadeel van grafietmateriaal is dat het niet geschikt is voor verwerking van fijne oppervlakteontladingen onder VDI12 (Ra0,4 m), en dat de efficiëntie van het gebruik van edM om een elektrode te maken laag is.
Vanuit praktisch oogpunt is een van de belangrijke redenen die van invloed zijn op de effectieve promotie van grafietmaterialen in China echter dat er een speciale grafietverwerkingsmachine nodig is voor het frezen van elektroden, wat nieuwe eisen stelt aan de verwerkingsapparatuur van matrijsbedrijven, sommige kleine bedrijven. heeft deze aandoening mogelijk niet.
Over het algemeen dekken de voordelen van grafietelektroden de overgrote meerderheid van de edM-verwerkingsmomenten, en zijn ze het waard om te worden gepopulariseerd en toegepast, met aanzienlijke voordelen op de lange termijn. Het tekort aan fijne oppervlaktebewerking kan worden gecompenseerd door het gebruik van koperelektroden.
2. Selectie van grafietelektrodematerialen voor EDM
Voor grafietmaterialen zijn er voornamelijk de volgende vier indicatoren die rechtstreeks de prestaties van de materialen bepalen:
1) Gemiddelde deeltjesdiameter van het materiaal
De gemiddelde deeltjesdiameter van het materiaal heeft rechtstreeks invloed op de ontladingstoestand van het materiaal.
Hoe kleiner het gemiddelde deeltje grafietmateriaal is, hoe uniformer de ontlading is, hoe stabieler de ontladingstoestand is, hoe beter de oppervlaktekwaliteit is en hoe minder het verlies is.
Hoe groter de gemiddelde deeltjesgrootte is, des te beter kan de verwijderingssnelheid worden verkregen bij de ruwe bewerking, maar het oppervlakte-effect van de afwerking is slecht en het elektrodeverlies is groot.
2) De buigsterkte van het materiaal
De buigsterkte van een materiaal is een directe weerspiegeling van de sterkte ervan, wat de dichtheid van de interne structuur aangeeft.
Het materiaal met hoge sterkte heeft relatief goede ontladingsweerstandsprestaties. Voor de elektrode met hoge precisie moet het materiaal met goede sterkte zoveel mogelijk worden geselecteerd.
3) Shore-hardheid van het materiaal
Grafiet is harder dan metalen materialen en het verlies van het snijgereedschap is groter dan dat van het snijmetaal.
Tegelijkertijd is de hoge hardheid van grafietmateriaal bij de controle van afvoerverlies beter.
4) De inherente weerstand van het materiaal
De ontladingssnelheid van grafietmateriaal met een hoge inherente soortelijke weerstand zal langzamer zijn dan die met een lage soortelijke weerstand.
Hoe hoger de inherente weerstand, hoe kleiner het elektrodeverlies, maar hoe hoger de inherente weerstand, de stabiliteit van de ontlading zal worden beïnvloed.
Momenteel zijn er veel verschillende soorten grafiet verkrijgbaar bij 's werelds grootste grafietleveranciers.
Over het algemeen wordt, afhankelijk van de gemiddelde deeltjesdiameter van de te classificeren grafietmaterialen, een deeltjesdiameter ≤ 4 m gedefinieerd als fijn grafiet, deeltjes in 5 ~ 10 m worden gedefinieerd als medium grafiet, deeltjes in 10 m daarboven worden gedefinieerd als grof grafiet.
Hoe kleiner de deeltjesdiameter is, hoe duurder het materiaal is, hoe geschikter grafietmateriaal kan worden geselecteerd op basis van de vereisten en kosten van EDM.
3. Fabricage van grafietelektrode
De grafietelektrode wordt voornamelijk gemaakt door frezen.
Vanuit het oogpunt van verwerkingstechnologie zijn grafiet en koper twee verschillende materialen, en hun verschillende snijeigenschappen moeten onder de knie worden.
Als de grafietelektrode wordt verwerkt volgens het proces van koperelektrode, zullen er onvermijdelijk problemen optreden, zoals frequente breuk van de plaat, waarvoor het gebruik van geschikte snijgereedschappen en snijparameters vereist is.
Bewerking van grafietelektrode dan slijtage van koperelektrodegereedschap, uit economische overwegingen is de keuze van hardmetalen gereedschap het meest economisch, kies diamantcoatinggereedschap (grafietmes genoemd) prijs is duurder, maar diamantcoatinggereedschap lange levensduur, hoge verwerkingsprecisie, het algemene economische voordeel is goed.
De grootte van de voorhoek van het gereedschap heeft ook invloed op de levensduur. De 0° voorhoek van het gereedschap zal tot 50% hoger zijn dan de 15° voorhoek van de levensduur van het gereedschap. De snijstabiliteit is ook beter, maar de Hoe groter de hoek, hoe beter het bewerkingsoppervlak. Het gebruik van een hoek van 15 ° van het gereedschap kan het beste bewerkingsoppervlak bereiken.
De snijsnelheid bij de bewerking kan worden aangepast aan de vorm van de elektrode, meestal 10 m/min, vergelijkbaar met de bewerking van aluminium of kunststof. Het snijgereedschap kan bij ruwe bewerking direct op en van het werkstuk worden geplaatst, en het fenomeen hoek instorten en fragmentatie komen gemakkelijk voor bij het nabewerken, en vaak wordt de manier van snel lopen met een licht mes toegepast.
De grafietelektrode tijdens het snijproces zal veel stof produceren, om te voorkomen dat grafietdeeltjes worden ingeademd door de spindel en de schroef van de machine. Er zijn momenteel twee hoofdoplossingen: de ene is het gebruik van een speciale grafietverwerkingsmachine, de andere is het gewone verwerkingscentrum refit, uitgerust met een speciaal stofafzuigsysteem.
De speciale grafiet-hogesnelheidsfreesmachine op de markt heeft een hoge freesefficiëntie en kan de productie van complexe elektroden gemakkelijk voltooien met hoge precisie en goede oppervlaktekwaliteit.
Als EDM nodig is om een grafietelektrode te maken, wordt aanbevolen een fijn grafietmateriaal met een kleinere deeltjesdiameter te gebruiken.
De bewerkingsprestaties van grafiet zijn slecht, hoe kleiner de deeltjesdiameter, hoe hoger de snijefficiëntie kan worden verkregen en de abnormale problemen zoals veelvuldig draadbreken en oppervlakteranden kunnen worden vermeden.
4.EDM-parameters van grafietelektrode
De selectie van EDM-parameters van grafiet en koper is heel anders.
De parameters van EDM omvatten voornamelijk stroom, pulsbreedte, pulsafstand en polariteit.
Het volgende beschrijft de basis voor een rationeel gebruik van deze belangrijke parameters.
De stroomdichtheid van de grafietelektrode is over het algemeen 10 ~ 12 A/cm2, veel groter dan die van de koperelektrode. Daarom, binnen het toegestane stroombereik in het overeenkomstige gebied, geldt: hoe groter de stroom wordt geselecteerd, hoe sneller de verwerkingssnelheid van de grafietontlading zal zijn, hoe kleiner het elektrodeverlies zal zijn, maar de oppervlakteruwheid zal dikker zijn.
Hoe groter de pulsbreedte is, hoe lager het elektrodeverlies zal zijn.
Een grotere pulsbreedte zal echter de verwerkingsstabiliteit slechter maken, de verwerkingssnelheid langzamer en het oppervlak ruwer.
Om een laag elektrodeverlies tijdens de ruwe bewerking te garanderen, wordt gewoonlijk een relatief grote pulsbreedte gebruikt, die effectief een bewerking met laag verlies van de grafietelektrode kan realiseren wanneer de waarde tussen 100 en 300 US ligt.
Om een fijn oppervlak en een stabiel ontladingseffect te verkrijgen, moet een kleinere pulsbreedte worden gekozen.
Over het algemeen is de pulsbreedte van een grafietelektrode ongeveer 40% minder dan die van een koperelektrode
De pulsafstand heeft voornamelijk invloed op de bewerkingssnelheid en de bewerkingsstabiliteit. Hoe groter de waarde, hoe beter de bewerkingsstabiliteit zal zijn, wat nuttig is voor het verkrijgen van een betere oppervlakte-uniformiteit, maar de bewerkingssnelheid zal worden verlaagd.
Onder de voorwaarde dat de verwerkingsstabiliteit wordt gewaarborgd, kan de hogere verwerkingsefficiëntie worden verkregen door een kleinere pulsafstand te kiezen, maar wanneer de ontladingstoestand onstabiel is, kan de hogere verwerkingsefficiëntie worden verkregen door een grotere pulsafstand te kiezen.
Bij het bewerken van grafietelektrode-ontladingen worden de pulsafstand en pulsbreedte gewoonlijk ingesteld op 1:1, terwijl bij de bewerking van koperelektroden de pulsafstand en pulsbreedte gewoonlijk worden ingesteld op 1:3.
Bij stabiele grafietverwerking kan de aanpassingsverhouding tussen pulsafstand en pulsbreedte worden aangepast tot 2:3.
In het geval van een kleine pulsafstand is het gunstig om een deklaag op het elektrodeoppervlak te vormen, wat nuttig is om het elektrodeverlies te verminderen.
De polariteitsselectie van de grafietelektrode in EDM is in principe hetzelfde als die van de koperelektrode.
Volgens het polariteitseffect van EDM wordt bewerking met positieve polariteit meestal gebruikt bij het bewerken van matrijsstaal, dat wil zeggen dat de elektrode is aangesloten op de positieve pool van de voeding en het werkstuk is verbonden met de negatieve pool van de voeding.
Door gebruik te maken van een grote stroom- en pulsbreedte kan het selecteren van machinale bewerking met positieve polariteit een extreem laag elektrodeverlies bereiken. Als de polariteit verkeerd is, zal het elektrodeverlies erg groot worden.
Alleen wanneer het oppervlak fijn moet worden bewerkt, minder dan VDI18 (Ra0,8 m) en de pulsbreedte erg klein is, wordt de verwerking met negatieve polariteit gebruikt om een betere oppervlaktekwaliteit te verkrijgen, maar het elektrodeverlies is groot.
Nu zijn CNC-edM-werktuigmachines uitgerust met bewerkingsparameters voor grafietafvoer.
Het gebruik van elektrische parameters is intelligent en kan automatisch worden gegenereerd door het expertsysteem van de werktuigmachine.
Over het algemeen kan de machine de geoptimaliseerde verwerkingsparameters configureren door het materiaalpaar, het toepassingstype, de waarde van de oppervlakteruwheid te selecteren en het verwerkingsgebied, de verwerkingsdiepte, de schaling van de elektrodegrootte, enz. in te voeren. Tijdens het programmeren.
Ingesteld voor grafietelektrode van EDM-werktuigmachinebibliotheek met rijke verwerkingsparameters, het materiaaltype kan kiezen uit grof grafiet, grafiet, grafiet komt overeen met een verscheidenheid aan werkstukmateriaal, om het toepassingstype onder te verdelen voor de standaard, diepe groef, scherpe punt, groot oppervlakte, grote holte, zoals fijn, biedt ook een laag verlies, standaard, hoog rendement enzovoort, de vele soorten verwerkingsprioriteitkeuze.
5. Conclusie
Het nieuwe grafietelektrodemateriaal is de moeite waard krachtig te populariseren en de voordelen ervan zullen geleidelijk worden erkend en geaccepteerd door de binnenlandse matrijzenindustrie.
De juiste selectie van grafietelektrodematerialen en de verbetering van gerelateerde technologische verbindingen zullen hoge efficiëntie, hoge kwaliteit en lage kostenvoordelen opleveren voor matrijzenbouwbedrijven
Posttijd: 04 december 2020