1. EDM-eienskappe van grafietmateriale.
1.1. Ontladingbewerkingspoed.
Grafiet is 'n nie-metaalagtige materiaal met 'n baie hoë smeltpunt van 3 650 °C, terwyl koper 'n smeltpunt van 1 083 °C het, sodat die grafietelektrode hoër stroominstellingstoestande kan weerstaan.
Wanneer die ontladingsarea en die skaal van die elektrodegrootte groter is, is die voordele van hoë-doeltreffendheid growwe bewerking van grafietmateriaal meer voor die hand liggend.
Die termiese geleidingsvermoë van grafiet is 1/3 van dié van koper, en die hitte wat tydens die ontladingsproses opgewek word, kan gebruik word om metaalmateriaal meer effektief te verwyder. Daarom is die verwerkingsdoeltreffendheid van grafiet hoër as dié van koperelektrodes in medium en fyn verwerking.
Volgens die verwerkingservaring is die ontladingsverwerkingspoed van die grafietelektrode 1,5 ~ 2 keer vinniger as dié van die koperelektrode onder die korrekte gebruiksomstandighede.
1.2. Elektrodeverbruik.
Die grafietelektrode het die eienskappe om hoë stroomtoestande te weerstaan, en boonop, onder die voorwaardes van gepaste growwe bewerking, insluitend koolstofstaalwerkstukke wat tydens die bewerking geproduseer word, word die inhoud en werkvloeistof by hoë temperatuur ontbind. Die polariteitseffek word beïnvloed deur die verwydering van koolstofdeeltjies en die werkvloeistof. Onder die werking van gedeeltelike verwydering van die inhoud sal koolstofdeeltjies aan die elektrode-oppervlak kleef om 'n beskermende laag te vorm, wat verseker dat die grafietelektrode klein verliese tydens growwe bewerking het, of selfs "nul afval".
Die hoofelektrodeverlies in EDM kom van growwe bewerking. Alhoewel die verlieskoers hoog is in die steltoestande van afwerking, is die algehele verlies ook laag as gevolg van die klein bewerkingstoelae wat vir onderdele gereserveer is.
Oor die algemeen is die verlies van die grafietelektrode minder as dié van die koperelektrode in growwe bewerking van groot stroom en effens meer as dié van die koperelektrode in afwerkingsbewerking. Die elektrodeverlies van die grafietelektrode is soortgelyk.
1.3. Die oppervlakkwaliteit.
Die deeltjiediameter van grafietmateriaal beïnvloed direk die oppervlakruheid van EDM. Hoe kleiner die diameter, hoe laer kan die oppervlakruheid verkry word.
'n Paar jaar gelede, toe grafietmateriaal met 'n deeltjie-phi van 5 mikron in deursnee gebruik is, kon die beste oppervlak slegs VDI18 edm (Ra0.8 mikron) bereik. Deesdae kon die korreldiameter van grafietmateriale binne 3 mikron van die phi-vlak bereik word. Die beste oppervlak kan 'n stabiele VDI12 edm (Ra0.4 μm) of meer gesofistikeerde vlak bereik, maar die grafietelektrode kan na spieël-edm oorgedra word.
Die kopermateriaal het lae weerstand en kompakte struktuur, en kan stabiel onder moeilike toestande verwerk word. Die oppervlakruheid kan minder as Ra0.1 m wees, en dit kan deur spieël verwerk word.
Dus, as die ontladingsbewerking 'n uiters fyn oppervlak nastreef, is dit meer geskik om kopermateriaal as elektrode te gebruik, wat die hoofvoordeel van 'n koperelektrode bo 'n grafietelektrode is.
Maar onder die toestand van 'n hoë stroominstelling word die elektrode-oppervlak maklik grof, en dit laat selfs kraak, en grafietmateriale het nie hierdie probleem nie. Die oppervlakruheidvereiste vir VDI26 (Ra2.0 mikron) vir vormverwerking kan met behulp van 'n grafietelektrode van growwe tot fyn verwerking gedoen word, wat die eenvormige oppervlak-effek en oppervlakdefekte verseker.
Daarbenewens, as gevolg van die verskillende strukture van grafiet en koper, is die oppervlakontladingskorrosiepunt van die grafietelektrode meer gereeld as dié van die koperelektrode. Daarom, wanneer dieselfde oppervlakruheid van VDI20 of hoër verwerk word, is die oppervlakkorrelrigheid van die werkstuk wat deur die grafietelektrode verwerk word, meer duidelik, en hierdie korreloppervlakeffek is beter as die ontladingsoppervlakeffek van die koperelektrode.
1.4. Die bewerkingsakkuraatheid.
Die termiese uitbreidingskoëffisiënt van grafietmateriaal is klein, die termiese uitbreidingskoëffisiënt van kopermateriaal is 4 keer dié van grafietmateriaal, dus is die grafietelektrode minder geneig tot vervorming as die koperelektrode tydens ontladingsverwerking, wat meer stabiele en betroubare verwerkingsakkuraatheid kan verkry.
Veral wanneer diep en smal ribbe verwerk word, maak plaaslike hoë temperatuur die koperelektrode maklik buig, maar grafietelektrode nie.
Vir koperelektrodes met 'n groot diepte-deursnee-verhouding, moet 'n sekere termiese uitbreidingswaarde gekompenseer word om die grootte tydens die masjinering te korrigeer, terwyl grafietelektrodes nie nodig is nie.
1.5. Elektrodegewig.
Die grafietmateriaal is minder dig as koper, en die gewig van die grafietelektrode van dieselfde volume is slegs 1/5 van dié van die koperelektrode.
Dit kan gesien word dat die gebruik van grafiet baie geskik is vir die elektrode met 'n groot volume, wat die las op die spil van die EDM-masjiengereedskap aansienlik verminder. Die elektrode sal nie ongerief veroorsaak tydens klem as gevolg van sy groot gewig nie, en dit sal defleksieverplasing tydens verwerking veroorsaak, ens. Dit kan gesien word dat dit van groot belang is om grafietelektrode in die grootskaalse vormverwerking te gebruik.
1.6. Moeilikheid met elektrodevervaardiging.
Die bewerkingsprestasie van grafietmateriaal is goed. Die snyweerstand is slegs 1/4 van dié van koper. Onder die korrekte verwerkingsomstandighede is die doeltreffendheid van die frees van grafietelektrode 2~3 keer dié van koperelektrode.
Grafietelektrode is maklik om hoek skoon te maak, en dit kan gebruik word om die werkstuk wat deur verskeie elektrodes in 'n enkele elektrode afgewerk moet word, te verwerk.
Die unieke deeltjiestruktuur van grafietmateriaal verhoed dat brame ontstaan na elektrodefrees en -vorming, wat direk aan die gebruiksvereistes kan voldoen wanneer die brame nie maklik verwyder kan word in die komplekse modellering nie, wat die proses van handmatige polering van die elektrode uitskakel en die vormverandering en groottefout wat deur polering veroorsaak word, vermy.
Daar moet kennis geneem word dat, omdat grafiet stof ophoop, die maal van grafiet baie stof sal produseer, daarom moet die freesmasjien 'n seël en stofversamelingsapparaat hê.
As dit nodig is om edM te gebruik om grafietelektrode te verwerk, is die verwerkingsprestasie daarvan nie so goed soos kopermateriaal nie, en die snyspoed is ongeveer 40% stadiger as koper.
1.7. Elektrode-installasie en -gebruik.
Grafietmateriaal het goeie bindingseienskappe. Dit kan gebruik word om grafiet met die toebehore te bind deur die elektrode te frees en te ontlaai, wat die prosedure van die masjinering van skroefgate op die elektrodemateriaal kan bespaar en werktyd kan bespaar.
Die grafietmateriaal is relatief bros, veral die klein, smal en lang elektrode, wat maklik breek wanneer dit aan eksterne krag onderwerp word tydens gebruik, maar kan dadelik weet dat die elektrode beskadig is.
As dit 'n koperelektrode is, sal dit net buig en nie breek nie, wat baie gevaarlik en moeilik is om tydens gebruik te vind, en dit sal maklik tot die afval van die werkstuk lei.
1.8.Prys.
Kopermateriaal is 'n nie-hernubare hulpbron, die prysneiging sal al hoe duurder word, terwyl die prys van grafietmateriaal geneig is om te stabiliseer.
Die prys van kopermateriaal het die afgelope paar jaar gestyg, en die groot vervaardigers van grafiet het die proses in die produksie van grafiet verbeter en hul mededingende voordeel getrek. Nou, onder dieselfde volume, is die prys van grafietelektrodemateriaal en die prys van koperelektrodemateriaal redelik algemeen, maar die grafiet kan doeltreffender verwerking bereik, wat 'n groot aantal werksure bespaar as die gebruik van koperelektrodes, wat gelykstaande is aan die direkte vermindering van die produksiekoste.
Om op te som, onder die 8 edM-eienskappe van grafietelektrode, is die voordele daarvan voor die hand liggend: die doeltreffendheid van die freeselektrode en ontladingsverwerking is aansienlik beter as dié van koperelektrode; groot elektrode het 'n klein gewig, goeie dimensionele stabiliteit, dun elektrode is nie maklik om te vervorm nie, en die oppervlaktekstuur is beter as koperelektrode.
Die nadeel van grafietmateriaal is dat dit nie geskik is vir fyn oppervlakontladingsverwerking onder VDI12 (Ra0.4 m) nie, en die doeltreffendheid van die gebruik van edM om elektrode te maak, is laag.
Vanuit 'n praktiese oogpunt is een van die belangrike redes wat die effektiewe bevordering van grafietmateriale in China beïnvloed, egter dat 'n spesiale grafietverwerkingsmasjien benodig word vir die maal van elektrodes, wat nuwe vereistes vir die verwerkingstoerusting van vormondernemings stel, en sommige klein ondernemings het dalk nie hierdie toestand nie.
Oor die algemeen dek die voordele van grafietelektrodes die oorgrote meerderheid van edM-verwerkingsgeleenthede, en is dit werd om gewild gemaak en toegepas te word, met aansienlike langtermynvoordele. Die tekortkoming van fyn oppervlakverwerking kan deur die gebruik van koperelektrodes vergoed word.
2. Seleksie van grafietelektrodemateriale vir EDM
Vir grafietmateriale is daar hoofsaaklik die volgende vier aanwysers wat die werkverrigting van die materiale direk bepaal:
1) Gemiddelde deeltjiediameter van die materiaal
Die gemiddelde deeltjiediameter van die materiaal beïnvloed direk die ontladingstoestand van die materiaal.
Hoe kleiner die gemiddelde deeltjie van grafietmateriaal is, hoe meer eenvormig die ontlading is, hoe stabieler die ontladingstoestand is, hoe beter is die oppervlakkwaliteit en hoe minder is die verlies.
Hoe groter die gemiddelde deeltjiegrootte is, hoe beter verwyderingstempo kan in growwe bewerking verkry word, maar die oppervlakte-effek van afwerking is swak en die elektrodeverlies is groot.
2) Die buigsterkte van die materiaal
Die buigsterkte van 'n materiaal is 'n direkte weerspieëling van sy sterkte, wat die digtheid van sy interne struktuur aandui.
Die materiaal met hoë sterkte het relatief goeie ontladingsweerstandsprestasie. Vir die elektrode met hoë presisie moet die materiaal met goeie sterkte so ver as moontlik gekies word.
3) Shore-hardheid van die materiaal
Grafiet is harder as metaalmateriale, en die verlies van die snygereedskap is groter as dié van die snymetaal.
Terselfdertyd is die hoë hardheid van grafietmateriaal in die ontladingsverliesbeheer beter.
4) Die inherente weerstand van die materiaal
Die ontladingstempo van grafietmateriaal met hoë inherente weerstand sal stadiger wees as dié met lae weerstand.
Hoe hoër die inherente weerstand, hoe kleiner die elektrodeverlies, maar hoe hoër die inherente weerstand, hoe meer sal die stabiliteit van die ontlading beïnvloed word.
Tans is daar baie verskillende grade grafiet beskikbaar by die wêreld se toonaangewende grafietverskaffers.
Oor die algemeen, volgens die gemiddelde deeltjiedeursnee van grafietmateriale wat geklassifiseer moet word, word deeltjiedeursnee ≤ 4 m as fyn grafiet gedefinieer, deeltjies in 5 ~ 10 m word as medium grafiet gedefinieer, deeltjies in 10 m en hoër word as growwe grafiet gedefinieer.
Hoe kleiner die deeltjiediameter, hoe duurder die materiaal, hoe meer geskikte grafietmateriaal kan gekies word volgens die vereistes en koste van EDM.
3. Vervaardiging van grafietelektrode
Die grafietelektrode word hoofsaaklik deur maalwerk vervaardig.
Vanuit die oogpunt van verwerkingstegnologie is grafiet en koper twee verskillende materiale, en hul verskillende sny-eienskappe moet bemeester word.
As die grafietelektrode deur die proses van koperelektrode verwerk word, sal probleme onvermydelik voorkom, soos gereelde breuk van die plaat, wat die gebruik van toepaslike snygereedskap en snyparameters vereis.
Die bewerking van grafietelektrodes is meer ekonomies as die bewerking van koperelektrodegereedskap. Vanuit 'n ekonomiese oogpunt is die keuse van 'n karbiedgereedskap die mees ekonomiese. Die prys van 'n diamantbedekkingsgereedskap (genoem grafietmes) is hoër, maar die diamantbedekkingsgereedskap het 'n langer lewensduur, hoë verwerkingspresisie en 'n goeie algehele ekonomiese voordeel.
Die grootte van die voorhoek van die gereedskap beïnvloed ook die lewensduur daarvan. Die 0° voorhoek van die gereedskap sal tot 50% hoër wees as die 15° voorhoek van die gereedskap se lewensduur. Die snystabiliteit is ook beter, maar hoe groter die hoek, hoe beter die bewerkingsoppervlak. Die gebruik van 'n 15° hoek van die gereedskap kan die beste bewerkingsoppervlak bereik.
Die snyspoed in bewerking kan aangepas word volgens die vorm van die elektrode, gewoonlik 10m/min, soortgelyk aan die bewerking van aluminium of plastiek, die snygereedskap kan direk op en van die werkstuk in growwe bewerking wees, en die verskynsel van hoekineenstorting en fragmentasie is maklik om te voorkom in afwerkingsbewerking, en die manier van ligte mes vinnig loop word dikwels aangeneem.
Die grafietelektrode sal baie stof tydens die snyproses produseer. Om te verhoed dat grafietdeeltjies deur die masjien se spil en skroef ingeasem word, is daar tans twee hoofoplossings: een is om 'n spesiale grafietverwerkingsmasjien te gebruik, en die ander is om die gewone verwerkingssentrum met 'n spesiale stofversamelingsapparaat aan te pas.
Die spesiale grafiet-hoëspoed-freesmasjien op die mark het hoë freesdoeltreffendheid en kan maklik die vervaardiging van komplekse elektrodes met hoë presisie en goeie oppervlakkwaliteit voltooi.
Indien EDM nodig is om 'n grafietelektrode te maak, word dit aanbeveel om 'n fyn grafietmateriaal met 'n kleiner deeltjiedeursnee te gebruik.
Die bewerkingsprestasie van grafiet is swak, hoe kleiner die deeltjiediameter, hoe hoër die snydoeltreffendheid kan verkry word, en die abnormale probleme soos gereelde draadbreuk en oppervlakfranje kan vermy word.
4. EDM-parameters van grafietelektrode
Die keuse van EDM-parameters van grafiet en koper is heel anders.
Die parameters van EDM sluit hoofsaaklik stroom, pulswydte, pulsgaping en polariteit in.
Die volgende beskryf die basis vir die rasionele gebruik van hierdie hoofparameters.
Die stroomdigtheid van die grafietelektrode is oor die algemeen 10~12 A/cm2, baie groter as dié van die koperelektrode. Daarom, binne die stroomreeks wat in die ooreenstemmende area toegelaat word, hoe groter die stroom gekies word, hoe vinniger die grafietontladingverwerkingspoed sal wees, hoe kleiner die elektrodeverlies sal wees, maar die oppervlakruheid sal dikker wees.
Hoe groter die pulswydte is, hoe laer sal die elektrodeverlies wees.
'n Groter pulswydte sal egter die verwerkingsstabiliteit verswak, die verwerkingspoed stadiger en die oppervlak growwer maak.
Om lae elektrodeverlies tydens growwe bewerking te verseker, word gewoonlik 'n relatief groot pulswydte gebruik, wat effektief lae-verliesbewerking van grafietelektrode kan bewerkstellig wanneer die waarde tussen 100 en 300 US is.
Om 'n fyn oppervlak en 'n stabiele ontladingseffek te verkry, moet 'n kleiner pulswydte gekies word.
Oor die algemeen is die pulswydte van 'n grafietelektrode ongeveer 40% minder as dié van 'n koperelektrode.
Die pulsgaping beïnvloed hoofsaaklik die ontladingbewerkingspoed en bewerkingsstabiliteit. Hoe groter die waarde, hoe beter sal die bewerkingsstabiliteit wees, wat nuttig is om beter oppervlakuniformiteit te verkry, maar die bewerkingspoed sal verminder word.
Onder die voorwaarde dat die verwerkingsstabiliteit verseker word, kan die hoër verwerkingsdoeltreffendheid verkry word deur 'n kleiner pulsgaping te kies, maar wanneer die ontladingstoestand onstabiel is, kan die hoër verwerkingsdoeltreffendheid verkry word deur 'n groter pulsgaping te kies.
In grafietelektrode-ontladingsbewerking word die pulsgaping en pulswydte gewoonlik op 1:1 gestel, terwyl die pulsgaping en pulswydte in koperelektrode-bewerking gewoonlik op 1:3 gestel word.
Onder stabiele grafietverwerking kan die ooreenstemmende verhouding tussen pulsgaping en pulswydte tot 2:3 aangepas word.
In die geval van klein pulsspeling is dit voordelig om 'n bedekkende laag op die elektrode-oppervlak te vorm, wat nuttig is om die elektrodeverlies te verminder.
Die polariteitskeuse van die grafietelektrode in EDM is basies dieselfde as dié van die koperelektrode.
Volgens die polariteitseffek van EDM word positiewe polariteitsbewerking gewoonlik gebruik wanneer matrystaal bewerk word, dit wil sê, die elektrode is aan die positiewe pool van die kragtoevoer gekoppel, en die werkstuk is aan die negatiewe pool van die kragtoevoer gekoppel.
Deur gebruik te maak van groot stroom en pulswydte, kan die keuse van positiewe polariteitsbewerking uiters lae elektrodeverlies behaal word. As die polariteit verkeerd is, sal die elektrodeverlies baie groot word.
Slegs wanneer die oppervlak fyn verwerk moet word vir minder as VDI18 (Ra0.8 m) en die pulswydte baie klein is, word die negatiewe polariteitsverwerking gebruik om beter oppervlakkwaliteit te verkry, maar die elektrodeverlies is groot.
Nou is CNC edM-masjiengereedskap toegerus met grafietontladingsbewerkingsparameters.
Die gebruik van elektriese parameters is intelligent en kan outomaties gegenereer word deur die kundige stelsel van die masjiengereedskap.
Oor die algemeen kan die masjien die geoptimaliseerde verwerkingsparameters konfigureer deur die materiaalpaar, toepassingstipe, oppervlakruheidwaarde te kies en die verwerkingsarea, verwerkingsdiepte, elektrodegrootte-skaal, ens. tydens programmering in te voer.
Vir die grafietelektrode van die edm-masjiengereedskapbiblioteek is ryk verwerkingsparameters ingestel. Die materiaaltipe kan gekies word in die growwe grafiet, grafiet, grafiet wat ooreenstem met 'n verskeidenheid werkstukmateriaal, om die toepassingstipe te onderverdeel vir die standaard, diep groef, skerp punt, groot area, groot holte, soos fyn, en bied ook lae verlies, standaard, hoë doeltreffendheid en so aan die vele soorte verwerkingsprioriteitkeuse.
5. Gevolgtrekking
Die nuwe grafietelektrodemateriaal is die moeite werd om kragtig gewild te maak en die voordele daarvan sal geleidelik erken en aanvaar word deur die plaaslike vormvervaardigingsbedryf.
Die korrekte keuse van grafietelektrodemateriale en die verbetering van verwante tegnologiese skakels sal hoë doeltreffendheid, hoë gehalte en lae kostevoordeel vir vormvervaardigingsondernemings inhou.
Plasingstyd: 04 Desember 2020