1. EDM карактеристики на графитни материјали.
1.1. Брзина на обработка при празнење.
Графитот е неметален материјал со многу висока точка на топење од 3.650 °C, додека бакарот има точка на топење од 1.083 °C, така што графитната електрода може да издржи поголеми услови на поставување на струјата.
Кога површината на празнење и скалата на големината на електродата се поголеми, предностите на високоефикасната груба обработка на графитен материјал се поочигледни.
Топлинската спроводливост на графитот е 1/3 од онаа на бакарот, а топлината генерирана за време на процесот на празнење може да се искористи за поефикасно отстранување на метални материјали. Затоа, ефикасноста на обработка на графитот е поголема од онаа на бакарната електрода при средна и фина обработка.
Според искуството од обработката, брзината на обработка на празнење на графитната електрода е 1,5-2 пати побрза од онаа на бакарната електрода под правилни услови на употреба.
1.2. Потрошувачка на електроди.
Графитната електрода има карактер што може да издржи услови на висока струја, покрај тоа, под услов на соодветно подесување на грубата обработка, вклучувајќи ги и обработените парчиња од јаглероден челик произведени за време на обработката, отстранување на содржината и работниот флуид на висока температура, распаѓање на јаглеродните честички, ефектот на поларитет, под дејство на делумно отстранување на содржината, јаглеродните честички ќе се залепат на површината на електродата за да формираат заштитен слој, осигурувајќи дека графитната електрода има мали загуби при груба обработка, или дури и „нула отпад“.
Главната загуба на електроди кај EDM доаѓа од груба обработка. Иако стапката на загуба е висока во условите на поставување на завршната обработка, вкупната загуба е исто така мала поради малиот додаток за обработка резервиран за делови.
Генерално, загубата на графитната електрода е помала од загубата на бакарна електрода при груба обработка на голема струја и малку поголема од загубата на бакарна електрода при завршна обработка. Загубата на електродата кај графитната електрода е слична.
1.3. Квалитетот на површината.
Дијаметарот на честичките од графитниот материјал директно влијае на површинската грубост на EDM. Колку е помал дијаметарот, толку е помала површинската грубост.
Пред неколку години, со користење на физиолошки честички со дијаметар од 5 микрони во графитен материјал, најдобрата површина може да се постигне само VDI18 edm (Ra0,8 микрони), денес дијаметарот на зрното на графитните материјали е во можност да се постигне во рок од 3 микрони од фи, најдобрата површина може да се постигне стабилен VDI12 edm (Ra0,4 mu m) или пософистицирано ниво, но графитната електрода може да го огледа edm.
Бакарниот материјал има ниска отпорност и компактна структура, и може стабилно да се обработува во тешки услови. Површинската грубост може да биде помала од Ra0,1 m, а може да се обработува со огледало.
Според тоа, ако обработката со празнење се стреми кон екстремно фина површина, посоодветно е да се користи бакарен материјал како електрода, што е главната предност на бакарната електрода во однос на графитната електрода.
Но, кај бакарната електрода под услови на голема струја, површината на електродата лесно станува груба, може да се појави дури и пукање, а графитните материјали нема да го имаат овој проблем. Потребната површинска грубост е VDI26 (Ra2.0 микрони) за обработка на калапот, со употреба на графитна електрода може да се изврши од груба до фина обработка, со што се постигнува униформен површински ефект, со што се елиминираат површинските дефекти.
Покрај тоа, поради различната структура на графитот и бакарот, точката на површинска корозија на празнење на графитната електрода е поправилна од онаа на бакарната електрода. Затоа, кога се обработува истата површинска грубост од VDI20 или повисока, површинската гранулација на работното парче обработено со графитна електрода е поизразена, а овој површински ефект на зрната е подобар од ефектот на површинската празнење на бакарната електрода.
1.4. Точноста на машинската обработка.
Коефициентот на термичка експанзија на графитниот материјал е мал, коефициентот на термичка експанзија на бакарниот материјал е 4 пати поголем од графитниот материјал, па затоа при обработката со празнење, графитната електрода е помалку склона кон деформација од бакарната електрода, што може да обезбеди постабилна и посигурна точност на обработката.
Особено кога се обработува длабоко и тесно ребро, локалната висока температура предизвикува бакарната електрода лесно да се свиткува, но графитната електрода не го прави тоа.
За бакарна електрода со голем однос длабочина-дијаметар, треба да се компензира одредена вредност на термичка експанзија за да се корегира големината за време на поставувањето на машинската обработка, додека графитна електрода не е потребна.
1.5. Тежина на електродата.
Графитниот материјал е помалку густ од бакарот, а тежината на графитната електрода со ист волумен е само 1/5 од тежината на бакарната електрода.
Може да се види дека употребата на графит е многу погодна за електрода со голем волумен, што значително го намалува оптоварувањето на вретеното на EDM машината. Електродата нема да предизвика непријатности при стегање поради својата голема тежина, а ќе предизвика и деформациско поместување при обработката итн. Може да се види дека е од големо значење да се користи графитна електрода во обработката на калапи во големи размери.
1.6. Тешкотии при производство на електроди.
Перформансите на обработка на графитниот материјал се добри. Отпорноста на сечење е само 1/4 од онаа на бакарот. Под соодветни услови на обработка, ефикасноста на глодањето на графитната електрода е 2-3 пати поголема од онаа на бакарната електрода.
Графитната електрода е лесна за чистење под агол и може да се користи за обработка на работното парче кое треба да се заврши со повеќе електроди во една електрода.
Уникатната структура на честичките на графитниот материјал спречува појава на брусници по глодањето и формирањето на електродата, што може директно да ги задоволи барањата за употреба кога брусниците не се отстрануваат лесно во сложеното моделирање, со што се елиминира процесот на рачно полирање на електродата и се избегнува промената на обликот и грешката во големината предизвикана од полирањето.
Треба да се напомене дека, бидејќи графитот е средство за акумулација на прашина, мелењето графит ќе произведе многу прашина, па затоа машината за мелење мора да има заптивка и уред за собирање прашина.
Доколку е потребно да се користи edM за обработка на графитна електрода, нејзините перформанси на обработка не се толку добри како кај бакарниот материјал, брзината на сечење е околу 40% побавна од бакарот.
1.7. Инсталација и употреба на електрода.
Графитниот материјал има добри својства на врзување. Може да се користи за врзување на графитот со прицврстувачот со глодање на електродата и празнење, што може да ја заштеди постапката на обработка на дупките за завртки на материјалот на електродата и да заштеди време за работа.
Графитниот материјал е релативно кршлив, особено малата, тесна и долга електрода, која лесно се крши кога е изложена на надворешна сила за време на употребата, но веднаш може да се знае дека електродата е оштетена.
Ако е бакарна електрода, таа само ќе се свитка, а не ќе се скрши, што е многу опасно и тешко се наоѓа при употреба, а лесно ќе доведе до отпадоци од работното парче.
1.8.Цена.
Бакарниот материјал е необновлив ресурс, трендот на цената ќе станува сè поскап, додека цената на графитниот материјал има тенденција да се стабилизира.
Цената на бакарниот материјал расте во последниве години, главните производители на графит го подобруваат процесот на производство на графит и ја прават својата конкурентска предност. Сега, под ист обем, цената на графитниот електроден материјал и цената на бакарните електродни материјали се доста, но графитот може да се преработи ефикасно, а употребата на бакарна електрода заштедува голем број работни часови, што е еквивалентно на директно намалување на трошоците за производство.
Како заклучок, меѓу 8-те edM карактеристики на графитната електрода, нејзините предности се очигледни: ефикасноста на електродата со глодање и обработката со празнење е значително подобра од онаа на бакарната електрода; големата електрода има мала тежина, добра димензионална стабилност, тенка електрода не е лесна за деформација, а површинската текстура е подобра од бакарната електрода.
Недостаток на графитниот материјал е тоа што не е погоден за обработка на фино површинско празнење под VDI12 (Ra0,4 m), а ефикасноста на користењето на edM за производство на електрода е ниска.
Сепак, од практична гледна точка, една од важните причини што влијаат на ефективната промоција на графитни материјали во Кина е тоа што е потребна специјална машина за обработка на графит за мелење електроди, што поставува нови барања за опрема за обработка на претпријатијата за калапи, некои мали претпријатија можеби немаат оваа состојба.
Генерално, предностите на графитните електроди покриваат огромно мнозинство од случаите на обработка со edM и се достојни за популаризација и примена, со значителни долгорочни придобивки. Недостатокот на обработката на фини површини може да се надомести со употреба на бакарни електроди.
2. Избор на материјали за графитни електроди за EDM
За графитни материјали, постојат главно следниве четири индикатори кои директно ги одредуваат перформансите на материјалите:
1) Просечен дијаметар на честичките на материјалот
Просечниот дијаметар на честичките на материјалот директно влијае на состојбата на празнење на материјалот.
Колку е помала просечната честичка од графитниот материјал, толку е порамномерно празнењето, колку е постабилна состојбата на празнење, толку е подобар квалитетот на површината и толку се помали загубите.
Колку е поголема просечната големина на честичките, толку подобра стапка на отстранување може да се добие со груба обработка, но површинскиот ефект на завршната обработка е слаб, а загубата на електродата е голема.
2) Јачината на свиткување на материјалот
Јачината на свиткување на материјалот е директен одраз на неговата цврстина, што укажува на затегнатоста на неговата внатрешна структура.
Материјалот со висока цврстина има релативно добри перформанси на отпорност на празнење. За електрода со висока прецизност, треба да се избере материјал со добра цврстина колку што е можно повеќе.
3) Шор тврдост на материјалот
Графитот е поцврст од металните материјали, а загубата на алатот за сечење е поголема од загубата на металот за сечење.
Во исто време, високата тврдост на графитниот материјал во контролата на загубата на празнење е подобра.
4) Вродена отпорност на материјалот
Стапката на празнење на графитен материјал со висок вроден отпор ќе биде помала од оној со низок отпор.
Колку е поголема вродената отпорност, толку е помала загубата на електродата, но колку е поголема вродената отпорност, толку ќе биде засегната стабилноста на празнењето.
Во моментов, достапни се многу различни степени на графит од водечките светски добавувачи на графит.
Општо земено, според просечниот дијаметар на честичките на графитните материјали што треба да се класифицираат, дијаметарот на честичките ≤ 4 m се дефинира како фин графит, честичките од 5~10 m се дефинираат како среден графит, а честичките од 10 m или повеќе се дефинираат како груб графит.
Колку е помал дијаметарот на честичките, толку е поскап материјалот, толку посоодветен графитен материјал може да се избере според барањата и цената на EDM.
3. Изработка на графитна електрода
Графитната електрода се прави главно со глодање.
Од гледна точка на технологијата на обработка, графитот и бакарот се два различни материјали, а нивните различни карактеристики на сечење треба да се совладаат.
Ако графитната електрода се обработи со процесот на бакарна електрода, неизбежно ќе се појават проблеми, како што се чести кршења на лимот, што бара употреба на соодветни алатки за сечење и параметри на сечење.
Графитната електрода е поекономична од бакарната електрода, од економска гледна точка, изборот на карбиден алат е најекономичен, изборот на дијамантски алат за обложување (наречен графитен нож) е поскап, но дијамантскиот алат за обложување има долг работен век, висока прецизност на обработката, а целокупната економска корист е добра.
Големината на предниот агол на алатот, исто така, влијае на неговиот век на траење, предниот агол од 0° на алатот ќе биде до 50% поголем од предниот агол од 15° на работниот век на алатот, стабилноста на сечењето е исто така подобра, но колку е поголем аголот, толку е подобра површината за обработка, употребата на агол од 15° на алатот може да ја постигне најдобрата површина за обработка.
Брзината на сечење при машинска обработка може да се прилагоди според обликот на електродата, обично 10 m/min, слично на обработката на алуминиум или пластика, алатот за сечење може да биде директно на и од работното парче при груба обработка, а феноменот на аголен колапс и фрагментација е лесно да се појави при завршна обработка, а често се користи и начинот на лесно брзо одење со нож.
Графитната електрода во процесот на сечење ќе произведе многу прашина, за да се избегне вдишување на графитни честички од вретеното и завртката на машината, во моментов постојат две главни решенија, едното е да се користи специјална машина за обработка на графит, а другото е обичен центар за обработка, опремен со специјален уред за собирање прашина.
Специјалната графитна машина за глодање со голема брзина на пазарот има висока ефикасност на глодање и лесно може да го заврши производството на сложени електроди со висока прецизност и добар квалитет на површината.
Доколку е потребен EDM за изработка на графитна електрода, се препорачува да се користи фин графитен материјал со помал дијаметар на честичките.
Машинските перформанси на графитот се слаби, колку е помал дијаметарот на честичките, толку е поголема ефикасноста на сечење, а може да се избегнат и абнормални проблеми како што се честото кинење на жицата и површинските рабови.
4.EDM параметри на графитна електрода
Изборот на EDM параметри на графит и бакар е сосема различен.
Параметрите на EDM главно вклучуваат струја, ширина на пулсот, импулсен јаз и поларитет.
Следново ја опишува основата за рационално користење на овие главни параметри.
Густината на струјата на графитната електрода е генерално 10~12 A/cm2, многу поголема од онаа на бакарната електрода. Затоа, во рамките на дозволениот опсег на струја во соодветната област, колку е поголема струјата избрана, толку ќе биде побрза брзината на обработка на графитното празнење, толку ќе бидат помали загубите на електродата, но грубоста на површината ќе биде подебела.
Колку е поголема ширината на пулсот, толку ќе бидат помали загубите на електродата.
Сепак, поголемата ширина на пулсот ќе ја влоши стабилноста на обработката, брзината на обработка ќе биде помала, а површината погруба.
За да се обезбеди ниско ниво на загуба на електроди за време на груба обработка, обично се користи релативно голема ширина на импулсот, што ефикасно може да реализира обработка со ниски загуби на графитна електрода кога вредноста е помеѓу 100 и 300 US.
За да се добие фина површина и стабилен ефект на празнење, треба да се избере помала ширина на импулсот.
Генерално, ширината на пулсот на графитната електрода е околу 40% помала од онаа на бакарната електрода.
Импулсниот јаз главно влијае на брзината на обработка при празнење и стабилноста на обработката. Колку е поголема вредноста, толку е подобра стабилноста на обработката, што е корисно за добивање подобра униформност на површината, но брзината на обработка ќе се намали.
Под услов да се обезбеди стабилност на обработката, поголема ефикасност на обработката може да се добие со избор на помал импулсен јаз, но кога состојбата на празнење е нестабилна, поголема ефикасност на обработката може да се добие со избор на поголем импулсен јаз.
При обработката со празнење на графитни електроди, импулсниот јаз и ширината на импулсот обично се поставуваат на 1:1, додека кај обработката на бакарни електроди, импулсниот јаз и ширината на импулсот обично се поставуваат на 1:3.
При стабилна обработка на графит, односот на совпаѓање помеѓу импулсниот јаз и ширината на импулсот може да се прилагоди на 2:3.
Во случај на мал клиренс на пулсот, корисно е да се формира покривен слој на површината на електродата, што е корисно за намалување на загубите на електродата.
Изборот на поларитетот на графитната електрода кај EDM е во основа ист како и кај бакарната електрода.
Според ефектот на поларитетот на EDM, обработката со позитивен поларитет обично се користи при обработка на челик со калап, односно електродата е поврзана со позитивниот пол на напојувањето, а работното парче е поврзано со негативниот пол на напојувањето.
Користејќи голема струја и ширина на пулсот, изборот на обработка со позитивен поларитет може да постигне екстремно ниски загуби на електроди. Ако поларитетот е погрешен, загубите на електроди ќе станат многу големи.
Само кога се бара површината да биде фино обработена помала од VDI18 (Ra0,8 m) и ширината на пулсот е многу мала, се користи обработка со негативен поларитет за да се добие подобар квалитет на површината, но загубата на електродата е голема.
Сега CNC edM машински алатки се опремени со параметри за обработка со графитно празнење.
Употребата на електрични параметри е интелигентна и може да се генерира автоматски од експертскиот систем на машинската алатка.
Општо земено, машината може да ги конфигурира оптимизираните параметри за обработка со избирање на парот материјали, типот на апликација, вредноста на грубоста на површината и внесување на површината за обработка, длабочината на обработка, скалирањето на големината на електродата итн. За време на програмирањето.
Поставени за графитна електрода на библиотеката со EDM машински алати, богати параметри за обработка, типот на материјал може да се избере во груб графит, графит, графит што одговара на различни материјали за обработка, да се подели типот на апликација за стандард, длабок жлеб, остар врв, голема површина, голема празнина, како што се фини, исто така обезбедуваат ниски загуби, стандард, висока ефикасност и така натаму многу видови на избор на приоритет за обработка.
5. Заклучок
Новиот материјал за графитна електрода вреди енергично да се популаризира, а неговите предности постепено ќе бидат препознаени и прифатени од домашната индустрија за производство на калапи.
Правилниот избор на материјали за графитни електроди и подобрувањето на поврзаните технолошки врски ќе донесат висока ефикасност, висок квалитет и ниски трошоци за претпријатијата за производство на калапи.
Време на објавување: 04.12.2020