1.Características de la electroerosión de materiales de grafito.
1.1.Velocidad de mecanizado de descarga.
El grafito es un material no metálico con un punto de fusión muy alto de 3.650 °C, mientras que el cobre tiene un punto de fusión de 1.083 °C, por lo que el electrodo de grafito puede soportar mayores condiciones de fraguado actual.
Cuando el área de descarga y la escala del tamaño del electrodo son mayores, las ventajas del mecanizado de desbaste de alta eficiencia del material de grafito son más obvias.
La conductividad térmica del grafito es 1/3 de la del cobre y el calor generado durante el proceso de descarga se puede utilizar para eliminar materiales metálicos de forma más eficaz. Por lo tanto, la eficiencia de procesamiento del grafito es mayor que la del electrodo de cobre en procesamiento medio y fino.
Según la experiencia de procesamiento, la velocidad de procesamiento de descarga del electrodo de grafito es entre 1,5 y 2 veces más rápida que la del electrodo de cobre en las condiciones de uso correctas.
1.2.Consumo de electrodos.
El electrodo de grafito tiene el carácter de que puede soportar condiciones de alta corriente, además, bajo la condición de un ajuste de desbaste apropiado, incluidas las piezas de trabajo de acero al carbono producidas durante el mecanizado, eliminación del contenido y fluido de trabajo en la descomposición de partículas de carbono a alta temperatura, el efecto de polaridad, bajo Debido a la acción de eliminación parcial del contenido, las partículas de carbono se adherirán a la superficie del electrodo para formar una capa protectora, lo que garantizará que el electrodo de grafito tenga pequeñas pérdidas en el mecanizado en bruto o incluso "cero desperdicio".
La principal pérdida de electrodos en la electroerosión proviene del mecanizado en desbaste. Aunque la tasa de pérdida es alta en las condiciones de fraguado del acabado, la pérdida general también es baja debido al pequeño margen de mecanizado reservado para las piezas.
En general, la pérdida del electrodo de grafito es menor que la del electrodo de cobre en el mecanizado en desbaste de gran corriente y ligeramente mayor que la del electrodo de cobre en el mecanizado de acabado. La pérdida del electrodo del electrodo de grafito es similar.
1.3.La calidad superficial.
El diámetro de las partículas del material de grafito afecta directamente la rugosidad de la superficie de la electroerosión. Cuanto menor sea el diámetro, menor será la rugosidad de la superficie que se puede obtener.
Hace unos años, utilizando material de grafito con partículas phi de 5 micrones de diámetro, la mejor superficie solo podía lograr VDI18 edm (Ra0,8 micrones), hoy en día el diámetro de grano de los materiales de grafito se ha podido lograr dentro de 3 micrones de phi, la mejor superficie. Puede lograr una edm VDI12 estable (Ra0,4 mu m) o un nivel más sofisticado, pero el electrodo de grafito puede reflejar la edm.
El material de cobre tiene baja resistividad y estructura compacta, y puede procesarse de manera estable en condiciones difíciles. La rugosidad de la superficie puede ser inferior a Ra0,1 m y puede procesarse con un espejo.
Por lo tanto, si el mecanizado por descarga busca superficies extremadamente finas, es más adecuado utilizar material de cobre como electrodo, que es la principal ventaja del electrodo de cobre sobre el electrodo de grafito.
Pero el electrodo de cobre bajo la condición de un ajuste de corriente grande, la superficie del electrodo es fácil de volverse áspera, incluso aparecer grietas, y los materiales de grafito no tendrían este problema, el requisito de rugosidad de la superficie para VDI26 (Ra2.0 micrones) sobre el procesamiento del molde, usando Un electrodo de grafito se puede realizar desde un procesamiento grueso hasta fino, logra el efecto de superficie uniforme y los defectos de la superficie.
Además, debido a la estructura diferente del grafito y el cobre, el punto de corrosión de descarga superficial del electrodo de grafito es más regular que el del electrodo de cobre. Por lo tanto, cuando se procesa la misma rugosidad superficial de VDI20 o superior, la granularidad de la superficie de la pieza de trabajo procesada por el electrodo de grafito es más distinta y este efecto de la superficie del grano es mejor que el efecto de la superficie de descarga del electrodo de cobre.
1.4.La precisión del mecanizado.
El coeficiente de expansión térmica del material de grafito es pequeño, el coeficiente de expansión térmica del material de cobre es 4 veces mayor que el del material de grafito, por lo que en el procesamiento de descarga, el electrodo de grafito es menos propenso a deformarse que el electrodo de cobre, lo que puede obtener mayor estabilidad y Precisión de procesamiento confiable.
Especialmente cuando se procesan nervaduras profundas y estrechas, la alta temperatura local hace que el electrodo de cobre se doble fácilmente, pero el electrodo de grafito no.
Para electrodos de cobre con una relación profundidad-diámetro grande, se debe compensar un cierto valor de expansión térmica para corregir el tamaño durante el ajuste del mecanizado, mientras que no se requiere electrodo de grafito.
1.5.Peso del electrodo.
El material de grafito es menos denso que el cobre y el peso del electrodo de grafito del mismo volumen es sólo 1/5 del del electrodo de cobre.
Se puede observar que el uso de grafito es muy adecuado para electrodos de gran volumen, lo que reduce en gran medida la carga del husillo de la máquina herramienta de electroerosión. El electrodo no causará inconvenientes en la sujeción debido a su gran peso y producirá desplazamiento por deflexión durante el procesamiento, etc. Se puede ver que es de gran importancia utilizar electrodos de grafito en el procesamiento de moldes a gran escala.
1.6.Dificultad de fabricación de electrodos.
El rendimiento de mecanizado del material de grafito es bueno. La resistencia al corte es sólo 1/4 de la del cobre. En las condiciones de procesamiento correctas, la eficiencia del electrodo de grafito fresado es de 2 a 3 veces mayor que la del electrodo de cobre.
El electrodo de grafito tiene un ángulo fácil de limpiar y se puede utilizar para procesar la pieza de trabajo que debe terminarse con varios electrodos en un solo electrodo.
La estructura de partículas única del material de grafito evita que se produzcan rebabas después del fresado y formación del electrodo, lo que puede cumplir directamente con los requisitos de uso cuando las rebabas no se eliminan fácilmente en el modelado complejo, eliminando así el proceso de pulido manual del electrodo y evitando la forma. Cambio y error de tamaño causado por el pulido.
Cabe señalar que, debido a que el grafito es una acumulación de polvo, el fresado de grafito producirá mucho polvo, por lo que la fresadora debe tener un sello y un dispositivo de recolección de polvo.
Si es necesario utilizar edM para procesar electrodos de grafito, su rendimiento de procesamiento no es tan bueno como el del material de cobre, la velocidad de corte es aproximadamente un 40% más lenta que la del cobre.
1.7.Instalación y uso de electrodos.
El material de grafito tiene buenas propiedades de unión. Se puede utilizar para unir grafito con el accesorio fresando el electrodo y descargándolo, lo que puede ahorrar el procedimiento de mecanizar el orificio del tornillo en el material del electrodo y ahorrar tiempo de trabajo.
El material de grafito es relativamente frágil, especialmente el electrodo pequeño, estrecho y largo, que es fácil de romper cuando se somete a una fuerza externa durante el uso, pero se puede saber inmediatamente que el electrodo ha sido dañado.
Si se trata de un electrodo de cobre, sólo se doblará y no se romperá, lo cual es muy peligroso y difícil de encontrar durante el proceso de uso, y fácilmente provocará que se deseche la pieza de trabajo.
1.8.Precio.
El material de cobre es un recurso no renovable, la tendencia de los precios será cada vez más cara, mientras que el precio del material de grafito tiende a estabilizarse.
El precio del material de cobre ha aumentado en los últimos años, los principales fabricantes de grafito mejoran el proceso en la producción de grafito para lograr su ventaja competitiva. Ahora, bajo el mismo volumen, la generalidad del precio del material de electrodo de grafito y el precio de los materiales de electrodo de cobre es bastante, pero El grafito puede lograr un procesamiento eficiente que el uso de electrodos de cobre para ahorrar una gran cantidad de horas de trabajo, lo que equivale a reducir directamente el costo de producción.
En resumen, entre las 8 características edM del electrodo de grafito, sus ventajas son obvias: la eficiencia del electrodo de fresado y el procesamiento de descarga es significativamente mejor que la del electrodo de cobre; El electrodo grande tiene poco peso, buena estabilidad dimensional, el electrodo delgado no es fácil de deformar y la textura de la superficie es mejor que la del electrodo de cobre.
La desventaja del material de grafito es que no es adecuado para el procesamiento de descarga de superficie fina bajo VDI12 (Ra0,4 m) y la eficiencia del uso de edM para fabricar electrodos es baja.
Sin embargo, desde un punto de vista práctico, una de las razones importantes que afectan la promoción efectiva de los materiales de grafito en China es que se necesita una máquina de procesamiento de grafito especial para fresar electrodos, lo que plantea nuevos requisitos para los equipos de procesamiento de las empresas de moldes, y algunas pequeñas empresas. Es posible que no tenga esta condición.
En general, las ventajas de los electrodos de grafito cubren la gran mayoría de las ocasiones de procesamiento de electroerosión y son dignas de popularización y aplicación, con considerables beneficios a largo plazo. La deficiencia del procesamiento superficial fino se puede compensar mediante el uso de electrodos de cobre.
2.Selección de materiales de electrodos de grafito para electroerosión.
Para los materiales de grafito, existen principalmente los siguientes cuatro indicadores que determinan directamente el rendimiento de los materiales:
1) Diámetro medio de partícula del material.
El diámetro promedio de partícula del material afecta directamente la condición de descarga del material.
Cuanto más pequeña es la partícula promedio de material de grafito, más uniforme es la descarga, más estable es la condición de descarga, mejor es la calidad de la superficie y menor es la pérdida.
Cuanto mayor sea el tamaño medio de partícula, mejor tasa de eliminación se puede obtener en el mecanizado en desbaste, pero el efecto superficial del acabado es deficiente y la pérdida del electrodo es grande.
2) La resistencia a la flexión del material.
La resistencia a la flexión de un material es un reflejo directo de su resistencia, lo que indica la estanqueidad de su estructura interna.
El material con alta resistencia tiene un rendimiento de resistencia a la descarga relativamente bueno. Para electrodos con alta precisión, se debe seleccionar el material con buena resistencia en la medida de lo posible.
3) Dureza Shore del material.
El grafito es más duro que los materiales metálicos y la pérdida de la herramienta de corte es mayor que la del metal de corte.
Al mismo tiempo, la alta dureza del material de grafito en el control de pérdidas de descarga es mejor.
4) La resistividad inherente del material.
La velocidad de descarga del material de grafito con alta resistividad inherente será más lenta que la de baja resistividad.
Cuanto mayor sea la resistividad inherente, menor será la pérdida del electrodo, pero cuanto mayor sea la resistividad inherente, la estabilidad de la descarga se verá afectada.
En la actualidad, existen muchos grados diferentes de grafito disponibles de los principales proveedores de grafito del mundo.
Generalmente, de acuerdo con el diámetro promedio de partícula de los materiales de grafito a clasificar, el diámetro de partícula ≤ 4 m se define como grafito fino, las partículas en 5 ~ 10 m se definen como grafito medio, las partículas en 10 m arriba se definen como grafito grueso.
Cuanto menor es el diámetro de las partículas, más caro es el material y se puede seleccionar el material de grafito más adecuado de acuerdo con los requisitos y el costo de la electroerosión.
3.Fabricación del electrodo de grafito.
El electrodo de grafito se fabrica principalmente mediante fresado.
Desde el punto de vista de la tecnología de procesamiento, el grafito y el cobre son dos materiales diferentes y es necesario dominar sus diferentes características de corte.
Si el electrodo de grafito se procesa mediante el proceso del electrodo de cobre, inevitablemente ocurrirán problemas, como fracturas frecuentes de la lámina, lo que requiere el uso de herramientas de corte y parámetros de corte adecuados.
Mecanizado de electrodos de grafito que desgaste de herramientas de electrodos de cobre, desde el punto de vista económico, la elección de la herramienta de carburo es la más económica, elegir el precio de la herramienta de recubrimiento de diamante (llamada cuchilla de grafito) es más caro, pero la herramienta de recubrimiento de diamante tiene una larga vida útil y alta precisión de procesamiento. el beneficio económico general es bueno.
El tamaño del ángulo frontal de la herramienta también afecta su vida útil, el ángulo frontal de 0° de la herramienta será hasta un 50% mayor que el ángulo frontal de 15° de la vida útil de la herramienta, la estabilidad de corte también es mejor, pero la Cuanto mayor sea el ángulo, mejor será la superficie de mecanizado; el uso de un ángulo de 15° de la herramienta puede lograr la mejor superficie de mecanizado.
La velocidad de corte en el mecanizado se puede ajustar según la forma del electrodo, generalmente 10 m/min, similar al mecanizado de aluminio o plástico, la herramienta de corte puede estar directamente dentro y fuera de la pieza de trabajo en el mecanizado en desbaste y el fenómeno del ángulo. El colapso y la fragmentación son fáciles de producir en el mecanizado de acabado, y a menudo se adopta la forma de caminar rápido con un cuchillo ligero.
El electrodo de grafito en el proceso de corte producirá mucho polvo, para evitar que las partículas de grafito sean inhaladas por el husillo y el tornillo de la máquina, actualmente existen dos soluciones principales: una es utilizar una máquina de procesamiento de grafito especial y la otra es el centro de procesamiento ordinario. volver a montar, equipado con un dispositivo especial de recogida de polvo.
La fresadora especial de grafito de alta velocidad disponible en el mercado tiene una alta eficiencia de fresado y puede completar fácilmente la fabricación de electrodos complejos con alta precisión y buena calidad de superficie.
Si se necesita electroerosión para fabricar un electrodo de grafito, se recomienda utilizar un material de grafito fino con un diámetro de partícula más pequeño.
El rendimiento de mecanizado del grafito es deficiente: cuanto menor es el diámetro de las partículas, mayor es la eficiencia de corte que se puede obtener y se pueden evitar problemas anormales como roturas frecuentes del alambre y franjas en la superficie.
4.Parámetros EDM del electrodo de grafito.
La selección de los parámetros de electroerosión de grafito y cobre es bastante diferente.
Los parámetros de EDM incluyen principalmente corriente, ancho de pulso, brecha de pulso y polaridad.
A continuación se describen las bases para el uso racional de estos parámetros principales.
La densidad de corriente del electrodo de grafito es generalmente de 10~12 A/cm2, mucho mayor que la del electrodo de cobre. Por lo tanto, dentro del rango de corriente permitido en el área correspondiente, cuanto mayor sea la corriente seleccionada, más rápida será la velocidad de procesamiento de la descarga de grafito, menor será la pérdida del electrodo, pero la rugosidad de la superficie será más gruesa.
Cuanto mayor sea el ancho del pulso, menor será la pérdida del electrodo.
Sin embargo, un ancho de pulso mayor empeorará la estabilidad del procesamiento, la velocidad de procesamiento será más lenta y la superficie más rugosa.
Para garantizar una baja pérdida de electrodo durante el mecanizado en desbaste, generalmente se utiliza un ancho de pulso relativamente grande, que puede realizar de manera efectiva un mecanizado de baja pérdida del electrodo de grafito cuando el valor está entre 100 y 300 US.
Para obtener una superficie fina y un efecto de descarga estable, se debe elegir un ancho de pulso más pequeño.
En general, el ancho de pulso del electrodo de grafito es aproximadamente un 40% menor que el del electrodo de cobre.
La diferencia de pulsos afecta principalmente a la velocidad de mecanizado por descarga y a la estabilidad del mecanizado. Cuanto mayor sea el valor, mejor será la estabilidad del mecanizado, lo que resulta útil para obtener una mejor uniformidad de la superficie, pero se reducirá la velocidad de mecanizado.
Bajo la condición de garantizar la estabilidad del procesamiento, se puede obtener una mayor eficiencia de procesamiento eligiendo una separación de impulsos más pequeña, pero cuando el estado de descarga es inestable, se puede obtener una mayor eficiencia de procesamiento eligiendo una separación de impulsos mayor.
En el mecanizado por descarga de electrodos de grafito, la separación y el ancho del pulso generalmente se establecen en 1:1, mientras que en el mecanizado con electrodos de cobre, la separación y el ancho del pulso generalmente se establecen en 1:3.
Bajo un procesamiento de grafito estable, la relación de coincidencia entre la separación del pulso y el ancho del pulso se puede ajustar a 2:3.
En el caso de una holgura de pulso pequeña, es beneficioso formar una capa de cobertura sobre la superficie del electrodo, lo que ayuda a reducir la pérdida del electrodo.
La selección de polaridad del electrodo de grafito en electroerosión es básicamente la misma que la del electrodo de cobre.
De acuerdo con el efecto de polaridad de la electroerosión, el mecanizado de polaridad positiva generalmente se usa al mecanizar acero para troqueles, es decir, el electrodo está conectado al polo positivo de la fuente de alimentación y la pieza de trabajo está conectada al polo negativo de la fuente de alimentación.
Al utilizar una gran corriente y ancho de pulso, la selección del mecanizado de polaridad positiva puede lograr una pérdida de electrodo extremadamente baja. Si la polaridad es incorrecta, la pérdida del electrodo será muy grande.
Sólo cuando se requiere un procesamiento fino de la superficie inferior a VDI18 (Ra0,8 m) y el ancho del pulso es muy pequeño, se utiliza el procesamiento de polaridad negativa para obtener una mejor calidad de la superficie, pero la pérdida del electrodo es grande.
Ahora las máquinas herramienta CNC edM están equipadas con parámetros de mecanizado por descarga de grafito.
El uso de parámetros eléctricos es inteligente y puede ser generado automáticamente por el sistema experto de la máquina herramienta.
Generalmente, la máquina puede configurar los parámetros de procesamiento optimizados seleccionando el par de materiales, el tipo de aplicación, el valor de rugosidad de la superficie e ingresando el área de procesamiento, la profundidad de procesamiento, la escala del tamaño del electrodo, etc. Durante la programación.
Conjunto para electrodo de grafito de parámetros de procesamiento ricos en la biblioteca de máquinas herramienta de electroerosión, el tipo de material puede elegir entre grafito grueso, grafito, el grafito corresponde a una variedad de materiales de la pieza de trabajo, para subdividir el tipo de aplicación en estándar, ranura profunda, punta afilada, grande El área, la cavidad grande, como la fina, también proporciona baja pérdida, estándar, alta eficiencia, etc., entre muchos tipos de opciones de prioridad de procesamiento.
5.Conclusión
Vale la pena popularizar vigorosamente el nuevo material de electrodo de grafito y sus ventajas serán gradualmente reconocidas y aceptadas por la industria nacional de fabricación de moldes.
La selección correcta de materiales de electrodos de grafito y la mejora de los vínculos tecnológicos relacionados brindarán beneficios de alta eficiencia, alta calidad y bajo costo a las empresas de fabricación de moldes.
Hora de publicación: 04-dic-2020