1. Características EDM de los 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 ajuste de corriente.
Cuando el área de descarga y la escala del tamaño del electrodo son más grandes, las ventajas del mecanizado en bruto de alta eficiencia del material de grafito son más evidentes.
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 con mayor eficacia.Por lo tanto, la eficiencia de procesamiento del grafito es mayor que la del electrodo de cobre en el procesamiento medio y fino.
Según la experiencia de procesamiento, la velocidad de procesamiento de descarga del electrodo de grafito es de 1,5 a 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 las condiciones de alta corriente, además, bajo la condición de un ajuste de desbaste adecuado, incluidas las piezas de trabajo de acero al carbono producidas durante el mecanizado, la eliminación del contenido y el fluido de trabajo a alta temperatura, la descomposición de partículas de carbono, el efecto de polaridad, bajo la acción de la eliminación parcial del contenido, las partículas de carbono se adhieren a la superficie del electrodo para formar una capa protectora, aseguran que el electrodo de grafito tenga una pequeña pérdida en el mecanizado de desbaste, o incluso "cero desperdicio".
La principal pérdida de electrodo 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 de desbaste de gran corriente y ligeramente mayor que la del electrodo de cobre en el mecanizado de acabado.La pérdida de electrodo del electrodo de grafito es similar.
1.3.La calidad superficial.
El diámetro de partícula del material de grafito afecta directamente la rugosidad de la superficie de EDM.Cuanto menor sea el diámetro, menor será la rugosidad de la superficie que se puede obtener.
Hace unos años, al usar material de grafito de partículas phi de 5 micras de diámetro, la mejor superficie solo puede lograr VDI18 edm (Ra0.8 micras), hoy en día, el diámetro de grano de los materiales de grafito ha sido capaz de lograr dentro de 3 micras de phi, la mejor superficie puede lograr VDI12 edm estable (Ra0.4 mu m) o un nivel más sofisticado, pero el electrodo de grafito refleja edm.
El material de cobre tiene una resistividad baja y una estructura compacta, y se puede procesar de manera estable en condiciones difíciles.La rugosidad de la superficie puede ser inferior a Ra0.1 my puede procesarse mediante un espejo.
Por lo tanto, si el mecanizado por descarga persigue una superficie extremadamente fina, 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 configuración de corriente grande, la superficie del electrodo es fácil de volverse áspera, aparece incluso agrietada, y los materiales de grafito no tendrían este problema, el requisito de rugosidad de la superficie para VDI26 (Ra2.0 micras) sobre el procesamiento de moldes, usando un electrodo de grafito se puede hacer de procesamiento grueso a fino, se da cuenta del efecto de superficie uniforme, los defectos de la superficie.
Además, debido a la diferente estructura del grafito y el cobre, el punto de corrosión por 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 clara y este efecto de superficie de grano es mejor que el efecto de 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 la deformación que el electrodo de cobre, que puede obtener más estable y Precisión de procesamiento confiable.
Especialmente cuando se procesa una nervadura profunda y estrecha, 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 gran relación profundidad-diámetro, 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 solo 1/5 del electrodo de cobre.
Se puede ver que el uso de grafito es muy adecuado para el electrodo con un gran volumen, lo que reduce en gran medida la carga del husillo de la máquina herramienta EDM.El electrodo no causará inconvenientes en la sujeción debido a su gran peso y producirá un desplazamiento de deflexión en el procesamiento, etc. Se puede ver que es de gran importancia usar electrodos de grafito en el procesamiento de moldes a gran escala.
1.6.Dificultad de fabricación del electrodo.
El rendimiento de mecanizado del material de grafito es bueno.La resistencia al corte es solo 1/4 de la del cobre.Bajo las condiciones de procesamiento correctas, la eficiencia del fresado del electrodo de grafito es de 2 a 3 veces mayor que la del electrodo de cobre.
El electrodo de grafito es fácil de borrar en ángulo y se puede usar para procesar la pieza de trabajo que debe terminarse con múltiples electrodos en un solo electrodo.
La estructura de partículas única del material de grafito evita que se produzcan rebabas después del fresado y la 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 una gran cantidad de polvo, por lo que la fresadora debe tener un sello y un dispositivo de recolección de polvo.
Si es necesario usar edM para procesar el electrodo de grafito, su rendimiento de procesamiento no es tan bueno como el material de cobre, la velocidad de corte es aproximadamente un 40% más lenta que el cobre.
1.7.Instalación y uso de electrodos.
El material de grafito tiene buenas propiedades de unión.Se puede usar para unir grafito con el accesorio fresando el electrodo y descargándolo, lo que puede ahorrar el procedimiento de mecanizado del 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 puede saber de inmediato que el electrodo se ha dañado.
Si es un electrodo de cobre, solo se doblará y no se romperá, lo cual es muy peligroso y difícil de encontrar en el proceso de uso, y conducirá fácilmente a la chatarra de la pieza de trabajo.
1.8.Precio.
El material de cobre es un recurso no renovable, la tendencia del precio será cada vez más cara, mientras que el precio del material de grafito tiende a estabilizarse.
El precio del material de cobre aumentó en los últimos años, los principales fabricantes de grafito mejoraron el proceso en la producción de grafito y lograron una ventaja competitiva, ahora, bajo el mismo volumen, la generalidad del precio del material del electrodo de grafito y el precio de los materiales del 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 el costo de producción directamente.
En resumen, entre las características de 8 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 se deforma fácilmente y la textura de la superficie es mejor que el electrodo de cobre.
La desventaja del material de grafito es que no es adecuado para el procesamiento de descarga superficial 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 materiales de grafito en China es que se necesita una máquina de procesamiento de grafito especial para fresar electrodos, lo que presenta nuevos requisitos para el equipo de procesamiento de empresas de moldes, algunas pequeñas empresas. puede no tener esta condición.
En general, las ventajas de los electrodos de grafito cubren la gran mayoría de las ocasiones de procesamiento de edM 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 EDM
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 de partícula promedio 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 se puede obtener la tasa de eliminación en el mecanizado de desbaste, pero el efecto superficial del acabado es pobre y la pérdida de 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 el electrodo con alta precisión, el material con buena resistencia debe seleccionarse 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 pérdida de descarga es mejor.
4) La resistividad inherente del material.
La tasa 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, hay muchos grados diferentes de grafito disponibles de los principales proveedores de grafito del mundo.
En general, de acuerdo con el diámetro de partícula promedio 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 por encima se definen como grafito grueso.
Cuanto más pequeño es el diámetro de las partículas, más caro es el material, se puede seleccionar el material de grafito más adecuado de acuerdo con los requisitos y el costo de EDM.
3.Fabricación de 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 se deben dominar sus diferentes características de corte.
Si el electrodo de grafito se procesa mediante el proceso de electrodo de cobre, inevitablemente ocurrirán problemas, como la fractura frecuente de la lámina, lo que requiere el uso de herramientas de corte y parámetros de corte adecuados.
El electrodo de grafito de mecanizado que el desgaste de la herramienta de electrodo de cobre, en la consideración económica, la elección de la herramienta de carburo es la más económica, elija la herramienta de recubrimiento de diamante (llamada cuchilla de grafito) el precio es más caro, pero la herramienta de recubrimiento de diamante tiene una larga vida útil, 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% más alto que el ángulo frontal de 15° de la vida útil de la herramienta, la estabilidad de corte también es mejor, pero el 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 de acuerdo con 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 bruto, 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 una cuchilla liviana.
El electrodo de grafito en el proceso de corte producirá una gran cantidad de polvo, para evitar que las partículas de grafito inhalen el husillo y el tornillo de la máquina, existen dos soluciones principales en la actualidad, una es utilizar una máquina de procesamiento de grafito especial, la otra es el centro de procesamiento ordinario montaje, equipado con un dispositivo especial de recogida de polvo.
La fresadora especial de grafito de alta velocidad en el mercado tiene una alta eficiencia de fresado y puede completar fácilmente la fabricación de electrodos complejos con alta precisión y buena calidad superficial.
Si se necesita EDM 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 más pequeño es el diámetro de las partículas, mayor es la eficiencia de corte que se puede obtener y se pueden evitar los problemas anormales, como la rotura frecuente del alambre y las franjas superficiales.
4.Parámetros EDM del electrodo de grafito
La selección de parámetros EDM 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 describe la base 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 más grande empeorará la estabilidad del procesamiento, la velocidad de procesamiento será más lenta y la superficie más áspera.
Con el fin de garantizar una baja pérdida de electrodos durante el mecanizado de desbaste, generalmente se usa un ancho de pulso relativamente grande, que puede realizar efectivamente un mecanizado de baja pérdida de electrodos 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 brecha de pulso afecta principalmente la velocidad de mecanizado de descarga y la estabilidad del mecanizado.Cuanto mayor sea el valor, mejor será la estabilidad de mecanizado, lo que es útil para obtener una mejor uniformidad de la superficie, pero la velocidad de mecanizado se verá reducida.
Bajo la condición de garantizar la estabilidad del procesamiento, se puede obtener una mayor eficiencia de procesamiento eligiendo una brecha de pulsos más pequeña, pero cuando el estado de descarga es inestable, se puede obtener una mayor eficiencia de procesamiento eligiendo una brecha de pulsos más grande.
En el mecanizado por descarga de electrodos de grafito, el intervalo de pulso y el ancho de pulso suelen establecerse en 1:1, mientras que en el mecanizado con electrodo de cobre, el intervalo de pulso y el ancho de pulso suelen establecerse en 1:3.
Bajo un procesamiento de grafito estable, la relación de coincidencia entre la brecha de pulso y el ancho de pulso se puede ajustar a 2:3.
En el caso de una holgura de pulso pequeña, es beneficioso formar una capa de cobertura en la superficie del electrodo, lo que ayuda a reducir la pérdida del electrodo.
La selección de polaridad del electrodo de grafito en EDM es básicamente la misma que la del electrodo de cobre.
De acuerdo con el efecto de polaridad de EDM, el mecanizado de polaridad positiva generalmente se usa cuando se mecaniza acero troquelado, 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.
Usando una gran corriente y ancho de pulso, seleccionando el mecanizado de polaridad positiva puede lograr una pérdida de electrodo extremadamente baja.Si la polaridad es incorrecta, la pérdida del electrodo será muy grande.
Solo cuando se requiere un procesamiento fino de la superficie inferior a VDI18 (Ra0,8 m) y el ancho del pulso es muy pequeño, se usa 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.
En general, 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.
Establecido para el electrodo de grafito de la biblioteca de máquinas herramienta de electroerosión parámetros de procesamiento ricos, el tipo de material puede elegir en el grafito grueso, el grafito, el grafito corresponde a una variedad de material de la pieza de trabajo, para subdividir el tipo de aplicación para el estándar, ranura profunda, punta afilada, grande El área, la cavidad grande, como la multa, también proporciona baja pérdida, estándar, alta eficiencia, etc., los 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 reconocidas y aceptadas gradualmente por la industria de fabricación de moldes nacional.
La selección correcta de materiales de electrodos de grafito y la mejora de los enlaces tecnológicos relacionados traerán beneficios de alta eficiencia, alta calidad y bajo costo a las empresas de fabricación de moldes.
Hora de publicación: 04-dic-2020