Đặc điểm 1.EDM của vật liệu graphit.
1.1.Tốc độ gia công xả.
Graphit là vật liệu phi kim loại có nhiệt độ nóng chảy rất cao là 3, 650 ° C, trong khi đồng có điểm nóng chảy là 1, 083 ° C, do đó, điện cực graphit có thể chịu được các điều kiện thiết lập dòng điện lớn hơn.
Khi diện tích phóng điện và quy mô kích thước điện cực càng lớn, thì ưu điểm của việc gia công thô hiệu quả cao vật liệu graphit càng rõ ràng.
Khả năng dẫn nhiệt của graphit bằng 1/3 so với đồng, và nhiệt sinh ra trong quá trình phóng điện có thể dùng để tẩy các vật liệu kim loại hiệu quả hơn.Do đó, hiệu suất xử lý của graphit cao hơn so với điện cực đồng ở chế biến trung bình và tinh.
Theo kinh nghiệm xử lý, tốc độ xử lý phóng điện của điện cực graphit nhanh hơn 1,5 ~ 2 lần so với điện cực đồng trong điều kiện sử dụng chính xác.
1.2.Tiêu thụ điện cực.
Điện cực graphit có đặc tính có thể chịu được các điều kiện dòng điện cao, ngoài ra, trong điều kiện thiết lập gia công thô thích hợp, bao gồm các phôi thép cacbon được tạo ra trong quá trình gia công loại bỏ hàm lượng và chất lỏng làm việc ở nhiệt độ cao phân hủy các hạt cacbon, hiệu ứng phân cực, dưới hành động loại bỏ một phần nội dung, các hạt cacbon sẽ bám vào bề mặt điện cực để tạo thành một lớp bảo vệ, đảm bảo điện cực graphit bị hao hụt nhỏ trong gia công thô, hoặc thậm chí là “không chất thải”.
Sự mất mát điện cực chính trong EDM đến từ quá trình gia công thô.Mặc dù tỷ lệ hao hụt cao trong điều kiện gia công tinh, tổn thất tổng thể cũng thấp do phụ cấp gia công nhỏ dành cho các bộ phận.
Nhìn chung, độ hao hụt của điện cực graphit ít hơn điện cực đồng trong gia công thô dòng điện lớn và nhiều hơn một chút so với điện cực đồng trong gia công tinh.Sự mất điện cực của điện cực graphit cũng tương tự như vậy.
1.3.Chất lượng bề mặt.
Đường kính hạt của vật liệu graphite ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhám bề mặt của EDM.Đường kính càng nhỏ thì độ nhám bề mặt càng thấp.
Cách đây vài năm sử dụng vật liệu graphite hạt phi có đường kính 5 micron, bề mặt tốt nhất chỉ đạt được VDI18 edm (Ra0,8 micron), ngày nay đường kính hạt của vật liệu graphite đã có thể đạt được trong vòng 3 micron so với phi, bề mặt tốt nhất có thể đạt được VDI12 edm ổn định (Ra0,4 mu m) hoặc mức độ phức tạp hơn, nhưng điện cực graphit để phản chiếu edm.
Vật liệu đồng có điện trở suất thấp và cấu trúc nhỏ gọn, có thể gia công ổn định trong các điều kiện khó khăn.Độ nhám bề mặt có thể nhỏ hơn Ra0,1 m, và nó có thể được xử lý bằng gương.
Do đó, nếu gia công phóng điện theo đuổi bề mặt cực kỳ mịn, thì việc sử dụng vật liệu đồng làm điện cực sẽ phù hợp hơn, đây là ưu điểm chính của điện cực đồng so với điện cực graphit.
Nhưng điện cực đồng trong điều kiện thiết lập dòng điện lớn, bề mặt điện cực dễ trở nên gồ ghề, thậm chí xuất hiện vết nứt, và vật liệu graphite sẽ không gặp vấn đề này, yêu cầu về độ nhám bề mặt đối với VDI26 (Ra2.0 microns) về xử lý khuôn, sử dụng một điện cực graphit có thể được thực hiện từ chế biến thô đến tinh, nhận ra hiệu ứng bề mặt đồng nhất, các khuyết tật bề mặt.
Ngoài ra, do cấu tạo của graphit và đồng khác nhau, điểm ăn mòn phóng điện bề mặt của điện cực graphit thường xuyên hơn so với điện cực đồng.Do đó, khi xử lý cùng độ nhám bề mặt của VDI20 trở lên, độ hạt bề mặt của phôi được xử lý bằng điện cực graphit sẽ rõ ràng hơn, và hiệu ứng bề mặt hạt này tốt hơn hiệu ứng bề mặt phóng điện của điện cực đồng.
1.4 Độ chính xác gia công.
Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu graphit nhỏ, hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu đồng gấp 4 lần vật liệu graphit, do đó trong quá trình gia công phóng điện, điện cực graphit ít bị biến dạng hơn điện cực đồng, có thể ổn định hơn và độ chính xác xử lý đáng tin cậy.
Đặc biệt khi gia công sườn sâu và hẹp, nhiệt độ cao cục bộ làm cho điện cực đồng dễ bị uốn cong, nhưng điện cực than chì thì không.
Đối với điện cực đồng có tỷ lệ đường kính chiều sâu lớn, cần bù một giá trị giãn nở nhiệt nhất định để hiệu chỉnh kích thước trong quá trình thiết lập gia công, còn điện cực graphit thì không cần thiết.
1.5.Trọng lượng điện cực.
Vật liệu graphit có khối lượng nhỏ hơn đồng, và khối lượng của điện cực graphit có cùng thể tích chỉ bằng 1/5 của điện cực đồng.
Có thể thấy việc sử dụng graphit rất phù hợp với điện cực có khối lượng lớn, giúp giảm tải rất nhiều cho trục quay của máy công cụ EDM.Điện cực sẽ không gây ra sự bất tiện trong việc kẹp chặt do trọng lượng lớn và nó sẽ tạo ra dịch chuyển lệch trong quá trình gia công, ... Có thể thấy rằng việc sử dụng điện cực graphit trong gia công khuôn quy mô lớn có ý nghĩa rất lớn.
1.6.Khó khăn trong chế tạo điện cực.
Hiệu suất gia công của vật liệu graphit là tốt.Khả năng chống cắt chỉ bằng 1/4 so với đồng.Trong các điều kiện xử lý chính xác, hiệu suất của quá trình phay điện cực graphit gấp 2 ~ 3 lần so với điện cực đồng.
Điện cực graphit rất dễ làm sạch Góc, và nó có thể được sử dụng để xử lý phôi gia công cần được hoàn thiện bởi nhiều điện cực thành một điện cực duy nhất.
Cấu trúc hạt độc đáo của vật liệu graphit ngăn ngừa các gờ xuất hiện sau khi phay và tạo hình điện cực, có thể đáp ứng trực tiếp các yêu cầu sử dụng khi các gờ không dễ dàng được loại bỏ trong mô hình phức tạp, do đó loại bỏ quá trình đánh bóng điện cực bằng tay và tránh hình dạng thay đổi và lỗi kích thước do đánh bóng.
Cần lưu ý rằng, do graphit là chất tích tụ bụi nên graphit khi xay xát sẽ tạo ra nhiều bụi, do đó máy phay phải có thiết bị làm kín và hút bụi.
Nếu cần sử dụng edM để gia công điện cực graphit, hiệu suất xử lý của nó không tốt bằng vật liệu đồng, tốc độ cắt chậm hơn đồng khoảng 40%.
1.7 Cài đặt và sử dụng điện cực.
Vật liệu graphit có đặc tính liên kết tốt.Nó có thể được sử dụng để liên kết graphit với vật cố định bằng cách phay điện cực và phóng điện, có thể tiết kiệm quy trình gia công lỗ vít trên vật liệu điện cực và tiết kiệm thời gian làm việc.
Chất liệu graphit tương đối giòn, đặc biệt là điện cực nhỏ, hẹp và dài, rất dễ bị gãy khi chịu tác động ngoại lực trong quá trình sử dụng, nhưng có thể biết ngay là điện cực đã bị hỏng.
Nếu là điện cực đồng thì chỉ uốn cong chứ không bị gãy, rất nguy hiểm và khó tìm trong quá trình sử dụng, dễ dẫn đến tình trạng phôi bị vụn.
1.8.Giá cả.
Nguyên liệu đồng là tài nguyên không thể tái tạo, xu hướng giá cả sẽ ngày càng đắt đỏ, trong khi giá nguyên liệu graphit có xu hướng ổn định.
Giá nguyên liệu đồng tăng cao trong những năm gần đây, các nhà sản xuất graphit lớn cải tiến quy trình sản xuất graphit tạo lợi thế cạnh tranh, hiện nay, dưới cùng một khối lượng, giá nguyên liệu điện cực graphit và giá nguyên liệu điện cực đồng khá cao, nhưng than chì có thể đạt được quá trình xử lý hiệu quả, hơn so với việc sử dụng điện cực đồng để tiết kiệm một số lượng lớn giờ làm việc, tương đương với việc giảm chi phí sản xuất trực tiếp.
Tóm lại, trong số 8 đặc điểm edM của điện cực graphit, ưu điểm của nó là rõ ràng: hiệu quả của quá trình xử lý điện cực và phóng điện tốt hơn đáng kể so với điện cực đồng;điện cực lớn có trọng lượng nhỏ, ổn định kích thước tốt, điện cực mỏng không dễ biến dạng và kết cấu bề mặt tốt hơn điện cực đồng.
Nhược điểm của vật liệu graphit là nó không thích hợp để xử lý phóng điện bề mặt mịn dưới VDI12 (Ra0,4 m), và hiệu quả sử dụng edM để làm điện cực thấp.
Tuy nhiên, từ quan điểm thực tế, một trong những nguyên nhân quan trọng ảnh hưởng đến việc quảng bá hiệu quả nguyên liệu graphit ở Trung Quốc là do cần có máy gia công graphit đặc biệt cho điện cực phay, điều này đặt ra yêu cầu mới đối với thiết bị gia công của các xí nghiệp khuôn mẫu, một số xí nghiệp nhỏ. có thể không có điều kiện này.
Nói chung, các ưu điểm của điện cực graphit bao gồm phần lớn các trường hợp xử lý edM, và đáng được phổ biến và ứng dụng, với những lợi ích lâu dài đáng kể.Sự thiếu hụt của quá trình xử lý bề mặt tốt có thể được tạo ra bằng cách sử dụng các điện cực đồng.
2.Lựa chọn vật liệu điện cực than chì cho EDM
Đối với vật liệu graphit, chủ yếu có bốn chỉ tiêu sau đây trực tiếp xác định hiệu suất của vật liệu:
1) Đường kính hạt trung bình của vật liệu
Đường kính hạt trung bình của vật liệu ảnh hưởng trực tiếp đến điều kiện phóng điện của vật liệu.
Hạt trung bình của vật liệu graphit càng nhỏ thì sự phóng điện càng đồng đều, điều kiện phóng điện càng ổn định, chất lượng bề mặt càng tốt và càng ít tổn thất.
Kích thước hạt trung bình càng lớn thì tốc độ loại bỏ tốt hơn trong gia công thô, nhưng hiệu quả bề mặt hoàn thiện kém và tổn thất điện cực lớn.
2) Độ bền uốn của vật liệu
Độ bền uốn của vật liệu là sự phản ánh trực tiếp sức mạnh của nó, cho biết độ chặt chẽ của cấu trúc bên trong của nó.
Vật liệu có độ bền cao có hiệu suất chống phóng điện tương đối tốt.Đối với điện cực có độ chính xác cao, vật liệu có độ bền tốt nên được chọn càng xa càng tốt.
3) Độ cứng của vật liệu
Graphit cứng hơn vật liệu kim loại và độ hao hụt của dụng cụ cắt lớn hơn kim loại cắt.
Đồng thời, độ cứng cao của vật liệu graphite trong việc kiểm soát tổn thất phóng điện tốt hơn.
4) Điện trở suất vốn có của vật liệu
Tốc độ phóng điện của vật liệu graphit có điện trở suất vốn có cao sẽ chậm hơn so với vật liệu có điện trở suất thấp.
Điện trở suất vốn có càng cao thì tổn thất điện cực càng nhỏ, nhưng điện trở suất vốn có càng cao thì tính ổn định của phóng điện sẽ bị ảnh hưởng.
Hiện tại, có rất nhiều cấp độ graphit khác nhau từ các nhà cung cấp graphit hàng đầu thế giới.
Nói chung theo đường kính hạt trung bình của vật liệu graphit được phân loại, hạt có đường kính ≤ 4 m được xác định là graphit mịn, các hạt có kích thước từ 5 ~ 10 m được xác định là graphit trung bình, các hạt có kích thước từ 10 m trở lên được xác định là graphit thô.
Đường kính hạt càng nhỏ thì vật liệu càng đắt, có thể lựa chọn vật liệu graphite phù hợp tùy theo yêu cầu và giá thành của EDM.
3. chế tạo điện cực than chì
Điện cực graphit chủ yếu được chế tạo bằng cách phay.
Từ quan điểm của công nghệ chế biến, graphit và đồng là hai vật liệu khác nhau, và các đặc tính cắt khác nhau của chúng cần được nắm vững.
Nếu điện cực graphite được xử lý bằng quy trình của điện cực đồng, các vấn đề chắc chắn sẽ xảy ra, chẳng hạn như gãy tấm thường xuyên, đòi hỏi phải sử dụng các công cụ cắt và các thông số cắt phù hợp.
Gia công điện cực than chì hơn mài mòn dụng cụ điện cực đồng, về mặt kinh tế, việc lựa chọn dụng cụ cacbua là kinh tế nhất, chọn dụng cụ phủ kim cương (gọi là dao graphit) giá đắt hơn, nhưng công cụ phủ kim cương tuổi thọ dài, độ chính xác gia công cao, lợi ích kinh tế tổng thể là tốt.
Kích thước của Góc trước của dụng cụ cũng ảnh hưởng đến tuổi thọ của nó, Góc trước 0 ° của dụng cụ sẽ cao hơn tới 50% so với Góc trước 15 ° trong tuổi thọ của dụng cụ, độ ổn định khi cắt cũng tốt hơn, nhưng Góc càng lớn, bề mặt gia công càng tốt, việc sử dụng Góc 15 ° của dụng cụ có thể đạt được bề mặt gia công tốt nhất.
Tốc độ cắt trong gia công có thể được điều chỉnh theo hình dạng của điện cực, thường là 10m / phút, tương tự như khi gia công nhôm hoặc nhựa, dụng cụ cắt có thể trực tiếp bật tắt phôi khi gia công thô, và hiện tượng góc Dễ xảy ra hiện tượng sụp đổ và phân mảnh trong gia công tinh, và cách đi nhanh của dao nhẹ thường được áp dụng.
Điện cực graphit trong quá trình cắt sẽ tạo ra rất nhiều bụi, để tránh các hạt graphit hít vào trục máy và trục vít, hiện nay có hai giải pháp chính, một là sử dụng máy gia công graphit đặc biệt, hai là sử dụng trung tâm gia công thông thường tân trang lại, được trang bị một thiết bị hút bụi đặc biệt.
Máy phay tốc độ cao graphite đặc biệt trên thị trường có hiệu suất phay cao và có thể dễ dàng hoàn thành việc chế tạo các điện cực phức tạp với độ chính xác cao và chất lượng bề mặt tốt.
Nếu cần EDM để chế tạo điện cực graphit, thì nên sử dụng vật liệu graphit mịn có đường kính hạt nhỏ hơn.
Hiệu suất gia công của graphit kém, đường kính hạt càng nhỏ thì hiệu suất cắt càng cao, và có thể tránh được các vấn đề bất thường như đứt dây thường xuyên và có rìa bề mặt.
4. thông sốEDM của điện cực graphit
Việc lựa chọn các thông số EDM của graphite và đồng là khá khác nhau.
Các thông số của EDM chủ yếu bao gồm dòng điện, độ rộng xung, khoảng cách xung và cực tính.
Sau đây mô tả cơ sở để sử dụng hợp lý các thông số chính này.
Mật độ dòng điện của điện cực graphit nói chung là 10 ~ 12 A / cm2, lớn hơn nhiều so với mật độ của điện cực đồng.Do đó, trong phạm vi dòng điện cho phép trong vùng tương ứng, chọn dòng điện càng lớn thì tốc độ xử lý phóng điện graphit càng nhanh, tổn thất điện cực càng nhỏ nhưng độ nhám bề mặt sẽ dày hơn.
Độ rộng xung càng lớn thì tổn hao điện cực càng giảm.
Tuy nhiên, độ rộng xung lớn hơn sẽ làm cho độ ổn định xử lý kém đi, tốc độ xử lý chậm hơn và bề mặt sần sùi hơn.
Để đảm bảo tổn hao điện cực thấp trong quá trình gia công thô, độ rộng xung tương đối lớn thường được sử dụng, có thể thực hiện hiệu quả tổn thất điện cực graphite gia công thấp khi giá trị nằm trong khoảng từ 100 đến 300 US.
Để có được bề mặt mịn và hiệu ứng phóng điện ổn định, nên chọn độ rộng xung nhỏ hơn.
Nói chung, độ rộng xung của điện cực than chì nhỏ hơn khoảng 40% so với điện cực đồng
Khe hở xung ảnh hưởng chủ yếu đến tốc độ gia công phóng điện và độ ổn định gia công.Giá trị càng lớn thì độ ổn định gia công càng tốt, điều này giúp ích cho việc đạt được độ đồng đều bề mặt tốt hơn, nhưng tốc độ gia công sẽ giảm.
Trong điều kiện đảm bảo tính ổn định của quá trình xử lý, hiệu suất xử lý cao hơn có thể đạt được bằng cách chọn khoảng cách xung nhỏ hơn, nhưng khi trạng thái phóng điện không ổn định, hiệu quả xử lý cao hơn có thể đạt được bằng cách chọn khoảng cách xung lớn hơn.
Trong gia công phóng điện bằng điện cực graphit, khe hở xung và độ rộng xung thường được đặt ở 1: 1, trong khi trong gia công điện cực đồng, khe hở xung và độ rộng xung thường được đặt ở 1: 3.
Trong quá trình xử lý graphite ổn định, tỷ lệ phù hợp giữa khoảng cách xung và độ rộng xung có thể được điều chỉnh thành 2: 3.
Trong trường hợp độ hở xung nhỏ, sẽ có lợi khi tạo thành một lớp bao phủ trên bề mặt điện cực, giúp giảm tổn thất điện cực.
Việc lựa chọn cực tính của điện cực than chì trong EDM về cơ bản giống như lựa chọn cực của điện cực đồng.
Theo hiệu ứng phân cực của EDM, gia công cực dương thường được sử dụng khi gia công thép khuôn, tức là điện cực được nối với cực dương của nguồn điện, và phôi được nối với cực âm của nguồn điện.
Sử dụng dòng điện và độ rộng xung lớn, lựa chọn gia công phân cực dương có thể đạt được tổn thất điện cực cực thấp.Nếu phân cực sai, tổn thất điện cực sẽ trở nên rất lớn.
Chỉ khi bề mặt được yêu cầu xử lý tinh nhỏ hơn VDI18 (Ra0,8 m) và độ rộng xung rất nhỏ, thì xử lý phân cực âm mới được sử dụng để thu được chất lượng bề mặt tốt hơn, nhưng tổn thất điện cực lớn.
Giờ đây máy công cụ CNC edM được trang bị các thông số gia công phóng điện bằng than chì.
Việc sử dụng các thông số điện là thông minh và có thể được tạo ra tự động bởi hệ thống chuyên gia của máy công cụ.
Nói chung, máy có thể cấu hình các thông số xử lý được tối ưu hóa bằng cách chọn cặp vật liệu, loại ứng dụng, giá trị độ nhám bề mặt và nhập vùng xử lý, độ sâu xử lý, chia tỷ lệ kích thước điện cực, v.v. Trong quá trình lập trình.
Bộ cho điện cực than chì của thư viện máy công cụ edm thông số gia công phong phú, loại vật liệu có thể chọn trong than chì thô, than chì, than chì tương ứng với nhiều loại vật liệu phôi, để chia nhỏ loại ứng dụng cho tiêu chuẩn, rãnh sâu, điểm sắc nét, lớn diện tích, khoang lớn, chẳng hạn như tốt, cũng cung cấp tổn thất thấp, tiêu chuẩn, hiệu quả cao và như vậy nhiều loại lựa chọn ưu tiên xử lý.
5. Kết luận
Vật liệu điện cực graphite mới có giá trị phổ biến mạnh mẽ và những ưu điểm của nó sẽ dần được ngành sản xuất khuôn mẫu trong nước công nhận và chấp nhận.
Việc lựa chọn chính xác vật liệu điện cực graphit và cải tiến các liên kết công nghệ liên quan sẽ mang lại hiệu quả cao, chất lượng cao và chi phí thấp cho các doanh nghiệp sản xuất khuôn
Thời gian đăng: Dec-04-2020