1. Características EDM de materiais de grafite.
1.1.Velocidade de usinagem de descarga.
A grafite é um material não metálico com ponto de fusão muito alto de 3.650 ° C, enquanto o cobre tem ponto de fusão de 1.083 ° C, portanto, o eletrodo de grafite pode suportar condições de ajuste de corrente maiores.
Quando a área de descarga e a escala do tamanho do eletrodo são maiores, as vantagens da usinagem de desbaste de alta eficiência do material de grafite são mais óbvias.
A condutividade térmica do grafite é 1/3 da do cobre, e o calor gerado durante o processo de descarga pode ser usado para remover materiais metálicos de forma mais eficaz. Portanto, a eficiência de processamento do grafite é superior à do eletrodo de cobre no processamento médio e fino.
De acordo com a experiência de processamento, a velocidade de processamento de descarga do eletrodo de grafite é 1,5 ~ 2 vezes mais rápida do que a do eletrodo de cobre sob as condições corretas de uso.
1.2.Consumo de eletrodos.
O eletrodo de grafite tem o caráter que pode suportar as condições de alta corrente, além disso, sob a condição de ajuste de desbaste apropriado, incluindo peças de aço carbono produzidas durante a remoção da usinagem no conteúdo e fluido de trabalho na decomposição de partículas de carbono em alta temperatura, o efeito de polaridade, sob pela ação de remoção parcial do conteúdo, as partículas de carbono irão aderir à superfície do eletrodo para formar uma camada protetora, garantindo ao eletrodo de grafite pequenas perdas na usinagem de desbaste, ou até mesmo “desperdício zero”.
A principal perda de eletrodo na EDM vem da usinagem de desbaste. Embora a taxa de perda seja alta nas condições de acabamento, a perda geral também é baixa devido à pequena margem de usinagem reservada para as peças.
Em geral, a perda do eletrodo de grafite é menor que a do eletrodo de cobre na usinagem de desbaste de grande corrente e um pouco maior que a do eletrodo de cobre na usinagem de acabamento. A perda do eletrodo do eletrodo de grafite é semelhante.
1.3.A qualidade da superfície.
O diâmetro das partículas do material de grafite afeta diretamente a rugosidade da superfície da EDM. Quanto menor for o diâmetro, menor será a rugosidade superficial que pode ser obtida.
Alguns anos atrás, usando partículas phi de 5 mícrons de diâmetro de material de grafite, a melhor superfície só pode atingir VDI18 edm (Ra0,8 mícrons), hoje em dia o diâmetro do grão dos materiais de grafite tem sido capaz de atingir 3 mícrons de phi, a melhor superfície pode atingir VDI12 edm estável (Ra0,4 mu m) ou nível mais sofisticado, mas o eletrodo de grafite para espelhar edm.
O material de cobre possui baixa resistividade e estrutura compacta e pode ser processado de forma estável em condições difíceis. A rugosidade da superfície pode ser inferior a Ra0,1 m e pode ser processada por espelho.
Assim, se a usinagem de descarga busca superfícies extremamente finas, é mais adequado utilizar material de cobre como eletrodo, que é a principal vantagem do eletrodo de cobre sobre o eletrodo de grafite.
Mas o eletrodo de cobre sob a condição de grande ajuste de corrente, a superfície do eletrodo é fácil de se tornar áspera, aparecer até mesmo rachaduras, e os materiais de grafite não teriam esse problema, o requisito de rugosidade da superfície para VDI26 (Ra2,0 mícrons) sobre o processamento de moldes, usando um eletrodo de grafite pode ser feito de processamento grosso a fino, percebe o efeito de superfície uniforme, os defeitos de superfície.
Além disso, devido à estrutura diferente do grafite e do cobre, o ponto de corrosão por descarga superficial do eletrodo de grafite é mais regular do que o do eletrodo de cobre. Portanto, quando a mesma rugosidade superficial de VDI20 ou superior é processada, a granularidade da superfície da peça processada pelo eletrodo de grafite é mais distinta, e este efeito de superfície de grão é melhor do que o efeito de superfície de descarga do eletrodo de cobre.
1.4.A precisão da usinagem.
O coeficiente de expansão térmica do material de grafite é pequeno, o coeficiente de expansão térmica do material de cobre é 4 vezes maior que o do material de grafite, portanto, no processamento de descarga, o eletrodo de grafite é menos sujeito à deformação do que o eletrodo de cobre, que pode obter mais estável e precisão de processamento confiável.
Especialmente quando uma nervura profunda e estreita é processada, a alta temperatura local faz com que o eletrodo de cobre dobre facilmente, mas o eletrodo de grafite não.
Para eletrodo de cobre com grande relação profundidade-diâmetro, um certo valor de expansão térmica deve ser compensado para corrigir o tamanho durante o ajuste da usinagem, enquanto o eletrodo de grafite não é necessário.
1.5.Peso do eletrodo.
O material de grafite é menos denso que o cobre, e o peso do eletrodo de grafite do mesmo volume é apenas 1/5 do peso do eletrodo de cobre.
Percebe-se que o uso do grafite é muito adequado para eletrodos de grande volume, o que reduz bastante a carga do fuso da máquina-ferramenta EDM. O eletrodo não causará transtornos na fixação devido ao seu grande peso, e produzirá deslocamento de deflexão no processamento, etc. Pode-se observar que é de grande importância o uso do eletrodo de grafite no processamento de moldes em larga escala.
1.6.Dificuldade de fabricação do eletrodo.
O desempenho de usinagem do material de grafite é bom. A resistência ao corte é apenas 1/4 da do cobre. Sob as condições corretas de processamento, a eficiência do eletrodo de grafite de fresagem é 2 a 3 vezes maior que a do eletrodo de cobre.
O eletrodo de grafite é fácil de limpar o ângulo e pode ser usado para processar a peça de trabalho que deve ser acabada por vários eletrodos em um único eletrodo.
A estrutura única de partículas do material de grafite evita a ocorrência de rebarbas após a fresagem e formação do eletrodo, o que pode atender diretamente aos requisitos de uso quando as rebarbas não são facilmente removidas na modelagem complexa, eliminando assim o processo de polimento manual do eletrodo e evitando o formato mudança e erro de tamanho causado pelo polimento.
Deve-se notar que, como o grafite é um acúmulo de poeira, a moagem de grafite produzirá muito pó, portanto a fresadora deve ter um dispositivo de vedação e coleta de pó.
Se for necessário usar edM para processar eletrodo de grafite, seu desempenho de processamento não é tão bom quanto o material de cobre, a velocidade de corte é cerca de 40% mais lenta que a do cobre.
1.7.Instalação e uso do eletrodo.
O material de grafite possui boas propriedades de ligação. Ele pode ser usado para unir grafite ao acessório fresando o eletrodo e descarregando, o que pode economizar o procedimento de usinagem do furo do parafuso no material do eletrodo e economizar tempo de trabalho.
O material de grafite é relativamente frágil, especialmente o eletrodo pequeno, estreito e longo, que é fácil de quebrar quando submetido a forças externas durante o uso, mas pode saber imediatamente que o eletrodo foi danificado.
Se for um eletrodo de cobre, ele apenas entortará e não quebrará, o que é muito perigoso e difícil de encontrar no processo de uso, e poderá facilmente levar à sucata da peça.
1.8.Preço.
O material de cobre é um recurso não renovável, a tendência de preços ficará cada vez mais cara, enquanto o preço do material de grafite tende a se estabilizar.
O preço do material de cobre subindo nos últimos anos, os principais fabricantes de grafite melhorando o processo na produção de grafite fazem sua vantagem competitiva, agora, sob o mesmo volume, a generalidade do preço do material do eletrodo de grafite e o preço dos materiais do eletrodo de cobre são bastante, mas o grafite pode alcançar um processamento eficiente, do que o uso de eletrodo de cobre para economizar um grande número de horas de trabalho, equivalente a reduzir diretamente o custo de produção.
Resumindo, entre as 8 características da edM do eletrodo de grafite, suas vantagens são óbvias: a eficiência do eletrodo de fresagem e do processamento de descarga é significativamente melhor do que a do eletrodo de cobre; eletrodo grande tem peso pequeno, boa estabilidade dimensional, eletrodo fino não é fácil de deformar e a textura da superfície é melhor que o eletrodo de cobre.
A desvantagem do material de grafite é que ele não é adequado para processamento de descarga superficial fina sob VDI12 (Ra0,4 m), e a eficiência do uso de edM para fazer eletrodo é baixa.
No entanto, do ponto de vista prático, uma das razões importantes que afectam a promoção eficaz de materiais de grafite na China é que é necessária uma máquina especial de processamento de grafite para fresar eléctrodos, o que apresenta novos requisitos para equipamentos de processamento de empresas de moldes, algumas pequenas empresas pode não ter essa condição.
Em geral, as vantagens dos eletrodos de grafite cobrem a grande maioria das ocasiões de processamento de edM e são dignas de popularização e aplicação, com benefícios consideráveis a longo prazo. A deficiência de processamento de superfície fina pode ser compensada pelo uso de eletrodos de cobre.
2.Seleção de materiais de eletrodo de grafite para EDM
Para materiais de grafite, existem principalmente os seguintes quatro indicadores que determinam diretamente o desempenho dos materiais:
1) Diâmetro médio das partículas do material
O diâmetro médio das partículas do material afeta diretamente a condição de descarga do material.
Quanto menor for a partícula média do material de grafite, mais uniforme será a descarga, mais estável será a condição de descarga, melhor será a qualidade da superfície e menor será a perda.
Quanto maior o tamanho médio da partícula, melhor a taxa de remoção pode ser obtida na usinagem de desbaste, mas o efeito superficial do acabamento é fraco e a perda do eletrodo é grande.
2) A resistência à flexão do material
A resistência à flexão de um material é um reflexo direto da sua resistência, indicando a estanqueidade da sua estrutura interna.
O material com alta resistência tem desempenho de resistência à descarga relativamente bom. Para o eletrodo de alta precisão, o material com boa resistência deve ser selecionado na medida do possível.
3) Dureza Shore do material
A grafite é mais dura que os materiais metálicos e a perda da ferramenta de corte é maior que a do metal cortado.
Ao mesmo tempo, a alta dureza do material de grafite no controle de perda de descarga é melhor.
4) A resistividade inerente do material
A taxa de descarga do material de grafite com alta resistividade inerente será mais lenta do que aquela com baixa resistividade.
Quanto maior a resistividade inerente, menor será a perda do eletrodo, mas quanto maior a resistividade inerente, a estabilidade da descarga será afetada.
Atualmente, existem muitos tipos diferentes de grafite disponíveis nos principais fornecedores mundiais de grafite.
Geralmente, de acordo com o diâmetro médio das partículas dos materiais de grafite a serem classificados, o diâmetro das partículas ≤ 4 m é definido como grafite fina, as partículas de 5 a 10 m são definidas como grafite média, as partículas de 10 m acima são definidas como grafite grossa.
Quanto menor for o diâmetro da partícula, mais caro será o material e mais adequado será o material de grafite que pode ser selecionado de acordo com os requisitos e o custo da EDM.
3.Fabricação de eletrodo de grafite
O eletrodo de grafite é feito principalmente por fresagem.
Do ponto de vista da tecnologia de processamento, o grafite e o cobre são dois materiais diferentes e suas diferentes características de corte devem ser dominadas.
Se o eletrodo de grafite for processado pelo processo de eletrodo de cobre, inevitavelmente ocorrerão problemas, como fratura frequente da chapa, o que requer o uso de ferramentas de corte e parâmetros de corte adequados.
Usinagem de eletrodo de grafite do que desgaste da ferramenta de eletrodo de cobre, do ponto de vista econômico, a escolha da ferramenta de metal duro é a mais econômica, escolha a ferramenta de revestimento de diamante (chamada faca de grafite) o preço é mais caro, mas a ferramenta de revestimento de diamante tem longa vida útil, alta precisão de processamento, o benefício econômico geral é bom.
O tamanho do ângulo frontal da ferramenta também afeta sua vida útil, o ângulo frontal de 0° da ferramenta será até 50% maior que o ângulo frontal de 15° da vida útil da ferramenta, a estabilidade de corte também é melhor, mas o quanto maior o ângulo, melhor será a superfície de usinagem, o uso do ângulo de 15° da ferramenta pode alcançar a melhor superfície de usinagem.
A velocidade de corte na usinagem pode ser ajustada de acordo com o formato do eletrodo, geralmente 10m/min, semelhante à usinagem de alumínio ou plástico, a ferramenta de corte pode ser ligada e desligada diretamente da peça na usinagem de desbaste, e o fenômeno do ângulo colapso e fragmentação são fáceis de ocorrer na usinagem de acabamento, e o modo de caminhada rápida da faca leve é frequentemente adotado.
O eletrodo de grafite no processo de corte produzirá muita poeira, a fim de evitar a inalação de partículas de grafite no fuso e no parafuso da máquina, existem duas soluções principais no momento, uma é usar uma máquina especial de processamento de grafite, a outra é o centro de processamento comum reinstalar, equipado com um dispositivo especial de coleta de pó.
A fresadora especial de grafite de alta velocidade no mercado tem alta eficiência de fresagem e pode facilmente completar a fabricação de eletrodos complexos com alta precisão e boa qualidade de superfície.
Se for necessário EDM para fazer um eletrodo de grafite, recomenda-se usar um material de grafite fino com diâmetro de partícula menor.
O desempenho de usinagem do grafite é ruim, quanto menor o diâmetro da partícula, maior a eficiência de corte pode ser obtida e problemas anormais, como quebra frequente do fio e franjas superficiais, podem ser evitados.
4. Parâmetros EDM do eletrodo de grafite
A seleção dos parâmetros EDM de grafite e cobre é bem diferente.
Os parâmetros do EDM incluem principalmente corrente, largura de pulso, intervalo de pulso e polaridade.
O que se segue descreve a base para a utilização racional destes parâmetros principais.
A densidade de corrente do eletrodo de grafite é geralmente de 10 ~ 12 A/cm2, muito maior que a do eletrodo de cobre. Portanto, dentro da faixa de corrente permitida na área correspondente, quanto maior a corrente selecionada, mais rápida será a velocidade de processamento da descarga de grafite, menor será a perda do eletrodo, mas a rugosidade da superfície será mais espessa.
Quanto maior for a largura do pulso, menor será a perda do eletrodo.
No entanto, uma largura de pulso maior piorará a estabilidade do processamento, tornará a velocidade de processamento mais lenta e a superfície mais áspera.
A fim de garantir baixa perda de eletrodo durante a usinagem de desbaste, geralmente é usada uma largura de pulso relativamente grande, que pode efetivamente realizar usinagem de baixa perda de eletrodo de grafite quando o valor está entre 100 e 300 US.
Para obter uma superfície fina e um efeito de descarga estável, uma largura de pulso menor deve ser escolhida.
Em geral, a largura de pulso do eletrodo de grafite é cerca de 40% menor que a do eletrodo de cobre.
A lacuna de pulso afeta principalmente a velocidade de usinagem de descarga e a estabilidade de usinagem. Quanto maior o valor, melhor será a estabilidade da usinagem, o que é útil para obter melhor uniformidade superficial, mas a velocidade de usinagem será reduzida.
Sob a condição de garantir a estabilidade do processamento, a maior eficiência de processamento pode ser obtida escolhendo um intervalo de pulso menor, mas quando o estado de descarga é instável, a maior eficiência de processamento pode ser obtida escolhendo um intervalo de pulso maior.
Na usinagem de descarga de eletrodo de grafite, a lacuna e a largura do pulso são geralmente definidas em 1:1, enquanto na usinagem de eletrodo de cobre, a lacuna e a largura do pulso são geralmente definidas em 1:3.
Sob processamento estável de grafite, a relação de correspondência entre a lacuna do pulso e a largura do pulso pode ser ajustada para 2:3.
No caso de folga de pulso pequena, é benéfico formar uma camada de cobertura na superfície do eletrodo, o que é útil para reduzir a perda do eletrodo.
A seleção da polaridade do eletrodo de grafite na EDM é basicamente a mesma do eletrodo de cobre.
De acordo com o efeito de polaridade da EDM, a usinagem de polaridade positiva é geralmente usada na usinagem de aço, ou seja, o eletrodo é conectado ao pólo positivo da fonte de alimentação e a peça de trabalho é conectada ao pólo negativo da fonte de alimentação.
Usando grande corrente e largura de pulso, a seleção da usinagem de polaridade positiva pode atingir perdas de eletrodo extremamente baixas. Se a polaridade estiver errada, a perda do eletrodo se tornará muito grande.
Somente quando a superfície precisa ser processada com precisão menor que VDI18 (Ra0,8 m) e a largura do pulso é muito pequena, o processamento de polaridade negativa é usado para obter melhor qualidade de superfície, mas a perda do eletrodo é grande.
Agora as máquinas-ferramentas CNC edM estão equipadas com parâmetros de usinagem de descarga de grafite.
A utilização dos parâmetros elétricos é inteligente e pode ser gerada automaticamente pelo sistema especialista da máquina-ferramenta.
Geralmente, a máquina pode configurar os parâmetros de processamento otimizados selecionando o par de materiais, tipo de aplicação, valor de rugosidade da superfície e inserindo a área de processamento, profundidade de processamento, escala de tamanho do eletrodo, etc.
Definido para eletrodo de grafite de parâmetros de processamento ricos da biblioteca de máquinas-ferramenta edm, o tipo de material pode escolher no grafite grosso, grafite, grafite corresponde a uma variedade de materiais da peça de trabalho, para subdividir o tipo de aplicação para o padrão, sulco profundo, ponta afiada, grande área, cavidade grande, como multa, também fornece baixa perda, padrão, alta eficiência e assim por diante, muitos tipos de escolha de prioridade de processamento.
5.Conclusão
Vale a pena popularizar vigorosamente o novo material do eletrodo de grafite e suas vantagens serão gradualmente reconhecidas e aceitas pela indústria nacional de fabricação de moldes.
A seleção correta de materiais de eletrodo de grafite e a melhoria das ligações tecnológicas relacionadas trarão alta eficiência, alta qualidade e baixo custo benefício para empresas de fabricação de moldes
Horário da postagem: 04 de dezembro de 2020