1. Características EDM de materiais de grafite.
1.1.Velocidade de usinagem de descarga.
A grafite é um material não metálico com um ponto de fusão muito alto de 3.650°C, enquanto o cobre tem um ponto de fusão de 1.083°C, de modo que o eletrodo de grafite pode suportar maiores condições de ajuste de corrente.
Quando a área de descarga e a escala do tamanho do eletrodo são maiores, as vantagens da usinagem grosseira de alta eficiência do material de grafite são mais óbvias.
A condutividade térmica do grafite é 1/3 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 maior do que a 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 que a do eletrodo de cobre sob as condições corretas de uso.
1.2. Consumo de eletrodos.
Eletrodo de grafite tem o caráter que pode suportar as condições de alta corrente, além disso, sob a condição de ajuste de desbaste adequado, incluindo peças de aço carbono produzidas durante a remoção de conteúdo e fluido de trabalho em alta temperatura de decomposição de partículas de carbono, o efeito de polaridade, sob Pela ação de remoção parcial do conteúdo, 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 mesmo “zero desperdício”.
A principal perda de eletrodo na EDM vem da usinagem de desbaste.Embora a taxa de perda seja alta nas condições de ajuste de acabamento, a perda geral também é baixa devido à pequena tolerância de usinagem reservada para 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 de 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 do EDM.Quanto menor o diâmetro, menor a rugosidade da superfície 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 de grão de materiais de grafite conseguiu atingir dentro de 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, podendo ser processado de forma estável sob 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 visa uma superfície extremamente fina, é mais adequado usar o 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 configuração de corrente, a superfície do eletrodo é fácil de se tornar áspera, parece até rachadura, e os materiais de grafite não teriam esse problema, o requisito de rugosidade da superfície para VDI26 (Ra2.0 mícrons) sobre o processamento do molde, usando um eletrodo de grafite pode ser feito de processamento grosso a fino, realiza o efeito de superfície uniforme, os defeitos de superfície.
Além disso, devido à estrutura diferente de grafite e cobre, o ponto de corrosão de descarga superficial do eletrodo de grafite é mais regular que o do eletrodo de cobre.Portanto, quando a mesma rugosidade da superfície 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 de 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 propenso a deformação do que o eletrodo de cobre, que pode obter mais estável e precisão de processamento confiável.
Especialmente quando a nervura profunda e estreita é processada, a alta temperatura local faz o eletrodo de cobre dobrar facilmente, mas o eletrodo de grafite não.
Para eletrodo de cobre com uma 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 de mesmo volume é apenas 1/5 do peso do eletrodo de cobre.
Pode-se observar que o uso de grafite é muito adequado para o eletrodo de grande volume, o que reduz bastante a carga do fuso da máquina-ferramenta EDM.O eletrodo não causará inconvenientes 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 de eletrodo de grafite no processamento de moldes em grande escala.
1.6.Dificuldade de fabricação do eletrodo.
O desempenho de usinagem do material de grafite é bom.A resistência ao corte é de apenas 1/4 do cobre.Sob as condições corretas de processamento, a eficiência do eletrodo de grafite de moagem é 2 a 3 vezes maior do que o 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 finalizada por vários eletrodos em um único eletrodo.
A estrutura de partículas exclusiva 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 alteração e erro de tamanho causado pelo polimento.
Deve-se notar que, como grafite é acúmulo de poeira, a fresagem de grafite produzirá muito pó, portanto, a fresadora deve ter um dispositivo de vedação e coleta de poeira.
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 o cobre.
1.7.Instalação e uso do eletrodo.
O material de grafite tem boa propriedade de ligação.Ele pode ser usado para unir grafite com o acessório fresando o eletrodo e descarregando, o que pode economizar o procedimento de usinagem do orifício do parafuso no material do eletrodo e economizar tempo de trabalho.
O material de grafite é relativamente quebradiço, principalmente 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 eletrodo de cobre, ele só dobrará e não quebrará, o que é muito perigoso e difícil de encontrar no processo de uso, e levará facilmente ao refugo da peça.
1.8. Preço.
O material de cobre é um recurso não renovável, a tendência de preço se tornará cada vez mais cara, enquanto o preço do material de grafite tende a se estabilizar.
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 é 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 o custo de produção diretamente.
Para resumir, entre as características de 8 edM do eletrodo de grafite, suas vantagens são óbvias: a eficiência do eletrodo de moagem e do processamento de descarga é significativamente melhor 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 de superfície 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 afetam a promoção efetiva de materiais de grafite na China é que é necessária uma máquina especial de processamento de grafite para fresar eletrodos, 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 superfícies finas 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 quatro indicadores a seguir 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 de material de grafite, mais uniforme é a descarga, mais estável é a condição de descarga, melhor é a qualidade da superfície e menor é a perda.
Quanto maior o tamanho médio de partícula, melhor a taxa de remoção pode ser obtida na usinagem de desbaste, mas o efeito superficial do acabamento é pobre 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 de sua resistência, indicando a rigidez de sua estrutura interna.
O material com alta resistência tem um desempenho de resistência de descarga relativamente bom.Para o eletrodo com 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 de corte.
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 de material de grafite com alta resistividade inerente será mais lenta do que com baixa resistividade.
Quanto maior a resistividade inerente, menor 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 de grafite do mundo.
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 fino, partículas em 5 ~ 10 m são definidas como grafite médio, partículas em 10 m acima são definidas como grafite grosso.
Quanto menor o diâmetro da partícula, mais caro o material, mais adequado o material de grafite 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 moagem.
Do ponto de vista da tecnologia de processamento, grafite e 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 exige o uso de ferramentas de corte e parâmetros de corte adequados.
Usinagem de eletrodo de grafite do que o desgaste da ferramenta de eletrodo de cobre, na consideração econômica, 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 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 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 a forma do eletrodo, geralmente 10m/min, semelhante à usinagem de alumínio ou plástico, a ferramenta de corte pode ser diretamente dentro e fora da peça em usinagem bruta, e o fenômeno de ângulo colapso e fragmentação são fáceis de ocorrer na usinagem de acabamento, e a maneira de andar rápido com faca leve é frequentemente adotada.
O eletrodo de grafite no processo de corte produzirá muita poeira, a fim de evitar o fuso e o parafuso da máquina inalada de partículas de grafite, existem duas soluções principais no momento, uma é usar uma máquina de processamento de grafite especial, a outra é o centro de processamento comum reequipado, equipado com um dispositivo especial de recolha de pó.
A fresadora especial de grafite de alta velocidade do mercado possui alta eficiência de fresagem e pode concluir facilmente a fabricação de eletrodos complexos com alta precisão e boa qualidade de superfície.
Se a EDM for necessária para fazer um eletrodo de grafite, é recomendável usar um material de grafite fino com um 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 os problemas anormais como quebras freqüentes de arame e franjas superficiais podem ser evitados.
4. Parâmetros EDM do eletrodo de grafite
A seleção dos parâmetros EDM de grafite e cobre é bastante diferente.
Os parâmetros de EDM incluem principalmente corrente, largura de pulso, intervalo de pulso e polaridade.
O seguinte descreve a base para o uso racional desses parâmetros principais.
A densidade de corrente do eletrodo de grafite é geralmente 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 a largura do pulso, menor será a perda do eletrodo.
No entanto, uma largura de pulso maior tornará a estabilidade de processamento pior e a velocidade de processamento mais lenta e a superfície mais áspera.
Para 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 folga de pulso afeta principalmente a velocidade de usinagem de descarga e a estabilidade da usinagem.Quanto maior o valor, melhor será a estabilidade da usinagem, o que ajuda a obter uma melhor uniformidade da superfície, 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, o intervalo de pulso e a largura de pulso são geralmente definidos em 1:1, enquanto na usinagem de eletrodo de cobre, o intervalo de pulso e a largura de pulso são geralmente definidos em 1:3.
Sob processamento de grafite estável, a relação de correspondência entre intervalo de pulso e largura de pulso pode ser ajustada para 2:3.
No caso de pequena folga de pulso, é benéfico formar uma camada de cobertura na superfície do eletrodo, o que é útil para reduzir a perda do eletrodo.
A seleção de polaridade do eletrodo de grafite em EDM é basicamente a mesma do eletrodo de cobre.
De acordo com o efeito de polaridade da EDM, a usinagem de polaridade positiva geralmente é usada na usinagem de aço para matrizes, ou seja, o eletrodo é conectado ao polo positivo da fonte de alimentação e a peça de trabalho é conectada ao polo negativo da fonte de alimentação.
Usando grande corrente e largura de pulso, a seleção de usinagem de polaridade positiva pode alcançar uma perda de eletrodo extremamente baixa.Se a polaridade estiver errada, a perda do eletrodo se tornará muito grande.
Somente quando a superfície precisa ser finamente processada menor que VDI18 (Ra0,8 m) e a largura de 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.
O uso de parâmetros elétricos é inteligente e pode ser gerado 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, dimensionamento do tamanho do eletrodo, etc. Durante a programação.
Definido para o eletrodo de grafite dos 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 material da peça, para subdividir o tipo de aplicação para o padrão, ranhura profunda, ponta afiada, grande área, grande cavidade, como multa, também fornece baixa perda, padrão, alta eficiência e assim por diante os muitos tipos de escolha de prioridade de processamento.
5. Conclusão
O novo material de eletrodo de grafite vale a pena popularizar vigorosamente e suas vantagens serão gradualmente reconhecidas e aceitas pela indústria nacional de fabricação de moldes.
A seleção correta de materiais de eletrodos de grafite e a melhoria dos links tecnológicos relacionados trará alta eficiência, alta qualidade e baixo custo benefício para empresas de fabricação de moldes
Hora da postagem: Dez-04-2020