1. EDM Charakteristike vu Graphitmaterialien.
1.1. Entladungsbearbeitungsgeschwindegkeet.
Graphit ass en netmetallescht Material mat engem ganz héije Schmelzpunkt vun 3.650 °C, während Koffer e Schmelzpunkt vun 1.083 °C huet, sou datt d'Graphitelektrode méi héije Stroumbedingungen aushält.
Wann d'Entladungsfläch an d'Skala vun der Elektrodengréisst méi grouss sinn, sinn d'Virdeeler vun der héicheffizienter Groubearbeitung vu Graphitmaterial méi offensichtlech.
D'Wärmeleitfäegkeet vu Graphit ass 1/3 vun där vu Koffer, an d'Hëtzt, déi beim Entladungsprozess generéiert gëtt, kann benotzt ginn, fir Metallmaterialien méi effektiv ze entfernen. Dofir ass d'Veraarbechtungseffizienz vu Graphit méi héich wéi déi vun enger Kofferelektrode bei mëttlerer a feiner Veraarbechtung.
No der Veraarbechtungserfahrung ass d'Entladungsveraarbechtungsgeschwindegkeet vun der Graphitelektrode ënner de richtege Gebrauchsbedingungen 1,5~2 Mol méi séier wéi déi vun der Kupferelektrode.
1.2.Elektrodenverbrauch.
D'Graphitelektrode huet de Charakter, datt se héije Stroumbedingungen standhält. Zousätzlech, ënner der Bedingung vun der entspriechender Oprufung, inklusiv Kuelestolwierkstécker, déi während der Bearbeitung entstinn, d'Entfernung vum Inhalt an d'Aarbechtsflëssegkeet bei héijer Temperatur zersetzen, de Polaritéitseffekt. Ënner der Aktioun vun der deelweiser Entfernung vum Inhalt hänken d'Kuelestoffpartikelen un der Elektrodenuewerfläch un a bilden eng Schutzschicht, déi e klenge Verloscht vun der Graphitelektrode bei der Oprufung oder souguer "Null Offall" garantéiert.
De gréissten Elektrodenverloscht beim Droen vun der EDM kënnt vun der Groberbearbechtung. Och wann d'Verloschtquote bei den Astungsbedingungen vun der Finishing héich ass, ass de Gesamtverloscht och niddreg wéinst der klenger Bearbechtungszoulag, déi fir Deeler reservéiert ass.
Am Allgemengen ass de Verloscht vun der Graphitelektrode manner wéi dee vun der Kupferelektrode bei der Grobbearbechtung mat héijem Stroum a liicht méi wéi dee vun der Kupferelektrode bei der Finishbearbechtung. De Elektrodenverloscht vun der Graphitelektrode ass ähnlech.
1.3. D'Uewerflächenqualitéit.
Den Duerchmiesser vun engem Graphitmaterial beaflosst direkt d'Uewerflächenrauheet vum EDM. Wat méi kleng den Duerchmiesser ass, wat méi niddreg d'Uewerflächenrauheet kann erreecht ginn.
Virun e puer Joer, wou Graphitmaterial mat Partikelen mat engem Duerchmiesser vu 5 Mikrometer Partikelen phi benotzt gouf, konnt déi bescht Uewerfläch nëmmen VDI18 Edm (Ra0,8 Mikrometer) erreechen. Hautdesdaags konnt den Duerchmiesser vu Graphitmaterialien en Duerchmiesser vu bannent 3 Mikrometer vum phi erreechen. Déi bescht Uewerfläch kann e stabilt VDI12 Edm (Ra0,4 µm) oder e méi sophistikéiert Niveau erreechen, awer d'Graphitelektrode muss d'Spigeledm erreechen.
D'Kupfermaterial huet e niddrege Widderstand a kompakt Struktur a kann ënner schwierege Konditioune stabil veraarbecht ginn. D'Uewerflächenrauheet kann manner wéi Ra0,1 m sinn a kann duerch Spigel veraarbecht ginn.
Dofir, wann d'Entladungsbearbeitung eng extrem fein Uewerfläch verfollegt, ass et méi gëeegent, Kupfermaterial als Elektrod ze benotzen, wat den Haaptvirdeel vun der Kupferelektrod géintiwwer der Graphitelektrod ass.
Mee ënner Bedingunge vun engem héije Stroum gëtt d'Elektrodenuewerfläch liicht rau, souguer mat Rëss, an dofir géifen d'Grafitmaterialien dëst Problem net hunn. D'Uewerflächenrauheetsufuerderunge fir VDI26 (Ra2.0 Mikron) fir d'Formveraarbechtung sinn ugepasst. D'Benotzung vun enger Graphitelektrode kann vu grober bis feiner Veraarbechtung duerchgefouert ginn, fir en eenheetlechen Uewerflächeneffekt an Uewerflächendefekter ze realiséieren.
Zousätzlech, wéinst der ënnerschiddlecher Struktur vu Graphit a Koffer, ass de Korrosiounspunkt vun der Uewerflächenentladung vun der Graphitelektrode méi reegelméisseg wéi dee vun der Kofferelektrode. Dofir, wann déiselwecht Uewerflächenrauheet vu VDI20 oder méi veraarbecht gëtt, ass d'Uewerflächengranulat vum Werkstéck, dat vun der Graphitelektrode veraarbecht gëtt, méi däitlech, an dësen Effekt op d'Käruewerfläch ass besser wéi den Effekt op d'Entladung vun der Kofferelektrode.
1.4. D'Bearbechtungsgenauegkeet.
Den thermeschen Ausdehnungskoeffizient vu Graphitmaterial ass kleng, de Koeffizient vu Kupfermaterial ass 4 Mol sou héich wéi dee vu Graphitmaterial, sou datt d'Graphitelektrode bei der Entladungsveraarbechtung manner ufälleg fir Deformatiounen ass wéi d'Kupferelektrode, wat eng méi stabil a zouverlässeg Veraarbechtungsgenauegkeet erreeche kann.
Besonnesch wann déif a schmuel Rippen veraarbecht ginn, léisst déi héich lokal Temperatur d'Kupferelektrode liicht biegen, awer d'Grafitelektrode net.
Fir Kupferelektrode mat engem groussen Déift-Duerchmiesser-Verhältnes soll e bestëmmte Wärmeausdehnungswäert kompenséiert ginn, fir d'Gréisst beim Bearbechtungssetzen ze korrigéieren, während eng Graphitelektrode keng erfuerderlech ass.
1.5. Elektrodengewiicht.
D'Graphitmaterial ass manner dicht wéi Koffer, an d'Gewiicht vun der Graphitelektrode mam selwechte Volumen ass nëmmen 1/5 vun deem vun der Kofferelektrode.
Et ass ze gesinn, datt d'Benotzung vu Graphit ganz gëeegent ass fir Elektroden mat engem grousse Volumen, wat d'Belaaschtung vun der Spindel vun der EDM-Maschinn däitlech reduzéiert. D'Elektrod verursaacht keng Onbequemlechkeeten beim Klemmen wéinst hirem grousse Gewiicht, an et produzéiert eng Oflenkungsverrécklung an der Veraarbechtung etc. Et ass ze gesinn, datt et vu grousser Bedeitung ass, Graphitelektroden an der grousser Formveraarbechtung ze benotzen.
1.6. Schwieregkeeten bei der Elektrodenherstellung.
D'Veraarbechtungsleistung vu Graphitmaterial ass gutt. De Schnëttwiderstand ass nëmmen 1/4 vun deem vu Koffer. Ënner de richtege Veraarbechtungsbedingungen ass d'Effizienz vun der Fräsung vun der Graphitelektrode 2~3 Mol sou héich wéi déi vun der Kofferelektrode.
D'Graphitelektrode ass einfach ze läschen, an et kann benotzt ginn fir d'Wierkstéck ze veraarbechten, dat mat verschiddene Elektroden an eng eenzeg Elektrode fäerdeg gemaach soll ginn.
Déi eenzegaarteg Partikelstruktur vum Graphitmaterial verhënnert datt Graten no der Elektrodenfräsung an -formung entstinn, wat direkt den Ufuerderunge vun der Notzung erfëllt, wann d'Graten net einfach an der komplexer Modelléierung ewechgeholl kënne ginn, wouduerch de Prozess vum manuelle Polieren vun der Elektrod eliminéiert gëtt an d'Formännerung an de Gréisstfehler, déi duerch Polieren verursaacht ginn, vermeit ginn.
Et sollt een drop hiweisen, datt well Graphit sech duerch Staubsammelen befënnt, Graphit beim Fräsen vill Staub produzéiert, dofir muss d'Fräsmaschinn eng Dichtung an e Staubsammelapparat hunn.
Wann et néideg ass, edM ze benotzen fir Graphitelektrode ze veraarbechten, ass seng Veraarbechtungsleistung net sou gutt wéi déi vu Koffermaterial, an d'Schnëttgeschwindegkeet ass ongeféier 40% méi lues wéi déi vu Koffer.
1.7. Installatioun an Notzung vun der Elektrode.
Grafitmaterial huet gutt Bindungseigenschaften. Et kann benotzt ginn fir Grafit mat der Befestigung ze bannen andeems d'Elektrode gefräst an entlueden gëtt, wat d'Prozedur fir d'Schrauwen Lächer um Elektrodenmaterial erspuert a spuert Aarbechtszäit.
D'Grafitmaterial ass relativ brécheg, besonnesch déi kleng, schmuel a laang Elektrode, déi liicht brécht wann se beim Gebrauch externer Kraaft ausgesat ass, awer direkt feststellt, datt d'Elektrode beschiedegt gouf.
Wann et eng Kupferelektrode ass, béit se sech nëmme a brécht net, wat ganz geféierlech a schwéier am Gebrauch ze fannen ass, an et féiert liicht zu engem Schrott vum Werkstéck.
1.8.Präis.
Kupfermaterial ass eng net erneierbar Ressource, de Präisentwécklung wäert ëmmer méi deier ginn, während de Präis vu Graphitmaterial sech tendéiert ze stabiliséieren.
D'Präisser vu Koffermaterialien sinn an de leschte Jore geklommen, an déi grouss Graphitproduzenten hunn hire Prozess bei der Graphitproduktioun verbessert, wat hire kompetitive Virdeel gëtt. Elo, mat dem selwechte Volumen, ass de Präis vum Graphitelektrodematerial an de Präis vum Kofferelektrodematerial zimmlech héich, awer de Graphit kann eng effizient Veraarbechtung erreechen, déi méi Aarbechtsstonnen spuert wéi d'Benotzung vu Kofferelektroden, wat d'Produktiounskäschte direkt reduzéiert.
Zesummegefaasst, ënner den 8 edM Charakteristike vun der Graphitelektrode sinn hir Virdeeler offensichtlech: d'Effizienz vun der Fräselektrode an d'Entladungsveraarbechtung ass däitlech besser wéi déi vun der Kupferelektrode; eng grouss Elektrode huet e klengt Gewiicht, eng gutt Dimensiounsstabilitéit, eng dënn Elektrode ass net einfach ze deforméieren, an d'Uewerflächentextur ass besser wéi déi vun der Kupferelektrode.
Den Nodeel vu Graphitmaterial ass, datt et net fir d'Veraarbechtung vun enger feiner Uewerflächenentladung ënner VDI12 (Ra0,4 m) gëeegent ass, an d'Effizienz vun der Notzung vun edM fir d'Hierstellung vun der Elektrode niddreg ass.
Aus praktescher Siicht ass ee vun de wichtege Grënn, déi d'effektiv Promotioun vu Graphitmaterialien a China beaflossen, datt eng speziell Graphitveraarbechtungsmaschinn fir d'Fräsen vun Elektroden gebraucht gëtt, wat nei Ufuerderungen un d'Veraarbechtungsausrüstung vu Schimmelbetriber stellt, awer e puer kleng Betriber hunn dës Konditioun vläicht net.
Am Allgemengen decken d'Virdeeler vu Graphitelektroden déi grouss Majoritéit vun den EdM-Veraarbechtungsméiglechkeeten of a si wäertvoll fir Populariséierung an Uwendung, mat bedeitende laangfristege Virdeeler. De Manktem u feiner Uewerflächenveraarbechtung kann duerch d'Benotzung vu Kupferelektroden ausgeglach ginn.
2. Auswiel vu Graphitelektrodematerialien fir EDM
Fir Graphitmaterialien ginn et haaptsächlech déi folgend véier Indicateuren, déi direkt d'Leeschtung vun de Materialien bestëmmen:
1) Duerchschnëttleche Partikelduerchmiesser vum Material
Den duerchschnëttleche Partikelduerchmiesser vum Material beaflosst direkt den Entladungszoustand vum Material.
Wat méi kleng den duerchschnëttleche Partikel vum Graphitmaterial ass, wat méi gläichméisseg d'Entladung ass, wat méi stabil d'Entladungsbedingungen sinn, wat besser d'Uewerflächenqualitéit ass a wat manner de Verloscht ass.
Wat méi grouss déi duerchschnëttlech Partikelgréisst ass, wat besser d'Ofholquote bei der Groubearbechtung kann erreecht ginn, awer den Uewerflächeneffekt vun der Veraarbechtung ass schlecht an de Elektrodenverloscht ass grouss.
2) D'Biegefestigkeit vum Material
D'Biegefestigkeit vun engem Material ass eng direkt Reflexioun vu senger Stäerkt a weist d'Dichtheet vu senger interner Struktur un.
D'Material mat héijer Stäerkt huet eng relativ gutt Entladungswiderstandsleistung. Fir d'Elektrod mat héijer Präzisioun soll sou wäit wéi méiglech e Material mat gudder Stäerkt gewielt ginn.
3) Shore-Häert vum Material
Grafit ass méi haart wéi Metallmaterialien, an de Verloscht vum Schnëttinstrument ass méi grouss wéi dee vum Schnëttmetall.
Gläichzäiteg ass déi héich Häert vum Graphitmaterial bei der Kontroll vum Entladungsverloscht besser.
4) Den inherenten Widderstand vum Material
D'Entladungsquote vu Graphitmaterial mat héijem inherenten Widderstand wäert méi lues sinn wéi déi mat engem niddregen Widderstand.
Wat méi héich den inherente Widderstand ass, wat méi kleng de Elektrodenverloscht ass, awer wat méi héich den inherente Widderstand ass, wat d'Stabilitéit vun der Entladung beaflosst gëtt.
Am Moment ginn et vill verschidde Qualitéite vu Graphit vun de weltwäit féierende Graphit-Liwweranten.
Allgemeng, jee no dem duerchschnëttleche Partikeldurchmesser vun de Graphitmaterialien, déi klasséiert solle ginn, gëtt e Partikeldurchmesser ≤ 4 m als feine Graphit definéiert, Partikelen tëscht 5 an 10 m als mëttelgrouss Graphit, Partikelen iwwer 10 m als grob Graphit.
Wat méi kleng den Duerchmiesser vun der Partikel ass, wat méi deier d'Material ass, wat méi gëeegent Graphitmaterial no den Ufuerderungen an de Käschte vum EDM ausgewielt ka ginn.
3. Fabrikatioun vun der Graphitelektrode
D'Grafitelektrode gëtt haaptsächlech duerch Fräsen hiergestallt.
Aus der Siicht vun der Veraarbechtungstechnologie sinn Graphit a Koffer zwee verschidde Materialien, an hir ënnerschiddlech Schnëttcharakteristike sollten beherrscht ginn.
Wann d'Grafitelektrode mam Prozess vun der Kupferelektrode veraarbecht gëtt, wäerten onvermeidlech Problemer optrieden, wéi zum Beispill heefeg Broch vun der Plack, wat d'Benotzung vun passenden Schnëttinstrumenter a Schnëttparameter erfuerdert.
D'Bearbechtung vun enger Graphitelektrode ass méi haltbar wéi d'Verschleissung vun engem Kupferelektrode-Tool. Aus wirtschaftlecher Siicht ass d'Wiel vun engem Hartmetall-Tool am wirtschaftlechsten. D'Wiel vun engem Diamantbeschichtungsinstrument (Graphitmesser) ass méi deier, awer d'Liewensdauer vun engem Diamantbeschichtungsinstrument ass héich, d'Veraarbechtungspräzisioun ass héich an de gesamtwirtschaftleche Virdeel ass gutt.
D'Gréisst vum viischte Wénkel vum Tool beaflosst och seng Liewensdauer. Den 0° viischte Wénkel vum Tool ass bis zu 50% méi héich wéi de 15° viischte Wénkel vun der Liewensdauer vum Tool. D'Schnëttstabilitéit ass och besser, awer wat méi grouss de Wénkel, wat besser d'Bearbeitungsfläch ass. D'Benotzung vun engem 15° Wénkel vum Tool kann déi bescht Bearbeitungsfläch erreechen.
D'Schnëttgeschwindegkeet bei der Bearbeitung kann no der Form vun der Elektrod ugepasst ginn, normalerweis 10 m/min, ähnlech wéi bei der Bearbeitung vun Aluminium oder Plastik, d'Schnëttwierkszeug kann direkt um Werkstéck a bei der Groberbearbeitung ofgewiesselt sinn, an de Phänomen vum Winkelkollaps a Fragmentéierung ass einfach bei der Finishbearbeitung ze gesinn, an d'Method vum liichte Messerschnellgang gëtt dacks ugeholl.
D'Graphitelektrode produzéiert beim Schneidprozess vill Stëbs. Fir ze vermeiden, datt Graphitpartikelen duerch d'Maschinnspindel an d'Schrauf inhaléiert ginn, ginn et de Moment zwou Haaptléisungen: eng ass d'Benotzung vun enger spezieller Graphitveraarbechtungsmaschinn an déi aner ass d'Renovatioun vun engem gewéinleche Veraarbechtungszentrum mat engem spezielle Stëbsammelgerät.
Déi speziell Graphit-Héichgeschwindegkeetsfräsmaschinn um Maart huet eng héich Fräseffizienz a kann d'Fabrikatioun vu komplexen Elektroden ouni Problemer mat héijer Präzisioun a gudder Uewerflächenqualitéit ofschléissen.
Wann EDM gebraucht gëtt fir eng Graphitelektrode ze maachen, ass et recommandéiert e feint Graphitmaterial mat engem méi klenge Partikelduerchmiesser ze benotzen.
D'Veraarbechtungsleistung vu Graphit ass schlecht, wat méi kleng den Duerchmiesser vun de Partikelen ass, wat méi héich d'Schneideffizienz ka erreecht ginn, an anormal Problemer wéi heefeg Drotbriechung a Uewerflächenfranz kënne vermeit ginn.
4. EDM Parameter vun der Graphitelektrode
D'Auswiel vun den EDM-Parameteren vu Graphit a Koffer ass ganz anescht.
D'Parameter vun der EDM enthalen haaptsächlech Stroum, Pulsbreet, Pulslück a Polaritéit.
Folgend beschreift d'Grondlage fir eng rational Notzung vun dësen Haaptparameteren.
D'Stroumdicht vun enger Graphitelektrode ass am Allgemengen 10~12 A/cm2, vill méi grouss wéi déi vun enger Kupferelektrode. Dofir, am Beräich vum erlaabte Stroum am entspriechende Beräich, wat méi grouss de Stroum gewielt gëtt, wat méi séier d'Grafitentladungsveraarbechtungsgeschwindegkeet ass, wat méi kleng de Elektrodenverloscht ass, awer d'Uewerflächenrauheet méi déck ass.
Wat méi grouss d'Pulsbreet ass, wat méi niddreg de Elektrodenverloscht ass.
Wéi och ëmmer, eng méi grouss Pulsbreet wäert d'Veraarbechtungsstabilitéit verschlechteren, d'Veraarbechtungsgeschwindegkeet méi lues an d'Uewerfläch méi rauh maachen.
Fir e geréngen Elektrodenverloscht bei der Groberbearbechtung ze garantéieren, gëtt normalerweis eng relativ grouss Pulsbreet benotzt, wat eng effektiv Verloschtarmbearbechtung vun der Graphitelektrode realiséiere kann, wann de Wäert tëscht 100 an 300 US läit.
Fir eng fein Uewerfläch an en stabilen Entladungseffekt ze kréien, sollt eng méi kleng Pulsbreet gewielt ginn.
Am Allgemengen ass d'Pulsbreet vun enger Graphitelektrode ongeféier 40% méi kleng wéi déi vun enger Kupferelektrode.
D'Impulslück beaflosst haaptsächlech d'Entladungsgeschwindegkeet an d'Bearbeitungsstabilitéit. Wat méi grouss de Wäert ass, wat besser d'Bearbeitungsstabilitéit ass, wat hëllefräich ass fir eng besser Uewerflächenuniformitéit ze kréien, awer d'Bearbeitungsgeschwindegkeet reduzéiert gëtt.
Ënner der Bedingung vun der Veraarbechtungsstabilitéit kann déi méi héich Veraarbechtungseffizienz duerch d'Wiel vun enger méi klenger Pulslück erreecht ginn, awer wann den Entladungszoustand onstabil ass, kann déi méi héich Veraarbechtungseffizienz duerch d'Wiel vun enger méi grousser Pulslück erreecht ginn.
Bei der Bearbeitung vun Graphitelektrodenentladung sinn d'Pulsofstand an d'Pulsbreet normalerweis op 1:1 festgeluecht, während bei der Bearbeitung vun Kupferelektroden d'Pulsofstand an d'Pulsbreet normalerweis op 1:3 festgeluecht sinn.
Ënner stabiler Graphitveraarbechtung kann d'Upassungsverhältnis tëscht Pulslück a Pulsbreet op 2:3 ugepasst ginn.
Am Fall vun engem klenge Pulsofstand ass et virdeelhaft, eng Deckschicht op der Elektrodenuewerfläch ze bilden, wat hëllefräich ass fir den Elektrodenverloscht ze reduzéieren.
D'Polaritéitsauswiel vun der Graphitelektrode beim EDM ass am Fong déiselwecht wéi déi vun der Kupferelektrode.
Geméiss dem Polaritéitseffekt vum EDM gëtt bei der Bearbeitung vu Stolformen normalerweis eng positiv Polaritéitsbearbeitung benotzt, dat heescht, d'Elektrod ass mam positive Pol vun der Stroumversuergung verbonnen an d'Werkstéck ass mam negative Pol vun der Stroumversuergung verbonnen.
Mat Hëllef vu groussem Stroum a Pulsbreet kann d'Wiel vun enger positiver Polaritéitsbearbeitung extrem niddreg Elektrodenverloschter erreechen. Wann d'Polaritéit falsch ass, gëtt den Elektrodenverloscht ganz grouss.
Nëmmen wann d'Uewerfläch fein veraarbecht muss ginn, manner wéi VDI18 (Ra0,8 m) an d'Pulsbreet ganz kleng ass, gëtt d'Veraarbechtung mat negativer Polaritéit benotzt fir eng besser Uewerflächenqualitéit ze kréien, awer de Elektrodenverloscht ass grouss.
Elo sinn CNC-EdM-Maschinnen mat Grafit-Entladungsbearbeitungsparameter ausgestatt.
D'Benotzung vun elektresche Parameteren ass intelligent a kann automatesch vum Expertensystem vun der Maschinn generéiert ginn.
Allgemeng kann d'Maschinn déi optiméiert Veraarbechtungsparameter konfiguréieren andeems se d'Materialpaar, den Uwendungstyp, de Wäert vun der Uewerflächenrauheet auswielt an d'Veraarbechtungsfläch, d'Veraarbechtungsdéift, d'Skaléierung vun der Elektrodengréisst usw. während der Programméierung aginn.
Fir d'Grafitelektrode vun der Edm-Maschinnbibliothéik sinn déi räich Veraarbechtungsparameter festgeluecht. De Materialtyp kann tëscht grober Graphit a Graphit gewielt ginn, déi dem Werkstéckmaterial entsprécht. D'Applikatiounsart kann a Standard, déif Nuten, schaarf Spëtzten, grouss Flächen a grouss Kavitéiten opgedeelt ginn, souwéi a geréngem Verloscht, Standard a héich Effizienz a sou weider.
5. Schlussfolgerung
Dat neit Graphitelektrodematerial ass et wäert, kräfteg Populariséierung ze kréien, a seng Virdeeler ginn no an no vun der nationaler Formfabrikatiounsindustrie unerkannt an akzeptéiert.
Déi richteg Auswiel vu Graphitelektrodematerialien an d'Verbesserung vun den technologesche Verbindungen bréngen héich Effizienz, héich Qualitéit a Käschtegënschteg Virdeeler fir d'Formproduktiounsbetriber.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 04. Dezember 2020