1. Caratteristiche EDM di i materiali di grafite.
1.1.Velocità di machinazione di scarica.
A grafite hè un materiale non metallicu cù un puntu di fusione assai altu di 3.650 °C, mentre chì u rame hà un puntu di fusione di 1.083 °C, dunque l'elettrodu di grafite pò suppurtà cundizioni di impostazione di corrente più elevate.
Quandu l'area di scarica è a scala di a dimensione di l'elettrodu sò più grande, i vantaghji di a lavorazione sgrossa d'alta efficienza di u materiale di grafite sò più evidenti.
A cunduttività termica di a grafite hè 1/3 di quella di u rame, è u calore generatu durante u prucessu di scarica pò esse adupratu per rimuovere i materiali metallichi in modu più efficace. Dunque, l'efficienza di trasfurmazione di a grafite hè più alta di quella di l'elettrodu di rame in u trasfurmazione media è fina.
Sicondu l'esperienza di trasfurmazione, a velocità di trasfurmazione di scarica di l'elettrodu di grafite hè 1,5 ~ 2 volte più veloce di quella di l'elettrodu di rame in e cundizioni d'usu currette.
1.2. Cunsumu di l'elettrodi.
L'elettrodu di grafite hà u caratteru chì pò sustene e cundizioni di corrente elevata, in più, sottu à a cundizione di una impostazione di sgrossatura adatta, cumprese e particelle di carbone in acciaio al carboniu prodotte durante a machinazione, a rimuzione di u cuntenutu è u fluidu di travagliu à alta temperatura di decomposizione di e particelle di carbone, l'effettu di polarità, sottu l'azione di a rimozione parziale di u cuntenutu, e particelle di carbone aderiscenu à a superficia di l'elettrodu per furmà un stratu protettivu, assicurendu una piccula perdita di l'elettrodu di grafite in a machinazione sgrossata, o ancu "zero rifiuti".
A perdita di l'elettrodu principale in l'EDM vene da a machinazione sgrossa. Ancu s'è u tassu di perdita hè altu in e cundizioni di impostazione di a finitura, a perdita generale hè ancu bassa per via di a piccula tolleranza di machinazione riservata à e parti.
In generale, a perdita di l'elettrodu di grafite hè menu di quella di l'elettrodu di rame in a machinazione sgrossa di grande corrente è ligeramente più di quella di l'elettrodu di rame in a machinazione di finitura. A perdita di l'elettrodu di l'elettrodu di grafite hè simile.
1.3. A qualità di a superficia.
U diametru di e particelle di u materiale di grafite affetta direttamente a rugosità di a superficia di l'EDM. Più chjucu hè u diametru, più bassa hè a rugosità di a superficia.
Qualchi anni fà, aduprendu particelle phi di 5 micron di diametru di materiale di grafite, a megliu superficia pudia ottene solu VDI18 edm (Ra0.8 micron), oghje u diametru di u granu di i materiali di grafite hè statu capace di ottene in 3 micron di phi, a megliu superficia pò ottene VDI12 edm stabile (Ra0.4 μm) o un livellu più sofisticatu, ma l'elettrodu di grafite per specchià l'edm.
U materiale di rame hà una bassa resistività è una struttura compatta, è pò esse trattatu stabilmente in cundizioni difficili. A rugosità superficiale pò esse inferiore à Ra0.1 m, è pò esse trattatu per specchiu.
Cusì, se a machinazione per scarica persegue una superficia estremamente fina, hè più adattatu aduprà materiale di rame cum'è elettrodu, chì hè u principale vantaghju di l'elettrodu di rame rispetto à l'elettrodu di grafite.
Ma l'elettrodu di rame sottu à a cundizione di una grande corrente, a superficia di l'elettrodu hè faciule di diventà ruvida, cumparisce ancu crepe, è i materiali di grafite ùn anu micca stu prublema, u requisitu di rugosità di a superficia per VDI26 (Ra2.0 micron) circa a trasfurmazione di u stampo, aduprendu un elettrodu di grafite pò esse fattu da una trasfurmazione grossa à una fina, realizendu l'effettu uniforme di a superficia, i difetti di a superficia.
Inoltre, per via di a struttura diversa di a grafite è di u rame, u puntu di currusione di scarica superficiale di l'elettrodu di grafite hè più regulare chè quellu di l'elettrodu di rame. Dunque, quandu a stessa rugosità superficiale di VDI20 o superiore hè trattata, a granularità superficiale di u pezzu trattatu da l'elettrodu di grafite hè più distinta, è questu effettu di a superficia di u granu hè megliu cà l'effettu di scarica superficiale di l'elettrodu di rame.
1.4.A precisione di machinazione.
U coefficientu di dilatazione termica di u materiale di grafite hè chjucu, u coefficientu di dilatazione termica di u materiale di rame hè 4 volte quellu di u materiale di grafite, dunque in u trattamentu di scarica, l'elettrodu di grafite hè menu propensu à a deformazione chè l'elettrodu di rame, chì pò ottene una precisione di trattamentu più stabile è affidabile.
In particulare quandu si tratta di nervature prufonde è strette, l'alta temperatura lucale face chì l'elettrodu di rame si pieghi facilmente, ma l'elettrodu di grafite ùn si piega micca.
Per l'elettrodi di rame cù un grande rapportu prufundità-diametru, un certu valore di dilatazione termica deve esse compensatu per curregge a dimensione durante l'impostazione di a machinazione, mentre chì l'elettrodu di grafite ùn hè micca necessariu.
1.5. Pesu di l'elettrodu.
U materiale di grafite hè menu densu chè u rame, è u pesu di l'elettrodu di grafite di u listessu vulume hè solu 1/5 di quellu di l'elettrodu di rame.
Si pò vede chì l'usu di grafite hè assai adattatu per l'elettrodu cù un grande vulume, ciò chì riduce assai u caricu di u mandrinu di a macchina utensile EDM. L'elettrodu ùn causerà micca inconvenienti in u serraggio per via di u so grande pesu, è pruducerà spostamentu di deflessione in a trasfurmazione, ecc. Si pò vede chì hè di grande impurtanza aduprà elettrodu di grafite in a trasfurmazione di stampi à grande scala.
1.6. Difficultà di fabricazione di l'elettrodi.
A prestazione di machinazione di u materiale di grafite hè bona. A resistenza à u tagliu hè solu 1/4 di quella di u rame. Sottu à e cundizioni di trasfurmazione currette, l'efficienza di a fresatura di l'elettrodu di grafite hè 2 ~ 3 volte quella di l'elettrodu di rame.
L'elettrodu di grafite hè faciule da sbulicà l'angulu, è pò esse adupratu per trasfurmà a pezza chì deve esse finita da parechji elettrodi in un solu elettrodu.
A struttura unica di particelle di u materiale di grafite impedisce a furmazione di bave dopu a fresatura è a furmazione di l'elettrodi, ciò chì pò risponde direttamente à i requisiti d'usu quandu e bave ùn sò micca facilmente eliminate in a modellazione cumplessa, eliminendu cusì u prucessu di lucidatura manuale di l'elettrodu è evitendu u cambiamentu di forma è l'errore di dimensione causatu da a lucidatura.
Ci vole à nutà chì, postu chì a grafite hè un accumulu di polvere, a fresatura di a grafite pruducerà assai polvere, dunque a fresatrice deve avè una guarnizione è un dispositivu di raccolta di polvere.
S'ellu hè necessariu aduprà edM per trattà l'elettrodu di grafite, e so prestazioni di trasfurmazione ùn sò micca cusì bone cum'è u materiale di rame, a velocità di tagliu hè circa 40% più lenta di u rame.
1.7. Installazione è usu di l'elettrodi.
U materiale di grafite hà una bona pruprietà di ligame. Pò esse adupratu per ligà a grafite cù u dispusitivu fresendu l'elettrodu è scaricendu, ciò chì pò risparmià a prucedura di machinazione di u foru di vite nantu à u materiale di l'elettrodu è risparmià tempu di travagliu.
U materiale di grafite hè relativamente fragile, in particulare l'elettrodu chjucu, strettu è longu, chì hè faciule da rompe quandu hè sottumessu à una forza esterna durante l'usu, ma pò sapè subitu chì l'elettrodu hè statu dannighjatu.
S'ellu hè un elettrodu di rame, si piegherà solu è ùn si romperà micca, ciò chì hè assai periculosu è difficiule da truvà in u prucessu d'usu, è porterà facilmente à i scarti di a pezza.
1.8.Prezzu.
U materiale di rame hè una risorsa micca rinnuvevule, a tendenza di i prezzi diventerà sempre più cara, mentre chì u prezzu di u materiale di grafite tende à stabilizzassi.
U prezzu di u materiale di rame hè aumentatu in l'ultimi anni, i principali pruduttori di grafite anu migliuratu u prucessu in a produzzione di grafite per fà u so vantaghju cumpetitivu. Avà, sottu à u listessu vulume, a generalità di u prezzu di u materiale di l'elettrodu di grafite è u prezzu di i materiali di l'elettrodu di rame hè abbastanza grande, ma a grafite pò ottene un trattamentu efficiente, invece di l'usu di l'elettrodu di rame per risparmià un gran numeru di ore di travagliu, equivalente à riduce direttamente u costu di produzzione.
In riassuntu, trà l'8 caratteristiche edM di l'elettrodu di grafite, i so vantaghji sò evidenti: l'efficienza di l'elettrodu di fresatura è di u trattamentu di scarica hè significativamente megliu cà quella di l'elettrodu di rame; l'elettrodu grande hà un pesu ridottu, una bona stabilità dimensionale, l'elettrodu sottile ùn hè micca faciule da deformà, è a struttura di a superficia hè megliu cà l'elettrodu di rame.
U svantaghju di u materiale di grafite hè chì ùn hè micca adattatu per u trattamentu di scarica superficiale fina sottu VDI12 (Ra0.4 m), è l'efficienza di l'usu di edM per fà l'elettrodu hè bassa.
Tuttavia, da un puntu di vista praticu, una di e ragioni impurtanti chì influenzanu a prumuzione efficace di i materiali di grafite in Cina hè chì hè necessaria una macchina speciale per a trasfurmazione di grafite per a fresatura di elettrodi, ciò chì mette in avanti novi requisiti per l'attrezzatura di trasfurmazione di l'imprese di stampi, alcune piccule imprese ùn ponu micca avè sta cundizione.
In generale, i vantaghji di l'elettrodi di grafite coprenu a grande maggioranza di l'occasioni di trasfurmazione edM, è sò degni di pupularizazione è applicazione, cù benefici à longu andà cunsiderevuli. A carenza di trasfurmazione di superfici fini pò esse cumpensata da l'usu di elettrodi di rame.
2. Selezzione di materiali d'elettrodi di grafite per EDM
Per i materiali di grafite, ci sò principalmente i seguenti quattru indicatori chì determinanu direttamente a prestazione di i materiali:
1) Diametru mediu di e particelle di u materiale
U diametru mediu di e particelle di u materiale affetta direttamente a cundizione di scarica di u materiale.
Più chjuca hè a particella media di materiale di grafite, più uniforme hè a scarica, più stabile hè a cundizione di scarica, megliu hè a qualità di a superficia è menu hè a perdita.
Più grande hè a dimensione media di e particelle, megliu hè u tassu di rimozione chì pò esse ottenutu in a machinazione sgrossa, ma l'effettu superficiale di finitura hè scarsu è a perdita di l'elettrodu hè grande.
2) A resistenza à a flessione di u materiale
A resistenza à a flessione di un materiale hè un riflessu direttu di a so resistenza, chì indica a strettezza di a so struttura interna.
U materiale cù alta resistenza hà una prestazione di resistenza à scarica relativamente bona. Per l'elettrodu cù alta precisione, u materiale cù bona resistenza deve esse sceltu u più pussibule.
3) Durezza Shore di u materiale
A grafite hè più dura chè i materiali metallichi, è a perdita di l'utensile di taglio hè più grande di quella di u metallu di taglio.
À u listessu tempu, l'alta durezza di u materiale di grafite in u cuntrollu di perdita di scarica hè megliu.
4) A resistività inerente di u materiale
A velocità di scarica di u materiale di grafite cù alta resistività inerente serà più lenta di quella cù bassa resistività.
Più alta hè a resistività inerente, più chjuca hè a perdita di l'elettrodu, ma più alta hè a resistività inerente, più a stabilità di a scarica serà affettata.
Attualmente, ci sò parechji gradi diffirenti di grafite dispunibili da i principali fornitori di grafite di u mondu.
In generale, secondu u diametru mediu di e particelle di i materiali di grafite da classificà, u diametru di e particelle ≤ 4 m hè definitu cum'è grafite fina, e particelle in 5 ~ 10 m sò definite cum'è grafite media, e particelle in 10 m sopra sò definite cum'è grafite grossa.
Più chjucu hè u diametru di e particelle, più caru hè u materiale, u materiale di grafite più adattatu pò esse sceltu secondu i requisiti è u costu di l'EDM.
3. Fabbricazione di l'elettrodu di grafite
L'elettrodu di grafite hè principalmente fattu per fresatura.
Da u puntu di vista di a tecnulugia di trasfurmazione, a grafite è u rame sò dui materiali diffirenti, è e so diverse caratteristiche di tagliu devenu esse ammaestrate.
Sè l'elettrodu di grafite hè trasfurmatu cù u prucessu di l'elettrodu di rame, i prublemi si verificanu inevitabilmente, cum'è a frattura frequente di a foglia, chì richiede l'usu di strumenti di taglio è parametri di taglio adatti.
Machinendu l'elettrodu di grafite più usura di l'utensili di l'elettrodu di rame, in quantu à a cunsiderazione ecunomica, a scelta di l'utensili di carburo hè a più ecunomica, sceglie l'utensili di rivestimentu di diamanti (chjamati cultellu di grafite) u prezzu hè più caru, ma l'utensili di rivestimentu di diamanti anu una longa vita di serviziu, alta precisione di trasfurmazione, u benefiziu ecunomicu generale hè bonu.
A dimensione di l'angulu frontale di l'utensile affetta ancu a so durata di vita, l'angulu frontale di 0° di l'utensile serà finu à u 50% più altu ch'è l'angulu frontale di 15° di a durata di vita di l'utensile, a stabilità di tagliu hè ancu megliu, ma più grande hè l'angulu, megliu hè a superficia di machinazione, l'usu di l'angulu di 15° di l'utensile pò ottene a megliu superficia di machinazione.
A velocità di taglio in a machinazione pò esse aghjustata secondu a forma di l'elettrodu, di solitu 10 m/min, simile à a machinazione di l'aluminiu o di a plastica, l'utensile di taglio pò esse direttamente sopra è fora di a pezza in a machinazione sgrossa, è u fenomenu di u colapsu di l'angulu è di a frammentazione hè faciule da accade in a machinazione di finitura, è u modu di caminata rapida di u cultellu ligeru hè spessu aduttatu.
L'elettrodu di grafite in u prucessu di tagliu pruducerà assai polvere, per evità chì e particelle di grafite sianu inalate da u mandrinu è a vite di a macchina, ci sò duie suluzioni principali attualmente, una hè di utilizà una macchina speciale per a trasfurmazione di grafite, l'altra hè u rifacimentu ordinariu di u centru di trasfurmazione, equipatu cù un dispositivu speciale di raccolta di polvere.
A fresatrice speciale à alta velocità in grafite dispunibule nantu à u mercatu hà una alta efficienza di fresatura è pò cumpletà facilmente a fabricazione di elettrodi cumplessi cù alta precisione è bona qualità di superficia.
Sè l'EDM hè necessaria per fà un elettrodu di grafite, hè cunsigliatu di utilizà un materiale di grafite fina cù un diametru di particelle più chjucu.
A prestazione di machinazione di a grafite hè scarsa, più chjucu hè u diametru di e particelle, più alta hè l'efficienza di taglio, è si ponu evità i prublemi anormali cum'è a rottura frequente di u filu è a frangia superficiale.
4.Parametri EDM di l'elettrodu di grafite
A selezzione di i parametri EDM di grafite è rame hè abbastanza diversa.
I parametri di l'EDM includenu principalmente a corrente, a larghezza di l'impulsu, u gap di l'impulsu è a polarità.
Quì sottu si descrive a basa per l'usu raziunale di sti parametri principali.
A densità di corrente di l'elettrodu di grafite hè generalmente 10~12 A/cm2, assai più grande di quella di l'elettrodu di rame. Dunque, in u range di corrente permessu in l'area currispundente, più grande hè a corrente scelta, più rapida serà a velocità di trasfurmazione di scarica di grafite, più chjuca serà a perdita di l'elettrodu, ma a rugosità superficiale serà più spessa.
Più grande hè a larghezza di l'impulsu, più bassa serà a perdita di l'elettrodu.
Tuttavia, una larghezza d'impulsu più grande peghjurerà a stabilità di u prucessu, è a velocità di prucessu serà più lenta è a superficia più ruvida.
Per assicurà una bassa perdita di l'elettrodu durante a lavorazione sgrossa, si usa di solitu una larghezza di impulsu relativamente grande, chì pò realizà efficacemente una lavorazione à bassa perdita di l'elettrodu di grafite quandu u valore hè trà 100 è 300 US.
Per ottene una superficia fina è un effettu di scarica stabile, deve esse scelta una larghezza d'impulsu più chjuca.
In generale, a larghezza di l'impulsu di l'elettrodu di grafite hè circa 40% inferiore à quella di l'elettrodu di rame.
U spaziu di l'impulsi affetta principalmente a velocità di machinazione di scarica è a stabilità di machinazione. Più grande hè u valore, megliu serà a stabilità di machinazione, ciò chì hè utile per ottene una migliore uniformità di a superficia, ma a velocità di machinazione serà ridutta.
Sottu à cundizione di assicurà a stabilità di u prucessu, l'efficienza di u prucessu più alta pò esse ottenuta scegliendu un spaziu di impulsi più chjucu, ma quandu u statu di scarica hè instabile, l'efficienza di u prucessu più alta pò esse ottenuta scegliendu un spaziu di impulsi più grande.
In a machinazione di scarica di elettrodi di grafite, u spaziu di l'impulsu è a larghezza di l'impulsu sò generalmente stabiliti à 1: 1, mentre chì in a machinazione di elettrodi di rame, u spaziu di l'impulsu è a larghezza di l'impulsu sò generalmente stabiliti à 1: 3.
Sottu à un trattamentu stabile di grafite, u rapportu di currispundenza trà u spaziu di l'impulsu è a larghezza di l'impulsu pò esse aghjustatu à 2: 3.
In u casu di una piccula distanza di pulsazione, hè beneficu furmà una strata di cupertura nantu à a superficia di l'elettrodu, chì hè utile per riduce a perdita di l'elettrodu.
A selezzione di polarità di l'elettrodu di grafite in EDM hè basicamente a listessa chè quella di l'elettrodu di rame.
Sicondu l'effettu di polarità di l'EDM, a machinazione di polarità pusitiva hè generalmente aduprata quandu si machina l'acciaiu, vale à dì, l'elettrodu hè cunnessu à u polu pusitivu di l'alimentazione, è a pezza hè cunnessa à u polu negativu di l'alimentazione.
Aduprendu una grande currente è larghezza d'impulsu, a selezzione di una machinazione à polarità pusitiva pò ottene una perdita d'elettrodu estremamente bassa. Sè a polarità hè sbagliata, a perdita d'elettrodu diventerà assai grande.
Solu quandu a superficia deve esse trattata finemente menu di VDI18 (Ra0.8 m) è a larghezza di l'impulsu hè assai chjuca, u trattamentu di polarità negativa hè adupratu per ottene una megliu qualità di superficia, ma a perdita di l'elettrodu hè grande.
Avà e macchine utensili CNC edM sò dotate di parametri di machinazione per scarica di grafite.
L'usu di i parametri elettrici hè intelligente è pò esse generatu automaticamente da u sistema espertu di a macchina utensile.
In generale, a macchina pò cunfigurà i parametri di trasfurmazione ottimizzati selezziunendu a coppia di materiali, u tipu d'applicazione, u valore di rugosità superficiale è inserendu l'area di trasfurmazione, a prufundità di trasfurmazione, a scalatura di a dimensione di l'elettrodu, ecc. Durante a prugrammazione.
Imposta per l'elettrodu di grafite di a biblioteca di macchine utensili edm cù parametri di trasfurmazione ricchi, u tipu di materiale pò esse sceltu in a grafite grossa, a grafite, a grafite currisponde à una varietà di materiale di u pezzu di travagliu, per suddivide u tipu d'applicazione per u standard, a scanalatura prufonda, a punta affilata, a grande area, a grande cavità, cum'è a fine, furnisce ancu bassa perdita, standard, alta efficienza è cusì i numerosi tipi di scelta di priorità di trasfurmazione.
5. Cunclusione
U novu materiale di l'elettrodu di grafite vale a pena di esse popularizatu vigorosamente è i so vantaghji saranu gradualmente ricunnisciuti è accettati da l'industria naziunale di fabricazione di stampi.
A selezzione curretta di i materiali di l'elettrodi di grafite è u miglioramentu di i ligami tecnologichi cunnessi porteranu alta efficienza, alta qualità è benefici à bassu costu à l'imprese di fabricazione di stampi.
Data di publicazione: 04 dicembre 2020