1. Grafit materiallarining EDM xususiyatlari.
1.1. Chiqarish tezligi.
Grafit metall bo'lmagan material bo'lib, juda yuqori erish nuqtasi 3650 ° C, misning erish nuqtasi esa 1083 ° C, shuning uchun grafit elektrod yuqori tok sozlamalari sharoitlariga bardosh bera oladi.
Chiqarish maydoni va elektrod o'lchamining masshtabi kattaroq bo'lganda, grafit materialini yuqori samarali qo'pol ishlov berishning afzalliklari aniqroq bo'ladi.
Grafitning issiqlik o'tkazuvchanligi misning 1/3 qismini tashkil qiladi va tushirish jarayonida hosil bo'lgan issiqlik metall materiallarni samaraliroq olib tashlash uchun ishlatilishi mumkin. Shuning uchun, o'rta va nozik ishlov berishda grafitning ishlov berish samaradorligi mis elektrodiga qaraganda yuqori.
Qayta ishlash tajribasiga ko'ra, to'g'ri foydalanish sharoitida grafit elektrodining tushirish tezligi mis elektrodiga qaraganda 1,5 ~ 2 baravar tezroq.
1.2. Elektrod sarfi.
Grafit elektrod yuqori oqim sharoitlariga bardosh bera oladigan xususiyatga ega, bundan tashqari, ishlov berish jarayonida hosil bo'lgan uglerod po'latdan yasalgan ish qismlarini tegishli qo'pollik sharoitida, tarkibidagi uglerod zarralarini yuqori haroratda parchalashda olib tashlash va ishchi suyuqlikni o'z ichiga olgan holda, qutblanish effekti, tarkibidagi qisman olib tashlash ta'sirida uglerod zarralari elektrod yuzasiga yopishib, himoya qatlamini hosil qiladi, qo'pol ishlov berishda grafit elektrodining kichik yo'qotishlarini yoki hatto "nol chiqindi" ni ta'minlaydi.
EDM da elektrodlarning asosiy yo'qotilishi qo'pol ishlov berishdan kelib chiqadi. Pardozlash sharoitida yo'qotish darajasi yuqori bo'lsa-da, qismlar uchun ajratilgan kichik ishlov berish imkoniyati tufayli umumiy yo'qotish ham past bo'ladi.
Umuman olganda, katta tok bilan qo'pol ishlov berishda grafit elektrodining yo'qotilishi mis elektrodiga qaraganda kamroq va pardozlashda mis elektrodiga qaraganda biroz ko'proq. Grafit elektrodining elektrod yo'qotilishi ham shunga o'xshash.
1.3. Sirt sifati.
Grafit materialining zarracha diametri EDM sirt pürüzlülüğüne bevosita ta'sir qiladi. Diametr qanchalik kichik bo'lsa, sirt pürüzlülüğü shunchalik past bo'ladi.
Bir necha yil oldin, diametri 5 mikron bo'lgan grafit materialidan foydalangan holda, eng yaxshi sirt faqat VDI18 edm (Ra0.8 mikron) ga erishishi mumkin edi, hozirgi kunda grafit materiallarining don diametri 3 mikron ichida pH ga erishishga muvaffaq bo'ldi, eng yaxshi sirt barqaror VDI12 edm (Ra0.4 mum m) yoki undan murakkabroq darajaga erishishi mumkin, ammo grafit elektrodi oyna edm ga o'xshaydi.
Mis materiali past qarshilikka va ixcham tuzilishga ega va qiyin sharoitlarda barqaror ishlov berilishi mumkin. Sirt pürüzlülüğü Ra0.1 m dan kam bo'lishi mumkin va uni oyna yordamida qayta ishlash mumkin.
Shunday qilib, agar tushirish ishlovi juda nozik sirtni ta'qib qilsa, mis materialini elektrod sifatida ishlatish ko'proq mos keladi, bu mis elektrodining grafit elektrodiga nisbatan asosiy afzalligi hisoblanadi.
Ammo mis elektrod katta oqim sozlamalari sharoitida elektrod yuzasi qo'pol bo'lib, hatto yorilib ketishi mumkin va grafit materiallarida bu muammo bo'lmaydi. VDI26 (Ra2.0 mikron) uchun sirt pürüzlülüğü talabi qolipni qayta ishlash haqida. Grafit elektrod yordamida qo'poldan nozik ishlov berishgacha bo'lgan ishlov berish bir xil sirt effektini va sirt nuqsonlarini amalga oshirishi mumkin.
Bundan tashqari, grafit va misning tuzilishi har xil bo'lgani uchun, grafit elektrodining sirt chiqarish korroziya nuqtasi mis elektrodiga qaraganda muntazamroq. Shuning uchun, VDI20 yoki undan yuqori sirt pürüzlülüğü qayta ishlanganda, grafit elektrodi bilan ishlov berilgan ish qismining sirt donadorligi aniqroq bo'ladi va bu dona sirt effekti mis elektrodining chiqarish sirt effektidan yaxshiroqdir.
1.4. Ishlov berish aniqligi.
Grafit materialining issiqlik kengayish koeffitsienti kichik, mis materialining issiqlik kengayish koeffitsienti grafit materialining issiqlik kengayish koeffitsientidan 4 baravar yuqori, shuning uchun tushirish jarayonida grafit elektrodi mis elektrodiga qaraganda deformatsiyaga kamroq moyil bo'ladi, bu esa yanada barqaror va ishonchli ishlov berish aniqligini ta'minlaydi.
Ayniqsa, chuqur va tor qovurg'a ishlov berilganda, mahalliy yuqori harorat mis elektrodining osongina egilishiga olib keladi, ammo grafit elektrodi buzilmaydi.
Katta chuqurlik-diametr nisbatiga ega mis elektrod uchun, ishlov berish vaqtida o'lchamni to'g'rilash uchun ma'lum bir issiqlik kengayish qiymatini qoplash kerak, grafit elektrod esa talab qilinmaydi.
1.5. Elektrod og'irligi.
Grafit materiali misdan kamroq zichlikka ega va bir xil hajmdagi grafit elektrodining og'irligi mis elektrodining og'irligining atigi 1/5 qismiga teng.
Ko'rinib turibdiki, grafitdan foydalanish katta hajmli elektrodlar uchun juda mos keladi, bu esa EDM dastgohi shpindelining yukini sezilarli darajada kamaytiradi. Elektrod katta og'irligi tufayli siqishda noqulaylik tug'dirmaydi va ishlov berishda defleksiya siljishini keltirib chiqaradi va hokazo. Katta hajmli qolipni qayta ishlashda grafit elektrodidan foydalanish juda muhimligini ko'rish mumkin.
1.6. Elektrod ishlab chiqarishning qiyinligi.
Grafit materialining ishlov berish samaradorligi yaxshi. Kesish qarshiligi misning atigi 1/4 qismiga teng. To'g'ri ishlov berish sharoitida grafit elektrodini frezalash samaradorligi mis elektrodining samaradorligidan 2 ~ 3 baravar yuqori.
Grafit elektrodi burchakni tozalash oson va u bir nechta elektrodlar bilan bitta elektrodga ishlov berilishi kerak bo'lgan ish qismini qayta ishlash uchun ishlatilishi mumkin.
Grafit materialining noyob zarracha tuzilishi elektrod frezalash va shakllantirishdan keyin burmalar paydo bo'lishining oldini oladi, bu esa murakkab modellashtirishda burmalar osongina olib tashlanmaganda foydalanish talablariga bevosita javob berishi mumkin, shu bilan elektrodni qo'lda abrazivlash jarayonini bartaraf etadi va abrazivlash natijasida shakl o'zgarishi va o'lcham xatosining oldini oladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, grafit chang to'planishi sababli, grafitni frezalash juda ko'p chang hosil qiladi, shuning uchun frezalash mashinasida muhr va chang yig'ish moslamasi bo'lishi kerak.
Agar grafit elektrodini qayta ishlash uchun edM dan foydalanish kerak bo'lsa, uning ishlov berish ko'rsatkichi mis materiali kabi yaxshi emas, kesish tezligi misga qaraganda taxminan 40% sekinroq.
1.7. Elektrodni o'rnatish va ishlatish.
Grafit materiali yaxshi bog'lanish xususiyatiga ega. U elektrodni frezalash va tushirish orqali grafitni armatura bilan bog'lash uchun ishlatilishi mumkin, bu esa elektrod materialidagi vintli teshikni qayta ishlash jarayonini va ish vaqtini tejashga yordam beradi.
Grafit materiali nisbatan mo'rt, ayniqsa kichik, tor va uzun elektrod, tashqi kuch ta'sirida foydalanish paytida sindirish oson, ammo elektrod shikastlanganligini darhol bilish mumkin.
Agar bu mis elektrod bo'lsa, u faqat egilib, sinmaydi, bu juda xavfli va foydalanish jarayonida topish qiyin, va bu ish qismining parchalanishiga olib kelishi mumkin.
1.8. Narxi.
Mis materiali qayta tiklanmaydigan resurs bo'lib, narx tendentsiyasi tobora qimmatlashib boradi, grafit materialining narxi esa barqarorlashishga moyildir.
So'nggi yillarda mis materialining narxi oshgani sayin, yirik grafit ishlab chiqaruvchilari grafit ishlab chiqarish jarayonini takomillashtirish orqali raqobatbardosh ustunlikka erishmoqdalar. Hozirda bir xil hajmda grafit elektrod materialining narxi va mis elektrod materiallarining narxi umumiyligi ancha yuqori, ammo grafit samarali ishlov berishga erishishi mumkin, bu esa mis elektroddan foydalanishga qaraganda ko'p ish vaqtini tejashga, ishlab chiqarish xarajatlarini to'g'ridan-to'g'ri kamaytirishga teng.
Xulosa qilib aytganda, grafit elektrodining 8 edM xususiyatlari orasida uning afzalliklari aniq: frezalash elektrodi va tushirishni qayta ishlash samaradorligi mis elektrodiga qaraganda ancha yaxshi; katta elektrod kichik og'irlikka, yaxshi o'lchovli barqarorlikka ega, yupqa elektrodni deformatsiya qilish oson emas va sirt tuzilishi mis elektrodiga qaraganda yaxshiroq.
Grafit materialining kamchiligi shundaki, u VDI12 (Ra0.4 m) ostida nozik sirt zaryadsizlanishini qayta ishlash uchun mos emas va elektrod tayyorlash uchun edM dan foydalanish samaradorligi past.
Biroq, amaliy nuqtai nazardan, Xitoyda grafit materiallarini samarali targ'ib qilishga ta'sir qiluvchi muhim sabablardan biri shundaki, frezalash elektrodlari uchun maxsus grafitni qayta ishlash mashinasi zarur, bu esa qolip korxonalarining qayta ishlash uskunalariga yangi talablarni qo'yadi, ba'zi kichik korxonalarda bu holat bo'lmasligi mumkin.
Umuman olganda, grafit elektrodlarining afzalliklari edM qayta ishlash holatlarining aksariyat qismini qamrab oladi va ommalashtirish va qo'llashga arziydi, uzoq muddatli foyda keltiradi. Nozik sirtni qayta ishlashning kamchiliklarini mis elektrodlaridan foydalanish orqali qoplash mumkin.
2. EDM uchun grafit elektrod materiallarini tanlash
Grafit materiallari uchun asosan materiallarning ishlashini bevosita belgilaydigan quyidagi to'rtta ko'rsatkich mavjud:
1) Materialning o'rtacha zarracha diametri
Materialning o'rtacha zarracha diametri materialning tushirish holatiga bevosita ta'sir qiladi.
Grafit materialining o'rtacha zarrachasi qanchalik kichik bo'lsa, razryad shunchalik bir xil bo'ladi, razryad holati shunchalik barqaror bo'ladi, sirt sifati shunchalik yaxshi bo'ladi va yo'qotish shunchalik kam bo'ladi.
O'rtacha zarracha hajmi qanchalik katta bo'lsa, qo'pol ishlov berishda shuncha yaxshi olib tashlash tezligiga erishish mumkin, ammo pardozlashning sirt effekti yomon va elektrod yo'qotilishi katta.
2) Materialning egilish kuchi
Materialning egilish kuchi uning mustahkamligining bevosita aksidir, bu uning ichki tuzilishining qattiqligini ko'rsatadi.
Yuqori mustahkamlikka ega material nisbatan yaxshi tushirish qarshiligi ko'rsatkichlariga ega. Yuqori aniqlikdagi elektrod uchun iloji boricha yaxshi mustahkamlikka ega material tanlanishi kerak.
3) Materialning qirg'oq qattiqligi
Grafit metall materiallarga qaraganda qattiqroq va kesish asbobining yo'qotilishi kesish metalliga qaraganda ko'proq.
Shu bilan birga, grafit materialining yuqori qattiqligi tushirish yo'qotilishini nazorat qilishda yaxshiroqdir.
4) Materialning o'ziga xos qarshiligi
Yuqori ichki qarshilikka ega grafit materialining tushirish tezligi past qarshilikka ega materialga qaraganda sekinroq bo'ladi.
Ichki qarshilik qanchalik yuqori bo'lsa, elektrod yo'qotilishi shunchalik kichik bo'ladi, ammo ichki qarshilik qanchalik yuqori bo'lsa, zaryadsizlanishning barqarorligiga ta'sir qiladi.
Hozirgi vaqtda dunyoning yetakchi grafit yetkazib beruvchilaridan turli xil grafit navlari mavjud.
Odatda tasniflanadigan grafit materiallarining o'rtacha zarracha diametriga ko'ra, ≤ 4 m zarracha diametri mayda grafit, 5 ~ 10 m zarrachalar o'rtacha grafit, 10 m dan yuqori zarrachalar esa qo'pol grafit deb ta'riflanadi.
Zarracha diametri qanchalik kichik bo'lsa, material shunchalik qimmat bo'ladi va EDM talablari va narxiga ko'ra grafit materiali shunchalik mos keladi.
3. Grafit elektrodini ishlab chiqarish
Grafit elektrod asosan frezalash orqali tayyorlanadi.
Qayta ishlash texnologiyasi nuqtai nazaridan, grafit va mis ikki xil materialdir va ularning turli xil kesish xususiyatlarini o'zlashtirish kerak.
Agar grafit elektrodi mis elektrod jarayoni bilan ishlov berilsa, muqarrar ravishda muammolar yuzaga keladi, masalan, varaqning tez-tez sinishi, bu esa tegishli kesish asboblari va kesish parametrlaridan foydalanishni talab qiladi.
Grafit elektrodini ishlov berish mis elektrod asboblariga qaraganda ancha arzon, iqtisodiy jihatdan karbid asbobini tanlash eng tejamkor hisoblanadi, olmos qoplama asbobini (grafit pichog'i deb ataladi) tanlash narxi qimmatroq, ammo olmos qoplama asbobining xizmat muddati uzoq, ishlov berish aniqligi yuqori, umumiy iqtisodiy foyda yaxshi.
Asbobning old burchagining kattaligi uning ishlash muddatiga ham ta'sir qiladi, asbobning 0° old burchagi asbobning ishlash muddati 15° old burchagidan 50% gacha yuqori bo'ladi, kesish barqarorligi ham yaxshiroq, lekin burchak qanchalik katta bo'lsa, ishlov berish yuzasi shuncha yaxshi bo'ladi, asbobning 15° burchagidan foydalanish eng yaxshi ishlov berish yuzasiga erishishi mumkin.
Mashinada kesish tezligi elektrod shakliga qarab sozlanishi mumkin, odatda 10 m/min, bu alyuminiy yoki plastmassani qayta ishlashga o'xshaydi, kesish asbobi qo'pol ishlov berishda to'g'ridan-to'g'ri ish qismiga va undan tashqariga chiqishi mumkin va burchakning qulashi va parchalanishi hodisasi pardozlash ishlov berishda osonlikcha yuzaga keladi va ko'pincha yengil pichoq bilan tez yurish usuli qo'llaniladi.
Grafit elektrod kesish jarayonida juda ko'p chang hosil qiladi, grafit zarralarini mashina mili va vintiga singdirmaslik uchun hozirda ikkita asosiy yechim mavjud, biri maxsus grafit ishlov berish mashinasidan foydalanish, ikkinchisi esa maxsus chang yig'ish moslamasi bilan jihozlangan oddiy ishlov berish markazini qayta jihozlash.
Bozordagi maxsus grafitli yuqori tezlikli frezalash mashinasi yuqori frezalash samaradorligiga ega va murakkab elektrodlarni yuqori aniqlik va yaxshi sirt sifati bilan ishlab chiqarishni osongina yakunlashi mumkin.
Agar grafit elektrodini tayyorlash uchun EDM kerak bo'lsa, kichikroq zarracha diametriga ega bo'lgan nozik grafit materialidan foydalanish tavsiya etiladi.
Grafitning ishlov berish samaradorligi past, zarracha diametri qanchalik kichik bo'lsa, kesish samaradorligi shuncha yuqori bo'ladi va simlarning tez-tez uzilishi va sirt qirralari kabi g'ayritabiiy muammolarning oldini olish mumkin.
4. Grafit elektrodining EDM parametrlari
Grafit va misning EDM parametrlarini tanlash juda boshqacha.
EDM parametrlari asosan oqim, impuls kengligi, impuls oralig'i va kutupluluğu o'z ichiga oladi.
Quyida ushbu asosiy parametrlardan oqilona foydalanish asoslari keltirilgan.
Grafit elektrodining tok zichligi odatda 10 ~ 12 A / sm2 ni tashkil qiladi, bu mis elektrodinikidan ancha katta. Shuning uchun, mos keladigan maydonda ruxsat etilgan tok oralig'ida, tok qanchalik katta tanlansa, grafit zaryadsizlanishini qayta ishlash tezligi shunchalik tez bo'ladi, elektrod yo'qotilishi shunchalik kichik bo'ladi, lekin sirt pürüzlülüğü qalinroq bo'ladi.
Puls kengligi qanchalik katta bo'lsa, elektrod yo'qotishi shunchalik past bo'ladi.
Biroq, kattaroq impuls kengligi ishlov berish barqarorligini yomonlashtiradi, ishlov berish tezligini sekinlashtiradi va sirtni qo'polroq qiladi.
Dag'al ishlov berish paytida elektrodlarning past yo'qotilishini ta'minlash uchun odatda nisbatan katta impuls kengligi qo'llaniladi, bu esa 100 dan 300 AQSh dollarigacha bo'lgan qiymatda grafit elektrodini past yo'qotish bilan ishlov berishni samarali amalga oshirishi mumkin.
Yupqa sirt va barqaror tushirish effektini olish uchun kichikroq impuls kengligi tanlanishi kerak.
Umuman olganda, grafit elektrodining impuls kengligi mis elektrodiga qaraganda taxminan 40% kamroq
Puls oralig'i asosan tushirish ishlov berish tezligi va ishlov berish barqarorligiga ta'sir qiladi. Qiymat qanchalik katta bo'lsa, ishlov berish barqarorligi shuncha yaxshi bo'ladi, bu esa sirt bir xilligini yaxshilashga yordam beradi, ammo ishlov berish tezligi pasayadi.
Qayta ishlash barqarorligini ta'minlash sharti bilan, kichikroq impuls oralig'ini tanlash orqali yuqori ishlov berish samaradorligiga erishish mumkin, ammo tushirish holati beqaror bo'lganda, kattaroq impuls oralig'ini tanlash orqali yuqori ishlov berish samaradorligiga erishish mumkin.
Grafit elektrodli razryadli ishlov berishda impuls oralig'i va impuls kengligi odatda 1:1 ga o'rnatiladi, mis elektrodli ishlov berishda esa impuls oralig'i va impuls kengligi odatda 1:3 ga o'rnatiladi.
Barqaror grafit ishlov berish sharoitida impuls oralig'i va impuls kengligi o'rtasidagi moslik nisbati 2:3 ga sozlanishi mumkin.
Kichik impulsli klirens holatida, elektrod yuzasida qoplama qatlamini hosil qilish foydalidir, bu esa elektrod yo'qotilishini kamaytirishga yordam beradi.
EDM da grafit elektrodining qutblanish tanlovi asosan mis elektrodiniki bilan bir xil.
EDM ning qutblanish effektiga ko'ra, musbat qutblanishni qayta ishlash odatda qoliplangan po'latni qayta ishlashda qo'llaniladi, ya'ni elektrod quvvat manbaining musbat qutbiga, ish qismi esa quvvat manbaining manfiy qutbiga ulangan.
Katta tok va impuls kengligidan foydalanib, musbat qutbli ishlov berishni tanlash juda past elektrod yo'qotishiga erishishi mumkin. Agar qutblilik noto'g'ri bo'lsa, elektrod yo'qotishi juda katta bo'ladi.
Faqat sirt VDI18 (Ra0.8 m) dan kamroq nozik ishlov berish talab qilinganda va impuls kengligi juda kichik bo'lganda, sirt sifatini yaxshilash uchun manfiy qutblanish ishlovi qo'llaniladi, ammo elektrod yo'qotishi katta bo'ladi.
Endi CNC edM dastgohlari grafit tushirish ishlov berish parametrlari bilan jihozlangan.
Elektr parametrlaridan foydalanish aqlli va dastgoh asbobining ekspert tizimi tomonidan avtomatik ravishda yaratilishi mumkin.
Odatda, mashina dasturlash paytida material juftligini, qo'llanilish turini, sirt pürüzlülüğü qiymatini tanlash va ishlov berish maydonini, ishlov berish chuqurligini, elektrod o'lchamini masshtablashni va boshqalarni kiritish orqali optimallashtirilgan ishlov berish parametrlarini sozlashi mumkin.
Edm dastgohi kutubxonasining grafit elektrodi uchun o'rnatilgan boy ishlov berish parametrlari, material turi qo'pol grafitni tanlashi mumkin, grafit esa turli xil ish qismi materiallariga mos keladi, dastur turiga qarab standart, chuqur yiv, o'tkir uch, katta maydon, katta bo'shliq, masalan, mayda, shuningdek, past yo'qotish, standart, yuqori samaradorlik va boshqa ko'plab ishlov berish turlarini tanlashda ustuvor ahamiyatga ega.
5. Xulosa
Yangi grafit elektrod materiali faol ravishda ommalashishga arziydi va uning afzalliklari asta-sekin mahalliy qolip ishlab chiqarish sanoati tomonidan tan olinadi va qabul qilinadi.
Grafit elektrod materiallarini to'g'ri tanlash va tegishli texnologik aloqalarni takomillashtirish qolip ishlab chiqarish korxonalariga yuqori samaradorlik, yuqori sifat va arzon narxlardagi foyda keltiradi.
Nashr vaqti: 2020-yil 4-dekabr