1.Grafit malzemelerin EDM özellikleri.
1.1.Tahliye işleme hızı.
Grafit, 3.650 °C gibi çok yüksek bir erime noktasına sahip metal olmayan bir malzemedir, bakırın ise 1.083 °C erime noktası vardır, bu nedenle grafit elektrot daha büyük akım ayar koşullarına dayanabilir.
Deşarj alanı ve elektrot boyutunun ölçeği büyüdükçe, grafit malzemenin yüksek verimli kaba işlenmesinin avantajları daha belirgin hale gelmektedir.
Grafitin ısı iletkenliği bakırın 1/3'ü kadardır ve deşarj işlemi sırasında oluşan ısı metal malzemeleri daha etkili bir şekilde çıkarmak için kullanılabilir. Bu nedenle, grafitin işleme verimliliği orta ve ince işlemede bakır elektrottan daha yüksektir.
İşleme deneyimine göre, doğru kullanım koşulları altında grafit elektrodun deşarj işleme hızı bakır elektrodun deşarj işleme hızından 1,5~2 kat daha hızlıdır.
1.2.Elektrot tüketimi.
Grafit elektrot, yüksek akım koşullarına dayanabilecek karaktere sahiptir, ayrıca uygun kaba işleme ayarı koşulu altında, işleme sırasında üretilen karbon çeliği iş parçalarında içerikteki çıkarma ve çalışma sıvısında yüksek sıcaklıkta karbon parçacıklarının ayrışması, polarite etkisi, içerikteki kısmi çıkarma etkisi altında, karbon parçacıkları elektrot yüzeyine yapışarak koruyucu bir tabaka oluşturur, grafit elektrotun kaba işlemede küçük kayıplara uğramasını veya hatta "sıfır atık" olmasını sağlar.
EDM'deki ana elektrot kaybı kaba işlemeden kaynaklanır. Son işlem ayar koşullarında kayıp oranı yüksek olsa da, parçalar için ayrılan küçük işleme payı nedeniyle genel kayıp da düşüktür.
Genel olarak, büyük akımlı kaba işlemede grafit elektrodun kaybı bakır elektrodun kaybından daha az ve finiş işlemede bakır elektrodun kaybından biraz daha fazladır. Grafit elektrodun elektrot kaybı benzerdir.
1.3.Yüzey kalitesi.
Grafit malzemenin parçacık çapı, EDM'nin yüzey pürüzlülüğünü doğrudan etkiler. Çap ne kadar küçük olursa, o kadar düşük yüzey pürüzlülüğü elde edilebilir.
Birkaç yıl önce çapı 5 mikron olan parçacık phi grafit malzeme kullanılarak en iyi yüzey sadece VDI18 edm (Ra0.8 mikron) elde edilebiliyordu, günümüzde grafit malzemelerin tane çapı phi'nin 3 mikron yakınına kadar elde edilebiliyor, en iyi yüzey kararlı VDI12 edm (Ra0.4 μm) veya daha gelişmiş bir seviyeye, ancak grafit elektrot ayna edm'e ulaşabiliyor.
Bakır malzeme düşük özdirençliliğe ve kompakt yapıya sahiptir ve zor koşullar altında stabil bir şekilde işlenebilir. Yüzey pürüzlülüğü Ra0.1 m'den az olabilir ve ayna ile işlenebilir.
Bu nedenle, eğer deşarj işleme aşırı ince yüzey peşindeyse, elektrot olarak bakır malzeme kullanmak daha uygundur, bu da bakır elektrodun grafit elektroda göre en büyük avantajıdır.
Ancak büyük akım ayarı koşulu altında bakır elektrot, elektrot yüzeyinin pürüzlü hale gelmesi, hatta çatlak oluşması kolaydır ve grafit malzemelerde bu sorun olmaz, kalıp işleme hakkında VDI26 (Ra2.0 mikron) için yüzey pürüzlülük gereksinimi, grafit elektrot kullanılarak kaba işlemeden inceye kadar yapılabilir, düzgün yüzey etkisi ve yüzey kusurları gerçekleştirilir.
Ayrıca, grafit ve bakırın farklı yapısı nedeniyle, grafit elektrodun yüzey deşarj korozyon noktası bakır elektrodunkinden daha düzenlidir. Bu nedenle, VDI20 veya üzeri aynı yüzey pürüzlülüğü işlendiğinde, grafit elektrodun işlediği iş parçasının yüzey granülaritesi daha belirgindir ve bu tane yüzey etkisi bakır elektrodun deşarj yüzey etkisinden daha iyidir.
1.4.İşleme hassasiyeti.
Grafit malzemenin termal genleşme katsayısı küçüktür, bakır malzemenin termal genleşme katsayısı grafit malzemenin 4 katıdır, bu nedenle deşarj işleminde grafit elektrot bakır elektrottan daha az deformasyona eğilimlidir, bu da daha kararlı ve güvenilir işleme doğruluğu elde edilebilir.
Özellikle derin ve dar kaburga işlendiğinde, lokal yüksek sıcaklık bakır elektrodun kolayca bükülmesine neden olurken, grafit elektrodun bükülmesine neden olmaz.
Derinlik-çap oranı büyük olan bakır elektrotlarda, işleme ayarı sırasında boyutu düzeltmek için belirli bir termal genleşme değerinin telafi edilmesi gerekirken, grafit elektrota gerek yoktur.
1.5.Elektrot ağırlığı.
Grafit malzemesi bakırdan daha az yoğunluğa sahiptir ve aynı hacimdeki grafit elektrodun ağırlığı bakır elektrodun ağırlığının sadece 1/5'i kadardır.
Grafit kullanımının büyük hacimli elektrot için çok uygun olduğu görülebilir, bu da EDM takım tezgahının milinin yükünü büyük ölçüde azaltır. Elektrot, büyük ağırlığı nedeniyle sıkıştırmada rahatsızlığa neden olmaz ve işlemede sapma yer değiştirmesi üretir, vb. Büyük ölçekli kalıp işlemede grafit elektrot kullanmanın büyük önem taşıdığı görülebilir.
1.6.Elektrot üretim zorluğu.
Grafit malzemenin işleme performansı iyidir. Kesme direnci bakırın sadece 1/4'üdür. Doğru işleme koşulları altında, grafit elektrodu frezelemenin verimliliği bakır elektrodun 2~3 katıdır.
Grafit elektrotun açılı olarak temizlenmesi kolaydır ve birden fazla elektrotla işlenmesi gereken iş parçasının tek bir elektrota işlenmesinde kullanılabilir.
Grafit malzemesinin benzersiz parçacık yapısı, elektrot frezeleme ve şekillendirme sonrasında çapak oluşmasını önler, bu da karmaşık modellemede çapakların kolayca giderilemediği durumlarda kullanım gereksinimlerini doğrudan karşılayabilir, böylece elektrotun manuel olarak parlatılması sürecini ortadan kaldırır ve parlatmadan kaynaklanan şekil değişikliği ve boyut hatasının önüne geçer.
Unutulmamalıdır ki grafit toz biriktiren bir malzeme olduğundan, grafitin öğütülmesi sırasında çok fazla toz oluşacaktır, bu nedenle öğütme makinesinde mutlaka conta ve toz toplama tertibatı bulunmalıdır.
Grafit elektrodu işlemek için edM kullanılması gerekiyorsa, işleme performansı bakır malzeme kadar iyi değildir, kesme hızı bakırdan yaklaşık %40 daha yavaştır.
1.7.Elektrot montajı ve kullanımı.
Grafit malzemesi iyi bir bağlama özelliğine sahiptir. Elektrodu frezeleyerek ve boşaltarak grafiti fikstürle bağlamak için kullanılabilir, bu da elektrot malzemesi üzerindeki vida deliğini işleme prosedüründen tasarruf sağlayabilir ve çalışma süresinden tasarruf sağlayabilir.
Grafit malzemesi nispeten kırılgandır, özellikle küçük, dar ve uzun elektrot, kullanım sırasında dış bir kuvvete maruz kaldığında kolayca kırılır, ancak elektrotun hasar gördüğünü hemen anlayabilirsiniz.
Bakır elektrot ise sadece bükülecek ve kırılmayacaktır, bu da kullanım sürecinde bulunması çok tehlikeli ve zordur ve iş parçasının hurdaya ayrılmasına kolayca yol açacaktır.
1.8.Fiyat.
Bakır malzemesi yenilenemeyen bir kaynak olduğundan fiyat eğilimi giderek daha pahalı hale gelecektir, grafit malzemesinin fiyatı ise sabitlenme eğilimindedir.
Bakır malzeme fiyatı son yıllarda yükseliyor, grafitin büyük üreticileri grafit üretim süreçlerini iyileştirerek rekabet avantajı sağlıyor, şimdi aynı hacim altında, grafit elektrot malzeme fiyatının genelliği ve bakır elektrot malzeme fiyatı oldukça düşük, ancak grafit daha verimli bir şekilde işlenebilir, bakır elektrot kullanımıyla çok sayıda çalışma saatinden tasarruf edilebilir, bu da doğrudan üretim maliyetini düşürmeye eşdeğerdir.
Özetle, grafit elektrodun 8 edM özelliği arasında avantajları açıktır: öğütme elektrodunun ve deşarj işleminin verimliliği bakır elektrodunkinden önemli ölçüde daha iyidir; büyük elektrodun ağırlığı küçüktür, boyutsal kararlılığı iyidir, ince elektrodun deformasyonu kolay değildir ve yüzey dokusu bakır elektroddan daha iyidir.
Grafit malzemenin dezavantajı, VDI12 (Ra0.4 m) altında ince yüzey deşarj işlemine uygun olmaması ve edM'yi elektrot yapımında kullanmanın verimliliğinin düşük olmasıdır.
Ancak pratik açıdan bakıldığında, Çin'de grafit malzemelerin etkili bir şekilde tanıtımını etkileyen önemli nedenlerden biri, elektrotların frezelenmesi için özel grafit işleme makinesine ihtiyaç duyulması ve bu durumun kalıp işletmelerinin işleme ekipmanları için yeni gereksinimler ortaya koyması olup, bazı küçük işletmelerde bu koşul bulunmayabilir.
Genel olarak, grafit elektrotların avantajları edM işleme durumlarının büyük çoğunluğunu kapsar ve önemli uzun vadeli faydalarla popülerleştirmeye ve uygulamaya değerdir. İnce yüzey işleme eksikliği bakır elektrotların kullanımıyla telafi edilebilir.
2.EDM için grafit elektrot malzemelerinin seçimi
Grafit malzemeler için malzemelerin performansını doğrudan belirleyen başlıca dört gösterge vardır:
1) Malzemenin ortalama parçacık çapı
Malzemenin ortalama parçacık çapı, malzemenin deşarj durumunu doğrudan etkiler.
Grafit malzemenin ortalama parçacığı ne kadar küçükse, deşarj o kadar düzgün, deşarj koşulu o kadar kararlı, yüzey kalitesi o kadar iyi ve kayıp o kadar az olur.
Ortalama parçacık boyutu ne kadar büyükse, kaba işlemede o kadar iyi giderim oranı elde edilebilir, ancak son işlemin yüzey etkisi zayıftır ve elektrot kaybı büyüktür.
2) Malzemenin eğilme mukavemeti
Bir malzemenin eğilme dayanımı, onun mukavemetinin doğrudan bir yansıması olup, iç yapısının sıkılığını gösterir.
Yüksek mukavemetli malzeme nispeten iyi deşarj direnci performansına sahiptir. Yüksek hassasiyetli elektrot için mümkün olduğunca iyi mukavemetli malzeme seçilmelidir.
3) Malzemenin Shore sertliği
Grafit, metal malzemelere göre daha serttir ve kesici takımdaki kayıp, kesici metaldeki kayıptan daha fazladır.
Aynı zamanda grafit malzemenin sertliğinin yüksek olması deşarj kaybı kontrolünde daha iyidir.
4) Malzemenin doğal direnci
Yüksek özdirençli grafit malzemenin deşarj hızı, düşük özdirençli grafit malzemeye göre daha yavaş olacaktır.
İçsel özdirenç ne kadar yüksek olursa elektrot kaybı o kadar az olur, fakat içsel özdirenç ne kadar yüksek olursa deşarjın kararlılığı etkilenecektir.
Günümüzde dünyanın önde gelen grafit tedarikçileri tarafından pek çok farklı kalitede grafit temin edilebilmektedir.
Genel olarak sınıflandırılacak grafit malzemelerin ortalama parçacık çapına göre, parçacık çapı ≤ 4 m olan parçacıklar ince grafit, 5~10 m arasındaki parçacıklar orta grafit, 10 m'nin üzerindeki parçacıklar ise iri grafit olarak tanımlanır.
Parçacık çapı ne kadar küçükse, malzeme o kadar pahalı olacağından, EDM gereksinimlerine ve maliyetine göre daha uygun grafit malzeme seçilebilir.
3.Grafit elektrot imalatı
Grafit elektrot esas olarak frezeleme yoluyla üretilir.
İşleme teknolojisi açısından grafit ve bakır iki farklı malzemedir ve farklı kesme özelliklerine hakim olunması gerekir.
Grafit elektrodun bakır elektrod işlemine tabi tutulması durumunda, sacın sık sık kırılması gibi sorunlar kaçınılmaz olarak ortaya çıkacaktır ki, bu da uygun kesici takımların ve kesme parametrelerinin kullanılmasını gerektirir.
Grafit elektrot işleme takımları bakır elektrot işleme takımlarından daha fazla aşınır, ekonomik açıdan karbür takım seçimi en ekonomik olanıdır, elmas kaplama takımı (grafit bıçağı olarak adlandırılır) fiyatı daha pahalıdır, ancak elmas kaplama takımının kullanım ömrü uzundur, yüksek işleme hassasiyeti vardır, genel ekonomik faydası iyidir.
Aletin ön açısının boyutu da kullanım ömrünü etkiler, aletin 0° ön açısı, aletin 15° ön açısına göre %50'ye kadar daha fazla kullanım ömrüne sahip olur, kesme kararlılığı da daha iyidir, ancak açı ne kadar büyükse, işleme yüzeyi de o kadar iyi olur, aletin 15° açısının kullanılması en iyi işleme yüzeyini elde edebilir.
İşleme sırasında kesme hızı, genellikle alüminyum veya plastik işlemede olduğu gibi 10 m/dak olan elektrodun şekline göre ayarlanabilir, kaba işlemede kesici takım doğrudan iş parçasının üzerine ve dışına konulabilir ve açı çökmesi ve parçalanma olayı, son işlemede kolayca meydana gelir ve hafif bıçak hızlı yürüyüşü yolu sıklıkla benimsenir.
Kesme işlemi sırasında grafit elektrot çok fazla toz üretecektir, grafit parçacıklarının makine mili ve vidası tarafından solunmasını önlemek için şu anda iki ana çözüm vardır, biri özel bir grafit işleme makinesi kullanmak, diğeri ise özel bir toz toplama cihazı ile donatılmış sıradan işleme merkezini yeniden düzenlemektir.
Piyasadaki özel grafit yüksek hızlı freze makinesi yüksek frezeleme verimliliğine sahip olup, yüksek hassasiyet ve iyi yüzey kalitesiyle karmaşık elektrotların üretimini kolayca tamamlayabilmektedir.
Grafit elektrot yapımında EDM gerekiyorsa, daha küçük parçacık çapına sahip ince grafit malzemesinin kullanılması önerilir.
Grafitin işleme performansı zayıftır, parçacık çapı ne kadar küçük olursa kesme verimi o kadar yüksek olur ve sık tel kopması ve yüzey saçılması gibi anormal problemler önlenebilir.
4.Grafit elektrodun EDM parametreleri
Grafit ve bakırın EDM parametrelerinin seçimi oldukça farklıdır.
EDM'nin parametreleri esas olarak akım, darbe genişliği, darbe aralığı ve polaritedir.
Aşağıda bu önemli parametrelerin rasyonel kullanımının dayanakları açıklanmaktadır.
Grafit elektrodun akım yoğunluğu genellikle 10~12 A/cm2'dir, bakır elektrodunkinden çok daha büyüktür. Bu nedenle, karşılık gelen alanda izin verilen akım aralığı içinde, akım ne kadar büyük seçilirse, grafit deşarj işleme hızı o kadar hızlı olur, elektrot kaybı o kadar küçük olur, ancak yüzey pürüzlülüğü daha kalın olur.
Darbe genişliği ne kadar büyük olursa elektrot kaybı o kadar düşük olur.
Ancak daha büyük bir darbe genişliği, işleme kararlılığını kötüleştirecek, işleme hızını yavaşlatacak ve yüzeyi daha pürüzlü hale getirecektir.
Kaba işleme sırasında düşük elektrot kaybını sağlamak için genellikle nispeten büyük bir darbe genişliği kullanılır ve bu değer 100 ile 300 US arasında olduğunda grafit elektrotun düşük kayıpla işlenmesi etkili bir şekilde gerçekleştirilebilir.
İyi yüzey ve kararlı deşarj etkisi elde etmek için daha küçük darbe genişliği seçilmelidir.
Genel olarak, grafit elektrodun darbe genişliği bakır elektrodunkinden yaklaşık %40 daha azdır
Darbe aralığı esas olarak deşarj işleme hızını ve işleme kararlılığını etkiler. Değer ne kadar büyükse, işleme kararlılığı o kadar iyi olur ve bu da daha iyi yüzey düzgünlüğü elde etmek için faydalıdır, ancak işleme hızı düşecektir.
İşleme kararlılığının sağlanması koşulunda, daha küçük darbe aralığı seçilerek daha yüksek işleme verimliliği elde edilebilir, ancak deşarj durumu kararsız olduğunda, daha büyük darbe aralığı seçilerek daha yüksek işleme verimliliği elde edilebilir.
Grafit elektrot deşarj işlemede, darbe aralığı ve darbe genişliği genellikle 1:1 olarak ayarlanırken, bakır elektrot işlemede, darbe aralığı ve darbe genişliği genellikle 1:3 olarak ayarlanır.
Kararlı grafit işleme altında, darbe aralığı ile darbe genişliği arasındaki uyum oranı 2:3'e ayarlanabilir.
Küçük darbe açıklığı durumunda elektrot yüzeyinde bir örtü tabakasının oluşturulması elektrot kaybını azaltmaya yardımcı olur.
EDM'de grafit elektrodun polarite seçimi temel olarak bakır elektrodun polarite seçimiyle aynıdır.
EDM'nin polarite etkisine göre, kalıp çeliği işlenirken genellikle pozitif polarite işleme kullanılır, yani elektrot güç kaynağının pozitif kutbuna, iş parçası ise güç kaynağının negatif kutbuna bağlanır.
Büyük akım ve darbe genişliği kullanarak, pozitif polarite işlemeyi seçmek son derece düşük elektrot kaybı sağlayabilir. Polarite yanlışsa, elektrot kaybı çok büyük olacaktır.
Sadece yüzeyin VDI18 (Ra0.8 m)'den daha ince işlenmesi istendiğinde ve darbe genişliği çok küçük olduğunda, daha iyi yüzey kalitesi elde etmek için negatif polarite işlemi kullanılır, ancak elektrot kaybı büyüktür.
Artık CNC edM takım tezgahları grafit boşaltma işleme parametreleriyle donatılmıştır.
Elektriksel parametrelerin kullanımı akıllıdır ve takım tezgahının uzman sistemi tarafından otomatik olarak üretilebilir.
Genel olarak, makine programlama sırasında malzeme çifti, uygulama tipi, yüzey pürüzlülük değeri seçilerek ve işleme alanı, işleme derinliği, elektrot boyutu ölçeklemesi vb. girilerek optimize edilmiş işleme parametrelerini yapılandırabilir.
Edm takım tezgahı kütüphanesinin grafit elektrodu için zengin işleme parametreleri ayarlayın, malzeme türü kaba grafit, grafit, grafit çeşitli iş parçası malzemesine karşılık gelir, uygulama türünü standart, derin oluk, keskin nokta, geniş alan, geniş boşluk gibi alt bölümlere ayırmak için ince gibi, ayrıca düşük kayıp, standart, yüksek verimlilik vb. birçok işleme önceliği seçeneği sağlar.
5.Sonuç
Yeni grafit elektrot malzemesinin hızla yaygınlaştırılması gerekmektedir ve avantajları yerli kalıp imalat sanayi tarafından giderek tanınacak ve kabul görecektir.
Grafit elektrot malzemelerinin doğru seçimi ve ilgili teknolojik bağlantıların iyileştirilmesi, kalıp üretim işletmelerine yüksek verimlilik, yüksek kalite ve düşük maliyet avantajı getirecektir.
Gönderi zamanı: 04-Aralık-2020