تطبيق قطب الجرافيت في تصنيع قوالب التفريغ الكهربائي

1. خصائص EDM لمواد الجرافيت.

1.1.Discharge سرعة بالقطع.

الجرافيت مادة غير معدنية ذات نقطة انصهار عالية جدًا تبلغ 3 ، 650 درجة مئوية ، بينما النحاس لديه نقطة انصهار تبلغ 1 ، 083 درجة مئوية ، لذلك يمكن لقطب الجرافيت أن يتحمل ظروف ضبط تيار أكبر.
عندما تكون مساحة التفريغ وحجم الإلكترود أكبر ، فإن مزايا المعالجة الخشنة عالية الكفاءة لمواد الجرافيت تكون أكثر وضوحًا.
الموصلية الحرارية للجرافيت هي 1/3 من النحاس ، ويمكن استخدام الحرارة المتولدة أثناء عملية التفريغ لإزالة المواد المعدنية بشكل أكثر فعالية.لذلك ، فإن كفاءة معالجة الجرافيت أعلى من كفاءة القطب النحاسي في المعالجة المتوسطة والغرامة.
وفقًا لتجربة المعالجة ، فإن سرعة معالجة التفريغ لقطب الجرافيت تكون أسرع بمقدار 1.5 ~ 2 مرة من سرعة القطب النحاسي في ظل ظروف الاستخدام الصحيحة.

1.2 استهلاك القطب.

يتميز قطب الجرافيت بأنه يمكن أن يتحمل ظروف التيار العالي ، بالإضافة إلى ذلك ، في ظل ظروف إعداد التخشين المناسب ، بما في ذلك قطع العمل المصنوعة من الصلب الكربوني التي يتم إنتاجها أثناء إزالة الآلات في المحتوى وسوائل العمل عند تحلل جزيئات الكربون بدرجة حرارة عالية ، وتأثير القطبية ، تحت عملية الإزالة الجزئية للمحتوى ، سوف تلتصق جزيئات الكربون بسطح القطب لتشكيل طبقة واقية ، مما يضمن خسارة صغيرة لقطب الجرافيت في المعالجة الخشنة ، أو حتى "صفر نفايات".
يأتي فقدان القطب الرئيسي في EDM من المعالجة الخشنة.على الرغم من أن معدل الخسارة مرتفع في ظروف الإعداد للإنهاء ، فإن الخسارة الإجمالية منخفضة أيضًا بسبب بدل التصنيع الصغير المخصص للأجزاء.
بشكل عام ، يكون فقدان قطب الجرافيت أقل من فقدان القطب النحاسي في المعالجة الخشنة للتيار الكبير وأكثر قليلاً من فقدان القطب النحاسي في المعالجة النهائية.يتشابه فقدان القطب الكهربائي في قطب الجرافيت.

1.3 جودة السطح.

يؤثر قطر الجسيمات في مادة الجرافيت بشكل مباشر على خشونة سطح EDM.كلما كان القطر أصغر ، يمكن الحصول على خشونة السطح أقل.
قبل بضع سنوات باستخدام مادة الجرافيت phi 5 ميكرون بقطر ، فإن أفضل سطح يمكنه فقط تحقيق VDI18 edm (Ra0.8 ميكرون) ، في الوقت الحاضر ، تمكن قطر حبيبات مواد الجرافيت من تحقيق أفضل سطح في غضون 3 ميكرون من phi يمكن أن يحقق VDI12 edm مستقرًا (Ra0.4 mu m) أو مستوى أكثر تعقيدًا ، لكن قطب الجرافيت يعكس edm.
تتميز المادة النحاسية بمقاومة منخفضة وهيكل مضغوط ، ويمكن معالجتها بثبات في ظل الظروف الصعبة.يمكن أن تكون خشونة السطح أقل من Ra0.1 م ، ويمكن معالجتها بواسطة المرآة.

وبالتالي ، إذا كانت عملية التفريغ تتبع سطحًا ناعمًا للغاية ، فمن الأنسب استخدام مادة النحاس كقطب كهربائي ، وهي الميزة الرئيسية للقطب النحاسي على قطب الجرافيت.
لكن القطب النحاسي في ظل حالة الإعداد الحالي الكبير ، من السهل أن يصبح سطح القطب خشنًا ، ويبدو حتى متصدعًا ، ولن تواجه مواد الجرافيت هذه المشكلة ، ومتطلبات خشونة السطح لـ VDI26 (Ra2.0 ميكرون) حول معالجة القالب ، باستخدام يمكن عمل قطب الجرافيت من المعالجة الخشنة إلى الدقيقة ، ويدرك تأثير السطح المنتظم وعيوب السطح.
بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا للهيكل المختلف للجرافيت والنحاس ، فإن نقطة تآكل التفريغ السطحي لقطب الجرافيت تكون أكثر انتظامًا من القطب الكهربائي النحاسي.لذلك ، عند معالجة نفس خشونة السطح لـ VDI20 أو أعلى ، تكون حبيبات سطح الشغل التي تتم معالجتها بواسطة قطب الجرافيت أكثر وضوحًا ، ويكون تأثير سطح الحبوب هذا أفضل من تأثير سطح التفريغ للقطب النحاسي.

1.4 دقة التشغيل الآلي.

معامل التمدد الحراري لمادة الجرافيت صغير ، ومعامل التمدد الحراري لمادة النحاس 4 مرات من مادة الجرافيت ، لذلك في معالجة التفريغ ، يكون قطب الجرافيت أقل عرضة للتشوه من القطب النحاسي ، والذي يمكن أن يحصل على استقرار و دقة معالجة موثوقة.
خاصة عند معالجة الضلع العميق والضيق ، فإن درجة الحرارة المرتفعة المحلية تجعل قطب النحاس ينحني بسهولة ، لكن قطب الجرافيت لا ينحني.
بالنسبة للإلكترودات النحاسية ذات نسبة العمق والقطر الكبيرة ، يجب تعويض قيمة تمدد حراري معينة لتصحيح الحجم أثناء إعداد المعالجة ، بينما لا يكون قطب الجرافيت مطلوبًا.

1.5.وزن القطب.

مادة الجرافيت أقل كثافة من النحاس ، ووزن قطب الجرافيت من نفس الحجم هو 1/5 فقط من قطب النحاس.
يمكن ملاحظة أن استخدام الجرافيت مناسب جدًا للقطب ذي الحجم الكبير ، مما يقلل بشكل كبير من حمل المغزل لأداة آلة EDM.لن يسبب الإلكترود أي إزعاج في التثبيت بسبب وزنه الكبير ، وسوف ينتج إزاحة انحراف في المعالجة ، وما إلى ذلك. ويمكن ملاحظة أنه من الأهمية بمكان استخدام قطب الجرافيت في معالجة القالب على نطاق واسع.

1.6 صعوبة تصنيع القطب الكهربائي.

أداء التشكيل لمادة الجرافيت جيد.مقاومة القطع هي 1/4 فقط من مقاومة النحاس.في ظل ظروف المعالجة الصحيحة ، تكون كفاءة طحن قطب الجرافيت 2 ~ 3 أضعاف كفاءة القطب النحاسي.
قطب الجرافيت سهل لمسح الزاوية ، ويمكن استخدامه لمعالجة قطعة العمل التي يجب أن يتم إنهاؤها بواسطة عدة أقطاب كهربائية في قطب كهربائي واحد.
هيكل الجسيمات الفريد من مادة الجرافيت يمنع ظهور النتوءات بعد طحن وتشكيل القطب ، والتي يمكن أن تلبي متطلبات الاستخدام مباشرة عندما لا تتم إزالة النتوءات بسهولة في النمذجة المعقدة ، وبالتالي القضاء على عملية التلميع اليدوي للقطب الكهربائي وتجنب الشكل تغيير وحجم الخطأ الناجم عن التلميع.

وتجدر الإشارة إلى أنه نظرًا لأن الجرافيت عبارة عن تراكم للغبار ، فإن طحن الجرافيت سينتج الكثير من الغبار ، لذلك يجب أن تحتوي آلة الطحن على جهاز مانع للتسرب وتجميع الغبار.
إذا كان من الضروري استخدام EDM لمعالجة قطب الجرافيت ، فإن أداء معالجته ليس جيدًا مثل مادة النحاس ، وسرعة القطع أبطأ بحوالي 40٪ من النحاس.

1.7 تركيب القطب الكهربائي واستخدامه.

مادة الجرافيت لها خاصية ربط جيدة.يمكن استخدامه لربط الجرافيت بالتركيبات عن طريق طحن القطب الكهربائي والتفريغ ، مما يوفر إجراء معالجة ثقب المسمار على مادة القطب الكهربائي ويوفر وقت العمل.
مادة الجرافيت هشة نسبيًا ، خاصةً القطب الكهربائي الصغير والضيق والطويل ، والذي يسهل كسره عند تعرضه لقوة خارجية أثناء الاستخدام ، ولكن يمكن أن يعرف على الفور أن القطب قد تعرض للتلف.
إذا كان قطبًا نحاسيًا ، فإنه سينثني فقط ولا ينكسر ، وهو أمر خطير جدًا ويصعب العثور عليه في عملية الاستخدام ، وسيؤدي بسهولة إلى خردة قطعة الشغل.

1.8 السعر.

مادة النحاس هي مورد غير متجدد ، وسيصبح اتجاه السعر أكثر تكلفة ، بينما يميل سعر مادة الجرافيت إلى الاستقرار.
ارتفاع أسعار المواد النحاسية في السنوات الأخيرة ، فإن الشركات المصنعة الرئيسية للجرافيت التي تعمل على تحسين عملية إنتاج الجرافيت تجعل ميزتها التنافسية ، الآن ، تحت نفس الحجم ، وعموم سعر مادة قطب الجرافيت وسعر مواد القطب النحاسي تمامًا ، ولكن يمكن أن يحقق الجرافيت معالجة فعالة ، من استخدام القطب النحاسي لتوفير عدد كبير من ساعات العمل ، أي ما يعادل تقليل تكلفة الإنتاج مباشرة.

باختصار ، من بين خصائص 8 edM لقطب الجرافيت ، فإن مزاياها واضحة: كفاءة طحن القطب ومعالجة التفريغ أفضل بكثير من القطب الكهربائي النحاسي ؛قطب كهربائي كبير له وزن صغير ، ثبات جيد في الأبعاد ، قطب كهربائي رفيع ليس من السهل أن يتشوه ، وملمس السطح أفضل من القطب النحاسي.
عيب مادة الجرافيت هو أنها غير مناسبة لمعالجة التفريغ السطحي الدقيق تحت VDI12 (Ra0.4 م) ، وكفاءة استخدام EDM لصنع القطب الكهربائي منخفضة.
ومع ذلك ، من وجهة نظر عملية ، فإن أحد الأسباب المهمة التي تؤثر على الترويج الفعال لمواد الجرافيت في الصين هو أن آلة معالجة الجرافيت الخاصة ضرورية لطحن الأقطاب الكهربائية ، مما يضع متطلبات جديدة لمعدات معالجة شركات القوالب ، وبعض الشركات الصغيرة قد لا يكون هذا الشرط.
بشكل عام ، تغطي مزايا أقطاب الجرافيت الغالبية العظمى من مناسبات معالجة EDM ، وهي جديرة بالترويج والتطبيق ، مع فوائد كبيرة على المدى الطويل.يمكن تعويض النقص في معالجة الأسطح الدقيقة باستخدام أقطاب نحاسية.

2. اختيار مواد القطب الجرافيت لل EDM

بالنسبة لمواد الجرافيت ، توجد بشكل أساسي المؤشرات الأربعة التالية التي تحدد بشكل مباشر أداء المواد:

1) متوسط ​​قطر الجسيمات للمادة

يؤثر متوسط ​​قطر الجسيمات للمادة بشكل مباشر على حالة تفريغ المادة.
كلما كان متوسط ​​الجسيمات من مادة الجرافيت أصغر ، كلما كان التفريغ أكثر اتساقًا ، وكلما كانت حالة التفريغ أكثر استقرارًا ، كانت جودة السطح أفضل ، وكلما قلت الخسارة.
كلما كان متوسط ​​حجم الجسيمات أكبر ، يمكن الحصول على معدل إزالة أفضل في المعالجة الخشنة ، لكن تأثير السطح للتشطيب ضعيف وفقدان القطب كبير.

2) قوة الانحناء للمادة

قوة الانحناء للمادة هي انعكاس مباشر لقوتها ، مما يشير إلى ضيق هيكلها الداخلي.
تتمتع المواد ذات القوة العالية بأداء مقاومة تفريغ جيد نسبيًا.بالنسبة للقطب الكهربائي ذو الدقة العالية ، يجب اختيار المادة ذات القوة الجيدة قدر الإمكان.

3) صلابة الدعم من المواد

يعتبر الجرافيت أكثر صلابة من المواد المعدنية ، وفقدان أداة القطع أكبر من فقدان معدن القطع.
في الوقت نفسه ، تكون الصلابة العالية لمواد الجرافيت في التحكم في فقد التفريغ أفضل.

4) المقاومة الكامنة للمادة

سيكون معدل تفريغ مادة الجرافيت ذات المقاومة المتأصلة العالية أبطأ من ذلك مع المقاومة المنخفضة.
كلما زادت المقاومة المتأصلة ، قل فقدان القطب ، ولكن كلما زادت المقاومة الكامنة ، سيتأثر استقرار التفريغ.

في الوقت الحاضر ، هناك العديد من درجات الجرافيت المختلفة المتاحة من موردي الجرافيت الرائدين في العالم.
بشكل عام وفقًا لمتوسط ​​قطر الجسيمات لمواد الجرافيت المراد تصنيفها ، يُعرّف قطر الجسيم ≤ 4 م على أنه جرافيت ناعم ، والجسيمات الموجودة في 5 ~ 10 م تُعرّف على أنها جرافيت متوسط ​​، والجسيمات الموجودة في 10 أمتار أعلاه تُعرّف بأنها جرافيت خشن.
كلما كان قطر الجسيمات أصغر ، زادت تكلفة المادة ، ويمكن اختيار مادة الجرافيت الأكثر ملاءمة وفقًا لمتطلبات وتكلفة EDM.

3. تصنيع قطب الجرافيت

يتكون قطب الجرافيت بشكل أساسي من الطحن.
من وجهة نظر تكنولوجيا المعالجة ، يعد الجرافيت والنحاس مادتين مختلفتين ، ويجب إتقان خصائص القطع المختلفة الخاصة بهما.
إذا تمت معالجة قطب الجرافيت بواسطة عملية القطب النحاسي ، فستحدث مشاكل حتمًا ، مثل الكسر المتكرر للصفائح ، والذي يتطلب استخدام أدوات القطع المناسبة ومعلمات القطع.

تشكيل قطب الجرافيت من ارتداء أداة القطب النحاسي ، بناءً على الاعتبارات الاقتصادية ، يعد اختيار أداة كربيد هو الأكثر اقتصادا ، واختيار أداة طلاء الماس (تسمى سكين الجرافيت) السعر أغلى ، ولكن أداة طلاء الماس عمر خدمة طويل ، دقة معالجة عالية ، الفائدة الاقتصادية الشاملة جيدة.
يؤثر حجم الزاوية الأمامية للأداة أيضًا على عمر خدمتها ، وستكون الزاوية الأمامية 0 درجة للأداة أعلى بنسبة تصل إلى 50٪ من الزاوية الأمامية 15 درجة من عمر خدمة الأداة ، كما أن استقرار القطع أفضل ، ولكن أكبر الزاوية ، كلما كان سطح المعالجة أفضل ، يمكن أن يحقق استخدام زاوية 15 درجة للأداة أفضل سطح آلي.
يمكن ضبط سرعة القطع في المعالجة وفقًا لشكل القطب ، عادةً 10 م / دقيقة ، على غرار تصنيع الألومنيوم أو البلاستيك ، يمكن أن تكون أداة القطع مباشرة داخل وخارج قطعة العمل في المعالجة الخشنة ، وظاهرة الزاوية من السهل حدوث الانهيار والتفتت في التشطيب الآلي ، وغالبًا ما يتم اعتماد طريقة المشي السريع للسكين الخفيف.

سينتج قطب الجرافيت في عملية القطع الكثير من الغبار ، لتجنب استنشاق جزيئات الجرافيت المغزل والمسمار ، هناك حلان رئيسيان في الوقت الحاضر ، أحدهما هو استخدام آلة معالجة الجرافيت الخاصة ، والآخر هو مركز المعالجة العادي تجديده ، مزود بجهاز خاص لتجميع الغبار.
تتميز آلة طحن الجرافيت عالية السرعة الخاصة الموجودة في السوق بكفاءة طحن عالية ويمكنها بسهولة إكمال تصنيع الأقطاب الكهربائية المعقدة بدقة عالية وجودة سطح جيدة.

إذا كانت هناك حاجة إلى EDM لصنع قطب من الجرافيت ، فمن المستحسن استخدام مادة جرافيت دقيقة بقطر جزيئي أصغر.
أداء تصنيع الجرافيت ضعيف ، فكلما كان قطر الجسيمات أصغر ، يمكن الحصول على كفاءة القطع الأعلى ، ويمكن تجنب المشكلات غير الطبيعية مثل تكسير الأسلاك المتكرر وهامش السطح.

4. EDM معلمات القطب الجرافيت

يختلف اختيار معلمات EDM للجرافيت والنحاس تمامًا.
تشمل معلمات EDM بشكل أساسي التيار وعرض النبضة وفجوة النبض والقطبية.
فيما يلي وصف لأساس الاستخدام الرشيد لهذه المعلمات الرئيسية.

تبلغ الكثافة الحالية لقطب الجرافيت بشكل عام 10 ~ 12 أمبير / سم 2 ، وهي أكبر بكثير من القطب النحاسي.لذلك ، ضمن نطاق التيار المسموح به في المنطقة المقابلة ، كلما تم تحديد التيار الأكبر ، كلما كانت سرعة معالجة تفريغ الجرافيت أسرع ، كلما كان فقدان القطب أصغر ، لكن خشونة السطح ستكون أكثر سمكًا.

كلما كان عرض النبضة أكبر ، كلما انخفض فقد القطب.
ومع ذلك ، فإن عرض النبضة الأكبر سيجعل استقرار المعالجة أسوأ ، وسرعة المعالجة أبطأ والسطح أكثر خشونة.
من أجل ضمان فقدان منخفض للقطب الكهربي أثناء المعالجة الخشنة ، عادةً ما يتم استخدام عرض نبضة كبير نسبيًا ، والذي يمكن أن يحقق بشكل فعال عملية منخفضة الخسارة لقطب الجرافيت عندما تكون القيمة بين 100 و 300 US.
من أجل الحصول على تأثير تفريغ مستقر وسطح ناعم ، يجب اختيار عرض نبضة أصغر.
بشكل عام ، يكون عرض النبض لقطب الجرافيت أقل بحوالي 40٪ من القطب النحاسي

تؤثر فجوة النبض بشكل أساسي على سرعة معالجة التفريغ واستقرار المعالجة.كلما زادت القيمة ، كان استقرار المعالجة أفضل ، وهو أمر مفيد للحصول على تجانس أفضل للسطح ، ولكن سرعة المعالجة ستنخفض.
في ظل شرط ضمان استقرار المعالجة ، يمكن الحصول على كفاءة معالجة أعلى باختيار فجوة نبضية أصغر ، ولكن عندما تكون حالة التفريغ غير مستقرة ، يمكن الحصول على كفاءة معالجة أعلى باختيار فجوة نبضية أكبر.
في عملية تفريغ قطب الجرافيت ، عادة ما يتم ضبط فجوة النبضة وعرض النبضة عند 1: 1 ، بينما في تصنيع القطب النحاسي ، عادة ما يتم ضبط فجوة النبض وعرض النبض عند 1: 3.
في ظل معالجة الجرافيت المستقرة ، يمكن تعديل نسبة المطابقة بين فجوة النبضة وعرض النبض إلى 2: 3.
في حالة خلوص النبض الصغير ، من المفيد تكوين طبقة تغطية على سطح القطب ، مما يساعد على تقليل فقد القطب.

اختيار قطبية قطب الجرافيت في EDM هو في الأساس نفس قطب القطب النحاسي.
وفقًا لتأثير قطبية EDM ، عادةً ما يتم استخدام آلية قطبية موجبة عند تصنيع قوالب الصلب ، أي أن القطب الكهربائي متصل بالقطب الموجب لمصدر الطاقة ، وقطعة العمل متصلة بالقطب السالب لمصدر الطاقة.
باستخدام عرض كبير للتيار والنبضة ، يمكن أن يؤدي اختيار معالجة قطبية موجبة إلى تحقيق خسارة منخفضة للغاية للقطب الكهربي.إذا كانت القطبية خاطئة ، سيصبح فقد القطب كبيرًا جدًا.
فقط عندما يكون السطح مطلوبًا لمعالجته بشكل جيد أقل من VDI18 (Ra0.8 م) ويكون عرض النبضة صغيرًا جدًا ، يتم استخدام معالجة القطبية السالبة للحصول على جودة سطح أفضل ، ولكن فقدان الإلكترود كبير.

الآن تم تجهيز أدوات آلة CNC edM بمعلمات تصنيع تفريغ الجرافيت.
يعد استخدام المعلمات الكهربائية ذكيًا ويمكن إنشاؤه تلقائيًا بواسطة النظام الخبير لأداة الماكينة.
بشكل عام ، يمكن للآلة تكوين معلمات المعالجة المحسّنة عن طريق تحديد زوج المواد ونوع التطبيق وقيمة خشونة السطح وإدخال منطقة المعالجة وعمق المعالجة وقياس حجم القطب وما إلى ذلك. أثناء البرمجة.
تم تعيين قطب الجرافيت لمعلمات المعالجة الغنية بمكتبة أدوات آلة edm ، يمكن أن يختار نوع المادة في الجرافيت الخشن ، الجرافيت ، الجرافيت الذي يتوافق مع مجموعة متنوعة من مواد الشغل ، لتقسيم نوع التطبيق للأخدود القياسي العميق ، نقطة حادة ، كبيرة المساحة ، التجويف الكبير ، مثل الغرامة ، يوفر أيضًا خسارة منخفضة ومعيارًا وكفاءة عالية وما إلى ذلك من أنواع عديدة من اختيار أولوية المعالجة.

5. الخلاصة

تستحق مادة القطب الجرافيت الجديدة الترويج لها بقوة وسيتم التعرف على مزاياها وقبولها تدريجياً من قبل صناعة القوالب المحلية.
سيؤدي الاختيار الصحيح لمواد قطب الجرافيت وتحسين الروابط التكنولوجية ذات الصلة إلى تحقيق كفاءة عالية وجودة عالية ومزايا منخفضة التكلفة لشركات تصنيع القوالب