Caractéristiques 1.EDM des matériaux en graphite.
1.1.Vitesse d'usinage de décharge.
Le graphite est un matériau non métallique avec un point de fusion très élevé de 3 650 ° C, tandis que le cuivre a un point de fusion de 1 083 ° C, de sorte que l'électrode en graphite peut résister à des conditions de réglage de courant plus élevées.
Lorsque la zone de décharge et l'échelle de la taille des électrodes sont plus grandes, les avantages de l'usinage grossier à haut rendement du matériau en graphite sont plus évidents.
La conductivité thermique du graphite est 1/3 de celle du cuivre, et la chaleur générée pendant le processus de décharge peut être utilisée pour éliminer plus efficacement les matériaux métalliques.Par conséquent, l'efficacité de traitement du graphite est supérieure à celle de l'électrode de cuivre dans le traitement moyen et fin.
Selon l'expérience de traitement, la vitesse de traitement de décharge de l'électrode en graphite est 1,5 à 2 fois plus rapide que celle de l'électrode en cuivre dans des conditions d'utilisation correctes.
1.2.Consommation des électrodes.
L'électrode en graphite a le caractère qui peut résister aux conditions de courant élevé, en plus, sous la condition d'un réglage d'ébauche approprié, y compris les pièces en acier au carbone produites lors de l'enlèvement du contenu et du fluide de travail à la décomposition à haute température des particules de carbone, l'effet de polarité, sous sous l'action d'une élimination partielle en contenu, les particules de carbone vont adhérer à la surface de l'électrode pour former une couche protectrice, assurer à l'électrode en graphite une faible perte en ébauche, voire « zéro déchet ».
La principale perte d'électrode dans l'EDM provient de l'usinage grossier.Bien que le taux de perte soit élevé dans les conditions de mise en finition, la perte globale est également faible du fait de la faible surépaisseur d'usinage réservée aux pièces.
En général, la perte de l'électrode en graphite est inférieure à celle de l'électrode en cuivre dans l'usinage grossier de courant important et légèrement supérieure à celle de l'électrode en cuivre dans l'usinage de finition.La perte d'électrode de l'électrode en graphite est similaire.
1.3.La qualité de surface.
Le diamètre des particules du matériau en graphite affecte directement la rugosité de surface de l'EDM.Plus le diamètre est petit, plus la rugosité de surface peut être faible.
Il y a quelques années, en utilisant un matériau en graphite de particules phi de 5 microns de diamètre, la meilleure surface ne peut atteindre que VDI18 edm (Ra0,8 microns), de nos jours, le diamètre de grain des matériaux en graphite a pu atteindre à moins de 3 microns de phi, la meilleure surface peut atteindre un niveau stable VDI12 edm (Ra0.4 mu m) ou plus sophistiqué, mais l'électrode en graphite reflète l'edm.
Le matériau en cuivre a une faible résistivité et une structure compacte, et peut être traité de manière stable dans des conditions difficiles.La rugosité de surface peut être inférieure à Ra0,1 m et peut être traitée par miroir.
Ainsi, si l'usinage par décharge poursuit une surface extrêmement fine, il est plus approprié d'utiliser un matériau en cuivre comme électrode, ce qui est le principal avantage de l'électrode en cuivre par rapport à l'électrode en graphite.
Mais l'électrode de cuivre dans des conditions de réglage de courant important, la surface de l'électrode est facile à devenir rugueuse, semble même se fissurer, et les matériaux en graphite n'auraient pas ce problème, l'exigence de rugosité de surface pour VDI26 (Ra2.0 microns) sur le traitement des moules, en utilisant une électrode en graphite peut être effectuée du traitement grossier au traitement fin, réalise l'effet de surface uniforme, les défauts de surface.
De plus, en raison de la structure différente du graphite et du cuivre, le point de corrosion de décharge de surface de l'électrode en graphite est plus régulier que celui de l'électrode en cuivre.Par conséquent, lorsque la même rugosité de surface de VDI20 ou supérieure est traitée, la granularité de surface de la pièce traitée par l'électrode en graphite est plus distincte, et cet effet de surface de grain est meilleur que l'effet de surface de décharge de l'électrode en cuivre.
1.4.La précision d'usinage.
Le coefficient de dilatation thermique du matériau en graphite est faible, le coefficient de dilatation thermique du matériau en cuivre est 4 fois celui du matériau en graphite, donc dans le traitement de décharge, l'électrode en graphite est moins sujette à la déformation que l'électrode en cuivre, qui peut obtenir plus stable et précision de traitement fiable.
En particulier lorsque des nervures profondes et étroites sont traitées, la température élevée locale permet à l'électrode de cuivre de se plier facilement, mais pas l'électrode de graphite.
Pour les électrodes en cuivre avec un grand rapport profondeur-diamètre, une certaine valeur de dilatation thermique doit être compensée pour corriger la taille lors du réglage de l'usinage, tandis qu'une électrode en graphite n'est pas nécessaire.
1.5.Poids de l'électrode.
Le matériau en graphite est moins dense que le cuivre et le poids de l'électrode en graphite de même volume n'est que de 1/5 de celui de l'électrode en cuivre.
On peut voir que l'utilisation du graphite est très appropriée pour l'électrode de grand volume, ce qui réduit considérablement la charge de la broche de la machine-outil EDM.L'électrode ne causera pas d'inconvénient lors du serrage en raison de son poids important, et elle produira un déplacement de déviation dans le traitement, etc. On peut voir qu'il est très important d'utiliser une électrode en graphite dans le traitement de moules à grande échelle.
1.6.Difficulté de fabrication des électrodes.
Les performances d'usinage du matériau en graphite sont bonnes.La résistance à la coupure est seulement 1/4 de celle du cuivre.Dans des conditions de traitement correctes, l'efficacité de l'électrode de fraisage en graphite est de 2 à 3 fois supérieure à celle de l'électrode en cuivre.
L'électrode en graphite est facile à nettoyer et peut être utilisée pour traiter la pièce qui doit être finie par plusieurs électrodes en une seule électrode.
La structure particulaire unique du matériau en graphite empêche les bavures de se produire après le fraisage et le formage des électrodes, ce qui peut répondre directement aux exigences d'utilisation lorsque les bavures ne sont pas facilement éliminées dans la modélisation complexe, éliminant ainsi le processus de polissage manuel de l'électrode et évitant la forme changement et erreur de taille causés par le polissage.
Il convient de noter que, comme le graphite est une accumulation de poussière, le fraisage du graphite produira beaucoup de poussière, de sorte que la fraiseuse doit disposer d'un joint et d'un dispositif de dépoussiérage.
S'il est nécessaire d'utiliser edM pour traiter l'électrode en graphite, ses performances de traitement ne sont pas aussi bonnes que celles du cuivre, la vitesse de coupe est d'environ 40% plus lente que le cuivre.
1.7.Installation et utilisation des électrodes.
Le matériau en graphite a une bonne propriété de liaison.Il peut être utilisé pour lier le graphite au luminaire en fraisant l'électrode et en la déchargeant, ce qui peut économiser la procédure d'usinage du trou de vis sur le matériau de l'électrode et économiser du temps de travail.
Le matériau en graphite est relativement fragile, en particulier la petite électrode étroite et longue, qui est facile à casser lorsqu'elle est soumise à une force externe pendant l'utilisation, mais peut immédiatement savoir que l'électrode a été endommagée.
S'il s'agit d'une électrode en cuivre, elle ne fera que se plier et ne pas se casser, ce qui est très dangereux et difficile à trouver dans le processus d'utilisation, et cela conduira facilement à la chute de la pièce.
1.8.Prix.
Le cuivre est une ressource non renouvelable, la tendance des prix deviendra de plus en plus chère, tandis que le prix du graphite tend à se stabiliser.
Le prix des matériaux en cuivre a augmenté ces dernières années, les principaux fabricants de graphite améliorant le processus de production de graphite font de son avantage concurrentiel, maintenant, sous le même volume, la généralité du prix des matériaux d'électrode en graphite et le prix des matériaux d'électrode en cuivre est assez, mais le graphite peut réaliser un traitement efficace, que l'utilisation d'électrodes en cuivre pour économiser un grand nombre d'heures de travail, ce qui équivaut à réduire directement les coûts de production.
Pour résumer, parmi les 8 caractéristiques edM de l'électrode en graphite, ses avantages sont évidents : l'efficacité de l'électrode de fraisage et du traitement de décharge est nettement meilleure que celle de l'électrode en cuivre ;la grande électrode a un petit poids, une bonne stabilité dimensionnelle, une électrode mince n'est pas facile à déformer et la texture de la surface est meilleure que l'électrode en cuivre.
L'inconvénient du matériau en graphite est qu'il ne convient pas au traitement de décharge de surface fine sous VDI12 (Ra0,4 m) et que l'efficacité de l'utilisation d'edM pour fabriquer une électrode est faible.
Cependant, d'un point de vue pratique, l'une des raisons importantes affectant la promotion efficace des matériaux en graphite en Chine est qu'une machine spéciale de traitement du graphite est nécessaire pour le fraisage des électrodes, ce qui pose de nouvelles exigences pour les équipements de traitement des entreprises de moulage, certaines petites entreprises peut ne pas avoir cette condition.
En général, les avantages des électrodes en graphite couvrent la grande majorité des occasions de traitement edM et méritent d'être popularisés et appliqués, avec des avantages considérables à long terme.Le défaut de traitement de surface fin peut être compensé par l'utilisation d'électrodes en cuivre.
2. Sélection de matériaux d'électrodes en graphite pour EDM
Pour les matériaux en graphite, il existe principalement les quatre indicateurs suivants qui déterminent directement les performances des matériaux :
1) Diamètre moyen des particules du matériau
Le diamètre moyen des particules du matériau affecte directement l'état de décharge du matériau.
Plus la particule moyenne de matériau en graphite est petite, plus la décharge est uniforme, plus la condition de décharge est stable, meilleure est la qualité de surface et moins la perte est importante.
Plus la taille moyenne des particules est grande, meilleur est le taux d'enlèvement obtenu lors de l'usinage d'ébauche, mais l'effet de surface de la finition est médiocre et la perte d'électrode est importante.
2) La résistance à la flexion du matériau
La résistance à la flexion d'un matériau est le reflet direct de sa résistance, indiquant l'étanchéité de sa structure interne.
Le matériau à haute résistance a des performances de résistance à la décharge relativement bonnes.Pour l'électrode de haute précision, le matériau avec une bonne résistance doit être sélectionné autant que possible.
3) Dureté Shore du matériau
Le graphite est plus dur que les matériaux métalliques et la perte de l'outil de coupe est supérieure à celle du métal de coupe.
Dans le même temps, la dureté élevée du matériau en graphite dans le contrôle de la perte de décharge est meilleure.
4) La résistivité inhérente du matériau
Le taux de décharge du matériau en graphite à résistivité inhérente élevée sera plus lent que celui à faible résistivité.
Plus la résistivité inhérente est élevée, plus la perte d'électrode est faible, mais plus la résistivité inhérente est élevée, la stabilité de la décharge sera affectée.
À l'heure actuelle, il existe de nombreuses qualités de graphite différentes disponibles auprès des principaux fournisseurs mondiaux de graphite.
Généralement, selon le diamètre moyen des particules de matériaux en graphite à classer, le diamètre des particules ≤ 4 m est défini comme du graphite fin, les particules dans 5 ~ 10 m sont définies comme du graphite moyen, les particules dans 10 m ci-dessus sont définies comme du graphite grossier.
Plus le diamètre des particules est petit, plus le matériau est cher, plus le matériau en graphite le plus approprié peut être sélectionné en fonction des exigences et du coût de l'EDM.
3.Fabrication de l'électrode en graphite
L'électrode en graphite est principalement réalisée par fraisage.
Du point de vue de la technologie de traitement, le graphite et le cuivre sont deux matériaux différents et leurs différentes caractéristiques de coupe doivent être maîtrisées.
Si l'électrode en graphite est traitée par le procédé d'électrode en cuivre, des problèmes se produiront inévitablement, tels qu'une rupture fréquente de la feuille, ce qui nécessite l'utilisation d'outils de coupe et de paramètres de coupe appropriés.
Usinage de l'électrode en graphite par rapport à l'usure de l'électrode en cuivre, sur le plan économique, le choix de l'outil en carbure est le plus économique, choisissez le prix de l'outil de revêtement en diamant (appelé couteau en graphite) est plus cher, mais l'outil de revêtement en diamant a une longue durée de vie, une précision de traitement élevée, le bénéfice économique global est bon.
La taille de l'angle avant de l'outil affecte également sa durée de vie, l'angle avant de 0° de l'outil sera jusqu'à 50 % supérieur à l'angle avant de 15° de la durée de vie de l'outil, la stabilité de coupe est également meilleure, mais le plus l'angle est grand, meilleure est la surface d'usinage, l'utilisation d'un angle de 15° de l'outil permet d'obtenir la meilleure surface d'usinage.
La vitesse de coupe dans l'usinage peut être ajustée en fonction de la forme de l'électrode, généralement 10 m/min, similaire à l'usinage de l'aluminium ou du plastique, l'outil de coupe peut être directement sur et hors de la pièce en usinage grossier, et le phénomène d'angle l'effondrement et la fragmentation sont faciles à produire dans l'usinage de finition, et la voie de la marche rapide du couteau léger est souvent adoptée.
L'électrode en graphite dans le processus de coupe produira beaucoup de poussière, afin d'éviter que les particules de graphite inhalent la broche et la vis de la machine, il existe actuellement deux solutions principales, l'une consiste à utiliser une machine spéciale de traitement du graphite, l'autre est le centre de traitement ordinaire remonté, équipé d'un dispositif spécial de dépoussiérage.
La fraiseuse spéciale à grande vitesse en graphite sur le marché a une efficacité de fraisage élevée et peut facilement compléter la fabrication d'électrodes complexes avec une grande précision et une bonne qualité de surface.
Si l'EDM est nécessaire pour fabriquer une électrode en graphite, il est recommandé d'utiliser un matériau en graphite fin avec un diamètre de particule plus petit.
Les performances d'usinage du graphite sont médiocres, plus le diamètre des particules est petit, plus l'efficacité de coupe peut être élevée et les problèmes anormaux tels que la rupture fréquente du fil et les franges de surface peuvent être évités.
Paramètres 4.EDM de l'électrode en graphite
La sélection des paramètres EDM du graphite et du cuivre est assez différente.
Les paramètres de l'EDM comprennent principalement le courant, la largeur d'impulsion, l'intervalle d'impulsion et la polarité.
Ce qui suit décrit la base d'une utilisation rationnelle de ces paramètres majeurs.
La densité de courant de l'électrode en graphite est généralement de 10 ~ 12 A/cm2, bien supérieure à celle de l'électrode en cuivre.Par conséquent, dans la plage de courant autorisée dans la zone correspondante, plus le courant est sélectionné, plus la vitesse de traitement de la décharge de graphite sera rapide, plus la perte d'électrode sera petite, mais la rugosité de surface sera plus épaisse.
Plus la largeur d'impulsion est grande, plus la perte d'électrode sera faible.
Cependant, une largeur d'impulsion plus grande rendra la stabilité de traitement plus mauvaise, et la vitesse de traitement plus lente et la surface plus rugueuse.
Afin d'assurer une faible perte d'électrode lors de l'usinage grossier, une largeur d'impulsion relativement grande est généralement utilisée, ce qui peut effectivement réaliser un usinage à faible perte d'électrode en graphite lorsque la valeur est comprise entre 100 et 300 US.
Afin d'obtenir une surface fine et un effet de décharge stable, une largeur d'impulsion plus petite doit être choisie.
En général, la largeur d'impulsion de l'électrode en graphite est d'environ 40 % inférieure à celle de l'électrode en cuivre
L'intervalle d'impulsion affecte principalement la vitesse d'usinage par décharge et la stabilité d'usinage.Plus la valeur est élevée, meilleure sera la stabilité d'usinage, ce qui est utile pour obtenir une meilleure uniformité de surface, mais la vitesse d'usinage sera réduite.
À condition d'assurer la stabilité du traitement, une efficacité de traitement plus élevée peut être obtenue en choisissant un intervalle d'impulsion plus petit, mais lorsque l'état de décharge est instable, une efficacité de traitement plus élevée peut être obtenue en choisissant un intervalle d'impulsion plus grand.
Dans l'usinage par décharge d'électrodes en graphite, l'intervalle d'impulsion et la largeur d'impulsion sont généralement définis sur 1:1, tandis que dans l'usinage d'électrodes en cuivre, l'intervalle d'impulsion et la largeur d'impulsion sont généralement définis sur 1:3.
Dans le cadre d'un traitement stable du graphite, le rapport de correspondance entre l'intervalle d'impulsion et la largeur d'impulsion peut être ajusté à 2:3.
Dans le cas d'un faible jeu d'impulsions, il est avantageux de former une couche de revêtement sur la surface de l'électrode, ce qui est utile pour réduire la perte d'électrode.
La sélection de polarité de l'électrode en graphite dans l'EDM est fondamentalement la même que celle de l'électrode en cuivre.
Selon l'effet de polarité de l'EDM, l'usinage à polarité positive est généralement utilisé lors de l'usinage de l'acier de matrice, c'est-à-dire que l'électrode est connectée au pôle positif de l'alimentation et la pièce est connectée au pôle négatif de l'alimentation.
En utilisant un courant et une largeur d'impulsion importants, la sélection d'un usinage à polarité positive peut atteindre une perte d'électrode extrêmement faible.Si la polarité est incorrecte, la perte d'électrode deviendra très importante.
Ce n'est que lorsque la surface doit être traitée finement moins que VDI18 (Ra0,8 m) et que la largeur d'impulsion est très petite, que le traitement de polarité négative est utilisé pour obtenir une meilleure qualité de surface, mais la perte d'électrode est importante.
Désormais, les machines-outils CNC edM sont équipées de paramètres d'usinage par décharge de graphite.
L'utilisation des paramètres électriques est intelligente et peut être générée automatiquement par le système expert de la machine-outil.
Généralement, la machine peut configurer les paramètres de traitement optimisés en sélectionnant la paire de matériaux, le type d'application, la valeur de rugosité de surface et en entrant la zone de traitement, la profondeur de traitement, la mise à l'échelle de la taille des électrodes, etc. Pendant la programmation.
Ensemble pour l'électrode en graphite des paramètres de traitement riches de la bibliothèque de machines-outils edm, le type de matériau peut choisir dans le graphite grossier, le graphite, le graphite correspond à une variété de matériaux de pièce, pour subdiviser le type d'application pour la norme, rainure profonde, pointe pointue, grand zone, grande cavité, telle que fine, fournit également une faible perte, une norme, une efficacité élevée et ainsi de suite les nombreux types de choix de priorité de traitement.
5. Conclusion
Le nouveau matériau d'électrode en graphite mérite d'être vulgarisé vigoureusement et ses avantages seront progressivement reconnus et acceptés par l'industrie nationale de fabrication de moules.
La sélection correcte des matériaux d'électrodes en graphite et l'amélioration des liens technologiques associés apporteront des avantages de haute efficacité, de haute qualité et à faible coût aux entreprises de fabrication de moules
Heure de publication : 04 décembre 2020