1.グラファイト材料のEDM特性。
1.1。放電加工速度。
グラファイトは3,650°Cの非常に高い融点を持つ非金属材料ですが、銅は1,083°Cの融点を持っているため、グラファイト電極はより大きな電流設定条件に耐えることができます。
放電面積と電極サイズのスケールが大きいほど、グラファイト材料の高効率荒加工の利点がより明白になります。
グラファイトの熱伝導率は銅の1/3であり、放電プロセス中に発生する熱を使用して、金属材料をより効果的に除去できます。したがって、中細加工では、グラファイトの加工効率は銅電極よりも高くなります。
加工経験によると、正しい使用条件では、黒鉛電極の放電処理速度は銅電極の放電処理速度の1.5〜2倍です。
1.2。電極の消費。
黒鉛電極は、高電流条件に耐える性質を持ち、さらに、内容物の機械除去中に生成された炭素鋼ワークピースや炭素粒子の高温分解での作動流体、極性効果など、適切な荒加工設定の条件下で内容物を部分的に除去する作用により、炭素粒子が電極表面に付着して保護層を形成し、粗加工でのグラファイト電極の損失を最小限に抑え、さらには「廃棄物ゼロ」を実現します。
EDMの主電極損失は、荒加工によるものです。仕上げの設定条件では損失率は高くなりますが、部品の加工代が小さいため、全体の損失も少なくなります。
一般に、大電流の荒加工ではグラファイト電極の損失は銅電極の損失よりも少なく、仕上げ加工では銅電極の損失よりもわずかに多くなります。グラファイト電極の電極損失も同様です。
1.3。表面品質。
グラファイト材料の粒子径は、EDMの表面粗さに直接影響します。直径が小さいほど、表面粗さは低くなります。
数年前、直径5ミクロンのグラファイト材料を使用した場合、最良の表面はVDI18 edm（Ra0.8ミクロン）しか達成できませんでしたが、現在、グラファイト材料の粒子径は、ファイの3ミクロン以内、つまり最良の表面を達成することができました。安定したVDI12edm（Ra0.4 mu m）またはより洗練されたレベルを達成できますが、グラファイト電極はedmをミラーリングします。
銅材料は抵抗率が低くコンパクトな構造であり、困難な条件下でも安定して処理できます。表面粗さはRa0.1m未満で、鏡面加工が可能です。
したがって、放電加工が非常に微細な表面を追求する場合、電極として銅材料を使用することがより適切であり、これは、グラファイト電極に対する銅電極の主な利点である。
しかし、大電流設定の条件下での銅電極は、電極表面が粗くなりやすく、亀裂が均一に見え、グラファイト材料にはこの問題はありません。VDI26（Ra2.0ミクロン）の金型処理に関する表面粗さの要件は、グラファイト電極は、粗い加工から細かい加工まで行うことができ、均一な表面効果、表面欠陥を実現します。
また、黒鉛と銅の構造が異なるため、黒鉛電極の表面放電腐食点は銅電極よりも規則的です。したがって、VDI20以上の同じ表面粗さを処理すると、グラファイト電極で処理されたワークピースの表面粒度がより明確になり、この粒子表面効果は銅電極の放電表面効果よりも優れています。
1.4。加工精度。
黒鉛材料の熱膨張係数が小さく、銅材料の熱膨張係数が黒鉛材料の4倍であるため、放電処理において、黒鉛電極は銅電極よりも変形しにくく、より安定しており、信頼できる処理精度。
特に深くて狭いリブを加工する場合、局所的な高温により銅電極が曲がりやすくなりますが、グラファイト電極は曲がりません。
深さ径比の大きい銅電極の場合、加工設定時にサイズを補正するために一定の熱膨張値を補正する必要がありますが、グラファイト電極は必要ありません。
1.5。電極の重量。
グラファイト材料は銅よりも密度が低く、同じ体積のグラファイト電極の重量は銅電極の重量のわずか1/5です。
グラファイトの使用は、EDM機械工具のスピンドルの負荷を大幅に軽減する大容量の電極に非常に適していることがわかります。電極は重量が大きいためクランプに支障がなく、加工等でたわみ変位が発生します。大規模な金型加工では黒鉛電極を使用することが非常に重要であることがわかります。
1.6。電極製造の難しさ。
黒鉛材料の加工性能は良好です。切断抵抗は銅のわずか1/4です。正しい処理条件下で、グラファイト電極のフライス盤の効率は銅電極の2〜3倍です。
グラファイト電極はアングルをクリアしやすく、複数の電極で仕上げる必要のあるワークを1つの電極に加工するために使用できます。
グラファイト材料の独自の粒子構造により、電極のフライス盤および成形後にバリが発生するのを防ぎます。これにより、複雑なモデリングでバリを簡単に除去できない場合の使用要件を直接満たすことができるため、電極を手動で研磨するプロセスが不要になり、形状が回避されます。研磨による変化とサイズの誤差。
グラファイトはほこりの蓄積であるため、グラファイトをフライス盤にすると大量のほこりが発生するため、フライス盤にはシールとダスト収集装置が必要です。
edMを使用してグラファイト電極を処理する必要がある場合、その処理性能は銅材料ほど良くなく、切断速度は銅よりも約40％遅くなります。
1.7。電極の取り付けと使用。
グラファイト材料は良好な接着性を持っています。電極をフライス盤で削り、放電することで、グラファイトを固定具に接着するために使用できます。これにより、電極材料のネジ穴の加工手順を節約し、作業時間を節約できます。
グラファイト材料は比較的もろく、特に小さくて狭くて長い電極は、使用中に外力を受けると壊れやすいですが、電極が損傷していることをすぐに知ることができます。
銅電極の場合、曲がるだけで壊れることはなく、使用過程で非常に危険で見つけにくく、ワークのスクラップになりやすくなります。
1.8。価格。
銅素材は再生不可能な資源であり、価格動向はますます高くなり、グラファイト素材の価格は安定する傾向にあります。
近年の銅材料価格の上昇、グラファイトの製造工程を改善するグラファイトの主要メーカーは、同じ量の下で、グラファイト電極材料の価格と銅電極材料の価格の一般性はかなり高いですが、競争上の優位性を発揮します。グラファイトは、銅電極を使用して長時間の作業時間を節約するよりも効率的な処理を実現できます。これは、製造コストを直接削減することと同等です。
要約すると、グラファイト電極の8 edM特性の中で、その利点は明らかです。フライス電極と放電処理の効率は、銅電極の効率よりも大幅に優れています。大きな電極は重量が小さく、寸法安定性が良く、薄い電極は変形しにくく、表面の質感は銅電極よりも優れています。
グラファイト材料の欠点は、VDI12（Ra0.4 m）での微細表面放電処理に適していないことと、edMを使用して電極を作成する効率が低いことです。
しかし、実用的な観点から、中国での黒鉛材料の効果的な促進に影響を与える重要な理由の1つは、電極のフライス盤に特殊な黒鉛加工機が必要であり、金型企業、一部の小規模企業の加工装置に新しい要件を提示することです。この状態ではない可能性があります。
一般に、グラファイト電極の利点は、edM処理の機会の大部分をカバーしており、かなりの長期的な利点があり、普及と応用に値します。微細な表面処理の欠陥は、銅電極を使用することで補うことができます。
2.EDM用のグラファイト電極材料の選択
グラファイト材料の場合、材料の性能を直接決定する主に次の4つの指標があります。
1）材料の平均粒子径
材料の平均粒子径は、材料の排出条件に直接影響します。
グラファイト材料の平均粒子が小さいほど、放電が均一になり、放電条件が安定し、表面品質が向上し、損失が少なくなります。
平均粒度が大きいほど荒加工での除去率は良くなりますが、仕上げの表面効果が悪く、電極損失が大きくなります。
2）材料の曲げ強度
材料の曲げ強度は、その強度を直接反映しており、内部構造の堅さを示しています。
高強度の材料は、比較的優れた耐放電性能を備えています。高精度の電極は、可能な限り強度の良い材料を選択する必要があります。
3）材料のショア硬度
グラファイトは金属材料よりも硬く、切削工具の損失は金属のそれよりも大きくなります。
同時に、放電損失制御におけるグラファイト材料の高硬度が優れています。
4）材料の固有の抵抗率
固有抵抗率の高いグラファイト材料の放電速度は、抵抗率の低いグラファイト材料よりも遅くなります。
固有抵抗率が高いほど、電極損失は小さくなりますが、固有抵抗率が高くなると、放電の安定性が影響を受けます。
現在、世界をリードするグラファイトサプライヤーから入手可能な多くの異なるグレードのグラファイトがあります。
一般に、分類する黒鉛材料の平均粒度によれば、4m以下の粒子径は微細黒鉛、5〜10mの粒子は中程度の黒鉛、10m以上の粒子は粗黒鉛と定義されます。
粒子径が小さいほど、材料の価格が高くなり、EDMの要件とコストに応じてより適切なグラファイト材料を選択できます。
3.グラファイト電極の製造
グラファイト電極は主にミリングで作られています。
加工技術の観点から、グラファイトと銅は2つの異なる材料であり、それらの異なる切削特性を習得する必要があります。
グラファイト電極を銅電極のプロセスで処理すると、シートが頻繁に破損するなどの問題が必然的に発生し、適切な切削工具と切削パラメータを使用する必要があります。
銅電極工具摩耗よりもグラファイト電極の機械加工、経済的考慮から、カーバイド工具の選択が最も経済的であり、ダイヤモンドコーティング工具（グラファイトナイフと呼ばれる）を選択する価格はより高価ですが、ダイヤモンドコーティング工具は長寿命、高い加工精度、全体的な経済的利益は良好です。
ツールの前部角度のサイズもその耐用年数に影響します。ツールの0°前部角度は、ツールの耐用年数の15°前部角度よりも最大50％高くなり、切削安定性も向上しますが、角度が大きいほど、加工面が良くなり、工具の角度を15°にすると、最高の加工面を実現できます。
加工時の切削速度は、アルミニウムやプラスチックの加工と同様に、電極の形状に応じて調整でき、通常は10m / min、荒加工時の切削工具の出し入れ、角度現象などがあります。仕上げ加工ではつぶれや破片が発生しやすく、軽いナイフの高速歩行の方法がよく採用されています。
切削工程での黒鉛電極は、大量の粉塵を発生させます。機械のスピンドルとネジに黒鉛粒子が吸入されるのを防ぐために、現在、2つの主な解決策があります。1つは特殊な黒鉛加工機を使用すること、もう1つは通常の加工センターです。特別な集塵装置を備えた修理。
市場に出回っている特殊なグラファイト高速フライス盤は、フライス盤の効率が高く、複雑な電極の製造を高精度で良好な表面品質で簡単に完了できます。
グラファイト電極を作成するためにEDMが必要な場合は、粒子径の小さい微細なグラファイト材料を使用することをお勧めします。
グラファイトの加工性能は劣り、粒子径が小さいほど切削効率が高くなり、頻繁な断線や表面フリンジなどの異常な問題を回避できます。
4.グラファイト電極のEDMパラメータ
グラファイトと銅のEDMパラメータの選択はまったく異なります。
EDMのパラメータには、主に電流、パルス幅、パルスギャップ、極性が含まれます。
以下に、これらの主要なパラメーターを合理的に使用するための基礎を説明します。
グラファイト電極の電流密度は一般に10〜12 A / cm2で、銅電極の電流密度よりはるかに大きくなります。したがって、対応する領域で許容される電流の範囲内で、電流が大きいほど、グラファイトの放電処理速度が速くなり、電極損失は小さくなりますが、表面粗さは厚くなります。
パルス幅が大きいほど、電極損失は少なくなります。
ただし、パルス幅を大きくすると加工安定性が悪くなり、加工速度が遅くなり表面が粗くなります。
荒加工時の電極損失を少なくするために、通常は比較的広いパルス幅を使用します。これにより、値が100〜300USの場合にグラファイト電極の低損失加工を効果的に実現できます。
微細な表面と安定した放電効果を得るために、より小さなパルス幅を選択する必要があります。
一般に、グラファイト電極のパルス幅は銅電極のパルス幅よりも約40％小さくなっています。
パルスギャップは主に放電加工速度と加工安定性に影響します。値が大きいほど加工安定性が良くなり、表面の均一性が向上しますが、加工速度が低下します。
加工安定性を確保した状態では、パルスギャップを小さくすることで加工効率を上げることができますが、放電状態が不安定な場合は、パルスギャップを大きくすることで加工効率を上げることができます。
グラファイト電極放電加工では、パルスギャップとパルス幅は通常1：1に設定されますが、銅電極加工では、パルスギャップとパルス幅は通常1：3に設定されます。
安定した黒鉛加工により、パルスギャップとパルス幅のマッチング比を2：3に調整できます。
パルスクリアランスが小さい場合は、電極表面に被覆層を形成することが有益であり、これは電極損失を減らすのに役立ちます。
EDMでのグラファイト電極の極性選択は、基本的に銅電極の極性選択と同じです。
EDMの極性効果によると、通常、ダイス鋼を加工する場合は正極性の加工が使用されます。つまり、電極は電源の正極に接続され、ワークピースは電源の負極に接続されます。
大電流とパルス幅を使用して、正極性加工を選択すると、電極損失を非常に低く抑えることができます。極性が間違っていると、電極損失が非常に大きくなります。
表面をVDI18（Ra0.8 m）未満に細かく処理する必要があり、パルス幅が非常に小さい場合にのみ、負極性処理を使用して表面品質を向上させますが、電極損失は大きくなります。
現在、CNCedM工作機械にはグラファイト放電加工パラメータが装備されています。
電気的パラメータの使用はインテリジェントであり、工作機械のエキスパートシステムによって自動的に生成することができます。
一般に、機械は、材料ペア、アプリケーションタイプ、表面粗さの値を選択し、処理領域、処理深さ、電極サイズのスケーリングなどを入力することにより、最適化された処理パラメータを構成できます。プログラミング中に。
放電加工工具ライブラリの豊富な加工パラメータのグラファイト電極用に設定され、材料タイプは粗いグラファイト、グラファイト、グラファイトはさまざまなワーク材料に対応し、標準、深い溝、鋭いポイント、大きいアプリケーションタイプに細分することができます面積、微細などの大きな空洞も、低損失、標準、高効率など、さまざまな種類の処理優先順位の選択肢を提供します。
5。結論
新しいグラファイト電極材料は、積極的に普及する価値があり、その利点は、国内の金型製造業界によって徐々に認識され、受け入れられるでしょう。
グラファイト電極材料の正しい選択と関連する技術的リンクの改善は、金型製造企業に高効率、高品質、低コストの利益をもたらします
投稿時間：2020年12月4日