1. Karakteristik EDM bahan grafit.
1.1.Kecepatan pemesinan pelepasan.
Grafit merupakan bahan nonlogam dengan titik leleh yang sangat tinggi yaitu 3.650 °C, sedangkan tembaga memiliki titik leleh 1.083 °C, sehingga elektroda grafit mampu menahan kondisi pengaturan arus yang lebih besar.
Ketika area pelepasan dan skala ukuran elektroda lebih besar, keuntungan dari pemesinan kasar bahan grafit dengan efisiensi tinggi menjadi lebih jelas.
Konduktivitas termal grafit adalah 1/3 dari tembaga, dan panas yang dihasilkan selama proses pelepasan dapat digunakan untuk menghilangkan material logam dengan lebih efektif. Oleh karena itu, efisiensi pemrosesan grafit lebih tinggi dibandingkan elektroda tembaga dalam pemrosesan sedang dan halus.
Menurut pengalaman pemrosesan, kecepatan pemrosesan pelepasan elektroda grafit 1,5~2 kali lebih cepat dibandingkan elektroda tembaga dalam kondisi penggunaan yang benar.
1.2.Konsumsi elektroda.
Elektroda grafit memiliki karakter yang tahan terhadap kondisi arus tinggi, selain itu, dalam kondisi pengaturan roughing yang sesuai, termasuk benda kerja baja karbon yang dihasilkan selama pemesinan penghilangan isi dan fluida kerja pada suhu tinggi dekomposisi partikel karbon, efek polaritas, di bawah tindakan penghilangan sebagian kandungan, partikel karbon akan menempel pada permukaan elektroda untuk membentuk lapisan pelindung, memastikan elektroda grafit mengalami kerugian kecil dalam pemesinan kasar, atau bahkan “zero waste”.
Kehilangan elektroda utama pada EDM berasal dari pemesinan kasar. Meskipun tingkat kerugian tinggi dalam kondisi penyelesaian akhir, kerugian keseluruhan juga rendah karena kecilnya tunjangan pemesinan yang dicadangkan untuk suku cadang.
Secara umum, kehilangan elektroda grafit lebih kecil dibandingkan elektroda tembaga pada pemesinan kasar berarus besar dan sedikit lebih banyak dibandingkan elektroda tembaga pada pemesinan akhir. Hilangnya elektroda elektroda grafit serupa.
1.3.Kualitas permukaan.
Diameter partikel bahan grafit secara langsung mempengaruhi kekasaran permukaan EDM. Semakin kecil diameternya, maka semakin rendah pula kekasaran permukaan yang diperoleh.
Beberapa tahun yang lalu menggunakan partikel phi bahan grafit berdiameter 5 mikron, permukaan terbaik hanya dapat mencapai VDI18 edm (Ra0,8 mikron), saat ini diameter butir bahan grafit telah mampu mencapai dalam 3 mikron phi, permukaan terbaik dapat mencapai VDI12 edm yang stabil (Ra0,4 mu m) atau tingkat yang lebih canggih, tetapi elektroda grafit mencerminkan edm.
Bahan tembaga memiliki resistivitas rendah dan struktur kompak, serta dapat diproses secara stabil dalam kondisi sulit. Kekasaran permukaan bisa kurang dari Ra0,1 m, dan dapat diproses dengan cermin.
Oleh karena itu, jika pemesinan pelepasan mengejar permukaan yang sangat halus, akan lebih cocok menggunakan bahan tembaga sebagai elektroda, yang merupakan keunggulan utama elektroda tembaga dibandingkan elektroda grafit.
Namun elektroda tembaga dalam kondisi pengaturan arus yang besar, permukaan elektroda mudah menjadi kasar, bahkan tampak retak, dan bahan grafit tidak akan mengalami masalah ini, persyaratan kekasaran permukaan untuk VDI26 (Ra2.0 mikron) tentang pemrosesan cetakan, menggunakan elektroda grafit dapat dilakukan dari pemrosesan kasar hingga halus, mewujudkan efek permukaan yang seragam, cacat permukaan.
Selain itu, karena perbedaan struktur grafit dan tembaga, titik korosi pelepasan permukaan elektroda grafit lebih teratur dibandingkan elektroda tembaga. Oleh karena itu, ketika kekasaran permukaan yang sama diproses VDI20 atau lebih tinggi, granularitas permukaan benda kerja yang diproses dengan elektroda grafit lebih jelas, dan efek permukaan butiran ini lebih baik daripada efek permukaan pelepasan elektroda tembaga.
1.4. Akurasi pemesinan.
Koefisien muai panas bahan grafit kecil, koefisien muai panas bahan tembaga 4 kali lipat dari bahan grafit, sehingga dalam proses pelepasan, elektroda grafit kurang rentan terhadap deformasi dibandingkan elektroda tembaga, sehingga dapat diperoleh lebih stabil dan akurasi pemrosesan yang andal.
Terutama ketika rusuk yang dalam dan sempit diproses, suhu lokal yang tinggi membuat elektroda tembaga mudah ditekuk, sedangkan elektroda grafit tidak.
Untuk elektroda tembaga dengan rasio kedalaman-diameter yang besar, nilai ekspansi termal tertentu harus dikompensasi untuk mengoreksi ukuran selama pengaturan pemesinan, sedangkan elektroda grafit tidak diperlukan.
1.5.Berat elektroda.
Bahan grafit kurang padat dibandingkan tembaga, dan berat elektroda grafit dengan volume yang sama hanya 1/5 dari berat elektroda tembaga.
Terlihat bahwa penggunaan grafit sangat cocok untuk elektroda dengan volume yang besar, sehingga sangat mengurangi beban spindel peralatan mesin EDM. Elektroda tidak akan menimbulkan ketidaknyamanan dalam penjepitan karena bobotnya yang besar, dan akan menghasilkan perpindahan defleksi selama pemrosesan, dll. Dapat dilihat bahwa penggunaan elektroda grafit dalam pemrosesan cetakan skala besar sangat penting.
1.6.Kesulitan pembuatan elektroda.
Kinerja pemesinan material grafit bagus. Ketahanan pemotongannya hanya 1/4 dari tembaga. Di bawah kondisi pemrosesan yang benar, efisiensi penggilingan elektroda grafit adalah 2~3 kali lipat dari elektroda tembaga.
Elektroda grafit mudah dibersihkan Sudutnya, dan dapat digunakan untuk memproses benda kerja yang harus diselesaikan dengan beberapa elektroda menjadi satu elektroda.
Struktur partikel unik dari bahan grafit mencegah terjadinya gerinda setelah penggilingan dan pembentukan elektroda, yang dapat secara langsung memenuhi persyaratan penggunaan ketika gerinda tidak mudah dihilangkan dalam pemodelan yang kompleks, sehingga menghilangkan proses pemolesan elektroda secara manual dan menghindari bentuknya. kesalahan perubahan dan ukuran yang disebabkan oleh pemolesan.
Perlu diperhatikan bahwa karena grafit merupakan penimbunan debu, maka grafit penggilingan akan menghasilkan banyak debu, sehingga mesin penggilingan harus memiliki segel dan alat pengumpul debu.
Jika perlu menggunakan edM untuk memproses elektroda grafit, kinerja pemrosesannya tidak sebaik bahan tembaga, dan kecepatan potongnya sekitar 40% lebih lambat dari tembaga.
1.7.Pemasangan dan penggunaan elektroda.
Bahan grafit memiliki sifat ikatan yang baik. Hal ini dapat digunakan untuk mengikat grafit dengan perlengkapan dengan menggiling elektroda dan pemakaian, yang dapat menghemat prosedur pemesinan lubang sekrup pada bahan elektroda dan menghemat waktu kerja.
Bahan grafit relatif rapuh, terutama elektrodanya yang kecil, sempit dan panjang, mudah patah bila terkena gaya luar pada saat digunakan, namun dapat langsung diketahui bahwa elektroda tersebut telah rusak.
Jika elektroda tembaga hanya akan bengkok dan tidak patah, hal ini sangat berbahaya dan sulit ditemukan dalam proses penggunaan, serta mudah mengakibatkan benda kerja tergores.
1.8.Harga.
Bahan tembaga merupakan sumber daya yang tidak terbarukan, tren harganya akan semakin mahal, sedangkan harga bahan grafit cenderung stabil.
Harga bahan tembaga meningkat dalam beberapa tahun terakhir, produsen besar grafit meningkatkan proses produksi grafit menjadikannya keunggulan kompetitif, sekarang, dengan volume yang sama, harga bahan elektroda grafit secara umum dan harga bahan elektroda tembaga cukup, namun grafit dapat mencapai pemrosesan yang efisien, dibandingkan penggunaan elektroda tembaga untuk menghemat banyak jam kerja, setara dengan mengurangi biaya produksi secara langsung.
Singkatnya, di antara 8 karakteristik edM elektroda grafit, keunggulannya jelas: efisiensi elektroda penggilingan dan pemrosesan pelepasan secara signifikan lebih baik daripada elektroda tembaga; elektroda besar memiliki bobot yang kecil, stabilitas dimensi yang baik, elektroda tipis tidak mudah berubah bentuk, dan tekstur permukaan lebih baik dari elektroda tembaga.
Kerugian dari bahan grafit adalah tidak cocok untuk pemrosesan pelepasan permukaan halus di bawah VDI12 (Ra0,4 m), dan efisiensi penggunaan edM untuk membuat elektroda rendah.
Namun, dari sudut pandang praktis, salah satu alasan penting yang mempengaruhi efektifitas promosi bahan grafit di Tiongkok adalah diperlukannya mesin pengolah grafit khusus untuk penggilingan elektroda, yang mengedepankan persyaratan baru untuk peralatan pemrosesan di perusahaan cetakan, beberapa perusahaan kecil. mungkin tidak memiliki kondisi ini.
Secara umum, keunggulan elektroda grafit mencakup sebagian besar proses pemrosesan edM, dan layak untuk dipopulerkan dan diterapkan, dengan manfaat jangka panjang yang cukup besar. Kekurangan pemrosesan permukaan halus dapat diatasi dengan penggunaan elektroda tembaga.
2. Pemilihan bahan elektroda grafit untuk EDM
Untuk material grafit, terdapat empat indikator berikut yang secara langsung menentukan kinerja material:
1) Rata-rata diameter partikel bahan
Diameter partikel rata-rata suatu material secara langsung mempengaruhi kondisi pelepasan material.
Semakin kecil rata-rata partikel bahan grafit, semakin seragam pelepasannya, semakin stabil kondisi pelepasannya, semakin baik kualitas permukaannya, dan semakin sedikit kerugiannya.
Semakin besar ukuran partikel rata-rata, semakin baik tingkat penghilangan yang dapat diperoleh pada pemesinan kasar, namun efek permukaan dari finishing buruk dan kehilangan elektroda yang besar.
2) Kekuatan lentur material
Kekuatan lentur suatu material merupakan cerminan langsung dari kekuatannya, yang menunjukkan kekencangan struktur internalnya.
Material dengan kekuatan tinggi memiliki kinerja ketahanan pelepasan yang relatif baik. Untuk elektroda dengan presisi tinggi, material dengan kekuatan yang baik harus dipilih sejauh mungkin.
3) Kekerasan material di pantai
Grafit lebih keras dari bahan logam, dan kehilangan alat pemotong lebih besar dibandingkan dengan kehilangan alat pemotong logam.
Pada saat yang sama, kekerasan bahan grafit yang tinggi dalam pengendalian kehilangan pelepasan lebih baik.
4) Resistivitas yang melekat pada material
Laju pelepasan material grafit dengan resistivitas bawaan yang tinggi akan lebih lambat dibandingkan dengan resistivitas bawaan yang rendah.
Semakin tinggi resistivitas bawaan, semakin kecil kehilangan elektroda, namun semakin tinggi resistivitas bawaan, stabilitas pelepasan akan terpengaruh.
Saat ini, terdapat berbagai tingkatan grafit yang tersedia dari pemasok grafit terkemuka di dunia.
Umumnya menurut diameter partikel rata-rata bahan grafit yang akan diklasifikasikan, diameter partikel ≤ 4 m didefinisikan sebagai grafit halus, partikel dalam 5 ~ 10 m didefinisikan sebagai grafit sedang, partikel dalam 10 m di atas didefinisikan sebagai grafit kasar.
Semakin kecil diameter partikel maka semakin mahal harga bahannya, semakin cocok bahan grafit yang dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan dan biaya EDM.
3. Pembuatan elektroda grafit
Elektroda grafit terutama dibuat dengan penggilingan.
Dari sudut pandang teknologi pemrosesan, grafit dan tembaga adalah dua bahan yang berbeda, dan karakteristik pemotongannya yang berbeda harus dikuasai.
Jika elektroda grafit diproses dengan proses elektroda tembaga, masalah pasti akan terjadi, seperti seringnya lembaran patah, sehingga memerlukan penggunaan alat pemotong dan parameter pemotongan yang sesuai.
Pemesinan elektroda grafit daripada alat elektroda tembaga, dengan pertimbangan ekonomi, pilihan alat karbida adalah yang paling ekonomis, pilih alat pelapis berlian (disebut pisau grafit) harganya lebih mahal, tetapi alat pelapis berlian umur panjang, presisi pemrosesan tinggi, manfaat ekonomi secara keseluruhan baik.
Ukuran Sudut depan pahat juga mempengaruhi masa pakainya, Sudut depan 0° pahat akan 50% lebih tinggi dibandingkan Sudut depan 15° masa pakai pahat, stabilitas pemotongan juga lebih baik, namun semakin besar Sudutnya, semakin baik permukaan pemesinannya, penggunaan Sudut pahat 15° dapat mencapai permukaan pemesinan terbaik.
Kecepatan potong dalam pemesinan dapat diatur sesuai dengan bentuk elektroda, biasanya 10m/menit, mirip dengan pemesinan aluminium atau plastik, pahat pemotong dapat langsung menghidupkan dan mematikan benda kerja pada pemesinan kasar, dan fenomena Sudut keruntuhan dan fragmentasi mudah terjadi dalam pemesinan akhir, dan cara berjalan cepat dengan pisau ringan sering digunakan.
Elektroda grafit dalam proses pemotongan akan menghasilkan banyak debu, untuk menghindari partikel grafit terhirup mesin spindel dan sekrup, ada dua solusi utama saat ini, satu adalah dengan menggunakan mesin pengolah grafit khusus, yang lainnya adalah pusat pemrosesan biasa reparasi, dilengkapi dengan alat pengumpul debu khusus.
Mesin penggilingan grafit berkecepatan tinggi khusus yang ada di pasaran memiliki efisiensi penggilingan yang tinggi dan dapat dengan mudah menyelesaikan pembuatan elektroda kompleks dengan presisi tinggi dan kualitas permukaan yang baik.
Jika EDM diperlukan untuk membuat elektroda grafit, disarankan menggunakan bahan grafit halus dengan diameter partikel lebih kecil.
Kinerja pemesinan grafit buruk, semakin kecil diameter partikel, semakin tinggi efisiensi pemotongan yang dapat diperoleh, dan masalah abnormal seperti seringnya putusnya kawat dan pinggiran permukaan dapat dihindari.
4. Parameter EDM elektroda grafit
Pemilihan parameter EDM dari grafit dan tembaga cukup berbeda.
Parameter EDM terutama mencakup arus, lebar pulsa, celah pulsa, dan polaritas.
Berikut ini penjelasan dasar penggunaan rasional parameter-parameter utama tersebut.
Kepadatan arus elektroda grafit umumnya 10~12 A/cm2, jauh lebih besar daripada elektroda tembaga. Oleh karena itu, dalam kisaran arus yang diperbolehkan di area yang sesuai, semakin besar arus yang dipilih, semakin cepat kecepatan pemrosesan pelepasan grafit, semakin kecil kehilangan elektroda, tetapi kekasaran permukaan akan semakin tebal.
Semakin besar lebar pulsa, semakin rendah pula rugi-rugi elektrodanya.
Namun, lebar pulsa yang lebih besar akan membuat stabilitas pemrosesan menjadi lebih buruk, dan kecepatan pemrosesan lebih lambat serta permukaan menjadi lebih kasar.
Untuk memastikan kehilangan elektroda yang rendah selama pemesinan kasar, biasanya digunakan lebar pulsa yang relatif besar, yang secara efektif dapat mewujudkan pemesinan elektroda grafit dengan kerugian rendah ketika nilainya antara 100 dan 300 US.
Untuk mendapatkan permukaan halus dan efek pelepasan yang stabil, lebar pulsa yang lebih kecil harus dipilih.
Secara umum, lebar pulsa elektroda grafit sekitar 40% lebih kecil dibandingkan elektroda tembaga
Kesenjangan pulsa terutama mempengaruhi kecepatan pemesinan pelepasan dan stabilitas pemesinan. Semakin besar nilainya, semakin baik stabilitas pemesinannya, yang berguna untuk memperoleh keseragaman permukaan yang lebih baik, namun kecepatan pemesinan akan berkurang.
Dalam kondisi stabilitas pemrosesan yang terjamin, efisiensi pemrosesan yang lebih tinggi dapat diperoleh dengan memilih celah pulsa yang lebih kecil, namun bila kondisi pelepasan tidak stabil, efisiensi pemrosesan yang lebih tinggi dapat diperoleh dengan memilih celah pulsa yang lebih besar.
Dalam pemesinan pelepasan elektroda grafit, celah pulsa dan lebar pulsa biasanya diatur pada 1:1, sedangkan pada pemesinan elektroda tembaga, celah pulsa dan lebar pulsa biasanya diatur pada 1:3.
Dalam pemrosesan grafit yang stabil, rasio pencocokan antara celah pulsa dan lebar pulsa dapat disesuaikan menjadi 2:3.
Dalam kasus jarak pulsa yang kecil, akan bermanfaat untuk membentuk lapisan penutup pada permukaan elektroda, yang berguna untuk mengurangi kehilangan elektroda.
Pemilihan polaritas elektroda grafit pada EDM pada dasarnya sama dengan elektroda tembaga.
Menurut efek polaritas EDM, pemesinan polaritas positif biasanya digunakan saat pemesinan baja mati, yaitu elektroda dihubungkan ke kutub positif catu daya, dan benda kerja dihubungkan ke kutub negatif catu daya.
Menggunakan lebar arus dan pulsa yang besar, memilih pemesinan polaritas positif dapat mencapai kehilangan elektroda yang sangat rendah. Jika polaritasnya salah, kehilangan elektroda akan menjadi sangat besar.
Hanya ketika permukaan yang diperlukan untuk diproses halus kurang dari VDI18 (Ra0,8 m) dan lebar pulsa sangat kecil, pemrosesan polaritas negatif digunakan untuk mendapatkan kualitas permukaan yang lebih baik, tetapi kehilangan elektroda besar.
Sekarang peralatan mesin CNC edM dilengkapi dengan parameter pemesinan pelepasan grafit.
Penggunaan parameter kelistrikan bersifat cerdas dan dapat dihasilkan secara otomatis oleh sistem pakar pada peralatan mesin.
Umumnya, mesin dapat mengonfigurasi parameter pemrosesan yang dioptimalkan dengan memilih pasangan material, jenis aplikasi, nilai kekasaran permukaan dan memasukkan area pemrosesan, kedalaman pemrosesan, penskalaan ukuran elektroda, dll. Selama pemrograman.
Ditetapkan untuk elektroda grafit dari perpustakaan alat mesin edm yang kaya parameter pemrosesan, jenis bahan dapat dipilih dalam grafit kasar, grafit, grafit sesuai dengan berbagai bahan benda kerja, untuk membagi lagi jenis aplikasi untuk standar, alur dalam, titik tajam, besar area, rongga besar, seperti halus, juga memberikan kerugian rendah, standar, efisiensi tinggi dan sebagainya berbagai jenis pilihan prioritas pemrosesan.
5.Kesimpulan
Bahan elektroda grafit baru layak untuk dipopulerkan dengan penuh semangat dan keunggulannya akan secara bertahap diakui dan diterima oleh industri pembuatan cetakan dalam negeri.
Pemilihan bahan elektroda grafit yang tepat dan peningkatan hubungan teknologi terkait akan memberikan efisiensi tinggi, kualitas tinggi, dan manfaat biaya rendah bagi perusahaan manufaktur cetakan
Waktu posting: 04 Des-2020