Im Vergleich zu Kupferelektroden haben Graphitelektroden die Vorteile eines geringen Elektrodenverbrauchs, einer schnellen Verarbeitungsgeschwindigkeit, einer guten mechanischen Verarbeitungsleistung, einer hohen Verarbeitungsgenauigkeit, einer geringen thermischen Verformung, eines geringen Gewichts, einer einfachen Oberflächenbehandlung, einer hohen Temperaturbeständigkeit, einer hohen Verarbeitungstemperatur und einer guten Elektrodenbindung. Obwohl Graphit ein sehr leicht zu schneidendes Material ist, muss das als EDM-Elektrode verwendete Graphitmaterial eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um Schäden während des Betriebs und der EDM-Verarbeitung zu vermeiden. Gleichzeitig stellt die Elektrodenform (dünne Wand, kleine Rundung, scharfe Änderung usw.) auch höhere Anforderungen an die Korngröße und Festigkeit der Graphitelektrode. Dies führt zum leichten Zusammenbruch von Graphitwerkstücken und zum leichten Verschleiß von Werkzeugen während der Verarbeitung.
Der Werkzeugverschleiß ist das wichtigste Problem bei der Verarbeitung von Graphitelektroden. Der Grad des Verschleißes wirkt sich nicht nur auf die Werkzeugverlustkosten, die Verarbeitungszeit und die Verarbeitungsqualität aus, sondern auch auf die Oberflächenqualität des durch Elektroden-EDM verarbeiteten Werkstückmaterials. Er ist ein wichtiger Parameter zur Optimierung der Hochgeschwindigkeitsverarbeitung. Die Hauptbereiche des Werkzeugverschleißes bei der Verarbeitung von Graphitelektrodenmaterial sind die Spanfläche und die Freifläche. Auf der Spanfläche erzeugt der Aufprallkontakt zwischen dem Werkzeug und dem gebrochenen Spanbereich einen Aufprall-Schleifverschleiß, und die entlang der Werkzeugoberfläche gleitenden Späne erzeugen Gleitreibungsverschleiß.
Bei der Auswahl von Graphit-Bearbeitungswerkzeugen sollten Sie auf die folgenden Faktoren achten
Graphit-Bearbeitungswerkzeugmaterialien
Das Werkzeugmaterial ist der grundlegende Faktor, der die Schneidleistung des Werkzeugs bestimmt und einen großen Einfluss auf die Verarbeitungseffizienz, die Verarbeitungsqualität, die Verarbeitungskosten und die Werkzeughaltbarkeit hat. Je härter das Werkzeugmaterial, desto besser ist seine Verschleißfestigkeit, desto höher die Härte, desto geringer die Schlagzähigkeit und desto spröder das Material. Härte und Zähigkeit sind widersprüchlich und es ist auch ein zentrales Problem, das Werkzeugmaterialien lösen sollten. Für GraphitwerkzeugeFür gewöhnliche TiAlN-Beschichtungen können Materialien mit relativ besserer Zähigkeit, also etwas höherem Kobaltgehalt, angemessen gewählt werden. Für diamantbeschichtete Graphitwerkzeuge können Materialien mit relativ höherer Härte, also etwas niedrigerem Kobaltgehalt, angemessen gewählt werden.
Graphit-Bearbeitungswerkzeug-Geometriewinkel
Durch die Wahl des richtigen geometrischen Winkels für graphitspezifische Werkzeuge lässt sich die Werkzeugvibration verringern, was wiederum dazu führt, dass Graphitwerkstücke weniger anfällig für Absplitterungen sind.
Vorderer Winkel
Bei der Graphitbearbeitung mit negativem Spanwinkel ist die Schneidenfestigkeit besser und die Schlag- und Reibungsfestigkeit gut. Wenn der absolute Wert des negativen Spanwinkels abnimmt, ändert sich der Verschleißbereich der hinteren Werkzeugfläche nicht wesentlich. Insgesamt ist jedoch eine abnehmende Tendenz zu erkennen. Bei der Bearbeitung mit positivem Spanwinkel nimmt die Schneidenfestigkeit mit zunehmendem Spanwinkel ab, was zu stärkerem Verschleiß der hinteren Werkzeugfläche führt. Bei der Bearbeitung mit negativem Spanwinkel ist der Schnittwiderstand groß, was die Schnittvibration verstärkt. Bei der Bearbeitung mit großem positiven Spanwinkel ist der Werkzeugverschleiß stark und die Schnittvibration ebenfalls groß.
Rückwinkel
Wenn der Rückwinkel zunimmt, nimmt die Festigkeit der Werkzeugschneide ab und der Verschleißbereich des Rückwerkzeugs nimmt allmählich zu. Wenn der Rückwinkel des Werkzeugs zu groß ist, nimmt die Schnittvibration zu.
Helixwinkel
Bei einem kleinen Spiralwinkel ist die Länge der Klinge, die an derselben Schneide in das Graphitwerkstück schneidet, groß, der Schneidwiderstand ist groß und die vom Werkzeug aufgenommene Schneidschlagkraft ist groß. Daher sind Werkzeugverschleiß, Fräskraft und Schneidvibration relativ groß. Bei einem großen Spiralwinkel weicht die Richtung der Fräskraft stark von der Werkstückoberfläche ab und der durch das Brechen des Graphitmaterials verursachte Schneidschlag wird verstärkt. Daher werden auch Werkzeugverschleiß, Fräskraft und Schneidvibration erhöht. Daher ist der Einfluss von Werkzeugwinkeländerungen auf Werkzeugverschleiß, Fräskraft und Schneidvibration ein umfassendes Ergebnis des Spanwinkels, des Rückwinkels und des Spiralwinkels. Sie müssen also bei der Auswahl besonders darauf achten.
Beschichtung von Graphitverarbeitungswerkzeugen
Diamantbeschichtete Werkzeuge haben die Vorteile einer hohen Härte, einer guten Verschleißfestigkeit und eines niedrigen Reibungskoeffizienten.
In diesem Stadium ist die Diamantbeschichtung die beste Wahl für Graphitverarbeitungswerkzeuge und kann auch die überlegene Leistung von Graphitwerkzeugen am besten widerspiegeln. Denn sie kombiniert die Härte von natürlichem Diamant mit der Festigkeit und Bruchzähigkeit von Hartmetall. Derzeit hat die Diamantbeschichtungstechnologie im Land jedoch in letzter Zeit große Fortschritte gemacht. Wir können den Winkel des Werkzeugs optimieren, Materialien auswählen und die Struktur der gewöhnlichen Beschichtung auf der Grundlage gewöhnlicher Werkzeuge verbessern. Bis zu einem gewissen Grad kann sie immer noch in der Graphitverarbeitung angewendet werden.
Die geometrischen Winkel von diamantbeschichteten Werkzeugen unterscheiden sich wesentlich von denen gewöhnlicher beschichteter Werkzeuge. Daher kann beim Entwurf diamantbeschichteter Werkzeuge aufgrund der Besonderheit der Graphitverarbeitung der geometrische Winkel entsprechend vergrößert und die Spannut vergrößert werden, ohne dass die Verschleißfestigkeit der Werkzeugkante abnimmt. Bei gewöhnlichen TiAlN-Beschichtungen ist die Verschleißfestigkeit im Vergleich zu unbeschichteten Werkzeugen zwar deutlich verbessert. Im Vergleich zur Diamantbeschichtung sollte der geometrische Winkel jedoch bei der Verarbeitung von Graphit entsprechend verringert werden, um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen.
Werkzeugkantenverstärkung
Die Passivierung von Werkzeugkanten ist ein Thema, das nicht allgemein geschätzt wird, aber sehr wichtig ist. Die Schneide eines mit einer Diamantscheibe geschärften Hartmetallwerkzeugs weist mikroskopische Kerben (d. h. winzige Absplitterungen und Sägezähne) in unterschiedlichem Ausmaß auf. Das Hochgeschwindigkeitsschneiden von Graphit stellt höhere Anforderungen an die Leistung und Stabilität des Werkzeugs, insbesondere bei diamantbeschichteten Werkzeugen, die vor dem Beschichten passiviert werden müssen, um die Festigkeit und Lebensdauer der Beschichtung sicherzustellen. Der Zweck der Werkzeugpassivierung besteht darin, das Problem der mikroskopischen Kerben an der Schneide nach dem Schärfen des Werkzeugs zu lösen, ihre Schärfe zu verringern und eine glatte, flache, starke und langlebige Schneide zu erzielen.
Schneidprozessbedingungen
Die Wahl der Schnittbedingungen beeinflusst maßgeblich die Standzeit des Werkzeugs.
Schneiden MMethode (Deigen Milling und UP MFüllung)
Die Schnittvibration beim Gleichlauffräsen ist geringer als beim Rückwärtsfräsen. Beim Gleichlauffräsen verringert sich die Schnittdicke des Werkzeugs von einem Maximum auf Null. Nachdem das Werkzeug in das Werkstück geschnitten hat, kommt es nicht zu einem Rückprall des Werkzeugs, da die Späne nicht geschnitten werden können. Das Prozesssystem weist eine gute Steifigkeit und geringe Schnittvibrationen auf. Beim Rückwärtsfräsen erhöht sich die Schnittdicke des Werkzeugs von Null auf ein Maximum. In der Anfangsphase des Werkzeugschneidens. Aufgrund der geringen Schnittdicke wird ein Pfad auf der Oberfläche des Werkstücks zerkratzt. Wenn die Schneide zu diesem Zeitpunkt auf harte Punkte im Graphitmaterial oder auf auf der Oberfläche des Werkstücks verbleibende Spanpartikel trifft, führt dies dazu, dass das Werkzeug zurückprallt oder vibriert. Daher ist die Schnittvibration beim Rückwärtsfräsen relativ groß.
Blasen (ÖR Vacuming) und DEDM-Maschine Miflüssig
Das rechtzeitige Entfernen von Graphitstaub von der Werkstückoberfläche trägt dazu bei, den Sekundärverschleiß des Werkzeugs zu verringern und die Werkzeuglebensdauer zu verlängern. Außerdem wird dadurch die Auswirkung von Graphitstaub auf die Leitspindel und die Führungsschiene der Werkzeugmaschine verringert.
Andere Matters
Wählen Sie eine entsprechend hohe Drehzahl und einen entsprechend großen Vorschub.
Kombiniert man die oben genannten Punkte, spielen Werkzeugmaterial, geometrischer Winkel, Beschichtung, Kantenverstärkung und Schneidprozessbedingungen unterschiedliche Rollen in Bezug auf die Werkzeuglebensdauer, und jeder dieser Punkte ist unverzichtbar und ergänzt sich. Ein gutes Graphitwerkzeug sollte eine glatte Graphitpulver-Spannut und eine lange Lebensdauer haben, tiefe Gravuren durchführen können und Verarbeitungskosten sparen.
