Đang tải...

Công nghệ cơ khí Lựa chọn vật liệu điện cực trong gia công EDM

Thảo luận trong 'Cơ khí chế tạo' bắt đầu bởi bkdn, 31/5/10.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. bkdn
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    8/4/10
    Số km:
    294
    Được đổ xăng:
    54
    Mã lực:
    51
    Xăng dự trữ:
    146 lít xăng
    Một số vấn đề cần lưu ý để lựa chọn điện cực cho máy EDM :

    - Chi phí mua vật tư điện cực
    - Tính thuận tiện để tạo hình điện cực
    - Lượng hao mòn điện cực trong gia công
    - Chất lượng gia công tinh mong muốn
    - Số lượng điện cực sử dụng cho quá trình gia công tinh
    - Kiểu điện cực phù hợp nhất cho công việc
    - Số lượng lỗ xối (nếu cần gia công ở chế độ xối-flushing)

    Loại vật liệu:
    Điện cực chia làm 2 nhóm chính : kim loại và graphite (than); thường gồm 5 loại điện cực : đồng thau (brass), đồng đỏ (copper), tungsten, kẽm (zinc) và graphite (than). Ngoài ra, một số vật liệu điện cực đã được pha thêm kim loại khác để gia công hiệu qua hơn : như đồng thau với thiếc; đồng đỏ với tellurium, đồng đỏ với tungsten và bạc, graphite và đồng.

    Đồng thau, đồng đỏ thường được sử dụng làm điện cực cho dù độ mòn điện cực cao. Tuy nhiên, đồng có nhiệt độ nóng chẩy thấp khoảng 1080oC, trong khi nhiệt độ hồ quang tại khe hở phóng điện khoảng 3.800oC.

    Điện cực graphite, về lý thuyết, có tỷ lệ hớt vật liệu lớn hơn trong khi độ mòn điện cực ít hơn. Graphite không bị nóng chẩy tại khe hở phóng điện mà nó sẽ chuyển từ dạng cứng thành khí tại nhiệt độ khoàng 3350oC. Bởi vì tính kháng nhiệt cao (so với đồng), nên graphite được coi là vật liệu điện cực hiệu quả với hầu hết các công việc. Tungsten có điểm nhiệt độ nóng chẩy tương tự graphite, nhưng tungsten rất khó gia công. Tungsteng thường được sử dụng làm điện cực dạng ống để gia công các lỗ nhỏ.

    Nhìn chung, các điện cực kim loại phù hợp với gia công xung các vật liệu có độ nóng chẩy thấp như nhôm, copper, đồng thau. Còn điện graphite phù hợp với các vật liệu có độ nóng chẩy cao như thép hoặc hợp kim của thép. Tuy nhiên, có thể thấy trong thực tế, đồng được sử dụng khá rộng rãi để làm điện cực, do tính phổ thông vật liệu này, khả năng dễ tạo hình điện cực, lại có thể sử dụng lại nhiều lần hoặc để làm các việc khác sau khi đã được sử dụng làm điện cực.
     
  2. laobao_quangtri
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    9/4/10
    Số km:
    38
    Được đổ xăng:
    5
    Mã lực:
    21
    Xăng dự trữ:
    95 lít xăng
    Mình đóng góp thêm chút thông tin về điện cực graphite :

    Điện cực graphite hiện nay dùng trong gia công EDM ở VN còn khá ít, tuy nhiên trong thực tế trên thế giới, điện cực graphite được sử dụng chiếm tới 90% các ứng dụng gia công của máy xung EDM.

    Graphite được ứng dụng vào công nghiệp EDM khoảng 50 năm về trước. General Electric (GE) chính là một trong những nhà sản xuất graphite nổi tiểng trong những năm đầu với thương hiệu Gentrode.

    Graphite được làm từ Carbon, triết tách từ dầu mỏ. Carbon dạng hạt được trộn với vật liệu kết dính có gốc dầu, sau đó được ép lại thành các khối graphite. Quy trình ép graphite trong quy trình sản xuất có ý nghĩa vô cùng quan trọng tới các thuộc tính, chất lượng của sản phẩm này. Graphite ở thời kỳ đầu trước đay, được sản xuất bằng cách ép hỗn hợp bột carbon kết dính chỉ theo một hướng, làm cho thuộc tính kiểu hạt tương tự như gỗ biến đổi theo hướng đơn nhất. Với sự phát triển của công nghệ, các phương pháp ép graphite đẳng hướng dần được phát triển, làm cho các thuộc tính của graphite được đồng nhất theo mọi hướng. Ngày nay, tất cả các sản phẩm graphite chất lượng cao được sản xuất theo cách này. Sau khi được ép, khối vật liệu được trải qua một số quá trình xử lý nhiệt để chuyển đổi từ Carbon thành Graphite.

    Graphite có một số thuộc tính khá khác so với các vật liệu điện cực kim loại :

    - Graphite có điểm nóng chẩy rất cao. Trên thực tế, không hề nóng chẩy, mà chuyển hóa trực tiếp thành từ dạng đặc thành dạng khí gas (như là CO2 trong đá khô/đã CO2) ở nhiệt độ hàng ngàn độ cao hơn so với nhiệt độ nóng chầy của Đồng. Tính kháng nhiệt này, giúp cho Graphite trở thành vật liệu lý
    tưởng cho gia công EDM.
    - Graphite có thuộc tính cơ lý thấp hơn nhiều so với các vật liệu điện cực kim loại. Graphite không chắc, cứng cũng như không khoẻ như các vật liệu điện cực kim loại. Tuy nhiên do quá trình gia công EDM sử các dụng lực cơ rất thấp, nên thuộc tính này của Graphite không nhiều ảnh hưởng.

    Những đặc tính chung của Graphite thường được quan tâm tới là :
    + Kích thước phần tử (hạt): Nhìn chung, kích thước phần tử càng nhỏ, đặc tính cơ lý của Graphite càng tốt hơn, điều này dẫn đến Graphite càng có độ tinh hơn, độ mài mòn thấp hơn và khả năng gia công bóng bề mặt cao hơn.
    + Mật độ chặt/đặc của graphite: Vì Graphite là vật liệu xốp, nên cần phải xem xét kỹ yếu tố độ chặt. Thông thường, graphite có độ nén chặt càng cao càng được ưa chuộng.
    + Cường đô chịu uốn : Độ chịu uốn thể hiện sức bền của graphite. Thông thường, graphite có cỡ hạt nhỏ nhất có cường độ chíu uốn cao nhất.
    + Độ cứng : thể hiện trạng thái chức năng của các yếu tố kích thước hạt, độ xốp và vật liệu kết dính. Độ cứng có thể rất quan trọng chất lượng của hoạt động cắt gọt và mài.

    Graphite được sử dụng rộng rãi nhở những ưu điểm vượt trội trong quá trình sản xuất so với các vật liệu điện cực kim loại:
    + Tốc độ gia công: Graphite có tốc độ gia công cao hơn đồng về cả phương diện gia công thô và tinh, thường là gấp đôi.
    + Độ hao mòn : Graphite thường có độ hao mòn điện cực thấp hơn Đồng.
    + Độ nhẵn bóng bề mặt : Có khả năng đạt độ nhẵn bóng bề mặt gia công như điện cực đồng
    + Khả năng dễ gia công tạo hình điện cực

    Tuy nhiên Graphite cũng có một số hạn chế so với các loại vật liệu điện cực kim loại :

    Ảnh hưởng môi trường : Gia công với vật liệu Graphite nếu không được kiểm soát chặt sẽ tạo ra một lượng lớn bụi graphite trong xưởng gia công. Chỉ cần chạm vào một chút graphite bạn cũng có thể bị bẩn tay. Bụi graphite có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới hệ điều khiển CNC, các bộ phận truyền động vít me và dẫn hướng của các máy gia công. Đảm bảo vệ sinh môi trường nhà xưởng là một trong những lý do chủ yếu các nhà chế tạo khuôn không muốn sử dụng công nghệ quan trọng này. Tuy nhiên, hiện nay đã có rất nhiều biện pháp và công nghệ để kiểm soát bụi graphite. Do đó việc đảm bạo vệ sinh nhà xưởng không còn là mối lo ngại.

    Phẩm cấp Graphite:

    Graphite có nhiều tiêu chí phân loại khác nhau theo các nhà sản xuất, nhưng có thể thấy phân cấp theo thích thước cỡ hạt graphite là cơ bản nhất. Vì trong quá trình phát xung EDM, các hạt phần tử hạt bị bóc tách, do vậy cỡ hạt có cường độ, độ hao mòn góc và độ bóng bề mặt.

    - Cấp dưới micron - Sub Micron (Hình# 4) : Graphite có cỡ hạt nhỏ hơn 1 micron. Đây là loại cấp graphite đăt nhất.
    - Cấp đặc biệt - Premium (Hình 5) Graphite có cỡ hạt <= 5 micron. Đây là cấp graphite sử dụng rộng rãi, phù hợp với các công việc khuôn mẫu chính xác (cỡ nhỏ và vừa), linh kiện máy bay.
    - Cấp cao - High Performance (Hình 6) Graphite có cỡ hạt từ 10 tới 20 micron. Loại này phù hợp với các loại khuôn mẫu cỡ lớn hơn, nhờ có giá thành hợp lý hơn.
    - Cấp phổ thông - General Purpose : Graphite có cỡ hạt lớn hơn 20 micron. Loại này thường được sử dụng để gia công các khuôn dập.

    [​IMG]

    Điện cực Graphite Đồng:
    là dạng graphite trộn lẫn với đồng đỏ theo một tỷ lệ nhất định, nhằm nâng cao tính dẫn điện và độ cứng cơ học của điện cực. Điện cực Graphite đồng kết hợp được các ưu điểm về khả năng sản xuất dễ của graphite, và độ đốt cháy ổn định
    của đồng. Graphite đồng thường được sử dụng để gia công tia lửa điện đối với carbide và sử dụng trong công nghiệp sản xuất máy bay.

    Cách phối hợp cực điện trong các trường hợp điện cực-phôi khác nhau có thể ảnh hưởng lớn đến tốc độ gia công, độ mòn điện cực... Cách tốt nhất là nên tham khảo các tài liệu kỹ thuật kèm theo thiết bị của nhà sản xuất.

    Sau đây là một số hướng dẫn phổ thông :
    - Điện cực graphite -> Phôi thép : (gia công thông thường và mòn điện cực thấp) : điện cực đặt (+)
    - Điện cực graphite -> Phôi thép : (gia công tốc độ cao và độ mòn tới 20%) : điện cực đặt ( - )
    - Điện cực graphite -> Phôi đồng ; điện cực đặt (-)
     

Chia sẻ trang này