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Aplicación de herramientas PARA en el procesamiento de grafito
Los electrodos de grafito tienen un consumo de electrodo menor que los electrodos de cobre, rápido Velocidad de procesamiento, buen rendimiento de mecanizado, alta precisión de procesamiento, pequeña deformación térmica, peso ligero, fácil tratamiento de superficie, resistencia a altas temperaturas, alta temperatura de procesamiento, se puede unir el electrodo, etc. Aunque el grafito es un material muy fácil de cortar, el material de grafito utilizado como electrodo de electroerosión debe tener la resistencia suficiente para evitar daños durante el funcionamiento y el procesamiento de electroerosión, y la forma del electrodo (paredes delgadas, esquinas redondeadas pequeñas, cambios bruscos), etc. También se plantean requisitos más estrictos para el tamaño de grano y la resistencia de los electrodos de grafito, lo que provoca que la pieza de grafito se rompa fácilmente y que la herramienta se desgaste fácilmente durante el procesamiento.
El desgaste de las herramientas es el problema más importante en el procesamiento de electrodos de grafito. La cantidad de desgaste no solo afecta los costos de desgaste de la herramienta, el tiempo de procesamiento y la calidad del procesamiento, sino que también afecta la calidad de la superficie del material de la pieza procesada por electroerosión por electrodo. Es un parámetro importante para optimizar el procesamiento de alta velocidad. Las principales áreas de desgaste de herramientas para el procesamiento de materiales de electrodos de grafito son la cara de inclinación y la cara del flanco. En la cara de inclinación, el contacto de impacto entre la herramienta y la zona de viruta rota produce desgaste abrasivo por impacto, y las virutas que se deslizan a lo largo de la superficie de la herramienta producen desgaste por fricción por deslizamiento.
Varios aspectos que afectan al desgaste de la herramienta:
1. Material de la herramienta
El material de la herramienta es el factor fundamental que determina el rendimiento de corte de la herramienta. Para la eficiencia y la calidad del procesamiento, el costo de procesamiento y la durabilidad de la herramienta tienen un gran impacto. Cuanto más duro sea el material de la herramienta, mejor será su resistencia al desgaste, mayor será la dureza, menor será la tenacidad al impacto y más frágil será el material. La dureza y la tenacidad son un par de contradicciones y también son una cuestión clave que los materiales de las herramientas deben superar. Para herramientas de grafito, para recubrimientos de TiAlN ordinarios, puede elegir materiales con una dureza relativamente mejor, es decir, aquellos con un contenido de cobalto ligeramente mayor; para herramientas de grafito recubiertas de diamante, puede elegir materiales con una dureza relativamente mejor, es decir, los. el contenido de cobalto es ligeramente menor;
Las herramientas de corte PARA combinan muchos años de experiencia y utilizan materiales de herramientas de marcas europeas famosas.
2.
Seleccionar un ángulo geométrico apropiado para las herramientas de grafito ayudará a reducir la vibración de la herramienta. A su vez, la pieza de trabajo de grafito no se astillará fácilmente;
(1) Ángulo de inclinación, cuando se utiliza una inclinación negativa. Para procesar grafito, el borde de la herramienta tiene buena resistencia y buena resistencia al impacto y la fricción. A medida que el valor absoluto del ángulo de ataque negativo disminuye, el área de desgaste del flanco no cambia mucho, pero la tendencia general es decreciente. Al procesar, a medida que aumenta el ángulo de ataque, la resistencia del borde de la herramienta se debilita, lo que a su vez conduce a un mayor desgaste del flanco. Cuando se mecaniza con un ángulo de ataque negativo, la resistencia de corte es grande y la vibración de corte aumenta. Cuando se mecaniza con un ángulo de ataque positivo grande, el desgaste de la herramienta es grave y la vibración de corte también es grande.
(2) Ángulo de alivio. Si el ángulo de alivio aumenta, la resistencia del borde de la herramienta disminuye y el área de desgaste de la superficie del flanco aumenta gradualmente. Cuando el ángulo libre de la herramienta es demasiado grande, aumenta la vibración de corte.
(3) Ángulo de hélice cuando el ángulo de hélice es pequeño, la longitud de la hoja del mismo filo que corta la pieza de grafito al mismo tiempo es la más larga, la resistencia al corte es la mayor y la herramienta soporta la mayor fuerza de impacto de corte, por lo que el desgaste de la herramienta, la fuerza de fresado y la vibración de corte son los mayores. Cuando el ángulo de la hélice es mayor, la dirección de la fuerza de fresado resultante se desvía en mayor medida de la superficie de la pieza de trabajo y el impacto de corte causado por el colapso del material de grafito se intensifica, por lo que el desgaste de la herramienta, la fuerza de fresado y la vibración de corte también aumentar.
Por lo tanto, el impacto de los cambios en el ángulo de la herramienta en el desgaste de la herramienta, la fuerza de fresado y la vibración de corte es causado por la combinación del ángulo de desprendimiento, el ángulo de alivio y el ángulo de hélice, por lo que se debe prestar más atención a la selección.
Al realizar una gran cantidad de pruebas científicas sobre las características de procesamiento de los materiales de grafito, las herramientas PARA han optimizado los ángulos geométricos de las herramientas relacionadas, mejorando así en gran medida el rendimiento general de corte de las herramientas.
3. Recubrimiento de herramientas
Las herramientas recubiertas de diamante tienen las ventajas de alta dureza, buena resistencia al desgaste y bajo coeficiente de fricción. En esta etapa, el recubrimiento de diamante es la herramienta más adecuada para. herramientas de procesamiento de grafito. Sin embargo, la mejor opción y el mejor reflejo del rendimiento superior de las herramientas de corte de grafito; la ventaja de las herramientas de corte de carburo cementado recubiertas de diamante es que combinan la dureza del diamante natural con la resistencia a la fractura del carburo cementado; La tecnología nacional de recubrimiento con diamante aún se encuentra en una etapa inicial y los costos de inversión son muy grandes, por lo que el recubrimiento con diamante no tendrá mucho desarrollo en el futuro cercano. Sin embargo, podemos optimizar el ángulo de la herramienta, la selección de materiales y otros aspectos y mejorar. El recubrimiento ordinario sobre la base de herramientas ordinarias. La estructura se puede utilizar en el procesamiento de grafito hasta cierto punto.
Los ángulos geométricos de las herramientas recubiertas de diamante y las herramientas recubiertas ordinarias son esencialmente diferentes. Por lo tanto, al diseñar herramientas recubiertas de diamante, debido a la particularidad del procesamiento del grafito, el ángulo geométrico se puede ampliar adecuadamente para adaptarse al corte. las ranuras también se vuelven más grandes y no reducirán la resistencia al desgaste del borde de la herramienta; para los recubrimientos de TiAlN ordinarios, aunque la resistencia al desgaste mejora significativamente en comparación con las herramientas sin recubrimiento, en comparación con los recubrimientos de diamante, la resistencia al desgaste durante el procesamiento es de grafito. utilizado, su ángulo geométrico debe ser apropiadamente pequeño para aumentar su resistencia al desgaste.
Para los recubrimientos de diamante, muchas empresas de recubrimientos en el mundo invierten actualmente una gran cantidad de mano de obra y recursos materiales en investigación y desarrollo de tecnologías de recubrimiento relacionadas. Sin embargo, hasta ahora, las empresas de recubrimientos maduras y económicas en el extranjero solo se han limitado a. Europa; PARA, como excelente herramienta de procesamiento de grafito, también utiliza la tecnología de recubrimiento más avanzada del mundo para tratar la superficie de la herramienta y garantizar la vida útil del procesamiento y la economía y practicidad de la herramienta.
4. Fortalecimiento del filo de la herramienta
La tecnología de pasivación del filo de la herramienta es un tema muy importante que la gente generalmente no toma en serio. El filo de una herramienta de carburo cementado después de ser afilado con una muela de diamante tiene espacios microscópicos de diversos grados (es decir, microdescantillados y bordes de sierra). El rendimiento y la estabilidad de las herramientas de corte de grafito de alta velocidad han planteado requisitos más altos, en particular, las herramientas recubiertas de diamante deben pasar el tratamiento de pasivación del filo antes del recubrimiento para garantizar la firmeza y la vida útil del recubrimiento. El propósito de la pasivación de herramientas es resolver los defectos de micromuescas del borde afilado de la herramienta mencionados anteriormente, reducir o eliminar el filo y lograr el propósito de ser suave, liso, afilado, fuerte y duradero.
5. Condiciones de mecanizado de las herramientas de corte
La selección de las condiciones de procesamiento adecuadas tiene un impacto considerable en la vida útil de las herramientas de corte.
(1) Modo de corte (fresado ascendente y fresado hacia arriba), la vibración de corte durante el fresado hacia abajo es menor que la vibración de corte durante el fresado hacia arriba. Durante el fresado, el espesor de corte de la herramienta se reduce del máximo a cero. Después de que la herramienta corta la pieza de trabajo, no habrá ningún fenómeno de vibración causado por no cortar las virutas. El sistema de proceso tiene buena rigidez y baja vibración de corte; Durante el fresado ascendente, el espesor de corte de la herramienta desde cero hasta el máximo, la herramienta rayará un camino en la superficie de la pieza de trabajo debido al espesor de corte delgado en la etapa inicial del corte. En este momento, si el filo encuentra puntos duros. El material de grafito o las partículas de viruta que quedan en la superficie de la pieza de trabajo harán que la herramienta falle. La herramienta de corte se mueve o vibra, por lo que la vibración de corte del fresado ascendente es grande;
(2) Soplado (o). aspirar) e sumergir líquido de electroerosión durante el mecanizado, y limpiar rápidamente el polvo de grafito en la superficie de la pieza de trabajo ayudará a reducir el desgaste secundario de la herramienta, extiende la vida útil de la herramienta y reduce el impacto del polvo de grafito en el tornillo de la máquina herramienta y riel guía;
(3) Elija una velocidad alta adecuada y un avance grande correspondiente.
Para resumir los puntos anteriores, el material, el ángulo geométrico, el recubrimiento, el refuerzo de los bordes y las condiciones de mecanizado de la herramienta desempeñan diferentes papeles en la vida útil de la herramienta. Cada uno de ellos es indispensable y complementario entre sí. Una buena herramienta de grafito debe tener ranuras suaves para la eliminación de virutas de polvo de grafito, una larga vida útil, la capacidad de realizar procesos de grabado profundo y ahorrar costos de procesamiento.
6. Ejemplos de aplicación
Tamaño de la pieza: 600×400×90
Material de grafito: ISO-63 (Toyo Carbon)
Forma del electrodo: cubierta exterior de disipación de calor de electrodoméstico
Herramienta utilizada: PARA ￠6 RO (acabado inferior)
PARA ￠6 R3 (acabado de pared lateral)
S=17 000 F= 6000 mm/min
Tiempo de procesamiento: 15 horas de procesamiento continuo
Condición de desgaste: punta de la hoja <0,02 mm, revestimiento intacto
S =17 000 F= 6000 mm/min
Tiempo de procesamiento: 8 horas de procesamiento continuo
Condición de desgaste: filo <0,03 mm
/qikan/periódico. Articles/tsjs/tsjs99/tsjs9901/990107.htm
Introducción a la línea de producción de procesamiento de electrodos de grafito CNC
Wang Mingqi
INTRODUCCIÓN DE LA TÉCNICA DE CONTROL NUMÉRICO EN EL PROCESO DE MECANIZADO DE ELECTRODOS DE GRAFITO
Wang Mingqi
（Jilin Carbon Group Co Ltd,Jilin 132002）
1 Prólogo
Desde la década de 1970, el El rápido desarrollo de la tecnología microelectrónica representada por circuitos integrados a gran escala y computadoras microelectrónicas se ha aplicado rápidamente a la práctica de producción, y ha surgido una amplia variedad de máquinas herramienta controladas por computadora y líneas de producción automatizadas con funciones flexibles. Las máquinas herramienta CNC son un tipo de equipo mecatrónico. El llamado CNC se refiere al control digital. Utiliza una computadora electrónica para realizar cálculos digitales de acuerdo con el programa de producción y luego controla el proceso de producción para realizar la automatización del proceso de producción. Con el desarrollo de los ordenadores electrónicos, la aplicación de la tecnología CNC se ha vuelto cada vez más popular. Un aspecto que se está desarrollando con especial rapidez son las máquinas herramienta CNC.
El mecanizado de electrodos de grafito es el último proceso en la producción de electrodos de grafito, y su método de procesamiento es similar al de los productos metálicos. Las máquinas herramienta de mecanizado de electrodos CNC se han convertido en una importante dirección de desarrollo de las máquinas herramienta de mecanizado de electrodos debido a su alta eficiencia, alta precisión, alto grado de automatización y fácil ajuste.
Las empresas de carbono comenzaron a utilizar máquinas herramienta de procesamiento de electrodos CNC a finales de la década de 1980. Por ejemplo, Jilin Carbon Group Co., Ltd. y Lanzhou Carbon Co., Ltd. introdujeron simultáneamente la línea de fabricación automática de procesamiento de electrodos CNC. por la American Ingersoll Company (en lo sucesivo, la línea estadounidense), y más tarde Jilin Carbon Group Co., Ltd. introdujo la línea automática de procesamiento de electrodos CNC fabricada por la japonesa Fujikoshi Company (en lo sucesivo, la línea japonesa). A juzgar por el uso, el efecto es obvio: no sólo reduce la intensidad del trabajo de los trabajadores, mejora el entorno de producción y aumenta la productividad laboral, sino que también mejora significativamente la calidad del procesamiento de los electrodos de grafito gracias al uso de la tecnología CNC.
2 Tecnología de procesamiento mecánico de electrodos de grafito
Después de presionar el electrodo de grafito, se ha determinado su tamaño y forma, pero después de que el producto crudo prensado se tuesta y grafitiza, debido a una Cierto grado de deformación, algunos rellenos y otras impurezas todavía están adheridos a la superficie, lo que hace que la forma sea irregular y la superficie rugosa y desigual, lo que no puede cumplir con los requisitos de uso y debe mecanizarse antes de su uso.
El mecanizado de electrodos de grafito incluye mandrinado, torneado y fresado de roscas, lo cual es similar al procesamiento de productos metálicos. De acuerdo con las características de producción del procesamiento de electrodos de grafito, las máquinas herramienta de procesamiento de electrodos CNC generalmente adoptan una estructura de tres unidades para completar el mandrinado, el torneado cilíndrico y el fresado de roscas, respectivamente.
El primer proceso de mecanizado de electrodos de grafito es perforar y hacer rugosa la cara del extremo. La cantidad de corte de la cara del extremo generalmente se establece en menos de 30 mm. Después de perforar, se requiere que la pared del orificio deje un cierto procesamiento. Margen para fresado de roscas, aproximadamente 2 mm.
Después de perforar y raspar la cara del extremo, se debe procesar el círculo exterior, y la cantidad de procesamiento del círculo exterior es generalmente inferior a 15 mm. Este proceso es sencillo, siempre que la herramienta de torneado cilíndrico se ajuste para cumplir con los requisitos de calidad del procesamiento.
El proceso más importante del mecanizado de electrodos de grafito es el fresado de roscas, y su calidad está directamente relacionada con el uso de electrodos de grafito.
En el procesamiento de fresado de roscas, existen requisitos estrictos sobre la conicidad, el diámetro del orificio y la forma de hebilla de la rosca, y se deben realizar pruebas de conexión.
3 Aplicación de la tecnología CNC en el mecanizado de electrodos de grafito
3.1 Estructura de las máquinas herramienta de procesamiento de electrodos CNC
Las máquinas herramienta de procesamiento de electrodos CNC se componen de sistemas de control numérico ( CNC), servo El sistema y el cuerpo de la máquina herramienta se componen de tres partes, como se muestra en la Figura 1.
Figura 1 Estructura de las máquinas herramienta CNC
La confiabilidad de las máquinas herramienta CNC depende principalmente del sistema CNC. La dirección de desarrollo del sistema CNC es mejorar la velocidad de procesamiento y la precisión del control. y mejorar la capacidad antiinterferencias. Aumentar la confiabilidad, reducir el tamaño, etc. En comparación con el sistema CNC AB-7360 de máquinas herramienta "Nip Line", el sistema CNC FANUC-18TEA de máquinas herramienta "Nip Line" ha mejorado enormemente en estos aspectos.
El servosistema también se denomina actuador y su rendimiento afecta directamente a la precisión del procesamiento, la velocidad de alimentación y la eficiencia de la producción. Según el principio de control, el servosistema se divide en sistemas de circuito abierto, circuito semicerrado y circuito completamente cerrado según el actuador utilizado, se divide en servo hidráulico, servo eléctrico de CC y servosistema eléctrico de CA; Las máquinas herramienta de procesamiento de electrodos CNC introducidas en los primeros días utilizaban principalmente accionamiento del sistema servo hidráulico y posicionamiento del sensor, y solo utilizaban accionamiento del sistema servo eléctrico CC en la estación de fresado de roscas de alta precisión. La nueva generación de máquinas herramienta de procesamiento de electrodos CNC adopta servosistemas eléctricos de CA con husillos de bolas y agrega sistemas de centrado y medición de longitud. Esta estructura de diseño mejora en gran medida la precisión de posicionamiento y la precisión del procesamiento del sistema de procesamiento.
La parte del cuerpo de la máquina herramienta de la línea automática de mecanizado de electrodos CNC generalmente adopta la estructura de diseño de tres unidades para completar el mandrinado, el torneado cilíndrico y el fresado de roscas, respectivamente.
3.2 Dos métodos de procesamiento de roscas de electrodos de grafito
El proceso más importante de mecanizado de electrodos de grafito es el fresado de roscas, a juzgar por las máquinas herramienta de procesamiento de electrodos CNC que se utilizan actualmente en las fábricas de carbono nacionales. Se puede resumir en dos métodos de procesamiento: uno es el "hilo americano" fabricado por la estadounidense Ingersoll Company y el otro es el "Nichisen" fabricado por la japonesa Fujikoshi Company.
Esta máquina herramienta de procesamiento de electrodos CNC diseñada y fabricada por Ingersoll Company de los Estados Unidos utiliza el siguiente método de procesamiento: Como se muestra en la Figura 2, al iniciar el procesamiento, el husillo equipado con la herramienta de peine se centra en la Eje central del electrodo. El centro gira a una velocidad de 60 r/min y, al mismo tiempo, la herramienta de procesamiento, bajo el control del CNC, completa el procesamiento del hilo a través del movimiento sintético en las direcciones x y z. El electrodo permanece estacionario durante todo el proceso de mecanizado. Las máquinas herramienta Meixian utilizan múltiples ciclos para completar el procesamiento del hilo de un electrodo, con el husillo girando 720° como un solo ciclo. Para garantizar la calidad del procesamiento, se puede seleccionar el número de ciclos. Generalmente se utilizan 9 ciclos. La cantidad de alimentación de cada ciclo va disminuyendo, siendo la última cantidad de alimentación la mínima para garantizar la suavidad del hilo.
Figura 2 Esquema de fresado de roscas de máquina herramienta "Meixian"
La desventaja de este método es que completar el procesamiento de roscas de un electrodo requiere múltiples y frecuentes movimientos alternativos de los ejes x y z. -El movimiento del eje aumenta en gran medida la carga de trabajo del CNC y los servosistemas, y el acabado de la rosca no es bueno. Aunque el acabado de la rosca se puede mejorar aumentando el número de ciclos, aumentará el tiempo del ciclo y reducirá la eficiencia del trabajo. Después de más de 20 años de desarrollo, los métodos de procesamiento de las máquinas herramienta de procesamiento de electrodos CNC se han vuelto cada vez más maduros. En la actualidad, las máquinas herramienta de procesamiento de electrodos CNC utilizan principalmente el método de procesamiento de "línea japonesa".
El método de procesamiento de las roscas de los electrodos de las máquinas herramienta "Nichiline" es muy diferente al de "Meixian". El método de procesamiento utilizado en el proceso de fresado de roscas es: el electrodo en sí gira a una velocidad de 1,8 r. /min, y el método de procesamiento es La herramienta gira a una alta velocidad de 1000r/min. Al mismo tiempo, la herramienta de procesamiento completa el procesamiento del hilo mediante movimiento sintético en las direcciones x y z bajo el control del CNC. 365° durante todo el proceso de elaboración. Como se muestra en la Figura 3, OO′ es la línea central de rotación del electrodo, PP′ es la línea central de rotación de la herramienta y PP′ cambia con el movimiento de la herramienta en la dirección z.
Figura 3 Esquema de fresado de roscas de máquina herramienta "Nichiline"
3.3 Diseño del programa de pieza de trabajo
Basado en el sistema CNC FANUC de la línea automática de procesamiento de electrodos CNC fabricado por la japonesa Fujikoshi Empresa Como ejemplo, consideremos el diseño de programas de piezas de trabajo.
3.3.1 Taladrado y rugoso de la cara final
El primer paso en el mecanizado de electrodos de grafito es taladrado y rugoso de la cara final. Como se muestra en la Figura 4, el eje x controlado por CNC. L1 es la distancia entre la herramienta del fondo del orificio y la superficie en blanco. Se calcula a partir de los datos de centrado y medición de la longitud. L3 es la cantidad de corte establecida por el interruptor digital.
El proceso de procesamiento es el siguiente:
Figura 4 Diagrama esquemático del proceso de procesamiento de la cara del extremo de taladrado y desbaste
El eje x se posiciona rápidamente al comienzo del procesamiento, el fondo del orificio La cuchilla está cerca de la superficie del electrodo y luego el eje x comienza a avanzar. El mecanizado generalmente utiliza dos velocidades de avance. Primero, avanza a una velocidad de 400 mm/min. Cuando la herramienta de la cara del extremo comienza a procesar, la cantidad de corte aumenta y avanza. a una velocidad de 200 mm/min.
Cuando se completa el procesamiento, el husillo se detiene, el eje x vuelve a cero y luego comienza el siguiente ciclo. El procedimiento es el siguiente:
N010 #501=L1;
N020 #502=L1＋L2;
N030 #503=L1＋L2＋L3;
N040 M15; (Rotación del husillo)
N050 G90G00X-#501;
N060 G01X-#502F400;
N070 G01X-#503F200;
N080 M11; (El husillo se detiene)
N090 G90G00X0.0;
N0100 M30
Este proceso es sencillo y se puede completar con Control CNC de un eje, cuando las funciones del sistema de hardware están disponibles, el programa de la pieza de trabajo se puede compilar de manera muy simple.
3.3.2 Fresado de rosca y cara de extremo plano de precisión
La Figura 5 muestra el diagrama del principio de mecanizado de la cara de extremo fino, #100 es el valor de posicionamiento del eje x, #110 es el valor de posicionamiento del eje y, #111 es el valor de la posición final del eje y. El proceso de procesamiento es el siguiente:
Figura 5 Diagrama esquemático del proceso de procesamiento de cara de extremo plano de precisión
El procesamiento comienza, el eje x se posiciona rápidamente y luego el accesorio sujeta el electrodo, y el motor del husillo hace que el electrodo gire a una velocidad de 12 r/min, que se utiliza para alisar la cara del extremo. Comenzando desde la cara del extremo liso, el eje y se posiciona rápidamente y luego se realiza el trabajo. La velocidad de avance es de 180 mm/min y el tiempo de procesamiento es de 5 segundos. Una vez terminada la superficie final lisa, el eje y regresa al punto cero.
El programa es el siguiente:
N010 M16; (orientación del husillo)
N020 M98P1632 (programa de tuning)
N030 G00X; -#100 ;
N040 M10; (electrodo de sujeción)
N050 S60M03
N060 G00Y-#110; -# 111F180;
N080 G04X5.0;
N090 G28Y0;
El proceso de fresado de roscas se muestra en la Figura 6.
Figura 6 Diagrama esquemático del proceso de fresado de roscas
Descripción: La cantidad de corte rápido del eje x es #122=-10 mm, el tiempo es 2 s y el husillo gira 1,8/ 60*2 vueltas en 2 segundos, por lo que la cantidad de corte rápido del eje z debe ser #123=8,4667*1,8*2/60/COS (9,462322) mm, y la velocidad de alimentación #127=10/(1,8*2/60) . Para fresado de roscas de 365°, la cantidad de avance del eje z es #124=8,4667*365/360/COS (9,462322) y la velocidad de avance es #128=8?4667/COS (9,462322) mm/r. La cantidad de retracción rápida del cuchillo es la misma que la cantidad de ataque rápido del cuchillo.
Cuando comienza el proceso de fresado de roscas, el eje x se coloca rápidamente en la posición de fresado de roscas, el eje z se coloca rápidamente a 50 mm de la posición de procesamiento y luego se mueve a la posición de procesamiento. posición con una velocidad de avance de 500 mm/min. Inicie el fresado de roscas, la velocidad del husillo es de 1,8 r/min, los ejes x y z retraen rápidamente la herramienta, luego el fresado de roscas de 365°, los ejes x y z retraen rápidamente la herramienta.
Una vez finalizado el fresado de roscas, se afloja el dispositivo de sujeción y cada eje vuelve a cero, listo para iniciar el siguiente ciclo.
El procedimiento es el siguiente:
N110 M15
N120 G00X#120
N130 G00Z [-#129+50]; p> N140 G01Z- #129F500;
N150 S9M03;
N160 G99G32X #122Z #123F #127
N170 Z #124F #128; p>
N180 El método de procesamiento mejora la calidad del procesamiento de los electrodos de grafito, haciendo que los problemas de calidad sean fáciles de encontrar y corregir.
4 Análisis sobre el uso de máquinas herramienta de procesamiento de electrodos CNC
La introducción de "Meixian" no solo reduce la intensidad laboral de los trabajadores y mejora el entorno de producción, sino que también mejora la producción. y la calidad de los electrodos se ha mejorado enormemente para cumplir con los requisitos de la producción moderna y a gran escala. "Meixian" puede procesar electrodos con diámetros de 250 a 800 mm. Para ampliar la escala de producción, Jilin Carbon Group Co., Ltd. introdujo una línea automática de procesamiento de electrodos CNC de la empresa japonesa Fujikoshi en 1995. Este sistema de mecanizado CNC representa el nivel avanzado de las máquinas herramienta de procesamiento de electrodos CNC internacionales en la década de 1990, ya sea el dispositivo CNC, el servosistema o el nivel de diseño general de la máquina herramienta. "Nichiline" puede procesar electrodos con un diámetro de 400 a 700 mm y ha sido modificado para que tenga la capacidad de procesar electrodos de orificios profundos. La máquina herramienta "Sunline" entró en producción en abril de 1996 y funciona bien. El proceso más importante del mecanizado de electrodos de grafito es el fresado de roscas. Las roscas de los productos "Nichiline" son mejores que las de los productos anteriores en términos de conicidad, diámetro del orificio y suavidad. Además, "Nichiline" está equipado con un sistema operativo muy potente. fácil que surjan problemas.
5 Conclusión
La industria del carbono de China se ha desarrollado durante más de 40 años desde que comenzó en la década de 1950. En el pasado, la mayoría de las plantas de carbono tuvieron problemas con la baja automatización y el envejecimiento de los equipos. Tras la reforma y apertura, muchas grandes fábricas de carbono han introducido y desarrollado una gran cantidad de equipos modernos, y los efectos de su uso son obvios. En lo que respecta al procesamiento mecánico de electrodos, el nivel de diseño y el proceso de fabricación de las líneas de procesamiento nacionales no están a la altura. Todas tienen deficiencias como baja automatización, mala calidad de procesamiento, baja eficiencia de producción y alta tasa de fallas. para formar capacidad de producción. Se espera que la discusión en este artículo pueda promover y promover el desarrollo de máquinas herramienta domésticas de procesamiento de electrodos.
Sobre el autor: Wang Mingqi, hombre, nacido en octubre de 1968, ingeniero eléctrico. Graduado del Departamento de Electrónica de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong en 1991. Ahora trabaja en el taller 304 de Jilin Carbon Group Co., Ltd., se dedica al mantenimiento y gestión de sistemas de control informático de máquinas herramienta automatizadas y ha completado más de 10 proyectos de innovación tecnológica.
Afiliación del autor: Wang Mingqi (Jilin Carbon Group Co., Ltd. Jilin 132002)
Referencias
〔1〕Wu Zuyu, Qin Pengfei CNC Machine? ¿Herramienta? Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 1990
[2] Wu Jiliang, Li Xiangjun? ¿Cien ejemplos de aplicaciones de microcomputadoras Beijing: Machinery Industry Press, 1985
/news /htm/283 /2006_4_11_145835.html
Una breve discusión sobre la aplicación de electrodos de grafito en el procesamiento de moldes
www.zs91.com Fuente: "CADCAM y la época de informatización de la fabricación: 2006- 4-12
En los últimos años, con la introducción de moldes de precisión y moldes de alta eficiencia (los ciclos del molde son cada vez más cortos), las personas tienen requisitos cada vez mayores para la producción de moldes debido a las limitaciones de. Diversas condiciones de los electrodos de cobre, los electrodos de cobre se han vuelto cada vez más exigentes y no pueden cumplir con los requisitos de desarrollo de la industria del molde. Como material para electrodos de electroerosión, el grafito se ha utilizado ampliamente en la industria del molde debido a sus ventajas como alta maquinabilidad, peso ligero, conformado rápido, tasa de expansión extremadamente pequeña, bajas pérdidas y fácil recorte. Se ha vuelto inevitable reemplazar los electrodos de cobre. .
1. Características del material del electrodo de grafito
1. La velocidad de mecanizado CNC es rápida, alto rendimiento de corte y fácil de recortar
La velocidad de mecanizado de grafito es rápida y es la mejor opción para electrodos de cobre de 3 a 5 veces, la velocidad de acabado es particularmente sobresaliente y su resistencia es muy alta para electrodos ultraaltos (50-90 mm) y ultrafinos (0,2-0,5 mm). No es fácil de deformar durante el procesamiento. Y en muchos casos, el producto debe tener un buen efecto de textura, lo que requiere que el electrodo se fabrique como un electrodo público integral en la medida de lo posible. Sin embargo, existen varios rincones ocultos durante la producción del electrodo macho integral. a las características de fácil recorte del grafito, lo que hace que este problema sea fácil de resolver y reduce en gran medida el número de electrodos, lo que no se puede hacer con electrodos de cobre.
2. Formación rápida de electroerosión, pequeña expansión térmica, baja pérdida.
Dado que el grafito tiene mejor conductividad que el cobre, su velocidad de descarga es más rápida que la del cobre, que es de 3 a 5 veces mayor que la del cobre. cobre. . Y puede soportar corrientes más grandes durante la descarga, lo cual es más ventajoso durante el mecanizado en desbaste por electroerosión. Al mismo tiempo, bajo el mismo volumen, el peso del grafito es 1/5 veces mayor que el del cobre, lo que reduce en gran medida la carga de electroerosión. Es extremadamente ventajoso para fabricar electrodos a gran escala y electrodos públicos en general. La temperatura de sublimación del grafito es de 4200°C, que es de 3 a 4 veces la del cobre (la temperatura de sublimación del cobre es de 1100°C). A altas temperaturas, la deformación es extremadamente pequeña (1/3~1/5 del cobre en las mismas condiciones eléctricas) y no se ablanda. La energía de descarga se puede transmitir a la pieza de trabajo de manera eficiente y con bajo consumo. Debido a que la resistencia del grafito aumenta a altas temperaturas, puede reducir efectivamente la pérdida de descarga (la pérdida de grafito es 1/4 de la del cobre), asegurando la calidad del procesamiento.
3. Peso ligero y bajo coste
Dentro de los costes de producción de un conjunto de moldes, el tiempo de mecanizado CNC del electrodo, el tiempo de electroerosión, la pérdida del electrodo, etc. La gran mayoría del costo total está determinado por el propio material del electrodo. En comparación con el cobre, la velocidad de mecanizado y la velocidad de electroerosión del grafito son de 3 a 5 veces mayores que las del cobre. Al mismo tiempo, las características de desgaste mínimo y la producción de electrodos de grafito macho integrales pueden reducir la cantidad de electrodos, reduciendo así los consumibles de los electrodos y el tiempo de mecanizado. Todo esto puede reducir en gran medida el costo de producción de moldes.
2. Requisitos y características del procesamiento electromecánico de electrodos de grafito
1. Producción de electrodos
La producción profesional de electrodos de grafito utiliza principalmente máquinas herramienta de alta velocidad para el procesamiento. y la estabilidad de las máquinas herramienta Para mejorar, el movimiento de tres ejes debe ser uniforme, estable y sin vibraciones, y la precisión de rotación del husillo debe ser la mejor posible. El procesamiento de electrodos también se puede completar en máquinas herramienta en general, pero el proceso de escritura de trayectorias de herramientas es diferente al de los electrodos de cobre.
2. Mecanizado por electroerosión.
El electrodo de grafito es un electrodo de carbono. Debido a que el grafito tiene buena conductividad eléctrica, puede ahorrar mucho tiempo durante el mecanizado por descarga eléctrica. Esta es una de las razones por las que se utiliza el grafito como electrodo.
3. Características de procesamiento de los electrodos de grafito
El grafito industrial es duro y quebradizo, lo que provoca un desgaste severo de la herramienta durante el mecanizado CNC. Generalmente se recomienda utilizar carburo cementado o recubrimiento de diamante. cuchillos. Durante el mecanizado en desbaste de grafito, la herramienta puede cortar directamente hacia arriba y hacia abajo la pieza de trabajo. Para evitar astillas y astillas durante el mecanizado fino, a menudo se utilizan cuchillas ligeras y movimientos rápidos para el procesamiento. En términos generales, el grafito rara vez colapsa cuando la profundidad de corte es inferior a 0,2 mm y se obtendrá una mejor calidad de la superficie de las paredes laterales. El polvo generado durante el mecanizado CNC de electrodos de grafito es relativamente grande y puede invadir los rieles guía, tornillos, husillos, etc. de la máquina herramienta. Esto requiere que las máquinas herramienta de procesamiento de grafito tengan los dispositivos correspondientes para manejar el polvo de grafito y el sellado del mismo. La máquina herramienta debe ser buena, porque el grafito es tóxico.
3. Ejemplos de procesamiento de electrodos de grafito
Como se muestra en la Figura 1, hay un electrodo de grafito de núcleo fijo para el molde de inyección del panel de conexión. El tamaño del espacio en blanco es de 182 mm × 42 mm. × 65 mm, con una pequeña ranura en el medio. El ancho máximo es de 3,1 mm, la profundidad máxima de la ranura es de 5,1 mm y la altura total de procesamiento es de 64 mm.
Este tipo de electrodo tiene un tamaño mediano y una forma compleja, siendo un modelo común entre los electrodos de grafito. Todo el modelo se procesa mediante CNC utilizando Wildfire 2.0 de Pro/ENGINEER. Sin embargo, se sumerge en queroseno durante varias horas antes del procesamiento para reducir su fragilidad.
Dado que la ranura intermedia es pequeña e irregular, la estrategia de mecanizado CAM es: primero desbastar la forma general, luego terminar la superficie curva de formación y la superficie curva de conexión inferior, luego desbastar la ranura pequeña intermedia y finalmente terminar la ranura pequeña intermedia.
Figura 1 Electrodo de grafito de núcleo fijo de molde de inyección de panel colgante
1. Mecanizado de desbaste general
Utilice una fresa de inserción recubierta D20 (R1), utilizando el método de procesamiento en espiral. (TYPE_SPIRAL), profundidad de corte (STEP_DEPTH) 0,35 mm, paso a paso (SIDE_STEP) 8 mm, margen de contorno (PROF_STOCK_ALLOW) 0,35 mm, margen de desbaste (ROUGH_STOCK_ALLOW) 0,35 mm, margen inferior (BTTOM_STOCK_ALLOW) 0,35 mm, modo de procesamiento (ROUGH_OPTION) ROUGH_ONLY, altura de seguridad (CLEAR_DIST) 5 mm, velocidad del husillo (SPINDLE_SPEED) 2500 r/min, velocidad de avance (CUT_FEED) 800 mm/min.
Utilice la función Screen Play para procesar la ruta de la herramienta como se muestra en la Figura 2.
Figura 2 Aspecto general del mecanizado en desbaste
Al mismo tiempo, se realiza la verificación de simulación (NC Check) y la verificación de sobrecorte (GougeCheck) en el mecanizado. La fresa no entra en el interior de la ranura central y se fresa toda la forma del electrodo, lo que cumple con los requisitos del proceso. Presione Listo w q para salir. El tiempo calculado por el programa es de 50 segundos y el tiempo de procesamiento es de 2,1 horas.
2. Acabado 1
La fresa de extremo esférico D16 (R8) se utiliza para el acabado, utilizando el método de procesamiento de fresado de superficie (fresado de superficie), distancia de paso (SIDE_STEP) 0,2 mm, contorno. Margen (PROF_STOCK_ALLOW) -0,25 mm, ángulo de corte (CUT_ANGLE) 45°, tipo de procesamiento (SCAN_TYPE) TYPE_3, altura de seguridad (CLEAR_DIST) 5 mm, velocidad del husillo (SPINDLE_SPEED) 2500 r/min, velocidad de alimentación (CUT_FEED) 650 mm/min. Usando la función Screen Play, la ruta de la herramienta de mecanizado se muestra en la Figura 3. Al mismo tiempo, se llevan a cabo para el procesamiento una verificación de simulación (NC Check) y una verificación de sobrecorte (Gouge Check). La fresa no ingresa al interior de la ranura intermedia y se elimina el margen negativo (espacio de chispa o cantidad de vibración) de la superficie de mecanizado definida fuera de la ranura, lo que cumple con los requisitos del proceso. Presione Done Swq para salir. El tiempo calculado por el programa es de 130 segundos y el tiempo de procesamiento es de 1,5 horas.
Figura 3 Acabado de superficie curva formada
3. Acabado 2
Utilice una fresa de inserción revestida D20 (R1), tipo de procesamiento (SCAN_TYPE) TYPE_2, profundidad de corte (STEP_DEPTH) 0,35 mm, paso a paso (SIDE_STEP) 8 mm, margen de contorno (PROF_STOCK_ALLOW) -0,25 mm, margen de desbaste (ROUGH_STOCK_ALLOW) 0,35 mm, margen inferior (BTTOM_STOCK_ALLOW) 0 mm, método de procesamiento (ROUGH_OPTION) PROF_ONLY, altura de seguridad (CLEAR_DIST) 5 mm , velocidad del husillo (SPINDLE_SPEED) 2500r/min, velocidad de avance (CUT_FEED) 800mm/min. Usando la función Screen Play, la ruta de la herramienta de mecanizado se muestra en la Figura 4. Al mismo tiempo, se llevan a cabo para el procesamiento una verificación de simulación (NC Check) y una verificación de sobrecorte (Gouge Check). La fresa realiza el procesamiento lateral y el lado del electrodo se fresa en su lugar para cumplir con los requisitos del proceso. Presione Done Swq para salir. El tiempo calculado por el programa es de 45 segundos y el tiempo de procesamiento es de 2 horas.
Figura 4 Acabado de la superficie lateral
4. Mecanizado de desbaste de la pequeña ranura en el medio
Utilice una fresa de punta redondeada revestida D2 (R0.4) y adopte el método de mecanizado en espiral (TYPE_SPIRAL), profundidad de corte (STEP_DEPTH) 0,25 mm, paso (SIDE_STEP) 0,8 mm, margen de contorno (PROF_STOCK_ALLOW) -0,25 mm, margen de desbaste (ROUGH_STOCK_ALLOW) -0,25 mm, margen inferior (BTTOM_STOCK_ALLOW) - 0. 3 5 mm, modo de procesamiento (ROUGH_OPTION) ROUGH_ONLY, altura de seguridad (CLEAR_DIST) 5 mm, velocidad del husillo (SPINDLE_SPEED) 3500 r/min, velocidad de avance (CUT_FEED) 450 mm/min.
Usando la función Screen Play, la ruta de la herramienta de mecanizado se muestra en la Figura 5.
Al mismo tiempo, se llevan a cabo para el procesamiento la verificación de simulación (NC Check) y la verificación de sobrecorte (GougeCheck). La fresa ingresa al interior de la ranura central y la forma de la ranura se fresa para cumplir con los requisitos del proceso. Presione Done Swq para salir. El tiempo de cálculo del programa es de 30 segundos y el tiempo de procesamiento es de 1 hora.
Figura 5 Mecanizado en desbaste de la pequeña ranura en el medio
5. Acabado de tres
La fresa de extremo de bola D1 (R0.5) se utiliza para el acabado. y se utiliza el método de procesamiento de fresado de superficies curvas (SurfaceMilling), distancia de paso (SIDE_STEP) 0,2 mm, margen de contorno (PROF_STOCK_ALLOW) -0,25 mm, ángulo de corte (CUT_ANGLE) 45°, tipo de procesamiento (SCAN_TYPE) TYPE_3, altura de seguridad (CLEAR_DIST). ) 5 mm, velocidad del husillo ( SPINDLE_SPEED) 3500 r/min, velocidad de alimentación (CUT_FEED) 400 mm/min. Usando la función Screen Play, la ruta de la herramienta de mecanizado se muestra en la Figura 6. Al mismo tiempo, se llevan a cabo para el procesamiento una verificación de simulación (NC Check) y una verificación de sobrecorte (Gouge Check). La fresa ingresa al interior de la ranura intermedia y se elimina el margen negativo (espacio de chispa o cantidad de vibración) de la superficie de mecanizado definida dentro de la ranura, lo que cumple con los requisitos del proceso. Presione Listo wq para salir. El tiempo calculado por el programa es de 60 segundos y el tiempo de procesamiento es de 0,5 h.
Figura 6 Terminando la pequeña ranura intermedia
IV. Edición de las instrucciones de mecanizado
Las instrucciones de mecanizado CNC se muestran en la Figura 7.
Figura 7 Ejemplo de instrucciones de operación de procesamiento
5. Conclusión
En vista de la tendencia de desarrollo futuro de la industria del molde, ¿quién puede completar la producción de moldes? en el menor tiempo, quien gane el cliente gana el mercado. Dado que los electrodos de grafito (en comparación con el cobre) tienen las ventajas de un menor consumo de electrodos, una rápida velocidad de procesamiento de descarga eléctrica, un buen rendimiento de mecanizado, un peso ligero y un pequeño coeficiente de expansión térmica, han sido reconocidos y aceptados gradualmente por todos. ¡Con los electrodos de grafito, tiene el futuro de los moldes (Jiangsu Chunlan Machinery Manufacturing Co., Ltd. Zhang Xiaolu)