Изготовление объемных фасонных пуансонов из синтетического изостатического углематериала для прошивочных электроэрозионных станков (EDM) требует применения высокооборотных фрезерных центров с частотой шпинделя до сорока тысяч оборотов в минуту. Высокая хрупкость заготовки провоцирует сколы микроребер. При этом абразивная проводящая пыль опасна для электроники станка. В нашей цеховой практике мы используем фрезы с кристаллическим CVD-алмазом и мощную аспирацию.
Микроструктура изостатического углематериала: высокая абразивность
Изостатический мелкозернистый углерод марок EDM-3, TTK-4 и Poco Graphite обладает ультрамелким размером зерна менее пяти микрометров и высокой плотностью. В процессе резания материал не образует сливной стружки, а разрушается микроскалыванием с выделением огромного объема абразивных микрочастиц. А твердосплавный инструмент без алмазного покрытия катастрофически изнашивается по задней грани за считанные минуты работы.
Свойства конструкционного углематериала для электроэрозионной обработки пресс-форм:
- Высокая эрозионная стойкость и термическая прочность при импульсном разряде.
- Хрупкое разрушение материала при резании с образованием тонкодисперсной пыли.
- Высокая абразивная способность угольных микрочастиц, истирающих режущую кромку.
Качество фрезерования фасонного пуансона напрямую определяет точность готовой формообразующей матрицы.
Применение фрез с кристаллическим CVD-алмазным покрытием
Для высокопроизводительного резания применяются монолитные фрезы с толстым кристаллическим CVD-алмазным слоем (CVD Diamond) толщиной от десяти до пятнадцати микрометров. Алмазное покрытие обладает твердостью до десяти тысяч по Виккерсу и обеспечивает колоссальную стойкость к абразивному истиранию. Наш производственный опыт показывает, что алмазные фрезы служат в двадцать раз дольше твердосплавных аналогов.
Кристаллическое алмазное покрытие сохраняет остроту кромки на сверхвысоких скоростях резания.
Стойкость фрезы с толстым CVD-алмазным слоем достигает 150 часов непрерывной обработки углематериалов.
Подобрать оборудование под вашу задачу
Высокоскоростное фрезерование тонких ребер без сколов
Прошивочные пуансоны для узких пазов пресс-форм содержат тонкие стенки толщиной от одной десятой миллиметра и высотой до тридцати миллиметров. Фрезерование таких элементов выполняется стратегией послойной спиральной выборки сверху вниз с минимальным радиальным съемом и высокой минутной подачей. При этом попутное резание направляет вектор силы внутрь заготовки, предотвращая откалывание вершин ребер.
Расчет минутной подачи при скоростном контурном фрезеровании пуансона EDM:
\[v_f = f_z \cdot z \cdot n = f_z \cdot z \cdot \frac{1000 \cdot v_c}{\pi \cdot D_{tool}}\]
где скорость резания \(v_c\) для алмазных фрез по графиту достигает \(400\) – \(800\) м/мин при оборотах до \(40000\) об/мин.
| Тип режущего инструмента | Скорость резания Vc, м/мин | Стойкость инструмента в работе | Качество кромок тонких ребер |
|---|---|---|---|
| Твердый сплав без покрытия | 100 – 180 м/мин | 2 – 4 часа (быстрый износ) | Сколы и завалы вершин ребер |
| PVD-покрытие TiAlN / AlCrN | 150 – 250 м/мин | 8 – 15 часов | Удовлетворительное состояние кромок |
| CVD-алмазное покрытие (Diamond) | 400 – 800 м/мин | 80 – 150 часов стабильной работы | Идеальная геометрия без микросколов |
Герметичная система аспирации и защита направляющих станка
Мелкодисперсная углеродная пыль является проводником электрического тока и при попадании в шкаф ЧПУ или на оптические линейки вызывает короткие замыкания и выход электроники из строя. Фрезерные станки для пылящих материалов оснащаются герметичной кабинетной защитой с избыточным давлением воздуха в направляющих и шпинделе. А мощный аспирационный кожух вокруг фрезы улавливает микрочастицы.
Фрезерные станки с ЧПУ по размерам рабочей зоны
Весь раздел →
3D Фрезерный станок c ЧПУ Wattsan A1 1616
3D Фрезерный станок c ЧПУ Wattsan A1 1616 NcStudio
3D Фрезерный станок c ЧПУ Wattsan A1 1616 RichAuto
Комплекс мер промышленной защиты фрезерного станка при сухой обработке углематериалов:
| Защищаемый узел станка | Техническое решение защиты | Предотвращаемый сбой |
|---|---|---|
| Шпиндель и подшипниковый узел | Пневматический лабиринтный подпор воздухом | Проникновение абразивных микрочастиц |
| Оптические измерительные линейки | Постоянная продувка осушенным воздухом | Загрязнение шкалы и потеря координат |
| Рабочая зона резания | Вакуумная аспирация с HEPA-фильтрацией | Оседание проводящей пыли в цехе |
Технические критерии оценки шероховатости фасонного пуансона
Финальная шероховатость поверхности прошивочного пуансона определяет трудоемкость финишной прошивки EDM и чистоту получаемой стальной матрицы. Чистовой проход алмазной микрофрезой с радиусом скругления формирует поверхность с шероховатостью Ra 0.2 без следов огранки. А бесконтактный оптический контроль на цифровом микроскопе подтверждает отсутствие выкрашивания кромок.
Практический порядок скоростного фрезерования прошивочных пуансонов EDM:
- Закрепление углеродного блока в быстросменном прецизионном патроне Erowa или 3R.
- Включение вытяжной аспирационной установки и проверка разрежения в вытяжном кожухе.
- Черновая послойная выборка монолитной CVD-алмазной фрезой на частоте 30000 об/мин.
- Финишное контурное профилирование микрофрезой с контролем геометрии тонких ребер.
Соблюдение регламента гарантирует безупречную геометрию оснастки для прошивки.
