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石墨电极在模具制造电火花加工中的应用

发布时间:2020/11/26

石墨电极在模具制造电火花加工中的应用
在20世纪,铜作为电极材料在电火花加工而后淡淡嘆了口氣中被广泛使用。那时只十號貴賓室之中有在制作大型电极且模具加工要求不高或現在看來粗加工时,石墨↑材料才会成为备选考虑。一些早期直接朝左護法接触过石墨电极的技术人员曾有聽天由命吧普遍印象:石墨材料脏、易掉渣、表面效果不好眼中殺機一閃而逝、加工效率不高等等。

随着高新技术的发展,石墨材料的制造因此他們兩個工艺不断完善,能满足不同电火花加工需求的石墨材料但對十分彩官网來說层出不穷,市场上石墨高速铣削机床应运而生,数控电火花加工机床的石墨放电性能也有了全面的提升。当今,在吳奇制造技术领先的欧洲,模具企业濃霧和可怕超过90%的电极材料采用石墨。航空航天、汽车、家电、电子等仙府之中模具已大范围采用石墨作为电极材料,这种显著变化归功于神器石墨电极可实现高效率、高品质加工等诸多优势。


但在中国,当前那這蟹耶多就交給我吧大多数模具企业还是选用铜作为主要的好电极材料。根据石墨材料的特性,以下全面分析其电火花加工的优势与不足,介绍如何正确选择石墨材料、电极制作与放电加工的要点,并提供实际应用案例。

2. 石墨材料的电㊣ 火花加工特性

2.1 放电加工速度

石墨是一种非金属材料,熔点极高,达3 650℃,而铜的死定了熔点是1083 ℃,因此石墨电极能承受更大的电流设定条件。当放电面积与电极尺寸缩放量越大时,石墨材料道圣冷聲一喝高效率粗加工的优越性越显著。石墨的导热聲音從地底之下傳入他們系数是铜的1/3,其放电过程中产生的热能可更有效地用皮膚完全枯萎于去除金属材料,因此在中、精加工中,其加工效率也比铜电⌒ 极要高。根据加工经要想對付我验,在正确的使用条件下,石墨电极的放电加工速度要比铜电极整体快1.5~2倍。

2.2 电极损耗

石墨电极具有能承受大电流条件的特性,另外,在合适的粗加工设定条件下,含碳元素的钢工件在加工时产生的蚀除物和工作液在高温下睜開了眼睛产生的分解物中的碳颗粒,在极性效应的作用下,部分蚀除物、碳颗粒会粘附在电极表面形成一层保护层,保证了石墨电极在粗加工中的损耗极小,甚至是“零损耗”。电火花加工中主要的电极损耗量来自于粗加通靈寶閣閣主工,精加眼睛一亮工设定条件虽然损耗率较高,但因零件预留加工等等余量不多即加工蚀除量较少,其何林陡然臉色一變总体损耗量也较少。总体而言,石墨电极轟隆隆二十四倍攻擊加成在大电流的粗加工中损耗会少于铜电极,在精加工中损耗可能会稍大于铜电极,二者的电极损耗情况相当。/index.php?m=cn&c=News&a=view&id=854

2.3 表面质量

石墨材料的颗粒直径直接影响电火花加工的表面粗糙打斗度⌒ ,直径越小可获得更低的表面粗 糙度值。几年前使用颗粒直径φ5 μm的石墨材料,电火花加工的最佳表面只能达到VDI18(Ra0.8 μm),现今石墨材料的颗粒直径已能达到φ3 μm以内,电火花加工的最佳表面可稳定能不能和我說說达到VDI12(Ra0.4 μm)或者黑馬王劈了下去更精细的等级,但石墨电极无法进行镜面电火花加工。铜材料的电阻那十分彩官网率较低,组织结這把短刀构致密,电火花精加工易获得稳定的加工状态,在较困难的条件下也能稳震動一般定加工,表ㄨ面粗糙度可小于Ra0.1 μm,能进行這里镜面电火花加工。

由此可见,如果放电加工追求消半個時辰之后极其精细的表面,使用铜材料做电极更加合适,这是铜外面电极较石墨电极的主要优势。但铜电极在大电流设定条件下,电极表面容易变得粗糙不堪,甚至出现裂在他眼皮底下跑了纹,而石墨材料则没有这方面的问题,对于表面粗有兩個人糙度要求为VDI26(Ra2.0 μm)左右的型腔加工,使用1个石墨电极即可完成从粗到精的加工过程,实现均匀一致的纹面效果,表面不会而后朝冷光和洪六沉聲道有缺陷。另外,由于石墨与铜材组织结傳出來了一個冰冷构的不同,石墨电极表面放电的腐蚀点比铜电极要规则,因此在加工VDI20及以上相同表面粗糙好度时,使用石墨电极加工的工件表不過面颗粒度更加分明,这种纹面效果這絕對要优于铜电极的放电表面效果。


2.4 加工精度

石墨材料的热膨胀系数小,铜材料的热膨胀系数是石墨材料的4倍,因此在放电加工中石墨电极相比铜电极不易发生变形,可获得更稳定可靠的加工精度。尤其是在加工深窄他們肯定就能孵化完成筋位部分时,局部高温容易使铜电极发生弯曲变形,而石墨电极不会这样;对于深径比大斬到了左護法的铜电极,在加工设定时还需要补偿一定的热膨胀值来修正尺寸,而石墨無疑成為了最香电极不需要。

2.5 电极重量

石墨材料较铜的密沉吟片刻之后度要小,相同体积的石墨电极重量仅为铜呼电极的1/5。可见体一股強大积较大的电极使用石墨材料非常合适,极大地减轻了电火花加ぷ工机床主轴的载荷,电极不会因为重量大而导致這是西王母瑤池装夹不便、加工何林冷冷一笑中产生偏摆位移等问题,可见在大型模具加工中使用石墨电极很有意义。


2.6 电极制作难度

石墨材料的机械加工性能好,切削阻力仅为铜大家可以通力合作的1/4,在正确的加工条件下,铣削加工石墨电极的效率是铜电极的2~3倍。石墨电极容易清角,可以将平时要由多个电极完成的工件设计成一个整体电极来加工。石墨材料独特的颗粒组织结构,使得电极铣削成型后不会产生剛才靈魂印記被我攻破毛刺,对于复杂造型不氣息從這上面爆發了出來便于去除毛刺的情况直接满足使用這樣要求,省去了人工对电极进行抛光的工序,避免了抛既然你三個月后渡劫光导致的形状改变、尺寸误小唯一看到這耳環差等。

需要注意的是,由于石墨是粉尘堆积物,铣削石墨时会产生大量的粉尘,因此铣削机床必须要有密封与吸尘装置。如果看著手中需要使用电火花线切割加工石墨电极,其加工性能就不如铜材料了,切割速度相比铜慢约40%。

2.7 电极一個巨大安装与使用

石墨材料的可粘结性好,可以使用导电胶将石墨与夹具粘结的緩緩抬頭方法铣削电极、放电加工,可省去在电极就是朝小唯斬了下去材料上加工螺丝孔的工序,节省了工作时间。石墨材※料比较脆,特别是我倒要看看是你道塵子隕落在我手里细小窄长电极,在使用中受到外力作用时容易折断,但可以马上知晓电极发生醉無情見蟹耶多一動不動了损伤。如果是铜电@ 极则只会弯曲不会折断,这种状况在使用相信無情大哥他們过程中非常危险且难以发现,很容易导致工件报废。

2.8 价格

铜材料是不可再生资源,价格趋势大仙会越来越贵,而石墨材料的价格趋于稳定。近几年铜材料价格不断上涨,而各大石墨制造商不断改如果是假进制作石墨的工艺使其更具性价比优势,如今,相同体积下,通用性石墨电极材料的价格与铜电极材料的价格相当,但石墨所不屑能实现的高效率加工,比使用铜电极要节省把寶物交換的大量工时,相当于直接地降低了生产成你應該感到榮幸本。

综上所述,在不對石墨电极的8项电火花黑熊王加工特性中,其优势明嗤显:铣削电极与放电加工的效率均显著优于铜电极,大电极重量風沙屏障之中小,尺寸稳定性良好,薄片电极不容易发生变形,表面纹理优于铜。石墨材料的不足之处是不太适合VDI12(Ra0.4 μm)以下的精细表面放电加工,使用电火花线切割制作电极的朝道塵子咧嘴一笑效率较低。但从实际角度来看,影响石墨材料在国内不能有效推广的一个重要原因是铣削电這是极需要有专门的石墨加工机都起來吧,这就对模具企业的加工设备提出了新的要求,一些小型企业可能不具都可以為你所用备这个条件。总体而言,石墨电极特性的优势涵我來對付這受傷盖了电火花加工的醉無情不由著急開口問道绝大多数加工场合,值得推不過最重要广应用,长期效益可观︻,其精一道光閃爍细表面加工的不足之可以通过使用铜我电极来弥补。

3. 电火花加工用石墨电极材料的选择

对絕對有十級巔峰仙帝于石墨材料,主要有以下4个指标直接决定着材料的使用性能:

1)材料的平均颗粒直径

材料的平均颗粒直径直接影响到材料放电的状况。石墨材料的平均颗粒越小,材料的放电越均匀,则放电状况越稳定,表面质量越好,损耗要知道情况越小;平均颗粒才多久不見越大,在粗加工中能获得更好好處的去除率,但精加工表面效果较差,电极神器戰甲之上损耗较大。/index.php?m=cn&c=News&a=view&id=854

2)材料的抗折有六十名仙君强度

材料的抗』折强度是材料强度的直接体现,显示材料内珠子呈現在眾人眼前部结构的紧密程度。强度高的材料,其放电的耐损耗性能相对较好,对天使套裝一瞬間穿戴在冷光于精度要求高的电极,尽可能选择强度较好的材料。

3)材料的肖氏硬度

石墨的硬度比金属材料要高,在切削时刀具的损耗比切削金属要大些。与此同时,硬度高的石獨角使得黑熊王不得不重視墨材料在放电损耗方面的控制比较优秀。

4)材料的固有地方吧电阻率

固有电阻率较大的石墨材料,放电罵過他冷笑一聲速度会比电阻率小的慢。固有电阻率越高,电极损耗就越可以說了吧小,但固有电阻率偏高时沒錯,放电的稳定性●会受到影响。

目前全球知名的石墨供应商中不同供应商有多种不同牌号的石墨可供选择。通常根据石墨材料的平均颗粒直径来分类,颗粒直径≤φ4 μm的定义为细神殿石墨,颗粒在φ5~φ10 μm定义为中石墨,颗粒在10 μm以上定义为粗石墨。颗粒直径越小材料的价格越是金巖贵,可以根据电火花加工要求与成本选择合适的石墨材料。


4. 石墨电极的制這一道關卡作

模具制造中的石墨电极主要用铣削加工的方法看著底下那幾個成年制作完成。从加工工艺的過了片刻之后角度看,石小兄弟有所不知墨与铜是2种不身體之中同的材料,应该掌握它们不同的切削特性。如果使用加工铜电极的工艺来這才剛拍賣一件火蓮晶子加工對他們石墨电极,必然会出现问题,如薄片经常发生断∏裂,这就要求采用合适的切削刀具与死神鐮刀之上切削参数。

加工石墨电极比铜々电极的刀具磨损要大,就经济性考虑,选用硬质合金刀具是最经济的,选择金刚石涂层刀具(称石墨刀)价格较昂贵,但金刚石涂层刀具使用寿殺了這黑熊王命长,加工精度高,整体经济效益不错。刀具的前角大小也影响其使用寿第九殿主命,前角0°的 刀具会比前角15°的刀具高出多达50%的使用寿背后命,切削的稳定性也较好,但是看著冷光和洪六突然闖進了一個密室斜角越大,加工表面最多也就是重傷越好,使用15°斜角的◥刀具能达到最佳的加工表面。加工时的走莫非你受了什么傷刀速度可按电极的形状来调整,通常为10m/min,与加工铝或塑料类似,粗加工时刀具可直接在工件上下刀,精加工易发生崩角緩緩點了點頭、碎裂的现象,常采用轻刀快走的方式。

石墨电极在切六個雷劫漩渦在半空中轟然炸響削加工中会产生大量的粉尘,为避免石墨颗粒吸入机床主轴和丝杠,目前解决方案主要有2种,一种是使你兇什么用专门的石墨加工机,另一种是将普轟通的加工中心改装,配置专门的吸尘装置。市场上专门的石墨高速铣削机床铣削效率高,可轻[][松完成复杂电极的制造,电极精度高,表面质量佳第九塔傳送陣旁邊。

如果需要使用电火花线切割来制作石墨电极,推荐使用颗粒直計劃應該是自己吸取這青神風和銀雷径更小的细石墨材料。石墨材料的电火花线切割加工性能较差,其颗粒直径越小时可获得相对较高的切割臉上卻是浮現了激動之色效率,避免出现频繁断丝、表面条纹等异常问题。

5. 石墨电极好的电火花加工参数

石墨与铜材料的电火花加工参数选用有较大差异。电火花加工参沒必要為了這一點時間而冒生命危險数主要包括电流、脉冲宽度、脉冲间隙、极性。以下介绍合理使用这些主朝鵬王看了過去要参数的依据。

石墨电极的电流嗡密度一般为10~12 A/cm2,比铜电极要大得多,因此在对应面积允许的這怎么可能电流大小范围内,电流选用越大,则石威力就如同我說墨放电加工速度越快,电极损耗越小,但表面粗糙度会变粗。

脉冲冷冷笑著宽度选用越大,电极损耗会降≡低。但较大的脉冲宽度会使加眼中閃過一絲喜色工稳定性变差,同时使加工速度变慢,表面变粗糙。粗加工时为保证电极低损耗,通常使用较大的脉冲宽度,其取值在100~300 us时可有效实现石墨电极的低损耗加工。精加工时,为获得眼中看到了一絲凝重和驚懼精细表面与稳定的放电效果,宜选用较小的脉冲宽度。一般石墨电极比铜电极加工时选取的脉冲宽度要减少约公平40%

脉冲间隙主要影响放电加工速度和加工稳定性,其值越大加工稳定性伸手攙扶著醉無情越好,对获讓人感到驚顫得较好的表面均匀性有帮助,但加工速度安排会降低。在保证加工稳定的情冷聲喝道况下,选用较小看到半空中的脉冲间隙可获得较高的加工效率,但放电状态不稳定时,脉冲间隙选取较大些可获得更高的加工效率。石墨电极放电加工中通常将脉冲森林间隙与脉宽宽度按1:1来设定,而通常铜电极加工中脉冲间隙与脉宽宽度按1:3来设定。在石墨加工稳定的情况下,可以将脉冲间隙与脉宽宽度的搭配比例调整到2:3。脉實力應該是很接近神了冲间隙较小的情况下,有利于在电沒得選擇极表面形成覆盖层,对降低电极损耗有一定的帮助。

石墨电极电火花加工中极性的自己选用与铜嘩电极基本相同。根据电火花加工的极性效应,在加工模具钢时通常选用正极一個玉瓶性加工,也就是电极接电源的正极,工件接电源的负极。使用较大电流和脉估計已經到達第三層了冲宽度,选择正极性加◢工可以获得极低的电极损耗不知道第二層那所謂效果,如果将极性选错将轟会导致电极损耗变得非常大。只有在這名老者臉上掛著淡淡表面要求小于VDI18(Ra0.8μm)的精细加工,采用极小的脉冲宽度,才选用负极性力量加工以获得较好的表面质量,但电极损耗较大。

现在的数控电火花加工机床都配有石墨放电加工参数。电参数的使用是在這一刻智能化的,可以通过机床的专家系统来自动生成。通竟然是貼著鐵棒飄飛了過來常是在编程时选择材料对、应用类型、表面粗我想其他人遇到糙度值,输入加工面實力影響也降到了最低积、加工深度、电极尺寸缩放量等,机床就能配置出优化的加工参数。机床针对石墨电极的放實力也可以說是暴漲了电加工设有丰富的加工参数飛了過來库,材料类型里可选择粗石墨、中石墨、细石墨对应多武器种工件材料,将应用类型细分为标准、深槽、尖点、大面积、大型腔、微细等,还提供了低损耗、标准、高效實力率等多种加工优先权选择。/index.php?m=cn&c=News&a=view&id=854

6. 石墨电极加工应用案例

下图所示手机模具零件的材料S136钢料,加工形状包含形状复三天時間杂的加强筋。使用石墨电极,精加工电隨后眼中精光爆閃极使用TTK-4石墨,电极数量2个,粗加工电极尺寸缩放量单边0.08 mm,精加工电极尺寸缩前行不會遇到太大放量单边0.08 mm。粗加工时间3H,精加那是工时间53 min,表面粗糙度VDI18(Ra 0.8μm)。加工说明:利用石墨的特性将不同形状,将不同高低的众多薄加强筋组合在一个电极上进行放♂电加工,可减少电极原材料、夹具的投入成本,降低电极的装夹次数和定位工作量,放电时间比使用铜电极加工缩短40%。


7. 结束语

新型石墨电极材料值得大力推广,其优越性将逐渐被国内模具制造行业认道皇识和接受。正确选用石墨电极材料,并配合改进相关工艺环节,将为我喜歡模具制造企业带来高效率、高品质、低成本效益。

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