石墨电极电火花加工在模具制造中的应用有什么?
随着高新技术的展开,石墨资料的制造工艺不断完善,能满意不同电火花加工需求的石墨资料层出不穷,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功能也有了的提高。
(1)放电加工速度
石墨是一种非金属资料,熔点极高,达3650℃,而铜的熔点是1083℃,因此江门石墨电极能承受更大的电流设定条件。当放电面积与电极规范缩放量越大时,石墨资料功率粗加工的优越性越显着。石墨的导热系数是铜的1/3,其放电过程中产生的热能可更有用地用于去除金属资料,因此在中、精加工中,其加工功率也比铜电极要高。根据加工履历,在正确的运用条件下,江门石墨电极的放电加工速度要比铜电极全体快1.5~2倍。
(2)电极损耗
石墨电极具有能承受大电流条件的特性,其他,在适合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产生的分化物中的碳颗粒,在极性效应的效果下,部分蚀除物、碳颗粒会粘附在电极外表构成一层保护层,确保了石墨电极在粗加工中的损耗极小,甚至是“零损耗”。电火花加工中首要的电极损耗量来自于粗加工,精加工设定条件尽管损耗率较高,但因零件预留加工余量不多即加工蚀除量较少,其全体损耗量也较少。全体而言,石墨电极在大电流的粗加工中损耗会少于铜电极,在精加工中损耗或许会稍大于铜电极,二者的电极损耗状况恰当。
(3)外表质量
石墨资料的颗粒直径直接影响电火花加工的外表粗糙度,直径越小可获得更低的外表粗糙度值。几年前运用颗粒直径φ5μm的石墨资料,电火花加工的Z佳外表只能抵达VDI18(Ra0.8μm),现在石墨资料的颗粒直径已能抵达φ3μm以内,电火花加工的Z佳外表可安稳抵达VDI12(Ra0.4μm)或许更精密的等级,但石墨电极无法进行镜面电火花加工。
铜资料的电阻率较低,安排结构细密,电火花精加工易获得安稳的加工状况,在较困难的条件下也能安稳加工,外表粗糙度可小于Ra0.1 μm,能进行镜面电火花加工。由此可见,假如放电加工追求极点精密的外表,运用铜资料做电极愈加适合,这是铜电极较江门石墨电极的首要优势。
但铜电极在大电流设定条件下,电极外表简略变得粗糙不堪,甚至出现裂纹,而石墨资料则没有这方面的问题,关于外表粗糙度要求为VDI26(Ra2.0μm)左右的型腔加工,运用1个石墨电极即可结束从粗到精的加工过程,结束均匀一致的纹面效果,外表不会有缺点。其他,由于石墨与铜材安排结构的不同,石墨电极外表放电的腐蚀点比铜电极要规矩,因此在加工VDI20及以上相同外表粗糙度时,运用石墨电极加工的工件外表颗粒度愈加清楚,这种纹面效果要优于铜电极的放电外表效果。
(4)加工精度
石墨资料的热膨胀系数小,铜资料的热膨胀系数是石墨资料的4倍,因此在放电加工中石墨电极比较铜电极不易产生变形,可获得更安稳可靠的加工精度。尤其是在加工深窄筋位部分时,部分高温简略使铜电极产生弯曲变形,而石墨电极不会这样;关于深径比大的铜电极,在加工设守时还需求补偿必定的热膨胀值来修正规范,而石墨电极不需求。
(5)电极重量
石墨资料较铜的密度要小,相同体积的石墨电极重量仅为铜电极的1/5。可见体积较大的电极运用石墨资料十分适合,极大地减轻了电火花加工机床主轴的载荷,电极不会由于重量大而导致装夹不方便、加工中产生偏摆位移等问题,可见在大型模具加工中运用石墨电极很有含义。
(6)电极制造难度
石墨资料的机械加工功能好,切削阻力仅为铜的1/4,在正确的加工条件下,铣削加工石墨电极的功率是铜电极的2~3倍。石墨电极简略清角,可以将平常要由多个电极结束的工件规划成一个全体电极来加工。石墨资料一起的颗粒安排结构,使得电极铣削成型后不会产生毛刺,关于杂乱造型不方便于去除毛刺的状况直接满意运用要求,省去了人工对电极进行抛光的工序,避免了抛光导致的形状改动、规范误差等。需求留意的是,由于石墨是粉尘堆积物,铣削石墨时会产生大量的粉尘,因此铣削机床有必要要有密封与吸尘设备。假如需求运用电火花线切开加工石墨电极,其加工功能就不如铜资料了,切开速度比较铜慢约40%。
(7)电极设备与运用
石墨资料的可粘结性好,可以运用导电胶将石墨与夹具粘结的方法铣削电极、放电加工,可省去在电极资料上加工螺丝孔的工序,节省了工作时间。石墨资料比较脆,特别是细小窄长电极,在运用中遭到外力效果时简略折断,但可以立刻知晓电极产生了损伤。假如是铜电极则只会弯曲不会折断,这种状况在运用过程中十分风险且难以发现,很简略导致工件作废。
(8)价格
近几年铜资料价格不断上涨,而各大石墨制造商不断改进制造石墨的工艺使其更具优势。相同体积下,通用性石墨电极资料的与铜电极资料的价格恰当,而精密石墨的价格会比铜电极要高一些。
综上所述,在石墨电极的8项电火花加工特性中,其优势显着:铣削电极与放电加工的功率均显着优于铜电极,大电极重量小,规范安稳性良好,薄片电极不简略产生变形,外表纹理优于铜,价格也更贱价。石墨资料的缺少之处是不太适合VDI12(Ra0.4μm)以下的精密外表放电加工,运用电火花线切开制造电极的功率较低。
但从实践角度来看,影响石墨资料在国内不能有用推行的一个重要原因是铣削电极需求有专门的石墨加工机,这就对模具企业的加工设备提出了新的要求,一些小型企业或许不具备这个条件。全体而言,石墨电极特性的优势涵盖了电火花加工的绝大多数加工场合,值得推行应用,长期效益可观,其精密外表加工的缺少之可以经过运用铜电极来补偿。
