石墨電極的應(yīng)用

1、石墨電極的應(yīng)用天道酬勤，思者先行；學(xué)無先后，達(dá)者為師！石墨電極的應(yīng)用天道酬勤，思者先行；學(xué)無先后，達(dá)者為師！譚永軍石墨電極的應(yīng)用石墨是一種由碳元素組成的化合物,其原子構(gòu)造按六邊形蜂窩狀構(gòu)造排列,原子核外圍的 431面作自由運(yùn)動(dòng),使其具有導(dǎo)電的特性.& 石墨電極使用留意事項(xiàng)1.防濕-避開雨、水淋濕或潮濕,使用前須經(jīng)烘干.2.防撞-要輕拿輕放,運(yùn)輸時(shí)防止沖擊和碰撞的損壞.3.防裂-用螺栓緊固電極時(shí),留意力度,防止受力爆裂.4.防折斷-石墨性脆,特別是細(xì)小窄長(zhǎng)電極,在外力作用時(shí)都易折斷.5.防塵-機(jī)械加工時(shí)要有防塵裝置,削減對(duì)人體和環(huán)境的影響.6.防煙-放電加工易產(chǎn)生大量的煙幕，須有通風(fēng)裝置7.防積

2、炭-石墨放電時(shí)易積炭,放電加工時(shí)要親熱留意其加工狀態(tài)一，石墨與紅銅電極的放電加工的比較要求完全把握機(jī)械加工性能好：切削阻力為銅的1/4，加工效率是銅的 2-3 倍，電極拋光簡(jiǎn)潔：外表處理簡(jiǎn)潔、無毛剌：簡(jiǎn)潔手工修整，用砂紙簡(jiǎn)潔外表處理即可，極大避開電極外形和尺寸受外力造成的外形失真；電極消耗小：導(dǎo)電性好，電阻率低，為銅的1/31/5，粗加工時(shí)可以到達(dá)無損耗放電；230.50.8 m m，電流最大可達(dá)24010120A重量輕：比重為 1.71.9，為銅的1/5和人工調(diào)裝難度；耐高溫：升華溫度為 3650，高溫條件下電極不軟化，避開薄壁工件的變形問題；電極變形?。簾崤蛎浵禂?shù)CTEX10-6/，僅為銅

3、的 1/4，提高放電的尺寸精度；極，提高模具的準(zhǔn)確度，并削減放電時(shí)間。A.石墨的機(jī)加工速度比銅快，在正確的使用條件下比銅快2-5 倍.B.無需像銅那樣由于去毛刺而消耗大量工時(shí)；C.石墨的放電速度快，粗放電加工為銅的1.5-3 倍D.石墨電極損耗小,能削減電極使用量E.價(jià)格穩(wěn)定,受市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)影響小F.耐高溫,放電加工電極不變形G.熱膨脹系數(shù)小，模具精度高石墨電極的應(yīng)用天道酬勤，思者先行；學(xué)無先后，達(dá)者為師！譚永軍石墨電極的應(yīng)用天道酬勤，思者先行；學(xué)無先后，達(dá)者為師！譚永軍H.重量輕，可滿足大型和簡(jiǎn)單模具的需要I.外表易加工，簡(jiǎn)潔得到適宜的加工外表物理特性：石墨的熔點(diǎn)比銅高得多石墨為：36501

4、060單位面積能承受更大的電流.因此石墨可以進(jìn)展大電流放電加工.化學(xué)特性：加工液中碳原子的補(bǔ)償作用削減了石墨電極的損耗二，石墨生產(chǎn)商介紹根本認(rèn)知目前全球知名的石墨供給商主要有五家：東洋、西格里、東海、羅蘭和步高常用的幾種典型TOYO日本東洋石墨：一般級(jí): -大型低損耗石墨 如: ISEM-7、ISEM-8用于壓鑄模、鍛造模、橡膠模、塑料成型模.如汽車、摩托車塑料部件特點(diǎn)是大電流加工(粗加工)速度快,損耗小,但外表光滑度較差.中等級(jí):-周密低損耗石墨 如: ISO-63、TTK-50(外觀塑料件).如大小家電類產(chǎn)品模具,骨位電極.特點(diǎn)是既保證加工速度,又保證外表光滑度.高等級(jí):-超微粒子高精度石

5、墨 如: TTK 系列石墨.IC 模、紋面加工和喇叭網(wǎng)類電極等.特點(diǎn)是放電加工能得到相當(dāng)高的外表光滑度和加工精度 ,是目前生產(chǎn)高端產(chǎn)品的必選電極材料.三、加工機(jī)床根本認(rèn)知通常用常規(guī)的車削、銑削、磨削、鉆削和線切割的方法可以滿足加工簡(jiǎn)潔外形的需求,但近年來對(duì)電極幾何外形簡(jiǎn)單性的要求持續(xù)增加,針對(duì)這類電極就必需承受高速加工。的防塵設(shè)計(jì)。目前解決方案主要有兩種：特地的石墨加工機(jī)；或經(jīng)過改裝的CNC 帶特地的吸塵設(shè)備，也可承受火花油做冷卻液來加工。四、典型石墨電極加工實(shí)例根本認(rèn)知1.超大型電極材料：ISO-63尺寸：800600mm，假設(shè)用銅電極進(jìn)展EDM 加工是很困難的。2.喇叭網(wǎng)電極材料：TTK-

6、4尺寸：970100mm，電視機(jī)喇叭網(wǎng)模具外表火花紋要求高，用TOYO 石墨做電極損耗小、加工出來的外表細(xì)膩均勻，棱角清楚。手機(jī)模電極材料：TTK-4應(yīng)用于特定外表火花紋要求的手機(jī)，具有模具量產(chǎn)壽命長(zhǎng)，外表花紋CH22。汽車模電極材料：ISEM-7尺寸：750150190mm，放電速度快，損耗少，本錢低。骨位電極 材料：ISEM-7尺寸：45035050mm，眾多筋條，一次成型，一次放電，放電時(shí)間縮短到原來的40%。大型組合電極材料：ISO-63尺寸：550550150m m，眾多筋條，一次成型，一次放電，放電時(shí)間縮短到原來的55%，并節(jié)約大量材料。石墨電極對(duì)放電條件的要求1，對(duì)脈沖電流(IP

7、的要求要求很好把握脈沖電流的特點(diǎn)是:數(shù)值越大,放電加工速度越快,放電間隙越大,外表粗糙度越粗,電極損耗越小.脈沖電流受放電面積的影響, 即電流密度的影響.石墨電極脈沖電流的選用原則以平均電流為標(biāo)準(zhǔn)石墨電極大型時(shí)，電流密度通常設(shè)為1012A/cm2；石墨電極時(shí)，電流密度通常設(shè)為68A/cm2.脈沖電流受電極減寸量火花位大小的影響. 電流的選用須由電極面積的大小來確定,這是最合理選用方法.石墨電極的平均電流到達(dá) 10A120A 時(shí),電極損耗最小.隨電流的增大電極損耗也增大.2， 對(duì)脈沖寬度(ONTIM、放電脈寬的要求要求很好把握脈寬的特點(diǎn):數(shù)值越大,放電時(shí)間越長(zhǎng),加工速度越快,電極損耗越小,放電間

8、隙越大,外表粗糙度越粗.加工穩(wěn)定性越差.01000 us.脈沖寬度較大時(shí)，加工速度隨著脈寬的增大，加工不穩(wěn)定，加工時(shí)間增加，加工速度減慢 ,并使工件外表燒蝕;其取值一般不超過420 us.當(dāng)脈寬在100300us時(shí)石墨電極損耗最小. 脈寬的選用要依據(jù)電流大小以及放電加工要求來確定,假設(shè)放電面積較大或用作粗加工時(shí),為提高加工速度,脈寬取大些;細(xì)小的面積或精加工時(shí),考慮到外表粗糙度, 則脈寬取小些.工件材料不同,加工極性不同,脈寬對(duì)加工效果的影響也不同.不同的生產(chǎn)廠家、不同等級(jí)、不同批號(hào)的石墨材料,脈寬的影響也不同. 一樣脈寬,石墨顆粒越小,電極損耗越小.3，對(duì)脈沖間隔 (OFFTIME放電休止的

9、要求要求很好把握脈沖間隔的作用是讓放電自動(dòng)轍消,消退電離, 讓加工液介質(zhì)去除雜物,并為下一次放電作預(yù)備.脈沖間隔的特點(diǎn):只影響放電加工速度和加工穩(wěn)定性,而對(duì)其它影響較小.當(dāng)其值越大,加工穩(wěn)定性越好,加工速度相對(duì)較慢，但放電穩(wěn)定卻比不穩(wěn)定要快；.脈沖間隔的取值范圍要比脈寬寬得多, 02500 us 之間.100us 時(shí)到達(dá)最小值，脈沖間隔再增加電極損耗反而增大.石墨電極放電加工中常取脈沖間隔(OFF)=脈寬(ON),并視加工的穩(wěn)定狀況進(jìn)展調(diào)整到脈1/32/3.當(dāng)脈沖間隔適宜時(shí)，隨著脈沖間隔的增加，極間介質(zhì)的消電離比較充分，有利于形成覆 在電加工過程中蝕除產(chǎn)物和介質(zhì)分解的含炭物附著在電極外表100

10、us 工件之間的消電離不充分，可能在電極外表和工件外表產(chǎn)生燒蝕現(xiàn)象。休止時(shí)間一般只影響放電加工速度,而對(duì)電極損耗和加工外表粗糙度的影響不明顯.4 對(duì)間隙電壓(SV要求很好把握間隙電壓的特點(diǎn):值越大,加工穩(wěn)定性越好,放電加工速度越快.放電間隙大小, 對(duì)電極損耗和外表粗糙度影響不大：不同的火花機(jī)臺(tái),所設(shè)定的間隙電壓的檔級(jí)也不同,一般分為: 4060V 檔,90120V 檔, 150190V 檔,200250V 檔.石墨電極的大電流加工要使用較大的間隙電壓,可達(dá) 200250V. 而精加工中則用較小間隙電壓(4060V).使用不檔位的間隙電壓,其加工電流也不同.要求很好把握在電火花加工中，脈沖電源極

11、性打算了電流的方向，不同的電極極性直接影響電加工效果電極損耗、加工速度和外表粗糙度.在正極性加工時(shí)，石墨電極作為正極，隨著電流的流過，溫度上升，放出的熱電子就增多.因此，工件被蝕除的局部就多，此時(shí)加工速度快. 外表質(zhì)量好。在較長(zhǎng)脈寬時(shí)，如脈沖寬度為200us 時(shí)，正極性加工的電極損耗幾乎到達(dá)零，慮電極損耗，應(yīng)承受正極性加工即石墨電極設(shè)為正極，工件設(shè)為負(fù)極首先考慮工件的加工速度，也承受正極性加工即工件設(shè)為負(fù)極，石墨電極設(shè)為正極，加工速度快。紅銅電極在精加工或微精加工時(shí)，用較短脈寬應(yīng)承受負(fù)極性加工，有利于獲得較好的外表質(zhì)量，但電極損耗較大：不同的工件材料，石墨電極極性的選擇也不同.一般工具鋼、不銹

12、鋼、銅合金、鋁合金、鎢鋼承受正極性加工,而鈦合金多承受負(fù)極性加工要求很好把握為加工速度，即生產(chǎn)率.在電火花加工過程中，影響加工速度的因素很多，主要有加工極性、電參數(shù)以及工作液等.提高加工速度常在在粗加工中優(yōu)先考慮,通常是放電能量越大,加工速度越快, 所以:.依靠較大的電流才能確保石墨電極的高速加工；.要保證足夠的火花位才能使用較大的加工電流；.增加脈寬雖然也能提高加工速度,但在石墨電極放電加工中,過大的脈寬會(huì)使加工不穩(wěn)定反而影響加工速度,且簡(jiǎn)潔發(fā)生積炭的現(xiàn)象；.用較短的放電休止可以提高加工速度,但要留意加工穩(wěn)定性；.用較大極間電壓或高壓電流對(duì)提高加工速度有利；.不同的電極材料、不同的工件材和不

13、同的火花機(jī)臺(tái)要選用不同的放電參數(shù)。外表粗糙度的調(diào)整 要求很好把握外表粗糙度由脈沖寬度、峰值電流、電極材料和工件材料共同打算的.電火花加工的外表和通常用Ra 表示。外表粗糙度受石墨顆粒直徑大小的影響, 顆粒越大其得到的外表粗糙度就越粗.通常選用細(xì)粒徑的石墨來提高外表光滑度；脈寬越大,單位時(shí)間內(nèi)放電時(shí)間越長(zhǎng),放電蝕痕越深,其加工外表也越粗.石墨電極以較小的脈 寬來完成放電過程,則形成較淺的蝕痕而利于拋光.銅電極為了損耗小用較長(zhǎng)的脈寬來完成放電,其形成的蝕痕較深、外表硬度也大,從而導(dǎo)致拋光困難；峰值電流越大,加工外表粗糙度, 其沒有脈寬影響大,所以石墨電極的“大電流、小脈寬”原則也是降低加工外表粗糙

14、度的特點(diǎn).主軸搖動(dòng)加工方式也是降低外表粗糙度和獲得均勻紋面的有效手段。要求很好把握作為衡量工具電極耐損耗的指標(biāo).4 最終加工的精度，所以它的損耗率最重要，特別是電極精修時(shí)應(yīng)重視角損耗。石墨電極放電加工時(shí),電流越大,電極損耗越小,正常狀況下,脈寬越大,電極損耗越小.但在石墨電極放電加工中過大的脈寬會(huì)導(dǎo)致石墨電極消滅毛刺的負(fù)損現(xiàn)象,所以石墨電極的最大脈寬一般不超過 420s,且隨著放電面積的越小,其脈寬值也越??；合理協(xié)作脈寬,也可削減電極損耗,當(dāng) IP=10A120AON=100 s300 s 時(shí),是石墨電極放電加工無損耗條件。9. 放電參數(shù)的常規(guī)調(diào)整方法: (一般機(jī)臺(tái))加工類型加工類型銅石墨電流

15、密度(A/cm)大面積加工1012常規(guī)加工5768脈寬( s)與峰值電流的協(xié)作(倍數(shù))粗加工15251015精加工515210(比率)粗加工1:2101:12精加工1:251:1/21非放電參數(shù)對(duì)石墨電極的影響電極減寸量的影響：特點(diǎn):值越大,所允許的放電能量越大,其加工速度越快.外表粗糙度越大,電極損耗越小。 通常狀況石墨電極粗加工的電極減寸量要留得大些,精加工的要留得小些,假設(shè)粗加工電極減寸量過大或精工電極減寸量過小, 都會(huì)造成粗加工時(shí)留給精加工的余量過多, 導(dǎo)致精加工電極的損耗,勢(shì)必影響精加工的精度；電極減寸量要依據(jù)電極面積的大小和火花機(jī)臺(tái)承受力量來確定.石墨電極放電加工的電極減寸量取值要

16、比銅電極大 ,通常是粗加工電極減寸量在銅電極3040%.精加工電極減寸量取粗加工電極減寸量的1/2.加工液的影響： 對(duì)放電通道產(chǎn)生壓縮作用；幫助拋出和排解電蝕物；冷卻電極和工件等。在全部放電加工中，充分的沖洗是很重要的。在使用石墨電極時(shí)，磨損顆?？赡軙?huì)因重量特別輕而懸浮在放電液中，造成加工不穩(wěn)定.所以要特別留意沖洗和過濾。加工液的流淌率是影響有效沖洗的重要因素，而不是沖洗壓力。液體加壓沖洗法是最常.加工液的質(zhì)量和干凈程度,也是影響石墨電極損耗的關(guān)鍵因素,由于加工液中也存在著大量的碳原子,其在高溫放電的作用下,加工液中的碳原子被分別出來,并轉(zhuǎn)移粘附在石墨電極 的外表而形成一層保護(hù)膜,從而補(bǔ)償了石

17、墨電極的損耗,這也是石墨電極為什么比銅電極損耗少的緣由之一.火花機(jī)臺(tái)的影響：主軸性能、脈沖電源及智能把握、沖洗方式和加工液 精度.對(duì)于目前市場(chǎng)上的火花機(jī)臺(tái),歸納為兩大類:一類是高周密數(shù)控火花機(jī),并擁有比較完善的石墨電極放電參數(shù),所以能到達(dá)高效率(23 倍)、低損耗(1%以下)、光滑度高(Ra0.1um)的加工效果.如: MAKINO(牧野) 、MITSUBISHI(三菱) 、SODICK(沙迪克) 、CHARMILLES(夏米爾)另一類是一般火花機(jī), 此類機(jī)臺(tái)種類繁多,設(shè)定各有差異,其特點(diǎn)是石墨電極放電參數(shù)不完善,必需人為設(shè)定其參數(shù)才能確保石墨電極正常放電.目前全部火花機(jī)臺(tái)生產(chǎn)商都在改進(jìn)工藝,

18、目的是使火花機(jī)臺(tái)既能用銅電極加工,也能用石墨電極加工,這是石墨電極應(yīng)用進(jìn)展趨向.放電加工常見問題及處理1產(chǎn)生緣由:電；并且由于放電能量大峰值電流高，脈沖寬度寬，而脈沖間隔過窄，噴流壓力太大，導(dǎo)致開頭加工時(shí)放電不穩(wěn)定,甚至拉弧現(xiàn)象。解決方案:加工前先完全除掉附著在工件上的切削屑、毛刺，并且去除因工件熱處理所產(chǎn)生的氧化膜、涂料、銹等. 開頭時(shí)把電流設(shè)定在一個(gè)較小的值.然后逐步增加到峰值電流，并把噴流壓力設(shè)定的小一些.2產(chǎn)生的緣由：電弧放電；能充分噴入間隙中，電蝕產(chǎn)物加工屑無法充分排出；加工深度過深時(shí)，加工屑不能充分排出，滯留在底部.解決的方案：縮短脈沖寬度TonToff，抑制粒狀突起物的產(chǎn)生和電蝕產(chǎn)物加工屑的生成.盡量將噴嘴設(shè)在電極的側(cè)面；假設(shè)加工深度過深時(shí)，提高電極的跳