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石墨電極在模具制造電火花加工中的應(yīng)用有哪些？

jcshimo | 2023-09-28 14:37:24

1.石墨電極的制作
模具制作中的石墨電極首要用銑削加工的辦法制作結(jié)束。從加工工藝的角度看，石墨與銅是2種不同的材料，應(yīng)該把握它們不同的切削特性。假設(shè)運(yùn)用加工銅電極的工藝來加工石墨電極，必然會出現(xiàn)問題，如薄片常常產(chǎn)生斷裂，這就要求選用合適的切削刀具與切削參數(shù)。
加工石墨電極比銅電極的刀具磨損要大，就經(jīng)濟(jì)性考慮，選用硬質(zhì)合金刀具是最經(jīng)濟(jì)的，挑選金剛石涂層刀具（稱石墨刀）價(jià)格較貴重，但金剛石涂層刀具運(yùn)用壽數(shù)長，加工精度高，全體經(jīng)濟(jì)效益不錯(cuò)。刀具的前角巨細(xì)也影響其運(yùn)用壽數(shù)，前角0°的刀具會比前角15°的刀具高出多達(dá)50%的運(yùn)用壽數(shù)，切削的安穩(wěn)性也較好，可是斜角越大，加工表面越好，運(yùn)用15°斜角的刀具能抵達(dá)最佳的加工表面。加工時(shí)的走刀速度可按電極的形狀來調(diào)整，一般為10m／min，與加工鋁或塑料類似，粗加工時(shí)刀具可直接在工件上下刀，精加工易產(chǎn)生崩角、碎裂的現(xiàn)象，常選用輕刀快走的辦法。
石墨電極在切削加工中會產(chǎn)生大量的粉塵，為防止石墨顆粒吸入機(jī)床主軸和絲杠，目前解決方案首要有2種，一種是運(yùn)用專門的石墨加工機(jī)，另一種是將一般的加工中心改裝，配備專門的吸塵設(shè)備。市場上專門的石墨高速銑削機(jī)床銑削功率高，可輕松結(jié)束凌亂電極的制作，電極精度高，表面質(zhì)量佳。
假設(shè)需求運(yùn)用電火花線切開來制作石墨電極，舉薦運(yùn)用顆粒直徑更小的細(xì)石墨材料。石墨材料的電火花線切開加工功能較差，其顆粒直徑越小時(shí)可獲得相對較高的切開功率，防止出現(xiàn)頻繁斷絲、表面條紋等反常問題。
2.石墨電極的電火花加工參數(shù)
石墨與銅材料的電火花加工參數(shù)選用有較大差異。電火花加工參數(shù)首要包含電流、脈沖寬度、脈沖空地、極性。以下介紹合理運(yùn)用這些首要參數(shù)的依據(jù)。
石墨電極的電流密度一般為10~12 A/cm2，比銅電極要大得多，因此在對應(yīng)面積允許的電流巨細(xì)范圍內(nèi)，電流選用越大，則石墨放電加工速度越快，電極損耗越小，但表面粗糙度會變粗。
脈沖寬度選用越大，電極損耗會下降。但較大的脈沖寬度會使加工安穩(wěn)性變差，一起使加工速度變慢，表面變粗糙。粗加工時(shí)為保證電極低損耗，一般運(yùn)用較大的脈沖寬度，其取值在100～300 us時(shí)可有效實(shí)現(xiàn)石墨電極的低損耗加工。精加工時(shí)，為獲得精細(xì)表面與安穩(wěn)的放電效果，宜選用較小的脈沖寬度。一般石墨電極比銅電極加工時(shí)選取的脈沖寬度要削減約40%
脈沖空地首要影響放電加工速度和加工安穩(wěn)性，其值越大加工安穩(wěn)性越好，對獲得較好的表面均勻性有協(xié)助，但加工速度會下降。在保證加工安穩(wěn)的情況下，選用較小的脈沖空地可獲得較高的加工功率，但放電狀況不安穩(wěn)時(shí)，脈沖空地選取較大些可獲得更高的加工功率。石墨電極放電加工中一般將脈沖空地與脈寬寬度按1:1來設(shè)定，而一般銅電極加工中脈沖空地與脈寬寬度按1:3來設(shè)定。在石墨加工安穩(wěn)的情況下，能夠?qū)⒚}沖空地與脈寬寬度的調(diào)配比例調(diào)整到2:3。脈沖空地較小的情況下，有利于在電極表面構(gòu)成覆蓋層，對下降電極損耗有必定的協(xié)助。
石墨電極電火花加工中極性的選用與銅電極根本相同。依據(jù)電火花加工的極性效應(yīng)，在加工模具鋼時(shí)一般選用正極性加工，也就是電極接電源的正極，工件接電源的負(fù)極。運(yùn)用較大電流和脈沖寬度，挑選正極性加工能夠獲得極低的電極損耗效果，假設(shè)將極性選錯(cuò)將會導(dǎo)致電極損耗變得非常大。只需在表面要求小于VDI18（Ra0.8μm）的精細(xì)加工，選用極小的脈沖寬度，才選用負(fù)極性加工以獲得較好的表面質(zhì)量，但電極損耗較大。
現(xiàn)在的數(shù)控電火花加工機(jī)床都配有石墨放電加工參數(shù)。電參數(shù)的運(yùn)用是智能化的，能夠經(jīng)過機(jī)床的專家系統(tǒng)來自動生成。一般是在編程時(shí)挑選材料對、運(yùn)用類型、表面粗糙度值，輸入加工面積、加工深度、電極標(biāo)準(zhǔn)縮放量等，機(jī)床就能配備出優(yōu)化的加工參數(shù)。機(jī)床針對石墨電極的放電加工設(shè)有豐盛的加工參數(shù)庫，材料類型里可挑選粗石墨、中石墨、細(xì)石墨對應(yīng)多種工件材料，將運(yùn)用類型細(xì)分為標(biāo)準(zhǔn)、深槽、尖點(diǎn)、大面積、大型腔、微細(xì)等，還供應(yīng)了低損耗、標(biāo)準(zhǔn)、高功率等多種加工優(yōu)先權(quán)挑選。
3.石墨電極加工運(yùn)用案例
下圖所示手機(jī)模具零件的材料S136鋼料，加工形狀包含形狀凌亂的加強(qiáng)筋。運(yùn)用石墨電極，精加工電極運(yùn)用TTK-4石墨，電極數(shù)量2個(gè)，粗加工電極標(biāo)準(zhǔn)縮放量單邊0.08 mm，精加工電極標(biāo)準(zhǔn)縮放量單邊0.08 mm。粗加工時(shí)間3H，精加工時(shí)間53 min，表面粗糙度VDI18（Ra 0.8μm）。加工闡明：運(yùn)用石墨的特性將不同形狀，將不同凹凸的眾多薄加強(qiáng)筋組合在一個(gè)電極上進(jìn)行放電加工，可削減電極原材料、夾具的投入本錢，下降電極的裝夾次數(shù)和定位工作量，放電時(shí)間比運(yùn)用銅電極加工縮短40%。