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專(zhuān)業(yè)要聞
為什么要用石墨火花機
來(lái)源: | 作者:佚名 | 發(fā)布時(shí)間: 2022-11-30 | 420 次瀏覽 | 分享到:
在制造技術(shù)領(lǐng)先的歐洲,90%以上的模具企業(yè)的電極材料采用石墨。但是在中國,目前大部分模具企業(yè)都以銅為主要電極材料

今天,在制造技術(shù)領(lǐng)先的歐洲,90%以上的模具企業(yè)的電極材料采用石墨。但是在中國,目前大部分模具企業(yè)都以銅為主要電極材料。根據石墨材料的特點(diǎn),綜合分析石墨火花機的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

1.石墨材料火花放電速度快,效率高。

(1)石墨材料電火花放電速度

石墨是非金屬材料,熔點(diǎn)很高,能承受更大的電流設定條件。放電面積和電極大小的比例越大,石墨材料高效粗加工的優(yōu)越性就越突出。石墨的導熱系數是銅的三分之一,放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量對去除金屬材料更有效,因此在中間整理時(shí)處理效率比銅電極高。加工經(jīng)驗表明,在正確的使用條件下,石墨電極的放電處理速度比整個(gè)銅電極快1.5~2倍。

(2)電極損耗

石墨電極具有經(jīng)受高電流條件的特性,在適當的粗加工設定條件下,含碳的鋼工件在加工時(shí)產(chǎn)生的腐蝕物和工作液是高溫下產(chǎn)生的分解物的碳粒子。在極性效應的作用下,一些腐蝕物、碳粒子附著(zhù)在電極表面,形成保護層,使石墨電極在粗加工中幾乎不會(huì )丟失。甚至是“0”。電火花加工的主要電極損耗來(lái)自粗加工。精加工設定條件雖然減幅高,但零件預約處理余量不多,加工腐蝕量少,整體損失量也少??偟膩?lái)說(shuō),石墨電極在高電流粗加工中的損耗比銅電極少,在精加工中的損耗可能比銅電極稍大,兩個(gè)電極的損耗相似。

(3)表面質(zhì)量

石墨材料的粒子直徑直接影響石墨火花機加工的表面粗糙度,直徑越小,表面粗糙度值越低。幾年前使用粒子直徑為5  m的石墨材料時(shí),火花加工的佳表面只有VDI18(Ra0.8 m),目前石墨材料的粒子直徑已經(jīng)可以達到3  m以?xún)?,火花加工的佳表面可以穩定地達到VDI12(Ra0.4 m)或更細的等級。

銅材料電阻率低,組織結構緊密,火花整理容易獲得穩定的加工狀態(tài),在困難條件下也能穩定加工,表面粗糙度可小于Ra0.1 m,可進(jìn)行反射火花加工。如果放電加工追求非常精細的表面,可以看出銅材料作為電極更合適。這是銅電極比石墨電極的主要優(yōu)點(diǎn)。但是銅電極在高電流設定條件下,電極表面容易粗糙或出現裂紋。石墨材料沒(méi)有這種問(wèn)題。表面粗糙度要求為VDI26(Ra2.0 m),且石墨和銅組織結構不同,因此石墨電極表面放電的腐蝕點(diǎn)比銅電極有規律,因此,加工VDI20以上的表面粗糙度時(shí),用石墨電極加工的工件的表面顆粒度更明顯。這種花紋面效果優(yōu)于銅電極的放電表面效果。

(4)加工精度

石墨材料的熱膨脹系數較小,銅材料的熱膨脹系數是石墨材料的4倍,因此放電加工中銅電極比石墨電極不容易變形,從而獲得更穩定可靠的加工精度。特別是加工深窄筋部位時(shí),局部高溫與石墨電極不同,容易彎曲銅電極。對于心境較大的銅電極,加工設置時(shí)需要補償特定熱膨脹值來(lái)修改尺寸,但不需要石墨電極。

(5)電極重量

石墨材料比銅密度低,相同體積的石墨電極重量?jì)H為銅電極的五分之一。能看到的體積大的電極使用石墨材料非常合適。大大減輕火花加工機械主軸的負載,電極重量大,不會(huì )造成夾緊不便或加工中的偏轉位移等問(wèn)題??梢?jiàn)在大型模具加工中使用石墨電極是有意義的。

(6)電極制作的困難

石墨材料的加工性能優(yōu)異,切削阻力僅為銅的1/4,在正確的加工條件下銑削石墨電極是銅電極的2~3倍。石墨電極容易清除角度,平時(shí)需要用多個(gè)電極完成的工件可以設計成一個(gè)完整的電極來(lái)加工。石墨材料獨特的粒子組織結構,電極銑削成型后不會(huì )發(fā)生毛刺,對復雜造型的毛刺去除不容易,可以直接滿(mǎn)足使用要求,消除手動(dòng)研磨電極的工藝,避免拋光引起的形狀變化、尺寸誤差等。石墨是灰塵沉積物,所以銑削石墨時(shí)會(huì )產(chǎn)生很多灰塵,所以銑床必須有密封和真空裝置。如果需要用電火花線(xiàn)切割加工石墨電極,其加工性能不如銅材料,切割速度比銅慢約40%。

(7)電極的安裝和使用

石墨材料的粘合性好,可以使用挑戰粘合劑將石墨用夾具粘合在一起的方法銑削電極和放電加工,省去在電極材料上加工螺紋孔的工藝,節省工作時(shí)間。石墨材料比較脆,特別是小而窄的電極在使用中受到外力作用時(shí)容易斷裂,但可以立即看出電極受損。如果是銅電極,它只會(huì )彎曲,不會(huì )斷裂。這種情況在使用過(guò)程中非常危險,難以發(fā)現,工件容易報廢。

(8)價(jià)格

銅材料是不可再生資源,價(jià)格趨勢越來(lái)越貴,石墨材料價(jià)格趨于穩定。近年來(lái),銅材料價(jià)格不斷上漲,主要石墨制造商不斷改善制造石墨的工藝,性?xún)r(jià)比更高。

在目前世界著(zhù)名的石墨供應商中,不同供應商可以選擇不同等級的石墨。通常根據石墨材料的平均粒子直徑分類(lèi)。粒子直徑 4  m被定義為微石墨,粒子被定義為5 ~  10 m到中間石墨,粒子被定義為10 m以上的粗石墨。粒子直徑越小,材料的價(jià)格越貴,根據火花加工要求和成本,可以選擇合適的石墨材料。綜上所述,石墨電極的8種電火花加工特性中,其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。

銑削電極和放電加工的效率都比銅電極好得多,生產(chǎn)效率高。

大電極非常合適。

尺寸穩定性良好,板材電極不易變形。

石墨火花機械材料的缺點(diǎn):

銑削電極需要特殊的石墨加工機,不適合VDI12(Ra0.4 m以下的精密表面放電加工。

石墨電極材料的優(yōu)越性將逐漸被國內模具制造業(yè)認識和接受。正確選擇石墨電極材料,改善相關(guān)工藝流程,將為模具制造企業(yè)帶來(lái)高效率、低成本的效率。