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石墨电极的制作,在模具制造电火花加工中的应用

所属分类:时事聚焦    发布时间: 2020-11-02    作者:
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  模具制造中的石墨电极主要用铣削加工的方法制作完成。从加工工艺的角度看,石墨与铜是两种不同的材料,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加工石墨电极,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切削参数。

  加工石墨电极比铜电极的刀具磨损要大,就经济性考虑,选用硬质合金刀具是很经济的,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命,前角0°的刀具会比前角15°的刀具高出多达百分之50的使用寿命,切削的稳定性也较好,但是斜角越大,加工表面越好,使用15°斜角的刀具能达到较好的加工表面。加工时的走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、碎裂的现象,常采用轻刀快走的方式。

  石墨电极在切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,一种是使用专门的石墨加工机,另一种是将普通的加工中 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。

  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效率,避免出现频繁断丝、表面条纹等异常问题。

  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要参数的依据。

  石墨电极的电流密度一般为10~12 A/cm2,比铜电极要大得多,因此在对应面积允许的电流大小范围内,电流选用越大,则石墨放电加工速度越快,电极损耗越小,但表面粗糙度会变粗。

  石墨电极电火花加工中极性的选用与铜电极基本相同。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。使用较大电流和脉冲宽度,选择正极性加工可以获得极低的电极损耗效果,如果将极性选错将会导致电极损耗变得非常大。只有在表面要求小于VDI18(Ra0.8μm)的精细加工,采用极小的脉冲宽度,才选用负极性加工以获得较好的表面质量,但电极损耗较大。

  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,将为模具制造企业带来效率高、高品质、低成本效益。

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