石墨的特点:
1.重量轻:比重是铜的1/5,适合制作大型电极
2.机加工性能好:切削阻力为铜的1/3
3.表面易于处理:机加工后无毛刺,易于手工处理
4.耐高温:温度达3650℃时升华气化,能承受更大的电流
5.热膨胀系数低:为铜的1/4,且受热不变形
6.放电加工速度快:放电加工速度比铜块3~5倍,大面积或粗加工时更明显。
7.电极损耗小:与铜的比率为2:4,可以无损加工。
石墨电极机加工方法:
1.刀具要求:锋利、有较大的前后角和容屑槽
2.刀具材质:硬质合金刀 涂层刀 金刚石刀
3.进刀速度:粗加工5500~8000 精加工4000~6000
4.机台转速:粗加工6500~10000转;精加工6000~20000转
5.加工余量:粗加工0.6mm;精加工0.3mm
6.切削量:侧向切削量为刀径的1/2~2/3,深度切削量为刀径的1~1.5倍
7.切削方向:铣削方向使用切好于上切,顺铣好于逆铣
石墨CNC切削参数表:
刀具半径
圆角半径
装刀长
加工方式
线速度
RPM
FEED
每刃切削量
10
0
80
粗加工
471
15000
10500
0.35
8
0
80
粗加工
377
15000
10000
0.35
6
0
60
粗加工
302
16000
9600
0.30
4
0
40
粗加工
201
16000
8000
0.25
10
0
75
精加工
471
15000
7500
0.25
8
0
75
精加工
377
15000
7500
0.25
6
0
60
精加工
302
16000
8000
0.25
4
0
35
精加工
226
18000
7200
0.20
2
0
25
精加工
113
18000
5400
0.15
1
0
15
精加工
57
18000
3600
0.10
10
5
75
精加工
471
15000
7500
0.25
8
4
60
精加工
402
16000
7500
0.25
6
3
60
精加工
302
16000
8000
0.25
3
1.5
35
精加工
170
18000
7200
0.2
2
1
25
精加工
113
18000
5400
0.15
1
1.5
15
精加工
57
18000
3600
0.1
石墨放电加工特点:
A:价格便宜,经济实用。
B:能够受大电流,放电速度快效率高。
C:不易变形,适合薄的骨位(Ria)加工。
D:目前在镜面放电方面有待改进。
石墨电极综合加工条件的参数设定:
1.粗加工参数组合:
①.脉宽:200us,峰值电流:55A,平均电流:25A,得粗糙度:Ra12.5
2.中加工参数组合:
②.脉宽:100us,峰值电流:30A,平均电流:15A,得粗糙度:Ra9
③.脉宽:50us,峰值电流:15A,平均电流:6A,得粗糙度:Ra6.3
④.脉宽:25us,峰值电流:12A,平均电流:5A,得粗糙度:Ra4.5
⑤.脉宽:12us,峰值电流:8A,平均电流:4A,得粗糙度:Ra3
3.精加工参数组合:
⑥.脉宽:6us,峰值电流:6A,平均电流:3A,得粗糙度:Ra2.1
⑦.脉宽:3.2us,峰值电流:4A,平均电流:1~2A,得粗糙度:Ra2
不同的加工面积的最终光洁度:
加工面积(mm2)
VDI
Ra(um)
Rmax(um)
□~50
6~16
0.2~0.6
2~4
□51~100
16~21
0.6~1.12
4~8
□101~200
21~26
1.12~2.0
8~14
□201~300
26~29
2.0~2.8
14~21
□301~400
29~32
2.8~4.0
21~30
□401~500
32~35
4.0~5.6
30~40
应用石墨电极常见问题处理:
类型
现象
原因
处理
CNC加工
崩塌
进刀速度过快
降低进刀速度
表面粗糙
刀具变钝
使用锋利刀具
骨位折断
余量不够
增加余量
EDM加工
加工速度慢
加工能量小
加大电流或延长脉宽
电极损耗大
放电参数不合理
延长脉宽或加大电流
表面粗糙
加工能量大
减小电流和脉宽
积炭
参数不合理
减小脉宽或延长休止时间
加工方法不当
调整放电跳跃方式,调节冲液方式
环保
粉尘
有除尘器、吸尘装置
烟雾
安装通风设备
废料
专业回收,统一处理
石墨电极电加工中出现的问题及解决方案
在电火花加工过程中,由于电加工参数的选择不恰当,或者加工屑排出情况不好等原因产生集中放电拉弧,如看起电火花稀少,并有红色火花出现,放电声音也变得不规则,这时产生所谓的不稳定放电。加工不稳定,加工电流就不按照所设定的电流工作,工作电流变小,并且在加工过程中会出现各种加工缺陷,造成废品。经常出现以下几种异常放电现象。
(1)开始加工时放电不稳定
石墨电极电加工开始阶段,由于工件上存有切削屑、毛刺,导致集中放电;并且由于放电能量大(峰值电流高,脉冲宽度宽),而脉冲间隔过窄,喷流压力太大,导致开始加工时放电不稳定。因此加工前先完全除掉附着在工件上的切削屑、毛刺,并且去除因工件热处理所产生的氧化膜、涂料、锈等。可以开始时把电流设定在一个较小的值,然后逐步增加到峰值电流,并把喷流压力设定的小一些。
(2)产生粒状突起物
在石墨电极电火花加工过程中,加工深度过深易产生电弧,在工件上形成粒状突起物,致使工件报废(如图1)。
产生的原因:
脉冲宽度设定过大,电极的边角部生成颗粒状突起物,因此引起短路,导致电弧放电;电蚀产物加工屑过多,来不及排出;加工液喷嘴的角度设定的不对,加工液不能充分喷入间隙中,电蚀产物加工屑无法充分排出;加工深度过深时,加工屑不能充分排出,滞留在底部。
解决的方案:
缩短脉冲宽度Ton,延长脉冲间隔Toff,抑制粒状突起物的产生和电蚀产物加工屑的生产,并且尽量将喷嘴设在电极的侧面;如果加工深度过深时,提高电极的振动次数,加快振动速度。
(3)加工地面产生凹陷
在电火花加工过程中,脉冲间隔过小,电极上下振动速度慢,喷流压力弱,致使电蚀产物加工屑不能充分排出,并且许多电蚀产物粘结在电极地面,形成炭化物块,在电极上下运动过程中容易脱离,在加工地面产生凹陷(如图2)。
解决方案:
延长脉冲间隔,提高电极振动速度,增加喷流压力,也可以在加工过程中暂停加工,用毛刷清理一下电极端面和加工底面的加工屑。
(4)入口间隙大
由于石墨电极抬起的速度太慢,下端部加工时间过长,绝对损耗大,而电极入口处的放电间隙存在电蚀产物,导致“二次放电”(已加工表面上由于电蚀产物等的介入而再次进行的非必要放电),使放电间隙扩大,在加工深度方向上产生加工斜度,入口间隙大(如图3所示)。因此,在加工过程中,石墨电极的抬起速度不能太慢。
(5)加工底面产生弯曲或底面粗糙度不均匀
由于脉冲间隔过小,特别使喷流压力不均匀,极间间隙过小,电蚀产物不能充分排出,并且在加工底面不均匀分布,这样随着加工不断进行,在底面产生弯曲(如图4(a)所示)或者造成加工底面的粗糙度不均匀(如图4(b)所示)。
解决方案:
加大脉冲间隔,设定恒定的喷流压力,增大极间间隙,经常检查排屑情况。