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石墨电极材料特性和加工特点

发布时间:2019-11-06 18:21:53 浏览:50次

  近年来随着精密模具及高效石墨模具(模具周期越来越短)的推出,人们对模具制作的要求越来越高,由于铜电极自身种种条件的限制,已越来越不能满足模具行业的发展要求。石墨作为EDM电极材料,以其高切削性、重量轻、成形快、膨胀率极小、损耗小、修整容易等优点,在模具行业已得到广泛应用,代替铜电极已成为必然。


    一、石墨电极材料特性


    1.CNC加工速度快、切削性高、修整容易石墨机加工速度快,为铜电极的3~5倍,精加工速度尤其突出,且其强度很高,对于超高(50~90mm)、超薄(0.2~0.5mm)的电极,石墨加工时不易变形。而且在很多时候,产品都需要有很好的纹面效果,这就要求在做电极时尽量做成整体公电极,而整体公电极制作时存在种种隐性清角,由于石墨的易修整的特性,使得这一难题很容易得到解决,并且大大减少了电极的数量,而铜电极却无法做到。


    2.快速EDM成形、热膨胀小、损耗低由于石墨的导电性比铜好,所以它的放电速度比铜快,为铜的3~5倍。且其放电时能承受住较大电流,电火花粗加工时更为有利。同时,同等体积下,石墨重量为铜的1/5倍,大大减轻EDM的负荷。对于制作大型的电极、整体公电极极具优势。石墨的升华温度为4200℃,为铜的3~4倍(铜的升华温度为1100℃)。在高温下,变形极小(同等电气条件下为铜的1/3~1/5),不软化。可以高效、低耗地将放电能量传送到工件上。由于石墨在高温下强度反而增强,能有效地降低放电损耗(石墨损耗为铜的1/4),保证了石墨加工质量。


    3.重量轻、成本低一套模具的制作成本中,电极的CNC机加工时间、EDM时间、电极损耗等占总体成本的绝大部分,而这些都是由电极材料本身所决定。石墨与铜相比,石墨的机加工速度和EDM速度都是铜的3~5倍。同时,磨损极小的特性与整体公石墨电极的制作,都能减少电极的数量,也就减少了电极的耗材与机加工时间。所有这些,都可大大降低模具的制作成本。

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    二、石墨电极机电加工要求与特点


    1.电极的制作专业的石墨电极制作主要采用高速机床来加工,机床稳定性要好,三轴运动要均匀稳定不振动,而且像主轴这些回转精度也要尽可能的好。对一般的机床也可以完成电极的加工,只是编写刀路的工艺与铜电极有所不同。


    2.EDM放电加工石墨电极就是碳电极。因为石墨的导电性能好,所以在放电加工中能节省大量时间,这也是用石墨做电极的原因之一。


    3.石墨电极的加工特点工业用石墨质硬而脆,在CNC加工时对刀具的磨损较为严重,一般建议使用硬质合金或金刚石涂层的刀具。石墨在粗加工时刀具可直接在工件上下刀,精加工时为避免崩角、碎裂的发生,常采用轻刀快走的方式加工。一般而言,石墨在切深小于0.2mm的情况下很少发生崩碎,还会获得较好的侧壁表面质量。石墨电极CNC加工时产生的灰尘比较大,可能入侵到机床的导轨丝杆和主轴等,这就要求石墨加工机床有相应的处理石墨灰尘的装置,机床密封性也要好,因为石墨有毒。