石墨电极的应用

1、石墨电极的应用天道酬勤，思者先行；学无先后，达者为师！石墨电极的应用天道酬勤，思者先行；学无先后，达者为师！谭永军石墨电极的应用石墨是一种由碳元素组成的化合物,其原子构造按六边形蜂窝状构造排列,原子核外围的 431面作自由运动,使其具有导电的特性.& 石墨电极使用留意事项1.防湿-避开雨、水淋湿或潮湿,使用前须经烘干.2.防撞-要轻拿轻放,运输时防止冲击和碰撞的损坏.3.防裂-用螺栓紧固电极时,留意力度,防止受力爆裂.4.防折断-石墨性脆,特别是细小窄长电极,在外力作用时都易折断.5.防尘-机械加工时要有防尘装置,削减对人体和环境的影响.6.防烟-放电加工易产生大量的烟幕，须有通风装置7.防积

2、炭-石墨放电时易积炭,放电加工时要亲热留意其加工状态一，石墨与红铜电极的放电加工的比较要求完全把握机械加工性能好：切削阻力为铜的1/4，加工效率是铜的 2-3 倍，电极抛光简洁：外表处理简洁、无毛剌：简洁手工修整，用砂纸简洁外表处理即可，极大避开电极外形和尺寸受外力造成的外形失真；电极消耗小：导电性好，电阻率低，为铜的1/31/5，粗加工时可以到达无损耗放电；230.50.8 m m，电流最大可达24010120A重量轻：比重为 1.71.9，为铜的1/5和人工调装难度；耐高温：升华温度为 3650，高温条件下电极不软化，避开薄壁工件的变形问题；电极变形小：热膨胀系数CTEX10-6/，仅为铜

3、的 1/4，提高放电的尺寸精度；极，提高模具的准确度，并削减放电时间。A.石墨的机加工速度比铜快，在正确的使用条件下比铜快2-5 倍.B.无需像铜那样由于去毛刺而消耗大量工时；C.石墨的放电速度快，粗放电加工为铜的1.5-3 倍D.石墨电极损耗小,能削减电极使用量E.价格稳定,受市场价格波动影响小F.耐高温,放电加工电极不变形G.热膨胀系数小，模具精度高石墨电极的应用天道酬勤，思者先行；学无先后，达者为师！谭永军石墨电极的应用天道酬勤，思者先行；学无先后，达者为师！谭永军H.重量轻，可满足大型和简单模具的需要I.外表易加工，简洁得到适宜的加工外表物理特性：石墨的熔点比铜高得多石墨为：36501

4、060单位面积能承受更大的电流.因此石墨可以进展大电流放电加工.化学特性：加工液中碳原子的补偿作用削减了石墨电极的损耗二，石墨生产商介绍根本认知目前全球知名的石墨供给商主要有五家：东洋、西格里、东海、罗兰和步高常用的几种典型TOYO日本东洋石墨：一般级: -大型低损耗石墨 如: ISEM-7、ISEM-8用于压铸模、锻造模、橡胶模、塑料成型模.如汽车、摩托车塑料部件特点是大电流加工(粗加工)速度快,损耗小,但外表光滑度较差.中等级:-周密低损耗石墨 如: ISO-63、TTK-50(外观塑料件).如大小家电类产品模具,骨位电极.特点是既保证加工速度,又保证外表光滑度.高等级:-超微粒子高精度石

5、墨 如: TTK 系列石墨.IC 模、纹面加工和喇叭网类电极等.特点是放电加工能得到相当高的外表光滑度和加工精度 ,是目前生产高端产品的必选电极材料.三、加工机床根本认知通常用常规的车削、铣削、磨削、钻削和线切割的方法可以满足加工简洁外形的需求,但近年来对电极几何外形简单性的要求持续增加,针对这类电极就必需承受高速加工。的防尘设计。目前解决方案主要有两种：特地的石墨加工机；或经过改装的CNC 带特地的吸尘设备，也可承受火花油做冷却液来加工。四、典型石墨电极加工实例根本认知1.超大型电极材料：ISO-63尺寸：800600mm，假设用铜电极进展EDM 加工是很困难的。2.喇叭网电极材料：TTK-

6、4尺寸：970100mm，电视机喇叭网模具外表火花纹要求高，用TOYO 石墨做电极损耗小、加工出来的外表细腻均匀，棱角清楚。手机模电极材料：TTK-4应用于特定外表火花纹要求的手机，具有模具量产寿命长，外表花纹CH22。汽车模电极材料：ISEM-7尺寸：750150190mm，放电速度快，损耗少，本钱低。骨位电极 材料：ISEM-7尺寸：45035050mm，众多筋条，一次成型，一次放电，放电时间缩短到原来的40%。大型组合电极材料：ISO-63尺寸：550550150m m，众多筋条，一次成型，一次放电，放电时间缩短到原来的55%，并节约大量材料。石墨电极对放电条件的要求1，对脉冲电流(IP

7、的要求要求很好把握脉冲电流的特点是:数值越大,放电加工速度越快,放电间隙越大,外表粗糙度越粗,电极损耗越小.脉冲电流受放电面积的影响, 即电流密度的影响.石墨电极脉冲电流的选用原则以平均电流为标准石墨电极大型时，电流密度通常设为1012A/cm2；石墨电极时，电流密度通常设为68A/cm2.脉冲电流受电极减寸量火花位大小的影响. 电流的选用须由电极面积的大小来确定,这是最合理选用方法.石墨电极的平均电流到达 10A120A 时,电极损耗最小.随电流的增大电极损耗也增大.2， 对脉冲宽度(ONTIM、放电脉宽的要求要求很好把握脉宽的特点:数值越大,放电时间越长,加工速度越快,电极损耗越小,放电间

8、隙越大,外表粗糙度越粗.加工稳定性越差.01000 us.脉冲宽度较大时，加工速度随着脉宽的增大，加工不稳定，加工时间增加，加工速度减慢 ,并使工件外表烧蚀;其取值一般不超过420 us.当脉宽在100300us时石墨电极损耗最小. 脉宽的选用要依据电流大小以及放电加工要求来确定,假设放电面积较大或用作粗加工时,为提高加工速度,脉宽取大些;细小的面积或精加工时,考虑到外表粗糙度, 则脉宽取小些.工件材料不同,加工极性不同,脉宽对加工效果的影响也不同.不同的生产厂家、不同等级、不同批号的石墨材料,脉宽的影响也不同. 一样脉宽,石墨颗粒越小,电极损耗越小.3，对脉冲间隔 (OFFTIME放电休止的

9、要求要求很好把握脉冲间隔的作用是让放电自动辙消,消退电离, 让加工液介质去除杂物,并为下一次放电作预备.脉冲间隔的特点:只影响放电加工速度和加工稳定性,而对其它影响较小.当其值越大,加工稳定性越好,加工速度相对较慢，但放电稳定却比不稳定要快；.脉冲间隔的取值范围要比脉宽宽得多, 02500 us 之间.100us 时到达最小值，脉冲间隔再增加电极损耗反而增大.石墨电极放电加工中常取脉冲间隔(OFF)=脉宽(ON),并视加工的稳定状况进展调整到脉1/32/3.当脉冲间隔适宜时，随着脉冲间隔的增加，极间介质的消电离比较充分，有利于形成覆 在电加工过程中蚀除产物和介质分解的含炭物附着在电极外表100

10、us 工件之间的消电离不充分，可能在电极外表和工件外表产生烧蚀现象。休止时间一般只影响放电加工速度,而对电极损耗和加工外表粗糙度的影响不明显.4 对间隙电压(SV要求很好把握间隙电压的特点:值越大,加工稳定性越好,放电加工速度越快.放电间隙大小, 对电极损耗和外表粗糙度影响不大：不同的火花机台,所设定的间隙电压的档级也不同,一般分为: 4060V 档,90120V 档, 150190V 档,200250V 档.石墨电极的大电流加工要使用较大的间隙电压,可达 200250V. 而精加工中则用较小间隙电压(4060V).使用不档位的间隙电压,其加工电流也不同.要求很好把握在电火花加工中，脉冲电源极

11、性打算了电流的方向，不同的电极极性直接影响电加工效果电极损耗、加工速度和外表粗糙度.在正极性加工时，石墨电极作为正极，随着电流的流过，温度上升，放出的热电子就增多.因此，工件被蚀除的局部就多，此时加工速度快. 外表质量好。在较长脉宽时，如脉冲宽度为200us 时，正极性加工的电极损耗几乎到达零，虑电极损耗，应承受正极性加工即石墨电极设为正极，工件设为负极首先考虑工件的加工速度，也承受正极性加工即工件设为负极，石墨电极设为正极，加工速度快。红铜电极在精加工或微精加工时，用较短脉宽应承受负极性加工，有利于获得较好的外表质量，但电极损耗较大：不同的工件材料，石墨电极极性的选择也不同.一般工具钢、不锈

12、钢、铜合金、铝合金、钨钢承受正极性加工,而钛合金多承受负极性加工要求很好把握为加工速度，即生产率.在电火花加工过程中，影响加工速度的因素很多，主要有加工极性、电参数以及工作液等.提高加工速度常在在粗加工中优先考虑,通常是放电能量越大,加工速度越快, 所以:.依靠较大的电流才能确保石墨电极的高速加工；.要保证足够的火花位才能使用较大的加工电流；.增加脉宽虽然也能提高加工速度,但在石墨电极放电加工中,过大的脉宽会使加工不稳定反而影响加工速度,且简洁发生积炭的现象；.用较短的放电休止可以提高加工速度,但要留意加工稳定性；.用较大极间电压或高压电流对提高加工速度有利；.不同的电极材料、不同的工件材和不

13、同的火花机台要选用不同的放电参数。外表粗糙度的调整 要求很好把握外表粗糙度由脉冲宽度、峰值电流、电极材料和工件材料共同打算的.电火花加工的外表和通常用Ra 表示。外表粗糙度受石墨颗粒直径大小的影响, 颗粒越大其得到的外表粗糙度就越粗.通常选用细粒径的石墨来提高外表光滑度；脉宽越大,单位时间内放电时间越长,放电蚀痕越深,其加工外表也越粗.石墨电极以较小的脉 宽来完成放电过程,则形成较浅的蚀痕而利于抛光.铜电极为了损耗小用较长的脉宽来完成放电,其形成的蚀痕较深、外表硬度也大,从而导致抛光困难；峰值电流越大,加工外表粗糙度, 其没有脉宽影响大,所以石墨电极的“大电流、小脉宽”原则也是降低加工外表粗糙

14、度的特点.主轴摇动加工方式也是降低外表粗糙度和获得均匀纹面的有效手段。要求很好把握作为衡量工具电极耐损耗的指标.4 最终加工的精度，所以它的损耗率最重要，特别是电极精修时应重视角损耗。石墨电极放电加工时,电流越大,电极损耗越小,正常状况下,脉宽越大,电极损耗越小.但在石墨电极放电加工中过大的脉宽会导致石墨电极消灭毛刺的负损现象,所以石墨电极的最大脉宽一般不超过 420s,且随着放电面积的越小,其脉宽值也越小；合理协作脉宽,也可削减电极损耗,当 IP=10A120AON=100 s300 s 时,是石墨电极放电加工无损耗条件。9. 放电参数的常规调整方法: (一般机台)加工类型加工类型铜石墨电流

15、密度(A/cm)大面积加工1012常规加工5768脉宽( s)与峰值电流的协作(倍数)粗加工15251015精加工515210(比率)粗加工1:2101:12精加工1:251:1/21非放电参数对石墨电极的影响电极减寸量的影响：特点:值越大,所允许的放电能量越大,其加工速度越快.外表粗糙度越大,电极损耗越小。 通常状况石墨电极粗加工的电极减寸量要留得大些,精加工的要留得小些,假设粗加工电极减寸量过大或精工电极减寸量过小, 都会造成粗加工时留给精加工的余量过多, 导致精加工电极的损耗,势必影响精加工的精度；电极减寸量要依据电极面积的大小和火花机台承受力量来确定.石墨电极放电加工的电极减寸量取值要

16、比铜电极大 ,通常是粗加工电极减寸量在铜电极3040%.精加工电极减寸量取粗加工电极减寸量的1/2.加工液的影响： 对放电通道产生压缩作用；帮助抛出和排解电蚀物；冷却电极和工件等。在全部放电加工中，充分的冲洗是很重要的。在使用石墨电极时，磨损颗粒可能会因重量特别轻而悬浮在放电液中，造成加工不稳定.所以要特别留意冲洗和过滤。加工液的流淌率是影响有效冲洗的重要因素，而不是冲洗压力。液体加压冲洗法是最常.加工液的质量和干净程度,也是影响石墨电极损耗的关键因素,由于加工液中也存在着大量的碳原子,其在高温放电的作用下,加工液中的碳原子被分别出来,并转移粘附在石墨电极 的外表而形成一层保护膜,从而补偿了石

17、墨电极的损耗,这也是石墨电极为什么比铜电极损耗少的缘由之一.火花机台的影响：主轴性能、脉冲电源及智能把握、冲洗方式和加工液 精度.对于目前市场上的火花机台,归纳为两大类:一类是高周密数控火花机,并拥有比较完善的石墨电极放电参数,所以能到达高效率(23 倍)、低损耗(1%以下)、光滑度高(Ra0.1um)的加工效果.如: MAKINO(牧野) 、MITSUBISHI(三菱) 、SODICK(沙迪克) 、CHARMILLES(夏米尔)另一类是一般火花机, 此类机台种类繁多,设定各有差异,其特点是石墨电极放电参数不完善,必需人为设定其参数才能确保石墨电极正常放电.目前全部火花机台生产商都在改进工艺,

18、目的是使火花机台既能用铜电极加工,也能用石墨电极加工,这是石墨电极应用进展趋向.放电加工常见问题及处理1产生缘由: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，导致开头加工时放电不稳定,甚至拉弧现象。解决方案: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. 开头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产生的缘由：电弧放电；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TonToff，抑制粒状突起物的产生和电蚀产物加工屑的生成.尽量将喷嘴设在电极的侧面；假设加工深度过深时，提高电极的跳