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机床设计之家

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石墨--电火花放电加工技术的黑色动力  

2014-08-01 14:38:08|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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作为模具领域内广泛应用的工业技术,电火花放电加工(EDM)始终发挥着重要的作用。为了保持模具的高质量,电极的重要性是一个长期被讨论的话题。而在节能成为热点话题的今天,越来越多的客户在沿用传统铜电极进行电火花放电加工的同时不得不开始意识到一些技术变革的新趋势:如何能够应用有限的资源提高产值?如何能在同等情况下节省时间、费用与能源?

材料的变革,正是一个有效的解决方式。石墨——这种潜力巨大的黑色动力,正由于其特殊的稳定物理特性而逐渐成为电火花放电加工电极材料的未来趋势。

石墨电极何以能够替代铜电极,出色地完成使命?

其一,模具几何形状的日益复杂化以及有关产品应用的多元化导致对电火花放电加工电极的机械加工以及放电精确度要求越来越高。石墨电极的优点是加工较容易,放电加工去除率高,石墨损耗小,因此,越来越多的模具厂放弃了铜电极而改用石墨电极。另外,有些特殊形状的电极无法用铜制造,但石墨则较容易成型,而且铜电极较重,不适合加工大电极,这些因素都加速了石墨电极在模具制造业越来越广泛的应用。

其二,石墨电极较容易加工,且加工速度明显快于铜电极。比如采用铣削工艺加工石墨,其加工速度较其它金属加工快2~3倍且不需要额外的人工处理,而铜电极则需要人手挫磨。同样,如果采用高速石墨加工中心制造电极,速度会更快,效率也更高,还不会产生粉尘问题。在这些加工过程中,选择硬度合适的工具和石墨可减少刀具的磨损耗和电极的破损。如果具体比较石墨电极与铜电极石墨电极的铣削时间,石墨较铜电极快67%,在一般情况下的放电加工中,采用石墨电极的加工要比采用铜电极快58%。这样一来,加工时间大幅减少,同时也减少了制造成本。

其三,石墨电极与传统铜电极的设计不同。许多模具厂通常在铜电极的粗加工和精加工有不同的预留量,而石墨电极则使用几乎相同的预留量,这减少了CAD/CAM和机器加工的次数,单是这个原因,就足以在很大程度上提高模具型腔的精度。

当然,模具厂由铜电极转用石墨电极后,首先应该清楚的是该如何使用石墨材料以及考虑其他相关因素。如今,大多数塑胶制品的模具采用石墨以电极放电加工,这免除了模具型腔抛光和化学物品抛光的工序却仍然能达到预期的表面光洁度。如不增加时间和抛光的工序,铜电极不可能制作出这样的工件。另外,石墨分为不同的等级,在特定的应用程序下使用适当等级的石墨和火花机放电参数才能达到理想的加工效果,若在使用石墨电极的火花机上操作人员使用与铜电极相同的参数,那么结果肯定是令人失望的。如果要严格控制电极的物料,可将石墨电极在粗加工时设于非损耗状态(损耗少于1%),但铜电极则不使用。

用关键字总结,石墨具有以下铜无法比拟的优质特性:

-加工速度:高速铣粗加工较铜块3倍;高速铣精加工较铜块5倍

-可加工性好,能实现复杂的几何造型

-重量轻,密度不足铜的1/4,电极容易夹持

-可减少单个电极的数量,因为可捆绑做成组合电极

-热稳定性好,不变形

-无加工毛刺

因此,目前许多模具厂都正在逐步转换为石墨电极EDM加工,以期在市场上提高企业和产品的竞争力。

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