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**,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
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,**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,较间间隙过小,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,在底面产生弯曲或者造成加工底面的粗糙度不均匀
解决方案:
加大脉冲间隔,设定恒定的喷流压力,增大较间间隙,经常检查排屑情况。
本产品的加工定制是是,作用对象是石墨,规格是620*308*1830,工艺类型是石墨电极加工,机械性能是好,主要加工设备是石墨机电火花,加工能力是熟练,适用范围是家电,医疗,汽车,电子,日用品,工艺品,餐具,手机,其他,模具材质是石墨
石墨电极优越性:
1:模具几何形状的日益复杂化以及产品应用的多元化导致对火花机的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,部分群基火花机客户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,这些因素都造成部分群基火花机客户应用石墨电极.
2: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铜公的破损。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。
3: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。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。如今部分群基火花机客户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电火花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。
石墨具有以下铜无法比拟的优质特性:
1.加工速度:高速铣粗加工较铜快3倍;高速铣精加工较铜快5倍
2.可加工性好,能实现复杂的几何造型
3.重量轻,密度不足铜的1/4,电极容易夹持
4.可减少单个电极的数量,因为可捆绑做成组合电极
5.热稳定性好,不变形无加工毛刺