采用石墨电极对铜基材料进行高效的电火花成型加工
电极材料在电火花加工中对加工速度的影响
科技之窗·研究制造
就大于碳离子,所以脉冲宽度很窄时,紫铜电极加 工钢时能量在工件阴极的分配比例大于石墨电极 加工钢,故紫铜电极的加工速度高于石墨电极,电 极核耗也大于石墨电极。
2、脉冲宽度为中脉冲时 (大于 10us 小于 100us 左右)
当脉冲宽度增加时,工作液介质在运动粒子 的碰撞电离的速度迅速增加,即 H 和 C 离子迅速 增加。在电场作用下,C 向阳极移动,并在阳极失 去电子变成中性碳粒子覆盖在阳极电极表面形成 覆盖层。由于石墨电极的覆盖效应明显优于紫铜 电极,即失去电子的 C 多于紫铜电极,因而造成 电离区中 C 浓度低于紫铜电极电离区的 C 浓度, 这样就造成介质电离进一步加快,轰击工件阴极 的 H 也多,因而石墨电极的加工速度增快的速度 大于紫铜电极而逐渐超过紫铜。
!!!!!!!!!
科技之窗·研究制造
电极材料在电火花加工中 !!!!!!!!!!!!!!!! 对加工速度的影响 !!!!!!!!!!!!!!!!
吕 刚 刘 勇 游向前
摘 要:在电火花加工中,工具电极材料的选择非常重要,它不仅影响到电火花加工的稳 定性,还影响到电火花的加工速度和工具电极的损耗。不同工具电极加工速度之所以不同,其 原因在于能量在工具电极和工件间的分配比例不同,这点有关资料及教材都有定论。为什么会 分配不同,却少有文章详细阐述,现就电火花加工中就常用的紫铜电极和石墨电极在加工铜时 加工速度的差别及原因提出个人观点。
[东北大学]21春学期《特种加工技术》在线平时作业1辅导学习资料
[东北大学]21春学期《特种加工技术》在线平时作业1 注:本试卷为东北大学2021年课程学习材料,仅作参考学习使用!!!
一、单选题 (共 10 道试题,共 50 分)
1.不能使用电火花线切割加工的材料为()。
A.石墨
B.铝
C.硬质合金
D.大理石
[仔细阅读上述题目,并从中选择你认为正确的选项进行作答]
正确选择:D
2.下列不属于电极丝垂直找正的方法是 ( ) 。
A.找正块找正
B.火花法找正
C.校正器找正
D.目测找正
[仔细阅读上述题目,并从中选择你认为正确的选项进行作答]
正确选择:B
3.特种加工不包括_______。
A.电火花加工
B.电解加工
C.超声加工
D.抛光加工
[仔细阅读上述题目,并从中选择你认为正确的选项进行作答]
正确选择:D
4.电解加工与电火花加工相比,前者生产率______而精度_____。
A.较高、较高
B.较高、较低
C.较低、较高
D.较低、较低
[仔细阅读上述题目,并从中选择你认为正确的选项进行作答]
正确选择:A
5.电解加工( )_。
A.生产效率较低
B.表面质量较差
C.精度不太高
D.工具电极损耗大
[仔细阅读上述题目,并从中选择你认为正确的选项进行作答]
正确选择:C。
模具放电加工中,铜电极和石墨电极应该怎么选择
模具放电加工中,铜电极和石墨电极应当怎么选择放电加工速度石墨是一种非金属料子,熔点,能经受更大的电流设定条件。
当放电面积与电极尺寸缩放量越大时,石墨料子高效率粗加工的优越性越显著。
石墨的导热系数是铜的1/3,其放电过程中产生的热能可更有效地用于去除金属料子,因此在中、精加工中,其加工效率也比铜电极要高。
依据加工阅历,在正确的使用条件下,石墨电极的放电加工速度要比铜电极整体快1.5~2倍。
(2)电极损耗石墨电有能经受大电流条件的特性,另外,在合适的粗加工设定条件下,含碳元素的钢工件在加工时产生的蚀除物和工作液在高温下产生的分解物中的碳颗粒,在极性效应的作用下,部分蚀除物、碳颗粒会粘附在电极表面形成一层保护层,保证了石墨电极在粗加工中的损耗微小,甚至是“”。
电火花加工中重要的电极损耗量来自于粗加工,精加工设定条件虽然损耗率较高,但因零件预留加工余量不多即加工蚀除量较少,其总体损耗量也较少。
总体而言,石墨电极在大电流的粗加工中损耗会少于铜电极,在精加工中损耗可能会稍大于铜电极,二者的电极损耗情况相当。
(3)表面质量石墨料子的颗粒直径直接影响电火花加工的表面粗糙度,直径越小可获得更低的表面粗糙度值。
几年前使用颗粒直径5 m的石墨料子,电火花加工的表面只能实现VDI18(Ra0.8 m),现今石墨料子的颗粒直径已能实现3 m以内,电火花加工的表面可稳定实现VDI12(Ra0.4 m)或者更精细的等级。
铜料子的电阻率较低,组织结构致密,电火花精加工易获得稳定的加工状态,在较困难的条件下也能稳定加工,表面粗糙度可小于Ra0.1 m,能进行镜面电火花加工。
由此可见,假如放电加工努力探求极其精细的表面,使用铜料子做电极更加合适,这是铜电极较石墨电极的重要优势。
但铜电极在大电流设定条件下,电极表面简单变得粗糙不堪,甚至显现裂纹,而石墨料子则没有这方面的问题,对于表面粗糙度要求为VDI26(Ra2.0 m)左右的型腔加工,使用1个石墨电极即可完成从粗到精的加工过程,实现均匀一致的纹面效果,表面不会有缺陷。
数控特种加工考试的题目及问题详解
一、填空题(每空2分,共30分)1、电火花加工是将电极形状复制到工件上的一种工艺方法。
2、数控电火花机床数控摇动的伺服方式有自由摇动、步进摇动、锁定摇动。
3、放电间隙是放电时工具电极和工件之间的距离。
4、电火花加工中常用的电极结构形式是整体电极、组合电极、镶拼式电极。
5、在用火花法校正电极丝垂直度时,电极丝要运转以免电极丝断裂。
6、电化学加工包括从工件上去除金属的电解加工和向工件上沉积金属的电镀、涂覆加工两大类。
7、线切割加工的主要工艺指标是切割速度、加工精度、表面粗糙度。
二、选择题(单选;每题2分,共10分)1、电火花成型加工的符号是 A 。
A.EDM B. WEDM C.ECDM D. ECAM2、D7132代表电火花成型机床工作台的宽度是 B 。
A.32mm B. 320mm C. 3200mm D. 32000 mm3、有关单工具电极直接成型法的叙述中,不正确的是 C 。
A.加工精度不高 B. 不需要平动头 C. 需要重复装夹 D. 表面质量很好4、快走丝线切割加工广泛使用 C 作为电极丝。
A.钨丝 B.紫铜丝 C. 钼丝 D. 黄铜丝5、若线切割机床的单边放电间隙为0.02 mm,钼丝直径为0.18 mm,则加工圆孔时的补偿量为 B 。
A.0.10mm B. 0.11mm C. 0.20mm D. 0.21 mm三、判断题(对的打√,错的打×;每小题2分,共10分)1、特种加工中加工的难易与工件硬度无关。
(√)2、电火花加工在实际中可以加工通孔和盲孔。
(√)3、电火花成型加工时采用的手动侧壁修光方法可以修整圆形轮廓的型腔。
(×)4、冲油的排屑效果不如抽油好。
(×)5、线切割加工时的加工速度随着脉冲间隔的增大而增大。
(×)四、简答题(共30分)1、简述电火花加工的定义以及物理本质。
(6分)定义:电火花加工基于电火花腐蚀原理,是在工具电极与工件电极相互靠近时,极间形成脉冲性火花放电,在电火花通道中产生瞬时高温,使金属局部熔化,甚至汽化,从而将金属蚀除下来。
火花机采用石墨电极比铜电极更优越
火花机采用石墨电极比铜电极更优越
标签:火花机床|东莞电火花机厂家|石墨火花机|鼎亿一流火花机厂家
火花机石墨电极时代的到来拉开了火花机新的章程,与铜电极相比采用石墨电极有哪些优越性呢?
一、电极消耗小:根据火花机电器条件的不同,为铜的1/3-1/5;
二、表面处理容易:电极的抛光用砂纸就可以简单的处理加工纹;
三、加工速度快:电火花加工的速度为铜的1.5-3倍,粗打速度更快;
四、可粘接性:可使用导电性粘接剂将电极破坏部位修复;
五、机械加工性能好:切削阻力为铜的1/4,加工率为铜的2倍;
六、耐高温:升华温度为3650℃,高温条件下不软化,热膨胀系数为铜的1/4;
七、质量轻:比重为铜的1/5,大型电极的使用非常方便。
模具工练习题(中级带答案)
模具工理论练习题(中级)1.什么是道德?正确解释是D。
A 人的技术水平B 人的交往能力C 人的行为规范D人的工作能力2.职业道德建设与企业的竞争力的关系是B。
A 互不相关 B源泉与动力关系 C 相辅相承关系 D 局部与全局关系3.在企业生产经营活动中,员工之间团结互助的要求不包括A。
A 讲究合作、避免竞争B 平等交流、平等对话C 互相学习共同提高D 既合作、又竞争,竞争与合作相统一4.企业文化的核心是 A 。
A 企业价值观B 企业目标C 企业形象D 企业经营策略5.下列哪一项没有违反诚实守信的要求? A 。
A 保守企业秘密B 凡有利于企业利益的行为C 根据服务对象来决定是否遵守承诺D 派人打进竞争对手内部,增强竞争优势。
6.现实生活中,一些人不断“跳槽”,虽在一定意义上有利于人才流动,但它同时也说明这些从业人员缺乏 B 。
A 工作技能B 强烈的职业责任感C 光明磊落的态度D 坚持真理的品质7.诚实守信是做人的行为准则,在现实生活中正确的观点是 B 。
A 诚实守信与市场经济相冲突B 诚实守信是市场经济必须遵守的法则C 是否诚实守信要视具体情况而定D 诚实守信是“呆”、“傻”、“憨”。
8.工企对环境污染的防治不包括 D 。
A 防治大气污染B 防治水体污染C 防治噪声污染D 防治运输污染9.钻床操作工不准带 B 。
A 帽子B 手套C 眼镜D 图纸10.当人体直接碰触带电设备或线路的单相线时,电流通过人体而发生的触电现象是A 。
A 单相触电B 双相触电C 电弧伤害D 接触电触电11.摇臂钻床的摇臂回转角度为 C 。
A ±45°B ±90°C ±120°D ±180°12.交流接触器短路环的作用是 A 。
A 消除衔铁振动和噪音B 增大衔铁碰通C 减缓衔铁的冲击D 减缓衔铁噪音13.低压断路器即低压自动开关它相当于 A 的组合。
石墨在电火花的应用
石墨在电火花的应用石墨是一种具有特殊物理和化学性质的材料,其在电火花加工领域有着广泛的应用。
本文将从石墨的特性、电火花加工原理和实际应用案例三个方面来探讨石墨在电火花加工中的应用。
一、石墨的特性石墨是一种由碳原子构成的材料,具有良好的导电性、热稳定性和化学稳定性。
石墨的导电性非常好,其导电系数是铜的200倍以上,可以在高温下保持稳定的导电性能。
石墨的热稳定性也很好,可以在高温下长时间工作而不会发生变形。
此外,石墨还具有良好的化学稳定性,可以耐受大多数酸、碱和有机溶剂的侵蚀。
二、电火花加工原理电火花加工是利用电火花的热能将工件上的材料蒸发或溶解掉,从而形成所需的形状和尺寸。
电火花加工的原理是在工件表面放置一根电极,然后用另一根电极在工件表面上移动,两根电极之间形成电火花放电,将工件表面的材料蒸发或溶解掉,形成所需的形状和尺寸。
三、石墨在电火花加工中的应用1. 电极材料石墨在电火花加工中常用作电极材料。
石墨的导电性好,可以保证电流正常流动,同时石墨的化学稳定性好,可以耐受电火花放电时产生的高温和化学反应。
石墨电极的使用寿命长,可以重复使用多次,降低了生产成本。
2. 电极刻蚀石墨在电火花加工中还可以用于电极刻蚀。
电极刻蚀是一种将金属材料刻蚀成所需形状的技术,可以用于制造微型零件和芯片。
石墨电极具有良好的刻蚀性能,可以在短时间内刻蚀出高精度的形状和尺寸。
3. 石墨电极加工石墨电极加工是一种利用电火花加工技术制造石墨电极的方法。
石墨电极在电极加工中具有良好的加工性能,可以加工出高精度的形状和尺寸。
石墨电极加工可以用于制造电池、半导体和光学器件等高精度零件。
4. 电火花放电加工石墨在电火花放电加工中也有着广泛的应用。
电火花放电加工是一种将材料表面切削成所需形状的技术,可以用于制造高精度零件和模具。
石墨在电火花放电加工中具有良好的导电性和耐热性,可以保证电流正常流动和工作温度的稳定性,从而保证加工精度和质量。
电火花加工中石墨电极的特点
电火花加工中石墨电极的特点一、引言电火花加工是一种高精度的加工方式,广泛应用于模具、航空航天、汽车零部件等领域。
而石墨电极作为电火花加工中的重要工具,其特点也备受关注。
本文将从石墨电极的材料特性、制造工艺、使用寿命等方面进行详细介绍。
二、石墨电极的材料特性1.导电性能优异石墨电极由高纯度天然石墨或人造石墨制成,具有非常好的导电性能。
在电火花加工过程中,通过放电产生高温和高压,使得石墨材料迅速氧化并蒸发,从而形成微小的孔洞和坑槽。
这些孔洞和坑槽可以在下一次放电时成为新的放电通道,从而实现对工件进行精细加工。
2.耐腐蚀性强由于在电火花加工过程中会产生大量氧化物和气体,因此石墨电极需要具备良好的耐腐蚀性能。
同时,在某些特殊环境下(如硫酸盐浓度高的电解液中),石墨电极还需要具备耐酸碱性能。
3.热膨胀系数小在电火花加工过程中,由于放电产生的高温和高压,石墨电极会发生一定程度的热膨胀。
因此,为了保证加工精度,石墨电极需要具备较小的热膨胀系数。
三、石墨电极的制造工艺1.选材石墨电极材料需要具备高纯度、低灰分、均匀结构等特点。
天然石墨通常用于制造大型的粗加工电极,而人造石墨则更适合制造高精度的细加工电极。
2.成型成型方式通常分为挤压成型和等静压成型两种。
挤压成型是将粉末通过模具挤出成形,适用于制造大尺寸、简单形状的电极;而等静压成型则是将粉末放入模具中,在压力作用下进行均匀压实,适用于制造复杂形状、高精度要求的电极。
3.加工经过成型后的石墨电极还需要进行加工,以达到更高的精度和表面质量。
加工方式包括机械加工、电火花加工等。
四、石墨电极的使用寿命1.寿命因素石墨电极的使用寿命受到多种因素影响,如放电能量、放电次数、放电时间、放电深度等。
其中,放电深度是影响寿命最为显著的因素。
2.延长寿命方法为了延长石墨电极的使用寿命,可以采取以下措施:(1)降低放电能量,减少对石墨材料的损伤;(2)增加冷却剂流量,降低石墨材料温度;(3)采用交替加工方式,使得每个放电通道都有充分的时间进行恢复;(4)定期清理和维护石墨电极表面,保证其表面光洁度和导电性能。
电火花加工石墨电极的特点和优势
石墨曾经被认为是一种低质量的电极材料,引起易掉渣,加工质量不好,效率也不佳而广受嫌弃。
但随着其制造工艺不断进步,石墨电极的质量也是今非昔比,已然逆袭成了电火花加工使用电极的不二之选,在汽车、家电、电子产品、航空航天等行业中得到了广泛应用。
下面我们就来看看如今的石墨电极具有哪些鲜明的特点和优势。
放电加工速度快:数据统计,石墨电极的放电加工速度要比铜电极快1.5到2倍,这主要是由于石墨具有较高的熔点造成的。
作为一种非金属材料,石墨熔点极高,达到了3650摄氏度,远远高于金属铜的1083摄氏度。
因此,石墨电极能承受比铜电极高得多的电流设定条件,加工速度快也就顺理成章了。
尤其是当放电面积与电极尺寸缩放量越大时,石墨材料高效率粗加工的优势就体现得越显著。
不仅如此,石墨的导热系数仅为铜的三分之一,在放电过程中产生的热量不容易流失,可以更有效地用于去除金属材料。
加工精度较高:石墨电极加工工件的形位精度要高于铜电极,主要因为石墨电极热膨胀系数小,仅为铜电极的四分之一,在放电加工中不容易发生变形,因此可以获得更加稳定可靠的加工精度。
尤其是在加工深窄筋位部分时,局部高温很容易使热膨胀系数较大的铜电极发生弯曲变形,从而降低加工精度,而石墨电极就不会有这方面顾虑。
对于深径比大的铜电极,在加工设定时还需要补偿一定的热膨胀值来进行尺寸的修正,而石墨电极则不需要。
加工表面质量得到提升:在某些情况下,石墨电极加工出的工件表面质量比铜电极更高。
我们知道,电火花加工的表面质量很大程度上是由电极材料的颗粒直径来决定的。
早年间,石墨电极材料的颗粒还比较大,直接通常都在5微米左右。
随着技术的进步,目前这一数字已经可以控制在3微米以内,加工出的表面质量闲着提升,粗糙度从Ra0.8微米,降低到Ra0.4微米以下。
但是,大多数情况下,石墨电极加工表面质量还是不如和铜电极的。
因为铜具有极低的电阻率和及其致密的组织结构,在电火花加工中容易获得稳定的加工状态和较高的表面质量,通常加工表面粗糙度都低于Ra0.1微米。
石墨电极的电火花加工流程
石墨电极的电火花加工流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!石墨电极的电火花加工(Electrical Discharge Machining, EDM)是一种利用连续或断续的电火花放电腐蚀作用来加工导电材料的加工方法,常用于加工硬质合金、高速钢、淬硬钢等难加工材料和复杂形状的精密模具。
石墨电极在炼铜上的应用
石墨电极在炼铜上的应用
石墨电极在炼铜工业中起着非常重要的作用。
石墨电极是一种用于电弧炉的关键部件,它们在炼铜过程中扮演着导电和传热的角色。
首先,石墨电极在电弧炉中用作导电材料。
在炼铜过程中,电弧炉通过高温电弧将铜料加热熔化,而石墨电极作为电流的导体,能够将电能有效地传递到炉料中,使其加热至所需温度。
石墨电极的导电性能非常好,能够承受高电流密度,保证了炼铜过程中的高效能耗。
其次,石墨电极还具有良好的耐高温性能。
在炼铜过程中,炉内温度非常高,而石墨电极能够承受高温而不发生变形或破裂,保证了炉内稳定的电弧炉操作。
此外,石墨电极还具有良好的导热性能。
在炼铜过程中,石墨电极能够迅速将电能转化为热能,并将热能传递到炉料中,加速炉料的熔化,提高炉内熔化效率。
总的来说,石墨电极在炼铜工业中的应用是不可替代的。
它们
作为电弧炉的关键部件,能够有效地传递电能和热能,保证炉料的高效加热和熔化,提高了炼铜的生产效率和质量。
因此,石墨电极在炼铜工业中具有非常重要的地位和作用。
19级特种加工 含答案选择题试题试卷题库 复习题
19级特种加工复习题基本信息:[矩阵文本题] *1、电火花成型加工属于盲孔加工,工作液循环困难,电蚀产物排除条件差。
[判断题] *对(正确答案)错2、电火花加工的粗规准一般选取的是窄脉冲、高峰值电流。
[判断题] *对错(正确答案)3、在采取适当的工艺保证后,数控线切割也可以加工盲孔; [判断题] *对错(正确答案)4、当电极丝的进给速度明显超过蚀除速度,则放电间隙会越来越小,以致产生短路。
[判断题] *对(正确答案)错5、通常慢走丝线切割加工中广泛使用直径为0.1 mm以上的黄铜丝作为电极丝。
[判断题] *对(正确答案)错6、目前线切割加工时应用较普遍的工作液是煤油。
[判断题] *对错(正确答案)7、在型号为DK7740的数控电火花线切割机床中,D表示电加工机床。
[判断题] *对(正确答案)错8线切割机床通常分为两大类,一类是快走丝,另一类是慢走丝。
[判断题] *对(正确答案)错9、3B代码编程法是最先进的电火花线切割编程方法。
[判断题] *对错(正确答案)10、离子束加工必须在真空条件下进行。
[判断题] *对(正确答案)错11、电火花成型加工和穿孔加工相比,前者要求电规准的调节范围相对较小。
[判断题] *对错(正确答案)12、电火花成型加工电极损耗较难进行补偿。
[判断题] *对(正确答案)错13、数控线切割加工是轮廓切割加工,不需设计和制造成形工具电极。
[判断题] *对(正确答案)错14、数控线切割加工一般采用水基工作液,可避免发生火灾,安全可靠,可以实现昼夜无人值守连续加工。
[判断题] *对(正确答案)错15、电火花加工的粗规准一般选取的是宽脉冲、高峰值电流。
[判断题] *对(正确答案)错16、线切割机床走丝机构的作用是使电极丝以一定的速度运动,并保持一定的张力。
[判断题] *对(正确答案)错17、电极丝的进给速度若明显落后于工件的蚀除速度,则电极丝与工件之间的距离越来越大,造成开路。
基于快速成型技术的电火花加工用石墨电极研磨技术
第34卷 第11期 2000年11月 西 安 交 通 大 学 学 报JOURNAL OF XI′AN J IAO TON G UN IV ERSITY Vol.34 №11 Nov.2000文章编号:0253-987X(2000)11Ο0061Ο04基于快速成型技术的电火花加工用石墨电极研磨技术唐一平,周宏志,王 平,卢秉恒(西安交通大学,710049,西安)摘要:介绍了一种制造电火花加工用石墨电极的新工艺.这种技术采用高频微振动原理,直接用快速成型制成的母型翻制成形研具,然后利用这种研具,在没有任何刀具或夹具的情况下,加工出形状复杂的石墨电极.目前,已采用一种自行开发的价格低廉、性能可靠的树脂水泥材料浇铸成了研具,并用它制成了石墨电极,用来电火花加工拖拉机曲柄连杆的锻模.关键词:石墨电极;模具制造;研具中图分类号:TG669 文献标识码:AAbrading T echnique of the Whole2Bodied G raphite Electrode for Electrical Discharge Machining B ased on R apid Prototyping T echnologyTang Yi pi ng,Zhou Hongz hi,W ang Pi ng,L u B i ngheng(Xi′an Jiaotong University,Xi′an710049,China)Abstract:A new technique for the fabrication of graphite electrical discharge machining(EDM)elec2 trode is presented.Based on the high2frequency vibration principle,this technique could directly repli2 cate complex2shaped graphite electrode from the master pattern built with rapid prototyping(RP) technology without using any cutter or fixture.A cheap and performance2reliable resin has been developed and the abrader has been cast with this ing this abrader,tractor crank link forg2 ing dies have been fabricated by means of electrical discharge machining.K eyw ords:graphite elect rode;die and mol d m anuf act uri ng;abrader 石墨电极是电火花加工中的常用工具电极,它不仅具有良好的导电性能和化学稳定性,而且还有耐腐蚀、热膨胀小等优点.但是,常用的机械加工方法在加工石墨电极时经常产生崩碎现象,尤其对于形面复杂、精细度高的石墨电极,通常的机械加工更为困难,甚至无法加工.整体电火花加工(EDM)石墨电极振动研磨成形技术,是一种非传统的快速制造整体EDM石墨电极的机械加工方法,也是快速模具制造集成技术的一个重要分支.在石墨电极研磨技术中,成形研具对石墨材料进行高频微振动“研磨”加工,一次性加工出整体石墨电极.该技术以快速成型(Rapid Prototyping,RP)技术为基础,是实现快速制造注塑模、锻模、压铸模等钢质模具的关键技术,可大幅度提高钢质模具的制造效率,已成为世界模具制造业的最新技术和研究方向[1,2].1 研究背景早在60年代末期,美国Elmer Hausermann模收稿日期:2000Ο01Ο01. 作者简介:唐一平,男,1946年11月生,机械工程学院先进制造技术研究所,副教授.基金项目:国家自然科学基金资助项目(59775066).具与机床公司就开始了石墨电极研磨技术的研究,发明并制造了第一台石墨电极研磨机[3,4].此研磨机由于结构复杂、研具制造困难和平动幅度大,研磨的石墨电极只能用于制造低精度要求的锻模,因而未能推广应用.直到80年代后期,快速成型技术发展成为一种快速有效的方法,使石墨电极研磨技术在国外又取得了一些进展[5,6].此后,国内个别企业和机构从国外引进了石墨电极研磨机,但由于缺乏研磨理论方面的研究,使其推广应用受到限制,加之进口一台研磨机需30万美元左右,使一些企业难以承受.因而,研制开发我国自己的石墨电极研磨机以及对振动研磨理论进行研究,就显得十分重要了,而且这对促进我国模具技术和产业的发展具有重大意义.西安交通大学先进制造技术研究所受国家科委委托,开展了这方面的研究和攻关,研制出了第一台工业样机———GET -500A 石墨电极研磨成形机,并于1999年6月6日通过了由陕西省科委组织的鉴定和国家科技部的验收.2 快速模具集成制造技术随着RP 技术和电火花加工技术的发展,石墨电极振动研磨技术在汽车、家电、医疗及儿童玩具等领域的模具制造业中应用日益广泛,它在快速模具集成制造技术中起着关键作用.快速模具集成制造技术的工艺流程见图1.2.1 振动研磨成形机理[7]石墨电极研磨技术是利用成形研具对石墨块进行高频微振动的“研磨”加工,一次性加工出整体EDM 石墨电极.它不同于普通磨削,也不同于用研磨粉来进行高精度的研磨加工,而是一种高效、便捷的非传统加工方法.其加工工艺如图2所示.石墨电极的振动研磨加工是在整体石墨电极研磨机上进行的(见图3).研磨机的研磨磨削运动分为两部分:一部分是平动工作台的磨削主运动,待加工的石墨块安装在平动工作台上,工作时平动工作台产生振动半径为e (e ≤016mm )、转速为n (n =1000~3000r/min )的圆平动主运动;另一部分是进给滑台的向下进给运动,通过RP 原型翻制的研具安装在进给滑台上,当滑台向下进给时,研具对石墨块表面进行磨削,与研具相接触的石墨块表面就会被磨去,磨下来的石墨屑用冲洗液冲洗,最终形成与研具形状相反的整体石墨电极.成形研磨加工时,成形运动的实质就是由一个个小圆周(平动运动的轨迹)包络出加工形状,如图4所示.在图4b 中,小方框代表一个外凸的研具的工作部分形状,外面的大方框代表石墨工件被研磨加工后的形状(内凹),小圆圈代表研具或工作台的平动轨迹.从图中可以看出,一个外凸的研具在研磨加工后,它的形状将会被放大(相反,一个内凹的研具在研磨加工后,它的形状将会缩小),但这种误差可以在后续电火花加工中进行补偿.当用电火花加工钢模具时,在装夹石墨电极的平动头上再附加一个与平动量同样大小的平动运动,即可使原来放大(或缩小)的形状复原.2.2 成形研具研究一般的磨具是用来进行磨削、研磨和抛光的工具,决定磨具研磨性能的主要因素有磨料、粒度、结合剂、磨具硬度和组织.磨料:作为起切削作用的磨料,是左右磨削性能的重要因素.各种磨料具有不同的特性,因而它对各种机械物理性质各异的工件材料有不同的适用范围.目前,应用于磨具制造的磨料种类可分为3大类:氧化物系列磨料(如刚玉),碳化物系列磨料(如碳化硅),氮化物系列磨料(如立方氮化硼).粒度:磨料的粒度表示磨粒几何尺寸的大小,用粒度号来表示,它是指2514mm (1英寸)长度之间的筛孔数.磨粒粒度号越小,磨粒的几何尺寸就越大,一般称为粒度越粗.粒度的选择应根据加工质量、磨削效率等条件来确定.结合剂:结合剂的作用是粘结和把持磨粒,它是图1 快速模具集成制造技术的工艺流程26西 安 交 通 大 学 学 报 第34卷 (a )RP 原型 (b )浇铸研具(c )研具 (d )研磨加工(e )石墨电极图2 石墨电极研磨加工工艺过程图3 整体石墨研磨机工作图 (a )磨具与石墨工件(b )磨粒轨迹图4 研磨成形原理图构成磨具的重要因素.结合剂有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合剂和金属结合剂等.结合剂的特性应根据用途来选择.磨具硬度:磨具的硬度是指磨具工作表面磨粒脱落的难易程度,即磨粒之间结合力的强弱程度.它能影响磨具的自锐作用,是对磨削性能有较大影响的因素.磨具硬度与金属材料的硬度是截然不同的概念.组织:通常用磨粒所占模具体积的百分数(磨粒率)来表示组织的松紧程度.组织的松紧程度意味着磨粒切削刃间隔的大小.用来加工石墨电极的成形研具实质上是一种从RP 原型翻制而成的专用磨具.它采用的磨料也是刚玉或碳化硅之类,由于这类磨料的莫氏硬度为910~916左右,比石墨(莫氏硬度为015~110)硬得多,故可有效地用于磨削石墨材料.成形研具的磨削性能对石墨电极的成形精度和表面质量有着极其重要的影响.在石墨电极研磨加工中,由于其特殊的加工对象和加工条件,相对普通的磨削加工,石墨电极研具必须具有以下独特的性能.(1)足够高的硬度.由于研具表面的轮廓将直接影响石墨电极的成形精度,因此要求研具具有很好的轮廓保持性,也就是要求研具尽可能不出现磨粒脱落现象,以保持研具原有的形状.反映到研具的性能上,就是要求研具具有足够高的硬度来“把持”磨粒.(2)常温常压快速制作.石墨电极的成形磨削是快速模具制造中的关键技术,研具快速制作保证了模具制造能快速高效地进行.另外,由于研具是基于RP 原型制作而成的,RP 原型不耐温(70℃即软化)、不耐压,所以要求研具能在常温常压下制作,而不能像普通砂轮一样采用高温高压制得.(3)不能具有“自锐性”.对于普通砂轮来说,其持续的磨削能力在一定程度上是靠砂轮的自锐作用来维持的,正是由于砂粒不断磨损,新磨粒不断暴露出来,才使砂轮可以实现磨削加工.对于研具,由于直接成形加工石墨电极,其形状精度直接影响电极成形的精度,因此不允许研具具有“自锐性”.砂粒的脱落会使电极成形精度降低,并可能造成复杂电极的某些细微特征的遗失.在研磨过程中发现,研具经过一段时间的工作后,会产生不同程度的磨损.一般来说,研具磨损的形式主要有以下3种.(1)研具表面磨粒脱落.当研具表面的磨粒受到较大磨削力的作用时会产生脱落,使研具表面轮廓丧失其原有形状.脱粒的主要原因是结合剂的粘接强度不够高,当研磨阻力过大时会使磨粒间的结合剂破碎.脱粒不仅会降低电极的尺寸精度,也会造成电极表面的残留小岛数增加,使石墨电极表面粗糙度增大.在研具磨损中,这种形式的磨损所占的比例较大.解决此问题的方法是增加结合剂的粘接强度和提高研具的硬度,以减小脱粒的可能.在研具制作中,常采用SiC 颗粒作为磨料,采用环氧树脂作为粘结剂,其研具硬度可达S 级标准(G B2490-84).我们通过反复试验比较,找到了一种比较适合于石墨电极研磨的粘结剂———GQ -1高强度树脂水泥,使研具硬度可达到T 级标准,大大减小了研具的脱粒磨损.36第11期 唐一平,等:基于快速成型技术的电火花加工用石墨电极研磨技术(2)研具表面堵塞.研具堵塞是指研具表面磨粒间隙被石墨屑堵塞,使研具失去切削能力.造成堵塞的原因之一是由于进给量过大,磨粒间距太小,容屑性不好.解决此问题的方法是减小研磨进给量,增加冲洗次数.另外一个原因是石墨材料与结合剂之间产生化学粘附,也会形成堵塞.试验前期使用的环氧树脂结合剂经常发生这种情况,就是因为环氧树脂与石墨材料的亲和力大造成的.改用GQ -1型粘结剂后,经30多个小时的研磨加工,研具从未发现堵塞现象.(3)磨粒磨损.磨粒磨损是指磨粒在研磨过程中,自己的棱角也被磨耗而形成平面或圆弧面.更为严重的情况是,磨粒受力大于自身强度而破碎.由于研磨加工的石墨材料的莫氏硬度为015~110,碳化硅磨料的莫氏硬度为916,二者硬度相差较远,因此磨粒磨损的情况较少发生.试验证明,在30个试样中,仅有一次发生了磨粒磨损,主要原因是石墨材料组织不均匀,有一些硬质点存在.3 研磨实例在用于连杆精锻模具电火花加工的石墨电极的研磨加工中,平动工作台的振动半径e 为016mm ,转速n 为1500r/min ,进给滑台的进给速度为018mm/min ,加工用的成形研具、加工后的石墨电极以及最后加工好的连杆锻模如图5所示.由于石墨块相对于成形研具作圆周轨迹振动,加工所得的电极尺寸比研具尺寸小2e ,因此在电火花加工时使用具有平动头的电火花机床,使其偏心量与研磨加工时的振动半径一致,即可进行误差补偿,得到与成形研具尺寸一致的钢质模具.在实际加工中,连杆锻模加工尺寸精度达到0102mm ,研磨加工时间共12h 左右(该连杆的外形尺寸为320mm ×120mm ×25mm ). (a )成形研具 (b )石墨电极(c )连杆锻模图5 研磨加工实例4 结 论模具属于一种技术密集型产品,其制作过程涉及材料、工艺、设备等各种因素,若按传统机械加工工艺生产,周期长,成本高,而基于RP 技术的快速模具制造由于技术集成程度高,从CAD 数据到物理实体转换过程快,因而同用传统的数控加工方法加工一件模具相比,制作周期仅为其1/3~1/10,生产成本也仅为其1/3~1/5.整体EDM 石墨电极振动研磨技术为复杂钢模具的制造提供了一种快速、高效的方法.因此,对该项技术的深入研究并使其工艺日臻完善,对我国汽车、家电、轻工等行业的模具生产将具有不可估量的战略意义.参考文献:[1] 卢秉恒.基于RP 的快速制造技术[A ].卢秉恒,唐一平.98全国RP 与模具快速制造会议论文集[C].西安:陕西科学技术出版社,1998.7~11.[2] 唐一平.基于RP 的快速模具制造[A ].卢秉恒,唐一平.98全国RP 与模具快速制造会议论文集[C].西安:陕西科学技术出版社,1998.204~207.[3] Cohen A ing rapid prototyping to make EDM elec 2trodes [J ].Rapid Prototyping Report ,1993,3(10):1~8.[4] Ryall C.Rapid EDM electrodes :linking rapid prototyp 2ing to high volume production [J ].Rapid Prototyping Report ,1996,6(8):211~220.[5] Hilton P.Making the leap to rapid tool making [J ].Me 2chanical Engineering ,1995,23(7):23~26.[6] Y e Jilin ,Wulanmuqi.Rapid tooling -rapid abrading pro 2cess integrated with rapid prototyping [A ].ICRPM ’98[C].西安:陕西科学技术出版社,1998.357~362.[7] 施卫文.基于RP 技术的整体石墨电极研磨技术[D ].西安:西安交通大学机械工程学院,1999.(编辑 葛赵青)46西 安 交 通 大 学 学 报 第34卷。
石墨电极在炼铜上的应用
石墨电极在炼铜上的应用
石墨电极是一种非常重要的工业材料,广泛应用于炼铜行业。
它具有优良的导电性能和耐高温性能,能够在高温环境下稳定工作。
下面将从炼铜的角度来介绍石墨电极在炼铜上的应用。
炼铜是一项重要的冶金工艺,用于从铜矿石中提取出纯铜。
在这个过程中,石墨电极扮演着重要的角色。
石墨电极的主要应用是在电解槽中作为阳极和阴极使用。
石墨电极作为阳极参与了铜的氧化反应。
在电解槽中,铜离子会向石墨电极的表面聚集,并接受电子从而还原成纯铜。
这个过程被称为阴极反应,是炼铜中最重要的步骤之一。
石墨电极的优良导电性能保证了电子的顺利传输,使得铜离子能够高效地还原成纯铜。
石墨电极还作为阴极参与了铜的析出反应。
在电解槽中,铜离子会向阴极的表面聚集,并接受电子从而还原成纯铜。
这个过程被称为阴极反应,同样是炼铜中不可或缺的步骤之一。
石墨电极的耐高温性能保证了其在高温环境下的稳定工作,使得铜离子能够充分析出并沉积在阴极上。
除了作为阳极和阴极参与反应,石墨电极还具有其他重要的应用。
例如,它可以用作电解槽的电解液的导电板,帮助电解液中的离子传导电流。
此外,石墨电极还可以用于电解槽的导电连接,确保电流的顺利流动。
石墨电极在炼铜上的应用不可忽视。
它的优良导电性能和耐高温性能使得它成为炼铜工艺中不可或缺的材料。
通过它的参与,铜离子能够高效还原成纯铜,从而得到高纯度的铜产品。
石墨电极的应用不仅提高了炼铜工艺的效率,还减少了能源的消耗,对环境也有一定的保护作用。
电火花石墨电极
电火花石墨电极
电火花石墨电极是一种用于电火花加工的石墨材料电极。
电火花加工是一种通过将电能转化为热能并释放出来以加工材料的方法。
石墨电极是用石墨制造的电极,具有高电导率和良好的热传导性能,能够承受高温和高电流。
它在电火花加工中作为电极的一部分,与工件接触并产生火花放电,通过电弧放电的高温和能量来加工材料。
与其他材料相比,石墨电极具有许多优点,如高硬度、低热膨胀系数、耐高温和化学稳定性。
石墨电极能够快速导热并保持稳定的温度,使其在电火花加工过程中具有较高的精度和效率。
电火花石墨电极主要用于金属加工领域,例如模具加工、车间加工和航空航天工业。
它们广泛应用于制造业中的金属切削、雕刻和精密加工等领域。
总的来说,电火花石墨电极是在电火花加工中发挥重要作用的石墨材料电极,具有高导电性、高热传导性和稳定的性能,被广泛应用于金属加工领域。
工频火花机电极材料的选用
工频火花机电极材料的选用
标签:工频火花机|火花机公司
工频火花机电极材料的选用,下由鼎亿火花机公司来阐述一下:
电极材料:在电火花加工过程中,电极用于传输电脉冲,蚀除工件材料,而电极本身一般不损耗。
为了实现这一目的,电极材料必须具备以下特点:导电性能良好、损耗小、造型容易、加工稳定、效率高、材料来源丰富、价格便宜。
电火花型腔加工常用的电极材料主要有纯铜和石墨,特殊情况下也可采用铜钨合金与银钨合金电极。
石墨电极适用于加工蚀除量较大的型腔、加工无精细线条的型腔,适用于一个电极完成型腔加工。
由于其粗加工可达到很大的生产率,因此特别适用于有较大余量的工件粗加工。
纯铜电极更适合于形状精细、要求较高的中、小型型腔。
超大型型腔有时也采用薄板或电铸成形的纯铜电极,如大型型腔既有大面积曲面成形,又有精密微细成形要求时,经常采用分解电极多次成形加工而成。
选择电极材料应根据加工对象而定。
对于直壁的深孔加工,所选电极的损耗应尽可能小(如选用银钨或铜钨合金);加工具有文字或花纹图案的型腔时,则可采用电铸的纯铜电极。
此外,同一种电极材料加工不同成份、不同材料的工件时,加工情况都有一定的差异。
电火花石墨电极的特性研究及应用
电火花石墨电极的特性研究及应用摘要:由于石墨作为电加工中的电极具有各种杰出的特性,堪称一种理想的电极材料,它在迅速发展的电火花放电加工业中起到了不可忽视的作用。
从石墨的物理性能、机械加工性能、放电加工性能等方面进行了详细的分析,为广大电加工用户使用石墨提供尽可能多的经验和参考。
关键词:石墨物理性能机械加工性能放电加工性能0 前言电火花放电加工中用石墨作电极,具有以下令人称道的优点:优良的热稳定性,电极不变形,在电介液中对环境无污染,重量轻,其密度不足铜的1/4,选用细颗粒的石墨电极能加工出高品质的工件表面等等。
由于其杰出的特性,石墨堪称一种理想的电极材料,它在迅速发展的电火花放电加工业中起到了不可忽视的作用。
在今天模具生产制造的许多领域及现代加工方式中,起着基础的作用。
使用石墨的可能性还远不止此,石墨有许多被广泛认同的优点,如加工材料的高去除率和低的自身损耗,与此同时,石墨有着优良的可加工性。
对不同的加工精度,人们都能找到相适应的石墨牌号。
如果对有些人在试用石墨时不能达到预期满意的效果,那是因为人们对石墨及其特有的性能还缺乏了解所致。
1 石墨的物理性能电火花放电加工用石墨从化学的角度来说是由碳和尽可能少的灰份所构成,这种纯度的石墨在生理学上是惰性的,故在加工时不必拘于特别的安全规则。
但有一点例外就是用于某些特别用途的浸铜石墨,这种纯度的铜即所谓的高导电性的铜。
石墨毛坯的形成大致有挤压、模压和等静压3 种形式,分别对应不同的需求。
其中等静压因为应力均布,材质一致性及密实性好而被广泛推崇。
通常等静压石墨可制成长方体型或圆柱体型,也可按实际需要进行切割。
品质控制对石墨生产的全过程是极为重要的,从原材料的进厂检验至全流程工艺参数的持续监控,是整个生产过程的有机组成部分。
生产完成后,所得到的石墨是多孔性的,其孔的结构和气孔率视不同牌号的石墨而有着显著的不同。
气孔的结构(孔径及气孔分布)决定了石墨在完成最终加工后能达到的表面质量。
东大19春学期《特种加工技术》在线作业1答案资料
东大19春学期《特种加工技术》在线作业1
试卷总分:100 得分:100
[题号1]、一般来说,精密电火花加工时电极是()
A、高损耗
B、低损耗
C、零损耗
D、负损耗
标准答案:A
[题号2]、在线切割加工过程中,工件受到的作用力()。
A、为零
B、较大
C、较小
D、为零或较小
标准答案:C
[题号3]、在线切割加工中,当穿丝孔靠近装夹位置时,开始切割时电极丝的走向应()。
A、沿离开夹具的方向进行加工
B、沿与夹具平行的方向进行加工
C、沿离开夹具的方向或与夹具平行的方向进行加工
D、无特殊要求
标准答案:A
[题号4]、线切割机床使用照明灯的工作电压为()
A、6V
B、36V
C、220V
D、110V
标准答案:B
[题号5]、石墨电极适用于做电火花成型加工的( )电极。
A、粗加工
B、精加工
C、粗加工和精加工
D、都不适用
标准答案:A
[题号6]、以下不是电火花成型加工的主要能量形式的是 ( ) 。
A、电能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
采用石墨电极对铜基材料进行高效的电火花成型加工
早在2007年,通过采用新一代发生器技术,即可使成型效率提高将近一倍,而电极的损耗降到最低。
现在,有一种新的工艺也可以通过采用石墨电极使铜基材料的电火花成型变得更具效益。
与诸如铣削设备制造厂商不同,电火花成型技术设备的制造厂家不仅提供设备,同时也提供相关的加工工艺。
例如,在发生器方面的最新发展就会促使人们去重新审核整体加工工艺的适应性。
如果工件和电极材料的组合多种多样,则这项工作将会是一项旷日持久的工作。
因此,在电火花成型领域,尚未有一家制造厂家可以提供针对所有材料的顶尖技术。
受Eagle发生器等新技术的推动和影响,石墨的应用也越来越广,因此,很多制造厂家把其电极加工转移到石墨材料上。
尽管会有新型材料投入使用,但是人们仍不会放弃对简单和经济的石墨电极的制造。
这就为设备制造厂商提出了一项任务,即提供适合于石墨电极材料的加工工艺。
由于的出品循环时间越来越短,因此在冷却薄弱位置上越来越多地采用标号为Moldmax或Ampcoloy的铜基合金材料(图1~3)。
此类材料虽然比钢材料具备更加优越的热导性能,但是强度较弱。
因此,在出品循环时间较短的同时,刀具材料的磨损程度比较严重,经常需要更换。
这就促使制造厂家更多地考虑如何采用其他一些合金元素,来提高此类合金的强度的问题。
图1 采用石墨电极对一种Moldmax HH铜基合金材质工件进行电火花成型加工
图3 采用石墨电极成型加工而成的青铜926材质的工件
采用铜电极对铜合金材料进行电火花成型加工,实际工作证实了这种方法效果良好。
但是,对于这种合金材料来说,石墨电极的应用在某种程度上则仍属一个空白。
如果这种材料的导热性能很好的话,采用石墨对之进行电火花成型加工就会产生一个问题,即石墨电极会出现很严重的损耗。
因此,OPS-Ingersoll公司积极致力于技术继续研发工作,以便能够找到一条能够采用石墨对此类合金进行加工的道路。
由于目前具有的合金的品种繁多,同时也缺乏一些必要的比对数据,因此,对于时间节省和损耗数值等方面,目前尚无法或很难作出具体的说明。
事实情况是,目前还只是个别制造厂家能够采用其设备来加工此类材料。
不仅仅是产生脉冲的发生器(含Eagle发生器)需要作出匹配,同时流程监控系统也必须具备能够对各种合金的各种不同的脉冲图进行评判的能力。
工艺技术是一种新版软件的组成部分。
在提供所有新型Eagle加工设备的同时,也提供这些工艺技术。
此外,OPS-Ingersoll公司还扩展了高压技术的应用范围。
其结果是在钢质材料上更新使用不同品种和不同下限尺寸及断面的石墨电极。
在
下限尺寸较小的情况下,目前标准技术的范围可以达到3/100mm的水平。
这里分为三个类别:普通、低损耗和极低损耗。
采用石墨电极加工钢质材料的工艺技术也得到了极大的发展,对于特殊材料(如硬金属和Inconel)的科技理论水平也在向前迈进。
用户寻找适合不同材料的各种加工工艺,以实现低损耗的高效电火花成型加工。
加工工艺决定了加工设备所需的电流等级和进给方式。
这些参数用于对加工结果和发生器最大功率的优化。
采用新型的Eagle技术,加工参数表格甚至达到了800多种。
这就意味着开发此类工艺技术的费用要比开发发生起等硬件本身来得更高。
OPS-Ingersoll公司采用石墨加工钢质材料的Eagle技术和针对其他材料的工艺技术于2007年被推向市场。
从此,人们便在推广新型技术,因为发生器也需要此类新的技术调整。
所有“较老的”Eagle技术设备也可以更新其技术装备。
(end) 文章内容仅供参考 () (2011-5-18)。