石墨电极电火花加工性能的影响因素分析
电火花加工工艺对材料性能的影响
电火花加工工艺对材料性能的影响电火花加工(Electrical Discharge Machining,EDM)是一种常见的非传统加工方法,通过电火花放电切割工件表面,来实现零件制造和表面处理。
本文将探讨电火花加工工艺对材料性能的影响。
一、电火花加工工艺概述电火花加工是利用电脉冲放电穿透工件表面形成电火花等离子体,通过电火花的强烈冲击力将工件上的材料溶解、氧化和脱落,从而实现加工的目的。
其工艺包括工件与电极间的间隙放电、电脉冲参数的调整以及工艺液的选择等。
二、电火花加工对材料性能的影响2.1 表面质量与精度电火花加工在加工表面时具有较高的放电能量,能够将工件表面的氧化物和杂质完全清除,从而获得较高的表面质量。
此外,电火花加工还可以实现高精度的加工,可达到微米级的加工精度,满足工件的精度要求。
2.2 材料硬度电火花加工的放电过程中,产生的高温会导致材料的烧结、溶解和氧化,从而使工件的硬度下降。
特别是对于硬度较高的材料,如高速钢、硬质合金等,其硬度将明显降低。
因此,在选择电火花加工时需要考虑材料硬度的降低对工件性能的影响。
2.3 表面残余应力电火花加工过程中形成的电火花等离子体会产生一定的冲击力,导致工件表面产生塑性变形,进而引起残余应力的产生。
这些残余应力可能会影响材料的力学性能和工件的稳定性。
因此,在电火花加工中需要注意对残余应力的控制。
2.4 电火花热影响区电火花加工过程中会产生高温区域,称为电火花热影响区。
该区域的温度较高,可能会导致工件材料的相变、晶体退化等现象,进而影响材料的性能。
因此,对于要求材料性能稳定的工件,需要对电火花热影响区进行合理的控制。
三、改善电火花加工对材料性能的影响为了改善电火花加工对材料性能的影响,可以采取以下措施:3.1 优化工艺参数通过合理选择电脉冲参数,如脉冲电流、脉冲宽度、脉冲间隔等,可以调整电火花加工的放电能量和热效应,以达到更好的加工效果。
3.2 选择合适的工艺液工艺液能够冷却放电区域,降低温度,减小电火花对材料的热影响。
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。
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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。
电极材料对电火花加工质量影响的分析
1 问题的提出
用于电火花加工的电极有铜 、石墨 、钢以及铜钨合 金等 ,它们能对碳素钢 、工具钢 、合金钢 、淬火钢 、硬质 合金及其它高硬度金属材料进行放电加工 ,可加工冲 压模 (落料模 、复合模 、级进模 ) 、型腔模 (精锻模 、压注 模 、注塑模等 )以及各种零件的坐标孔及复杂的异型 曲面 。在实际加工中 ,电极材料选取不当 ,将加速电极 的损耗程度 ,影响加工质量和生产率 。
500μs) , 选 用 紫 铜 作 工 具 电 极 时 电 极 损 耗 可 低 于 1%。
而在长脉冲负极加工中 ,加工型腔常选用石墨作 为工具电极 。因为石墨电极成形磨削容易 ,密度小 ,并 且它能吸附游离的碳来补偿电极的损耗 ,尤其在宽脉 冲大电流的情况下具有更小的电极损耗 。所以在长脉 冲负极加工中 ,为实现 "高效率低损耗加工 " ,常选用 石墨作工具电极 。但由于它的机械强度差 ,制造精度 难以保证 ,精加工时容易引起稳定电弧使工件烧伤 ,为 此 ,精加工时不宜选用石墨作工具电极 。
Cr12 3
15
5 1 /2 炭 , R a = 3. 4 μm , 加
钢
工时间 2 h45 m in27
中
黄铜电极 、淬火 Cr12 钢电极 、石墨电极各 1 只 ,均为
s
<15 mm;试验材料为未经热处理 45 钢 、经热处理 45 钢和不锈钢板 ,厚度均为 35 mm;工作液为电火花机床 专用煤油 ;加工方法为正极精加工 ,成型 <011 mm 型 腔 。实验结果见表 2。
电弧炉炼钢石墨电极使用常见问题分析
电弧炉炼钢石墨电极使用常见问题分析1. 电弧炉炼钢石墨电极电弧炉炼钢石墨电极是一种重要的电炉炼钢工具。
它由特制的石墨材料制成,通常具有较高的导电性和耐高温性能。
电弧炉炼钢石墨电极的主要作用是作为电流的导体,将电能传递到炉料中以产生高强度的电弧,从而进行炼钢作业。
2. 常见问题及分析2.1 电极磨损过快问题描述:电弧炉炼钢石墨电极在使用过程中,出现磨损过快的情况,导致电极寿命较短。
可能原因分析:•高电流密度:电弧炉炼钢时,如果电流密度过高,电极表面的石墨材料会过度熔化,造成电极的磨损加剧。
•错误操作:操作人员错误地调整了炉内温度或电流等参数,导致电极磨损加剧。
•材料质量不佳:使用劣质或不合格的石墨材料制成的电极,其磨损速度通常更快。
解决方法:•合理调整电流密度:根据实际情况,合理调整炉内电流密度,避免过高的电流密度导致电极磨损过快。
•正确操作:操作人员需要熟悉电弧炉炼钢的操作规程,严格按照操作规程进行操作,避免错误操作。
•选择优质石墨材料:在选购电极时,选择优质的石墨材料制成的电极,能够有效减缓电极的磨损速度,延长电极的使用寿命。
2.2 电极断裂问题描述:在电弧炉炼钢过程中,电极出现断裂,无法正常进行炼钢作业。
可能原因分析:•过度炼钢次数:电极在多次使用后,会累积疲劳,过度炼钢次数过多导致电极断裂。
•电极安装不稳:电极安装时,可能没有固定好,导致电极的振动过大,从而引发电极的断裂。
•电流冲击:电炉启动或停止时,电流突变可能会导致电极受到冲击,进而引发断裂。
解决方法:•合理控制炼钢次数:在合理范围内控制电极的使用次数,避免过度炼钢而导致电极断裂。
•确保电极安装稳定:安装电极时,确保电极固定牢固,减少电极振动和摆动,从而避免电极断裂。
•采取过流保护措施:在电弧炉启动或停止时,采取过流保护措施,避免电流冲击造成电极断裂。
2.3 电极氧化问题描述:电弧炉炼钢石墨电极在使用过程中,表面会出现氧化现象,降低电极的导电性能。
石墨电极对放电条件的要求
石墨电极对放电条件的要求1,对脉冲电流(IP)的要求: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,表面粗糙度越粗,电极损耗越小.1). 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10~12A/cm2;石墨电极时,电流密度通常设为6~8A/cm2.2). 脉冲电流受电极减寸量(火花位)大小的影响若大面积用小火花位或小面积用大火花位都不适合石墨电极的正常放电加工.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达到10A~120A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(ON TIME、放电脉宽)的要求: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,放电间隙越大,表面粗糙度越粗.加工稳定性越差.石墨电极的脉宽取值范围为0~1000 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 ,并使工件表面烧蚀;其取值一般不超过420 us.当脉宽在100~300us时石墨电极损耗最小.脉宽的选用要根据电流大小以及放电加工要求来确定,若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,考虑到表面粗糙度, 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.相同脉宽,石墨颗粒越小,电极损耗越小.3,对脉冲间隔 (OFF TIME 放电休止)的要求:脉冲间隔的作用是让放电自动辙消,消除电离, 让加工液介质清除杂物,并为下一次放电作准备.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, 可在0~2500 us之间.脉冲间隔为100us时达到最小值,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),并视加工的稳定情况进行调整到脉宽的1/3~2/3.当脉冲间隔合适时,随着脉冲间隔的增加,极间介质的消电离比较充分,有利于形成覆盖层(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表面),因而电极损耗减小,但当脉冲间隔大于100us时,电极和工件表面冷却的时间过长,下一个脉冲就需要更多的能量形成放电通道,并且不利于覆盖层的形成,电极损耗反而增加。
提高电火花加工效率和表面质量的研究
提高电火花加工效率和表面质量的研究电火花加工技术是一种常见的金属加工方法,但其效率和表面质量一直是研究的焦点。
为了提高电火花加工效率和表面质量,研究者们采取了以下几种方法:一、优化电极材料电极材料直接影响到电火花加工的精度和效率。
传统电极材料为铜或铜合金,但铜电极在高能量电火花加工过程中容易出现熔渣和击穿现象,从而影响加工效率和表面质量。
研究者们发现,用特殊材料制成的电极能够提高电火花加工精度和效率。
例如,石墨、金刚石、纳米材料等材料能够提高电火花加工效率和表面质量。
二、加强放电控制放电控制是影响电火花加工效率和表面质量的关键因素之一。
传统电火花加工存在放电不稳定、电弧击穿等问题,导致表面粗糙度较大,加工效率低。
研究者们采用先进的放电控制技术,例如智能放电控制系统,可以有效地控制电火花加工放电频率、放电时间等参数,提高加工精度和效率。
三、应用先进的加工工艺先进的加工工艺可以提高电火花加工的效率和表面质量。
例如,超声波辅助电火花加工技术可以通过超声波的作用使金属材料受到振动、压缩等作用,从而改善电火花加工时金属材料的形变和强度特性。
此外,微细加工技术、专业仿真软件的应用等也有助于提高电火花加工的效率和表面质量。
综上所述,电火花加工技术的高效率和优良表面质量是现代制造业所追求的目标。
通过优化电极材料、加强放电控制和应用先进的加工工艺,可以有效地提高电火花加工的效率和表面质量,为现代制造业的发展做出贡献。
电火花加工是一种常见的金属加工方法,随着现代制造业的发展,对于电火花加工的效率和表面质量的要求也越来越高。
以下是对于电火花加工相关数据的分析。
1.电极材料对电火花加工效率和表面质量的影响传统的铜电极在高能量电火花加工过程中容易出现熔渣和击穿现象,从而影响加工效率和表面质量。
因此,研究者不断探索新的电极材料以提高加工效率和表面质量。
一项研究表明,用纳米晶铜材料作为电极可以显著提高加工效率,减小表面粗糙度,并且具有更好的抗氧化性能。
电火花加工质量问题分析及对策
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机械工程师
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作 者 简 介 % 仇 高 贺 .*-TQ3S) 男 ) 原 希 捷 ("#@ 公 司 制 造 工 程 师 ! 在 读 研 究生 ) 研究方向为 +#LU+#( " 梁式 ! 男 ! 广西大学硕士生导师 ! 教授 " 李尚平 ! 男 ! 广西大学硕士生导师 ! 教授 " 收稿日期 %$%%/3%/3$V
# 参考文献 $ ## $ #$ $ 张玉龙 ’ 粘接技术手册 #( $’ 北京 % 中国轻工业出版社 )$%%*$ 胡业发 ! 赵崇海 ! 吴华春 ) 等 $ 磁悬浮支承技术在硬 盘驱 动器 中的 应用 ## $$ 第 一届 国际 机械 工程学 术会 议论 文集 #+ $$ 北京 % 机 械 工业出版社 !$%%%’ #& $ 董 力 ’ 里 里 外 外 看 硬 盘 % 浅 谈 硬 盘 技 术 和 硬 盘 市 场 #, $’ 计 算 机 #/ $ #Q $
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表面质量问题分析及措施 在电火花加工中 ! 常出现的主要表面质量问题有 % 表
石墨电极的电加工性能
《模具工业》 !""#$ %& $ ’! 总 !()
567
图 + 不同类型石墨电极的典型加工特征
587 图 ! 铜电极和石墨电极的加工速度对比 — —铜 6— — —石墨 8—
用户关注的电极性能要素包括加工速度、电极 损耗率、 表面粗糙度、 可加工性、 原料成本等, 因此如 果加工精度要求不高的大型型腔,需要大尺寸的电 极材料, 而且要求加工速度快, 成本低, 可以选择粗 加工和半精加工用石墨。如果要加工精细的小型型 腔, 因为此类加工对电极的耐损耗率、 可加工性和表 面质量要求很高, 应根据加工要求的不同, 选择精加 工、 精细加工、 超精细加工和精密加工用石墨, 这类
*+ 必须满足以下条件: 这是最基本的条件。" !导电, 既能有效地蚀除工件材料,自身的损耗又小。#电 极材料本身易于加工成形。石墨无熔点,是电的良 导体, 抗热震性强, 并且易于加工成形, 是极佳的电 火花加工电极材料 9* : 。 目前 ;34 石墨电极的生产厂 家对石墨电极的分类方法有所不同,主要指标有肖 氏硬度及其强度、 密度、 电阻率、 晶粒尺寸等。根据 各种石墨的晶粒尺寸、 硬度及强度等各不相同, 分别 用于粗加工、 半精加工、 精加工、 精细加工、 超精细加 工、 精密加工 , 线切割 9) : 。 如图 + 所示, 随着加工精度的不断提高, 加工速 度越慢, 电极端面损耗越小, 表面粗糙度值越小。粗 加工时, 由于石墨电极的晶粒比较粗大, 因此加工速 度最快,达到 ’""$ *!<<+ , <=>,但端面损耗率高达 ’#? ,表面粗糙度为 !" @ ’"$ * <;精密加工、超精 $ 细加工用的石墨, 晶粒小, 强度高, 电极损耗达到无 损耗状态(即端面损耗小于 ’? ) ,并且可以得到较 好的表面粗糙度 !" @ / <。 $
电火花加工速度影响论文
电火花加工速度影响论文摘要:加工电极材料一般是紫铜、石墨二类为主。
采用不同的电极材料与加工极性,加工速度也大不相同。
石墨电极多用于加工型腔比较大的,加工量较多的场合,但电极的损耗比较大。
紫铜材料加工精度高,损耗也较小,不易用于大型、大面积范围加工。
1 电火花成形机的组成电火花成形加工机床主要包括主机(床身)、电源箱(控制系统)、工作液循环过虑系统及附件等组成。
(1)主机:用于支承、固定加工电极及工作,实现电极在加工过程中稳定的伺服进给运动。
(2)电源箱:包括脉冲电源、伺服进级系统和其他电气控制系统。
(如平动头)(3)工作液循环过虑系统:包括供液泵、过滤器、各种控制阀门、管道。
2 电火花加工的产生与发展2.1 产生背景在我们日常生活中,家电插座或电器开关开、合时,经常会出现噼噼啪啪响声,并且冒出蓝白色火花,使得插座开关接触恶化。
20世纪中期,苏联学者对这种现象进行了研究,发现这种电火花加工,新的金属去除加工方法。
电火花加工是在加工过程中,使电极和工件表面之间不断产生高频脉冲火花放电。
火花放电时,放电时电极与工件之间瞬时产生大量的热,达到极高温度足以使金属材料局部熔化,甚至于汽化蚀除。
2.2 发展过程电火花加工是一种新型的金属加工方法,随后脉冲电源和控制系统随着时间的推进改进很大,从而迅速发展起来。
控制系统越来越好,从电阻-电容等回路,到出现了晶体管和可控硅脉冲电源等控制加工方法,提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗。
到后来出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲等多种脉冲电源,在实际生产中对加工精度、表面粗糙度和降低工具电极损耗等方面有很大的进展。
随着现代生产科技的不断发展,电火花加工已高效得运用于机械加工制造领域。
3 电火花加工的基本原理及特点3.1 基本原理电火花加工是根据工作液中的两极间脉冲高频放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法,又称电蚀加工。
电火花加工是在绝缘的工作液(一般是煤油)中进行的,工具电极与工件表面之间通过脉冲性放电,工件表面局部、瞬时产生的极高温度,使工件表面的气化、金属熔化、抛离工件表面的加工方法,通过电腐蚀现象来去除多余的金属层,从而保证与达到零件的尺寸、形状及表面质量等,达到预定的加工要求。
石墨电极焊接常见问题及解决方法
石墨电极焊接常见问题及解决方法石墨电极焊接是一种常见的电弧焊接技术,广泛应用于金属结构的连接和修复。
然而,在实际应用中,我们经常遇到一些问题,例如电弧稳定性差、焊接缺陷严重等,这些问题会影响焊接质量,甚至导致焊接失败。
为了避免这些问题,我们需要对石墨电极焊接常见问题及解决方法有深入的了解。
1. 电弧不稳定当进行石墨电极焊接时,经常会遇到电弧不稳定的情况,这会导致焊接质量下降甚至焊接失败。
造成电弧不稳定的原因有很多,最常见的原因是电流不稳定、电极受污染、接触不良等。
解决这些问题的方法有:调整焊接电流,清洁电极表面,确保电极与工件的良好接触等。
通过这些方法,我们可以有效地解决电弧不稳定的问题,提高焊接质量。
2. 焊缝质量差在石墨电极焊接过程中,经常会出现焊缝质量不理想的情况,例如焊缝不均匀、气孔、夹渣等。
这些问题会严重影响焊接的质量和强度,需要及时解决。
对于焊缝质量差的问题,我们可以采取一些措施,例如调整焊接参数、提高焊接技术、采用合适的焊接材料等。
这些方法可以有效地改善焊缝质量,确保焊接质量。
3. 焊接变形严重在石墨电极焊接过程中,由于热影响和残余应力的作用,常常会导致焊接变形严重,这会给后续加工和使用带来很大的困扰。
为了减轻焊接变形,我们可以采取一些措施,例如采用适当的焊接顺序、减小焊接热量、采用预热和后续热处理等。
通过这些方法,我们可以有效地减轻焊接变形,提高焊接质量。
总结回顾通过对石墨电极焊接常见问题及解决方法的深入讨论,我们可以更好地理解和掌握这一焊接技术。
在实际应用中,我们应该注重焊接参数的调整、电极表面的清洁、焊接顺序的控制等方面,以确保焊接质量。
我们也应该注意热影响和残余应力对焊接变形的影响,采取有效的措施减轻焊接变形。
只有这样,我们才能够更好地应用石墨电极焊接技术,提高焊接质量,确保金属结构的连接和修复质量。
个人观点作为一个石墨电极焊接的专家,我深知石墨电极焊接技术的重要性。
在实际应用中,我们需要不断地总结经验,不断地改进技术,以适应不同工件的焊接需求。
影响电火花成形加工质量的因素
影响电火花成形加工质量的因素影响加工质量的原因是多方面的,大致与电极材料的选择、电极制造、电极装夹找正、加工规准的选择、操作工艺是否恰当等有关。
要防止产生废品,应注意下列各点。
1.1正确选择电极材料在型腔加工中,石墨是常用的电极材料,但由于石墨的品种很多,不是所有的石墨材料都可作为电加工的电极材料,应该使用电加工专用的高强度、高密度、高纯度的特种石墨。
紫铜电极常用于精密的中、小型型腔加工。
在使用铸造或锻造制造的紫铜坯料做电极时,材质的疏松、夹层或砂眼,会使电极表面本身有缺陷、粗糙和损耗不均匀,使加工表面不理想。
1.2制造电极时正确控制电极的缩放尺寸制造电极是电火花加工的第一步,根据图纸要求,缩放电极尺寸是顺利完成加工的关键。
缩放的尺寸要根据所决定的放电间隙再加上一定的比例常数而定。
一般宁肯取理论间隙的正差,即电极的标称尺寸要偏“小”一些,也就是“宁小勿大”。
若放电间隙留小了,电极做“大”了,使实际的加工尺寸超差,则造成不可修废品。
如电极略微偏“小”,在尺寸上留有调整的余地,经过平动调节或稍加配研,可最终保证图纸的尺寸要求。
在型孔加工中无论是制造阶梯电极,还是用直接加工电极,由于最终要控制凸凹模具的配合间隙,因此对电极缩放尺寸的要求是十分严格的,一般应控制在±0.01mm。
1.3把好电极装夹和工件找正的第一关在校正完水平与垂直,最后紧固时,往往会使电极发生错位、移动,加工时造成废品。
因此,紧固后还要不厌其烦地再找正检查一下,甚至在加工开始进行了少量进给后,还需要停机再查看一下是否正确无误。
因为电火花加工开始阶段是很重要的一个环节,也是需要操作者最精心的时候。
由于电极装夹不紧,在加工中松动,或找正误差过大,是造成废品的一个原因。
电极或辅助夹具的微小松动,会给加工深度带来误差。
有时在多次重复加工中,加工条件相同,但深度误差分散性很大,往往也是电极松动造成的。
加工过程中夹具发热,也会使电极松动。
石墨负极首效低的原因
石墨负极首效低的原因主要有以下几点:
1. 石墨负极的导电性较差:石墨材料在电化学反应中的导电性较差,电子传输速度较慢,导致电化学反应速率低,首效低。
2. 石墨负极的界面反应:石墨负极与电解液之间存在界面反应,包括电解液中的溶质与石墨表面的化学反应,以及形成固体电解质界面膜等。
这些界面反应会消耗电化学反应所需的电子和离子,降低电化学反应速率,导致首效低。
3. 石墨负极的结构和形貌:石墨负极的结构和形貌对电化学反应有重要影响。
石墨材料的晶体结构不完善,表面存在缺陷和杂质,导致电化学反应发生在这些缺陷和杂质上,反应速率较慢。
此外,石墨负极的颗粒形貌不均匀,导致电化学反应的活性面积不均匀,影响反应速率。
4. 石墨负极的锂离子扩散性能:石墨负极的锂离子扩散性能也会影响首效。
石墨材料的孔隙结构和孔隙分布对锂离子的扩散速率有影响,不利于电化学反应的进行。
综上所述,石墨负极首效低的原因主要包括导电性差、界面反应、结构和形貌不理想以及锂离子扩散性能不佳等因素。
影响电火花加工精度的因素
影响电火花加工精度的因素影响电火花加工精度的主要因素有: 放电间隙的全都性, 工具电极的损耗及其稳定性. 电火加工时, 工具电极与工件之间存在着肯定的放电间隙, 假如加工过程中放电间隙保持不变, 则可以通过修正工具电极的尺寸放电间隙进行补偿, 以获得较高的加工精度. 然而放电间隙的大小实际上是变化的, 影响着加工精度.除了保持间隙能否全都性外, 间隙大小对加工精度也有影响, 尤其是对简单外形的加工表面, 棱角部位电场强度分布不均, 间隙越大, 影响越严峻. 因此, 为了削减加工误差, 应采纳较少的加工规准, 缩小放电间隙, 这样不但能提高仿形精度, 而且放电间隙愈小, 可能产生的间隙变化量也愈小; 另外,, 还必需尽可能使加工过程稳定. 电参数对放电间隙的影响也特别显著, 精加工的放电间隙一般只有0.01mm, 而粗加工时则为0.5mm 左右.工具电极的损耗对尺寸精度和外形精度都有影响. 电火花穿孔加工时, 电极可以贯穿型孔而补偿电极损耗, 型腔加工时则无法采纳这一方法, 精密型腔加工时可以采纳更换电极的方法.影响电火花加工外形精度的因素还有“ 二次放电”, 二次放电是指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的放电, 它使加工深度方向产生斜度和加工棱角棱边变顿.电火花加工时, 工具的尖角或凹角很难精确的复制在工件上, 这是由于当工具为凹角时, 工件上对应的尖角处放电蚀除的概率大,简单患病腐蚀而成为圆角. 当工具为尖角时, 一则由于放电间隙的等距性, 工件上只能加工出以尖角顶点为圆心, 放电间隙s 为半径的圆弧; 而则工具上的尖角本身因尖端放电蚀除的概率大而损耗成圆角. 采纳高频窄脉宽精加工, 放电间隙小, 圆角半径可以明显削减, 因而提高了仿形精度, 可以获得圆角半径小于0.01mm 的尖棱, 这对于加工精密小模数齿轮等冲模是很重要的.目前, 电火花加工的精度可达0.01-0.05mm, 在精密光整加工时可小于0.05mm.。
电火花的加工分析
电火花的加工分析1.材料特性对比。
热传导系数电阻率热膨胀率体积密度熔点(气化点)g/ Cm3 ℃w/mK Ω.m 10-6/K17铜(Cu) 8.9 1083℃401 1.7×10-83~5 石墨(Gr) 1.8 3650℃70~100 13×10-62.从脉冲结构上分析。
铜的热传导系数比较高,但熔点却比较低。
在高速、大余量蚀除阶段,为了在放电区域得到合适的放电能量,一般采用较大脉冲宽度的加工条件,而大脉宽的规准条件,由于其能量密度比较低,有利于抑制电极的电气损耗。
当然具体使用多大脉宽的加工条件还须配合具体的放电面积予以考虑,例如100×100 放电面积的加工参数,在粗加工阶段单面放电间隙约0.3mm,可以考虑采用250~350(μ S)的脉宽配以30~40(A)左右峰值电流的加工条件。
3.从加工效率方面分析。
石墨比铜快一倍的效率。
4.电极损耗方面的对比从放电参数结构方面分析,在粗加工阶段,铜材脉冲组合是小峰值电流和大脉宽的结合方式,大脉宽显然对电极损耗有抑制作用;石墨材料虽然用的脉宽相应较小,但石墨的电流损耗特性和铜恰好相反,因此也正好和因脉宽的减少而增加的损耗起了一个互补作用,如果采用较大脉宽的放电条件时,可能出现负损耗,显然,负损耗太大的话也是我们不希望看到的。
在粗加工阶段,若参数选得合理,端面损耗可控制在0.2%以下,通常称为无损耗加工条件。
中、精加工阶段,随着脉宽条件的逐步减小,电极相对损耗逐步增大,石墨材料由于选材不同,制造工艺不同,可以分成若干个不同的品种,而不同的品种其耐损耗性能也不尽相同。
8.电极重量对放电工艺效果的影响。
电火花加工设备在放电加工时需要主轴的上下伺服动作辅助,因此,主轴的承重能力是有限止的。
电火花加工设备,按行程大小,可分为小、中、大及超大型机械,电极的承重能力从数拾千克至数百千克不等,大型平面电极还要考虑电极回退时的真空吸附力作用,大型电极还要考虑安装是否牢固,拆卸、基准调试是否方便,伺服进给是否稳定等因素,这些因素都和电极自身的重量有关,考虑到这些因素,一般大型模具的整体电极制造采用石墨材质的居多,原因是石墨材质比重仅为铜材的五分之一,同体积电极重量比铜轻五倍,因此在加工过程中,伺服的稳定性大大优于铜材电极,放电效益大幅提高。
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。
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。
电火花石墨参数
电火花石墨参数全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:电火花石墨参数是指用于电火花加工的石墨电极的相关参数。
在电火花加工中,电极的选择对加工效果和加工速度有很大的影响,因此选用合适的石墨电极参数是非常重要的。
石墨电极是电火花放电加工的核心材料,它具有导电性好、耐热性强、不易磨损等优点,是电火花加工中不可或缺的材料。
石墨电极的参数包括材料、尺寸、表面处理等。
石墨电极通常采用高纯度的人工石墨制成,材料质量对加工效果有重要影响。
石墨电极的尺寸一般由加工对象的形状和尺寸决定,尺寸合适能够提高加工效率和精度。
石墨电极的表面处理对加工效果也有很大影响,表面光洁度高能够减少放电间隙,提高加工精度。
石墨电极的参数还包括放电参数。
主要包括放电电压、放电电流、放电时间等。
放电电压是指电极之间的电压,它直接影响到放电弧的稳定性和工件表面的光洁度。
放电电流是指通过电极的电流大小,它决定了放电弧的温度和能量。
放电时间是指在工件上形成一次放电所需的时间,它影响到加工深度和速度。
合理调整这些放电参数能够获得最佳的加工效果。
石墨电极的参数还包括工件材料和加工要求。
不同的工件材料需要选择不同的石墨电极参数,比如加工硬度高的材料需要更高的放电电压和电流。
加工要求也会影响到石墨电极参数的选择,比如加工精度高的工件需要更小的放电间隙和更长的放电时间。
选用合适的石墨电极参数对电火花加工的效果至关重要。
只有根据具体的加工要求和工件材料选择合适的石墨电极参数,才能获得最佳的加工效果。
电火花石墨参数不仅影响到加工的质量和精度,也直接影响到加工的效率和成本。
加工厂家在使用电火花加工时应注意选择合适的石墨电极参数,以获得最佳的加工效果。
第二篇示例:电火花石墨参数是指在电火花加工中使用的石墨电极的性能参数。
电火花加工是一种利用电火花在工件表面产生高温高压的热效应,使工件被放电蚀掉的非传统加工方法。
在电火花加工中,石墨电极是传导电流和产生放电效果的关键部件。
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。
石墨电极打火的原因
石墨电极打火的原因文章一嘿,朋友们!今天咱们来聊聊石墨电极为啥会打火。
你想啊,要是这石墨电极表面不干净,有杂质啥的,就像咱脸上有脏东西,能好看吗?它也一样,不干净就容易出问题,打火就是其中之一。
再比如说,电流不稳定。
这就好比你开车,速度一会儿快一会儿慢,能不出事儿?电流不稳定,电极就容易打火。
还有啊,如果电极安装的时候没弄好,松松垮垮的,工作起来能靠谱吗?肯定不行,这也是打火的一个原因。
就拿我认识的一个工厂来说,他们之前就是因为电极没清理干净,老是打火,后来把这个问题解决了,就好多啦!所以啊,要想让石墨电极不打火,这些方面都得注意喽!文章二亲人们,咱来谈谈石墨电极打火这事儿。
你知道吗?石墨电极用的时间长了,磨损厉害,就像咱的鞋子穿久了底儿薄了,能不出问题?它一磨损,就容易打火。
还有呢,工作环境太糟糕也不行。
比如说温度太高或者太低,它也受不了,就容易打火。
另外,要是电极的质量本身就不咋地,那能好用吗?就像买了个便宜但质量差的东西,用不了多久就坏了。
我听说有个小工厂,为了省钱买了便宜的石墨电极,结果三天两头打火,可把他们愁坏了。
所以啊,选好电极,注意环境,才能让它好好工作,不打火!文章三朋友们,今天咱们说一说石墨电极打火的原因。
比如说电极接触不良,这就好比两个人手没拉紧,能不掉链子吗?电极接触不好,打火就来了。
还有啊,电压过高也会导致打火。
这就像给小孩吃太多东西,他能消化得了吗?电压太高,电极也受不了。
再者,如果电极在运输或者存放的时候不小心碰坏了,那工作的时候能不出毛病?我家附近的一个厂,就是因为电压没控制好,石墨电极打火,损失可不小呢!大家可得注意这些问题,别让打火的事儿发生在自己身上。
文章四大伙好呀,咱们来聊聊石墨电极打火是咋回事。
你看啊,如果石墨电极的形状不规则,有的地方凸出来,有的地方凹进去,这不就容易出问题嘛,打火也就跟着来了。
还有就是操作不当。
就像开车不遵守交通规则,能不出车祸?操作石墨电极的时候不按规矩来,打火那是常有的事儿。
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石墨电极电火花加工性能的影响因素分析影响石墨电极电火花加工性能的因素很多,各因素的合理配合对电火花加工特性有重要的影响。
分析了主轴性能、脉冲电源及智能控制、工作液、电参数和加工极性选择等对石墨电极加工性能的影响,为生产实践提供了理论依据。
在电火花加工中如何正确选用石墨材料,并达到最佳的使用效果,不仅需考虑石墨电极材料牌号,同时要考虑加工参数及其机床性能等因素。
影响石墨电极电火花加工性能(加工速度、加工表面粗糙度和电极损耗)的因素主要有机械系统性能、脉冲电源、控制系统、加工面积、放电参数、工件材料、工作液、电极形状、冲液方式等。
本文根据国内外的有关研究着重从电火花机床、放电加工参数和加工材料等方面进行系统的分析和论述。
1 机床特性对石墨电极加工性能的影响1.1 主轴性能的影响主轴是电火花成形机的一个关键部件,它控制工件与工具电极之间的放电间隙。
主轴的抬刀速度、传动速度和摇动方式直接影响生产率、表面粗糙度和加工稳定性等工艺指标。
目前已普遍采用步进电动机、直流电动机或交流伺服电动机驱动主轴。
1.1.1 抬头排屑主轴抬刀对于改善深槽(型腔)窄缝等微细加工的排屑,防止积碳和二次放电等现象有明显影响。
发展高速抬刀是必然趋势。
目前交流伺服电机驱动,抬刀速度一般可达3~5m/min[1]。
日本Sadick公司AQ35L主轴采用直线电机控制,传动机构简单,不用滚珠丝杠,没有传动间隙,能实现高速度、高加速度移动,满足了EDM加工高速响应的要求。
最大驱动力高达3000N,快进速度可达100m/min,最大加速度达到1g以上,能及时排除电蚀产物消除集中放电、二次放电。
间隙不均匀性等得到极大的抑制,特别是对加工深槽窄缝能产生良好的效果[2]。
例如:用端面面积为1mm×38mm、斜度1°的石墨片电极加工钢,深度达70mm,免冲液,粗加工用时2h10min,精加工用时1h30min,总共用3h40min,提高了加工速度。
瑞士Charmilles公司的ROBOFORM 35P机床,不但提高了主轴运动速度,还提高了坐标轴的运动速度,使电极交换时间节省35%。
用截面20mm×20mm的电极,无冲液加工100mm深的型腔,加工时间仅为5h,表面粗糙度达到R max10μm。
Makino EDNC系列抬刀速度在小型机床上是2m/min,在大型机床上是10m/min。
1.1.2 主轴摇动主轴的摇动功能可使加工表面均匀,得到高精度和高质量的加工表面。
目前已有多种摇动方式,除了圆形和方形摇动外,还有六角、半圆柱、半球、三维射线、三维圆弧等摇动轨迹,遇到其他任意形状,可根据一个完整的轮廓建立所需的摇动方式。
日本Mitsubishi EA系列电火花机床新开发的Orbit Pro摇动功能,电极以恒定运动进行加工,跟踪目标形状,实现高稳定加工;而常规摇动加工,沿目标形状一点一点连续加工,电极移动不平滑,变速移动,加工不稳定,两者对比如图1所示。
1.2 脉冲电源及智能化控制的影响脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工速度、电极损耗等都有很大的影响。
模糊控制(FC、FLC)电源是利用CNC系统对间隙量、间隙电压、瞬时放电状况等参数进行检测,通过专家系统进行比较判别,对电参数与伺服系统进行控制的一种脉冲电源。
它一般可提高加工速度20%~30%,降低了电极损耗,在深槽、筋、多型腔、大面积的加工中效果尤为明显[3]。
FP脉冲电源是为控制加工屑而设计的脉冲电源,可防止短路时加工屑的集中,它通过对加工电流的控制,改善加工表面的质量,并且能够显著地降低电极损耗[4]。
Mitsubishi最新型的电火花加工机床采用全新FPⅡ电源,它有PS电路何α-SC电路。
PS 电路提供一个稳定的超短脉冲讯号,放电脉冲的最佳控制防止了短路现象,实现稳定的无光泽表面精加工,排除了精加工表面的波纹和凹陷现象。
α-SC电路大幅度降低了小面积精加工(表面粗糙度为R max4~10μm)的电极损耗。
Makino EDNC系列电火花加工机床采用P-脉冲2,加工稳定,尤其适合使用石墨电极加工,可消除不规则放电现象,实现HQSF(High Quality Surface Finishing)(图2)。
采用人工智能(IES)自动控制放电过程,通过专家系统实现旋转补偿、检测等多种功能。
高灵敏度放电伺服技术可进行无冲液放电,由于在无冲液放电时,电火花间隙变化不大,可实现稳定可靠的精加工。
并且可以10m/min(EDGE2型)的速度进行主轴快速跳跃,排除气体和残渣,能在无冲液的状况下加工深窄腔[5]。
1.3 工作液的影响根据实际生产经验,使用石墨电极进行电火花加工时,宜采用专用的合成型火花油或混粉工作液。
重要品牌有:美国Hirschmann Engineering公司生产的Ionoplus牌工作液,意大利Common Weahh Oil公司生产的EDM244,以及ESSO,FUSHS,BP,CASTROL工作液等。
高质量的工作液可降低石墨电极损耗,获得良好的加工表面精度。
混粉工作液通过添加硅、铝、钨、铬、钛等导电粉末,可改变工作液性能,提高精加工的稳定性,用于大面积精加工时,可减少抛光工时或无需抛光。
日本石油公司生产的ED混粉工作液,适合大面积的塑料模具、大型石墨电极及筋条加工,能实现均匀、稳定的放电。
实施镜面电火花成形加工时,可使精加工时间缩短20%~30%。
日本Makino采用μSC添加剂的工作液,可过滤,可粗、精加工共用一套工作液系统,在加工时分散放电,可提高表面质量,有利于控制间隙,提高加工速度。
如图3所示μSC工作液与普通工作液相比可获得稳定的精度和较低的表面粗糙度值,特别是电极尺寸较大时,效果更明显[5]。
2 电参数对石墨电极放电加工性能的影响2.1 脉冲宽度的影响脉冲宽度决定脉冲能量。
使用不同的工件材料、加工极性、电极材料时脉冲宽度对放电加工特性的影响也不同。
如图4、图5所示,脉冲宽度越大,电极损耗越小。
采用负极性加工工具钢时,当脉冲宽度为250μs时,电极出现负损耗,采用正极性加工电极损耗较大。
加工铜合金时不论采用正极性或负极性加工电极损耗都比较大。
随着脉冲宽度的增大,蚀除金属材料就越多,产生的蚀坑越深越宽,加工速度提高,工件的表面粗糙度较大。
因此粗加工时,脉冲宽度可以选择大一些,减小电极损耗,提高加工速度。
不同的石墨电极牌号脉冲宽度对电极损耗的影响也不同,石墨颗粒越小,相同脉冲宽度条件下电极损耗越小。
2.2 峰值电流的影响电极材料为POCO的EDM-3石墨,工件材料为工具钢,采用正极性加工,脉冲宽度为40μs,峰值电流分别为50A和25A,测得的加工速度、电极损耗和表面粗糙度如表1所示。
由表1可看出。
峰值电流变小,加工速度下降,而表面粗糙度减小。
石墨电极与铜电极相比,因有极好的耐热性,可加大电流值,提高生产效率。
粗加工时,可以用较大电流(几百安培)。
但是在一定加工面积条件下,有一个极限,超过这个极限,会造成加工不稳定,电极和工件会产生拉弧烧伤,生产率反而降低。
微细电极承受不住过强的电流,容易受损。
石墨电极正极性加工时,电流密度通常设为10~12A/cm2;负极性加工时,电流密度通常设为6~8A/cm2[ 6~7]。
2.3 电极与工件的边侧间距关系电火花加工时放电间隙在不断变化,间隙的大小影响着加工精度,对复杂形状的加工表面影响尤其严重。
如使用东洋炭素ISO-63材料,表面粗糙度达到Rα10μm时,放电面积不同,边侧间距也不同。
放电面积越大,相应的边侧间距也应变大;相同的加工面积粗加工的边侧间距大于精加工的边侧间距。
随着加工深度的增加,边侧间距有时也要相应的增加,如图6所示,以保持良好的排屑。
2.4 工件材料对加工极性选择的影响对不同的工件材料应选择不同的加工极性,因为加工极性直接影响加工效果(电极损耗、加工速度和表面粗糙度)。
以铜合金MS-46(Cu、Ni、Al、Zn的质量分数分别为68%、14%、10%、6%)为例,粗加工时,主要考虑电极损耗和加工速度,采用大脉冲宽度,如图4a、4b所示,正、负极性加工电极损耗相差不大,但正极性加工速度快,因此应选择正极性加工。
精加工时,主要考虑电极损耗和加工表面质量,如图4a、4c所示,当缩短脉冲宽度,负极性加工的电极损耗明显比正极性加工小的多,并且表面粗糙度也小,因此精加工时应选择负极性加工。
如图5所示,加工工具钢时,粗加工和铜合金一样,要采用正极性加工,而精加工时,采用正、负极性加工电极损耗相差不大,表面粗糙度也基本相同,故精加工时两者皆可。
表2 钛合金放电加工实验结果加工极性加工深度/mm电极损耗/ %加工速度/(mm3/min)单边间隙/mm正极性 3.0 72.86 1.440 0.10负极性 3.0 6.50 49.195 0.19采用石墨电极,在脉冲宽度为100μs,脉冲间隔480μs,峰值电流90A的条件下,改变加工极性,对钛合金进行放电加工实验,结果如表2[8]所示,采用负极性加工时,其各项工艺指标均比正极性加工好,因此对于钛合金应选用负极性加工。
同样,对不锈钢、铝合金等的放电加工特性均受加工极性的影响,加工极性选择如表3所示。
表3 加工极性选择工件材料粗加工精加工工具钢+±不锈钢+±铝合金-±钛合金--铜合金+-3 结束语影响石墨电极电火花加工性能的因素很多,本文对主要影响因素进行了分析和总结,在生产实际中有一定的指导意义。
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