石墨電極放電技巧

石墨電極放電技巧石金精密科技（深圳）有限公司技術(shù)服務(wù)部編制2009年3月石墨電極放電加工的特點1.大電極或粗加工效率顯著2.小電極或精加工優(yōu)勢不明顯3.電參數(shù)完全不同于銅電極參數(shù)

4.薄片電極放電不會發(fā)生變形5.對電流敏感容易出現(xiàn)異常放電6.損耗小源于碳元素之間的結(jié)合7.面粗度達不到銅電極的高標準放電加工的基本原理放電加工形成的基本條件：

1).

構(gòu)成物質(zhì):電極、被加工體、電解液

2).脈沖電源生成裝置

3).電極和被加工體之間要有適當?shù)木嚯x火花機放電圖解工件直流電源油泵及過濾器電極電解液伺服機構(gòu)工作油槽電解液蓄液池主軸放電加工基本原理1).電極向工件表面靠近，相互間產(chǎn)生高電壓，電解液開始電離變成等離子體的能量柱。2).能量柱形成后,低電壓能從電極傳送至工件表面。3).由于電子在電極兩端流動,產(chǎn)生了極高的熱能,并在電化學反應(yīng)的作用下，產(chǎn)生一個氫氣泡。4).在放電時,能量柱下面的材料將處于熔融狀態(tài)。5).在休止時,氫氣泡發(fā)生內(nèi)爆,這部分加工液就氣化,熔化的材料通過周圍的加工液而泠卻、凝固,并被釋放出去。6).在放電周期結(jié)束時,由于材料被移除,工件上產(chǎn)生了一個凹腔。這是放電加工的最小單位,緊接著下一個放電周期又開始了。電極工件放電加工液電極工件放電加工液電極工件放電加工液電極工件放電加工液電極工件放電加工液電極工件放電加工液+—電壓增加放電柱形成熔融氣化爆炸冷卻+————+++放電火加工原理石墨電極放電參數(shù)的特點⑴峰值電流

(IP)特點：峰值電流越大，電極損耗越小，面粗度越大；在一定面積條件下，加工速度也越快。峰值電流＞12A時，電極損耗達到最小值；峰值電流＞32A時，加工開始變得不穩(wěn)定。選用標準：按電流密度選用：電流密度--在電極的單位面積上所規(guī)定能承受的電流值，稱之為電極的電流密度。實驗得出：銅電極：6-8A/cm2石墨電極：5-7A/cm2石墨電極放電參數(shù)的特點⑵脈寬

(ON)定義：脈沖寬度是加到電極和工件上放電間隙兩端的電壓脈沖的持續(xù)時間。特點：脈寬越大，電極損耗越小，面粗度越大；在某種電流條件下,加工速度也越快。峰值電流＜12A時,加工速度隨脈寬的增大而增加峰值電流＞16A時,加工速度隨脈寬的增大反減小實驗表明：在脈寬＞150μs時,石墨電極的損耗值可降至1%以下,實現(xiàn)低損耗加工目標,但不能超過420μs.石墨電極放電參數(shù)的特點⑶脈間

(OFF)定義：脈間是兩個電壓脈沖之間的間隔時間作用：讓放電自動轍消,消除電離,讓加工液介質(zhì)清除雜物,并為下一次放電作準備特點：理論上：脈間時間越長,放電穩(wěn)定,加工速度減小實際上：脈間＝100μs時,電極損耗達到最小脈間＞100μs時,放電時間長,電極損耗大

脈間＜100μs時,加工變不穩(wěn)定或燒蝕石墨電極放電參數(shù)的特點⑷間隙電壓

(V)定義：電極和工件之間放電間隙的寬度,也稱開路電壓特點：電壓越高，放電間隙越寬，加工越穩(wěn)定，但不集中，加工速度變慢，電極損耗增加。實驗證明：間隙電壓＝120V時，電極損耗最小，加工速度最快，表面粗糙度值最小。石墨與銅放電參數(shù)差異石墨電極放電參數(shù)標準:用“大電流，小脈寬”組成放電脈沖,來提高加工速度和減少電極損耗.

銅電極放電參數(shù)標準:

用“小電流，大脈寬”組成放電脈沖,來提高加工速度和減少電極損耗.非放電參數(shù)對石墨電極的影響1).起跳高度和放電時間2).伺服速度3).火花位4).電極的接觸面積5).加工液質(zhì)量6).放電機臺的性能細小快放電加工特性要求速度面粗度損耗放電特性與電參數(shù)關(guān)系休止電流脈寬電極損耗面粗度加工速度脈寬影響大脈寬影響大電流影響大影響穩(wěn)定性提高加工速度

建議⑴

使用盡量大的加工電流理由

電流越大

?

放電脈沖能量越大

?

放電加工速度越快石墨放電工藝提高加工速度

建議⑵

縮短脈沖間隔時間理由

在脈寬一定時,縮短脈間隔時間

?

脈沖能量利用率高

?

工件蝕除量大

?

放電速度快石墨放電工藝提高加工速度

建議⑶

粗電極使用消耗少的材料理由

消耗多的粗電極

?

放電殘留余量多

?

精放電時負擔大

?

放電時間長石墨放電工藝紅色部分：加工余量◆

粗加工電極消耗：小

電極消耗：大想去除的部分石墨放電工藝電極消耗：小加工時間：短加工精度：好電極消耗：大加工時間：長加工精度：差角部負擔：大◆精加工石墨放電工藝提高加工速度⑴確保加工穩(wěn)定性

淺

?

加工屑排出容易?

加工穩(wěn)定

深

?

加工屑排出困難?

加工不穩(wěn)定⑵加工屑排出對策

與加工深度成比例

設(shè)定電極的上下運動幅度大點

?

沖液會使加工屑排出能力增加建議⑷石墨放電工藝良好的沖液方法?獲得穩(wěn)定加工

?

放電速度提高石墨放電工藝壓力式真空抽吸沖洗式側(cè)面噴流浸泡式上下移動提高加工速度特點:電極磨損程度較高但需較長時間進行預處理及電極鉆孔小電極鉆孔不方便壓力式?jīng)_液沖洗式?jīng)_液封閉式:排屑困難,易積炭加工速度慢敞開式:排屑容易,加工速度快缺口處損耗大,表面粗浸泡式?jīng)_液特點:放電時間隨深度增加而延長排屑徹底,不易積炭,更適合窄深加工和大平面加工二次放電少降低電極損耗

建議⑴

使用較大的峰值電流理由

峰值電流越大

?

放電加工速度越快

?電極損耗越小石墨放電工藝降低電極損耗

建議⑵

盡量使用較大的脈寬理由

脈寬越大

?

電極損耗越小

?

但加工越不穩(wěn)定石墨放電工藝降低電極損耗

建議⑶

使用低損耗的電極材料理由

電極材料損耗小

?

可以直接降低損耗石墨放電工藝降低電極損耗

建議⑷

預留最小的加工余量給精加工理由

余量小

?

放電時間短

?

電極磨損小石墨放電工藝降低電極損耗

建議⑸

縮短小脈沖放電時間理由

小脈沖放電時間短

?

電極受放電反作用少

?

電極磨損小石墨放電工藝提高表面質(zhì)量

建議⑴

使用較小的脈寬理由

脈寬小

?

放電的蝕痕淺

?

表面質(zhì)量高石墨放電工藝提高表面質(zhì)量建議⑵

采用搖動加工

?

可獲得均勻、平滑的表面石墨放電工藝提高表面質(zhì)量建議⑶

提高電極表面光潔度理由

?

電極本身光潔度越好

?

加工的面粗度就越細石墨放電工藝提高表面質(zhì)量建議⑷

選用高等級石墨材料理由

?

質(zhì)量優(yōu)良石墨

?

粒徑小高強度低磨損

?

加工表面質(zhì)量佳石墨放電工藝提高表面質(zhì)量建議⑸混入粉末加工理由

?

極間距離變寬

?電位梯度高、點分布,放電分散

?放電點易被冷卻

?

加工表面效果好石墨放電工藝石墨電參數(shù)設(shè)置(普通火花機)參數(shù)設(shè)定建議?電流:

1.按電流密度（5～7安培/cm2）

2.按電極給定的火花位大小確定電流大小脈寬:

脈寬(ON)=(10～15)×峰值電流(單位:μs)休止:

休止(OFF)=(1/2～1)×脈寬(單位:μs)其它:

參考銅電極工藝石墨電參數(shù)設(shè)置(MAKINO)1).特殊設(shè)置:

G132D60Q21A32F3M2U8R30W1O1

(注:D60可省;Q21若無可用Q2;A用32或34)2).選用模型:

M30

大面積電極:粗、精加工

普通電極:粗、精加工(視加工要求)

組合肋電極:粗加工(肋長20mm以上可用)

M54/M55

普通電極:粗、精加工

肋電極:粗、精加工

M53

細小電極:粗、精加工(□5mm以下)參數(shù)設(shè)定建議?石墨電參數(shù)設(shè)置(MAKINO)參數(shù)設(shè)定建議?3).工序段確立

起始工序段

?

根據(jù)電極火花位大小決定

?

受電極放電面積影響

?

面積大靠前

面積小(肋)靠后

?

考慮電極損耗

結(jié)束工序段

?

根據(jù)加工表面粗糙度確定

?

考慮留給精加工的余量

?

考慮放電時間石墨電參數(shù)設(shè)置(MAKINO)實例說明?

(以模型M54為例)表中,8工序與9工序的火花位相差不大,在放電應(yīng)用時8工序與9工序相比,其加工速度快,電極損耗小;但在小面積(肋)加工時,8工序的穩(wěn)定性則要比9工序差,從而影響加工速度.所以電極放電面積的大小是工序段選擇的關(guān)鍵.石墨電參數(shù)設(shè)置(MAKINO)實例說明?

(以模型M54為例)工序8與工序9的參數(shù)差異石墨電參數(shù)設(shè)置(MAKINO)實例說明?

(以模型M54為例)調(diào)整加工速度平衡放電時間控制機頭速度石墨電參數(shù)設(shè)置(CHAMILLES)參數(shù)設(shè)定建議?

GGAC(粗石墨)

強調(diào)加工速度

GMAC(中石墨)

均衡電極損耗GFAC(細石墨)

重視表面粗造度1).石墨材料選用石墨電參數(shù)設(shè)置(CHAMILLES)2).加工類型(一)C××××

(標準加工)

適用所有加工特點:①均衡加工速度、電極損耗、表面粗糙度在合理范圍②相對某些特殊加工要求并無明顯優(yōu)勢L××××

(深槽加工)

適用骨條、深槽小電極加工特點:

①加工速度最快

②使用PilotEpxert=

Ⅲ(BRU

自動優(yōu)化)

③不適合大或重電極

④在DOWN加工有效石墨電參數(shù)設(shè)置(CHAMILLES)3).加工類型(二)B××××(大型腔加工)適用于粗加工

特點:

①面粗度和損耗一般

②加工最穩(wěn)定

③放電最有效

F××××(大面積加工)

適用于幼紋放電

(VDI

22

以下)特點:①加工深度淺②表面粗細均勻石墨電參數(shù)設(shè)置(CHAMILLES)4).加工類型(三)M××××

(微細加工)

適用于清角加工

特點：①面積10×10mm以下電極損耗少②大面積電極放電會不穩(wěn)定

P××××

(拋光加工)

只用于銅對鋼特點：①鏡面加工專用②面積～∮20mm③不能使用沖油

石墨電參數(shù)設(shè)置(CHAMILLES)E條件尾數(shù)定義：4–脈寬大，損公少，速度慢3–脈寬、損公、速度其次2–脈寬偏小，損公較大，速度最快1–脈寬小，損公最大，速度偏慢0–脈寬最小，為精加工中的標準加工8–精加工中的電容放電精加工束度最快，損公最大，光潔度一般9–精加工中的電容放電精加工速度比0快，但比8慢，損公最小表面光潔度最好石墨電參數(shù)設(shè)置(CHAMILLES)加工條件選遞減原則：

1.強調(diào)加工速度時:P-A-A—P-A-A

2.重視電極損耗時:P-P-A—P-P-AEPAEPA293650293650282625273450271612.8253350251412.8242325232312.8232312.8強調(diào)加工速度重視電極損耗石墨電極放電方案大型電極加工特點：整體放電加工速度快面粗度較大技術(shù)難點:電極裝夾困難中間加工屑難以排出應(yīng)用參數(shù)：建議峰值電流：45～60（A）脈寬：350～450（μs）脈間：30～60（μs）汽車中網(wǎng)電極石墨電極放電方案喇叭網(wǎng)孔電極加工特點:電極容易制作,無毛剌重量輕,放電均勻技術(shù)難點:條形電極易變形網(wǎng)孔多排屑困難壁薄易損耗難加工到高質(zhì)量表面應(yīng)用參數(shù)：建議峰值電流：8～15（A）脈寬：100～180（μs）脈間：45～100（μs）電視機喇叭網(wǎng)電極石墨電極放電方案深肋電極加工特點:電極不變形技術(shù)難點:排屑困難易積炭應(yīng)用參數(shù)：建議峰值電流：8～10（A）脈寬：75～100（μs）脈間：45～75（μs）石墨電極放電方案紋面電極加工特點:放電面紋理均勻石墨等級不同,獲得的面粗度不同技術(shù)難點:難得到高表面光潔度加工方案:選用高等級石墨電極應(yīng)用參數(shù)：建議382-372-352-342-322-312-292-273-253-242-229-209-189充電器電極石墨電極放電方案微細電極加工特點：電極小而薄不變形可加工高度小加工速度慢技術(shù)難點：放電不穩(wěn)定棱角損耗大應(yīng)用參數(shù)：建議峰值電流：1～1.2（A）脈寬：12～18（μs）脈間：20～30（μs）CPU插口電極石墨電極放電方案深孔電極加工特點：電極細而長加工不變形放電速度慢技術(shù)難點：放電不穩(wěn)定排屑困難易積炭模具澆口電極應(yīng)用參數(shù)：建議峰值電流：2～4（A）脈寬：20～40（μs）脈間：25～45（μs）扣碗形狀加工特點:電極易加工和修整技術(shù)難點:加工屑和氣體難排出而產(chǎn)生“放炮”加工方案:設(shè)置透氣孔,排出氣體浸液加工,方便排屑氣體易控制氣體透氣孔電極工作物石墨電極放電方案應(yīng)用參數(shù)：建議使用常規(guī)放電參數(shù)開始放電不穩(wěn)定

石墨放電常見問題及處理①初始放電接觸面小

?

較大的放電能量

?

造成不穩(wěn)定放電

?

改用小能量參數(shù)

?穩(wěn)定后改為正常參數(shù)開始放電不穩(wěn)定

石墨放電常見問題及處理②放電部位有毛剌氧化層生銹等異物

?

放電傳導不良

?

造成放電不穩(wěn)定

?

清除異物再加工不穩(wěn)定放電現(xiàn)象加工屑排出情況不好電力條件不恰當?shù)?/p>

?產(chǎn)生集中放電、電弧、積炭看?

放電火花稀少有紅色火花出現(xiàn)聽?

放電聲音變得不規(guī)則變?

加工不穩(wěn)定設(shè)定的電流值變小