模具制造中的石墨電極主要用銑削加工的方法制作完成。從加工工藝的角度看,石墨與銅是兩種不同的材料,應(yīng)該掌握它們不同的切削特性。如果使用加工銅電極的工藝來加工石墨電極,必然會(huì)出現(xiàn)問題,如薄片經(jīng)常發(fā)生斷裂,這就要求采用合適的切削刀具與切削參數(shù)。
加工石墨電極比銅電極的刀具磨損要大,就經(jīng)濟(jì)性考慮,選用硬質(zhì)合金刀具是很經(jīng)濟(jì)的,選擇金剛石涂層刀具(稱石墨刀)價(jià)格較昂貴,但金剛石涂層刀具使用壽命長(zhǎng),加工精度高,整體經(jīng)濟(jì)效益不錯(cuò)。刀具的前角大小也影響其使用壽命,前角0°的刀具會(huì)比前角15°的刀具高出多達(dá)百分之50的使用壽命,切削的穩(wěn)定性也較好,但是斜角越大,加工表面越好,使用15°斜角的刀具能達(dá)到較好的加工表面。加工時(shí)的走刀速度可按電極的形狀來調(diào)整,通常為10m/min,與加工鋁或塑料類似,粗加工時(shí)刀具可直接在工件上下刀,精加工易發(fā)生崩角、碎裂的現(xiàn)象,常采用輕刀快走的方式。
石墨電極在切削加工中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵,為避免石墨顆粒吸入機(jī)床主軸和絲杠,目前解決方案主要有2種,一種是使用專門的石墨加工機(jī),另一種是將普通的加工中 心改裝,配置專門的吸塵裝置。市場(chǎng)上專門的石墨高速銑削機(jī)床銑削效率高,可輕松完成復(fù)雜電極的制造,電極精度高,表面質(zhì)量佳。
如果需要使用電火花線切割來制作石墨電極,推薦使用顆粒直徑更小的細(xì)石墨材料。石墨材料的電火花線切割加工性能較差,其顆粒直徑越小時(shí)可獲得相對(duì)較高的切割效率,避免出現(xiàn)頻繁斷絲、表面條紋等異常問題。
石墨與銅材料的電火花加工參數(shù)選用有較大差異。電火花加工參數(shù)主要包括電流、脈沖寬度、脈沖間隙、極性。以下介紹合理使用這些主要參數(shù)的依據(jù)。
石墨電極的電流密度一般為10~12 A/cm2,比銅電極要大得多,因此在對(duì)應(yīng)面積允許的電流大小范圍內(nèi),電流選用越大,則石墨放電加工速度越快,電極損耗越小,但表面粗糙度會(huì)變粗。
石墨電極電火花加工中極性的選用與銅電極基本相同。根據(jù)電火花加工的極性效應(yīng),在加工模具鋼時(shí)通常選用正極性加工,也就是電極接電源的正極,工件接電源的負(fù)極。使用較大電流和脈沖寬度,選擇正極性加工可以獲得極低的電極損耗效果,如果將極性選錯(cuò)將會(huì)導(dǎo)致電極損耗變得非常大。只有在表面要求小于VDI18(Ra0.8μm)的精細(xì)加工,采用極小的脈沖寬度,才選用負(fù)極性加工以獲得較好的表面質(zhì)量,但電極損耗較大。
新型石墨電極材料值得大力推廣,其優(yōu)越性將逐漸被國(guó)內(nèi)模具制造行業(yè)認(rèn)識(shí)和接受。正確選用石墨電極材料,并配合改進(jìn)相關(guān)工藝環(huán)節(jié),將為模具制造企業(yè)帶來效率高、高品質(zhì)、低成本效益。