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石墨電極加工要點,你都記下了嗎


文章出處:    作者:    發布時間:2019-03-27    瀏覽次數:74

一. 石墨電極的類型

(1) 自由表面成形電極:

特點: 其有圓角調節面,無銳利腔體和邊角;

刀具選用: 球形銑刀;

缺點: 加工路徑長,耗時多。

(2) 棱柱面電極:

特點: 由棱柱幾何面構成,無圓角,有最簡單的彎曲面,柱面和銳角邊;

刀具選用: 平底銑刀、球形銑刀;

缺點: 需考慮若干特殊位置的加工狀態。


二. 刀具幾何參數要求:

前角: 在6°左右較好, 精加工時,在6~10°之間;

后角: 應小于15°;

主偏角: 與側刃磨損無關,因此主偏角小于30°較好,太大則不適于精加工。


三. 切削參數選擇原則:

(1) 根據機床、刀具夾頭等給定條件確定刀具齒數,防止刀具振動;

(2) 在切削刀具強度、切削深度和切削寬度范圍內,計算最大許可每齒進給量;

(3) 依據機床進給和機床進給加速度特性,在恒定每齒進給量時確定最大切削轉速;

(4)最終選定穩定的最大主軸轉速,并與每齒進給量相適應。


四. 電極機械加工推薦參數

(1) 平底銑刀 (4枚刀)

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(2) 球形銑刀 (2枚刀)

2.webp.jpg


(3) 球形銑刀 (4枚刀)

3.webp.jpg


五. 石墨電極加工策略:

石墨電極粗加工和精加工的策略是不同的。一般粗加工應為精加工留較少的余量,所以在使用小直徑刀具時,應采用高進給(切削進給和走刀進給)。在使刀具磨損量最小化的前提下,獲得高的單位切削體積和單刀刃有效切入量,殘余切削量要滿足精加工的要求;

精加工的目標是以最短的加工時間獲得最高的加工質量,應使最佳表面質量與最小刀具磨損量之比最佳化。加工時應提高加工速度、縮短加工時間,使切入量變化引起的加工過程不穩定最小化,使刀具壽命最大化。

(1) 粗加工策略:

石墨電極切削是在塊料上進行的,加工余量很容易描述,其加工目標就是在最短時間內切除最大量的材料。粗加工可以采用仿形銑削或輪廓銑削的方式;

仿形銑削采用球頭銑刀,切削深度和切削寬度均在變化中,切削深度小,刀具磨損快,加工時間長;

輪廓銑削采用平底銑刀,加工時間短,刀具磨損小,切削寬度固定,沒有太多的往復運動,可以有很大的進給量。

粗加工工藝的優劣取決于根據工具表面輪廓曲線函數進行的NC編程,使得可沿包絡等高線進行快速、簡易的銑削加工。


(2) 精加工策略:

精加工目標是使加工穩定,有較小的形狀誤差和良好的表面質量,減小刀具磨損量,以及降低加工成本。在精加工中,要考慮到刀具質量的臨界條件和加工過程穩定可靠性,對彎角處理要考慮銑削方向對加工精度和表面質量的影響,以及刀具承載和機床振動等。

沿平面輪廓銑削時的最佳策略應是采用逆銑和平面輪廓銑削的組合. 沿曲面進給銑削時會出現拉銑(向上走刀)或鉆銑(向下走刀)現象,刀具的變形會導致工件輪廓偏差。鉆銑的輪廓偏差小于拉銑加工,而逆銑加工輪廓偏差也優于順銑。


(3) 棱柱面加工:

棱柱面加工的主要問題是模具局部邊角的斷裂,主要考慮切削力的作用方向。

加工底板邊:順銑時表面粗糙度變化不大,底邊角邊質量好,但逆銑時表面粗糙度值變大,底邊角邊質量下降.為獲得高質量邊角,應先對其邊進行順銑加工。

加工立板:兩側邊在順銑時受力方向各不相同,即一邊是壓入,一邊是壓出(圖13b)。因此實際進給方向在切削各邊角時必須有所改變。

加工立板頂面邊角:應通過改變逆銑時的切入點位置使切入位置可避免工件角邊破碎。刀具角度如主偏角等對這種崩邊有很大影響,一般控制在30°左右。


(4) 為了防止加工過程中產生缺角,還可采取以下措施:

① 在電極加工前先在加工液中浸泡:

② 使用耐磨性好的刀具:

③ 采用順銑(向下走刀)的方法進行加工:

④ 切削時減少刀具的切入量:

⑤ 切削刀具的螺距切入量小于刀具直徑的1/2:

⑥ 加工兩端部時進行減速加工:

⑦ 加工下方時使用墊板增強終端面的剛性:

⑧ 在對上面的彎曲部與側面之間的角部進行加工時,如果容易產生細小裂縫,則應在完成上面彎曲部的加工后,再對側面進行精加工。


(5) 切屑處理

盡管石墨是一種很穩定的材料,對人體健康沒有直接不良影響,用肥皂很容易清洗干凈。但是石墨切屑可能以粉塵、污染物等形式影響環境安全,此外粉塵也對人體有害。因此加工時最好使用吸塵設備和口罩。

切屑形態是通過粉屑、斷裂切屑以及所使用的切削介質來影響刀具磨損的。強烈吹風可避免石墨顆粒的二次磨損。加工浸漬電解質后的石墨時,刀具磨損急劇下降。此外必須高度重視石墨粉末的清理,應配有將精加工石墨粉吸入潮濕裝置的設備,在粗加工時則要有清潔循環并間斷地過濾選擇適當的加工條件對于刀具的壽命有相當大的影響。


六. 石墨電極銑削加工條件

(1)切削方式(順銑和逆銑),順銑時的切削振動小于逆銑的切削振動。順銑時的刀具切入厚度從最大減小到零,刀具切入工件后不會出現因切不下切屑而造成的彈刀現象,工藝系統的剛性好,切削振動??;逆銑時,刀具的切入厚度從零增加到最大,刀具切入初期因切削厚度薄將在工件表面劃擦一段路徑,此時刃口如果遇到石墨材料中的硬質點或殘留在工件表面的切屑顆粒,都將引起刀具的彈刀或顫振,因此逆銑的切削振動大;


(2)吹氣(或吸塵)和浸漬電火花液加工,及時清理工件表面的石墨粉塵,有利于減小刀具二次磨損,延長刀具的使用壽命,減少石墨粉塵對機床絲杠和導軌的影響;


(3)選擇合適的高轉速及相應的大進給量。

綜述以上幾點,刀具的材料、幾何角度、涂層、刃口的強化及機械加工條件,在刀具的使用壽命中扮演者不同的角色,缺一不可,相輔相成的。一把好的石墨刀具,應具備流暢的石墨粉排屑槽、長的使用壽命、能夠深雕刻加工、能節約加工成本。


七. 減少石墨銑削崩角措施

1. 在電極加工前先在電火花加工液中浸泡;

2. 使用耐磨性好的刀具;

3. 采用順銑加工;

4. 切削時減小刀具直徑的每齒進給量;

5. 徑向切深應小于刀具直徑的確1/2;

6. 加工兩端部時進行減速加工;

7. 加工下方時使用墊板增強終端面的剛性;

8. 在對上面的彎曲部與側面之間的角部進行加工時,如果容易產生細小裂縫,則應在完成上面彎曲部的加工后,再對側面進行精加工;

9. 加工之前先在工件的切出端銑削一小段距離可有效地避免切出邊崩角,,類似于車削時對圓柱形工件進行端面倒角;

10. 在石墨工件末端處倒角或在末端留出加工余量在后道工序中去除,以便于刀具切出,可有效避免石墨工件崩角;

11. 避免使用方頭切斷刀,防止加工完成前發生石墨崩角現象;

12. 建議選用后角為20°的鑲刀片。


八. 合理設定火花位

根據放電面積和電極特點合理設置放電火花位,特殊情況時最好與EDM部門溝通,共同商定所用火花位的大小。也可以參考下表來設定火花位的大小。

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