石墨電極與銅電極相比具有電極消耗小坡驹、加工速度快韩玩、機(jī)械加工性能好剥槐、加工精度高慨灭、熱變形小朦乏、重量輕、表面處理容易慢夸、耐高溫罗炸、加工溫度高、電極可粘結(jié)等優(yōu)點(diǎn)咕菱。盡管石墨是一種非常容易切削的材料么歹,但由于用作EDM電極的石墨材料必須具有足夠的強(qiáng)度以免在操作和EDM加工過程中受到破壞,同時(shí)電極形狀(薄壁、小圓角珍喘、銳變)等也對(duì)石墨電極的晶粒尺寸和強(qiáng)度提出較高的要求殿潜,這導(dǎo)致在加工過程中石墨工件容易崩碎,刀具容易磨損性谬。
刀具磨損是石墨電極加工中最重要的問題灌次。磨損量不僅影響刀具損耗費(fèi)用、加工時(shí)間连嘹、加工質(zhì)量颈有,而且影響電極EDM加工工件材料的表面質(zhì)量,是優(yōu)化高速加工的重要參數(shù)疲狼。石墨電極材料加工的主要刀具磨損區(qū)域?yàn)榍暗睹婧秃蟮睹嬗醭痢T谇暗睹嫔希毒吲c破碎切屑區(qū)的沖擊接觸產(chǎn)生沖擊磨粒磨損寸士,沿工具表面滑動(dòng)的切屑產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦磨損檐什。
影響刀具磨損的幾點(diǎn)事項(xiàng):
1、刀具材料
刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素弱卡,對(duì)于加工效率厢汹、加工質(zhì)量、加工成本以及刀具耐用度影響很大谐宙。刀具材料越硬烫葬,其耐磨性越好,硬度越高凡蜻,沖擊韌性越低搭综,材料越脆。硬度和韌性是一對(duì)矛盾划栓,也是刀具材料所應(yīng)克服的一個(gè)關(guān)鍵兑巾。對(duì)于石墨刀具条获,普通的TiAlN涂層可在選材上適當(dāng)選擇韌性相對(duì)較好一點(diǎn)的,也就是鈷含量稍高一點(diǎn)的蒋歌;對(duì)于金剛石涂層石墨刀具罪焰,可在選材上適當(dāng)選擇硬度相對(duì)較好一點(diǎn)的,也就是鈷含量稍低一點(diǎn)的风承;
PARA刀具結(jié)合多年的經(jīng)驗(yàn)暴喂,選用歐洲著名品牌的刀具材料.
2、刀具的幾何角度
石墨刀具選擇合適的幾何角度家漂,有助于減小刀具的振動(dòng)霜售,反過來,石墨工件也不容易崩缺斯癞;
】笸恕(1)前角,采用負(fù)前角加工石墨時(shí)板薛,刀具刃口強(qiáng)度較好跪篷,耐沖擊和摩擦的性能好,隨著負(fù) 前角絕對(duì)值的減小石葫,后刀面磨損面積變化不大桃姐,但總體呈減小趨勢(shì),采用正前角加工時(shí)欢策,隨著前角的增大,刀具刃口強(qiáng)度被削弱赏淌,反而導(dǎo)致后刀面磨損加劇踩寇。負(fù)前角加工時(shí),切削阻力大六水,增大了切削振動(dòng)俺孙,采用大正前角加工時(shí),刀具磨損嚴(yán)重掷贾,切削振動(dòng)也較大睛榄。
(2)后角想帅,如果后角的增大场靴,則刀具刃口強(qiáng)度降低,后刀面磨損面積逐漸增大港准。刀具后角過大后旨剥,切削振動(dòng)加強(qiáng)。
∏掣住(3)螺旋角轨帜,螺旋角較小時(shí)近沐,同一切削刃上同時(shí)切入石墨工件的刃長(zhǎng)最長(zhǎng),切削阻力最大梯匈,刀具承受的切削沖擊力最大象瓤,因而刀具磨損、銑削力和切削振動(dòng)都是最大的士涤。當(dāng)螺旋角去較大時(shí)叨林,銑削合力的方向偏離工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削沖擊加劇藏趁,因而刀具磨損修暑、銑削力和切削振動(dòng)也都有所增大。
因此谎雷,刀具角度變化對(duì)刀具磨損奥唯、銑削力和切削振動(dòng)的影響是前角、后角及螺旋角綜合產(chǎn)生的楚榕,所以在選擇方面一定要多加注意商贾。
通過對(duì)石墨材料的加工特性做了大量的科學(xué)測(cè)試,PARA刀具優(yōu)化了相關(guān)刀具的幾何角度吨拗,從而使得刀具的整體切削性能大大提高满哪。
3、刀具的涂層
金剛石涂層刀具的硬度高劝篷、耐磨性好哨鸭、摩擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)階段金剛石涂層是石墨加工刀具的最佳選擇娇妓,也最能體現(xiàn)石墨刀具優(yōu)越的使用性能像鸡;金剛石涂層的硬質(zhì)合金刀具的優(yōu)點(diǎn)是綜合了天然金剛石的硬度和硬質(zhì)合金的強(qiáng)度及斷裂韌性;但是在國內(nèi)金剛石涂層技術(shù)還處于起步階段哈恰,還有成本的投入都是很大的只估,所以金剛石涂層在近期不會(huì)有太大發(fā)展,不過我們可以在普通刀具的基礎(chǔ)上着绷,優(yōu)化刀具的角度蛔钙,選材等方面和改善普通涂層的結(jié)構(gòu),在某種程度上是可以在石墨加工當(dāng)中應(yīng)用的荠医。
金剛石涂層刀具和普通涂層刀具的幾何角度有本質(zhì)的區(qū)別吁脱,所以在設(shè)計(jì)金剛石涂層刀具時(shí),由于石墨加工的特殊性彰莲,其幾何角度可適當(dāng)放大忱确,容削槽也變大,也不會(huì)降低其刀具鋒口的耐磨性;對(duì)于普通的TiAlN涂層唐耿,雖然比無涂層的刀具其耐磨有顯著的提高犹蝇,但比起金剛石涂層來說,在加工石墨時(shí)它的幾何角度應(yīng)適當(dāng)放小囤嗡,以增加其耐磨性昵斤。
對(duì)金剛石涂層來說,目前世界上眾多的涂層公司均投入大量的人力和物力來研究開發(fā)相關(guān)涂層技術(shù)缤滑,但是至今為止困邪,國外成熟而又經(jīng)濟(jì)的涂層公司僅僅限于歐洲;PARA作為一款優(yōu)秀的石墨加工刀具瓤危,同樣采用目前世界最先進(jìn)的涂層技術(shù)對(duì)刀具進(jìn)行表面處理业馒,以確保加工壽命的同時(shí),保證刀具的經(jīng)濟(jì)實(shí)用么鸿。
4蛾趣、刀具刃口的強(qiáng)化
刀具刃口鈍化技術(shù)是一個(gè)還不被人們普遍重視,而又是十分重要的問題爽冕。金剛石砂輪刃磨后的硬質(zhì)合金刀具刃口仇祭,存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。石墨高速切削加工刀具性能和穩(wěn)定性提出了更高的要求颈畸,特別是金剛石涂層刀具在涂層前必須經(jīng)過刀口的鈍化處理乌奇,才能保證涂層的牢固性和使用壽命眯娱。刀具鈍化目的就是解決上述刃磨后的刀具刃口微觀缺口的缺陷礁苗,使其鋒值減少或消除,達(dá)到圓滑平整徙缴,既鋒利堅(jiān)固又耐用的目的试伙。
5、刀具的機(jī)械加工條件
選擇適當(dāng)?shù)募庸l件對(duì)于刀具的壽命有相當(dāng)大的影響娜搂。
∏(1)切削方式(順銑和逆銑)吱抚,順銑時(shí)的切削振動(dòng)小于逆銑的切削振動(dòng)百宇。順銑時(shí)的刀具切入厚度從最大減小到零,刀具切入工件后不會(huì)出現(xiàn)因切不下切屑而造成的彈刀現(xiàn)象狱林,工藝系統(tǒng)的剛性好水搀,切削振動(dòng)醒玫健沟智;逆銑時(shí),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啡洁,此時(shí)刃口如果遇到石墨材料中的硬質(zhì)點(diǎn)或殘留在工件表面的切屑顆粒扶绒,都將引起刀具的彈刀或顫振蕊肖,因此逆銑的切削振動(dòng)大;
≈鸲埂(2)吹氣(或吸塵)和浸漬電火花液加工刑炎,及時(shí)清理工件表面的石墨粉塵,有利于減小刀具二次磨損范颠,延長(zhǎng)刀具的使用壽命浦译,減少石墨粉塵對(duì)機(jī)床絲杠和導(dǎo)軌的影響溯职;
【选(3)選擇合適的高轉(zhuǎn)速及相應(yīng)的大進(jìn)給量缸榄。
綜述以上幾點(diǎn)渤弛,刀具的材料甚带、幾何角度她肯、涂層、刃口的強(qiáng)化及機(jī)械加工條件鹰贵,在刀具的使用壽命中扮演者不同的角色晴氨,缺一不可,相輔相成的碉输。一把好的石墨刀具籽前,應(yīng)具備流暢的石墨粉排屑槽、長(zhǎng)的使用壽命敷钾、能夠深雕刻加工、能節(jié)約加工成本絮增。
6德籍、應(yīng)用實(shí)例
工件尺寸:600×400×90
石墨材料:ISO-63 (東洋碳素)
電極形狀:家電散熱外蓋
使用刀具:PARA ¢6 RO(精加工底部)
PARA ¢6 R3(精加工側(cè)壁)
S=17 000 F= 6000mm/min
加工時(shí)間:連續(xù)加工15小時(shí)
磨損狀況:刃尖部<0.02mm,涂層完好
S=17 000 F= 6000mm/min
加工時(shí)間:連續(xù)加工8小時(shí)
磨損狀況:刃尖部<0.03mm
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