日本东洋石墨电极

EDM讲座技术研发部伊丹弘明2003.9.9日本东洋炭素株式会社TOYOTANSOCO.,LTD各向同性石墨在模具制造中的应用今天要讲的主要内容1.使用石墨的优越性2.EDM电火花加工原理3.石墨优越性的原因4.东洋炭素的放电加工材料5.放电选材的依据6.石墨的机械加工技术7.石墨的放电加工技术8.东洋炭素的质量管理体系1.石墨的优越性（与铜相比）11.降低模具制造的总成本，缩短模具制造的周期虽然石墨的单价比铜要高很多倍，但从综合的效益考虑，它具有铜无法替代的优越性

A.石墨的机加工速度比铜快，在正确的使用条件下可以达到铜的3-5。B.无需像铜那样因为去毛刺而消耗大量工时C.石墨的放电速度快，粗放电加工为铜的1.5-3倍1.石墨的优越性（与铜相比）22.提升产品的质量现在质量决定着企业的发展，石墨电极在正确的使用条件下能达到更好的加工效果

A.国外石墨电极与铜电极用量的比较GR:JAPAN:7:3USA9:1EUROPE7:3而在国内这个比例仅为3:7以下。B.石墨的消耗少C.石墨的热膨胀系数小，模具精度高D.电极可以粘结，满足大件和复杂模具的需要E.表面易加工，F.比重小2.EDM电火花放电原理电极工件放电加工液电极工件放电加工液电极工件放电加工液电极工件放电加工液电极工件放电加工液电极工件放电加工液+—电压增加放电柱形成熔融气化爆炸冷却+————+++石墨优越性的原因源于它的物理化学特性和生产工艺程序物理特性：A.石墨的熔点比铜高得多石墨为：3650度，铜仅仅1000度B.石墨的单位面积电流最大值为7安培铜的单位面积电流最大值为5安培但随着加工面的增加，由于铜熔点低，它的总电流量受限，而石墨总的电流量的允许值却可以放的很大。因此石墨可以进行大电流放电加工3.石墨优越性的原因13.石墨优越性的原因2化学特性：加工液的补偿作用减少了石墨电极的损耗3.石墨优越性的原因3生产工艺程序1.可以缩短交货期，3台加工机相当于原来5台加工的能力2.适合NC化编程3。由于不用去毛刺，因此可以易于实现自动化4.东洋炭素的放电加工材料TWLMg/m3ShoreDμΩ･mMPaμmISEM-31.8560

9.55010305×620×1000ISEM-81.786513.5528305×620×1200TTK-501.827013.0605290×600×1000ISO-631.807816.1715230×540×1000ISO-881.909017.01003100×300×600TTK-41.776614.2764153×305×610抗折强度平均粒径标准尺寸mm材质体积密度硬度电阻率4.东洋炭素的放电加工材料大型高速放电石墨：ISEM-3特性平均粒径

10μm体积密度

1.85Mg/m3硬度

60shoreD电阻率

9.5μΩ・m抗折强度

50MPa用途・锻造型・压铸型机械加工性放电消耗放电光洁度价格放电速度4.东洋炭素的放电加工材料大型低消耗石墨：ISEM-8特性平均粒径

8μm体积密度

1.78Mg/m3硬度

65shoreD电阻率

13.5μΩ・m抗折强度

52MPa用途・锻造型・压铸型・塑料成型机械加工性放电速度放电消耗放电光洁度价格4.东洋炭素的放电加工材料精密低消耗石墨：TTK-50特性平均粒径5μm体积密度

1.82Mg/m3硬度70shoreD电阻率

13.0μΩ・m抗折强度

60MPa用途锻造型压铸型塑料成型机械加工性放电速度放电消耗放电光洁度价格4.东洋炭素的放电加工材料精密低消耗石墨：ISO-63特性平均粒径5μm体积密度

1.80Mg/m3硬度78shoreD电阻率

16.1μΩ・m抗折强度

71MPa用途锻造型压铸型塑料成型精密型机械加工性放电速度放电消耗放电光洁度价格4.东洋炭素的放电加工材料超微粒子高精度石墨：ISO-88特性平均粒径3μm体积密度

1.90Mg/m3硬度90shoreD电阻率

17.0μΩ・m抗折强度

100MPa用途塑料成型精密型机械加工性放电速度放电消耗放电光洁度价格4.东洋炭素的放电加工材料超微粒子高精度石墨：TTK-4特性平均粒径4μm体积密度

1.77Mg/m3硬度66shoreD电阻率

14.2μΩ・m抗折强度

76MPa用途塑料成型精密型机械加工性放电速度放电消耗放电光洁度价格4.东洋炭素的放电加工材料石墨RIB电极5.放电选材的依据石墨推荐材质

铸造型注入熔化的金属后成型圆体发动机头模具5.放电选材的依据石墨推荐材质

锻造型把材料用模具压制成型摩托车机轴箱模具5.放电选材的依据石墨推荐材质

压铸成型给熔化的金属施压并把它注入模具中压制成型5.放电选材的依据石墨推荐材质

压制成型把板放到模具上压紧使其变形后成型5.放电选材的依据石墨推荐材质

橡胶型汽车用轮胎模具5.放电选材的依据石墨推荐材质

玻璃型

把材料放入模具中、吹入空气成型5.放电选材的依据石墨推荐材质

塑料成型电话模具

把融化的塑料注入模具中成型5.放电选材的依据各种用途石墨材质的推荐表・ISO-63と同等な消耗重視で、機械加工性を望むなら、TTK-50を推奨。・ISO-88よりも機械加工性の良い物で、面粗度を更に良くしたいならば、TTK-4を推奨。中文化必要6.石墨的机械加工技术刀具推荐材质TTK-50,TTK-46.石墨的机械加工技术缺角对策减少进刀量使用损耗小的工具顺铣加工使用垫板、提高最终端面的刚性端部进行低速加工上面的曲面与侧面的角部发生小缺口时、先进行上面的加工再进行侧面的加工刀具的输送间距量为刀具直径的1/2以下立铣刀的扭转角太大的话崩角就会增多，30°左右为宜6.石墨的机械加工技术采用顺铣可以减少缺角6.石墨的机械加工技术电极机械加工推荐条件

方形立铣刀

(4枚刀)6.石墨的机械加工技术电极机械加工推荐条件

圆立铣刀

(2枚刀)6.石墨的机械加工技术电极机械加工推荐条件

圆立铣刀

(4枚刀)6.石墨的机械加工技术机械加工技术技巧孔加工切入表面时注意钻头不要晃动

为防止中心偏移、孔加工部分用立铣刀进行平加工注意加工屑的排出

若排出不良，最坏可导致钻头折损一次的加工深度为径的1.5倍以下加工变深的话，加工深度还要进一步缩小6.石墨的机械加工技术电极固定孔的强度加强把金属制的弹簧螺丝插入螺栓孔6.石墨的机械加工技术使用弹簧螺丝可以增强强度使用弹簧螺丝、螺栓强度可提高37%~47%抗拉破坏载荷测定结果（ｎ数＝４）螺栓M8M10M12弹簧螺丝有无有无有无破坏载荷[kg]5303806604501190870强度提高率[%]1.391.471.376.石墨的机械加工技术粉尘对策集尘装置SMART6.石墨的机械加工技术粉尘对策没有集尘设备作业人员带防尘口罩7.石墨的放电加工技术放电要求特性放电加工速度电极消耗光洁度7.石墨的放电加工技术放电加工条件

(公司内部试验规格）7.石墨的放电加工技术放电特性ISEM-1ISEM-2ISEM-3ISEM-8ISO-63ISO-88ISO-95TTK-4TTK-507.石墨的放电加工技术石墨粒径与放电面状态若使用粒径小的材质，工件放电面就不弯曲，光洁度好。工件电极电极工件粒径大放电集中度：大工件光洁度：粗糙工件面弯曲：大粒径小放电集中度：小工件光洁度：好工件面弯曲：小7.石墨的放电加工技术推荐单侧间隙量电极材质：ISEM-3,8、目标光洁度：15μRz7.石墨的放电加工技术推荐单侧间隙量电极材质：ISEM-3,8、目标光洁度：15μRz7.石墨的放电加工技术推荐单侧间隙量电极材质：ISO-88、TTK-4

目标光洁度：8μRz7.石墨的放电加工技术喷流孔的基准7.石墨的放电加工技术东洋炭素拥有的放电加工机Sodick

LinearAQ35L加工槽内尺寸：750×550×320㎜线制动的高应答性高速Jump

36m/min7.石墨的放电加工技术缩短放电时间

建议建议

使用对粗电极消耗少的材质理由

消耗多的粗电极

⇒

放电残留余量多

⇒

精放电时负担大

⇒

放电时间长7.石墨的放电加工技术缩短放电时间

建议红色部分：加工余量粗加工电极消耗：小

电极消耗：大想去除的部分7.石墨的放电加工技术缩短放电时间

建议粗加工时用消耗少材质的理由电极消耗：小加工时间：短加工精度：好电极消耗：大加工时间：长加工精度：差角部负担：大精加工7.石墨的放电加工技术缩短筋加工时间①加工深度与加工稳定度

浅

→加工稳定 深→加工不稳定加工屑排出困难加工屑排出对策

与加工深度成比例大点设定电极的上下运动幅度

→

泵作用会使加工屑排出能力增加7.石墨的放电加工技术缩短筋加工时间②加工液喷出孔的设定方法

加工屑的排出很难与深度成比例在筋部开孔困难

⇒

加工液从筋的根部喷出面向筋部斜着设定孔7.石墨的放电加工技术缩短筋加工时间③为缩短加工时间、使用有消耗条件估计好电极消耗、加长端部一次放电后、进行再次机械加工作成时的端宽消耗部分作长一点放电加工端部会消耗电极端面用机械加工作成筋槽的作成放电加工7.石墨的放电加工技术扣碗形状加工设置透气孔

为防止因气体爆炸而导致工作物·电极位置的偏离排出气体

孔的出口使用金属管或塑料管，在加工液面上方：希望排放到大气中防止加工屑的回落气体易控制气体透气孔电极工作物7.石墨的放电加工技术电极消耗不明显的加工方法摇动加工7.石墨的放电加工技术镜面加工面变光滑有以下理由因混入粉末，极间距离变宽放电点易被冷却电位梯度高的点分布，放电分散7.石墨的放电加工技术镜面加工不同工件材质的光洁度的优良7.石墨的放电加工技术所谓不稳定放电因为加工屑排出情况不好、电力条件不恰当等原因而产生集中放电、电弧。看起来放电火花稀少、并有红色火花出现。放电声音也变得不规则。加工一不稳定，加工电流就不按所设定的电流值工作，会变小。一变得不稳定、瞬间内为维持正常的放电状态各个控制开始启动。7.石墨的放电加工技术加工不稳定现象（波动）（低消耗加工时）电极的下降速度太快

⇒

电极与工件的短路现象反复过大的加工电流（峰值电流：大、Offtime：窄）

⇒

产生电弧现象、 加工间隙的电压下降 制动传送引起波动7.石墨的放电加工技术加工不稳定现象（波动）（有消耗加工时）电极的下降速度太快过大的加工电流加工液的喷流压力过大

⇒ 电极机械振动 电极与工件接触后短路7.石墨的放电加工技术放电不稳定时的对策(Sodick放电加工机)暂时改变加工条件参数稳定后再还原

①把制动速度变慢

S

→大

②把Jump速度变慢

JS

→小

③把Offtime延长

OFF

→大

④把电弧检测灵敏度变弱

ALV

→小7.石墨的放电加工技术稳定加工的基准能听到放电声音连续不间断通过的为所设定的加工电流7.石墨的放电加工技术EDM问题①粒状突起物这个异常放电是由不恰当的电力条件引起的。Ontime时间过长。粒状突起物7.石墨的放电加工技术电力条件与电极消耗率的关系若为同一电力条件的话，使用高级品牌的电极消耗率会变低。Electrodewear[%]On-time[μs]A,B：有消耗C:无消耗D:逆消耗(成长)普通品牌材料高级品牌材料电弧作成加工领域粗加工领域7.石墨的放电加工技术EDM问题②异常消耗电弧导致异常放电。原因为金属屑排出情况不好。用缩短Ontime的时间，使金属屑的产生量少于排出量。7.石墨的放电加工技术EDM问题7.石墨的放电加工技术EDM问题7.石墨的放电加工技术EDM问题7.石墨的放电加工技术异常放电与其原因①（贯穿加工时）加工入口处产生毛刺毛刺红色部分：热变质层7.石墨的放电加工技术异常放电与其原因②（贯穿加工时）加工侧面产生凹陷红色部：热变质层加工屑·碳化物附着7.石墨的放电加工技术异常放电与其原因③ （贯穿加工时）中央部的单侧间隙变大间隔大7.石墨的放电加工技术异常放电与其原因④ （贯穿加工时）取出前的侧面间隙大7.石墨的放电加工技术异常放电与其原因⑤ （贯穿加工时）加工侧面的光洁度不均匀7.石墨的放电加工技术异常放电与其原因⑥ （附底加工时）入口间隙大7.石墨的放电加工技术异常加工与其原因⑦ （附底加工时）加工底面的光洁度不均匀7.石墨的放电加工技术异常放电与其原因⑧ （附底加工时）加工底面产生弯曲7.石墨的放电加工技术异常放电与其原因⑨ （附底加工时）加工底面产生凹陷块炭化物7.石墨的放电加工技术异常放电与其原因⑩ （附底加工时）有炭化物异常生成炭化物产生7.石墨的放电加工技术异常放电与其原因⑪ （开始加工时）开始加