▌石墨材料加工的优越性

以往模具制造中的电火花加工普遍使用紫铜作为电极材料。随着铜材料价格的提升，石墨工艺的进步使得石墨材料价格的降低，石墨正越来越多地广泛地被用作放电加工的电极材料。和铜相比，石墨材料有着各方面的优越性。

1.良好的机械加工性能

石墨材料加工的切削阻力更小，其加工效率大约是铜的2~3倍，采用石墨材料可以有效缩短电极的加工时间。

2.更容易实现薄筋形状的加工

铜电极加工产生的切削热容易产生热变形，由于其塑性材料的特性，在加工薄筋形状时也容易发生弹性形变引起加工震动；而石墨本身由颗粒烧结而成，其耐热、脆性材料的特性可以减少加工过程中产生的变形和震动。

图1石墨电极更容易实现高长宽比的薄筋电极加工

3.卓越的放电粗加工效率

铜的熔点为℃，而放电瞬间温度可达℃，采用铜电极更容易磨损，而石墨在℃才会出现升华，所以采用石墨电极更容易承受大电流，同时可以实现更小的电极损耗。

4.重量更轻

石墨密度仅为铜的1/5，采用石墨电极可大大减小火花机加工时对机头产生的负载。

5.较小的热膨胀率

石墨的热膨胀率是铜的1/4，可以有效减少放电时电极的发热变形带来的误差。

▌没有合适的石墨加工机，是困扰石墨得以应用的重要原因

铣削铜电极是很简单的，模具工厂里的加工中心既可以用来铣削模具，又可以用来铣削电极。但是，对于加工石墨电极来说就是个问题了。

如果石墨加工时产生的切屑粉尘进入丝杆、导轨、主轴等机床关键部位，会加剧磨损，同时由于碳和铁的电化学性质，二者接触极易发生氧化。另外，石墨从加工室泄露进入工作环境中也会对人体产生伤害。

E3是由牧野亚洲全新设计推出的一款立式石墨加工机，针对石墨材料的特性，其卓越的结构设计、高速30k主轴、PRO.6系统以及SGI.5控制技术可以大幅度缩短加工时间并保证加工质量，同时其多向开门的结构可以灵活进行自动化布线。

1.更大倾斜角的X轴护板

机床Y轴和Z轴在移动过程中形成的扰流，如图2所示，使得石墨粉尘难以被吸尘器吸走，E3拥有更大倾斜角的X轴护板（图3），使得吸尘气流更顺畅，经ANSYS分析（图4）和实际切削论证，可有效减少产生，使气流更顺畅，吸尘更彻底，同时，由于X轴护板倾角增大，加工室的体积也相应减小，从而使得内外气压差更大，便于粉尘吸走。

图2机床移动过程中形成的扰流

会影响粉尘的吸尘效果

图3更大角度的X轴护板

可减小加工室体积，增大气压差

图4ANSYS分析由于更大的X轴护板倾角

吸尘气流更加顺畅

加工室内有上方宽大，下方窄小的气流通道（图5），当集尘器工作时，气流自上而下运动，而下方较窄的横截面积可以增大空气流速，使得底部粉尘容易被吸走。而当集尘器暂停工作时，加工室内的负压会使粉尘向上移动，由于气流通道上部较大的截面积，空气流速也会降低，粉尘会在重力的作用下自然下沉。

图5上宽下窄的气道使靠近工作台的位置

具有更大的气压

各轴均设有密封垫圈以及防尘罩防止石墨粉尘进入丝杆和导轨，同时移动部分还设有刮板防止石墨粉尘和油污粘连。

4.主轴

1）轴承安装时设置预载荷，在保证主轴转速可达到rpm的同时，也保证了材料的高去除率。

2）主轴设有热伸长传感器，监控主轴的热伸长情况，保证长时间加工的精度和稳定性。

3）圆筒式主轴设计，所有的线缆和管路均从主轴顶部连接，方便更换。

4）油气润滑有效保证轴承长时间加工寿命。流更顺畅，吸尘更彻底，同时，由于X轴护板倾角增大，加工室的体积也相应减小，从而使得内外气压差更大，便于粉尘吸走。

5.自动化设计

1）左右双自动化门，且前部可选配自动化门，既可通过机器人实现单向排列或对门排列的自动化产线，同时可以实现单机+机器人电极库+火花机的简单自动化。

图6左右双自动化门与电极库组成自动化线

图7E3+ERC80+EDNC6组成的自动化线

2）刀盘采用铝制成，另外增加支撑轴承，在降低刀盘重量的同时，刀盘可承重30把E40刀柄。

3）选配BLUM对刀仪，便于实现机内进行高精度的刀具测量。

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