细高石墨电极的数控铣削加工.pdf

模具水
细高石墨电极的数控銑削加工
张朴
珠海格力电器股份有限公司模具分厂(广东珠海519070)
摘要】针对数控铣削细高石墨屯极时,易崩断、弹刀、起级、精度难保证等问题,提出采用
建立辅助曲面粗加エ,水平風孤进退刀精加エ的数控加エ方法,此方法可以保证加工精
度、减少刀具磨损,达到预期效果。
关键词:细高石?电极;数控铣削;辅助曲面;水平圆孤进退刀
中图分类号:TC249
文献标识码:B
CNC Milling of the Thin and Tall Graphite Electrode
[Abstract] Aiming at the problem in CNC milling, the thin and Lall graphite electrode is easy to
break, chatter, and precision is difficult to guarantee that is proposed to use the establishment o
auxiliary surface in rough machining and Horizontal Are leads in and out in finishing. Thi
method can ensure the machining accuracy and reduce tool wear, to achieve the desired effect
Key words: thin and tall graphite electrode; CNC milling; auxiliary surface; horizontal are leads
In andt out
引言
(1)细高电极特点分析。
电火花成型加工是一种在模具制造行业广泛应
?1为典型的细高电极工程图,通过分析可知电
用的特种加工技术,它的应用程度直接依赖于电火花极高细比比较大,电极高度尺寸为42mm,而顶部长宽
成型刀具一一电极的制造工艺水平。研究电极制造尺寸只有1mm,底部长宽尺寸只有1.44m,若将放电
方法,特别是一些高难度电极的制造方法,对保证和间隙考虑进去,尺寸会更小,因此电极加工工艺性差,
提高模具零件的制造精度具有重要意义。
加工难度大。
在模具设计时通常会将一些结构复杂、
有较深骨位或有异形的位置设计成镶件的
形式,从而可以将电火花成型加工转变为传
统切削加工,从而降低其制造难度。但有些
模貝成型部位比较特殊,不能或不宜采用镶
件的结构,这些部位加工就只能通过电火花
成型技术对其进行加工。放电成型上述部
位的电极一般较细、较高,加工制造工艺性
比较差,采用常规制造加工方法,加工精度
3D模型
很难保证。为了克服上述电极制造工艺难
处放大
题,必须从材料、机床及刀具、特别是数控编
8-R0.1
程方法上进行综合考虑,才能找到最优的加
工解决方案。
2细高电极特点分析及材料选择
图1典理细高石墨电极
《模具制造》2015年第1期
?模具制造技术
(2)材料选择。
为顺铣。然后对顶部平面进行精加工,利用
在模具制造过程中,电极最常采用的材料为红 Powermili中建立模型平面的命令,以毛坯料的方式
铜、石墨、钼等。红铜材料硬度较低,放电加工损耗建立辅助平面,平面精加工采用平行平坦面精加工策
少,但在数控铣削加工中容易变形,铜电极加工后一略,此策略相对于偏置平坦面精加工效率高,刀具选
般需要对其进行抛光处理,抛光过程中容易导致电极用圆鼻刀D6R0.5,主轴转速为16000转/min,切削进
变形。石墨材料成型工艺性好且加工中不易变形,石给率为1,500mm/min,径向余量设置为0.1mm,为了加
墨在放电加工中可以使用较大的电流和加工速度,石工出放电间隙将轴向余量设置为负余量-0.08mm,行
墨电极加工后一般不需要修整和抛光,这也减少了电距为4mm,方向为任意。顶部粗加工及顶部平面精加
极在成型后的精度误差和缩短了生产周期。通过对工的刀具路径如图2所示。
电极材料的对比分析可知,细高电极应优先选用石墨
材料。
数控铣削编程方法
数控控铣削细高石墨电极时,由于石墨材料的特
殊性质,使用通常的电极数控编程方法,即全部粗加
工后进行精加工,容易出现崩断、弹刀、起级,加工精
度无法保证等问题。在加工此类电极时,要采用先对
顶部进行粗加工及精加工,再对其它部分进行粗加工
及精加工的分区域的电极编程加工方法,这种分区域
进行加工的编程方法既能保证电极的加工精度又能
保证加工过程的稳定性。
图2加工刀具路径
在电极加工的各工序中,还要充分利用辅助面对
刀具路径进行优化,以及考虑不同进退刀方式的选择
(2)其他区域粗加工力学模型及辅助曲面的建立。
对将加工稳定性的影响。
细高电极在铣削加工中,其力学模型为悬臂梁,
(1)顶部区域开粗及平面精加工。
根据其受力特点利用其他造型软件如Pro/E或UG建
为了防止电极毛坯料全部开粗后精加工顶部平立辅助曲面对其他区域粗加工,其力学模型及辅助曲
面电极容易崩断,所以采取先对顶部进行粗加工,然面如图3所示,该辅助曲面的建立既能减少粗加工时
后建立辅助面对顶部平面进行精加工。石墨电极加的刀具磨损量,又能保证精加工时对稳定性的要求。
工一般采取高速机床进行铣削加工,主轴转速及切削
(3)其他区域粗加工及等高精加工。
进给率比较高,加工效率
高,编程时要充分利用高
切削力F
辅助曲面
速加工的优点。首先对顶
部进行铣削粗加工,利用
Powermili的毛坯料命令
建立顶部方形毛坯,为提
高开粗效率选用端铣刀
D10,主轴转速为10.000
转んmin,切削进给率为
弯矩图
剪力图
10.000
)Omm/min,
余量设置
为0.1mm,行距为7mm,下
图3细高电极在铣削加工中的力学模型及辅助曲面
切步距为1mm,切削方向
a-力学模型b辅助曲面
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《模具制造》2015年第1期