0 引 言
模具上窄槽( 非貫通) 、深骨位、細小特征等難以直接加工到位的地方一般要拆鑲件或需放電加工,不 宜拆鑲件的部位就需要放電加工,進行放電加工就需 要制作電極( 銅公) 。電極常用材料一般有銅和石墨兩種,因銅電極放電效率較低,銅質地較軟,薄片電極 在加工時容易變形等,石墨電極因其本身所具有的優 良性能在模具放電加工中獲得了廣泛應用,但因石墨 本身所具有的特性( 如非均質、脆性大等) ,薄片石墨電極在加工中易出現的斷裂、崩角、刀具磨損嚴重等問題亟待解決。
1 薄片石墨電極加工難點分析
1.1 石墨電極優點
與銅電極相比,石墨電極具有放電效率高、損耗小、重量輕、切削容易等優點在模具行業獲得了越來越廣泛的應用,且很多時候為保證產品外觀質量,需拆整體電極,而整體電極存在各種隱性清角,利用石墨的易修整性,可大大減少了電極數量,提升放電效率[1]。
1.2 薄片石墨電極加工難點
相比于薄片銅電極,薄片石墨電極具有較高的硬度,加工不易變形,但因為石墨脆性大,結構不均勻, 加工時極易發生斷裂、崩角; 石墨硬度高,刀柄較長容易出現彈刀、刀具易磨損加劇等問題[2]。常見薄片 石墨電極結構如圖 1 所示。
2 影響薄片石墨電極加工質量因素分析
2.1 石墨特性
石墨電極坯料是由顆粒在一定壓力下壓制成型的,這就造成了其結構的不均勻、多孔性,再加上石墨比較脆,導致切削加工中容易出現崩角、斷裂。為減少石墨本身特性對加工影響,優先采用西格里、東洋碳素等國際品牌的坯料,國產石墨普遍顆粒大、結構疏松、難以制作高質量的薄片電極,多用于粗公。
2.2 刀具因素
薄片電極由于其結構的特殊性,小的振動、沖擊都可能導致加工失敗。因此,薄片電極加工切削力要 盡可能小、盡可能保持切削力穩定、減小切削沖擊,刀 具選用不合理、刀具磨損均會引起切削力變化,產生切削沖擊。
2.3 編程策略
采用合理的編程策略、減小切削力及切削力變化 引起的沖擊、振動,提高加工過程穩定性是獲得高質量薄片電極的關鍵因素之一。如粗加工預留較大的加工余量,補強薄片電極剛性和強度,精加工一次走刀完成切削可降低斷裂的風險; 先加工薄片電極頂面再加工側面,可提高頂部強度,避免頂面加工時加工崩角現象等[3]。
2.4 切削參數選用
合理的加工參數對薄片電極加工質量、刀具耐用 度等有重要影響。切削力的影響因素非常多,切削方 式、切削參數( 切削速度、進給速度、切削深度等) 對切削力大小、切削穩定性有顯著影響。選擇合理加工 參數,減小切入、切出時切削力變化導致的振動、沖擊 可減少薄片電極崩角、斷裂的發生,刀具切入切出刀應盡量采用沿輪廓的切向或斜向切入方式,減小切削 力變化引起的振動、沖擊。
2.5 機 床
高速銑削與常規銑削相比,效率提升 30% 以上,切削力下降 30%以上,刀具壽命提高了 70%,切削振動幾乎消失[4]。采用高速機進行加工、機床主軸精 度高、振動小、切削力小、表面質量好、熱變形小、可有效減少因切削沖擊、表面凹坑導致的折斷、崩角現象。
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