提高石墨电极铣削加工效率

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1、提高石墨电极铳削加工效率高速在技术上的发展为提高石墨电极的铳削加工效率和牛•产质量奠定了基础，特别是对形状复杂和具有薄壁特性的小型电极的铳削加工。在加工中使用的石墨电极,需要釆用高速加工中心(HSM)来对其铳削加工,因此对HSM机床的需求也在不断地增长。但是，有一段吋间由于在硬质钢材加工方面的技术发展，似乎有可能使石黑电极成为一项过时的技术。然而，有很多因素决定需要继续生产石黑电极，因此高速加工已成为模具制造业屮的一个关键牛产工艺。与石墨电极铳削加工所需的时间相比，高刚性便质钢材的加工仍盂要更长

2、的时间。在硬质钢材上锥削加工模具的1叫穴、型腔和复朵的3D型面吋，径向跳动误差和的偏差往往会导致刀具断裂。当刀具断裂时，不但会中止钢材的继续加工，而R还会影响产品的质量，导致零件的报废和材料的浪费。从可以预见的未来考虑，石墨电极将会占据极高的地位，凡是采用效率故高的设备加工石墨电极的模具制造商，将会坚持不懈，扩人与那些决心使用硬质钢材加工的制造商之间的竞争差距。微型刀具的基础就石墨电极而言，对其最有魔力的一个词就是“高速〃。高速加工中心的主轴转速可达30000〜60000r/min,并能加快进给

3、速度，以缩短加工周期，提高表血以及边缘的质量。驱动这类主轴所需的电机都比较小，而口较轻，这有利于降低切削力度和减少刀具断裂。这一点是十分关键的，因为许多电极比较复杂，它们的生产会涉及到小型、易断裂的微型刀具。(1)主轴刀具越小，所需的主轴速度越高，只有这样才能提高零件的加工质量，避免刀具断裂。对于转速高达60000r/min的高频主轴而言，采用微型刀具铳削、钻削和雕刻石墨电极最为理想。高速加工技术就是采用特高的转速、较小的跨距,以及大幅度提高的进给率。当你将手从燃烧着的蜡烛火焰上掠过时，如果移动

4、的速度很慢，火焰就会有足够的时间烧伤你的手。但如果手很快地掠过火焰，那么火焰就没有足够的时间灼伤皮肤。采用微型刀具的高速加工原理也与此相同。移动太快，热量就没有足够的时间传导到零件内，造成一些问题。采用很小的微型刀具加工石墨或其他材料，实际上不是一件简单容易的事情，尤其是在一台普通的的40锥度主轴上，很难找到能够夹持这么小刀具的夹头。因为这种主轴是专门为夹持3英寸(1英寸=25.4mm)飞刀而设计的，用于高密度基质材料的深度切削。因此，其扭力很人，很容易使小型刀具断裂，而且效率不高、费用很人。在

5、这种情况下，操作人员可以选用的惟一方法是降低转速和进给率，便机床处缓慢的工作状态，这样势必功效很低其加工周期之长是让人无法接受的。如果以更加形象的方式比喻，这好比是一辆半动力卡车与一辆赛车之间的关系。在现实屮，这两者是无法相比的。因为卡车的设计是需要动力和力虽来拖拉运输大虽的货物,而赛车的设计是盂要速度和机动灵活性。实质上，凡是表示其普通数控机床能够使用微型刀具的机床制造商，就好像汽车制造商那样，将阻流板安装在SUV车型上并喷上赛车条纹，然后声称它也具有保时捷汽车同样的质量。事实上，在SUV车型

6、上安装阻流板和喷上赛车条纹后，并不能将其当作赛车使用那样，也不能将一根翻新的高速主轴安装到普通的机床上，希望其能成为可以使用微型刀具的高速加工机床。（2）儿何形状如同普通的数控机床一样，不可能翻修成为可以有效使用微型刀具的机床，普通刀具（人型刀具）的儿何形状也不可能按比例缩小成微型刀具。用于铳削加工电极的刀具，其儿何形状对加工电极的质虽:和效率起着非常关键的作用。按比例缩小大型刀具的几何形状而制成的小格式刀具，其进给速度和加工的表面质量是无法让人满意的。当刀具的直径缩小，并且主轴的速度降低吋，对

7、刀具的要求也发生了变化。使用镶刀片的普通刀具不适合作为微型刀具。这主要是因为其高转速，而不是刀具的直径。（3）刀具的磨损增加转速需要适当地平衡刀具，以人幅度提高切削的空间，保证切屑能够很好的排除。在铳削加工石墨时，刀具的儿何形状冇利于提高生产效率和产品质屋。但由于这种材料的固冇研擀特性，因此刀具的磨损仍然是一个令人关注的问题。专用涂层是保护刀具过度磨损的有力武器。可以考虑使用的涂层有金刚砂涂层、钢材加工中使用的氮化钛铝合金涂层（TiAIN）,以及氮化铝珞合金涂层（AICrN）。一般用于高硕度铝材

8、（如铸铝或砂铸铝）的加工，总Z这种涂层对加工英他研磨性基质材料（如玻璃纤维）显示出了很好的优势。系统性能的考虑（1）防尘措施由于石墨是一种研磨性材料，因此对数控机床加工件的保护，使其免受石墨粉尘的侵害是极为重要的。有些机床制造商硏发一种解决方案，它可以满足这些特殊应用的需要。在高速上，有一个气缸围绕在石黑工件和主轴周围，从这里能吹出-股螺旋式气流（或涡流），能使灰尘保持运动状态，使其没有沉降的机会，从而达到吸尘的目的。石墨加工机床应满足以下要求：①线性导轨和滚珠丝杠应采用正压气流保护，防止高速加