提高銑削加工石墨電極的效率

目前，對于淬硬鋼材材質(zhì)的工件加工，高速加工中心得到了越來越多的應用。于是，在模具EDM加工領域，有些人認為，采用石墨電極放電加工的方法已經(jīng)過時了，其實不然。在高速加工中，尤其是在銑削加工淬硬鋼材的各種型腔或復雜的三維外形時，徑向跳動誤差和刀具的偏差會導致刀具的斷裂，從而造成加工中斷，并且影響最終的加工質(zhì)量。此外，在加工時間上，對于淬硬鋼材的加工所消耗的時間要遠遠大于銑削加工石墨電極所需的時間。因此，提高銑削加工石墨電極的效率，對于模具制造企業(yè)來說，仍然占有十分重要的地位。
高速銑削加工石墨電極的基礎
    在加工石墨材質(zhì)的零件時，“高速”是制造企業(yè)追求的永恒目標，而主軸轉(zhuǎn)速可以達到30000～60000r/min的高速加工中心可以提供極高的進給速度。
    在這些高速加工中心上，用于驅(qū)動主軸的電機體積較小、重量較輕，因此其產(chǎn)生的切削力也比較低，從而降低了刀具在加工中斷裂的可能性。
1.主軸
    為了有效地加工出優(yōu)質(zhì)的零件，避免刀具在生產(chǎn)過程中斷裂，所使用的刀具越小，其所需要的主軸速度也就越高。當使用微型刀具銑削、鉆削和雕刻石墨電極時，采用60000r/min以下轉(zhuǎn)速范圍的高頻主軸比較理想。高速加工技術采用極高的轉(zhuǎn)速、較小的步距，但卻大幅度地提高了進給速度。
    由于運動速度非�？欤�加工中產(chǎn)生的熱量沒有足夠的時間傳導到零件之中，因此也不會因為受熱而產(chǎn)生精度不穩(wěn)定等問題。
2.幾何形狀
   用于銑削加工電極的刀具的幾何形狀對加工的質(zhì)量和效率起著一個關鍵的作用。普通的CNC機床不可能通過改造而變成可有效使用微型刀具的機床，同樣，普通的刀具幾何形狀（對于大型刀具而言）也不可能按比例縮小成微型刀具。因為，即使將較大直徑的刀具按比例縮小成較小的刀具，那么它也無法承受加工中較高的進給速度，而且也不可能達到令人滿意的表面粗糙度。
3.刀具的磨損
    高轉(zhuǎn)速加工條件下，要求刀具必須具有很好的動平衡性能，并具有較大的切屑空間以保證適當?shù)嘏懦�切屑。刀具的磨損依舊是制造者所關注的問題。使用專用刀具涂層是防止過度磨損的一種有力武器。如TiAlN涂層、AlCrN涂層，對研磨性材料加工也顯示出很高的效率。
注意事項
1.防塵
由于石墨是一種易于磨損的材料，因此保護環(huán)境防止石墨粉塵飛濺是極為重要的。在求購石墨加工機床時，應考慮以下幾點：
（1）機床應具有密封保護的線性導軌，滾珠絲杠應具有正壓氣流防塵特性，防止研磨性材料進入高速加工中心的運動部件。
（2）所有的運動控制電子元件和電機應采用密封防護罩保護，防止機床控制系統(tǒng)受到污染。
（3）應配有全套密封防護裝置，與安全鎖配套使用，并與一個吸塵氣流系統(tǒng)連接。這套加工系統(tǒng)對加工石墨、玻璃纖維復合材料、陶瓷或任何研磨性一類的材料都非常理想。
2.刀具長度的測量
    先進的機床還應具備另一個特點：這一機床應有利于石墨的銑削加工，其刀具的長度可以因刀具的磨損而得到補償。這一刀具傳感器替代系統(tǒng)由3個獨立而聯(lián)合工作的元件組成：
（1）換刀裝置。換刀裝置實際上是一個托架或一個托盤，上面放置有備用刀具的空間和放置斷裂刀具的空置插座。機床操作員可將托架和備用刀具儲存在一起，如果當夜間無燈光作業(yè)或無人化生產(chǎn)操作時刀具發(fā)生斷裂，可以馬上提供這些備用刀具。
（2）刀具檢測儀。刀具檢測儀是一個可測量刀具長度的機械式傳感器。實際上，這一儀器可首先應用于刀具磨損或發(fā)生斷裂情況時的檢測。
（3）軟件。軟件是一個宏程序，在執(zhí)行許多行的代碼以后，可設置對運行刀具進行檢查。例如，一個刀具檢查的宏程序可在執(zhí)行每500行代碼以后開始檢查。這種檢查稱為“假定”式聲明，即將刀具的實際測量值與系統(tǒng)內(nèi)的標準測量值相比較，如果小于標準測量值，則更換刀具。
結語
    對于淬硬鋼材進行一步到位的高速銑削加工，高速加工中心的技術已經(jīng)發(fā)展到了很高的水平。從而為石墨電極的銑削加工提供了必要的工作效率和加工質(zhì)量。在模具制造業(yè)中，這一工藝是非常有發(fā)展前途的，相信在未來一個時期內(nèi)，這一工藝很可能成為這個行業(yè)的中流砥柱。