多個(gè)電極同時(shí)銑削的加工技術(shù)分析

黃銀笑

摘要：論述在數(shù)控銑削小電極零件時(shí)，為了有效利用數(shù)控機(jī)床快速加工多個(gè)電極零件，制造底板夾具固定多個(gè)毛坯進(jìn)行同時(shí)加工，講述Mastercam如何快速對(duì)相同零件的進(jìn)行編程，總結(jié)出適用于中小型企業(yè)及個(gè)體企業(yè)生產(chǎn)小批量小電極零件的方法。

關(guān)鍵詞：電極；Mastercam；同時(shí)加工；相同零件

一、引言

在模具制造中，一般需要十個(gè)甚至更多的銅電極加工，然而，普通的數(shù)控銑床是單個(gè)零件的加工，就要裝夾多次，浪費(fèi)時(shí)間。為了有效完成多個(gè)電極的加工，在這里采用特殊底板將多個(gè)電極裝夾在一起，通過Masteream進(jìn)行編程，在數(shù)控機(jī)床上完成多個(gè)電極的同時(shí)加工。對(duì)于相同零件的編程，可以使用刀具路徑下的鏡像功能，快速、準(zhǔn)確地完成編程的同時(shí)，還簡(jiǎn)化刀路。下面以某模具所需的四個(gè)電極零件為例，介紹多個(gè)電極同時(shí)銑削的方法及工藝過程。

二、電極零件分析

電極加工材料為銅，這里以某模具所需的六個(gè)電極為例，六個(gè)電極中有兩個(gè)為相同零件，即零件1和零件2各加工兩個(gè)，零件3和零件4各加工1個(gè)即可。電極零件的總體尺寸如圖（1）。

從電極零件的總體尺寸可以看出，電極零件的尺寸不大，普通數(shù)控銑床足以同時(shí)加工六個(gè)電極零件。電極加工的原理是電極凸臺(tái)通過高頻放電對(duì)模具進(jìn)行電腐蝕，所以電極的背部并不重要，因此我們可以利用這點(diǎn)對(duì)毛坯進(jìn)行裝夾，設(shè)計(jì)夾具。

三、底板夾具裝夾多個(gè)加工

使用底板夾具的目的是同時(shí)加工多個(gè)電極，避免了對(duì)多個(gè)零件的裝卸和對(duì)刀時(shí)間，從而縮短加工時(shí)間，提高效率，為企業(yè)爭(zhēng)取更多的商業(yè)價(jià)值。但是不能只為了完成此六個(gè)電極零件的加工，而制造專用夾具，這樣，成本反而提高。為了使得夾具能多次使用，或者能夠通用地使用在小尺寸的電極銑削中，夾具與零件間使用螺紋固定，螺紋通過夾具上的孔，將零件固定在工作臺(tái)，底板夾具如圖（2）所示。

底板夾具一共可以裝夾6個(gè)零件，將零件靠在固定板上進(jìn)行定位，然后用特殊螺釘通過個(gè)螺紋孔，將零件壓緊在固定板上，完成對(duì)零件的裝夾與定位。材料選用方面，一般T7鋼有一定的硬度和較高的強(qiáng)度、韌性，但熱硬性低，適用于制作夾具，能承受震動(dòng)和沖擊負(fù)荷，硬度適中時(shí)具有較大的韌性。

四、數(shù)控編程及工藝分析

多個(gè)零件加工時(shí)，編程要注意刀具路徑的移動(dòng)，不能碰到臨近的毛坯，尤其是進(jìn)刀或退刀的時(shí)候。由于毛坯底面直接接觸夾具，因此不能直接銑到Z=O的位置，在這里只銑到Z=0.2mm的位置。

1.將原點(diǎn)設(shè)置在底板表面中心

加工過程中，設(shè)置夾具的中心點(diǎn)為x軸和Y軸的原點(diǎn)，固定板上平面為z軸零點(diǎn)，這樣，專用機(jī)床加工電極零件時(shí)都不需要對(duì)x軸和Y軸的進(jìn)行對(duì)刀，更加有效利用時(shí)間，提高效率。

首先用平銑刀D25對(duì)六個(gè)零件進(jìn)行開粗，再用D10的平銑刀對(duì)零件的平面進(jìn)行精加工，對(duì)曲面和斜面進(jìn)行半精加工，最后用S6的球刀對(duì)曲面部分進(jìn)行精加工。

2.粗加工工藝及參數(shù)，以零件（1）為例

以加工效率為前提，優(yōu)先選用大刀D25開粗。走刀方式為先用曲面挖槽粗加工完成高度為10.4的開粗，再用外形銑削粗加工下面輪廓。參數(shù)如下：刀具轉(zhuǎn)速為2200drain、下刀量每刀0.5mm、進(jìn)給速度1500mm/min。挖槽粗加工銑削范圍為Z=28mm至Z=10.4mm，XY方向留精加工余量為0.1mm，采用雙向切削，刀具位置設(shè)置在切削范圍中，并從外圍下刀；外形銑削粗加工銑削范圍為Z=10.4mm至Z=0.2mm，銑去多余材料，XY方向留精加工余量為0.4mm。

3.快速對(duì)相同零件編程，以與零件（1）相同的零件（5）開粗為例

在與零件（1）相對(duì)于Y軸對(duì)稱的位置上放置著相同零件的零件（5）需進(jìn)行編程加工，可以使用Masteream刀具路徑下的鏡射功能。步驟如下：刀具路徑一下一頁一路徑轉(zhuǎn)換，彈出“轉(zhuǎn)換操作之參數(shù)設(shè)定”的對(duì)話框，將需要進(jìn)行鏡射操作的刀具路徑選上，及編號(hào)為1和2的路徑，在左側(cè)選中鏡射功能，選中鏡射頁面，進(jìn)入鏡射頁面的設(shè)置，在“鏡射的方法”下，選中“Y軸”，最后確定，完成相同零件的開粗。

從“轉(zhuǎn)換操作之參數(shù)設(shè)定”對(duì)話框可以看出，刀具路徑除了可以“鏡射”外，還有“平移”和“旋轉(zhuǎn)”功能，選取那種功能就取決于相同零件的放置位置。有效地使用這三種功能，能快速地對(duì)相同零件或同一零件的相同部位進(jìn)行編程，有效縮短編程時(shí)間。

4.精加工工藝及參數(shù)

（1）用D10的平刀對(duì)平面進(jìn)行精加工，對(duì)曲面和斜面進(jìn)行半精加工。

以零件（1）為例，頂面使用曲面挖槽精加工，斜面和曲面使用等高外形進(jìn)行半精加工，垂直表面使用外形銑削進(jìn)行精加工，參數(shù)如下：刀具轉(zhuǎn)速為3000r/min、下刀量每刀0.2mm、進(jìn)給速度500mm/min、下刀速度300mm/min，走刀方式為曲面挖槽時(shí)，不用設(shè)置偵測(cè)平面，采用雙向切削，刀具位置設(shè)置在切削范圍中，并從外圍下刀；走刀方式為等高外形時(shí)，要選上“切削順序最佳化”和“減少插刀情況”；走刀方式為外形銑削時(shí)，設(shè)置平面多次銑削，層深為10mm，間距為0.1地精加工。

（2）用直徑為6的球刀對(duì)曲面進(jìn)行精加工

同樣以零件（1）為例，使用平行銑削對(duì)曲面進(jìn)行精加工。參數(shù)如下：刀具轉(zhuǎn)速為4000r/min、進(jìn)給速度1200mm/min、下刀速度500mm/min、最大切削間距為0.12mm，加工角度為135，采用雙向切削，刀具位置設(shè)置在切削范圍中。

精加工和半精加工中，相同零件同樣使用鏡射功能進(jìn)行快速編程。

五、結(jié)語

在模具加工中，電極的加工十分關(guān)鍵。本文主要介紹使用底板夾具同時(shí)銑削多個(gè)電極的方法，同時(shí)介紹用“路徑轉(zhuǎn)換”功能對(duì)相同工件進(jìn)行快速編程，縮短編程時(shí)間，為企業(yè)爭(zhēng)取更大的效益。