汽車塑件注塑模具的石墨電極數(shù)控加工工藝

呂偉峰

注塑模具在汽車工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，社會對其質(zhì)量的要求也越來越高，電火花是模具制造過程中使用較為普遍的一種加工方式。本文主要介紹了石墨電極的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對其加工工藝進(jìn)行簡要的分析，還包括數(shù)控加工的工藝整理，通過石墨電極數(shù)控加工過程中遇到的問題進(jìn)行合理的解析，對應(yīng)用到的加工技術(shù)從措施和路線兩個方面進(jìn)行詮釋，解決石墨電極數(shù)控加工過程中出現(xiàn)的問題。

現(xiàn)階段的科技水平在各個領(lǐng)域的強(qiáng)力推動下發(fā)展速度越來越快，各種模具的開發(fā)質(zhì)量得到了顯著的增強(qiáng)，而在新形勢下社會對模具的制作提出了新的要求。電火花加工在汽車塑件注塑模具的制作中發(fā)揮著巨大的作用，其比較使用于一些形狀在生活中難以見到的一些工藝。石墨由于其自身損耗小、質(zhì)量較輕、切削性能好等優(yōu)點(diǎn)，代替銅成為了電極的主要材料，在數(shù)控加工工藝中占據(jù)了極其重要的地位。

一、根據(jù)電極的特點(diǎn)選擇合適的材料

注塑是工業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)過程中造型的一種手段，在產(chǎn)品中較為常用的注塑一般有兩種：塑料注塑以及橡膠注塑。注塑的方法也分為兩種：壓鑄法以及成型模壓法。塑件注塑是生產(chǎn)塑料制品的一種有效手段，現(xiàn)階段應(yīng)用頻率最為廣泛的材料是聚苯乙烯。主要的步驟為：第一步，首先將熔融狀態(tài)下的塑料壓入提前制作好的塑料制品模具里面，第二步，將其冷卻然后可以支撐各種各樣的塑料部件。

電極的種類比較多，在不同的電極使用方向上其各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可能存在較大的差別，為了使電極在使用過程中能夠符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)以及要求，可以通過電極結(jié)構(gòu)的方法對電極進(jìn)行統(tǒng)一。電火花加工在模具的制作中應(yīng)用極其普遍。一般模具廠加工出來的曲面薄壁電極有以下幾個特點(diǎn)：第一，電極的高度數(shù)值一般比較大，最高可達(dá)70毫米；第二，電極薄片的厚度多為1毫米；第三，電極的頂部一般為曲線，在加工時(shí)需要用到球形刀進(jìn)行處理。這種曲面薄壁電極在加工時(shí)比較容易完成，但是值得注意的是其頂部的厚度只有1毫米，在電極中屬于較為特殊的薄片類。如果對其薄片的厚度的重視程度不夠的話則較容易引起較為嚴(yán)重的后果。從另一方面考慮如果使用銅材料當(dāng)作電極的材料的話，在加工過程中比較容易引起嚴(yán)重的形變，并且在加工的精度方面也容易出現(xiàn)較大的失誤，同時(shí)加工所消耗的時(shí)間比較長，耗費(fèi)的加工經(jīng)費(fèi)也比較高。不同的電極材料有著不同的特點(diǎn)和用途，在實(shí)際操作中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的電極材料。

二、電極數(shù)控加工步驟以及數(shù)銑加工的注意事項(xiàng)

從一般的電極數(shù)控加工的流程可以得出，其主要的操作步驟包括對整體電極進(jìn)行組加工；對其頂面進(jìn)行半精加工到精加工；對短側(cè)面以及長側(cè)面進(jìn)行半精加工和精加工；對基準(zhǔn)的水平面以及基準(zhǔn)的外框進(jìn)行精加工。加工流程的每個環(huán)節(jié)都需要根據(jù)實(shí)際情況對其做出詳細(xì)的規(guī)劃，而且必須提高對石墨電極的薄片部分的重視程度，在加工時(shí)注意不能使其崩斷。

在數(shù)銑的加工過程中極易產(chǎn)生石墨電極崩角的現(xiàn)象，為了避免這種情況的發(fā)生對工藝措施進(jìn)行了如下的改進(jìn)：第一點(diǎn)，在電極的加工步驟實(shí)施前需要將其在煤油中放置一段時(shí)間；第二點(diǎn)，加工過程中的刀具必須有良好的耐磨性；第三點(diǎn)，采用從上而下的加工手段；第四點(diǎn)，在使用耐磨性能良好的刀具進(jìn)行切削的時(shí)候，要適當(dāng)?shù)臏p輕其切入量第五電，對兩端進(jìn)行加工時(shí)速度應(yīng)該越來越慢；第六點(diǎn)，保證加工的順序是從彎曲部分到側(cè)面的精加工。

三、制定工藝的方案

針對粗銑電極的型面。在對石墨電極制品部進(jìn)行粗加工的處理過程中，應(yīng)該注意留量不能過小，而且應(yīng)該取消制品部的半精加工環(huán)節(jié)來保證加工區(qū)域的強(qiáng)度不會太弱，這才不會因?yàn)樵谶M(jìn)行半精加工的環(huán)節(jié)之后精加工的余量不夠要求，造成即將加工區(qū)域的輕度不符合要求，導(dǎo)致其寬度不夠進(jìn)而斷裂。在加工過程中對刀后的第一個步驟用專業(yè)的偏置加工方法對薄片周圍的材料進(jìn)行清理操作，加工的刀具可以使用較為先進(jìn)的圓鼻刀，進(jìn)行粗加工環(huán)節(jié)的圓鼻刀轉(zhuǎn)速可以為8000轉(zhuǎn)每分鐘，對每一層進(jìn)行削切的深度可以保持在1.50毫米左右，外部形狀的一邊余量可以保持在0.6毫米左右。位于下面的底座可以作為電火花加工時(shí)的中央分割線，當(dāng)中任意一個斜角可以觀測出電極加工模具的具體方向。

針對精銑電極的頂面。針對電極的頂面以及側(cè)面的加工過程中，其形狀方向與受到的力的方向一般為90°，這種情況下電極就會較為容易出現(xiàn)斷裂的情況，因此必須先加工頂部的成型面和端面，在兩者加工完成后才能對側(cè)面進(jìn)行精加工。這種加工順序可以達(dá)到兩個目標(biāo)：第一點(diǎn)是在對側(cè)面進(jìn)行精加工之前電極的厚度比較符合標(biāo)準(zhǔn)，再加上其比較高的強(qiáng)度就：會防止在側(cè)面加工前斷裂；第二點(diǎn)是如果真的出現(xiàn)崩角的情況，崩角產(chǎn)生的位置一般也只是在邊緣部分，然后通過對側(cè)面進(jìn)行精加工的環(huán)節(jié)可以處理掉，在最后加工完成的時(shí)期不會留下崩角的痕跡。一般針對將要成型的模具上邊的槽必須用到兩個電極，第一個是粗公電極余量為0.25毫米，第二個是精公電極余量為0.07毫米。在加工過程中使用曲面的精加工手段，然后主軸的轉(zhuǎn)速范圍可以控制到13500轉(zhuǎn)每分鐘，這樣才可以以更加合適的加工手段對其電極進(jìn)行處理，能夠在較大程度上減小電極加工投入的資金。

針對精銑立側(cè)面。針對數(shù)銑立側(cè)面進(jìn)行加工可以采取先進(jìn)行曲面精加工然后對薄壁進(jìn)行精加工的操作步驟。在切削的過程中可以使用環(huán)繞的手段，這種手段的優(yōu)勢在于能夠保證切削時(shí)的受力面積比較均勻，同時(shí)還能保證較高的受力強(qiáng)度，對電極的加工能夠起到良好的促進(jìn)作用。對于立側(cè)面應(yīng)該使用圓鼻刀進(jìn)行削切，主軸轉(zhuǎn)動的速度一般為每分鐘3000轉(zhuǎn)，進(jìn)給的速度大約為每分鐘3500毫米，然后對同一高度進(jìn)行同時(shí)加工，在抬刀的選項(xiàng)中以不抬刀為基準(zhǔn)，由于在前面的操作中可以肯定下刀的位置肯定是安全的，這種情況就可以在抬刀的選項(xiàng)上放松，能夠減短整個系統(tǒng)流程的運(yùn)行時(shí)間，并且在一定程度上增加了電極加工的效率。

用石墨代替銅能夠在質(zhì)量、切削性、損耗、成型速度等方面做到較大的改進(jìn)，但是其容易破碎和崩斷的缺點(diǎn)對數(shù)控加工帶來了較大的阻礙，在數(shù)銑加工前一定要注意要在沒有中浸潤，并且采用順銑的方法進(jìn)行加工，在對彎曲部分的加工完成后再對側(cè)面進(jìn)行細(xì)加工。針對不同電極進(jìn)行不同程度的加工處理，并且在特殊電極時(shí)會用到特殊的加工方法，能夠大幅度地增大加工時(shí)的效率。