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加工中心/FMS |
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提高铣削加工石墨电极的效率 |
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newmaker |
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目前，对于淬硬钢材材质的工件加工，高速加工中心得到了越来越多的应用。于是，在模具EDM加工领域，有些人认为，采用石墨电极放电加工的方法已经过时了，其实不然。在高速加工中，尤其是在铣削加工淬硬钢材的各种型腔或复杂的三维外形时，径向跳动误差和刀具的偏差会导致刀具的断裂，从而造成加工中断，并且影响最终的加工质量。此外，在加工时间上，对于淬硬钢材的加工所消耗的时间要远远大于铣削加工石墨电极所需的时间。因此，提高铣削加工石墨电极的效率，对于模具制造企业来说，仍然占有十分重要的地位。
高速铣削加工石墨电极的基础
在加工石墨材质的零件时，“高速”是制造企业追求的永恒目标，而主轴转速可以达到30000～60000r/min的高速加工中心可以提供极高的进给速度。
图1：在石墨电极上加工圆形薄壁，需要采用微型刀具，这需要极高的主轴转速
在这些高速加工中心上，用于驱动主轴的电机体积较小、重量较轻，因此其产生的切削力也比较低，从而降低了刀具在加工中断裂的可能性。
1.主轴
为了有效地加工出优质的零件，避免刀具在生产过程中断裂，所使用的刀具越小，其所需要的主轴速度也就越高。当使用微型刀具铣削、钻削和雕刻石墨电极时，采用60000r/min以下转速范围的高频主轴比较理想。高速加工技术采用极高的转速、较小的步距，但却大幅度地提高了进给速度。
由于运动速度非常快，加工中产生的热量没有足够的时间传导到零件之中，因此也不会因为受热而产生精度不稳定等问题。
2.几何形状
用于铣削加工电极的刀具的几何形状对加工的质量和效率起着一个关键的作用。普通的CNC机床不可能通过改造而变成可有效使用微型刀具的机床，同样，普通的刀具几何形状（对于大型刀具而言）也不可能按比例缩小成微型刀具。因为，即使将较大直径的刀具按比例缩小成较小的刀具，那么它也无法承受加工中较高的进给速度，而且也不可能达到令人满意的表面粗糙度。
3.刀具的磨损
高转速加工条件下，要求刀具必须具有很好的动平衡性能，并具有较大的切屑空间以保证适当地排除切屑。刀具的磨损依旧是制造者所关注的问题。使用专用刀具涂层是防止过度磨损的一种有力武器。如TiAlN涂层、AlCrN涂层，对研磨性材料加工也显示出很高的效率。
图2：石墨工件周围的气缸及安装在这台高速机床上的主轴可产生涡流式气流，
使石墨粉尘保持不断地运动
注意事项
1.防尘
由于石墨是一种易于磨损的材料，因此保护环境防止石墨粉尘飞溅是极为重要的。在求购石墨加工机床时，应考虑以下几点：
（1）机床应具有密封保护的线性导轨，滚珠丝杠应具有正压气流防尘特性，防止研磨性材料进入高速加工中心的运动部件。
（2）所有的运动控制电子元件和电机应采用密封防护罩保护，防止机床控制系统受到污染。
（3）应配有全套密封防护装置，与安全锁配套使用，并与一个吸尘气流系统连接。这套加工系统对加工石墨、玻璃纤维复合材料、陶瓷或任何研磨性一类的材料都非常理想。
图3：石墨铣床
2.刀具长度的测量
先进的机床还应具备另一个特点：这一机床应有利于石墨的铣削加工，其刀具的长度可以因刀具的磨损而得到补偿。这一刀具传感器替代系统由3个独立而联合工作的元件组成：
（1）换刀装置。换刀装置实际上是一个托架或一个托盘，上面放置有备用刀具的空间和放置断裂刀具的空置插座。机床操作员可将托架和备用刀具储存在一起，如果当夜间无灯光作业或无人化生产操作时刀具发生断裂，可以马上提供这些备用刀具。
（2）刀具检测仪。刀具检测仪是一个可测量刀具长度的机械式传感器。实际上，这一仪器可首先应用于刀具磨损或发生断裂情况时的检测。
（3）软件。软件是一个宏程序，在执行许多行的代码以后，可设置对运行刀具进行检查。例如，一个刀具检查的宏程序可在执行每500行代码以后开始检查。这种检查称为“假定”式声明，即将刀具的实际测量值与系统内的标准测量值相比较，如果小于标准测量值，则更换刀具。
结语
对于淬硬钢材进行一步到位的高速铣削加工，高速加工中心的技术已经发展到了很高的水平。从而为石墨电极的铣削加工提供了必要的工作效率和加工质量。在模具制造业中，这一工艺是非常有发展前途的，相信在未来一个时期内，这一工艺很可能成为这个行业的中流砥柱。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(11/14/2008) |
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