如何提高石墨电极铣削效率

高速加工中心的需求持续增长，用于模切电火花加工石墨电极的铣削。有一段时间，淬火钢加工技术的进步似乎会让石墨电极过时;然而，有一些因素继续制造电极，因此高速加工，这是模具制造的关键过程。bet188娱乐城

具体来说，与刚性硬化钢相关的加工时间仍然明显长于铣削石墨电极所需的时间。在淬硬钢中铣削口袋、空腔或复杂的三维地形时，跳动和刀具偏转往往会导致刀具断裂。当刀具断裂时，不仅会中断钢的加工，还会影响质量，导致零件报废和材料浪费。

因此，在可预见的未来，石墨电极将占据主导地位，而那些使用最高效设备加工电极的模具制造商将扩大他们与那些使用硬化钢材的制造商之间的竞争差距。bet188娱乐城

微加工基础:挑战和解决方案

石墨的神奇之处在于高速。高速加工中心具有30000 - 60000转/分的主轴，能够加速进给，以减少周期时间，提高表面光洁度，以及边缘质量。运行这些主轴所需的电机更小，更轻，这导致更低的切削力和减少刀具破损。这是非常关键的，因为许多电极都是复杂的，它们的生产涉及到小而脆弱的微工具。

主轴
刀具越小，主轴转速越高，才能有效地加工高质量零件，避免刀具断裂。高频主轴的转速范围可达60000转/分，是使用微型工具铣削，钻孔和雕刻石墨电极的理想选择。高速加工技术使用高转速，采取较小的步进，但进给量显著增加。

在燃烧的蜡烛的火焰中移动你的手。如果你移动得太慢，火焰就有足够的时间造成伤害。但如果你的手迅速地扫过火焰，火焰就没有足够的时间伤害你的皮肤。同样的原理也适用于微工装的高速加工。移动速度快，热量就没有足够的时间反馈到零件中并引起问题。

在石墨或几乎任何其他材料上使用小型微型工具都不像在传统数控机床上找到一个适配器来固定40锥度主轴上的微型工具那么容易。因为主轴是为大型工具设计的，比如三英寸的飞切刀，目的是在密集的基材上挖出深深的切口。因此，它有如此大的扭矩和力，只会破坏小工具，这既低效，从长远来看成本也很高。

在这种情况下，作业者唯一的选择就是降低转速，将进料速率降至爬行速度，这也不是有效的，因为这会导致不可接受的循环时间。一个生动的，也许是滑稽的类比是半动力皮卡和跑车。现实情况是，你不会比较这两者，甚至不会考虑让它们与另一个竞争。为什么?因为卡车被设计成具有牵引巨大物体的动力和力量，而跑车则被设计成具有速度和机动性。从本质上讲，传统的CNC制造商吹捧运行微型工具的能力，就像汽车制造商在一辆笨重的SUV上安装了扰流板和赛车条纹，并声称它现在拥有与保时捷相同的品质。好吧，就像你不能在SUV上安装扰流板和赛车条纹，并期望它像跑车一样运行，你不能在笨重的传统机器上改装高速主轴，并期望它能有效地完成微模具的高速加工。

几何
就像传统cnc无法改造以有效运行微工具一样，传统的模具几何形状(用于较大的工具)也不能用于微工具。用于加工电极的模具的几何形状对质量和效率都起着关键作用。将大直径刀具的几何尺寸缩小到较小的格式会产生不可接受的进给量和不令人满意的精加工。

刀具直径减小，主轴转速增大，对工装的要求也随之改变。使用刀片的传统模具不适合微模具应用。这主要是由于高转速，而不是刀具直径。

刀具磨损
增加转速需要适当平衡的工具，显著增加切屑空间，以确保适当的切屑去除。虽然在铣削石墨时，几何形状可以帮助提高质量和效率，但由于这种材料固有的研磨性质，工具磨损仍然是一个问题。专用工具涂层可以成为对抗过度磨损的武器。可以考虑的一些涂层是金刚石涂层，氮化钛铝涂层(TiAIN)，通常用于钢的应用，最后是氮化铝铬涂层(AlCrN)，通常用于非常硬的铝(如铸铝或砂铸铝)，但在玻璃纤维等其他研磨基材上已显示出有效性。

系统特性考虑

灰尘保护
由于石墨是这样一种研磨材料，保护CNC的工作部件免受石墨粉尘的影响是极其重要的。一些机床制造商已经开发了满足这些特定应用需求的交钥匙解决方案1。

寻找具有以下特点的石墨机:

• 带盖的直线导轨和正气流滚珠丝杠，以阻止磨料进入高速加工中心的运动力学。
• 所有运动控制电子和电机的密封外壳，以防止机器控制系统的污染。
• 一种完整的外壳，配有安全锁，连接到用于除尘的气流系统。该加工系统是加工材料如石墨，玻璃纤维复合材料，陶瓷或任何研磨材料的理想选择。

刀具长度测量
在先进的机器上寻找的另一个特性是刀具长度测量，可以补偿刀具磨损，这对石墨铣削是有益的。该工具传感器/更换系统由三个独立的组件组成:

1. 换刀装置
   换工具架是一个架子或托盘，上面有放置备用工具的空间，也有放置坏工具的空插座。机器操作人员可以在机架上储存备用工具，以便在熄灯或无人值守操作期间工具损坏时有一个现成的供应。
2. 工具检查
   刀具检测器是一种测量刀具长度的机械传感器。这是一种仪器，它可以在第一时间检测到磨损或损坏的工具。
3. 软件
   该软件是一个宏程序，可以设置为在执行许多行代码后运行工具检查。例如，工具检查宏可以在每500行代码之后启动一次检查。这被称为if/then语句，换句话说，“测量这个工具;如果长度小于所列参数，则更换工具。”

阅读:微细电火花电极的高效加工

总结

因此，随着加工中心逐渐向有效铣削淬火钢的最终目标迈进，高速加工中心的技术进步在提供铣削石墨电极所需的效率和质量方面处于领先地位。这一过程在模具制造中是有用的，并可能在一段时间内成为该行业的支柱bet188娱乐城。

参考文献
1 Datron动力公司(米尔福德，新罕布什尔州)