高性能石墨电极加工

今天,它是流行的讨论消除电极硬刻模。而淬火钢的加工过程确实拥有先进的突飞猛进,生产的电极(石墨或铜),并将继续生产模具的关键流程。bet188娱乐城

相对于硬模加工,石墨铣是一个更健壮的过程。石墨的性质意味着它更宽容的“牛肉干”机器动作,工具跳动和其他过程比硬模加工缺陷。这些不足还会影响石墨质量的一部分,但可能不会导致这个过程停止由于破碎的工具。此外,石墨电极加工时间远远小于等效淬硬钢零件。考虑电极和淬火钢部分所示图1和图2。图1中的电极加工在不到一小时的最大扇贝高度的20/1000000英寸和总表面偏差要求< 0.0004英寸。

相当于(男性)形式需要将近4个小时在52 HRc钢铁机器,而女性形式需要钢铁pre-hardened将近10个小时。女性的形式需要更长的时间,因为小直径长扩展的工具,必须达到每个圆柱的底部圆角半径口袋(圆柱形的老板在男性形式)。这严重地限制降低进料速度,防止刀具破损。硬钢部分导致一块完成,不需要手工抛光。但是一旦电极加工,它可以使用在EDM伸卡球用最少的监督。它标志着一个重大的好处在加工硬化钢。

硬钢加工和石墨的生产都有相对的优点和特性。后与生产相关的挑战高精度石墨电极在及时和有效的方式讨论的话题。

刀具的需求

石墨是一种高耐磨材料,往往会迅速磨损刀具。加工石墨时遇到的最大的困难之一是刀具磨损机器所需的时间内可以达到不可接受的水平一个多功能电极。因此,先进的工具涂料生产石墨组件时提供了一个重要的优势。

TiAIN或金刚石层面工具,强烈建议为紧公差生产石墨组件,因为它有助于减少磨损和维护部分的准确性。不加涂层的硬质合金工具可以使用,但最受限制的粗加工和半精加工,当刀具磨损的问题。

为了帮助减少刀具磨损的影响,使用的工具测量探针在机床是强烈推荐。工具长度测量探针,最好是费合同激光探针,尤其有帮助时验证刀具的长度和直径,跟踪他们的磨损状态。非接触式探测是最好的,因为他们允许被测刀具而旋转。这使跳动可以被考虑作为测量的一部分。与金属、石墨加工时,你没有得到一个连续的芯片,剪掉了工件。相反,发生破碎和脱落。剥落是不可取的,特别是当完成,因为它出现在表面的碎屑。用铣刀几何负率角度可以减少剥落,并提供一个更大的破碎区。这产生一个更好的表面光洁度。因为连续芯片不是创建,芯片断路器不需要刀具用于石墨。

流程设计

与硬刻模,加工时的工艺设计石墨不关键,设计不良的过程不太可能导致破碎的工具。但是,一个设计良好的过程还必须生产高质量电极。虽然刀具破损的问题,刀具轨迹必须旨在避免剥落和凿的表面。入口和出口的部分应该用积极的方法,而不是直接进入地表。在芯片负载突然变化也应该避免,又防止工件的碎屑。当电极生产发展路径,遵循这些指导方针以最小化总加工时间。

仔细评估z值的相对优点切割和流程线切削加工与并行路径。偏置而z值(或流程线加工)通常包含更少的空气切割,它们可以非常低效的对于不同的部分,和断开连接,表面。

打破了刀具轨迹优化它独特的部分功能。当生成刀具轨迹的手机模具,例如,加工的钮孔应作为一种独特的处理操作的包罗万象的表面加工bet188娱乐城的电话。如果整个电话与单片加工刀具轨迹,机器必须更经常地改变方向(因为它潜水的钮孔而遍历表面,例如)。结果是降低进料速度平均,由于加速和减速,明显减少的时间长。如果表面轮廓加工,紧随其后的是一个单独的钮孔(z值)路径,路径可以优化为每个这些非常不同的几何图形(见图3)。

匹配的刀具轨迹的机器来减少质量必须搬到生产的部分。利用尽可能少的机轴。创建许多偏不考虑机器的问题。调整刀具轨迹的机轴携带最轻负载将扩展任何机器的寿命。

建立“正确”的速度和饲料,以反映变化的深度,和球头的几何形状。球头工厂不是底部切割,切割的深度变化,有效的表面速度增加。牢记这一点在计算主轴转速和轴进料速度对于一个给定的削减,你往往会发现更高的速度和饲料比最初预期可以使用。

非常高的主轴速度和进料速度时可以使用加工石墨材料的性质。不足通常是考虑加速度和伺服增益需要支持这些高编程进料速度,导致剪表面几何。

使用轮廓优化(即向前看系统)和增益开关特性的显著好处石墨加工由于进料速度可以由数控消除欺诈,和更高的加速度可以通过获得支持切换。当使用一个轮廓优化系统,确保数控允许公差特定部分被设置,而不是简单的操作在一个不起眼的“更好”模式。相反,一个特定的公差是必需的所有功能,包括3 d轮廓。数控运动系统必须反映这一现实。

石墨的表面光洁度是无情的缺陷,明显反映出即使是最小的扰动。因此,重要的是使用一个很好的一步,小弦的偏差优化表面光洁度。这将导致非常大的一部分计划,考虑到轴进料速度高,经常导致数控数据饥饿。仔细考虑数据处理功能的数控将graphite-machining项目发布到生产环境中之前是必要的(见图4)。

真正的高速数控,设计用于处理数据密集的3 d程序,是一个必须为高速石墨加工。另一方面,这并不意味着NURBS是非常必要的。高速点对点的加工中心,并没有额外的成本与“NURBS选项”数控和CAM系统。

冷却剂时很少使用加工石墨因为难以分离石墨冷却剂的适当的处理。压缩空气从tool-work通常用于除尘接口,并使灰尘空气,这样就可以将混合的气流通常用于从工作区中删除它。一些商店使用冷冻压缩空气来源来维持较低温度的工具。

机床和数控要求硬刻模相比,石墨经历较低的切削负荷的机床。高度的刚度仍然是必需的,因为使用的进料速度和加速度在石墨会更高,创造需要良好的动态性能和耐动态载荷。通常这些accel / decel负载超过切削力,即使在淬火钢工作!几何,机器必须尽可能准确机用于硬刻模,和高度的阻尼也是必需的。此外,尽可能使用最小的机器生产时电极。机器越大越一个放弃在动态性能,导致电极更长的周期和不准确。

纺锤波对石墨加工应该提供非常高的速度,但显然比硬刻模应用程序需要更少的能量。最大主轴速度应该至少20000 rpm,并且最好25000 rpm或更多。因为使用高主轴速度和进料速度,热的数量增长,当加工石墨可以相当大,和热控制系统的使用是必要的产品石墨电极高度的准确性。足够的密封的轴鼻子防止污染石墨粉尘是生命长轴的先决条件。锥度应配备一个锥鼓风和一个空气保护轴前轴承的密封是优于传统的迷宫。脂润滑主轴轴承的使用建议在床,因为它是不可接受的油滴到部分。寻求减少刀具跳动HSK工具。

虽然主轴转速的计算基于出版sfm和chip-per-tooth值可以显示速度超过50000 rpm的需要,考虑纺锤波之间的权衡,在30000年或40000年和50000或60000 rpm。在更高的速度能够支持更大的直径工具显著减少,一样的力量用于粗和半成品操作。而我们生产机器速度高达60000 rpm,我们发现最好的整体妥协各种石墨的应用程序是一个HSK40E锥形25 # 30000 rpm主轴提供连续6千瓦的电力。这样一个主轴可以支持工具0.5“o,以及0.010”和更小的刀具。为更专门的电极生产、自然慢或快纺锤波可能是适当的。

数控的数据处理速度比努力更重要的石墨加工刻模的应用程序因为进料速度通常更高。因此,程序必须流经数控加工石墨时速度。CNC /机器系统的能力,提供一个高程度的动态精度(如部分测量球棒测试)当生产电极仍然至关重要。

还要考虑数控拥有先进的功能是否支持生产的波状外形的电极。特性,比如三维刀具补偿允许数控自动补偿错误球磨机刀具不用再转发这类表面几何。三维刀具补偿也可以用来创建尺寸过小的偏置电极,而无需创建新的凸轮。这些特性可以在凸轮部门节省大量的时间。

寻找机器,可以提供球棒比0.0004英寸的行动的结果在一个12英寸的圆20 ipm或更多。性能比这个不支持生产电极比0.0005英寸一旦其他错误来源(即热、跳动、轮廓误差,设置错误)考虑。

当切割干燥除尘机的工作区域是至关重要的。一台机器用于石墨生产应提供综合除尘,和一个设计良好的系统保护机器子系统(如驱动列车)和车间环境污染。虽然机器没有石墨保护可以清楚地产生石墨部分,他们的球螺丝,线性方法,纺锤波会加速磨损,精度的损失(见图5)。

自动化的作用

全面优化生产的电极,它常常需要实现自动化的生产环境。自动电极生产系统必须提供足够的工具和存储,允许一部分72小时或更多的无人操作。自动化设备本身是一样重要的加工中心的能力。它必须足够精确和可重复的,以消除热漂移的前景。同样,测量和补偿刀具磨损的能力也很重要。图6说明了一个典型的自动化电极生产中心。

最后一个注意

生产电极时,许多小商店发现他们没有足够的工作奉献一台机器这一目的。当考虑机床生产的电极,重要的是要考虑什么其他任务可以分配给这台机器。在较小的操作,一个高性能机床电极可能产生如此之快,它每天都闲置了几个小时。

如果机器也能够支持硬刻模或其他金属切削操作可以实现更高的投资回报。寻找机器干式石墨机之间可以很容易地切换和钢铁切割。例如,在图1中,部分2和4都在同一台机器上。