引言
電火花加工是模具制造中不可或缺的加工方式。常用來加工高硬度、形狀復雜等機械切削加工無法或較難加工的零件。薄壁是電極中的常見典型結構,也是加工難點。結合加工實例,本文將探討如何加工出曲面薄壁電極,并保證較好的加工質量。
1 電極結構分析
曲面薄壁電極多廣泛用于注塑模具的制造中,本文設計并加工制造一個曲面薄壁石墨電 極,用來進一步加工散熱風扇的塑膠模具型腔。此電極是由具有一定高度、均勻排列的薄片組 成,頂部和側面均為復雜曲面形狀。如圖1所示。
此電極總體尺寸為 360 mm×360 mm×
118mm。其中曲面薄片高度58 mm,是直接加工部分,放電腐蝕加工出模具型腔中對應深度為52 mm 的 曲 面 深 窄 槽;底部矩形部分高 60mm,有一倒角C40mm 是為了便于在實際裝夾等操作過程中識別方向,是校正和裝夾部分。其形狀特點如下:
(1)電極高度較高,最高點距底座平面為58mm;
(2)電極薄片厚度為 2 mm 較小,頂面有R0.5mm 圓角;
(3)曲面薄片呈環形均勻分布,相鄰薄片之間最小間距為11.8 mm,故加工薄片外形的刀具直徑最大可選10mm。
2 電極材料選擇
電極的材料有多種,加工中最常用的是紫銅和石墨。此電極為粗工件,屬較大型電極,與銅相比,石墨具有質量輕、成本低、加工速度快、機械加工性能好、熱穩定性高、粗加工損耗小、品種可選性多等優點[1],故此項目選石墨作為電極材料最合適。由于本項目中石墨電極加工對象是塑料模具,與壓鑄、鍛造模具相比,其表面、精度要求較高,故選用日本進口ISEM-8 石
墨,其平均粒度為8μm,肖氏硬度62 HS,抗折強度51 MPa,電阻率12.5 Ω?m,屬于大規格各向同性石墨材料,加工速度快,適用于大型塑膠模的粗、精加工。
石墨材料在切削加工過程中具有獨特的性質[2]:加工過程中容易發生邊角崩碎;已加工表面質量和尺寸精度難以保證。這些問題直接影響薄壁石墨電極銑削的質量和效率,所以在銑削過程中,必須采取必要的技術措施加以解決。
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