长期以来,一些刚接触石墨的模具厂家一直认为石墨比较脆,容易崩角和折断,尤其在加工薄筋电极时。实际上,对于薄筋片电极的加工,编程时对余量的定义、加工步骤的排列顺序都是非常重要的。东洋炭素经过长期的编程及加工,已摸索出一套行之有效的加工方法,完全可以避免此种现象的发生。一般来说,薄深筋片电极的加工方法有4种:分段加工法,加强形体法,包络线加工法以及规则形状的薄片电极普通铣床加工法。各种方法均有其独特之处,本文对使用性能比较好的分段加工法进行详细介绍,而对补型法进行图解介绍。
1 分段加工法的具体步骤如下:(参考附图1)

图1
(1)整体粗加工
薄筋片电极的加工主要考虑在加工过程中,各加工步骤的余量是否可以提供电极足够的强度,以确保电极不发生崩断。因此,在薄筋片电极加工过程中,一定要对余量进行优化定义。我司推荐在加工厚度≦1mm的情况下,要求将粗加工的径向余量定义为0.8~1.5mm、轴向余量定义为0.2mm。以确保电极在加工过程中,尤其是切削电极两端的短侧边时,电极不会因强度不足而发生崩断。
如果电极的长度较大,应当适当的增加较大侧面部分的余量,确保加工短侧边时的电极强度可以满足实际要求。通常要求电极粗加工后的厚度在2.5~3.0之间,以确保电极在后续加工中有足够的强度。
(2)顶面精加工
在粗加工完成后,要对电极的顶面进行精加工,以确保电极端面的崩角不影响最终的加工效果。加工顶面时可以将电极顶面使用端铣刀一次加工到火花位。加工刀具路径方式应当是与电极整体形状一致,按照电极的形状进行仿形加工。如果顶面局部余量>0.5mm,则需要进行分步加工,以确保加工后的表面质量。推荐使用带有R角的端铣刀行加工,防止在表面上形成崩角。
(3)短侧边精加工
短侧边的加工是筋片加工中最难控制的,是最容易发生崩断的部分。由于此部分处于边界处,可以考虑旁侧与其他形状的间隙,尽量使用直径较大的刀具,以确保其在加工过程中不会因切削余量或加工深度过大、刀具的强度不够等问题,导致刀具在切削时出现刀具断裂或其他问题。
在此部分加工过程中,经常会出现三种情况:1)刀具强度不足,导致加工的过程中出现弹刀,造成波纹状表面或过切;2)刀具的伸长、避空量不足,在加工过程中出现碰刀等严重质量问题;3)切削量或切削深度过大,造成较大的侧向力,导致在加工中电极断裂。
推荐方式:在余量大于1mm时尽量进行分步加工;在刀具直径小于4mm时,单次切削量不要超过0.3mm。
(4)长侧边分段
长侧边分段加工是为了避免由于半精加工后,电极的下半部分厚度较小,在精加工切削顶部时,由于电极底部强度不够,导致在加工上部时崩断。进行分段处理时,刀具分别将各阶段的半精、精加工完成,再进行下一段的加工。这样可以保证在加工各部分在加工过程中,不会因下部的强度过低,导致精加工时断裂。分段的高度根据电极的厚度确定,推荐采用分段高度h≦50d(d为电极的最小厚度)的方式进行加工。
(5)长侧边半精加工
长侧边半精加工主要是将粗加工的余量加工到0.00,由精加工将电极的火花位切除。推荐采用包络线方式加工,并且尽量采用螺旋下切。由于其切削量较大,采用拉出下切,再水平切入,会导致切削时由于电极的强度不足而出现轻微的弹性形变,在精加工时出现局部余量大,不易加工。半精加工的切削量应当在可能的情况下设到最大,一般推荐加工至0余量,即加工量为1mm。
(6)长侧边精加工
长侧边精加工是加工由0余量到火花位之间的残余待加工量,同样采用包络线方式加工。切削方式基本与半精加工相同,只是为了控制表面粗糙度、电极精度而将加工的主轴转速提高,并将进给速度降低。
以上5、6步骤重复操作,直至最后加工到电极的基准。
(7)基准水平面精加工
水平基准面的精加工尽量采用较大的刀具,使用平行方式进行加工。由于在加工过程中,刀具的伸长量较大,刀具在加工过程中会由于刀具的震动而导致加工的平面发生崩角不良、刀具成本高等问题。对于非直线形薄筋片电极,在加工中可以根据实际的电极情况,选择适合的加工方法。
(8)基准精加工
基准精加工可以采用较大的切削深度,以提高加工效率。由于基准部分处于边缘范围,加工时可以通过大直径刀具、快速进给来实现。大直径刀具在加工过程中,可以设置较大的切深量,同时刀具不会因侧向力过大而发生弹刀等影响加工效果的不良。
2 补型法编程工艺流程。(参考图2)

图2
以上为薄筋片电极分段加工及补型法加工的介绍,另外 对于形状规则的筋片电极,可以通过普通铣床及特制的工装进行加工,加工的速度要比上述方式快得多。
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