多個電極同時銑削的加工技術分析

黃銀笑

摘要：論述在數控銑削小電極零件時，為了有效利用數控機床快速加工多個電極零件，制造底板夾具固定多個毛坯進行同時加工，講述Mastercam如何快速對相同零件的進行編程，總結出適用于中小型企業及個體企業生產小批量小電極零件的方法。

關鍵詞：電極；Mastercam；同時加工；相同零件

一、引言

在模具制造中，一般需要十個甚至更多的銅電極加工，然而，普通的數控銑床是單個零件的加工，就要裝夾多次，浪費時間。為了有效完成多個電極的加工，在這里采用特殊底板將多個電極裝夾在一起，通過Masteream進行編程，在數控機床上完成多個電極的同時加工。對于相同零件的編程，可以使用刀具路徑下的鏡像功能，快速、準確地完成編程的同時，還簡化刀路。下面以某模具所需的四個電極零件為例，介紹多個電極同時銑削的方法及工藝過程。

二、電極零件分析

電極加工材料為銅，這里以某模具所需的六個電極為例，六個電極中有兩個為相同零件，即零件1和零件2各加工兩個，零件3和零件4各加工1個即可。電極零件的總體尺寸如圖（1）。

從電極零件的總體尺寸可以看出，電極零件的尺寸不大，普通數控銑床足以同時加工六個電極零件。電極加工的原理是電極凸臺通過高頻放電對模具進行電腐蝕，所以電極的背部并不重要，因此我們可以利用這點對毛坯進行裝夾，設計夾具。

三、底板夾具裝夾多個加工

使用底板夾具的目的是同時加工多個電極，避免了對多個零件的裝卸和對刀時間，從而縮短加工時間，提高效率，為企業爭取更多的商業價值。但是不能只為了完成此六個電極零件的加工，而制造專用夾具，這樣，成本反而提高。為了使得夾具能多次使用，或者能夠通用地使用在小尺寸的電極銑削中，夾具與零件間使用螺紋固定，螺紋通過夾具上的孔，將零件固定在工作臺，底板夾具如圖（2）所示。

底板夾具一共可以裝夾6個零件，將零件靠在固定板上進行定位，然后用特殊螺釘通過個螺紋孔，將零件壓緊在固定板上，完成對零件的裝夾與定位。材料選用方面，一般T7鋼有一定的硬度和較高的強度、韌性，但熱硬性低，適用于制作夾具，能承受震動和沖擊負荷，硬度適中時具有較大的韌性。

四、數控編程及工藝分析

多個零件加工時，編程要注意刀具路徑的移動，不能碰到臨近的毛坯，尤其是進刀或退刀的時候。由于毛坯底面直接接觸夾具，因此不能直接銑到Z=O的位置，在這里只銑到Z=0.2mm的位置。

1.將原點設置在底板表面中心

加工過程中，設置夾具的中心點為x軸和Y軸的原點，固定板上平面為z軸零點，這樣，專用機床加工電極零件時都不需要對x軸和Y軸的進行對刀，更加有效利用時間，提高效率。

首先用平銑刀D25對六個零件進行開粗，再用D10的平銑刀對零件的平面進行精加工，對曲面和斜面進行半精加工，最后用S6的球刀對曲面部分進行精加工。

2.粗加工工藝及參數，以零件（1）為例

以加工效率為前提，優先選用大刀D25開粗。走刀方式為先用曲面挖槽粗加工完成高度為10.4的開粗，再用外形銑削粗加工下面輪廓。參數如下：刀具轉速為2200drain、下刀量每刀0.5mm、進給速度1500mm/min。挖槽粗加工銑削范圍為Z=28mm至Z=10.4mm，XY方向留精加工余量為0.1mm，采用雙向切削，刀具位置設置在切削范圍中，并從外圍下刀；外形銑削粗加工銑削范圍為Z=10.4mm至Z=0.2mm，銑去多余材料，XY方向留精加工余量為0.4mm。

3.快速對相同零件編程，以與零件（1）相同的零件（5）開粗為例

在與零件（1）相對于Y軸對稱的位置上放置著相同零件的零件（5）需進行編程加工，可以使用Masteream刀具路徑下的鏡射功能。步驟如下：刀具路徑一下一頁一路徑轉換，彈出“轉換操作之參數設定”的對話框，將需要進行鏡射操作的刀具路徑選上，及編號為1和2的路徑，在左側選中鏡射功能，選中鏡射頁面，進入鏡射頁面的設置，在“鏡射的方法”下，選中“Y軸”，最后確定，完成相同零件的開粗。

從“轉換操作之參數設定”對話框可以看出，刀具路徑除了可以“鏡射”外，還有“平移”和“旋轉”功能，選取那種功能就取決于相同零件的放置位置。有效地使用這三種功能，能快速地對相同零件或同一零件的相同部位進行編程，有效縮短編程時間。

4.精加工工藝及參數

（1）用D10的平刀對平面進行精加工，對曲面和斜面進行半精加工。

以零件（1）為例，頂面使用曲面挖槽精加工，斜面和曲面使用等高外形進行半精加工，垂直表面使用外形銑削進行精加工，參數如下：刀具轉速為3000r/min、下刀量每刀0.2mm、進給速度500mm/min、下刀速度300mm/min，走刀方式為曲面挖槽時，不用設置偵測平面，采用雙向切削，刀具位置設置在切削范圍中，并從外圍下刀；走刀方式為等高外形時，要選上“切削順序最佳化”和“減少插刀情況”；走刀方式為外形銑削時，設置平面多次銑削，層深為10mm，間距為0.1地精加工。

（2）用直徑為6的球刀對曲面進行精加工

同樣以零件（1）為例，使用平行銑削對曲面進行精加工。參數如下：刀具轉速為4000r/min、進給速度1200mm/min、下刀速度500mm/min、最大切削間距為0.12mm，加工角度為135，采用雙向切削，刀具位置設置在切削范圍中。

精加工和半精加工中，相同零件同樣使用鏡射功能進行快速編程。

五、結語

在模具加工中，電極的加工十分關鍵。本文主要介紹使用底板夾具同時銑削多個電極的方法，同時介紹用“路徑轉換”功能對相同工件進行快速編程，縮短編程時間，為企業爭取更大的效益。