多个电极同时铣削的加工技术分析

黄银笑

摘要：论述在数控铣削小电极零件时，为了有效利用数控机床快速加工多个电极零件，制造底板夹具固定多个毛坯进行同时加工，讲述Mastercam如何快速对相同零件的进行编程，总结出适用于中小型企业及个体企业生产小批量小电极零件的方法。

关键词：电极；Mastercam；同时加工；相同零件

一、引言

在模具制造中，一般需要十个甚至更多的铜电极加工，然而，普通的数控铣床是单个零件的加工，就要装夹多次，浪费时间。为了有效完成多个电极的加工，在这里采用特殊底板将多个电极装夹在一起，通过Masteream进行编程，在数控机床上完成多个电极的同时加工。对于相同零件的编程，可以使用刀具路径下的镜像功能，快速、准确地完成编程的同时，还简化刀路。下面以某模具所需的四个电极零件为例，介绍多个电极同时铣削的方法及工艺过程。

二、电极零件分析

电极加工材料为铜，这里以某模具所需的六个电极为例，六个电极中有两个为相同零件，即零件1和零件2各加工两个，零件3和零件4各加工1个即可。电极零件的总体尺寸如图（1）。

从电极零件的总体尺寸可以看出，电极零件的尺寸不大，普通数控铣床足以同时加工六个电极零件。电极加工的原理是电极凸台通过高频放电对模具进行电腐蚀，所以电极的背部并不重要，因此我们可以利用这点对毛坯进行装夹，设计夹具。

三、底板夹具装夹多个加工

使用底板夹具的目的是同时加工多个电极，避免了对多个零件的装卸和对刀时间，从而缩短加工时间，提高效率，为企业争取更多的商业价值。但是不能只为了完成此六个电极零件的加工，而制造专用夹具，这样，成本反而提高。为了使得夹具能多次使用，或者能够通用地使用在小尺寸的电极铣削中，夹具与零件间使用螺纹固定，螺纹通过夹具上的孔，将零件固定在工作台，底板夹具如图（2）所示。

底板夹具一共可以装夹6个零件，将零件靠在固定板上进行定位，然后用特殊螺钉通过个螺纹孔，将零件压紧在固定板上，完成对零件的装夹与定位。材料选用方面，一般T7钢有一定的硬度和较高的强度、韧性，但热硬性低，适用于制作夹具，能承受震动和冲击负荷，硬度适中时具有较大的韧性。

四、数控编程及工艺分析

多个零件加工时，编程要注意刀具路径的移动，不能碰到临近的毛坯，尤其是进刀或退刀的时候。由于毛坯底面直接接触夹具，因此不能直接铣到Z=O的位置，在这里只铣到Z=0.2mm的位置。

1.将原点设置在底板表面中心

加工过程中，设置夹具的中心点为x轴和Y轴的原点，固定板上平面为z轴零点，这样，专用机床加工电极零件时都不需要对x轴和Y轴的进行对刀，更加有效利用时间，提高效率。

首先用平铣刀D25对六个零件进行开粗，再用D10的平铣刀对零件的平面进行精加工，对曲面和斜面进行半精加工，最后用S6的球刀对曲面部分进行精加工。

2.粗加工工艺及参数，以零件（1）为例

以加工效率为前提，优先选用大刀D25开粗。走刀方式为先用曲面挖槽粗加工完成高度为10.4的开粗，再用外形铣削粗加工下面轮廓。参数如下：刀具转速为2200drain、下刀量每刀0.5mm、进给速度1500mm/min。挖槽粗加工铣削范围为Z=28mm至Z=10.4mm，XY方向留精加工余量为0.1mm，采用双向切削，刀具位置设置在切削范围中，并从外围下刀；外形铣削粗加工铣削范围为Z=10.4mm至Z=0.2mm，铣去多余材料，XY方向留精加工余量为0.4mm。

3.快速对相同零件编程，以与零件（1）相同的零件（5）开粗为例

在与零件（1）相对于Y轴对称的位置上放置着相同零件的零件（5）需进行编程加工，可以使用Masteream刀具路径下的镜射功能。步骤如下：刀具路径一下一页一路径转换，弹出“转换操作之参数设定”的对话框，将需要进行镜射操作的刀具路径选上，及编号为1和2的路径，在左侧选中镜射功能，选中镜射页面，进入镜射页面的设置，在“镜射的方法”下，选中“Y轴”，最后确定，完成相同零件的开粗。

从“转换操作之参数设定”对话框可以看出，刀具路径除了可以“镜射”外，还有“平移”和“旋转”功能，选取那种功能就取决于相同零件的放置位置。有效地使用这三种功能，能快速地对相同零件或同一零件的相同部位进行编程，有效缩短编程时间。

4.精加工工艺及参数

（1）用D10的平刀对平面进行精加工，对曲面和斜面进行半精加工。

以零件（1）为例，顶面使用曲面挖槽精加工，斜面和曲面使用等高外形进行半精加工，垂直表面使用外形铣削进行精加工，参数如下：刀具转速为3000r/min、下刀量每刀0.2mm、进给速度500mm/min、下刀速度300mm/min，走刀方式为曲面挖槽时，不用设置侦测平面，采用双向切削，刀具位置设置在切削范围中，并从外围下刀；走刀方式为等高外形时，要选上“切削順序最佳化”和“减少插刀情况”；走刀方式为外形铣削时，设置平面多次铣削，层深为10mm，间距为0.1地精加工。

（2）用直径为6的球刀对曲面进行精加工

同样以零件（1）为例，使用平行铣削对曲面进行精加工。参数如下：刀具转速为4000r/min、进给速度1200mm/min、下刀速度500mm/min、最大切削间距为0.12mm，加工角度为135，采用双向切削，刀具位置设置在切削范围中。

精加工和半精加工中，相同零件同样使用镜射功能进行快速编程。

五、结语

在模具加工中，电极的加工十分关键。本文主要介绍使用底板夹具同时铣削多个电极的方法，同时介绍用“路径转换”功能对相同工件进行快速编程，缩短编程时间，为企业争取更大的效益。