汽车塑件注塑模具的石墨电极数控加工工艺

吕伟峰

注塑模具在汽车工业中的应用越来越广泛，社会对其质量的要求也越来越高，电火花是模具制造过程中使用较为普遍的一种加工方式。本文主要介绍了石墨电极的结构特点，对其加工工艺进行简要的分析，還包括数控加工的工艺整理，通过石墨电极数控加工过程中遇到的问题进行合理的解析，对应用到的加工技术从措施和路线两个方面进行诠释，解决石墨电极数控加工过程中出现的问题。

现阶段的科技水平在各个领域的强力推动下发展速度越来越快，各种模具的开发质量得到了显著的增强，而在新形势下社会对模具的制作提出了新的要求。电火花加工在汽车塑件注塑模具的制作中发挥着巨大的作用，其比较使用于一些形状在生活中难以见到的一些工艺。石墨由于其自身损耗小、质量较轻、切削性能好等优点，代替铜成为了电极的主要材料，在数控加工工艺中占据了极其重要的地位。

一、根据电极的特点选择合适的材料

注塑是工业进行生产过程中造型的一种手段，在产品中较为常用的注塑一般有两种：塑料注塑以及橡胶注塑。注塑的方法也分为两种：压铸法以及成型模压法。塑件注塑是生产塑料制品的一种有效手段，现阶段应用频率最为广泛的材料是聚苯乙烯。主要的步骤为：第一步，首先将熔融状态下的塑料压入提前制作好的塑料制品模具里面，第二步，将其冷却然后可以支撑各种各样的塑料部件。

电极的种类比较多，在不同的电极使用方向上其各自的结构特点可能存在较大的差别，为了使电极在使用过程中能够符合相关的标准以及要求，可以通过电极结构的方法对电极进行统一。电火花加工在模具的制作中应用极其普遍。一般模具厂加工出来的曲面薄壁电极有以下几个特点：第一，电极的高度数值一般比较大，最高可达70毫米；第二，电极薄片的厚度多为1毫米；第三，电极的顶部一般为曲线，在加工时需要用到球形刀进行处理。这种曲面薄壁电极在加工时比较容易完成，但是值得注意的是其顶部的厚度只有1毫米，在电极中属于较为特殊的薄片类。如果对其薄片的厚度的重视程度不够的话则较容易引起较为严重的后果。从另一方面考虑如果使用铜材料当作电极的材料的话，在加工过程中比较容易引起严重的形变，并且在加工的精度方面也容易出现较大的失误，同时加工所消耗的时间比较长，耗费的加工经费也比较高。不同的电极材料有着不同的特点和用途，在实际操作中应该根据实际情况选择合适的电极材料。

二、电极数控加工步骤以及数铣加工的注意事项

从一般的电极数控加工的流程可以得出，其主要的操作步骤包括对整体电极进行组加工；对其顶面进行半精加工到精加工；对短侧面以及长侧面进行半精加工和精加工；对基准的水平面以及基准的外框进行精加工。加工流程的每个环节都需要根据实际情况对其做出详细的规划，而且必须提高对石墨电极的薄片部分的重视程度，在加工时注意不能使其崩断。

在数铣的加工过程中极易产生石墨电极崩角的现象，为了避免这种情况的发生对工艺措施进行了如下的改进：第一点，在电极的加工步骤实施前需要将其在煤油中放置一段时间；第二点，加工过程中的刀具必须有良好的耐磨性；第三点，采用从上而下的加工手段；第四点，在使用耐磨性能良好的刀具进行切削的时候，要适当的减轻其切入量第五电，对两端进行加工时速度应该越来越慢；第六点，保证加工的顺序是从弯曲部分到侧面的精加工。

三、制定工艺的方案

针对粗铣电极的型面。在对石墨电极制品部进行粗加工的处理过程中，应该注意留量不能过小，而且应该取消制品部的半精加工环节来保证加工区域的强度不会太弱，这才不会因为在进行半精加工的环节之后精加工的余量不够要求，造成即将加工区域的轻度不符合要求，导致其宽度不够进而断裂。在加工过程中对刀后的第一个步骤用专业的偏置加工方法对薄片周围的材料进行清理操作，加工的刀具可以使用较为先进的圆鼻刀，进行粗加工环节的圆鼻刀转速可以为8000转每分钟，对每一层进行削切的深度可以保持在1.50毫米左右，外部形状的一边余量可以保持在0.6毫米左右。位于下面的底座可以作为电火花加工时的中央分割线，当中任意一个斜角可以观测出电极加工模具的具体方向。

针对精铣电极的顶面。针对电极的顶面以及侧面的加工过程中，其形状方向与受到的力的方向一般为90°，这种情况下电极就会较为容易出现断裂的情况，因此必须先加工顶部的成型面和端面，在两者加工完成后才能对侧面进行精加工。这种加工顺序可以达到两个目标：第一点是在对侧面进行精加工之前电极的厚度比较符合标准，再加上其比较高的强度就：会防止在侧面加工前断裂；第二点是如果真的出现崩角的情况，崩角产生的位置一般也只是在边缘部分，然后通过对侧面进行精加工的环节可以处理掉，在最后加工完成的时期不会留下崩角的痕迹。一般针对将要成型的模具上边的槽必须用到两个电极，第一个是粗公电极余量为0.25毫米，第二个是精公电极余量为0.07毫米。在加工过程中使用曲面的精加工手段，然后主轴的转速范围可以控制到13500转每分钟，这样才可以以更加合适的加工手段对其电极进行处理，能够在较大程度上减小电极加工投入的资金。

针对精铣立侧面。针对数铣立侧面进行加工可以采取先进行曲面精加工然后对薄壁进行精加工的操作步骤。在切削的过程中可以使用环绕的手段，这种手段的优势在于能够保证切削时的受力面积比较均匀，同时还能保证较高的受力强度，对电极的加工能够起到良好的促进作用。对于立侧面应该使用圆鼻刀进行削切，主轴转动的速度一般为每分钟3000转，进给的速度大约为每分钟3500毫米，然后对同一高度进行同时加工，在抬刀的选项中以不抬刀为基准，由于在前面的操作中可以肯定下刀的位置肯定是安全的，这种情况就可以在抬刀的选项上放松，能够减短整个系统流程的运行时间，并且在一定程度上增加了电极加工的效率。

用石墨代替铜能够在质量、切削性、损耗、成型速度等方面做到较大的改进，但是其容易破碎和崩断的缺点对数控加工带来了较大的阻碍，在数铣加工前一定要注意要在没有中浸润，并且采用顺铣的方法进行加工，在对弯曲部分的加工完成后再对侧面进行细加工。针对不同电极进行不同程度的加工处理，并且在特殊电极时会用到特殊的加工方法，能够大幅度地增大加工时的效率。