摘 要：隨著汽車零部件的競爭日益激烈，汽車內(nèi)飾注塑模具的加工制造效率的提升就越來越迫切，本文旨在通過實(shí)際應(yīng)用在汽車注塑模具的EDM加工中石墨電極的優(yōu)化，包括加工編程，刀具的夾持方式和刀具的比較，并給出提升加工效率思路。

關(guān)鍵詞：石墨電極加工；刀具選擇；刀路優(yōu)化

石墨具有較高的高溫強(qiáng)度、低熱膨脹系數(shù)、較好的可加工性和良好的熱、電導(dǎo)率，因此石墨電極廣泛應(yīng)用于冶金、電爐、電火花加工等領(lǐng)域。盡管石墨是一種非常容易切削的材料，但由于用作EDM電極的石墨材料必須具有足夠的強(qiáng)度以免在操作和EDM加工過程中受到破壞，同時(shí)電極形狀（薄壁、小圓角、銳變）等也對(duì)石墨電極的晶粒尺寸和強(qiáng)度提出較高的要求，這導(dǎo)致在加工過程中石墨工件容易崩碎，刀具容易磨損。因此如何提高加工效率、降低加工刀具成本成為石墨電極加工的一個(gè)重要問題。

1 石墨電極加工工藝比較

目前碰到的主要矛盾在于石墨機(jī)出產(chǎn)量太少，電火花機(jī)無電極可打，經(jīng)常處于等工狀態(tài)。對(duì)于汽車塑料模具而言，一般都是加強(qiáng)筋和倒扣以及型腔太深加工中心銑不到的地方才會(huì)需要電極，而對(duì)于編程來講，不管是單條程序加工還是多條程序加工電極的編程方法是不變的，所以即便是要求自動(dòng)換刀選用的策略也是不變的。

1.1 以往加工方法

以往的加工方法是單個(gè)電極單個(gè)裝夾單條程序一條一條做的，因電極的程序時(shí)間一般都比較短，所以機(jī)加工人員經(jīng)常是呆在機(jī)床的旁邊，等著程序結(jié)束后換刀再做另一條程序。編程用的刀具長度每回也都不一樣，造成機(jī)加人員每次都需要重新裝夾和對(duì)刀，增加了工時(shí)的同時(shí)錯(cuò)誤率也加大了。一個(gè)操作工只能做一臺(tái)機(jī)床，費(fèi)事費(fèi)力。而且因?yàn)闄C(jī)床比較多，我們輸出的NC程序都是以同一個(gè)機(jī)床型號(hào)輸出的，加工人員還要在每條程序的頭和尾改成他們各自機(jī)床所能識(shí)別的代碼。

1.2 優(yōu)化加工方法

對(duì)于編程來講，現(xiàn)在一般需要預(yù)先知道自己做的這個(gè)工件所要上哪臺(tái)機(jī)床上做，（現(xiàn)在有ERP系統(tǒng)查一下就可以了）那么在程序做完后輸出程序的時(shí)候就可以直接選擇該機(jī)床輸出它能識(shí)別的代碼，不需機(jī)加人員再編輯程序或讓編程人員重新輸出了。操作工現(xiàn)在只需要調(diào)用一條程序就可以了，也不用象以往那樣需要調(diào)好幾條程序了，我們?cè)诤筇幚淼臅r(shí)候就已經(jīng)串聯(lián)起來了。

1.3 刀具比較

在做自動(dòng)換刀之前，現(xiàn)場(chǎng)配備的刀具都是各式各樣的，長短參差不齊，操作工在裝刀的時(shí)候都是根據(jù)程序單上的長度安裝的，用的是彈簧芯的夾頭，碰到面比較陡的時(shí)候，刀子勢(shì)必就伸的很長，這樣一來也就容易彈刀，而且彈簧芯時(shí)間用久了，精度也會(huì)差，對(duì)于電極這種加工精度要求比較高的零件來講，是不允許的。在這樣的情勢(shì)下，因此決定為石墨機(jī)專門配新的刀具及夾持。

以往用的比較多的夾持，該夾持操作方便，無需輔助即可安裝使用，但遇到有斜面且型面又比較高時(shí)，它所需要伸出的刀具比較長，強(qiáng)度不夠，做出來的精度有所不準(zhǔn)。燒刀機(jī)裝夾比較麻煩，需要用燒刀機(jī)加熱后把它燒進(jìn)去后才能使用，但它的精度比較高，且碰到陡面時(shí)，刀具伸出很短就能滿足所需的長度。

為了最大化的利用燒結(jié)刀的優(yōu)勢(shì)，為其配備了標(biāo)準(zhǔn)刀庫在燒刀時(shí)刀子伸出的長度是定死的，并且和編程人員刀具庫里的長度是一致的。這樣一來，因精加工的刀子切削的量少所用的刀子也就沒必要經(jīng)常燒上燒下的，節(jié)約了刀具管理員的燒刀時(shí)間。對(duì)編程來講也不要再一把刀一把刀的設(shè)置長度了，預(yù)先做個(gè)刀庫調(diào)入編程軟件里就可以了。而對(duì)于長度大于刀庫里的刀具我們則把它們放在后面的刀號(hào)里，以備臨時(shí)選用。

2 數(shù)據(jù)分析整理

2.1 刀具壽命的比較

在刀具大小及長度都確定下來以后，就要去測(cè)試刀具的性能，便于選擇合適的刀具用于石墨加工。因?yàn)槲覀兡壳罢谑褂玫氖莔illstar和藍(lán)幟這兩家單位的刀具，所以就用這兩家廠家的刀具進(jìn)行刀具耐用性能的比較。轉(zhuǎn)速和進(jìn)給都按照其樣本上的100%給予。各做4塊4個(gè)大電極的板，結(jié)果如下表2.1所示。

表2.1 刀具壽命比較

[刀具直徑＼&Millstar F＼S＼&藍(lán)幟F＼S＼&壽命＼&20r1

16r1

10r1

8r4

8r1

6r3

6r.5

4r2

2r1＼&2500＼4000

3500＼6000

2000＼8000

3000＼8000

2000＼8000

3000＼10000

1200＼8000

800＼12000

500＼15000＼&2800＼4000

3500＼6000

2000＼8000

3000＼8000

2000＼8000

3000＼10000

1500＼8000

750＼12000

500＼15000＼&6H＼5H

5H＼4H35M

3H＼3H24M

5H＼4H40M

3H20M＼3H10M

5H＼5H30M

2H45M＼3H

2H＼2H20M

1H30M＼1H25M＼&]

對(duì)于上表中 16R0的刀，現(xiàn)在主要用于做電極的基準(zhǔn)。以往我們是用16R1的刀每層切0.4mm而對(duì)于10mm厚的基準(zhǔn)來講，我們總共要切250層才能把基準(zhǔn)做完，浪費(fèi)時(shí)間，現(xiàn)在由于16R0的刀刃長比較長，我們只要做一刀就可以直接把基準(zhǔn)銑出來了，省了大量的時(shí)間。

2.2 價(jià)格比較

通過對(duì)上面兩家廠家刀具的性能、壽命比較看，各有長處，但是總體來講millstar的要稍好一點(diǎn)且藍(lán)幟的刀片比較貴，一般2刃刀每片刀片需60元左右，而millstar的只有35元左右，且開粗的刀具都是鑲片刀，藍(lán)幟的刀片與刀頭之間沒有壓板固定，它僅依靠刀片上的一個(gè)螺絲固定，穩(wěn)定性很差，有刀片爆掉的可能存在。所以結(jié)合上述幾點(diǎn)，最終選擇的是millstar的刀具。

3 結(jié)論

編程上，使用多個(gè)電極組合編程及自動(dòng)換刀的方式，使操作工只需要調(diào)用一次程序即可完成幾個(gè)電極的加工。在刀具的選擇上燒結(jié)刀具剛性和穩(wěn)定性比卡簧的固定方式好，故選擇燒結(jié)夾頭固定刀具。在刀具壽命的測(cè)試中，Millstar的刀片在石墨加工上成本更低，故選擇Millstar的刀片。

作者簡介：

李磊，上海交通大學(xué)工程碩士在讀，延鋒偉世通汽車模具有限公司，模具設(shè)計(jì)工程師，主要負(fù)責(zé)汽車內(nèi)飾件注塑模具模具設(shè)計(jì)工作。