自由表面成形电极的高速铣削加工

　　石墨电极高速粗加工和精加工的策略是不同的。一般粗加工应为精加工留较少的余量，所以在使用小直径刀具时，应采用高进给(切削进给和走刀进给)。在使刀具磨损量最小化的前提下，获得高的单位切削体积和单刀刃有效切入量，残余切削量要满足精加工的要求：精加工的目标是以最短的加工时间获得最高的加工质量，应使最佳表面质量与最小刀具磨损量之比最佳化。加工时应提高加工速度、缩短加工时间，使切入量变化引起的加工过程不稳定最小化，使刀具寿命最大化。

　　自由表面成形电极的高速加工策略主要是优化考虑了局部加工余量的切削加工路径。

　　一、粗加工

　　通常石墨电极是在整块材料上进行的，加工余量很容易描述，其加工目标就是在最短时间内切除最大量的材料。粗加工可以采用仿形铣削或轮廓铣削的方式(图11)。仿形铣削采用球头铣刀，切削深度和切削宽度均在变化中，切削深度小，刀具磨损快，加工时间长：轮廓铣削采用平底铣刀，加工时间短，刀具磨损小。在轮廓铣削中，可沿包络线轨迹进行铣削，即以之字形对加工面进给铣削后再加工，切削宽度固定，没有太多的往复运动，通过快速加速可达到很大的进给量。沿轮廓轨迹加工则是采用传统的加工方法，对局部的轮廓面依次加工。粗加工工艺的优劣取决于根据工具表面轮廓曲线函数进行的NC 编程，使得可沿包络等高线进行快速、简易的铣削加工。

　　工件材料:EK85：石磨粒度:13?m：刀具:球头铣刀，D=10mm，Z=2

图11 轮廓铣削与仿形铣削的比较

　　二、精加工

　　精加工应使加工稳定，有较小的形状误差和良好的表面质量，同时刀具磨损量小。刀具磨损和加工成本是主要考虑的因素。在精加工中，对弯角的处理要考虑铣削方向对加工精度和表面质量的影响，后者与刀具承载和机床振动等有关。在沿曲面进给铣削时会出现拉铣(向上走刀)或钻铣(向下走刀)现象，刀具的变形会导致工件轮廓偏差(图12)。钻铣的轮廓偏差小于拉铣加工，而逆铣加工轮廓偏差也优于顺铣。因此考虑到刀具质量的临界条件和加工过程稳定可靠性，沿平面轮廓铣削时的最佳策略应是采用逆铣和平面轮廓铣削的组合。此外在顺铣时，包络等高线铣削的切削刀具寿命大于钻铣加工，逆铣时两者差不多。

　　工件材料:EK85：晶粒尺寸:13?m：石墨粒度:D=6mm，Ik=50mm：刀具材料:硬质合金K10：切削条件:Vc=600m/min，fz=0.044mm，Rth=10?M

图12 拉铣和钻铣精加工策略