石墨电极高速铣削的参数优化

　　传统电加工工艺中电极垂直运动，因此相应的三轴铣削加工宽度不受限制。在NC控制的电火花机床上，为满足一些特殊要求，可进行多轴和垂直进给电火花加工。电极根据型腔表面特征大致分为两类:

　　1、自由表面成形电极

　　有圆角调节面，无锐利腔体和边角，可使用球头铣刀加工，铣削加工路径长，耗时多。

　　2、棱柱面电极

　　由棱柱面构成，无圆角，有最简单的弯曲面、柱面和锐角边，通常可使用平底立铣刀加工。

　　石墨高速加工的经济性关系到切削和磨损机理的影响，因此有必要针对刀具和加工工具几何特性、机床、切屑处理等对切削参数等进行优化：

　　一、刀具材料

　　粗加工时，切削速度越高，刀具磨损越小，加工成本也越低。当切削速度大于900m/min时，硬质合金刀具、金刚石涂层刀具和聚晶金刚石刀具的单位切削长度所需成本差别不大。因此推荐在低速切削时使用涂层金刚石刀具(图10)。精加工时，计算每刀刃刀具成本时，金刚石涂层刀具最好，聚晶金刚石刀具次之，硬质合金刀具最差：但若计算单个刀具成本，由于聚晶金刚石刀具有较好的重刃磨性，因此聚晶金刚石刀具的刀具成本最低。推荐小直径刀具使用金刚石涂层刀具，此时加工最经济。

　　机床费用:200DM/h：换刀时间:30s：工件材料:EK85：晶粒尺寸:13?m：切削条件:fz=0.05mm，ap=3mm，ae=12mm：磨钝标准:VB=0.1mm

图10 典型刀具材料粗加工成本

　　二、刀具几何参数

　　刀具前角、后角的增大，可增大容屑空间。粗加工时，前角在6°左右较好，后角应小于15°，刀具主偏角与侧刃磨损无关。精加工时，前角在6～10°之间较好，尽管主偏角大时刀具磨损量下降，但这会导致表面粗糙度波动量增大，因此主偏角小于30°较好，太大则不适于精加工。

　　三、切削参数

　　每齿切削量与刀具磨损相关，而进给量和切削速度的最大值与机床特性有关，同时刀杆承载和细刀杆加工时的动态振动也与机床性能有关。切削参数选择原则为:

　　1、根据机床、刀具夹头等给定条件确定刀具齿数，防止刀具振动：

　　2、在切削刀具强度、切削深度和切削宽度范围内，计算最大许可每齿进给量：

　　3、依据机床进给和机床进给加速度特性，在恒定每齿进给量时确定最大切削主轴转速：

　　4、最终选定稳定的最大主轴转速，并使之与每齿进给量相适应。

　　车削加工时推荐聚晶金刚石刀具的加工参数为:粗加工时Vc=200～400m/min，fz=0.02～0.04mm/齿，切削深度小于1.5mm：精加工时Vc=25～100m/min，fz=0.02～0.1mm/齿，切削深度小于0.5mm。