CN111958068B - 一种细高电极 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种细高电极，细高电极包括基座以及固定于基座上的电极齿，电极齿从基座端往上，直径逐渐缩小，其侧壁倾斜角为1.8°~2.2°。本发明中运用加工中心，通过特殊的加工模式将高度与直径的比达到10至16倍的电极加工成型，此方法突破了常规极限，解决了高细齿加工的瓶颈，而且并不需要过高的机床转速要求，方便推广应用。
Description
技术领域
本发明属于电极技术领域，具体涉及一种细高电极。
背景技术
在塑胶模具设计过程中，由于产品对模具进胶点位置的严格要求，往往造成模具结构中，进胶口不得不设计的很深，加之产品材料不能设计过大的流道直径，最终使得流道进胶口又细又高，往往高度(H)与直径(D)的比能达到10至16倍。这样的结构设计不易脱模，所以要求加工制造的表面粗糙度很好，同时要求进胶口和流道必须有好的同心度，以保证进胶的流动性。此结构只能放电加工，但是要加工电极就极其困难。首先，要求电极加工后的表面要有极好粗糙度，确保工件在放电后表面粗糙度，其次，电极不能偏心，以保证工件进胶口和流道同心。加工这种大大超出常规极限的电极，是加工中的瓶颈，必须要有特殊方法。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种细高电极，以解决模具细高特征以及细高电极加工困难的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种细高电极，本发明中的细高电极包括基座以及固定于基座上的电极齿，电极齿从基座端往上，直径逐渐缩小，其侧壁倾斜角为1.8°～2.2°。
在上述技术方案的基础上，本发明中的细高电极还可以做如下改进。
进一步，电极齿侧壁的倾斜角为2.0°。
进一步，电极齿的长度与基座端的直径之比为10～16:1。
进一步，电极齿的长度与基座端的直径之比为15:1。
本发明中的细高电极经过以下步骤制得：
S1：将固定有黄铜毛坯的夹具安装到机床的3R底座上，设好加工零位并对刀，然后编写粗加工程序将黄铜毛坯加工成上小下大的宝塔状粗坯，并在粗坯底部形成基座；粗加工过程中3R底座的转速为5000～6000rpm，下刀量为0.4～0.6mm，并留0.1～0.2mm的电极开粗余量；
S2：扣除细高电极的放电火花间隙并编写精加工程序，然后选择等高加工刀路并采取螺旋切削的方式对粗坯进行精加工，得电极初品；精加工过程中3R底座的转速为5000～6000rpm，下刀量为0.03～0.12mm；
S3：取下电极初品，检测其表面粗糙度以及同心度；若表面粗糙度小于100μm同时同心度良好，则该电极初品即为细高电极成品；若表面粗糙度大于100μm或者是同心较差，则调整下刀参数重复S1～S2，直至满足要求得细高电极成品。
在上述技术方案的基础上，本发明中细高电极的加工方法还可以做如下改进。
进一步，S1中进行粗加工时所用刀具为型腔铣。
进一步，S2中进行精加工时所用刀具为平刀。
本发明的有益效果是：本发明中运用加工中心，通过特殊的加工模式将高度与直径的比达到10至16倍的电极加工成型，此方法突破了常规极限，解决了高细齿加工的瓶颈，而且并不需要过高的机床转速要求，方便推广应用。
附图说明
图1为细高电极的主视图；
其中，1、基座；2、电极齿；H电极齿长度；D、电极齿基座端直径。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明的实施例中，如图1所示，提供一种细高电极，本发明中的细高电极采用黄铜制成，表面粗糙度小于100μm，并具有良好的同心度。如图1所示，本发明中的细高电极包括基座1以及固定于基座1上的电极齿2，电极齿2与基座1一体成型，并且电极齿2从基座端往上，直径逐渐缩小，其侧壁倾斜角α为1.8～2.2°。在本发明的一种优选实施例中，为了便于加工，将细高电极侧壁的倾斜角α设置为2.0°。
本发明中的细高电极用于加工高度与直径的比达到10～16倍的流道进胶口，因此，细高电极的长度与基座端的直径之比也为10～16:1。
本发明中的细高电极运用加工中心交工制备，具体操作过程如下：
1、装夹，用快换夹具将黄铜毛坯装夹好，黄铜毛坯的露出长度与直径之比为10～16:1；快换夹具起固定作用，同时用快换夹具装夹黄铜毛坯，可以更好、更方便的将电极加工好后的高精度传递给放电加工；如果没有快换夹具，也可以用虎钳等其他装夹方式，只要符合电极加工要求即可。
2、粗加工，将夹装有黄铜毛坯的快换夹具放到机床的3R底座上，设好加工零位，对好所需要的刀具长度，然后运行程序开始加工。编写粗加工程序时，将电极齿2的拔模斜度(即电极齿侧壁的倾斜角α)保持在1.8°～2.2°之间，该范围的拔模斜度可以提高粗加工过程中电极齿2的强度。具体方法是让毛坯形成上小下大的宝塔状，毛坯完全包住整个电极齿的形状；实际操作可以用UG建模模块里的“拔模”功能来实现。这步可以保证电极在开粗不断齿，不变形，不弹伤电极。粗加工时选用型腔铣，刀具可以根据电极齿的高度和刀具的长度综合考虑。一般采买的刀具直径越大刀具总长也越长可以用于切削的刀刃也越长，
的刀具总长55mm，用于切削长度35mm；
的刀具总长70mm，用于切削长度45mm；
的刀具总长80mm，用于切削长度55mm；
的刀具总长100mm，用于切削长度65mm。由于各厂的刀具和机床不同也会有所差异，所以要综合考虑选刀和下刀量，总之要保证所选刀具在加工时的可靠性。例如，直径
高度52的齿，可以选择
硬质合金带涂层的刀具，下刀量0.5mm，同时需要留0.15的余量电极开粗。具体加工参数见表1。
表1粗加工时不同刀具的加工要求
3、精加工，编写精加工程序时，先将电极齿2的放电火花间隙扣掉，以保证精加工程序按零位加工到数。放电火花间隙在设计电极时已经确定，并标注在电极图纸上，根据图纸标注扣掉放电火花间隙即可。具体操作可以用UG建模模块里的“偏置面”功能来实现对原电极的模型去掉放电火花间隙。精加工时选择等高加工刀路，并采取螺旋切削的方式铣削，整个顺铣铣削一气呵成，中途不可停止。刀具可以参考粗加工的大小，选平刀加工，刀具刀尖要好，切削性要好，一般选择新刀为益，因为选择刀尖好的平刀可以减少刀具切削时对齿的法向力，作用在电极齿2上的力越小，齿变形弯曲的风险越小。齿太高的电极，要选择大刀。由于电极齿高，加工的刀具装夹时悬长也会很长，所以要充分考虑刀具在切削运动过程中的刚性。如：直径
高度52的齿，可以选择
硬质合金带涂层的刀具。选择平刀主要是减少切削过程中的横向切削力，保证电极齿不会受力弹伤。精加工时，要注意刀具磨损的问题，加工时间超过正常加工时间就必须换新刀。转速、进给和下刀量的参数见表2。
表2精加工时不同刀具的加工要求
4、电极加工完后，要进行检测。电极连同快换夹具一起从底座上取下。先检测表面粗糙度是否达到要求(小于100μm)，再用投影机检测形状及同心度(同心度可以用同心度仪进行检测)。合格后将电极和快换夹具一起送电极放电。不合格就要调整下刀参数再加工，直至达到要求。如果没有快换夹具就按平常加工流程送下序加工。
虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (4)
1.一种细高电极，其特征在于：包括基座以及固定于基座上的电极齿，所述电极齿从基座端往上，直径逐渐缩小，其侧壁倾斜角为1.8°~2.2°；所述细高电极运用加工中心加工制备，具体包括以下步骤：
（1）装夹，用快换夹具将黄铜毛坯装夹好，黄铜毛坯的露出长度与直径之比为10~16:1；快换夹具起固定作用，同时用快换夹具装夹黄铜毛坯，可以更好、更方便的将电极加工好后的高精度传递给放电加工；或者用虎钳对黄铜毛坯进行夹装；
（2）粗加工，将夹装有黄铜毛坯的快换夹具放到机床的3R底座上，设好加工零位，对好所需要的刀具长度，然后运行程序开始加工；编写粗加工程序时，将电极齿的拔模斜度保持在1.8°~2.2°之间，该范围的拔模斜度可以提高粗加工过程中电极齿的强度，具体方法是让毛坯形成上小下大的宝塔状，毛坯完全包住整个电极齿的形状，该过程用UG建模模块里的拔模功能来实现，可以保证电极在开粗不断齿，不变形，不弹伤电极；粗加工时选用型腔铣，刀具可以根据电极齿的高度和刀具的长度综合考虑，所采买的刀具直径越大刀具总长也越长可以用于切削的刀刃也越长，φ6的刀具总长55mm，用于切削长度35mm；φ8的刀具总长70mm，用于切削长度45mm；φ10的刀具总长80mm，用于切削长度55mm；φ12的刀具总长100mm，用于切削长度65mm；不同刀具的具体加工参数如下：
刀具：φ6，下刀量：0.4mm，转速：6000r/min，进给：2500mm，余量：0.12mm，加工齿高：0~35mm；
刀具：φ8，下刀量：0.5mm，转速：5000r/min，进给：2600mm，余量：0.13mm，加工齿高：0~45mm；
刀具：φ10，下刀量：0.55mm，转速：5000r/min，进给：2800mm，余量：0.14mm，加工齿高：0~55mm；
刀具：φ12，下刀量：0.6mm，转速：5000r/min，进给：3000mm，余量：0.15mm，加工齿高：0~65mm；
（3）精加工，编写精加工程序时，先将电极齿的放电火花间隙扣掉，以保证精加工程序按零位加工到数；放电火花间隙在设计电极时已经确定，并标注在电极图纸上，根据图纸标注扣掉放电火花间隙即可；具体操作时用UG建模模块里的偏置面功能来实现对原电极的模型去掉放电火花间隙；精加工时选择等高加工刀路，并采取螺旋切削的方式铣削，整个顺铣铣削一气呵成，中途不可停止；刀具可以参考粗加工的大小，选平刀加工，刀具刀尖要好，切削性要好，选择新刀，因为选择刀尖好的平刀可以减少刀具切削时对齿的法向力，作用在电极齿上的力越小，齿变形弯曲的风险越小；齿太高的电极，要选择大刀；由于电极齿高，加工的刀具装夹时悬长也会很长，所以要充分考虑刀具在切削运动过程中的刚性；精加工时，要注意刀具磨损的问题，加工时间超过正常加工时间就必须换新刀；具体加工参数如下：
齿高/直径=10时，所用刀具为φ6或φ8，下刀量为0.12mm，转速为6000r/min，进给为1200mm；
齿高/直径=11时，所用刀具为φ6或φ8，下刀量为0.10mm，转速为6000r/min，进给为1000mm；
齿高/直径=12时，所用刀具为φ6或φ8，下刀量为0.08mm，转速为6000r/min，进给为800mm；
齿高/直径=13时，所用刀具为φ8或φ10，下刀量为0.06mm，转速为5000r/min，进给为600mm；
齿高/直径=14时，所用刀具为φ6或φ8，下刀量为0.05mm，转速为5000r/min，进给为500mm；
齿高/直径=15时，所用刀具为φ8、φ10或φ12，下刀量为0.04mm，转速为5000r/min，进给为400mm；
齿高/直径=16时，所用刀具为φ8、φ10或φ12，下刀量为0.03mm，转速为5000r/min，进给为350mm；
（4）电极加工完后，要进行检测；电极连同快换夹具一起从底座上取下；先检测表面粗糙度是否小于100μm，再用投影机检测形状及用同心度仪检测同心度；合格后将电极和快换夹具一起送电极放电，不合格就要调整下刀参数再加工，直至达到要求；如果没有快换夹具就按平常加工流程送下序加工。
2.根据权利要求1所述的细高电极，其特征在于：所述电极齿侧壁的倾斜角为2.0°。
3.根据权利要求1所述的细高电极，其特征在于：所述电极齿的长度与基座端的直径之比为10~16:1。
4.根据权利要求3所述的细高电极，其特征在于：所述电极齿的长度与基座端的直径之比为15:1。
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