CN117182215B - 一种电极组件及其加工方法和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电极组件及其加工方法和使用方法,该电极组件包括工具电极和夹具,工具电极包括方形基准框,方形基准框表面设有与模具零件适配的电极仿形体,电极仿形体上对应模具零件的特征面位置设有避让面;夹具包括方形外框,方形外框的一侧与方形基准框连接,方形外框的另一侧设有定位片。本发明的方形基准框表面设有与模具零件适配的电极仿形体,其无需加工制作更多的工具电极,有效减少了工具电极的个数,缩短了工具电极的制作时间,节约了工具电极的制作成本。

Description

一种电极组件及其加工方法和使用方法
技术领域
本发明属于精密加工技术领域,具体涉及一种电极组件及其加工方法和使用方法。
背景技术
在开发结构比较复杂、精度要求高的一些塑胶产品零件的模具时,模具的加工制造周期非常长,无法满足当前行业激烈竞争环境下的需求,也为模具的加工制造提出了更高的要求。
目前,电火花成形加工作为特种加工技术,在精密模具零件的加工制造中始终占有不可替代的重要地位,电火花加工模具零件时,需要通过放电技术把工具电极上的仿形部分精确的复制到零件上;因此工具电极是电火花加工不可缺少的部分,而工具电极又需要多环节配合,包括工具电极的拆分、工具电极制作、工具电极检测、最后利用制作好的工具电极完成零件的电火花加工;其每个环节花费时间长、成本高、加工效率低,这也是影响整个模具加工制造周期的重要原因。
工具电极材料的选用主要有两种,分别是铜材料和石墨材料,由于石墨材料需要特殊的机械加工设备才能加工,所以很多模具企业都是以铜材料作为工具电极的材料。由于铜材料属于易变形材料,稍微大一点的工具电极在加工制作上就有困难,工具电极上尺寸不容易一次性加工制作完成,很难满足电加工需要,所以当前工具电极的拆分方法是将工具电极分别拆分成小型、简单且易加工的几何形状,再分别加工制作成若干个不同的工具电极;当塑胶产品比较复杂时,模具上一个核心零件所需要的工具电极个数少的30到50个,多的可达上100个,可想而知整套模具上需要电火花加工的工件得需要多少工具电极,如此多的工具电极会导致各个环节的工作拥堵和工作压力的增加,无法达到快速生产及缩短周期的目的,很难适应当前的市场需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种电极组件及其加工方法和使用方法,用于解决现有技术中存在的上述问题。
为了实现上述目的,第一方面,本发明采用以下技术方案:一种电极组件,包括工具电极和夹具,所述工具电极包括方形基准框,所述方形基准框表面设有与模具零件适配的电极仿形体,所述电极仿形体上对应模具零件的特征面位置设有避让面;所述夹具包括方形外框,所述方形外框的一侧与方形基准框连接,方形外框的另一侧设有定位片。
作为上述技术方案的一种可选实施方式,所述方形外框的外形尺寸小于方形基准框的外形尺寸。
作为上述技术方案的一种可选实施方式,所述电极仿形体设有仿形孔和若干第一沉台过孔,方形基准框设有第一方向倒角和若干第二沉台过孔;所述方形外框设有第二方向倒角、若干第一螺纹孔和若干第二螺纹孔,所述第一螺纹孔与第一沉台过孔之间设有第一螺栓,第一沉台过孔的沉台深度大于第一螺栓的螺钉头高度;所述第二螺纹孔与第二沉台过孔之间设有第二螺栓,第二沉台过孔的沉台深度大于第二螺栓的螺钉头高度。
作为上述技术方案的一种可选实施方式,所述方形基准框设有若干定位通孔,所述方形外框设有若干定位销钉孔,所述定位销钉孔与定位通孔之间设有定位销钉。
作为上述技术方案的一种可选实施方式,所述方形外框的表面设有纵横交错的排气槽。
作为上述技术方案的一种可选实施方式,所述定位片设有若干第三沉台过孔,所述方形外框设有若干第三螺纹孔,所述第三螺纹孔与第三沉台过孔之间设有第三螺栓,第三沉台过孔的沉台深度大于第三螺栓的螺钉头高度。
作为上述技术方案的一种可选实施方式,所述工具电极采用紫铜材料制成,所述夹具采用碳钢材料制成。
第二方面,本发明采用以下技术方案:一种电极组件的加工方法,包括以下步骤:
步骤A,对工具电极的3D模型进行CNC模拟仿真加工,生成CNC粗加工程序、CNC精加工程序以及夹具上定位销钉孔的销钉孔精加工程序;
步骤B,分别锯出工具电极和夹具的毛坯料外形,毛坯料外形的每个边留有1.0-2.0mm的余量;
步骤C,分别去除工具电极和夹具的毛坯料外形面上多余的毛坯,每个外形面保留0.1-0.2mm的余量,工具电极和夹具的相邻两个面之间的垂直度在0.05mm以内,进一步加工准工具电极上的第一方向倒角、第一沉台过孔和第二沉台过孔,第一沉台过孔和第二沉台过孔的垂直度在0.05mm以内,进一步加工准夹具上的第二方向倒角、第一螺纹孔、第二螺纹孔和第三螺纹孔,第一螺纹孔、第二螺纹孔和第三螺纹孔的垂直度在0.05mm以内;
步骤D,磨床精磨,分别精磨工具电极和夹具的外形面,面与面之间的垂直度、平行度、正反两大面的平面度控制在0.002mm以内,进一步磨出夹具上的排气槽,并在工具电极和夹具棱边上分别磨出倒角;
步骤E,CNC粗加工,粗加工工具电极上的电极仿形体并留0.05mm以内的余量,工具电极上的顶面和避让面按照0-0.1mm的公差加工;CNC粗加工前先将夹具放到CNC机床的磁台台面上,夹具的顶面与磁台台面贴合,用千分表将其中一个侧面以CNC机床X平面校平,另外一个侧面以CNC机床Y平面校平,进一步将定位片放到夹具的底面上,定位片上的平面与夹具上的底面进行贴合,进一步用第三螺栓穿过第三沉台过孔与第三螺纹孔相连,进一步用千分表将定位片的两个侧面分别与CNC机床X、Y平面校平,然后将第三螺栓拧紧,进一步将校正好的夹具以定位片朝下的方式放到CNC机床精定位底座上,进一步将工具电极放到夹具上,第一方向倒角和第二方向倒角朝向同一方向,工具电极的底面与夹具的顶面贴合,进一步用第二螺栓穿过第二沉台过孔与第二螺纹孔相连,用第一螺栓穿过第一沉台过孔与第一螺纹孔相连,进一步用千分表将工具电极校正,保证工具电极的中心、定位片的中心、CNC机床底座的中心在同一轴线上后再拧紧第一螺栓和第二螺栓,进一步调入步骤A中生成好的CNC粗加工程序,运行CNC机床对工具电极进行粗加工,加工完成后从CNC机床底座上取下定位片,并将工具电极和夹具分开;
步骤F,穿孔机加工穿丝孔,分别将工具电极和夹具装夹固定在穿孔机上,以工具电极上的方形基准框为基准,加工出仿形孔上的线切割穿丝孔和定位通孔的线切割穿丝孔,再以夹具方形外框为基准,再粗加工出各个定位通孔;
步骤G,线切割粗加工,将工具电极装夹固定在慢走丝机床上,以工具电极上的方形基准框为基准,粗加工所有仿形通孔并留0.05-0.1mm的余量,精加工定位通孔,孔径公差控制在0-0.005mm;
步骤H,CNC精加工,精加工工夹具上的定位销钉孔,孔径公差控制在0-0.005mm,精加工具电极上的电极仿形体,公差按±0.01mm控制;精加工前,将步骤E中校正好的夹具以定位片朝下的方式放到CNC机床精定位底座上,进一步用分中棒以夹具上的四个侧面进行分中找到夹具的中心,进一步调入步骤A中生成好的销钉孔精加工程序,运行CNC机床精加工定位销钉孔,加工完成后,进一步将准备好的定位销钉配入到四个定位销钉孔中,以第一方向倒角与第二方向倒角朝向同一方向,夹具的顶面与工具电极的底面相对,再将定位销钉对准定位销钉孔配入工具电极,使夹具的顶面与工具电极的底面贴合,进一步用千分表检测配入的工具电极是否在正确位置,确保无误后,用第一螺栓穿过第一沉台过孔与第一螺纹孔相连并拧紧,用第二螺栓穿过第二沉台过孔与第二螺纹孔相连并拧紧,进一步调入步骤A中生成好的CNC精加工程序,运行CNC机床开始对工具电极进行精加工;
步骤I,三坐标检测,利用三坐标设备检测电极仿形体上CNC精加工部分的尺寸是否满足公差要求,如果不满足则需要返修,检测合格后将工具电极从夹具上取下;
步骤J,线切割精加工,将工具电极装夹固定在慢走丝机床上,以工具电极上的方形基准框为基准,精加工所有仿形通孔。
作为上述技术方案的一种可选实施方式,在该步骤A中,在生成CNC精加工程序时,需要将选用的刀具直径大小改小0.02mm;在步骤H中,需要根据CNC精加工程序中的刀具直径大小进行选刀,当程序中的刀具直径为小数时,那么所选实物刀具直径应为整数。
作为上述技术方案的一种可选实施方式,在步骤J中,仿形通孔的精加工采用粗割一次精修三次的加工工艺,第一次粗割留余量0.05mm以内,第一次精修留余量0.03mm以内,第二次精修留余量0.015mm以内,第三次精修按照公差±0.01mm处理,表面控制在Ra0.4um以内。
第三方面,本发明采用以下技术方案:一种电极组件的使用方法,包括以下步骤:
将工具电极装到夹具上,利用三坐标设备检测对电极仿形体进行全部检测,并将检测的数据和偏差上传到电加工系统;
将模具零件放到电加工机床磁台上并校正,进一步把检测装夹好的工具电极通过定位片与电加工机床主轴链接,进一步调入三坐标检测的数据和偏差并生成电加工程序,然后电加工机床主轴带动工具电极对模具零件进行放电加工。
本发明的有益效果为:
本发明提供了一种电极组件及其加工方法和使用方法,方形基准框表面设有与模具零件适配的电极仿形体,其无需加工制作更多的工具电极,有效减少了工具电极的个数,缩短了工具电极的制作时间,节约了工具电极的制作成本。
附图说明
图1是本发明一种实施方式中电极组件的立体结构示意图;
图2是本发明一种实施方式中电极组件的爆炸图;
图3是本发明一种实施方式中工具电极的结构示意图;
图4是本发明一种实施方式中夹具的顶面结构示意图;
图5是本发明一种实施方式中夹具的底面结构示意图;
图6是本发明一种实施方式中电极组件的使用状态图。
图中:100-模具零件;200-工具电极;300-夹具;400-定位片;1-方形基准框;2-电极仿形体;3-避让面;4-方形外框;5-仿形孔;6-第一沉台过孔;7-第一方向倒角;8-第二沉台过孔;9-第二方向倒角;10-第一螺纹孔;11-第二螺纹孔;12-第一螺栓;13-第二螺栓;14-定位通孔;15-定位销钉孔;16-定位销钉;17-排气槽;18-第三沉台过孔;19-第三螺纹孔;20-第三螺栓。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1-图6所示,本实施例提供了一种电极组件,包括工具电极200和夹具300,工具电极200包括方形基准框1,方形基准框1表面设有与模具零件100适配的电极仿形体2,电极仿形体2上对应模具零件100的特征面位置设有避让面3;夹具300包括方形外框4,方形外框4的一侧与方形基准框1连接,方形外框4的另一侧设有定位片400。
具体地,方形外框4的外形尺寸小于方形基准框1的外形尺寸。电极仿形体2设有仿形孔5和若干第一沉台过孔6,方形基准框1设有第一方向倒角7和若干第二沉台过孔8;方形外框4设有第二方向倒角9、若干第一螺纹孔10和若干第二螺纹孔11,第一螺纹孔10与第一沉台过孔6之间设有第一螺栓12,第一沉台过孔6的沉台深度大于第一螺栓12的螺钉头高度;第二螺纹孔11与第二沉台过孔8之间设有第二螺栓13,第二沉台过孔8的沉台深度大于第二螺栓13的螺钉头高度。
方形基准框1设有若干定位通孔14,方形外框4设有若干定位销钉孔15,定位销钉孔15与定位通孔14之间设有定位销钉16。方形外框4的表面设有纵横交错的排气槽17,其目的是为电加工时产生的气体和碳渣提供排出通道。定位片400设有若干第三沉台过孔18,方形外框4设有若干第三螺纹孔19,第三螺纹孔19与第三沉台过孔18之间设有第三螺栓20,第三沉台过孔18的沉台深度大于第三螺栓20的螺钉头高度。
其中,电极仿形体2被方形基准框1包络其中并形成一个整体,电极仿形体2中设有多个不同形状的仿形通孔、多个避让面3、两个第一沉台过孔6;方形基准框1上设有第一方向倒角7、四个第二沉台过孔8和四个定位通孔14。
电极仿形体2是由模具零件100上对应电加工部分的反向模型拷贝得到;仿形孔5是由加工中心所选用刀具的加工深度来决定是否设计为通孔,当刀具无法加工到想要的深度时,那么就设计为仿形通孔,反之则不用;避让面3需要让开模具零件100上对应位置特征面0.5mm,两个第一沉台过孔6的沉台深度需要大于第一螺栓12的螺钉头高度。
进一步,方形基准框1中相邻两个侧面相互垂直,相对两个侧面相互平行;方形基准框1的顶面需要让开模具零件100上对应位置特征面1mm;方形基准框1中四个第二沉台过孔8对称分布在方形基准框1的四个角上,第二沉台过孔8的沉台深度大于第二螺栓13的螺钉头高度。方形基准框1中四个销钉通孔分布在方形基准框1的两个相交中心轴上并靠近四个侧面垂直贯穿方形基准框1。
本发明的方形基准框1表面设有与模具零件100适配的电极仿形体2,其无需加工制作更多的工具电极200,有效减少了工具电极200的个数,缩短了工具电极200的制作时间,节约了工具电极200的制作成本。
其中,夹具300包括方形外框4,方形外框4上设有第二方向倒角9、两个第一螺纹孔10、四个第二螺纹孔11、四个第三螺纹孔19、四个定位销钉孔15和排气槽17。方形外框4中相邻两个侧面相互垂直,相对两个侧面相互平行,方形外框4的中心线与中线分别与方形基准框1的中心线与中线对齐后,方形外框4的外形小于工具电极200的外形。
进一步,方形外框4的顶面上分布有第一螺纹孔10、第二螺纹孔11和定位销钉孔15,并且第一螺纹孔10、第二螺纹孔11和定位销钉孔15的位置需要与工具电极200上的第一沉台过孔6、第二沉台过孔8和定位通孔14的位置相对应,第一螺纹孔10、第二螺纹孔11的孔深20.0mm,四个定位销钉孔15为垂直通孔,第二方向倒角9需要与第一方向倒角7保持一致。
方形外框4上底面设置四个第三螺纹孔19,并且四个第三螺纹孔19对称分布在底面上,第三螺纹孔19的孔深20.0mm,四个第三螺纹孔19的位置需要与定位片400上的第三沉台过孔18的位置相对应。方形外框4的顶面上,以纵向横向的方式均匀分布着多条宽2.0mm深0.2mm的排气槽17,其目的是为电加工时产生的气体和碳渣提供排出通道。本实施例中所选用的第一螺栓12、第二螺栓13和第三螺栓20均为M6螺栓,其长度为20.0mm;所选用的定位销钉16直径为3.0mm,长30.0mm。
本实施例还提供了一种电极组件的加工方法,包括以下步骤:
步骤A,CAM编程;利用三维软件对工具电极200的3D模型进行CNC模拟仿真加工,并生成CNC粗加工程序和CNC精加工程序以及夹具300上定位销钉孔15的销钉孔精加工程序。
在该步骤中,为了更好更稳定的控制工具电极200上的电极仿形体2的尺寸在公差范围内,在生成CNC精加工程序时,需要将选用的刀具直径大小改小0.02mm,例如:选用一把ø1mm的刀具,那么CNC精加工程序中的刀具直径大小应为ø0.98mm。
步骤B,锯床备毛坯料;工具电极200选用紫铜材料,夹具300选用耐磨性优良、硬度HRC45的S50C中碳钢材料;分别锯出工具电极200和夹具300的毛坯料外形,毛坯料外形的每个边保证有1.0-2.0mm的余量。
步骤C,铣床去外形余量以及加工准方向倒角、沉台过孔、螺纹孔;首先分别去除工具电极200和夹具300毛坯料外形面上多余的毛坯料,要求每个外形面需要保留0.1-0.2mm的余量,相邻两个面之间的垂直度要求0.05mm以内,进一步加工准工具电极200上的第一方向倒角7、第一沉台过孔6和第二沉台过孔8,第一沉台过孔6和第二沉台过孔8的垂直度在0.05mm以内,进一步加工准夹具300上的第二方向倒角9、第一螺纹孔10、第二螺纹孔11和第三螺纹孔19,第一螺纹孔10、第二螺纹孔11和第三螺纹孔19的垂直度在0.05mm以内。
步骤D,磨床精磨;首先分别精磨工具电极200和夹具300的外形面,面与面之间的垂直度、平行度、正反两大面的平面度控制在0.002mm以内,进一步磨出夹具300上的排气槽17,并在工具电极200和夹具300棱边上分别磨出倒角。
步骤E,CNC粗加工;粗加工工具电极200上的电极仿形体2并留余量0.05mm,工具电极200上的顶面和避让面3按照0-0.1mm的公差加工;CNC粗加工前先将夹具300放到CNC机床的磁台台面上,夹具300的顶面与磁台台面贴合,用千分表将其中一个侧面以CNC机床X平面校平,另外一个侧面以CNC机床Y平面校平,进一步将定位片400放到夹具300的底面上,定位片400上的平面与夹具300上的底面进行贴合,进一步用四个第三螺栓20分别穿过第三沉台过孔18与第三螺纹孔19连接,进一步用千分表将定位片400的侧面与侧面分别与CNC机床X、Y平面校平,然后将第三螺栓20拧紧,进一步将校正好的夹具300以定位片400朝下的方式放到CNC机床精定位底座上,进一步将工具电极200放到夹具300上,第一方向倒角7和第二方向倒角9朝向同一方向,工具电极200的底面与夹具300的顶面贴合,进一步用四个第二螺栓13穿过第二沉台过孔8与第二螺纹孔11相连,用两个第一螺栓12穿过第一沉台过孔6与第一螺纹孔10相连,进一步用千分表将工具电极200校正,保证工具电极200的中心、定位片400的中心、CNC机床底座的中心在同一轴线上后再拧紧第一螺栓12和第二螺栓13,进一步调入步骤A中生成好的CNC粗加工程序,运行CNC机床开始对工具电极200进行粗加工,加工完成后从CNC机床底座上取下定位片400,并将工具电极200和夹具300分开。
步骤F,穿孔机加工穿丝孔;分别将工具电极200和夹具300装夹固定在穿孔机上,以工具电极200上的方形基准框1为基准,加工出所有仿形孔5上的线切割穿丝孔和四个定位通孔14的线切割穿丝孔,再以夹具300方形外框4为基准,加工出小于四个定位销钉孔15的通孔,其目的是方便配入定位销钉16。
步骤G,线切割粗加工;选用慢走丝机床,将工具电极200装夹固定在慢走丝机床上,以工具电极200上的方形基准框1为基准,粗加工所有仿形通孔并留余量0.05-0.1mm,精加工四个定位通孔14,孔径公差控制在0-0.005mm。
步骤H,CNC精加工;精加工工夹具300上的四个定位销钉孔15,加工8.0mm深,孔径公差按0-0.005mm控制,精加工具电极200上的电极仿形体2,公差按±0.01mm控制;精加工前,准备四个定位销钉16,再次将步骤E中校正好的夹具300以定位片400朝下的方式放到CNC机床精定位底座上,进一步用分中棒以夹具300上的四个侧面进行分中找到夹具300的中心,进一步调入步骤A中生成好的四个定位销钉孔15的销钉孔精加工程序,运行CNC机床精加工四个定位销钉孔15,从顶面加工8.0mm深,加工完成后,进一步将准备好的四个定位销钉16配入到四个定位销钉孔15中,进一步以第二方向倒角9与第一方向倒角7朝向同一方向时,顶面与底面相对,再将四个定位销钉16对准四个定位销钉孔15配入工具电极200,使夹具300的顶面与工具电极200的底面贴合,进一步用千分表检测配入的工具电极200是否在正确位置,确保无误后,用两个第一螺栓12穿过第一沉台过孔6与第一螺纹孔10相连并拧紧,用四个第二螺栓13穿过第二沉台过孔8与第二螺纹孔11相连并拧紧,进一步调入步骤A中生成好的CNC精加工程序,运行CNC机床开始对工具电极200进行精加工。
在该步骤中,CNC技术员需要根据CNC精加工程序中的刀具直径大小进行选刀;当程序中的刀具直径为小数时,那么所选实物刀具直径应为整数,例如:CNC精加工程序中的刀具直径为ø0.98mm,那么所选实物刀具直径应为ø1mm。
步骤I,三坐标检测;利用三坐标设备检测电极仿形体2上CNC精加工部分的尺寸是否满足公差要求,如果不满足则需要CNC返修,合格后将工具电极200从夹具300上取下。
步骤J,线切割精加工,选用慢走丝机床,将工具电极200装夹固定在慢走丝机床上,以工具电极200上的方形基准框1为基准,精加工所有仿形通孔,并按公差按±0.01mm控制,加工过程中注意控制变形。
在该步骤中,仿形通孔的精加工采用粗割一次精修三次的加工工艺,第一次粗割留余量0.05mm以内,第一次精修留余量0.03mm以内,第二次精修留余量0.015mm以内,第三次精修按照公差±0.01mm处理,表面控制在Ra0.4um以内。
该加工方法能够提高工具电极200的制作精度,有效解决了工具电极200在制作过程中容易变形的问题。
本实施例还提供了一种电极组件的使用方法,包括以下步骤:
三坐标检测。利用三坐标设备检测对电极仿形体2进行全部检测,并将检测到的数据和偏差上传到电加工系统;检测前需要将工具电极200按照取下前的样子再次装回到夹具300上并用第一螺栓12和第二螺栓13锁紧。
电火花开始电加工。首先将模具零件100放到电加工机床磁台上并校正,进一步把检测装夹好的工具电极200通过定位片400与电加工机床主轴链接,进一步调入三坐标检测的数据和偏差并生成电加工程序,然后电加工机床主轴带动工具电极200以箭头方向向下开始对模具零件100进行放电加工。
该使用方法在电加工环节中,工具电极200可实现自动生成电加工程序,不需要技术员过多的操作;一个工具电极200就可以完成模具核心零件上85%以上形状的电加工,缩短了电加工时间,提高了电加工效率和品质,节约了电加工成本。本发明能够缩短模具的开发制造周期,满足客户需求,为公司和客户赢得市场节省了宝贵的时间。
在本发明描述中,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解,可以是固定连接,可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接或电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,对本领域技术人员而言,可以理解上述术语在本发明中的具体含义。此外,实施例描述的具体特征、结构等包含于至少一种实施方式中,在不相互矛盾的情况下,本领域技术人员可以将不同实施方式的特征进行组合。本发明的保护范围并不局限于上述具体实施方式,根据本发明的基本技术构思,本领域普通技术人员无需经过创造性劳动,即可联想到的实施方式,均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电极组件的加工方法,其特征在于,所述电极组件包括工具电极(200)和夹具(300),所述工具电极(200)包括方形基准框(1),所述方形基准框(1)表面设有与模具零件(100)适配的电极仿形体(2),所述电极仿形体(2)上对应模具零件(100)的特征面位置设有避让面(3);所述夹具(300)包括方形外框(4),所述方形外框(4)的一侧与方形基准框(1)连接,方形外框(4)的另一侧设有定位片(400);
所述电极仿形体(2)设有仿形孔(5)和若干第一沉台过孔(6),方形基准框(1)设有第一方向倒角(7)和若干第二沉台过孔(8);所述方形外框(4)设有第二方向倒角(9)、若干第一螺纹孔(10)和若干第二螺纹孔(11),所述第一螺纹孔(10)与第一沉台过孔(6)之间设有第一螺栓(12),第一沉台过孔(6)的沉台深度大于第一螺栓(12)的螺钉头高度;所述第二螺纹孔(11)与第二沉台过孔(8)之间设有第二螺栓(13),第二沉台过孔(8)的沉台深度大于第二螺栓(13)的螺钉头高度;
所述方形基准框(1)设有若干定位通孔(14),所述方形外框(4)设有若干定位销钉孔(15),所述定位销钉孔(15)与定位通孔(14)之间设有定位销钉(16);所述方形外框(4)的表面设有纵横交错的排气槽(17);所述定位片(400)设有若干第三沉台过孔(18),所述方形外框(4)设有若干第三螺纹孔(19),所述第三螺纹孔(19)与第三沉台过孔(18)之间设有第三螺栓(20),第三沉台过孔(18)的沉台深度大于第三螺栓(20)的螺钉头高度;
所述加工方法包括以下步骤:
步骤A,对工具电极(200)的3D模型进行CNC模拟仿真加工,生成CNC粗加工程序、CNC精加工程序以及夹具(300)上定位销钉孔(15)的销钉孔精加工程序;
步骤B,分别锯出工具电极(200)和夹具(300)的毛坯料外形,毛坯料外形的每个边留有1.0-2.0mm的余量;
步骤C,分别去除工具电极(200)和夹具(300)的毛坯料外形面上多余的毛坯,每个外形面保留0.1-0.2mm的余量,工具电极(200)和夹具(300)的相邻两个面之间的垂直度在0.05mm以内,进一步加工准工具电极(200)上的第一方向倒角(7)、第一沉台过孔(6)和第二沉台过孔(8),第一沉台过孔(6)和第二沉台过孔(8)的垂直度在0.05mm以内,进一步加工准夹具(300)上的第二方向倒角(9)、第一螺纹孔(10)、第二螺纹孔(11)和第三螺纹孔(19),第一螺纹孔(10)、第二螺纹孔(11)和第三螺纹孔(19)的垂直度在0.05mm以内;
步骤D,磨床精磨,分别精磨工具电极(200)和夹具(300)的外形面,面与面之间的垂直度、平行度、正反两大面的平面度控制在0.002mm以内,进一步磨出夹具(300)上的排气槽(17),并在工具电极(200)和夹具(300)棱边上分别磨出倒角;
步骤E,CNC粗加工,粗加工工具电极(200)上的电极仿形体(2)并留0.05mm以内的余量,工具电极(200)上的顶面和避让面(3)按照0-0.1mm的公差加工;CNC粗加工前先将夹具(300)放到CNC机床的磁台台面上,夹具(300)的顶面与磁台台面贴合,用千分表将其中一个侧面以CNC机床X平面校平,另外一个侧面以CNC机床Y平面校平,进一步将定位片(400)放到夹具(300)的底面上,定位片(400)上的平面与夹具(300)上的底面进行贴合,进一步用第三螺栓(20)穿过第三沉台过孔(18)与第三螺纹孔(19)相连,进一步用千分表将定位片(400)的两个侧面分别与CNC机床X、Y平面校平,然后将第三螺栓(20)拧紧,进一步将校正好的夹具(300)以定位片(400)朝下的方式放到CNC机床精定位底座上,进一步将工具电极(200)放到夹具(300)上,第一方向倒角(7)和第二方向倒角(9)朝向同一方向,工具电极(200)的底面与夹具(300)的顶面贴合,进一步用第二螺栓(13)穿过第二沉台过孔(8)与第二螺纹孔(11)相连,用第一螺栓(12)穿过第一沉台过孔(6)与第一螺纹孔(10)相连,进一步用千分表将工具电极(200)校正,保证工具电极(200)的中心、定位片(400)的中心、CNC机床底座的中心在同一轴线上后再拧紧第一螺栓(12)和第二螺栓(13),进一步调入步骤A中生成好的CNC粗加工程序,运行CNC机床对工具电极(200)进行粗加工,加工完成后从CNC机床底座上取下定位片(400),并将工具电极(200)和夹具(300)分开;
步骤F,穿孔机加工穿丝孔,分别将工具电极(200)和夹具(300)装夹固定在穿孔机上,以工具电极(200)上的方形基准框(1)为基准,加工出仿形孔(5)上的线切割穿丝孔和定位通孔(14)的线切割穿丝孔,再以夹具(300)方形外框(4)为基准,再粗加工出各个定位通孔(14);
步骤G,线切割粗加工,将工具电极(200)装夹固定在慢走丝机床上,以工具电极(200)上的方形基准框(1)为基准,粗加工所有仿形通孔并留0.05-0.1mm的余量,精加工定位通孔(14),孔径公差控制在0-0.005mm;
步骤H,CNC精加工,精加工夹具(300)上的定位销钉孔(15),孔径公差控制在0-0.005mm,精加工工具电极(200)上的电极仿形体(2),公差按±0.01mm控制;精加工前,将步骤E中校正好的夹具(300)以定位片(400)朝下的方式放到CNC机床精定位底座上,进一步用分中棒以夹具(300)上的四个侧面进行分中找到夹具(300)的中心,进一步调入步骤A中生成好的销钉孔精加工程序,运行CNC机床精加工定位销钉孔(15),加工完成后,进一步将准备好的定位销钉(16)配入到四个定位销钉孔(15)中,以第一方向倒角(7)与第二方向倒角(9)朝向同一方向,夹具(300)的顶面与工具电极(200)的底面相对,再将定位销钉(16)对准定位销钉孔(15)配入工具电极(200),使夹具(300)的顶面与工具电极(200)的底面贴合,进一步用千分表检测配入的工具电极(200)是否在正确位置,确保无误后,用第一螺栓(12)穿过第一沉台过孔(6)与第一螺纹孔(10)相连并拧紧,用第二螺栓(13)穿过第二沉台过孔(8)与第二螺纹孔(11)相连并拧紧,进一步调入步骤A中生成好的CNC精加工程序,运行CNC机床开始对工具电极(200)进行精加工;
步骤I,三坐标检测,利用三坐标设备检测电极仿形体(2)上CNC精加工部分的尺寸是否满足公差要求,如果不满足则需要返修,检测合格后将工具电极(200)从夹具(300)上取下;
步骤J,线切割精加工,将工具电极(200)装夹固定在慢走丝机床上,以工具电极(200)上的方形基准框(1)为基准,精加工所有仿形通孔。
2.根据权利要求1所述的加工方法,其特征在于,在该步骤A中,在生成CNC精加工程序时,需要将选用的刀具直径大小改小0.02mm;在步骤H中,需要根据CNC精加工程序中的刀具直径大小进行选刀,当程序中的刀具直径为小数时,那么所选实物刀具直径应为整数。
3.根据权利要求1所述的加工方法,其特征在于,在步骤J中,仿形通孔的精加工采用粗割一次精修三次的加工工艺,第一次粗割留余量0.05mm以内,第一次精修留余量0.03mm以内,第二次精修留余量0.015mm以内,第三次精修按照公差±0.01mm处理,表面控制在Ra0.4um以内。
4.根据权利要求1所述的加工方法,其特征在于,所述方形外框(4)的外形尺寸小于方形基准框(1)的外形尺寸。
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