超精密齿轮注塑模电极的加工工艺与分析
【摘要】本课题主要讨论超精密齿轮注塑模电极的加工工艺与分析。首先，了解所需加工电极的图档并判断是否符合实际加工工艺，对加工该电极所需要材料、刀具的规格以及所需要的加工周期等了解清楚。并对加工过程中的校正、装夹、切削用量等作具体分析和表述，最后，对加工出的电极工件进行测量，得出是否可以使用以及如何修复的分析讨论过程。我对能够学习并研究此课题感到十分荣幸。它让我知道了电极的加工工艺，并且让我体会了细节决定成败，哪怕是再细小的细节，都应该值得我们去留意，避免发生更大的错误。
目 录
引言 5
一、电极的用途与材料分析 6
（一）电极的用途 6
（二）制作电极的材料分析 6
二、米克朗数控机床的简介 7
（一）米克朗数控机床的部分按键功能 7
（二）电极的装夹方法 8
（三）电极加工的连续性 9
三、电极加工工艺与分析 10
（一）本电极的用途 10
（二）加工过程分析 10
（三）不良品分析与解决方案 13
四、电火花机的工作简介 14
（一）电火花机的用途 14
（二）电火花机的工作原理 15
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
HELDENHAIN TNC数控系统是面向车间应用的轮廓加工数控系统，可运用于铣床、钻床、镗床和加工中心。我们公司米克朗数控机床采用的是iTNC 530，其最多可控制12个轴，方便于多轴加工，支持自动更换刀具。该机床加工的工件精度高，效率快，可以装夹不同的夹具。根据工件加工的角度，形状，尺寸的不同，选择合适的夹具进行加工。该系统内有多种报警设置，刀具未装报警、断刀报警、刀具库门是否关好报警、机床内各种油是否充足报警等等，大大提高了机床加工的精度和安全性。我们课题里说到的电极加工最重要的就是刀具的好坏，该系统每次换刀加工前都会有一个刀具检查，在无断刀的情况下来校正刀的尺寸，使其精度误差在0.001mm，所以加工的电极更加精确，让机床成为了一个“高效的工作者”
电极的用途与材料分析
电极的用途<
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br /> 由于数控机床加工的局限性，有些工件形状复杂，某些部位不能加工的到，或者受材料的影响，使得数控机床无法加工，便可采用电火花加工，而采用电火花加工，就必须使用电极。如图11
本课题讲的是超精密齿轮注塑模
电极的加工与分析,所以电极的制作便
是最重要的。由于cnc加工的局限性，
例如刀具长度够不到；需要加工的区
域需要加工成细长的形状，cnc加工
就很难达到相应的精度，而且加工难
度系数大，选择电火花加工便是最合
适的选择等等。
如图11，这是我们本课题所研究的
电极——齿轮电极。电极的制作首先需
要相应的电极材料，我们公司一般制作紫铜电极会根据电火花加工零件的不同来加工不同的电极。电极一般都会有两部分，一部分为加工所需要的形状，另一部分为基准面。基准面的作用用来确定电火花加工的基准和火花位。
制作电极的材料分析
首先分析一下电极的加工程序。首先根据CAM或者EDM发来的CAD图档来确定所需要的紫铜的尺寸，根据所需要的紫铜的尺寸的不同选择不同的电极夹座，装夹好之后装上机器人，准备好相应的刀具，传入程式，开始加工。详情见图12。
制作电极的材料一般有紫铜电极和石墨电极。根据需求的不同，选用不同的电极。根据材质性能来讲，石墨电极精加工电极损耗大，开粗速度快，透气性好，材质比较轻，适合大型型腔的加工，但利用率低；紫铜电极开粗速度慢，用过之后修改可以再次利用，利用率高。
根据加工性能来讲，石墨电极机加工性能比较好，易于成形和修正，不容易变形，由于本身的脆性，可以承受高温，只会断裂而不会变形，适合制作薄而深的电极；需要高速机来加工，并且配备专用的石墨刀具；石墨容易崩，加工起来粉尘比较大，容易积累碳渣，加工环境略差。紫铜电极加工容易变形，不利于加工细微部位，适合中小零件的加工，加工时需要切削液，无尘，但回收及重复使用率高，加工损失较小，耐用。
我们公司一般采用的是紫铜电极，使用率高，综合性能好是选择紫铜电极的不二选择。紫铜电极不易损坏，不易产生“电弧烧伤”现象，加工损坏不大，由于公司有专用的紫铜夹座，所以紫铜的装夹问题也不是问题了。
米克朗数控机床的简介
米克朗数控机床的部分按键功能
米克朗数控系统采用的是iTNC530数控系统，可配
备的TE420或者TE530键盘。
如图21为TE530键盘：
字母键盘用于输入文本和文件名以及ISO编程
包含文件管理器，计算器，MOD功能及“HELP”
（帮助）功能
编程模式
机床操作模式
编程对话的初始化
箭头键和GOTO功能
数字输入和轴选择
鼠标触摸板：仅适用于双处理器版本
我们公司采用的是TE530键盘，制作电极一般使用图21中的1,2,4,7区域的功能。米克朗机床里面安装了一个HEIDENHAIN 3D探头（图22）和电子手轮（图23）。使用该探头能够比较方便精确的来对将加工的电极进行分中，确定中心点。HEIDENHAIN 3D的工作原理是他里面有一个耐磨的光学开关，只要探针一偏离其自由位置就将发出信号，将其信号传给TNC后，TNC系统将保存探针的当前位置，并将其用作实际值。用这些探头能够非常高效的进行自动对正工作、设置工作原点和工件测量工作。
一般的探头型号有TS220，TS630，TS632。TS220用电缆给TNC系统传送触发信号，适用于低成本以及不经常需要数字化的应用场合；TS630和TS632特点是用红外线给TNC系统传送触发信号。可以很方便地用于具有自动换刀的机床上。
电子手轮则方便于手动调节细微距离的时候使用，使用前先启动手轮模式。
（二）电极的装夹方法
我们公司采用的是50X50mm的铜夹座，购买时的紫铜专门适用于夹座的形状，用螺丝将紫铜原料锁紧后，在铜夹座的底部安装一个螺栓，将其挂在电极库上面（如图24），将程式导入TNC,机器人会自动从电极库上调取电极放入机床内。
目 录
引言 5
一、电极的用途与材料分析 6
（一）电极的用途 6
（二）制作电极的材料分析 6
二、米克朗数控机床的简介 7
（一）米克朗数控机床的部分按键功能 7
（二）电极的装夹方法 8
（三）电极加工的连续性 9
三、电极加工工艺与分析 10
（一）本电极的用途 10
（二）加工过程分析 10
（三）不良品分析与解决方案 13
四、电火花机的工作简介 14
（一）电火花机的用途 14
（二）电火花机的工作原理 15
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
HELDENHAIN TNC数控系统是面向车间应用的轮廓加工数控系统，可运用于铣床、钻床、镗床和加工中心。我们公司米克朗数控机床采用的是iTNC 530，其最多可控制12个轴，方便于多轴加工，支持自动更换刀具。该机床加工的工件精度高，效率快，可以装夹不同的夹具。根据工件加工的角度，形状，尺寸的不同，选择合适的夹具进行加工。该系统内有多种报警设置，刀具未装报警、断刀报警、刀具库门是否关好报警、机床内各种油是否充足报警等等，大大提高了机床加工的精度和安全性。我们课题里说到的电极加工最重要的就是刀具的好坏，该系统每次换刀加工前都会有一个刀具检查，在无断刀的情况下来校正刀的尺寸，使其精度误差在0.001mm，所以加工的电极更加精确，让机床成为了一个“高效的工作者”
电极的用途与材料分析
电极的用途<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
br /> 由于数控机床加工的局限性，有些工件形状复杂，某些部位不能加工的到，或者受材料的影响，使得数控机床无法加工，便可采用电火花加工，而采用电火花加工，就必须使用电极。如图11
本课题讲的是超精密齿轮注塑模
电极的加工与分析,所以电极的制作便
是最重要的。由于cnc加工的局限性，
例如刀具长度够不到；需要加工的区
域需要加工成细长的形状，cnc加工
就很难达到相应的精度，而且加工难
度系数大，选择电火花加工便是最合
适的选择等等。
如图11，这是我们本课题所研究的
电极——齿轮电极。电极的制作首先需
要相应的电极材料，我们公司一般制作紫铜电极会根据电火花加工零件的不同来加工不同的电极。电极一般都会有两部分，一部分为加工所需要的形状，另一部分为基准面。基准面的作用用来确定电火花加工的基准和火花位。
制作电极的材料分析
首先分析一下电极的加工程序。首先根据CAM或者EDM发来的CAD图档来确定所需要的紫铜的尺寸，根据所需要的紫铜的尺寸的不同选择不同的电极夹座，装夹好之后装上机器人，准备好相应的刀具，传入程式，开始加工。详情见图12。
制作电极的材料一般有紫铜电极和石墨电极。根据需求的不同，选用不同的电极。根据材质性能来讲，石墨电极精加工电极损耗大，开粗速度快，透气性好，材质比较轻，适合大型型腔的加工，但利用率低；紫铜电极开粗速度慢，用过之后修改可以再次利用，利用率高。
根据加工性能来讲，石墨电极机加工性能比较好，易于成形和修正，不容易变形，由于本身的脆性，可以承受高温，只会断裂而不会变形，适合制作薄而深的电极；需要高速机来加工，并且配备专用的石墨刀具；石墨容易崩，加工起来粉尘比较大，容易积累碳渣，加工环境略差。紫铜电极加工容易变形，不利于加工细微部位，适合中小零件的加工，加工时需要切削液，无尘，但回收及重复使用率高，加工损失较小，耐用。
我们公司一般采用的是紫铜电极，使用率高，综合性能好是选择紫铜电极的不二选择。紫铜电极不易损坏，不易产生“电弧烧伤”现象，加工损坏不大，由于公司有专用的紫铜夹座，所以紫铜的装夹问题也不是问题了。
米克朗数控机床的简介
米克朗数控机床的部分按键功能
米克朗数控系统采用的是iTNC530数控系统，可配
备的TE420或者TE530键盘。
如图21为TE530键盘：
字母键盘用于输入文本和文件名以及ISO编程
包含文件管理器，计算器，MOD功能及“HELP”
（帮助）功能
编程模式
机床操作模式
编程对话的初始化
箭头键和GOTO功能
数字输入和轴选择
鼠标触摸板：仅适用于双处理器版本
我们公司采用的是TE530键盘，制作电极一般使用图21中的1,2,4,7区域的功能。米克朗机床里面安装了一个HEIDENHAIN 3D探头（图22）和电子手轮（图23）。使用该探头能够比较方便精确的来对将加工的电极进行分中，确定中心点。HEIDENHAIN 3D的工作原理是他里面有一个耐磨的光学开关，只要探针一偏离其自由位置就将发出信号，将其信号传给TNC后，TNC系统将保存探针的当前位置，并将其用作实际值。用这些探头能够非常高效的进行自动对正工作、设置工作原点和工件测量工作。
一般的探头型号有TS220，TS630，TS632。TS220用电缆给TNC系统传送触发信号，适用于低成本以及不经常需要数字化的应用场合；TS630和TS632特点是用红外线给TNC系统传送触发信号。可以很方便地用于具有自动换刀的机床上。
电子手轮则方便于手动调节细微距离的时候使用，使用前先启动手轮模式。
（二）电极的装夹方法
我们公司采用的是50X50mm的铜夹座，购买时的紫铜专门适用于夹座的形状，用螺丝将紫铜原料锁紧后，在铜夹座的底部安装一个螺栓，将其挂在电极库上面（如图24），将程式导入TNC,机器人会自动从电极库上调取电极放入机床内。
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