基于NX的功能按键模具型腔电极设计

0 引言

　　随着现代加工技术的飞速发展，数控铣、加工中心和电加工设备的应用越来越普及。目前，几乎所有注塑模具零件的加工都要依靠数控铣削、线切割放电和电火花放电三大加工技术来完成。在电火花放电加工过程中，决定加工质量和效率的一个重要因素是电极，因此，电极的设计在模具行业的制造和加工中占有相当重要的位置。目前，在电极设计方面，国内系统性介绍的资料较少。本文运用NX软件探讨了一个典型塑料功能按键模具型腔电极的设计思路、方法和过程。

1 电极的设计

　　电极设计是工程设计人员根据所加工模具零件的结构形状确定需要放电加工的部位，设计出在电火花加工机床上所需的实现模具零件加工的电极。在电火花加工中，电极的作用是传输脉冲、腐蚀工件，而自身不损耗或损耗小。电极材料的选择内容是：成本、加工性能、加工损耗、加工精度和放电加工速度，目前应用较为广泛的材料主要是紫铜和石墨。

　　1.1 电极的结构

　　一个完整的电极由工作部分、避空部分和基座部分组成，电极结构示意如图1所示。其中工作部分包含了放电间隙（俗称火花位），基座主要用来进行校表和确定基准角，避空部分要根据被放电加工零件的形状与部位决定，一般基座离被放电加工零件的最高处不小于3mm，以便于放电加工时冲走残渣，防止产生积碳现象。基座高度一般不小于8mm，便于校表。基准角是一个标记，主要用于确定如何安装电极（电极的基准角要与基座的基准角相对应）。电极分为粗加工电极、半精加工电极和精加工电极，电极的放电间隙是依据被放电加工零件的加工精度和材料、电加工设备的性能、电极材料及相应的电加工参数来决定，一般情况下，被放电加工零件粗加工时，所用电极单边放电间隙为0.3mm左右，精加工电极单边放电间隙为0.1mm左右。

　　1.2 电极的加工部位

　　在模具的制造过程中，模具零件中一些形状复杂或特殊的部位不适用机械加工的，就要采用电极放电腐蚀加工。如：1）模具零件中直角、尖角及小网角的部位；2）模具零件中窄缝或筋条部位；3）模具零件中存在较深且窄的部位：4）由曲面与直壁或斜壁组成的角位：5）模具零件材料硬度特别高或表面精度要求特别高的部位（使用普通机床或数控机床加工难以达到要求时）。

图1 电极结构示意

　　1.3 电极设计的原则

　　1)电极的可加工性。设计的电极应该是合理、可以加工的，并且加工性能较好。

　　2)保证加工精度。放电加工要保证零件的加工精度，如位置精度要求特别高的地方，电极设计时尽可能在同一电极内完成，不要拆成多个电极，减少由于多次装夹引起的加工误差。

　　3)提高加工效率。为缩短电火花加工时间，若多个电极部位距离较小，应制成一个整体式电极。

　　4)节省材料成本。若两个电极部位距离较大时，可以考虑分解成两个电极，不要制成一个整体电极。

　　电极的设计不能只考虑单一因素，需要综合各方面的加工要素来考虑，包括加工精度、成本、效率和自身的可加工性能。