手機外殼型芯的電極設計范文

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《模具制造雜志》2016年第三期

摘要：

以手機外殼型芯為例，基于UG軟件用電極設計模塊與建模模塊相結合的方法進行了主要電極的設計，并完成主體電極的EDM工程圖，采用優化的數控加工工藝對模具零件進行數控編程加工。實驗結果表明該零件的加工質量達到了預期的要求，為模具型芯的電極設計和加工提供了設計思路和方法。

關鍵詞：

UG；電極設計；編程；型芯

1引言

在塑膠模具的制造中，模具有細、窄縫、清角位等結構時，普通機械加工難以完成，就需用電火花加工（EDM），因此在模具加工中電火花得到了廣泛應用。電火花加工基于電火花腐蝕原理，是在工具電極與工件電極相互靠近時，極間形成脈沖性火花放電，在電火花通道中產生瞬時高溫，使金屬局部熔化，甚至氣化，從而將金屬蝕除下來[1]。電火花加工必須制作形狀吻合的電極，電極的設計與加工則是進行放電加工的前提，本文以手機外殼型芯為代表對電極的設計與加工進行研究。

2電極的設計

電極設計是根據模具零件的結構確定放電加工部位，設計出電極。電極所用的材料目前多數為紫銅和石墨。本手機外殼型芯見如圖1所示。

2.1電極的設計原則電極的設計首先要考慮可加工性，結構上要避免直角、尖角等難以加工的部位；其次要考慮放電加工時的安全性和效率，因放電加工的時間相對比較長，應盡量將電極設計為整體式電極；最后還要注意材料成本，盡可能節省材料。要綜合考慮以上3點才能設計出合理的電極。

2.2電極的結構設計一個完整的電極由放電加工工作部分（電極頭）、避空直身位部分和基座3部分組成。放電加工工作部分形狀要與模具結構吻合。避空位要根據放電加工零件的形狀與部位，一般使基準面離放電加工零件部位的最高處不少于3mm，有利于加工過程中沖走殘渣。其中基座包含校表部位和基準角，基座高度一般不小于5mm，為了便于校表，基座側壁與避空直身位部位的距離一般單邊不小于3mm。基準角是一個標記，主要用于確定安裝電極的位置。采用電極設計模塊與建模命令來完成電極的設計，常用命令有初始化電極項目、創建箱體、求差、分割實體、替換面、拉伸、修剪與延伸、毛坯設計、倒角等。利用UG建模命令創建電極頭，利用電極設計模塊毛坯設計命令自動設計定位、合并避空位和基準板。出圖命令生成電極的EDM加工工程圖，并做關鍵加工尺寸的標注。該手機外殼型芯共需設計7個電極，這里列舉3個電極的設計，并選主體電極出EDM加工工程圖。

2.2.1電極1該手機外殼型芯邊緣部分有很多內斜角、凹槽等，為提高效率，設計一個主體電極，如圖2所示。但考慮主體電極的可加工性，還需要增加一些其它電極來完成手機外殼型芯的加工。

2.2.2電極2手機外殼型芯的頭部卡扣部分有內斜角如圖3所示，因此電極設計如圖4所示。

2.2.3電極3手機外殼型芯的尾部卡扣部分有內斜角如圖5所示，因此電極設計如圖6所示。

2.3電極的EDM工程圖出電極的EDM工程圖也是模具加工中的一個重要環節，主體電極的EDM工程圖如圖7所示。在圖7中標注主要尺寸是表達電極在模具中的具體位置，以便操作工能清楚地校表并取得準確的碰數。其它的與主體電極的EDM工程圖方法相同，這里從略。

3電極的加工

手機外殼型芯的電極有曲面形狀，用數控銑削來加工，但因放電間隙要求使其與一般機械零件的加工有所不同，不同之處在于以下兩點。（1）用圓鼻刀和球刀加工時，精加工余量設置為負值。在用UG軟件編程時，用圓鼻刀和球刀加工時，精加工余量直接設置為負值，通過過切來使電極成型部分變小，從而獲得放電間隙。（2）用平底刀加工某些部位時，精加工余量不可設置為負值。a.在加工電極成型部位陡峭面或直立面必須使用平底刀時，陡峭面側面余量或直立面的部件均不可以設置負余量，該部位采用騙刀法加工火花位。這種方法是也是利用過切來使電極成型部分變小，獲得放電間隙。設火花間隙是S，實際使用的平底刀直徑為D，在軟件中將加工余量設為0，將刀具直徑設為D-2×S（即小刀算），實際加工時采用直徑為D的平底刀加工（即大刀走），這樣就可以做到過切得到放電間隙。b.用平底刀加工電極成型部位平面部分時，該平面的底部余量不能設置為負余量，可以對編程得到的刀軌進行變換，即在z軸方向移動一個負余量值從而將該刀軌向下偏置負余量。這里選取電極2進行數控編程，它的加工程式單如表1所示。其余電極的加工方法相似。

4結束語

本文以手機外殼型芯為例，基于UG軟件用電極設計模塊與建模模塊相結合的方法進行了主要電極的設計，并選取電極2進行數控編程，編程過程中電極頭及避空位精加工余量為負值得到火花位，基準板精加工余量仍為0，平底刀加工無法設置負余量時，可采用騙刀方法或刀軌變換來得到火花位間隙。

參考文獻

[1]周旭光.特種加工技術（第二版）[M].西安：西安電子工業出版社，2011.

[2]陳玉文.基于UG家電產品外殼型腔電極設計與數控加工[J].模具制造，2013，（11）

作者：雷芳 單位：東莞職業技術學院