电极设计方法及原则讲解

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復合形狀電極設計
如圖所示﹐我們由前面的計算方法可得﹕
粗放電極﹕A1=A-(1-tgδ/2)*d
B1=B-2*d
E1=E-2*d
精放電極﹕A2=A-(1-tgδ/2)*d”
B2=B-2*d”
E2=E-2*d”
# 如要用一種電極加工﹐可以先將工件 尺寸整體內縮精修間隙﹐再單獨對直邊 進行間隙的縮放
對表面處理要求的檢查:
對表面處理的判斷,往往會在有入子,滑塊的區域處理不當 如下圖:藍色面為入子,綠色面為成品表面處理VDI-21,紅色面靠破
兩處需拆一 體,電極入子 不可單拆
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拆電極之常見問題
檢查電極曲面是否有問題方法:
a.線性顯示,看曲面經緯線是否有斷開的地方
曲面有問題,生成刀路會過 切
電極是放電加工的刀具﹐電極的種類越多成本就會 越高﹔對于現場加工來說﹐電極的種類越多﹐其加工 前所花的輔助時間越多﹐抓尺寸次數也會越多﹐這樣 阻礙了現場效率的提升。
所以﹐電極拆分的種類越少越有利于現場加工﹐也 有利于控制電極的成本!
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電極拆分原則 9﹑薄電極﹑小齒電極采用銅鎢或銀鎢材料﹕
SR1﹕電極尺寸 SR﹕工件尺寸 d’﹕放電間隙
搖擺方式﹕ (1). 對于有球形搖擺的機台來說﹐可使
該功能。 (2).使用圓形加工方式(G02 G03)。 (3).使用圓形搖擺方式。

SR
電極
d’ SR1
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電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系
無論在使用圓形搖擺方式還是 圓形加工方式均會造成加工后球面 的底部有一小平面。
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放電加工區域的判定
放電加工區域的判定電極設計之前,對于工件上需放電加工之區域的判 定是很重要的。只有正確的判斷出哪些區域以一般加工方法(如銑削﹑ 研磨﹑線切割等)無法完成而必須放電加工﹐才能有效的減少電極的數 量﹐從而降低模具制造成本。 因此﹐首先應該掌握判定放電區域的能力.下面﹐逐一分需放電加工的因 素.
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1 面與面間的構成形式是影響需否放電的重要因素﹐如下圖﹕
圖一
圖二
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2.刀具的最小直徑與最大刃長也是影響放不放電的重要因素﹐如下圖﹕
圖一
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圖二
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圖三
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3. 工件上特征的構成形式影響蓍工件是否需放電加工 ﹐如下圖﹕
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4.工件的局部結構直接關系其是否需要放電加工 ﹐如下圖﹕
電極拆分原則
10﹑盡量采用EROWA電極﹕
EROWA治具能節省電極的校正時間﹐可大大提高工作效率;同時EROWA 治具也給電極加工單位帶來了方便﹔使用EROWA電極可將備料的動作 提前﹐可提高電極制作的速度。因此﹐應盡量采用EROWA投制電極。 但在投制時﹐應讓CNC或WE來加工電極﹐避免讓磨床加工。
预设单边&電極基座的高度設置最少不能低于5mm,方便校表通过,如下图所示:
RA1
RA RB1
RB
A1
A
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電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系
對于右圖﹐在設計時﹐可以采用兩種方法﹕
1.圓形搖擺加工﹐RB1=RB- d’
d’:粗加工放電間隙
2.方形搖擺加工﹐ RB1=RB- d’
d’:精加工放電間隙
RB RB1
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電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系
6.斷差﹕
斷差的設計一般等于圖面的尺寸﹐ 即:A1=A
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電極設計的基礎
1. 電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系 2. 復合形狀電極設計 3. 電極拆分原則 4. 電極的工藝結構與制程排配 5. 電極的材質和間隙
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電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系
1.方形﹕
電極的截面尺寸可分別計算如下﹕ B1=B-2*d’
L1=L-2*d’ B1﹕電極寬度 B﹕工件寬度 L1﹕電極長度 L﹕工件長度 d’﹕放電間隙
B1

A1
B C1 C
工件 電極
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電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系
但是不論是采用方形搖擺還是直接采用方形跑位加工﹐如果只是采用一種粗放電極加工 后倒角尺寸會偏小﹐對于這種狀況﹐可采取以下兩種方法解決﹕ 1.采用粗精兩種電極加工﹐但會增加制造成本。 2.在設計電極時﹐尺寸C按粗加工間隙設計﹐而對尺寸A﹑B則按 精加工間隙設計﹐計算如下﹕
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拆電極之常見問題
檢查電極曲面是否有問題方法:
b.檢查電極建型是否光滑平順
使用命令:Analysis shape
Face reflection
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拆電極之常見問題
檢查電極曲面是否有問題方法:
c.分析拔模角,檢查是否有倒勾 對有倒勾的曲面,路徑有時無法生成
d.檢查是否有微小邊界,小曲面體,尖點,曲面是否有交差 用檢查几何體命令Examine Geometry分析
A1=A-(1-tgδ/2)*d” B1=B-(1-tg(90-δ)/2)*d” C1=C-2*d’ d’﹕粗加工放電間隙 d”﹕精加工放電間隙
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電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系
5.倒圓﹕
如圖所示﹐計算如下﹕ Ra1=Ra+d’ Rb1=Rb-d’ A1=A-2*d’
d’:粗加工放電間隙
由于銅鎢及銀鎢材料具有較好的剛性﹐用它們制成的薄小電極剛性 較銅材好﹐不易變形﹐對電極的制作工段來說﹐難度也降低了﹐故對 于在0.20mm以下的小齒﹐一般均要采用銅鎢材料﹐但是無論銅鎢還是 銀鎢材料﹐在加工效率上都比不上銅﹐而且價格昂貴。因此﹐在銅材 料的剛性夠的情況下﹐還是優先采用銅材料。
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1.電極的制程(工段的選擇及工段的先后順序) 2.電極的拆解方式
A面
A面
方案A
方案B
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電極拆分原則
7﹑電極應易于校正﹑對刀﹕
只要我們在設計時多考慮一點﹐增加校正面﹑對刀面﹐完全可以解決 (見圖B) (電極由CNC加工)。
校正﹑wk.baidu.com刀面
圖A
圖B
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電極拆分原則
8﹑電極的種類盡可能少﹕
對經驗不足的人員尤其重要) 3.拆完電極組合完成後,交給班長,負責人做複項檢查,確保無漏拆電極.
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拆電極之常見問題
需仔細檢查開放區域的電極體是否有延伸: 會產生段差的 地方
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拆電極之常見問題
如下需仔細檢查開放區域的電極體是否有延伸: 合適方法:如左圖 拆成一體
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拆電極之常見問題
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電極設計注意事項
1.母模成品表面要求為VDI﹑鏡面放電時﹐電極需拆成一支整體電極﹐NC 無法加工處可採用EW或電極清角方法來完成.
例如﹕此支整體電極表面要求 為SPI-A3,局部需用線割﹑放電清角.
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2 電極基座與放電部分在沒有EROWA治具的情況下的關系
電極基座的尺寸比放電部分的尺寸大﹐所多出的部分即為現場EDM校表的位置﹐XY轴校表位
余料
平直無余料
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電極拆分原則
3﹑可重復利用之原則﹕
在電極設計時﹐可能同一工位可以有兩種或兩種以上的方案可供選 擇﹐此時﹐可考慮使電極在加工后﹐經簡單的修整后即可再次使用﹐ 如例﹕
方案A
方案B
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電極拆分原則
4﹑電極應易于加工﹕
在電極設計時﹐應注意設計出的電極在現有工藝條件下應能達 到。同時﹐除非萬不得已﹐不可將電極設計成需要放電工段來加 工﹐否則﹐會造成放電加工困難﹐電極制造成本過高等弊病。
在計算截面尺寸時﹐只要每邊 均減去一個放電間隙即可
d`’
工件
B1
B
L1
L
電極
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電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系
2.圓形﹕
如圖所示電極的截面尺寸 可計算如下﹕
D1=D-2*d’
D1﹕電極直徑 D﹕工件直徑 d’﹕放電間隙
工件
D1 D
電極
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電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系
3.球形﹕
電極的截面尺寸可計算如下﹕ SR1=SR-d’
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電極拆分原則
5﹑尺寸公差要合理﹕
在尺寸的公差方面﹐應在保証圖面要求的情況下﹐盡可能降低對各 加工工段的要求﹐用±0.10mm的公差能滿足使用要求﹐就決不要標注 成±0.01的尺寸公差﹐否則造成各加工工段將時間花費在無關緊要的 部分﹐造成不必要的浪費。
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電極拆分原則
6﹑電極的毛刺應易去除﹕
在電極設計時﹐應保証在電極的放電加工的方向最淺(在可能的 情況下)﹐


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電極拆分原則
2﹑開向尺寸延長之原則﹕
在放電設計時﹐由于電極的尖角極易消耗﹐加上放電的間隙﹐在角落 處就會形成圓角。對于開向尺寸的加工時﹐如果電極設計得剛好和開 向形狀一樣大小﹐則在開向尺寸的外邊就會有一部分余料留下﹐故在 設計時﹐對于開向尺寸應加于延長.
設計MAIL通知
圖檔抓取
制程分析
組長工作分配
電極拆解及明細整理
NG 組長審核 電極投單
電極備料
電極編程
HSM電極制作
放電現場依照明細借取 電極進行加工
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電極設計的原則﹕
1 能整體不分離﹔ 2 Z軸優先之原則﹔ 3 成品面與靠破面需分開拆解﹔ 4 兩電極間的重合距離至少大於4mm以上﹔ 5 開向尺寸延長至少大於1mm以上﹔ 6 電極應易於加工、校正、對刀﹔ 7 盡量釆用標准料電極或常用電極的備料外形尺寸﹔ 8 電極基准角與工件基准角一致,一般情況電極基准角都在右下角; 9 整體拆解思路應單一方向或由里到外或外向里逐個拆解﹔ 10 電極設計時盡量釆用平移,少用旋轉,以方便放電加工﹔ 11 肋深在15mm以上時,優先考慮是否能拆解成側放電極﹔ 12 盡量釆用EROWA治具電極﹔ 13 電極命名從E01開始,設變修模電極接著以前的電極名稱命名,不可重復﹔ 14 盡量少拆線割電極; 15 減少電極數量;
電極設計方法及原則
制作人: 王紅剛 審 核 : 杜敬文 制作日 期:07/11/21
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目錄﹕
• 電極設計流程 • 電極設計的原則 • 電極設計的基礎 • 放電加工區域的判定 • 拆電極之常見問題&注意事項 • 實例講解 • 電極備料尺寸 • 電極設計檢查 • 電極圖紙
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電極設計流程
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電極的工藝結構與制程配﹕ 電極的工藝結構主要有﹕校正﹐對刀和防呆﹔ 在制程排配時要注意WE工段的工藝圓角﹐G工段的毛刺﹐要考慮 到各工段的加工特性及加工極限﹔
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電極的材質和間隙
電極常用材質有﹕
銅: Cu
石墨: Gr
銅鎢與銀鎢 : CuW &AgW
電極常用間隙有﹕ 0.03 0.05 0.1 0.15 0.2
意到在精加工時﹐如果是用粗電極加工﹐應該先加工尖點 的一側﹐再跑位加工另外一側﹐這時應該Z軸抬起一個深度
d‘

t=X’*tgδ
t﹕Z軸應減小的深度 X’﹕X軸的搖擺量 δ﹕斜
面角度
d‘
當然﹐采用粗﹑精兩種電極的設計方案也是可行的。
δ
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復合形狀電極設計
復合形狀是一般我們要設計的圖形﹐它是基本几何形狀組合而成﹐ 其設計方法與基本几何形狀的設計大同小異﹐但由于各種几何形狀 組合在一起他們之間相互有所制約。因此﹐在設計時應加以注意﹐ 特別是在只設計一種電極來完成粗﹑精加工的情況下﹐如果沒有注 意選擇合適的設計方法﹐往往會造成加工后尺寸超差或不到位的情 況發生﹐下面由一個例子來說明此種情況﹕
如果工件底部不充許有平面﹐則 需要再設計一精加工電極﹐則可以 解決此問題。
SR’
2SR S
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電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系
4.倒角﹕
如圖所示﹐計算如下﹕ A1=A-(1-tgδ/2)*d’ B1=B-(1-tg(90-δ)/2)*d’ C1=C-2*d’
搖擺方式﹕1.采用方形搖擺。 2.采用方形跑位。
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拆電極之常見問題
1.漏拆 2.未做好加強,延伸不夠 3.表面處理要求處理不當 4.曲面建型有問題
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拆電極之常見問題
預防漏拆電極方法:
1. 檢查組立檔時,需用反向搜索,看沒有電極的地方是否加工到位,否則補電極. 2.拆電極可將所有面都拆出,很明顯的的平面等除外,再將可加工出來的地方之電極剔除. (
A B
δC E
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電極拆分原則 好的設計方案不僅能在電極的制造上節約很多成本﹐而且在放電
加工時也方便﹑省時﹐對整個加工成本及加工時間的降低有很好 的幫助。在實際的電極設計的工作中﹐很多時候的設計方案都不 是唯一的。但以下几個方面是我們必須要考慮到的﹕
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電極拆分原則
1﹑加工深度方向尺寸最淺之原則﹕
一般來說﹐放電加工時的斷差尺寸由 電極保証﹐因此﹐在電極設計時﹐對此 類尺寸的公差要求要嚴一些;
對深度方向的斷差﹐如右圖所示。由于 較深的部分在加工時消耗要大一些﹐故 在設計時應將尺寸標注為正公差
A A1
A1 A
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電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系
7:斜面﹕
斜面與倒角有類似之處﹐但斜面存在尖點﹐在加工時應特別注
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