朱財

(新疆天業(yè)集團(tuán)模具中心，新疆 石河子 832000)

基于Delcam 軟件的內(nèi)鑲式滴頭模具的電極設(shè)計

Electrode design of recessed emitter mold based on DELCAM

朱財

(新疆天業(yè)集團(tuán)模具中心，新疆 石河子 832000)

通過對Delcam Electrode軟件在電火花加工的電極設(shè)計和加工制作的應(yīng)用的闡述，以及采用Delcam Electrode軟件進(jìn)行內(nèi)鑲式滴頭模具電極設(shè)計的過程，提出了在電極設(shè)計中采用Delcam Electrode軟件，可以使得電極設(shè)計的智能化和自動化得以提高，大大縮短電極設(shè)計和制造周期。

模具；電極設(shè)計；Delcam Electrode

電火花成型加工是現(xiàn)代模具行業(yè)中不可或缺的一種重要加工手段。隨著產(chǎn)品和模具的日趨精密和復(fù)雜, 模具中需要電火花成型加工的部分也越來越多。一個大型復(fù)雜模具的電極數(shù)目往往可以達(dá)到上百個, 電極設(shè)計的工作量要占全部模具設(shè)計工作量的20% ~ 40%。因此,電火花電極的自動化和智能化設(shè)計對于縮短模具設(shè)計和制造周期, 提高設(shè)計質(zhì)量非常重要。

1 Delcam Electrode介紹

Delcam Electrode是英國Delcam 公司開發(fā)的delcam軟件中的電極設(shè)計模塊，是Delcam有機(jī)整合其 CAD 設(shè)計軟件PowerSHAPE、CAM加工軟件PowerMILL及加工檢測軟PowerINSPECT而成的一個集電極設(shè)計、加工和檢測于一個平臺的專業(yè)電極設(shè)計、加工和檢測系統(tǒng)。使用Delcam Electrode，用戶可快速、自如地定義將使用電極的區(qū)域，在零件中提取產(chǎn)生所需特征的外形，然后編輯設(shè)計，給出自模具主表面的間隙，最后給出電極板坯尺寸和夾持尺寸。可使用系統(tǒng)提供的分析工具來檢查設(shè)計中使用的拔模角和最小半徑，檢查它們是否合適，是否會在后續(xù)加工中出現(xiàn)問題。系統(tǒng)同時還提供了仿真工具，對電極運(yùn)動進(jìn)行仿真操作，確保電極能滿足設(shè)計要求。為更進(jìn)一步加快設(shè)計速度，系統(tǒng)還提供了電極板坯和夾持樣本，包括 Erowa、Hirschman 和 System 3R樣本。設(shè)計完成后，即可設(shè)置放電間隙，為PowerMILL提供所需的加工偏置量，以加工粗加工和精加工電極。

2 使用Delcam Electrode設(shè)計內(nèi)鑲式滴頭模具電極流程

如圖1所示為內(nèi)鑲式滴頭模具的定模型腔，灰色所顯示部分需要用電極進(jìn)行電火花加工的型腔，而電極的設(shè)計采用傳統(tǒng)方法比較復(fù)雜，設(shè)計周期較長要將型腔輪廓線提取出來，根據(jù)放電間隙將每條線偏置，之后利用偏置的線段設(shè)計所需的電極，這種電極的設(shè)計方法比較復(fù)雜繁瑣，容易出錯。而通過應(yīng)用Delcam Electrode進(jìn)行電極的自動設(shè)計及加工，可以快速高效的進(jìn)行電極設(shè)計。設(shè)計流程如下：

圖1 內(nèi)鑲式滴頭模具的定模型腔

（1）打開delcam powershape軟件，將內(nèi)鑲式滴頭模具的定模型腔輸入powershape后進(jìn)入Electrode模塊，點(diǎn)擊自動電極向?qū)?，出現(xiàn)圖2所示界面，這一步為選取電極產(chǎn)生的區(qū)域，選取方法為選取凹陷區(qū)域，設(shè)置擠出矢量通過手動A為0，B為180，尋找區(qū)域通過復(fù)合曲線選取圖一中綠線所示的封閉曲線為定義區(qū)域范圍，完成后點(diǎn)擊下一步進(jìn)入延伸距離選項。

（2）在延伸距離選項界面圖3中，設(shè)置延伸距離0.1，以及間隙距離50，之后點(diǎn)擊下一步如果延伸距離設(shè)置過小，就會出現(xiàn)警告信息告訴設(shè)計人電極在使用過程中會和工件發(fā)生碰撞，需修改延伸距離，如延伸距離設(shè)置合適則會直接進(jìn)入指定電極板坯界面。

（3）在指定電極板坯界面圖4中，設(shè)定電極長度、寬度、高度以及電極材料、電極基準(zhǔn)，完成后點(diǎn)擊下一步，進(jìn)入指定電極夾持界面。

圖2 選取電極產(chǎn)生的區(qū)域畫面

圖3 延伸距離選項界面

圖4 指定電極板坯界面

（4）進(jìn)入指定電極夾持界面圖5后，夾持樣本有Erowa、Hirschman 和 System 3R三種，我們使用的是Erowa夾持，底座夾持選用ER-010793，設(shè)定完后點(diǎn)擊下一步，進(jìn)入一般選項界面。

圖5 電極夾持界面

（5）在一般選項界面圖6中，主要設(shè)置電極名稱為定模電極1，制作好后放置的圖層11層，設(shè)置放電間隙為0.058，產(chǎn)生填充面和設(shè)置清單，點(diǎn)擊下一步進(jìn)入電極組。

圖6 一般選項界面

（6）在電極組界面圖7中，顯示電極面積為211.531，電極材料為銅，根據(jù)要求設(shè)置表面光潔度Ra為0.4，尺寸縮小采用用戶定義，初加工為0.1，精加工為0.05，點(diǎn)擊完成，可以將所設(shè)置的參數(shù)保存，在下一次設(shè)計同樣電極是直接選擇保存就可。產(chǎn)生如圖8所示電極。并產(chǎn)生電極設(shè)置清單。自動產(chǎn)生的設(shè)置清單，確保了電極加工和使用中能夠隨時了解電極的相關(guān)數(shù)據(jù)。可生成包括GA 和細(xì)節(jié)清單的文檔包，這個文檔包括繪圖、 HTML文件和 Microsoft Excel 表單文件。

電極設(shè)計完成后，將電極輸入PowerMILL中，在PowerMILL讀取電極系列的材料毛坯尺寸和放電間隙，并自動應(yīng)用到電極加工刀具路徑，模板產(chǎn)生后，隨后系統(tǒng)即可完全自動地產(chǎn)生出電極加工刀具路徑，根據(jù)路徑產(chǎn)生加工程序，將所產(chǎn)生的程序傳輸?shù)綑C(jī)床后就可加工出所需的電極。重復(fù)以上的過程就可設(shè)計加工其他的電極。

圖7 電極組界面

圖8 電極生成界面

3 結(jié)束語

綜上所述，在模具電極設(shè)計使用Delcam Electrode 可以提高電極設(shè)計的智能化和自動化，大大縮短電極設(shè)計和制造的周期，提高設(shè)計質(zhì)量，確保了在電極的整個制造和使用周期中，從電極的設(shè)計、制造到使用，所有相關(guān)人員都可十分輕松地進(jìn)行溝通和交流。

[1] 周馳, 李勤順. 模具電火花電極的智能化設(shè)計. 模具技術(shù)2010. (5).

[2] 張斐, 陶建華，等. 基于POWERMILL的模具電極數(shù)控加工編程系統(tǒng)設(shè)計. 機(jī)床與液壓，2010 38(12).

(XS-02)

TQ320

1009-797X(2015)08-0053-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.08.010

朱財（1980-），工程師，從事模具設(shè)計與制造和CAD/CAM以及電加工的研究和應(yīng)用。

2014-07-22