基于SolidWorks的电极设计优化策略

3DQuickMold 是SolidWorks系统里的模具设计模块，它提供完整的模具设计功能，包括分模、排位、模架、抽芯机构、水路、流道、电极设计等等。本文仅仅介绍了它的电极设计部分的功能，它提供了一个柔性、功能全面的且容易操作的分步式电极设计过程，适用于所有常见的电极类型。因数控编程与拆电极密不可分，所以编程人员必须熟练掌握拆电极的方法和技巧，以便提高加工的质量和加工效率。

1 电极设计原则

.1 电极的介绍

电火花机放电加工时须用电极，电极主要用于模具的型腔加工，其材料主要是紫铜和石墨，一个完整的电极应该由产品形状、打表分中位、火花位和避空直身位四部分组成。用电极对模具加工属于放电加工，模具的硬度对放电加工是没有影响的。

1．2 模具中拆电极的部位(1)模具中存在直角或尖角的部位；

(2)圆角位太深且所在位置狭窄；

(3)由曲面与直壁或斜壁组成的角位；

(4)模具结构中存在较深且窄的部位。

另外，对于模具材料硬度特别高，或表面精度要求特别高的部位，当使用普通的数控加工难以达到要求时，也需要使用电火花加工。

1．3 拆电极的原则(1)铜料成本。电极基准板厚度5mm左右，若两个电极部位距离较大时，不要拆成一个整体式电极。

(2)加工效率。为缩短电火花加工时间，若两个电极部位距离较小，应拆成一个整体式电极。

(3)电极加工的可行性。若拆分的电极无法加工则该电极是无用的。

1．4 拆电极的注意事项(1)电极基准板的厚度应设定为大于或等于15mm，若以夹紧方式固定电极时，可设定为5mm左右。

(2)校表位即是基准板边缘与电极脚的距离，可设定为5mm左右。

(3)EDM冲水位的高度即是基准板与模具最高处的距离，可设定为5mm左右，以便于电火花加工时冲走残渣。

(4)基准板中心与工件中心的距离应为整数，以便于工作校表和减少操作错误。

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3DQuickMold电极设计模块各基本功能

3DQuickMold电极设计模块包括如下几个功能：电极本体设计、电极基座设计、电极物料清单、自动出电极火花数。

(1)电极本体设计。只需选择面，或者边线，或者顶点，或者用户任意画的草图，即可对电极头部进行快速建模。这些命令直观，彼此关联。

(2)电极基座设计。只需选取电极本体的一个面，即可自动生成电极基座，并根据电极头的相对位置将其定位，然后把它与电极头合并。

(3)电极物料清单。自动创建并管理BOM，规定并控制每一栏的内容，并将其导出到Excel表。

(4)电极火花数。依据给定的基准自动出电极火花数

3 电极设计的方法

首先分析模具中哪些部位要需要拆电极，电极的结构形式如何，拆分的电极是整体还是分散的，本文以一个模具型芯零件为例，其中一个部位的电极设计的方法如下：

(1) 电极本体设计

(2)创建电极基座。

(5)电极物料清单。

4 结束语

数控编程与拆电极密不可分，编程人员必须熟练掌握模具哪些部位需要拆电极，以及拆电极的方法和技巧，拆电极的质量及快慢会直接影响加工的质量和加工效率。随着精雕机等一些先进加工设备的出现，原来需用电极来加工的区域，一部分可用精雕机来加工，这可大大提高模具的加工效率，不过，电火花成形加工在加工深槽、窄缝、筋肋、纹理等方面，仍有其不可替代的优越性。