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电极设计标准–模具结构设计1. 引言电极设计是模具结构设计中非常关键的一环，它直接影响到模具的加工质量、生产效率和寿命。
本文将介绍电极设计的一些标准和要点，帮助设计师更好地完成电极设计工作。
2. 电极设计标准2.1. 电极材料选择电极材料的选择应根据具体的加工材料和要求来决定。
一般而言，常用的电极材料有铜、钨铜合金和银钢等。
在选择材料时，需考虑其导电性能、硬度和耐磨性。
电极的形状和尺寸应考虑到加工工艺的要求，确保能够顺利进行放电加工。
一般情况下，电极的尺寸应稍大于被加工图形的尺寸，以保证加工余量；而电极的形状那么根据被加工图形的形状来确定，可以采用直角形、圆形或其他形状。
2.3. 电极排放标准电极的排放位置应遵循以下原那么： - 排放位置应易于加工操作，便于放电加工工艺的顺利进行； - 排放位置应尽可能远离起配、切口等重要部位，以免影响模具的正常使用； - 排放位置应防止与其它电极交叉，以免产生穿丝等问题。
电极的固定方式应稳固可靠，以保证加工精度。
常用的电极固定方式有螺纹固定、夹紧固定和磁力固定等。
具体选择哪种固定方式，需考虑到电极尺寸、加工精度要求以及生产效率等因素。
2.5. 电极的外表处理电极的外表处理有助于提高放电材料的附着力和耐磨性。
可以采用电镀、氧化和喷涂等方式进行外表处理。
不同的加工材料、要求和本钱预算会影响到外表处理的选择。
3. 模具结构设计与电极设计的关系模具结构设计与电极设计密切相关，两者相互影响。
模具结构设计需要考虑到电极的放置和固定，以及电极排放位置的设定。
而电极设计受限于模具结构的要求和限制，需要与模具结构设计师密切合作，确保设计的实用性和可操作性。
4. 结论电极设计是模具结构设计中不可或缺的一局部，它直接关系到模具的加工质量和生产效率。
本文介绍了电极设计标准的一些要点，包括电极材料选择、形状尺寸、排放标准、固定方式和外表处理等。
同时，也强调了电极设计与模具结构设计的密切关系，希望能对模具设计师在电极设计方面提供一些参考和帮助。
第一節判斷放電加工工位在我們部門中,電極設計有別與其他部門,主要為很多地方都可以用NC銑床加工,且它的電極有2D和3D之分,放電加工部位一般為角落.加強肋等部位,為銑床.研磨.線切割等其它工段無法加工的地方第二節電極設計的原則及涉及事項在我們設計電極的時候,有幾個原則需要注意:一:Z軸優先;二:能淺不深;三:能整體不分體;1: 因為在放電加工中,Z軸的加工速度比XY軸的加工速度快,因此一般情況下都設計成Z軸向下加工∙(這主要是由伺服機構和電流的流向所造成)2:在設計電極時應將電極的加工方向朝向加工淺的一面,這樣可以節約加工時間,提升加工效率,提高加工精度∘3.1:在我們塑模,由於工件一般都較大,大都為銑床加工外形,對刀誤差大,所以盡可能的將電極設計成一整體,減少重復對刀誤差∘3.2:塑模的3D銑床能夠加工出複雜的形狀,而不受一般條件的限制∘我們知道放電加工主要有三個部分組成:1:電極設計部分2:電極制作部分3:放電加工部分這三大部分在我們設計電極時都要很好的去控制它,因為電極設計是放電加工的引頭部分,電極設計的好壞直接影響到電極制作與放電加工的效率與品質,同時也會影響加工成本∘在電極設計之前我們必需要選定電極材質與電極形狀:電極材質決定:(1):消耗率(2):價格(3):機械加工性能(4):放電加工性能等等電極形狀的決定因素有: (1):精度要求(2):加工數量(3):放電加工部位的大小及加工深度(4):電極的加工方法(1):電極的消耗率電極消耗率是放電加工極為重要的要素,通常電極材料的熔點高者或機械強度高.熱傳導率高者電極消耗率小(2):成本電極設計.制作的成本中,材料成本力求減少,在單純形狀電極中,材料成本比例較多,在複雜細小電極制作時,成本相對提高∘(3):加工性能一般情況下,放電加工性能良好的材料,其機械強度較弱,硬度較低,對電極的形狀精度維持較為困難∘如純銅硬度低,易粘附雜質,機械成形較困難∘電極設計原則上以加工條件的選擇為基準; 如:加工擴大量. 加工面粗度.電極消耗量.電極搖動量等因素決定∘1:電極斷面尺寸的決定:工件在有預孔時,電極入口側通常大于出口側而形成錐孔∘在無預孔時, 通常中間大,入口與出口側小∘這是由于粉屑與工件及電極之間產生二次放電結果∘為了能將加工留量減少到最小,同時又保證尺寸不超差;一般將減寸量設定為放電間隙的1.2----1.3倍∘電極工件2:電極消耗放電加工的電極消耗的大小,根據電極材質.工件材質.加工調件等因素而決定; 如圖:加工物消耗量=π/4(D-d)*H電極消耗量=π/4(D-d)*L加工物體積消耗比γ=L/Hd:電極外徑D:工作物下穴徑L:工作物厚度l:電極消耗長度以上為理想之假設形態,但是實際的加工消耗情況如圖所示:L1為電極的完全消耗部分L2為不完全消耗部分G為加工擴大量一般情況下我們將完全消耗部分L1視為電極消耗部分∘3:電極的數量如電極的底面較為複雜,則電極的底面消耗後就無法進行修正,或者是超硬合金材質無法採用低消耗加工,必須以多數個電極交換的方式進行放電加工∘電極的數量必須全面的考量工件材質.電極材質.工件的最大加工深度及容許誤差等因素; 一般材質硬.深度深.寬度窄的加工,電極的數量就會增加∘電極設計的注意點1:電極定位性的保證一般電極設計時都要作一基準,這樣電極在制作時就能利用基準進行有效的加工;但最好能將電極的定位基準.對刀基準.加工基準,三基準合並為一,使誤差減小到最小∘2:電極加工簡易化大小均勻化2.1電極設計時,盡量將各個工位設計在一起,這樣可以減少電極制作與放電加工時間; 但電極也不能設計的太大,一是:浪費成本, 二是:加工不穩定,影響加工速度與加工品質;2.2:電極設計時要盡量將各個工位的大小靠近,大小差別太大時,一是:加工不穩定, 二是:電極的銷耗不一致3:加工液處理在放電加工中加工粉屑與氣體的排除,也影響著加工速度;那麼我們怎樣來提升加工粉屑與氣體的排除呢?我們可以在電極上制作噴流孔與排氣孔,(這主要適用于大面積工位及深工位加工)孔徑的大小及位置可以隨電極粗細的不同而由所區別,最後殘留部分可另加電極實施局部放電∘4:電極剛性與架設平衡大型電極架設時,最好能將其重心位置盡量放在放電加工機的主軸中心位置,避免電極在油中上下運動時形成搖擺現象,而影響到加工精度∘5:電極及放電加工的標準化放電加工標準化的建立,主要是建立在高精度的泛用治具系統(如公司內的EROW A治具)∘這類治具系統主要的特點有:(1):電極加工的基準面可共用在其它加工工程上;(2):電極安裝及交換時,可省略煩雜的安裝精度作業;(3):電極安裝作業可先行在機台外部完成.減少放電加工機的停止時間;因此在我們實際工作中,一定要活用標準化,以獲得放電加工的精度安定化,及減少架設時間,以換取高效率的放電加工∘第三節舉例說明下面我們舉幾個例子作個說明: 此兩處可鑽排氣孔以上工件為母模,要求工件表面不能缺陷; 此電極為一整體電極,這樣對電極制作與電極加工效率的提升有很大的益處; (1)處地方為平面,用來校正電極用;電極外形求中對刀,此電極如果在(2)處鑽兩個孔用來排除加工中產生的氣體,並可用吸附管來吸加工中產生的大量廢棄物,將會對加工起到極積的作用∘電極電極。
电极设计加工教程思美创（广州）科技有限公司技术工程师赖新建★在进行电极设计之前，先来了解电极的一些知识。
什么是电极？电极是指在模具中需要放电区域的一个反向模型，通常是通过铣削铜料或石墨而得到的；实际上 , 电极比实际要得到的形状要小一些；它是电腐蚀加工的重要组成部分。
电极也叫作铜公，因为它是铜料做成的。
从设计的角度讲，电极包括放电区、延伸面、底座或碰数台、夹柄。
如下图：★ CimatronE 进入电极设计环境有两种途径：一是从菜单中选命令；二是点击图标；弹出“电极设定精灵”对话窗口。
如下：在对话窗口“电极设定精灵”中，我们要知道各项设置的最终结果。
如下：★从右侧的工具条点选（“抽取电极”），框选需放电范围的曲面—>（按鼠标中键——>后按确定。
（在此过程中暂且不用设置其它参数）。
注意：右侧的工具条除了外的其它图标都是灰色。
★看“特征对话框”中，AU-01 电极已经生成，图中电极的曲面已变为紫色（其实就是复制了放电的曲面），其中紫色（放电曲面颜色）是可以通过菜单“工具—>设定的（后有讲述）。
以下是要对电极AU-01进行编辑。
首先要激活它，可选中AU-01鼠标左键双击或按下鼠标右键弹出菜单并选中。
如下图：其中要注意图形、图档名称及右侧工具条的变化。
★把灯关闭，点变为等角视图，点构建电极底座，当然要设置一些参数，中分别作用是电极底座以选取放电曲面为中心的、电极底座以选取放电曲面为合适取长宽、为电极标示方向而做缺角。
如下：其它有些参数如下：★鼠标左键点去选取建立座标的点（点是建立底座时就生成的三点）；也可以对—>进行编辑，详见如下：★轮廓功能：其实是组合曲线，当一些曲面边界无法用自动轮廓功能自动连接时使用。
实际工作中，可先用。
如下：★在轮廓生成后，接着点，其功能和一些使用方法如下：**其它的一些用法，也可以在下拉列表框中选并设置最小距离=2再按应用，结果如下：让延伸曲面到同一水平。
模具电极设计
模具电极设计是电火花加工（EDM）中的关键步骤，其目的是确保高效率、高精度和良好表面质量的电极制造。
设计模具电极时需要考虑以下因素：
1. 材料选择：电极材料需要具有良好的导电性、足够的硬度和强度、以及良好的热稳定性。
常用的电极材料包括铜合金、铍铜合金、石墨和铜钨合金等。
2. 电极形状与尺寸：电极的形状和尺寸应与最终产品的模具形状相匹配。
需要精确计算电极的几何尺寸，以保证加工出的模具能够达到所需的精度和公差。
3. 电极加工：电极加工应采用高精度数控机床进行，以确保电极形状、尺寸和位置的精确度。
对于复杂形状的电极，可能需要采用电火花加工或线切割加工等特殊工艺。
4. 电极冷却与排屑：电火花加工过程中会产生大量热量，因此需要设计有效的冷却系统来降低电极温度，防止热损伤。
同时，还需要考虑排屑问题，确保加工过程中产生的碎屑能够及时清除。
5. 电极刚性与支撑：电极需要足够的刚性来抵抗加工过程中的振动和变形。
因此，在设计电极时需要考虑其支撑方式和结构强度。
6. 电极寿命：电极的寿命直接影响到电火花加工的效率和成本。
因此，在设计电极时需要考虑其耐磨性、抗疲劳性和可修复性。
7. 电极与工件的相对运动：电火花加工过程中，电极与工件之间的相对运动方式（如垂直运动、旋转运动等）也会影响加工效果。
因此，在设计电极时需要考虑其与工件的相对运动方式。
总之，模具电极设计是一个复杂而精细的工作，需要综合考虑多个因素，以确保最终制造出的模具能够满足产品质量和生产效率的要求。
第一章绪论1.1 概述冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。
在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。
以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。
1.2 冲压技术的进步进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。
现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。
生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。
实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向。
冲压作业方式的进化实现由手工操作-自动化-柔性制造-集成制造的转变。
冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃。
结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果，由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式—计算机集成制造系统CIMS（puter Integrated Manufacturing System）。
把产品概念形成、设计、开发、生产、销售、售后服务全过程通过计算机等技术融为一体，将会给冲压制造业带来更好的经济效益，使现代冲压技术水平提高到一个新的高度。
1.3 模具的发展与现状模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高技术密集型产品，也是高新技术产业的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。
电极设计的原理及电极的基本知识1：为什么要做电极电极可加工出数控机无法加工的形状能达到特殊的表面纹理2：电火花加工的原理，基于工具（电极）和工件（模型）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。
如图一所示。
3：电极由电蚀区域（放电面）、延伸区域（延伸面）、避空区域、底座及坐标系组成。
如图二所示。
电蚀区域，根据电火花加工原理，电蚀加工区域比实际形状要小，在加工时应该对电极进行过切切削（预留火花位）。
延长区域，由于电极在加工时是过切切削，所以在电极在最外沿小于实际形状，为了避免有些放电区域加工不完全，所以在某些位置应该对加工区域的曲面进行延长。
避空区域，为了避免底座与模型进行接触而产生过切，在延长区域至底座之间通常会拉伸一段距离。
而通常电蚀加工区域都由球刀或者刀尖圆角端铣刀来进行加工，所以这个拉伸高度应该大于球刀半径。
底座，通常底座是一个长方体或者是圆柱体，其作用是对电极与模型定位（碰数）。
拆电极之前的准备工作开启Cimatron E8.5软件，开启已经存在的图档demo_el.elt。
如图三所示，坐标系的位置及Z轴方向都不对。
选择Datum-----UCS----center of geometry 来创建一个新的坐标。
选择所有的曲面，按鼠标中键，将坐标点定义在表面正中心的点上。
如图四所示。
按确定创建坐标系。
激活坐标系，选中新创建的坐标系，按右键，选Activate UCS（激活坐标系）。
如图五所示。
保存图档，关闭文件。
进入电极模块点击快捷菜单区的电极设计向导。
弹出电极设计向导对话框，如图六所示。
选择要进行拆电极的模型。
Cimatro提供了二种方法，打开已存在的ELT （CimatronE格式）文档或者输入其他格式的图档。
当前教程选择打开刚才的图档demo_el.elt。
修改装配名。
拆分电极是建立在装配图档的基础上，需要有个总的装配。
通常装配名在这选择不修改（按默认）。
