UG电极设计的方法与技巧

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ugNX4电极设计模块是UG三维CAD／CAE／CAM软件的一个独立的电极设计模块，该模块提供了设计、验证、制造、管理整个电极过程并使之文件化所需的各种集成化工具，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。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的方法和技巧，拆电极的质量度快慢会直接影响加工的质量和加工效率。
# n3 T& u- P' C8 E关键词：UG；电极设计；方法；技巧

UG NX4电极设计模块是UG三维CAD／CAE／CAM软件的一个独立的电极设计模块，该模块提供了设计、验证、制造、管理整个电极过程并使之文件化所需的各种集成化工具，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。

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1 电极设计原则

! y; t/ E4 R8 h8 {1.1 UG电极的介绍

5 F+ d/ k" Q  r' W7 R* t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。
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1．2 模具中拆电极的部位
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8 Y) ]2 p* H! p6 n6 ~7 {: s! _(1)模具中存在直角或尖角的部位；
0 u3 K- l/ j$ }(2)圆角位太深且所在位置狭窄；
% D) L# {9 i. I3 t2 v(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。
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& V  s# @! \3 B& D' d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。

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1．3 拆电极的原则
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(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。
5 c( ^' E4 D- U(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。

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1．4 拆电极的注意事项
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(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5ram左右。

8 U4 g/ G6 x4 s, r5 ~6 n# Z(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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2 UG电极设计模块各基本功能

& p3 G6 S- {" a! n4 r8 ]! n8 VUG NX4电极设计模块包括14个基本功能：初始化电极投影、加工几何体、电极基座设计、电极图纸、电极检查、电极物料清单、创建箱体、修剪实体、分割实体、替换面、替换实体、延伸实体、参考圆角、投影区域。
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& E5 K( ^9 w+ |! ~" q3 a) m, r3 j(1)电极头建模。运用UG电极设计模块的8个命令(创建箱体、修剪实体、分割实体、替换面、替换实体、延伸实体、参考圆角、投影区域)可对电极头进行快速建模。这些命令直观，彼此关联，基于简单的拖放用户界面原理。
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(2)初始化电极投影。将自动产生一个电极装配结构，并载入产品数据，在项目目录文件夹下将生成一些装配文件，在打开文件时，只需要打开顶层装配文件，而顶层装配文件一般为*_top_*。
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3 v, C( S0 F$ Y(3)电极基座设计。用于电极基座和电极夹头设计，从数据里面自动选取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。

(4)电极检查。用于电极设计验证，利用设计验证工具，可以自动识别电极和工件之间的干扰，可以轻易对问题区域进行可视化处理。
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(5)电极图纸。可以把预定义的绘图模板用于自动生成电极图纸。图纸与电极之问存在关联关系。位置、库存量、火花间隙、材料等都被自动应用于图纸和表格。

(6)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(包括库存量)并将其导出到Excel表。
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2 UG电极设计模块各基本功能

+ R  I# \' l4 Q% {  f, K+ b; nUG NX4电极设计模块包括14个基本功能：初始化电极投影、加工几何体、电极基座设计、电极图纸、电极检查、电极物料清单、创建箱体、修剪实体、分割实体、替换面、替换实体、延伸实体、参考圆角、投影区域。
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(1)电极头建模。运用UG电极设计模块的8个命令(创建箱体、修剪实体、分割实体、替换面、替换实体、延伸实体、参考圆角、投影区域)可对电极头进行快速建模。这些命令直观，彼此关联，基于简单的拖放用户界面原理。

(2)初始化电极投影。将自动产生一个电极装配结构，并载入产品数据，在项目目录文件夹下将生成一些装配文件，在打开文件时，只需要打开顶层装配文件，而顶层装配文件一般为*_top_*。

(3)电极基座设计。用于电极基座和电极夹头设计，从数据里面自动选取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。
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. W  f* y, R1 K9 `3 S+ K(4)电极检查。用于电极设计验证，利用设计验证工具，可以自动识别电极和工件之间的干扰，可以轻易对问题区域进行可视化处理。
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) P, P2 c+ S# E5 Q" K1 f(5)电极图纸。可以把预定义的绘图模板用于自动生成电极图纸。图纸与电极之问存在关联关系。位置、库存量、火花间隙、材料等都被自动应用于图纸和表格。

4 p& v% g. _4 C+ V3 X& g4 ~(6)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(包括库存量)并将其导出到Excel表。
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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，该模具型芯共有1O个部位需要拆电极，其中一个电极设计的方法如下：

' S8 L$ Y) k2 @/ b/ e# V5 n% R(1)初始化电极投影。

(2)创建电极头

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(3)创建电极基座及倒基准角。

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(4)出电极图(电极EDM加工图)。

(5)电极物料清单。

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4 结束语

7 c: k9 Q, ^0 W# R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。

为了使模仁零件在尽量短的时间内加工出来，减少加工成本，提高加工效率，所以需要在情况允许的情况下尽量选用NC，线割等加工方式，以提高效率，在NC线割等加工不到或工件有特殊要求的情况下才选用电极放电加工。
步骤：
% |- L- ?. l: V5 f3 V- i" r1.先在UG的Application-Assemblies打开，或Ctrl+Alt+W组合将其打开组立；

/ n/ J7 p5 i, H" V5 B: {1 ]2 k# u# A- [2.调入需要拆解的模仁零件根据图纸的零点基准确立好，做好基准线，及标示好基准角；

" z- P; \, C5 a6 Q- @& S3.新建一个模仁名后缀-E的文件名，如（TY3001M001的电极拆解组立档就为TY3001-M001E）

4.Assemblies-Components—Add Existing，将出现一对话框，指的是加入一个己存在的文件作为组立档的一部分，出现的对话框点击Choose Part File选择你所要电极拆解的文件名，OK后—OK确认好，工件Part零点与组立零点的相对值（一般三轴都为零）；

5.确认好模仁的哪些部位需要放电加工，在需要放电加工的部位，点击Insert一From Feature —Block，出现对话框，对话框有三种建立方块的方法，分别是：

A确认方块右下角点坐标，及X、Y、Z轴的高度；

B确立在两对角点及Z轴的高度确定方块大小；

8 ^0 j6 r* h4 R" \  TC确立好Z轴最低最高两对角点的坐标确立方块大小。

: Y0 r5 d1 x1 ~' d+ }+ w6.当方块建得不足够大时，点击Insert一Feature-Operation一Offset Face将方块长到与所要放电的部位相同大小（或稍大一点）；

7.点击Insert一Feature-Operation一Subtract先选择刚建好的方块，再选择模仁做布尔运算一直确认OK后，将相减出一块材料；

8.通过Insert一Fenture Operation一Trim先选择刚相减出来的那块材料，确认好后，通过定义平面define-Plane将多余的部分剪除掉，注意：出现后箭头所指方向是料的去除方向，Insert一Fenture-Operation一Split Body操作与上面相同，不同的就是己操作完后是断开面不是剪除；

7 A0 Y) D) Y  Y9.假若还有多余的面也可以通过Offset Face去除，去除不了的Insert—Feature Operation—Simplify简化操作，先选择好需要简化实体上的一个不动的面，（指的是简化后不动）按中键确认，再确认，在需要简化特征的根部选择一个封闭的边界，按Apply完成操作；

2 t4 K0 Z. @& W- h" `) q10.因要考虑NC清角及测量的方便性，所以拉伸出一直壁出来，原则上在放电区域最高点，向上0.5mm后即又拉伸出一直壁，在满足端刀清角的情况下，尽可能的短。方法：在0.50mm上吸出面；吸面方法，Insert—Form Feature—Extract，选择第二项吸面，点击第三个按钮General B-Surface选择吸出的面即可；

11.将吸出的面进行拉伸，Insert一Form Feature一Tnicken Sheet跳出对话框，选择刚吸出的面，输入First Offset的值即可；

3 d# b; Y6 D+ F: h12.用与步骤与同样的方法在Offset的实体上做出合适大小的方料，砍出基准角，Insert—Feature Operation—Chamfer，选择Single Offset—选择要倒基准角所在的棱线，确认好，输入C角值OK即可；

13.用Split Body和Offset Face组后将基准对刀做出来；

9 f, J: r" s# u5 n1 E1 E. d14.用Insert一Feature Operation一Unite选中电极、拉伸部分、底座，确认好后，一个电极就拆解OK了；

! |) v. z7 o- ?- D15.Assmbies一Components一Create New-选中拆好的电极，输入名称（取名原则：在模仁零件后加E01……等即可），一直确认到最后，一个电极就拆解OK了。

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看了LZ的帖子，我只想说一句楼上的贴很好