注塑模具筋位電極設計方案論文
時間:2022-06-12 10:25:24
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1注塑模具筋位加工方案分析
注塑模具制造時,一般先用數控機床對工件毛坯進行切削加工,當模具結構復雜時,有些部位數控加工刀具很難加工到位,或者說若要加工到位,費時費力,效果不好,例如注塑模具的型腔尖角、深腔、筋和窄槽等部位。對于這類部位的加工,就需要進行電火花成型加工。該后模對應于塑件加強筋位置便是多條窄槽,這些窄槽的加工就需要電火花成型加工來完成。電火花放電的原理是由脈沖電源輸出的電壓加在液體介質中的工件和工具電極(亦稱電極)上,當電壓升高時,會在某一間隙最小處或絕緣強度最低處擊穿介質,產生火花放電,瞬時高溫使電極和工件表面都被蝕除掉一部分材料。電火花加工實際就是電極和工件間的連續不斷的火花放電的過程,工件不斷產生電腐蝕,電極不斷地向工件進給,最終可將電極的形狀復制在工件上,加工出所需要的形狀。因此,在對模具進行電火花放電加工之前,必須設計并制造出適合的電極方能進行放電加工。按照目前的模具制造水平,結構復雜的注塑模具在加工過程中,往往需要幾個、幾十個,甚至上百個電極。所以,電極的設計制造是模具制造中非常重要的環節,控制電極的制作成本也是控制整套模具生產成本的關鍵因素之一。
2注塑模具筋位電極常規設計方案
根據電極在模具制造過程中的作用可將其分為產品外形成型電極、清角電極、筋位電極、“銅打銅”電極(即用來對電極進行電加工的電極)等。按電極組合方式可分為整體電極、組合電極及一極多用電極(也稱跑位電極)。按電極制造材料又可分為普通紫銅電極、石墨電極和特種銅電極等。對于一般電極,其結構主要包括成型部位和電極基準部位等組成。對于前文所述的塑料盒零件的注塑模具后模制造,電極材料選用普通紫銅電極即可。如果模具尺寸不大,筋位電極一般會采用整體電極,如圖3所示;如果尺寸比較大,通常會采用跑位電極,只做一條筋位的放電電極,即類似于圖3所示的整體電極的1/8,通過對后模上加強筋位置的逐一放電來完成放電加工任務。相比之下,整體放電電加工用間短,電極制作成本偏高,成型誤差小;跑位放電電極制作成本低,放電耗時長,成型誤差受電極自身損耗較大。
3注塑模具筋位電極設計方案優化
結合上述情況,在保證生產效率的前提下,本著最大程度降低生產成本的目的,筆者將本塑料盒筋位電極的制作方案進行了創新性優化設計。放棄原來的切削加工方式,同時將電極基準部位由紫銅材料改用普通鋼材,電極成型部位仍采用紫銅材料,將電極制作成鑲拼結構。筋位電極基準部分投影示意圖,示意圖中間又以局部放大視圖的形式對鑲拼位置的結構進行了表示這兩部分均采用電火花線切割方式進行加工,在普通鋼板上割出電極成型部分鑲拼框,并加工電極吊裝螺絲孔或其他吊裝結構,同時用銅板割出8件同樣的電極成型部分,切割路徑如圖5、圖6的投影輪廓所示。由于加強筋一般情況下對形狀精度要求較低,因此,電極成型部分的拔模角度采用手工打磨的方式即可滿足要求。最后將打磨后的電極成型部分按要求拼裝到電極基準部分的鑲拼框里,保證兩部分的垂直度和各成型部分底面的共面度,便可進行下一步的放電加工了。另外由于放電加工基本沒有切削力,因此直接鑲拼或進行涂膠固定后鑲拼結構是能夠滿足放電要求的。
4結束語
綜上所述,在進行塑件注塑模具多筋位電火花加工電極設計時,不但可以采用常規的整體電極、組合電極以及跑位電極,也可以從降低成本的角度考慮,將同一電極采用兩種材料進行鑲拼,減少紫銅的使用量和數控加工切削量。這樣做的好處除了能有效地降低生產成本外,還可以減少資源浪費,本次放電結束后,普通鋼板制成的電極基準部分還可以用來制作其他鑲拼電極或用作其他場合,更好地提高材料利用率。當然,能否采用這種鑲拼結構要根據塑料件的實際精度要求以及模具制造企業的實際生產條件和技術人員的操作水平具體確定,不可一概而論。本文未對塑料盒零件的具體尺寸進行說明,同時也進行了結構簡化,旨在說明筋位電極的設計思路,希望能對注塑模具設計與制造工作者提供一定的參考價值。
作者:杜洪香 賈秋霜 單位:濰坊職業學院
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