落地扇前盖注塑模具的数控编程与电极设计

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番禺职业技术学院（广东番禺 511483）张钟
[摘要]
详细介绍落地扇前盖注塑模具的数控编程方法与数控加工工艺过程，及相关电极的设计制作。通过实例分析总结具有复杂曲面的模具数控加工策略。
关键词
数控编程
加工工艺
电极设计  


1.
引言
对于具有复杂曲面的模具型腔、型芯，往往存在一些工艺死角，不能完全铣削加工到位，需要设计并制作电极进行电火花清角加工。以落地式风扇控制盒的前盖注塑模具为例，该模具结构为单腔大水口两板模，模架规格2550。笔者在数控铣床（规格1000*600*600、BT40刀头），采用Cimatron R12版软件完成了数控编程与电极设计，并上机加工出该模具的型腔与型芯，及5个电极，取得了较好的效果。
2. 电极的设计
由于落地扇控制盒的前盖零件结构较为复杂，由多组曲面构成，产品最大外形尺寸为375*90*40。前盖的产品部位包括与配合件照明灯、装饰板、标签等相关位置,其中照明灯部位是通孔，参考图1。前盖产品配合部位多为直角台阶造型，工艺死角多，需要设计制作一定数量的电极，进行后续的电火花成形加工，才能完成该模具型腔与型芯全部的成形加工。


图1 产品的线框图
图2
型腔渲染图

2.1 型腔及电极
模具型腔直接影响塑料产品的外观，表面质量要求高。不能对其型腔内的凸台采镶件组装，需要整体加工所有的曲面形状，参考图2。型腔电火花加工需要制作3个电极，由于照明灯与装饰板之间的部位其电火花加工余量较大，需要制作一个粗电极A先进行局部开粗加工，电火花间隙为0.40。然后制作两个精电极B（局部大电极）和C（整体大电极）用于精加工，电火花间隙为0.15。分别参考图3、4、5、6。
电极由成形部分和基准台阶组成，成形部分直接从需要电火花加工的模具部位提取出相关的曲面；基准台阶用于电火花加工时电极的空间定位，必须考虑满足“6点定位原则”的要求。设计电极还应该注意避空（包括：成形曲面到基准台阶的适当延伸、对非加工面的保护等），以免电火花加工时误伤其他已经加工好的表面。例如：电极A的基准台阶面要与模腔顶面要有间隙1～2，电极B的照明灯部位与对应的模腔凸台顶面要有间隙。






图3 电极A的加工位置线框图




图4
电极A渲染图



图5 电极B的加工位置线框图
图6
电极B渲染图


图7 大电极C的加工位置线框图
图8
大电极C渲染图
整体大电极C在数控加工之后，还需要用线切割加工出照明灯、装饰板、标签部位的成形与避空位置（通孔）。其中照明灯通孔部位要加大电火花间隙至0.8，以避免误伤电极B已加工好的侧壁。注意电极C需要加厚基座至20以上，避免线切割加工之后电极发生变形，影响模具加工质量。

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