基于NX的石墨电极设计及编程在海尔电器中的应用

    石墨电极具有电极消耗少、放电加工速度快、机械加工性能好、重量轻、热膨胀系数小等优越性，逐渐代替铜电极成为复杂、精密、薄壁、窄缝、高硬材料模具型腔电火花加工中的重要工具。为了提高石墨电极的加工质量和加工效率，需要借助NX软件系统平台。图1是基于NX的石墨电极制作工作程序流程图，主要包括模具型腔分析、电极设计、电极建模、电极编程、程序验证和数控加工等阶段。

    图1　电极制作程序流程

    1　电极设计

    电极是根据模具型腔需要放电加工部位的结构形状进行设计的，电极设计时要综合考虑可加工性、效率、成本、安全性等因素。电极结构如图2所示，由放电部分、避空延伸部分和基座3部分组成。其中放电部分包含了放电间隙（俗称火花位），一般粗加工用的电极单边放电间隙为0.3mm左右，精加工用的则为0.1mm；避空位要根据放电加工零件的形状与部位决定，一般使基准面离放电加工零件部位的最高处不少于3mm，便于工作液的循环过滤；基座包含校表部位和基准角，高度一般为15mm，校表部位（基座侧壁与避空延伸部位的距离）一般单边不小于3mm，基准角主要用于确定如何安装电极（电极的基准角要与模具零件的基准角相对应）。

    图2　电极结构

    2　电极建模

    图3是加工海尔电器模具的石墨电极，是基片组成，其薄壁厚度为1.2MM，最高部位14.8MM，电极薄壁顶部30斜面，薄壁侧面R0.5MM圆角过渡。模型在草图的基础上添加几何约束和尺寸约束，辅以拉伸、旋转、扫描等实体建模方法绘制而成。改变草图中的约束条件模型随之而变，使得模型易于编辑和修改，实现参数化和系列化的设计。4组筋位电极用成形特征创建再阵列生成。

    图3　石墨电极模型

    图4　图层设置

    3　电极编程

    NX/CAM提供了加工程式模板、刀具模板、加工对象模板和刀具轨迹模板等诸多模板文件。模板文件通常是将石墨电极的最佳工艺规程，包括常用加工方法、加工顺序、刀具、经验工艺参数和切削参数等按编程规范要求集成在NX文件中而形成。在形似的成组零件编程时，只需调用模板文件，选择所需的几何体，并启动该流程即可。用户通过加工向导可非常容易地从模板中获得专家级的制造过程指导，并通过简单的交互快速生成数控加工刀具轨迹，大幅度提供数控编程的效率和质量。