铜公的制作和放电加工

 模具加工中,铜公的制作和放电加工是其很重要的一环，铜工的质量好坏和加工工艺的差别，直接影响到产品的外在效果。
一、相关名词解释：
1、什么是铜公？
铜公在内地也叫电极；因为电极大部份都采用红铜加工，因红铜的导电性好和易加工性，在电火花加工时，电极本身所产生的热量较小,损耗也相对要低些。所以在沿海地区把电火花加工的电极叫铜公。意思就是用铜去"放电"工件(模胚)的意思。根据加工的需要，也分为粗公和幼公也叫精公。
2、何谓拆铜公？
就是模具设计人员将一个产品图转换成模具设计图，根据产品的形状，去确定加工方法，只有当模具的形状设计好以后才知道什么地方需要通过车、铣、刨、磨、钻和放电等加工到所要的形状；当要采用电火花加工时，这时就要有电极(铜公)才可以加工了，电极相当铣加工中的一把成形刀，刀是什么样的，加工好的形状就同刀具的形状相反。 折铜公也就是根据产品形状加工的难易程度，将其拆成若干个部件。也就是把你所要进行电火花加工的部位的产品形状用铜加工好，然后在火花机上进行放电加工。具体过程：就是由产品图-模具图-铜公-模具-产品。其中为了便于放电加工，根据加工的需要，将产品的外形或结构部分成若干个部件，再形成铜公加工图这个过程就是拆铜公。

二、电极的材料
1.红铜、日本的三宝红铜.
2.紫铜
3.石墨
二、简要谈谈铜公的加工方法和注意事项。
1、在写刀路之前，将立体图画好后，要将图形中心移到坐标原点，最高点移到Z=0，加缩水率后，方可以加工，铜公火花位可加工负预留量。在加工前还要检查工件的装夹方向是否同电 脑中的图形方向相同，在模具中的排位是否正确，装夹具是否妨碍加工，前后模的方向是否相配。还要检查你所用的刀具是否齐全，校表分中的基准等。
2、火花位的确定，一般幼公（即精公）预留量为单边－0.05~-0.10，粗公-0.15~-0.5，具体火花位的大小可由做模师父定。
3、铜公有没有加工不到的死角，是否需要拆多一个散公来做为补公清角。加工铜工的刀路按排一般是：大刀（平刀）开粗-小刀（平刀）清角; 光刀用球刀光曲面。
４、CAD/开粗一般较多用平刀不用球刀，大刀后用小刀开粗，然后将外形光到数，接着用大的球刀光曲面，再用小球刀光曲面不要图省事，为了一些小的角位而用小刀去加工大刀过不了的死角可心限定小刀的走刀范围，以免直播太多的空刀。
５、铜公，特别是幼公，是精度要求比较高的，公差,一般选0.005~0.02，步距0.05~0.3。铜公开粗时要留球刀位的过刀位，即要将铜公外形开粗深一个刀半径。铜公还要加工分中位，校表基准，火花放电时要校正铜工，一般校三个面（上，下，左，右）加工出的铜工必须有三个基准面。铜料是比较容易加工的材料，走刀速度，转速都可以快一点， 开粗时，留加工余量0.2~0.5,视工件大小而定，加工余量大，开粗时走刀就可以快，提高效率。
三、前模开粗的问题：
首先将铜公图在前视图或边视图内旋转180度即变成了前模图，当然还要加上枕位，PL面；原身要前模留的地方，不要用镜像的方法将铜工图变成前模图，有时会错（当铜公图X方向Y方向都不对称时）。
前模加工时有二个难点：
前模材质比较硬，因此不可轻易烧焊，错不得。前模开粗时用刀原则同铜工相似，大刀开粗→小刀开粗→大刀光刀→小刀光刀，但前模应尽量用大刀，不要用太小的刀，容易弹刀；光刀时也尽量用圆鼻刀，因这种刀够大，有力，有分型面的前模加工时，通常会碰到一个问题，当光刀时分型面因碰穿机要准数，而型腔要留0.2~0.5的加工余量（留出来打火花）。这是可以将模具型腔表面朝正向补正0.2~0.5，面在写刀路时将加工余量设为0。前模开粗或光刀时通常要限定走刀范围，要记住你所设的范围是刀具中心的范围，不是刀具边界的范围，不是刀所加工到的范围，而大一个刀具半径。前模开粗常用的刀路方法是曲面挖槽，平行式光刀。前模加工时分型面，枕位面一般要加工到准数，而碰穿面可以留0.1余量，以备配模。
四、加工后模常碰到的问题：
后模有原身柯或镶柯二种，后模同前模一样是钢料，材料较硬，应尽量用刀把加工，常用刀路是曲面挖槽外形，平行铣光刀，选刀的原则是大刀开粗→小刀开粗→大刀光刀→小刀光刀。
后模图通常是铜公图缩小料位加上PL面，枕位，原身留出的东西而成，如果料位比较均匀，可以直接在加工信息量里留负料位即可，但是PL（分型面），枕位，碰穿面不能缩料位。这时可以先把这些面正向补正一个料位或者把柯画出来。
原身柯常碰到的一个问题是球刀清不到利角，这时可以用平刀走曲面陡斜面加工清角；如镶柯，则后模分为藏框和柯芯，加藏柯时，要注意多走几遍空刀，不然框会有斜度，上边准数，下边小，很难配模。特别是较深的框，一定要注意这个问题，光框的刀也要新好，并且选用大一点的刀。柯芯如果太高，可以先翻过来加工框位，然后装配进框后，再加工形状，有时有支口，要注意，不要过切用球刀光形状时一定要保护支口台阶。
五、散铜公加工中的问题：有时整体铜公加工有困难，有加工不到的死角，或者是不好加工，所需刀具太长或太小，就可以考虑分多一个铜公，有时局部需要清角铜公，这种铜公的加工并不困难，但一定要搞清楚的确良火花时的偏数，校对基准。
六、铜公的材料：红铜、日本三宝红铜、紫铜、石默。


UG拆铜公的几大事项
模具行业随发展作业分工也越来越细,拆电极属大公司作业分工的重要一环,电极拆得好坏直接影响模具加工速度和质量, 古语云:与君一席话,胜读十年书!!! 其实拆电极不要想像的那么复杂,说白了就是化繁为简!无非就是复制曲面加适当延伸再合并,在Proe里面广东做模俚语俗称"印饼仔"的Cut out功能也很好用,当然你有做模经验的话拆起电极来就更轻松了,本人就是由做模底层学徒开始做起混到现在滴。
这个教程较大用点耐心哦!
我们在拆电极前首先要考虑电极的方向性问题,所以事前必做的步骤是选一大平面为Z轴的基准面,写上DATUM英文,另倒一斜角作X Y轴的方向角,如下图所示:
图1
我们在拆电极前首先要解公司用料情况,尽量做到物尽其材,进口铜较一般标准单边减1mm至1.5mm已足够,国产锻打铜做得较不标准建议单边减2mm较妥, 还有最重要的较表位,如公司条件较好的话XY轴较表位预设单边8mm左右,最少不能低于5mm,方便较表通过,如下图所示:
图2
电极的基座相当重要,很多拆组合电极的同袍应该遇到利用线切割清除刀具不能加工的地方(下右上图属典型须用线切割清角的电极),这时须要用基座进行分中碰数,还有利用线割铜丝(慢走丝EDW)和基座调节电极的垂直度,这时基座重要性离就突现出来了!以三角形(勾股定理)为例:如股和弦的夹角(tan)设一小小角度,将弦越拉长,勾的长度亦跟随变化大家可以随便摆个工件在机床做个试验,用较表移动2mm可看到表针移动很少,移到50mm时表针变化很大,证明角度和长度关系重要吧,从这一实验可以证明电极的基座多么重要!基座越厚调节电极的垂直度越准,建议设置15mm以上,当然有些山寨厂要省铜料的话我无话可说，如下图所示:
图3
EDM冲水位高度的预设也要注意,在工件最高处加5mm以上较妥,这样方便火花机加工时冲走残渣,大家不要小看这环,EDM放电加工时会产生残渣,如果不能及时冲走碳粉的话会,EDM的二次放电会损伤电极,更致命的是积碳造成工件损坏!!!特别是加工深骨位(加强筋之类),由于积碳造成大肚倒扣,注塑时会出现粘模现象,本人就有切肤之痛(由于偶做模由底层学徒做起),当然前模影响就更不用说了,相信做过模具的同袍应有深刻的体会!!!所以冲水位也不能勿视,如下图所示:
图4
拆电极X.Y.Z三轴偏移尺寸有两种方法,一种方法是以电极边沿最大点均匀放大,结果是出现小数点,第二种方法三轴预设整数不考虑电极边沿均匀放大问题,好处是EDM加工时不会因有小数点移错尺寸,减少出错机会所以推荐第二种方法,如下图所示:
图5
这是电极Z轴预设示意图:

电极方向性很重要本人开篇已提过,方向性示意有两种方法:第一种四角中其它三处倒圆角对应基准角(DATUM)倒斜角,这种方法缺点不分辨精、粗加工电极!!!如下图红色圆圈所示:
电极方向性第二种方法:这方案极容易分辨精、粗加工电极!!!模房师父和EDM操作员一眼就能分辨,方法是四角都倒圆角(其它三处建议倒R3以上)对应基准角(DATUM)倒较小R,只要不刮手就行了(建议R0.5MM),这样很清楚明了,如下图红色圆圈所示:
这是第二种方法的粗加工电极表示方法,做法是四角中其它三处倒斜角对应基准角(DATUM)倒圆角(建议R0.5MM),大家一看觉得有点重复了吧?没错,其实这份工作CNC编程员来完成,他们只要改刀路外形线就完成了,本人在Mastercam版块下:[原创]各位CNC的兄弟姐妹,想学电极(铜公)工程图的看过来!!!有提及,有部分人嗤之以鼻认为没必要,这是很自我的做法,方便别人等于方便自已,模房师父和EDM操作员一眼就能分辨,不用卡尺测量分辨粗幼公多方便?! 我们干活要注重团体配合,改刀路是举手之劳习惯成自然啊,大家上下两楼对比分析一下是不是清晰明了啊?!如下图所示:
CNC编程注意事项

1. 白钢刀转速不可太快。
2. 铜工开粗少用白钢刀，多用飞刀或合金刀。
3. 工件太高时，应分层用不同长度的刀开粗。
4. 用大刀开粗后，应用小刀再清除余料，保证余量一致才光刀。
5. 平面应用平底刀加工，少用球刀加工，以减少加工时间。
6. 铜工清角时，先检查角上R大小，再确定用多大的球刀。
7. 校表平面四边角要锣平。
8. 凡斜度是整数的，应用斜度刀加工，比如管位。
9. 做每一道工序前，想清楚前一道工序加工后所剩的余量，以避免空刀或加工过多而刀。
10. 尽量走简单的刀路，如外形、挖槽，单面，少走环绕等高。
11. 走WCUT时，能走FINISH 的，就不要走ROUGH 。
12. 外形光刀时，先粗光，再精光，工件太高时，先光边，再光底。
13. 合理设置公差，以平衡加工精度和电脑计算时间。开粗时，公差设为余量 的1/5，光刀时，公差设为0.01。
14. 做多一点工序，减少空刀时间。 做多一点思考，减少出错机会。 做多一点辅助线辅助面，改善加工状况。
15. 树立责任感，仔细检查每个参数，避免返工。
16. 勤于学习，善于思考，不断进步。
17.铣非平面多用球刀少用端刀不要怕接刀
18.小刀清角大刀精修
19.不要怕补面适当补面可以提高加工速度美化加工效果.
20.毛坯材料硬度高：逆铣较好
21.毛坯材料硬度低：顺铣较好
22.机床精度好、刚性好、精加工：较适应顺铣，反之较适应逆铣
23.零件内拐角处精加工强烈建议要用顺铣。
24.粗加工：逆铣较好，精加工：顺铣较好
25.刀具材料韧性好、硬度低：较适应粗加工（大切削量加工）
26.刀具材料韧性差、硬度高：较适应精加工（小切削量加工）