欢迎来到【高训智造】原创专业课堂第382期，本期由苏瑜老师带来模具小课堂。

铜公的拆分

苏瑜

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拆分铜公

铜公的加工方法一般为数控铣或线切割。当铜公上有较复杂的凹凸曲面时，只能采用数控铣削加工。有时侯，铜公不能整体加工出来，就需要把整体铜公分拆成两个或多个铜公才能加工出来。这种为了完成模具各个部位的放电加工而把铜公各个部位分拆开来组成各种各样的组合，分别成各个铜公的过程称为分拆铜公。

02

拆分铜公的目的

塑料模具制造中，电火花加工几乎是必不可少的加工，它的加工速度会直接影响到模具制造的周期、质量和成本。所以，必须对铜公（铜电极）进行细致地分析，拆分合理。分铜公的好坏将直接决定模具的制造水平、加工速度、制造成本乃至改变模具的整体结构。分铜公的能力直接反映了模具设计师的综合水平高低、结构思维的对错和加工工艺水平的高低。铜公拆分合理可以起到以下的作用：

1.简化模具的加工；

2.改善模具结构；

3.缩短模具制造周期；

4.提高模具质量；

5.提高模具型芯、型腔的尺寸精度；

6.节约铜公材料成本。

03

铜公拆分工艺流程

拆分铜公是模具加工中的重要一环，铜公拆得好坏直接影响模具加工速度和质量，设计师必须与模具制造师傅和EDM（火花机）师傅多沟通和交流总结经验。结合本公司的加工条件，讨论决定出合理的拆分方案。

1、确定拆分铜公的位置

数控机床无法加工到的部位一般都需要拆分铜公，如直角、锐角、窄槽（若公司有高速机床和比窄槽小的刀具，就可直接对窄槽进行加工）和文本等部位，如图1所示。拆分铜公必须对工件进行分析，确定铜公拆分位置，以最少数目，最省材料，最快捷方便，最有效的方式进行铜公拆分。

图1 拆分铜公的部位

2、拆分铜公成型部位

铜公成型部位拆分，一般通过抽取面或求差求得大概形状，再通过后续编辑得到铜公成型部位结构。成型部位拆分需要注意，能延伸的尽量延伸，但要避免干涉，并保证拆分铜公能够有效成型出需要的部位。如图2所示为铜公成型部位。

图2 铜公成型部位

3、绘制冲水位

EDM冲水位高度一般在工件最高处加2～5mm，方便火花机加工时冲走残渣，EDM放电加工时会产生大量残渣，如果不能及时冲走残渣，二次放电会损伤铜公，更致命的是积碳过多损坏工件，特别是加工深骨位，由于积碳造成大肚倒扣，注塑时出现粘膜现象。冲水位一般通过偏置面和拉伸等功能完成。如图3所示为EDM冲水位。

图3  EDM冲水位

4、绘制基座和基准

铜公的基座相当重要，可以用来分中、校表和碰数，直接决定成型部位的精度和准确性。基座外形尺寸一般取整数，基座边缘到成型部位边缘一般取3～8mm，高度一般取5～15mm，如图4所示。

图4 基座尺寸

基座的画法一般有两种，一种直接沿成型部位边缘均匀放大，结果基座中心到工件中心出现小数；另一种将基座中心与工件中心预设整数，不考虑成型部位边缘均匀放大问题，好处是EDM加工时不会因小数移错尺寸，减少出错几率，一般推荐第二种方法，如图5所示。

铜公方向性很重要，不同的工厂，表示方法有所不同，一般是将铜公其中3个角倒圆角或不倒角，对应工件基准角倒斜角，然后在铜公上打上字码进行区分粗精公。铜公方向示意图如图6所示。

图5 基准中心与工件中心取数

图6 铜公方向示意图

5、出铜公火花图

铜公火花图主要用来指导EDM师傅操作，图纸要求尽量简单，不需要过多的视图和尺寸，只要求能够表达出铜公定位尺寸、火花间隙和基准位，图纸中能够表达出这3要素，这张图纸就可行，如图7所示。

图7  铜公火花图

04

拆分铜公的原则

拆分铜公是一项相当复杂的工作，大致要遵循；以下8条原则：

1、要充分考虑产品外观的要求，满足产品的技术要求；

2、要分出大胶位和小胶位铜公的放电差异；

3、要充分考虑和评估铜公加工的难易程度，使铜公的加工在本公司切实高效、可行；

4、要充分考虑和区分开各铜公、各部位的加工精度要求，避免一味地追求高标准，做好各种不同类型加工设备的协调使用；

5、要尽量降低模具的制造成本。成本是模具加工最重要的指标，只用拆分铜公合理，才能创造最大的经济效益；

6、要充分考虑加工工序的安排及影响。只有工序安排合理，才能使整套模具的生产好、快、省；

7、要充分平衡各加工工序及总的加工速度。对整套模具而言，要把定模、动模、滑块、斜推杆、镶件等部位的铜公都考虑进去，进行全局的平衡进行拆分；

8、在条件允许的情况下，尽量减少加工过程中的人为误差。

05

铜公拆分注意事项

拆分铜公应考虑到加工的可行性、实用性、不变形、加工方便、铜公成本和外形美观等，拆分的铜公越少越好。

1、设计制作整体铜公

能够拆分整体铜公的，尽量拆分。但需要考虑加工的可行性，尽量一道工序加工完成，无法一道工序加工完成的，拆分多个铜公。但有些整体铜公比较特殊，需要多道工序加工，如图8所示采用了数控铣床、线切割和铜公腐蚀铜公3道工序，这种铜公一般需要满足产品精度，如果把它拆分为多个铜公，在铜公与铜公的接触处会产生接痕，这样就难以保证产品精度。

图8 多道工序加工整体铜公

2．拆分散铜公

拆分后必须能够加工，有时整体铜公加工困难，有加工不到的死角，或者是不好加工，所需刀具太长或太小，就可以考虑多拆一个铜公，有时局部需要清角铜公，这种铜公的加工并不困难，但一定要搞清楚打火花时的偏数及校表基准，散铜公如图9所示。数控加工时，无法直接将模具型芯中画圈的部位直接加工出来，也很难设计加工一个铜公进行电火花加工，将铜公拆分成图中的（b）和（c）后，铜公的加工就便利很多。

图9 散铜公

3．拆分骨位铜公

为增加塑胶产品前段时间所设计的薄片状结构称之为骨位。骨位既窄又深，很难直接加工出来，一般都须设计骨位铜公。骨位铜公加工时容易变形，加工时要用新刀，刀具直径要选小些，进刀量不能太大，加工时可以先将长度方向尺寸加工到位，但宽度方向尺寸可留大点余量（如1mm），然后再加工宽度方向，加工时两边同时走刀，不要环绕整个外形走刀。而且每刀进刀深度为0.2～1mm，进刀深度不宜过大，骨位铜公如图10所示。

图10 骨位铜公

4、拆分铜公前，首先要了解公司材料情况，尽量做到物尽其用，进口铜四边一般以标准尺寸单边加1～1.5mm材料已足够，国产锻打铜做得较不标准，建议单边加2mm材料。

5、铜公直身位取2～5mm，方便火花机冲水，XY轴校表位预设单边3～8mm左右，基准高5mm以上。

6、推荐铜公基准取3个圆角1个斜角，斜角对准模具型腔的基准，铜公中心数对模具型腔的基准取整数。

7、铜公尽量不要分开拆，能拆分整体尽量拆在一起，节省材料和放电时间，加工困难时用线切割或雕刻机清角。

8、高低落差较大的铜公要尽量拆分多个铜公，以节省铜公材料。

9、左右对称的铜公经常做在一起进行移数加工，形状相似的铜公要注意区别（如多加1个斜角或圆角），两铜公相接处要延长1mm。

10、拆好的铜公要套进工件中仔细检查是否干涉，近似和对称的铜公要检查是否拆分  合理，平移或旋转出来的铜公要检查平移距离和旋转中心点是否正确。

11、常常由产品外观要求决定粗、精铜公。有时为节省铜料，铜公打完后，将铜公的整体曲面想下降低设计，精铣削铜公后，再进行电火花精加工。

12、模具的狭窄及深腔部位，刀具粗加工不到的地方往往要局部或整体做粗、精铜公。

13、设计骨位铜公时，为加强铜公的强度，防止加工变形，骨位可改斜度及做底部加强设计。

14、型腔、型芯的胶位面要与枕位面分开拆分铜公，保证模具型腔的利角。

15、拆分设计铜公时，建议不要轻易改变铜公的坐标系，采用装配拆分铜公，1个铜公1个图档，也可以使用图层来区分铜公。

06

铜公拆分实例

如图11所示为一塑料外壳，产品形状较为复杂，曲面之间的圆角半径小，最小圆弧半径是R0.5mm。产品的A、B、C、D处设计有裙边，产品的内部有许多加强筋，加强筋的交汇点有六个螺丝孔柱位，这些部位都在后模上设计成型。在加工后模时，无法将这些部位直接加工出来，必须要设计铜公进行电火花加工。图12为产品的后模图。

这些裙边部位既窄又深，若做成整体铜公，材料成本高，加工难度大。综合考虑的多方面因素，拆分了图12的A、B、C、D处裙边铜公，在数控铣床上加工。

采用图中的拆分方法，满足产品的技术要求；兼顾了铜公加工的难易程度，使铜公的加工在本公司切实高效、可行；降低了模具铜公的制造成本；减少了加工过程中的人为误差。

图11 塑料外壳3D图

图12 后模3D图

图13  电加工裙边拆分的主要铜公