手机外壳模具型芯的数控加工

6. 曲面等高外形半精加工

采用等高外形刀路方式精加工下部的清角部分。刀具采用φ3的平底超硬合金刀。

(1)机床参数

机床的进给率，500mm/min；Z方向进给速度，500mm/min；抬刀速率，2000mm/min；主轴转速，3500r/min。打开冷却液，预留0.3mm的加工余量，不使用检查面。刀具的边界如图8所示。

图8 刀具边界

(2)等高外形参数

切削刀具的每次高度下降值为0.15mm。下刀点选择在边界内；采用顺铣往复模式进给；切削深度选用绝对深度，最小深度为0.0mm，最大深度为-4.0mm。刀具的加工路径如图9所示。

同样采用等高外形刀路方式精加工上部的清角部分，仍然采用φ3的平底刀，刀具参数、曲面参数、加工参数同前，选取所有加工面作为加工面，边界选取图10所示的外形边界。最小加工深度为-1.5mm，最大加工深度为-4.0mm。刀具的加工路径如图10所示。

图9 下部清角部分等高外形加工路径

图10 上部清角部分等高外形加工路径

7. 曲面等高外形精加工

采用等高外形刀路方式精加工整个型腔。刀具采用φ3的平底刀。刀具参数和加工面的参数同前，加工边界选取图11所示的边界。虽然最后的曲面精加工，仍然留0.3mm的余量给后续的电火花加工。选取所有加工面作为精加工面：每次高度下降值为0.1mm，加工最小深度为-4.0mm，加工最大深度为-9.1mm。刀具的加工路径，如图11所示。

图11 等高外形加工路径

8. 直纹面加工

采用直纹曲面加工方式精加工分型面。刀具采用φ16的平底合金刀，预留0.1mm的加工余量。切削方式采用往复式切削，切削间距为0.2mm。刀具的加工路径如图12所示。同样采用直纹曲面加工模式精加工枕位的平面部分和圆弧面。刀具采用φ3的平底合金刀，不留加工余量，切削间距为0.2mm。

图12 分型面直纹面加工路径

二、后模的数控加工

后模的三维加工工艺图，如图13所示。

图13 面壳后模加工工艺3D图

其数控加工工艺如下（与前模大同小异，限于篇幅不再展开）：

(1)曲面挖槽粗加工，采用φ25的平底镶合金刀，留0.4mm余量；
(2)曲面等高外形半精加工，采用φ12的平底刀，留0.15mm余量；
(3)曲面平行精加工，采用φ10的球头刀，不留加工余量；
(4)曲面的外形，Contour方式加工前模的Len透镜位置，采用φ4的平底刀。

三、面壳铜电极的数控加工

铜电极的三维加工工艺图，如图14所示。

图14 铜电极加工工艺3D图

其数控加工工艺如下（限于篇幅不再展开）：

(1)采曲面的外形加工方式粗加工铜电极的基准位置，采用φ16的四刃平底刀，不留加工余量；
(2)采用曲面平行加工方式粗加工铜电极的全部曲面，采用φ16的平底刀，留有0.35mm的加工余量；
(3)采用曲面等高外形加工方式半精加工铜电极曲面，采用φ6的平底刀，留有0.1mm的加工余量；
(4)采用挖槽加工方式加工Lens部分，采用φ6的平底刀，留有0.3mm的加工余量；
(5)采用曲面的外形加工方式粗、精加工Lens装配位置，采用φ1的四刃平底刀，不留加工余量；
(6)采用面平行加工方式精加工铜电极的全部曲面，采用φ6的球头刀（Endmill Sphere），不留加工余量；
(7)采用曲面的外形加工方式精加工铜电极的按键位置，采用φ2的双刃平底刀，不留加工余量；
(8)采用曲面等高外形加工方式精加工Battery-cover装配位置，采用φ2的双刃平底刀，不留加工余量。

四、结束语

数控编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一，其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。从Pro/ENGINEER中以IGS格式将签名设计的3D图形调入，根据模具型腔的特点，确定模具型腔、分模面，生成模具型腔实体图、工程图、加工工艺图。根据CAM系统的功能，从CAPP数据库获取加工过程的工艺信息，进行零部件加工工艺路线的控制，输入加工参数，然后再在CAM中编制刀具路径，进行三维加工动态仿真，生成加工程序并输送到数控机床完成自动化加工。这些加工步骤是现代化模具生产的过程和发展趋势，它使复杂模具型芯的生产简化为单个机械零件的数控自动化生产，全部模具设计和数控加工编程过程都可以借助CAD/CAM软件在计算机上完成。它改变了传统的模具制造手段，有效地缩短了模具制造周期，大大提高了模具的质量、精度和生产效率。