手机外壳模具型芯的数控加工.docx

手机外壳模具型芯的数控加工(转)
在现代化的模具生产中，随着对塑料件功能要求的提高，塑件内部结构也变得越来越复杂，相应的模具结构也要随之复杂化。本文阐述了在塑料模具制造中所采用的新的设计制造工艺方法路线：首先利用Pro/ENGINEER或MasterCAM等先进的CAD/CAM软件进行产品的3D图形设计；然后根据产品的特点设计模具结构，生成模具型腔实体图和工程图；再在MasterCAM中根据模具型腔的特点绘制CNC数控加工工艺图，拟定数控加工工艺路线，输入加工参数，生成刀具路径；最后进行三维加工动态仿真，生成加工程序，并输送到数控机床进行自动加工。以下就以一个手机前壳的模具为例，重点体说明这一加工流程。为减少篇幅，本文假定从生成三维加工工艺模型后开始，只涉及加工部分。一、前模的数控加工根据手机前壳的3D图形进行模具设计后，将模具型芯的3D实体图转换成IGS图形格式，输入到MasterCAM中。前模加工工艺3D图，如图1所示。
图1前模加工工艺3D图
其数控加工工艺如下：(1)曲面挖槽粗加工，采用φ16的平底镶合金刀；(2)曲面等高外形半精加工，采用φ6的平底刀；(3)曲面的外形粗加工前模的电池插口枕位，采用φ6的平底刀；(4)直纹曲面粗加工枕位的平面部分，采用φ6的平底刀；(5)直纹曲面粗加工枕位的圆弧面部分，采用φ6的平底刀；(6)曲面平行精加工，采用φ10的球头刀；(7)等高外形精加工下部的清角部分，采用φ3的平底刀；(8)等高外形精加工上部的清角部分，采用φ3的平底刀；(9)曲面等高外形精加工型腔，采用φ3的平底刀；(10)直纹曲面加工型腔的分型面，采用φ16的球头刀；(11)直纹曲面精加工枕位的平面部分，采用φ3的平底刀；(12)直纹曲面精加工枕位的圆弧面部分，采用φ3的平底刀。下面分别予以介绍。1.曲面挖槽粗加工采用双刃φ16的平底镶合金刀，预留了0.3mm的加工余量。机床的进给率，1500mm/min；Z方向进给速度，500mm/min；抬刀速率，2000mm/min；主轴转速，2000r/min。(1)曲面参数安全高度绝对坐标，15mm；进给进刀增量坐标，1mm；过滤公差，0.025mm。刀具的边界取图1所示的外形边界。无须选择检查面。(2)挖槽粗加工参数Z方向的每步最大的下刀量，0.4mm；刀径百分比的进刀量，75%；实际进刀量，12mm。选择平行螺旋线铣削方式，输入一个刀具路径接近的起点，将下刀的中心设在边界的外面，采用螺旋下刀方式，切削深度设定为相对增量方式，预留0.2mm的余量。(3)刀具路径设置完所有参数后，在Geometry中选取所有加工面，加工边界选取图1所示的外形边界（以工件毛坯外径向外扩展刀具直径的1.5倍）。无须选择检查面。刀具的加工路径如图2所示。
图2外形挖槽粗加工刀具路径
２.曲面等高外形半精加工采用φ6的平底超硬合金刀，进一步加工尖角或细小倒圆角的残留余量，预留0.15mm的加工余量。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，1800r/min。(1)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；切削深度选用相对深度，0.2mm。(2)刀具路径设置完所有参数后，在Geometry中选取所有加工面，刀具的加工路径如图3所示。
图3等高外形半精加工刀具路径
３.曲面的外形加工采用曲面的外形粗加工刀路方式加工前模的电池插口枕位，采用φ6平底刀合金刀，预留0.15mm的加工余量。(1)外形参数安全高度绝对坐标，15mm；进给进刀增量坐标，1mm；过滤公差，0.025mm。多层切削参数是设置XY平面内的切削次数和切削用量的，根据加工余量而定：粗切削次数，2次；步距，4mm；精切削次数，0；步距，0.5mm。设定合适的进刀、退刀的路径。因加工深度只有2mm，这里不使用Depth深度切削。(2)刀具路径设置完所有参数后，在Geometry中Chain选取如图1所示的外形。从Toolpaths/Operations命令中进入操作管理菜单，用Backplot—Run命令模拟刀具路径，检查Contour，刀具铣削路径有无问题。刀具的加工路径如图4所示。
图4外形加工路径
4.直纹面加工采用直纹面加工方式粗加工枕位的平面部分，刀具采用φ6的平底合金刀，度预留0.1mm的加工余量。(1)直纹曲面刀路参数切削方式采用往复式切削；切削间距，0.1mm；切削余量，0.1mm；快速进给的深度（绝对尺寸），15.0mm，Left，刀具左补偿。(2)刀具路径设置完所有参数后，在Geometry中Chain选取如图1所示的两条Ruled线。刀具的加工路径如图5所示。
图5枕位平面部分直纹面加工路径
同样，采用Ruled直纹曲面加