模具復(fù)雜曲面數(shù)控方法探討

江蘇遠(yuǎn)宇電子集團(tuán)公司 蔡偉榮

下蓋板是手機(jī)內(nèi)揚(yáng)聲器模組的重要零件，對模組內(nèi)各零件有固定與支撐作用，由于手機(jī)向著小巧、輕便、新穎、時(shí)尚的方向發(fā)展，因此模組下蓋板尺寸也受到了嚴(yán)格限制，而且模組下蓋板尺寸還影響著揚(yáng)聲器的性能。

1.下蓋板型芯加工工藝分析

隨著CAD/CAM數(shù)控加工等先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)正發(fā)生著深刻的技術(shù)革命，模具供應(yīng)商必須緊跟潮流應(yīng)用先進(jìn)的制造手段，才能滿足客戶對產(chǎn)品多變、快速的要求，現(xiàn)今模具型腔多為復(fù)雜曲面構(gòu)建，本文下蓋板型芯數(shù)控加工就是一例，為縮短產(chǎn)品的交付時(shí)間，下蓋板的實(shí)體模型由外部數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入，避免加工過程中產(chǎn)品的二次建模。為了在模具研發(fā)速度及制造質(zhì)量方面滿足客戶需求，下蓋板型芯如圖1所示，全部由加工中心銑削成形，下蓋板型芯數(shù)控加工時(shí)，首先根據(jù)型芯的特點(diǎn)確定加工內(nèi)容，參照圖樣尺寸及公差選擇合適刀具，然后確定切削用量、刀具走刀路徑、設(shè)置切削參數(shù)。

2.下蓋板型芯的數(shù)控加工

圖1

為保證型芯的尺寸要求和表面質(zhì)量，型芯的數(shù)控加工機(jī)床選用龍門式立柱結(jié)構(gòu)的V56i型MAKINO機(jī)床，刀柄選用錐部與主軸端面同時(shí)接觸的HSK-A63空心刀柄，刀具選用硬質(zhì)合金銑刀，曲面編程時(shí)須先隱藏中間小孔，刀具走刀軌跡中的掃描類型選用連續(xù)走刀類型，為得到較好的零件表面質(zhì)量，切削液選項(xiàng)必須選用噴淋霧。設(shè)定各參數(shù)后進(jìn)行電極刀具軌跡模擬，各程序經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)準(zhǔn)確無誤后進(jìn)行后置處理，以生成數(shù)控機(jī)床識別的CNC代碼文件。各代碼文件用模擬軟件模擬以增加加工可靠性，最后由傳輸軟件將文件傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床，在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行試運(yùn)行，試運(yùn)行無誤后進(jìn)行數(shù)控加工。

3.工藝改進(jìn)

圖2

加工過程中發(fā)現(xiàn)的問題主要有：①型芯零點(diǎn)定位問題，由于型芯曲面復(fù)雜及外形不規(guī)則，加工中裝夾困難，型芯零點(diǎn)校準(zhǔn)誤差較大，工藝上確定裝配在模仁中加工如圖2所示，做到編程和機(jī)床加工基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少加工中由于位置偏移引起的誤差。②曲面接刀誤差，型芯曲面有多處凸臺和凹槽，曲面間過渡圓角較小，需使用不同的刀具完成加工，由于刀具本身的尺寸和形狀存在誤差，刀具裝夾在刀柄中存在誤差，會引起機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)刀具晃動，造成加工中的刀具尺寸與刀具理論值有誤差，改進(jìn)方法是在刀柄中裝夾刀具后，在線測量刀具旋轉(zhuǎn)過程中的直徑，編程中的刀具參數(shù)選用刀具旋轉(zhuǎn)過程中的測量參數(shù)，同時(shí)選用質(zhì)量穩(wěn)定的品牌硬質(zhì)合金刀具。③編程中存在問題，由于型芯曲面復(fù)雜，型芯實(shí)體模型由外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入，理論上存在著產(chǎn)生數(shù)據(jù)變化的可能，如曲面不完整，曲面變形等，而且由于編程工作量大，需考慮細(xì)節(jié)較多，容易出現(xiàn)疏忽，在實(shí)際加工型芯時(shí)會發(fā)生曲面過切，加工不到會等現(xiàn)象，解決方法是每個(gè)程序均使用模擬軟件模擬以增加加工可靠性，任何細(xì)小的錯誤都可能導(dǎo)致整個(gè)型芯的報(bào)廢。

4.結(jié)語

日益增多的高精復(fù)雜模具零件對數(shù)控編程技術(shù)提出了越來越高的要求，模具零件可以通過合適的工藝、合理的編程來加工，三維造型、制造過程一體化的設(shè)計(jì)加工模式，極大地提高了設(shè)計(jì)加工效率，縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期，也是現(xiàn)代模具的發(fā)展方向。