基于UG8.5手機外殼的五軸數(shù)控加工

梁豐　呂輝　袁河鏈

摘要：分析了五軸數(shù)控加工的工藝流程，通過以手機外殼模型為加工對象進行了五軸數(shù)控加工，對手機外殼的結(jié)構(gòu)工藝性分析，手機拆電極設(shè)計出的立體銅工，并成功用于生產(chǎn)，對今后模具加工銅工極大的方便。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)工藝性；手機外殼；立體銅工；五軸加工

中圖分類號： TH161 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）24-253-2

1 概述

模具加工的優(yōu)勢，在傳統(tǒng)的模具加工中，一般用立式加工中心來完成工件的銑削加工。隨著模具制造技術(shù)的不斷發(fā)展，立式加工中心本身的一些弱點表現(xiàn)得越來越明顯。現(xiàn)代模具加工普遍使用球頭銑刀來加工，球頭銑刀在模具加工中帶來的好處非常明顯，但是如果用立式加工中心的話，其底面的線速度為零，這樣底面的光潔度就很差，如果使用五軸聯(lián)動數(shù)控機床技術(shù)加工模具，可以克服上述不足。采用五軸聯(lián)動機床加工模具銅工可以很快地完成模具加工，交貨快，更好地保證模具銅工的加工質(zhì)量，使模具銅工加工變得更加容易，并且使模具修改變得容易。

如圖1所示為手機外殼產(chǎn)品圖。該產(chǎn)品的壁厚為1.6mm，外形尺寸為139.4mm×72.3mm×9.8mm，其外觀面不能有色差，拉傷，飛邊，縮痕等缺陷，以確保產(chǎn)品的外形和質(zhì)量要求。

如圖2所示為該手機外殼產(chǎn)品拆出來的立體銅工，正確、合理的加工工藝，是保證手機外殼質(zhì)量的保證。

2 分析立體銅工在傳統(tǒng)的三軸機床，四軸機床和五軸機床的對比優(yōu)化

在傳統(tǒng)的三軸機床上加工立體工，需要五次裝夾定位，分中校正，才可以加工出手機立體銅工，這樣五次裝夾定位從效率上遠遠落后，而且裝夾定位誤差累積，使精度難于控制，在操作人員上還有加大工作量，分中校正也使誤差累積，導(dǎo)致整個工件從質(zhì)量精度難以控制，如圖3所示為傳統(tǒng)三軸機床加工。

將立體工裝夾在四軸機床加工，可以減少裝夾次數(shù)，使用轉(zhuǎn)臺分度的方法進行立體銅工側(cè)壁四個面的加工，但工件頂部面還需要在三軸機床上用虎鉗裝夾加工，通過四軸機床只需兩次裝夾就可以完成工件的切削加工，如圖4所示在四軸機床上加工。

使用五軸聯(lián)動機床很好地將三軸、四軸無法完成的工件只需在五軸聯(lián)動機床上一次裝夾完成五個面的加工，使之減少裝夾次數(shù)，操作人員多次校正分中的時間，解決了加工精度的問題，有效地提高加工效率，工件的表面質(zhì)量，工件的精度控制。如圖5所示在五軸機床上加工。

3 數(shù)控加工工藝的制定

3.1 零件的定位與裝夾

為編程基準與機床對刀點重合，方便在加工過程中對刀，手機立體銅工加工坐標系設(shè)置在零件底部中心，一次裝夾，五個面都加工，其裝夾形式為在底部面加工4個M8的工藝孔，然后用螺絲固定在夾具上，再把夾具安裝在工作轉(zhuǎn)臺上，然后用壓板和T型螺栓固定在工作臺的T型槽上。

3.2 零件加工工序內(nèi)容及刀具選擇

3.3 立體銅工加工過程

1）立體銅工裝夾在圓柱臺夾具上，用螺絲固定住，工件采取四面分中形式，X軸適合于零件的長邊，然后采取工件在轉(zhuǎn)臺上偏置求出Z軸偏移量，選用D10平底刀，采用型腔銑開粗加工，余量留0.3，去除大面積余料。

2）去除完大面積余料，需要對D10平底刀加工不到的位置進行二次開粗，清角，選取D3平底刀清角，采用參考刀具D13平底刀，零件清角加工。

3）對立體銅工頂面及基準臺開粗預(yù)留余量進行精加工，選取D10平底刀，設(shè)置余量為0，選擇切削模式為往復(fù)，公差調(diào)至0.005，主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為5000，進給率給800。

4）采用固定軸輪廓銑加工對銅工圓角曲面部位進行精加工，選取刻尖刀0.1，設(shè)置驅(qū)動方法為[曲線/點]沿著圖案軌跡切削。

5）采用固定軸輪廓銑加工對銅工頂面圖案進行銑削，設(shè)置切削模式為[往復(fù)]，步距為0.07，刀具路徑與X軸的夾角設(shè)置為45°，使刀具徑均勻，保證表面質(zhì)量，零件加工刀路。

6）采用平面銑加工策略對零件側(cè)面臺階進行粗加工，選擇刀具為D10平底刀分層銑削加工。

7）采用型腔銑加工策略對零件凹槽側(cè)壁進行開粗加工，選取D平底刀分層銑削加工，進刀方式選擇螺旋下刀，設(shè)置刀軸為[指定矢量]朝向加工面，設(shè)置余量為0.1，選擇切削模式為跟隨周邊。

8）對立體銅工側(cè)面臺階開粗預(yù)留余量進行精加工，選取D10平底刀，設(shè)置余量為0，選擇切削模式為往復(fù)，設(shè)置刀軸為[垂直于第一個面]公差調(diào)至0.005，主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為5000，進給率給800。

9）對立體銅工側(cè)面凹槽底面開粗預(yù)留余量進行精加工，選取D2平底刀，設(shè)置部件余量為0.2，設(shè)置最終底部余量為0，設(shè)置刀軸為[垂直于第一個面]公差調(diào)至0.005，主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為5000，進給率給800。

10）對立體銅工側(cè)面凹槽側(cè)壁開粗預(yù)留余量進行精加工，選取D2平底刀，設(shè)置部件余量為0，設(shè)置最終底部余量為0.05，設(shè)置刀軸為[垂直于第一個面]公差調(diào)至0.005，主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為5000，進給率給800 進行側(cè)壁精加工。

11）采用固定軸輪廓銑加工對銅工側(cè)面曲面圓弧部位進行銑削加工，選取R2球頭刀，設(shè)置驅(qū)動方法為[區(qū)域銑削]選取要加工的曲面。設(shè)置刀軸為[指定矢量]，選取底部平面， 切削模式為[跟隨周邊]，步距為[0.05]。

4 結(jié)束語

該銅工在設(shè)計時，根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點和外表面的質(zhì)量要求，合理地選擇了立體銅工的形式，避免了拆一堆銅工電極的缺點。把周邊幾組銅工組合在一起設(shè)計一個立體工形式，模具采用了這種立體銅工結(jié)構(gòu)，有效地提高了加工效率，為操作人員節(jié)省了很多裝夾校正的時間，降低了工作成本，針對立體銅工的特點，對立體工的進行了全面合理的工藝安排，選擇了當前的五軸加工設(shè)備，刀具，夾具的安裝模式，制定了合理的加工路線，通過一次裝夾定位加工五個面，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。該立體銅工很好地解決了實際的生產(chǎn)中的問題，產(chǎn)品質(zhì)量符合要求，結(jié)合這類銅工的特點，對類似的手機夾體加工工藝有一定的借鑒參考作用。

參 考 文 獻

[1] 楊勝群.數(shù)控加工實用教程[M].清華大學(xué)出版社，2006 （11）.

[2] 寇文化.UG8.0數(shù)控銑多軸加工工藝與編程[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2015（7）.