CNC加工手机壳手板加工工艺分析

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第3 6卷 第 4期 C C加 工 手 机 壳 手板 加工 工 艺 分析 N 高文博 ,覃 岭 ( 顺德 职 业技 术 学 院 , 广 东顺 德 5 8 0 ) 2 30 摘要 :介 绍手板的应用范 围以及 常用 制作 手板 的三种方法 :手工手板 ,C C手板 ,快速 成形 .通 过对不 同手板制作 方 N 法 的比较 ,分 析 C C手板在手板制作 中的优势 ,介绍一款 手机壳手板 的加工工 艺过 程. N 关键 词 :手板 ;加 工 ;CMA R N;手 机 ;工 艺 I TO 中图分类号 :T 7 G6 文献标识码 :B 文章编 号 :10 3 8 2 0 )4— 1 0 1— 8 1( 0 8 2 8—3 0 引言 当今企 业 的竞争集 中表 现在 产 品款 式 ,新 产 品 开发周 期及产 品生 产规模 .模 具 作 为新 产 品生 产 的 关键工 装 ,其设 计 与生产 周期 日益 成 为决定 新 产 品 r 害 J 一● ' 90 . 1 处 放 大 I2 : 2 4 I .厂 . , 3 f - f I / 开发周 期 的决 定 因素 .众 所周 知 ,模 具 生 产 的费 用 是相 当 昂贵的 ,模具 生 产成 本在 部 分 产 品 中的成 本 甚 至 占到 3 % ～ 0 ,普通 的一款 家 电模 具 少 则几 0 4% 十万 ,多 则上千万 ,而 做 出来 的产 品 也不 一定 会 受 到欢迎 ,而对厂 家造成 很 大 的经 济损 失 ;所 以很 多 厂 家在开 发模具 前都会 首 先采 用 做手 板 的方 式 ,以 减少 因市场 需 求 不 足 而带 来 的损 失 ,其 流 程 如 下 : 开发产 品一做 手板一参 加 展览 一 下定 单一 开 模一 出 产品 ,所 以手板 在新 产 品开 发 中是不 可 少 的一 个环 节 ;手板 还可 用于 设 计验证 ,产品 评 估 ,生 产 过程 分析 ,制造 工具 的制作 等 . 斗 , \ l O 0 一 一 匿 . V _ , ● I 3x 7 5 . - ,V ) 0 7I . 5 一 l 5 ! !· 墨墨 28 2 8 lI . 45 图 I 产品工 程 图 用 CM T O 构 建 IA R N 3 D实体 图如 图 2所示 . 手 机 壳 手 板 采 用 的 目前做 手板 的方 法 主要有手 工手板 ,C C手板 , N 快速成形 三种 .传统手 工手板 效率低 ,不能胜任较复 杂 曲面的手板 ,而且精 度 ,形 状很难 保证 ,不能保证 各件手板 间的配 合 ;而 目前较 先进的制板方法快速成 材 料是 有机 玻 璃 ,由 于 手板上有 许 多按 键 和安 装屏 幕 的 凹腔 ,而 且 手 板也 比较 薄 ,配合 位 置 只有 0 7 m,因此 该 手 .m 板 加 工 主 要 有 以 下 几 个 要 点 及 注意 事项 : 图 2 产 品三维 外形 形 ,由于其精度 高 ,效 率高而得到使用 ,但 因为其材 料 成本较 高 ,设 备较贵 ,中小企业难 以得到推广 ,而 使其应用 受 到 限制 ;C C手板 因其效 率 较高 ,成 本 N 适 中,而且设备 比较普 及 而得到 大部分 厂 家的采 用 . 下面介绍 用 C M T O I A R N构 图编 程 加工 手机 壳 手板 过 程及加工工艺分 析. ( )工艺路线制 定 ,根据 工件必需 分两 次加工 , 1 先加 工 手 机 壳 内 壁 ,铣 好 基 准 ;再 翻 转 10 装 夹 , 8. 加 工外表面及按键屏幕位置 .若先加工 外表面 ,再 加 工内壁 ,则难 以定位装夹进行二 次加 工. ( )手机 壳 的壁厚 只有 15 m,加工 外 表面 时 2 .m 易变形 ,破碎 ,需要在 已加工好 的型腔 中填入填充物 1 塑件分 析 手机的外壳越来越趋 向小巧玲珑 ,曲面设 计很有 流线感 ,各零件之间配合也要求非常严密 ,因此壳各 方面 的精度 要 求 了越 来越 高 ,特 别是 涉 及 到配 合部 位 .笔者首先把工 厂给 出的 2 D工 程 图构建 为 3 D实 体 图 ,再根据 3 D实体 制定 加工工 艺 ,然后 进行编程 加工 . 手机壳 的二维 图如图 l 示. 所 作为 支撑 ( 本例采用 的是石 膏作为填 充物 ) .应避免 先加 工 出通 孔 部 位 ( 示屏 ,按 键孔 ) 显 ,再 填 充石 膏 ,否则很难 分离成品和填充物 . ( )先恢 复 修剪 的 曲面 ,遮 盖 住手 机壳 手 板 的 3 表 面通孔位 置 ,进行 整 面加 工 ,再 挖 槽 完成 通孔 加 工.以免加工到通孔部位加工时刀路起伏 不畅顺 ,切 削力不均匀 ,造成过切 ,塌 角 ,崩 角 ,成 品受损 . } 收 稿 日期 :2 0 o 2 0 7一 4— 8 作者简介 :高文博 ,男 ,17 9 8年生,机械工程师 ,数控 加工 中心 高级技师 ,主要从事 C D C M技术应 用教 学工作 ,有上 A /A 千套实际模具的加工经验.电话 :0 5 2 166 ,16 2 84 2 - al w e c 2 .o . 7 7- 8 2 12 3 15 54 .Em i:g b n@16 ci n 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 4期 高文博等 :C C加工手机壳手板 加工工艺分析 N ·2 9 · 1 ( )注 意要先 铣 出基 准截 角 ,以免 翻转 装夹 时 4 胚料 ( 半成 品)调错方 向. ( )注意先 要模 拟 切 削 ,检 查无 误 ,才后 置 处 5 理 ,进人数控 加工. 2 制作 过 程 2 1 手板 第一 次加 工一 手板 型 腔 . 2 I 1 图 形 处 理 . . 度 l20 m m n 留 0 4 m 余 量 ,加 工 到 腔底 ;再 0 m / i, .m 用走刀方 式 P O IE ( R FL 外形 铣 切 )精 加 工基 准 ,参 数 如下 :刀具 转 速为 l 0 rm n 0/ i,下刀 量每 刀 1 m, 5 m 进 给 速度 80 m m n 0 m / i,加 工 至 Z= 一1m 0 m.加 工结 果如图 5 示. 所 根据胚料 尺寸构建 毛坯平 面 ,并 画 出基准边 框 , 设有基 准截角 ( 4 . ; 6× 5 ) 进入 N C,建立一个新的加工坐标 系 M M D — O E; 以坐标 原点为 中心 ,在 Z X平 面 10 翻转 整个 图 8. 形 ,严 禁用镜 像命令 ; 用此时手机上盖顶面 的内轮廓线修剪 毛坯 面 ,露 出手机上盖的所有 内表 面; 画出毛坯底 面与侧 面: y轴 加 工 原 点 要与 图形 中心重合 ,以 , 图 5 粗 加 工实 物图 ( ) 程 序 suj 2 ( 直 径 为 6 m 的 端 铣 月 2 hol 用 i m D 6) 此 时 手 机 上 盖 的 顶 面 为 z轴原点 . 图形 如 图 3所 示 . 2 12 工 件 装 夹 .. 图 3 建立 加工 坐标 系 由于 工 件 内 腔 四 周 最 小 圆 角 R .m 15 m, 粗 加 工 用平 口钳夹 紧胚料 ,露 出至 少 1m 6 m,长宽 与计 算 机图形 一致 ,如图 4所示 . , ( 具 半 径 5 m) 刀 m 加 工 不 到,残 留余 量 较 大 .需 要 先 清 角 ,再 精 加 工 ,否 则精 加工 到 此 处 时 图6 半精加工刀 路图 y简单分 中,胚料顶 面 降 1 m 为 z轴原 点 , m 进 行对刀. 受力突然 加 大 ,易振 动 过切 甚 至 断 刀.用 走 刀方 式 WC T ( U 用精 加工加 补刀方 式 )半精 加工型 腔 ,参数 如下 :刀具转 速 为 l80/ i,下 刀量 每刀 05 m, 0 rmn .m 补 刀刀距 为 l m,进 给速度 l 0 m / i ,留 0 3 m m 0 m mn 2 .m 余量 ,加工到腔底 ;刀路 如图 6所示 . ( ) 程 序 suj 3 ( 直 径 为 4 m 的 端 铣 刀 3 hol 用 i m D 4) 工件型 腔底 部 与 周 边 最 小 圆 角 仅 , 5i … f l m,最 好 直接 用端铣 刀精加 工 .若 用 球 刀精 加 , ,型 腔 底 1 . 部 小 圆角不能 加工到位 ,还 需 要 端铣 刀清 角 ,两把 图 4 切 削 毛 胚 刀精加 工容易 造成刀 路接 痕 ,影 响 表 面质 量 ,而且 2 13 编 程 加工 .. ( )程 序 suj 1 ( 直 径 为 1m 的端 铣 刀 1 h oi l 用 0m D1 0) 效率 不 高 ,所 以这 里 直 接 采 用 D 4端 铣 刀 精 加 [; 用走 刀方式 WC T ( U 用精 加工 加 补 刀方式 ) 精加 1 二 型腔 ,参数 如 下 :刀具 转 速 为 25 0/ n 0 rmi,下 了 量 J 每 刀 02 m . 5 m, 补 刀 刀 距 为 0 3 m, 进 给 速 度 1 .m 分别 用 走 刀 方 式 P C E ( 槽 加 工 ) 精 加 O KT 挖 工顶 面 .参 数 如 下 :刀 具 转 速 为 15 0/ n 0 rmi ,下 刀量 每 刀 1 m,进 给 速 度 8 0 / i ,铣 削 范 围 m 0 mm m n 20 m mn 0 m / i .加工 到 腔 底 ;再 用 P O I E ( 形 铣 R FL 外 切 )把 手机壳装 配部 位加 工 出来 ,参数 如 下 :刀具 转 速为 25 0/ i ,下 刀量 每 刀 0 2 0 rm n . mm,进 给 速 度 为 Z=1 mm至 Z: 0,铣 去 多余 材 料 ;用 走 刀方 式 WC T ( 绕 等 高 )粗 加 工 型 腔 ,参 数 如 下 :刀 U 环 具转 速 为 15 0/ n 0 rmi ,下 刀 量 每 刀 1 m,进 给 速 m 5 0 m mi,加 工 深 度 为 l m.正 前 方 向 圆 弧 进 0m / n m 刀 ;加 工实物 如图 7所示 . 维普资讯 http://www.cqvip.com · 20· 2 机床与 液压 第3 6卷 台面 为 原 点 .装 夹 好 的 工 件 如 图 9 示 . 所 2 3 3 编 程 加 工 .. ( )程 序 suj 2 ( 直 径 为 6 m 的端 铣 刀 1 ho 1 用 i m D) 6 考 虑 到 用 大 刀 具 受 力 过 大 振 动 容 易 造 成 工 件 松 动 ,小刀刚性太小而 容易造 成断 刀 ,故使用 D 6端铣 刀 ;用走 刀 方 式 WC T ( 绕 等 高 ) 粗 加 工 工 件 , U 环 参数 如 下 :刀 具 转 速 为 1 80/ i ,下 刀 量 每 刀 0 rmn 1 m,进给 速度 8 0 m mn m 0 m / i,留 04 m 余 量 ,加 工 .m 至 Z :2 5 . mm. ( )程序 suj2 ( 2 h o 2 用半径 为 3 m的球 刀 R ) i m 3 图 7 半精 加工 实物 图 球头刀加工 曲 面 可 以 更 好 的保 证 加 工 表 面 质 量 ,故 使用 R 3的 球 刀 :用 走 刀 方 式 WC T ( U 用 2 2 填 充石 膏 . 用适 量的石膏粉与水一次性勾兑 ,不可太稀 ;拆 下工件清洁 ,将石膏浆倒入 已加工好 的型腔 中;待干 硬后 ,用平 口尺刮平表面 ,如 图 8所示 . 精加 工加 补 刀方 式 ) 精加 工 工件 外 表 面 , 参 数 如 下 :刀 具 转 速 为 2 0 m n 0r i ,下 5 / 图 1 反面 加工 实物 图 0 刀量每 刀 0 3 m,补 刀 刀距 为 0 2 m,进 给 速 度 l .m .m 20 m mn 0 m / i,加 工 至 Z: . m 2 5 m. 加 工 实 物 如 图 1 0所 示. ( )程 序 suj 2 ( 直 径 为 3 m 的 端 铣 月 3 hoi 3 用 m 图 8 填 充 石 臂 D 3) 23 手板 第二 次加 工一 加 工 手板 外表 面及 按 钮 屏 . 幕 位 置 2 3 1 图 形 处 理 . . 由 于 手 机壳 按 键 的 最 小 圆 角 为 R . m 15 m,而 且 侧 壁底部精 加工不能受力过大 ,故采用 D 3平底刀 . 先用 走刀方式 S F R ( R P F 曲面投影 加工 )精加 工 显 示 屏 ,按 键 孔 , 由 于 手 机 上 盖 的 壁 厚 有 15 m, .m 进入 N C,建 立一 个 新 的加 工 坐 标 系 Z ;X,Y . 轴加工原点 要 与 图形 中 心重 合 ,以工 件 的底 面 为 z 轴 原 点 ( 底 面 是 已 加 工 面 ) 因 . 2 3 2 装 夹 工 件 .. 故 先要将 外表 面向 内补正 ( F S T . m O F E )25 m做 出辅 助 曲面用来投影 ,以确保铣穿石 膏. 图 1 ' 成手 板加工 1 完 图 9 反 面加工 定位 参数如 下 :刀具转速 为 30 0/ i ,下 刀量每 月 0 rm n 0 3 m,进 给 速度 8 0 m mn .m 0 m / i,加 工 2 5 m 深 .再 .m 手动铣去部分 的多余边 ,让基准边 外露 ,方便 使 用分 中棒 ;清洁 机 床工 作 台面 与 工件 ,注 意去 除 油 污 ;将工件平放在机床 工作 台面上 ,注意基准截角位 置要 与电脑 图形一 致 ;用 百 分表 校 直基 准边 ( 保 确 两次加工基准重合 ) ;在 工件周 边适量滴 入胶 水.风 干后 ,用分 中棒找正 ,y轴 原点 ;Z轴 以机 床工作 用走 刀方 式 WC T ( 绕 等 高 ) 精 加 工 工 件 侧 面 , U 环 参数 如 下 :刀 具 转 速 为 3 0 0/ i,下 刀 量 每 刀 0 rm n 0 3 m,进 给 速 度 120 n/ i ,加 工 至 Z =J5 m .m 0 m rmn .m ( 由于手机壳 配合位高度为 1l n m,不 能完全 切断成 品 ( 下转 第 2 2页 ) 2 维普资讯 http://www.cqvip.com