利用CAXA制造工程師軟件進(jìn)行自動(dòng)編程，完成像手機(jī)外殼這樣復(fù)雜曲面的數(shù)控加工，該加工主要使用立式三軸聯(lián)動(dòng)加工中心。

1 手機(jī)外殼自由曲面自動(dòng)編程過程的分析與應(yīng)用

　　1.1 手機(jī)外殼工藝特點(diǎn)和加工工藝分析

　　所要加工的手機(jī)外殼曲面不是很復(fù)雜，但是加工精度為IT7級(jí)，表面粗糙度為3.2μm，難點(diǎn)在于銑加工工序和走刀路徑的設(shè)定，特別是手機(jī)外殼曲面的細(xì)小曲面部分還需要特定的加工工序和刀具，經(jīng)與有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員研究決定，加工手機(jī)外殼等復(fù)雜型面采用數(shù)控銑削，粗加工時(shí)采用立銑刀，精加工時(shí)采用球頭銑刀。

　　1.2 編程坐標(biāo)系與實(shí)際加工坐標(biāo)系的統(tǒng)一

　　為了使編程與加工快速流暢，在利用CAM模塊編程之前，先要確定零件的編程原點(diǎn)，也就是實(shí)際加工工件時(shí)工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，如果這2個(gè)點(diǎn)不統(tǒng)一，那么在隨后的加工中就不能完全準(zhǔn)確地加工出所需的零件，也就是對(duì)刀的時(shí)候會(huì)無所適從。把坐標(biāo)原點(diǎn)定于毛坯上表面的中心位置，這樣換刀時(shí)只需變化Z坐標(biāo)即可，便于對(duì)刀，如圖1所示。通過上述方法，編程坐標(biāo)系就和加工坐標(biāo)系實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一。

　　1.3 確定手機(jī)外殼曲面的銑加工工步

　　根據(jù)手機(jī)外殼零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和零件銑加工前的毛坯供應(yīng)狀態(tài)，安排手機(jī)外殼的銑加工工步如下：粗銑手機(jī)外殼曲面一精銑手機(jī)外殼分模面一精銑手機(jī)外殼曲面一精銑按鍵部分曲面一精銑手機(jī)外殼上端細(xì)小曲面部分。

　　1.4 毛坯的建立

　　試驗(yàn)室有尺寸為150mm×100mm×20mm的毛坯材料，符合實(shí)際手機(jī)外殼尺寸大小。

　　1.5 刀具設(shè)置

　　根據(jù)加工工序內(nèi)容、零件精度要求以及毛坯材料，選擇適當(dāng)?shù)毒呤且粋€(gè)很關(guān)鍵的步驟。

2 手機(jī)外殼曲面的數(shù)控編程

　　2.1 手機(jī)外殼曲面租加工

　　首先進(jìn)行手機(jī)外殼粗加工，對(duì)于手機(jī)外殼曲面的粗加工采用等高線粗加工的方式，去除大部分余料。加工方式設(shè)為逆銑，切削模式為環(huán)切，行距和層高都在考慮刀具和材料以盡可能地提高加工效率的基礎(chǔ)上，分別設(shè)為10和3，粗加工加工余量均設(shè)為0.5mm，加工精度為0.1mm。在切削用量選項(xiàng)卡中，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速為3000r/mm，進(jìn)給速度為1000mm/min，以保證粗加工時(shí)的加工效率，更快地去除余料。在加工邊界參數(shù)中使用默認(rèn)的Z加工范圍。

　　2.2 分模面精加工

　　由于手機(jī)外殼曲面粗加工部分留有余料為0.5mm，故需對(duì)分模面進(jìn)行精加工，用于除去余料。分模面精加工采用等高線精加工的方式，加工為順銑，切削模式為環(huán)切，設(shè)置加工余量為0，加工精度設(shè)為0.01mm。在這種方式中，可以通過等高線角度范圍設(shè)定非精加工區(qū)域，只在較平坦區(qū)域的未精加工部分生成加工軌跡。考慮到分模面是平面，所以需要在加工邊界參數(shù)中設(shè)置正確的Z加工有效范圍，這里Z加工有效范圍的最大和最小值都設(shè)置為-11mm，通過設(shè)定最小XY距離來控制層高，保證加工精度。這樣可達(dá)到只加工分模面的效果，加工出符合要求的手機(jī)外殼曲面的分模面。

　　2.3 手機(jī)外殼曲面精加工

　　手機(jī)外殼曲面精加工采用的加工方式為等高線精加工，精加工中考慮到加工表面精度要求，使用，φ6mm球頭銑刀，故在加工設(shè)置時(shí)設(shè)置行距為0.2mm，層高為0.2mm，加工精度為0.01mm，加工余量0mm，Z向加工余量0mm，使加工精度高，表面粗糙度小。通過等高線角度范圍設(shè)定精加工區(qū)域和非精加工區(qū)域，設(shè)置刀具軌跡為先加工等高線部分，再加工較平坦區(qū)域的未精加工部分。設(shè)置切人切出使用圓弧方式，避免高速切削時(shí)過切或欠切情況的發(fā)生。為了確保手機(jī)外殼曲面加工完全不留余量，在參數(shù)設(shè)置中設(shè)置延長量，這樣就可以使加工表面完整且沒有殘留余量。在加工邊界參數(shù)中設(shè)置Z加工有效范圍最大為1mm、最小值為-11mm，使刀具軌跡只在手機(jī)外殼曲面部分生成。

　　2.4 精銑按鍵部分曲面

　　手機(jī)外殼曲面精加工采用的加工方式仍然為等高線精加工，由于按鍵底部曲面較為平坦，故采用φ2mm立銑刀進(jìn)行加工。考慮到加工表面精度要求，加工精度設(shè)為0.01mm，加工余量為0mm。加工參數(shù)中設(shè)置只加工未加工區(qū)域，即只在按鍵底部較平坦區(qū)域的未精加工部分生成刀具加工軌跡。在加工邊界參數(shù)中設(shè)置Z加工有效范圍，這里Z加工有效范圍的最大和最小值都設(shè)置為-7mm，即只在按鍵底部位置生成刀具加工軌跡。

　　2.5 精銑手機(jī)外殼上表面細(xì)小部分曲面

　　加工手機(jī)外殼上表面細(xì)小部分曲面時(shí)使用參數(shù)線精加工。由于曲面比較細(xì)小，并且由多張小曲面構(gòu)成，所以采用參數(shù)線精加工，分別選擇手機(jī)外殼上面的4處小曲面加工，完成刀具軌跡的生成。加工參數(shù)中，設(shè)置行距為0.1mm，加工精度為0.01mm，加工余量為0.01mm，以保證加工精度的要求。加工時(shí)選擇，φ4mm的球刀。

3 加工程序的生成方式

　　選擇“加工”→“后置處理”→“生成G代碼”即可生成數(shù)控加工用的程序G代碼。下面是從加工中程序中截取的部分程序段。4 數(shù)控加工

　　程序編制好后，通過USB接口傳輸至數(shù)控機(jī)床，并進(jìn)行毛坯的安裝找正，將對(duì)應(yīng)刀具放入刀庫，設(shè)置刀具的半徑補(bǔ)償和長度補(bǔ)償值，調(diào)用傳輸過來的程序即可加工出曲面零件。其加工結(jié)果與原來預(yù)訂的加工效果相一致，加工表面光滑，基本沒有出現(xiàn)過切和欠切的加工表面，滿足公差許可范圍。

5 結(jié)語

　　首先闡述了在CAXA環(huán)境下進(jìn)行手機(jī)外殼零件編程前的準(zhǔn)備工作，即手機(jī)外殼曲面的工藝分析、定義加工坐標(biāo)系、確定加工工序、選擇定義加工刀具、定義毛坯、定義加工起始點(diǎn)和進(jìn)行機(jī)床后置設(shè)置。在此基礎(chǔ)上提出了先粗加工后精加工，手機(jī)外殼曲面與分模面分開加工的加工方式，選用不同的加工方式和走刀方式，對(duì)軟件加工參數(shù)的設(shè)置做了進(jìn)一步的研究工作，選擇了合理的加工參數(shù)，這樣可以既提高加工效率又提高加工精度。最后，對(duì)軟件的后置處理做了進(jìn)一步的闡述，得到了正確的NC加工程序，并在數(shù)控機(jī)床上加工出符合要求的零件。