遙控器前模整體電極的數控加工研究及其應用

錢楊林，錢春華

（湖南科技經貿職業學院，衡陽 421009）

0 引言

眾所周知，小型電器產品如手機、遙控器等的外殼都是用模具生產出來的，這類產品外觀質量好壞主要取決于其模具的前模質量好壞。此類產品模具的前模加工制造時，往往要用一整體大電極進行放電，以消除刀具加工接痕，提高前模整體光潔度，從而以后模具生產出的電器產品外觀更光潔、美觀。本文就以遙控器的整體電極為例，詳細論述了此類產品前模整體電極的數控加工工藝和編程方案，使大家對這類產品的前模整體電極加工有個清楚的理解，以便更好地為生產實踐服務。

1 遙控器整體電極幾何尺寸分析

圖1 遙控器整體電極實體圖

如圖1所示遙控器整體電極的幾何尺寸為：長120mm，寬45mm，高18mm,上部三個較大凹槽內壁最小曲率為2.6mm, 其它小凹槽內壁最小曲率為1.6mm。

根據以上情況，電極坯料下料尺寸為：125mm×50mm×30mm，因為電極下料一般單邊多1-3 mm左右，厚度要拋平口鉗的裝夾值，所以下料為以上尺寸，材料為紫銅。

2 遙控器整體電極加工工藝分析

根據以上情況其整體加工規劃如下：

整體開粗—清理殘料（相當于局部開粗）—半精—精加工

下面以廣泛使用的UG數控編程為例（其它軟件類同），詳細論述其精公電極的加工工藝和數控加工規劃過程。注意此電極火花間隙為0.07 mm

根據以上分析其坯料尺寸為：125mm×50mm×30mm，屬小型電器模具電極，所以開粗沒必要用太大刀具，大刀具開粗小坯料時效率方面體現并不明顯，何況小料加工刀具太大，殘料太多，使以后整體加工效率降低，建議用合金平刀D12 mm，加工銅料盡量用合金刀，因合金刀具效率高，再者銅料硬度低，不傷刀，刀具經濟耐用。加工方式用UG的三維型腔銑（CAVITY_MILL），加工深度為12.8mm(即只對圖1電極底座以上部位開粗)，每層切深為0.5mm，采用等距環切的走刀方式進行開粗，刀間距70%刀具直徑, 因電極整體高度不高,所以側面單邊留余量0.1 mm,如電極整體高度較高, 側面單邊留余量相應大些。（此部分參與放電，以后最終余量為-0.07 mm，也就是電極火花間隙為0.07 mm），最底面留余量0.1 mm，形成刀路如圖2所示。

圖2 開粗上部分

圖3 開粗底座部分

用UG二維外形刀路(PLANAR_MILL)對電極底座進行開粗, 每層切深為0.5mm，留余量0.2mm。（因電極底座不參與放電，以后最終加工到余量為零即可。）形成刀路如圖3所示。

加工方式仍用UG的三維型腔銑（CAVITY_MILL），加工深度為12.8mm，采用參考刀具清料方式，對電極底座以上部分進行殘料清理，也就是相當于局部開粗，因上部三個較大凹槽內壁最小曲率為2.6mm, 其它小凹槽內壁最小曲率為1.6mm。但大部分殘料是留在多數的小凹槽里，因此以小凹槽內壁最小曲率為1.6mm作為清料刀具的半徑參考，選用半徑略小于1.6mm的合金平刀D3mm為清殘料刀具。形成刀路如圖4所示。

圖4 清理殘料

圖5 半精上部分

因開粗后上部留料呈明顯的階梯狀, 用UG的區域銑削（CONTOUR_AREA）刀路，采用較大合金球刀D8R4進行平行半精加工，以便上部面余料均勻，使以后精加工刀具受力均勻，加工出的面光潔度才能更好。因這時半精刀具受力較大,所以球刀不能太小,太小受力不行。刀間距0.5mm，余量0.1mm。形成刀路如圖5所示。其它部位留料已基本均勻，再者銅料屬易加工料，因此可不半精。

用合金平刀D12，采用UG二維外形刀路(PLANAR_MILL)對電極底座側面進行精加工，Z向一次到位，側向分兩次銑，一次側向吃料0.15mm，另一次側向吃料0.05mm，留余量0mm。此處不參與放電，起校準作用，因此不必過切。形成刀路如圖6所示。

用新合金平刀D12，采用UG二維刀路(FACE_MILLING)對電極底座上表面和上面三個較大凹槽底面進行精加工，刀間距50%刀具直徑,底面余量為0 mm，因這些面都沒參與放電，是避空模具的。側向余料參數設置為0.3mm，（只要略大于側面現在實際留料即可。主要防止此時把側面也銑到了），形成刀路如圖7所示。

圖6 精底座側面

圖7 對上部大水平面精加工

用新合金平刀D12，采用UG二維刀路(FACE_MILLING)對電極底座上表面的垂直側面進行精加工，側面余量為-0.07 mm，底面余量為0 mm，側向分兩次銑，一次側向吃料0.15mm，另一次側向吃料0.05mm，形成刀路如圖8所示。

圖8 精上垂直側

圖9 精上部分面

采用UG的區域銑削（CONTOUR_AREA）刀路，用新合金球刀D6R3，對上部分面進行平行精加工，刀間距0.15mm，余料為-0.07 mm，形成刀路如圖9所示。

采用UG的等高外形（ZLEVEL_PROFILE）刀路，用新合金球刀D6R3，對部分非垂直側面進行精加工，層間距0.15mm，余料為-0.07 mm，形成刀路如圖10所示。

圖10 精非垂直側

圖11 精大凹槽非垂直側

采用UG的等高外形（ZLEVEL_PROFILE）刀路，對上部三個較大凹槽內側壁進行精加工，因內壁最小曲率為2.6mm，刀具用半徑略小于2.6mm的新合金平刀D4，這些側面并不垂直，但很陡且不高，適合用平刀加工，加工刀路需走得密，因此層間距0.1mm，側面余量為0 mm，為了實現側面過切-0.07 mm ，D4刀具直徑在UG中設為（4-2X0.07），以此種騙刀法方式解決軟件此時側余量輸負數報警問題。底面不參與放電余量為0 mm，形成刀路如圖11所示。

用新合金平刀D4，采用UG二維刀路(FACE_MILLING)對上面小凹槽底面進行精加工，刀間距50%刀具直徑,余量為0 mm，因這些面都沒參與放電，是避空模具的。形成刀路如圖12所示。

圖12 精小槽底

圖13 精小槽非垂直側

采用UG的等高外形（ZLEVEL_PROFILE）刀路，對上部其它小凹槽內側壁進行精加工，因內壁最小曲率為1.6mm，刀具用半徑略小于1.6mm的新合金平刀D3，這些側面并不垂直，但很陡且不高，適合用平刀加工，加工刀路需走得密，因此層間距0.1mm，側面余量為0 mm，為了實現側面過切-0.07 mm ，D3刀具直徑在UG中設為（3-2X0.07），以此種騙刀法方式解決軟件此時側余量輸負數報警問題。底面不參與放電余量為0 mm，形成刀路如圖13所示。

總之，對參與放電面要過切一火花間隙，不參與放電的面可不過切，然后把以上刀路后處理生成NC代碼，輸入CNC數控機床，裝上相應刀具，便可把電極合理加工出來。

3 結束語

通過對遙控器前模整體電極數控加工方法及工藝的研究，使大家對這類小型電器產品的前模整體電極的加工，有深入理解。可有效提高以后相關模具的質量、精度和生產效率。