一種模具型腔底面花紋的精雕加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模具型腔底面花紋的精雕加工方法，將相對(duì)獨(dú)立的花紋程序通過最恰當(dāng)?shù)募庸し秶M(jìn)行裁剪，從而得到最真實(shí)的加工程序。這樣的加工方法，避免了在加工過程中的過切、彈刀和跳刀現(xiàn)象。因程序較為簡(jiǎn)單，后處理的計(jì)算量不是太大，所以程序占用的存儲(chǔ)空間相對(duì)較小。在實(shí)際加工時(shí)，數(shù)據(jù)的傳輸速度是較順暢的，不存在數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ｎD和嵌套現(xiàn)象，使得加工出來的型腔底面花紋精度較高。對(duì)于一些不規(guī)則的型腔底面花紋，在放大加工范圍后，可以更好地找出其加工規(guī)律和法則，在對(duì)計(jì)算后的程序進(jìn)行裁剪并不會(huì)破壞這種規(guī)律和法則，使得加工效果更好。
【專利說明】
一種模具型腔底面花紋的精雕加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模具型腔底面花紋精雕加工技術(shù)，尤其是型腔內(nèi)不規(guī)則的花紋的加工技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車燈具上刻有各種不同形狀和紋理的花紋，起著配光和裝飾作用，汽車燈罩的模具設(shè)計(jì)和花紋的精雕加工工藝，是汽車燈罩模具設(shè)計(jì)制造過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。模具型腔底面花紋在注塑后的成型于產(chǎn)品的最外表面，其一是參與配光作用，首先要滿足國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的要求；其二為外觀裝飾作用，這是其最主要的功能之一，要求極其嚴(yán)格。然而，限于當(dāng)前的加工實(shí)際水平以及加工機(jī)床的特性，對(duì)于模具型腔底面花紋加工一直沒有好的辦法。在前期的產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者考慮到實(shí)際的制造技術(shù)，一般都會(huì)避免設(shè)計(jì)此類花紋。如果非得設(shè)計(jì)此類花紋，一般都是采取電腐蝕加工技術(shù)及EDM，但是，此種方法加工的花紋比較粗糙，不能控制其尺寸及精度，人為因素過多。雖現(xiàn)在有鏡面電腐蝕加工技術(shù)，但其加工時(shí)間過長(zhǎng)，成本過大，而且前期的機(jī)床投資也比較大，所以，如何加工較深型腔一類模具中的花紋已成為汽車燈具制造企業(yè)的迫切需要解決的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種模具型腔底面花紋的精雕加工方法，使得加工出來的型腔底面花紋精度較高，特別是在進(jìn)行高精度的花紋精雕加工時(shí)，沒有小的馬賽克方格和刀具紋路出現(xiàn)，加工后的花紋表面平整光滑。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種模具型腔底面花紋的精雕加工方法，包括以下步驟:
1)花紋單獨(dú)設(shè)計(jì):在產(chǎn)品花紋設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)花紋的空間位置關(guān)系，確定花紋的U方向和V方向，亦即花紋的U、V方向與型腔的輪廓邊界同向；并對(duì)花紋進(jìn)行光順與擬合:光順是對(duì)同一方向上的花紋，在投影到型腔底面后的三維趨勢(shì)上進(jìn)行調(diào)整，使其沒有斷差，即進(jìn)行切矢相連；擬合是對(duì)花紋在U方向和V方向的首尾相接，花紋在其型腔底面上的投影截面內(nèi)，U向曲線和V向曲線是不能異面而是有交點(diǎn)的；同時(shí)要求花紋的面積要大于型腔的底面；
2)模具的設(shè)計(jì):模具設(shè)計(jì)時(shí)，先設(shè)計(jì)成光面的型腔底面；再將花紋面單獨(dú)附著于型腔的底面上；
3)花紋加工范圍的確定:先劃分加工范圍:首先加工型腔的側(cè)壁，采取WCUT的走刀方式進(jìn)行側(cè)壁的精加工，而后再加工型腔的底面，采取SRFPKT的走刀方式進(jìn)行精加工；底面加工時(shí)還得分兩步來:首先對(duì)無花紋的底面進(jìn)行精加工，以切除加工余量，為后面花紋加工掃清障礙；再后才加工花紋，因前面已無余量，所以花紋的加工只需精加工，如果花紋拱高較高，則要先粗加工后精加工；
模具型腔底面花紋的加工關(guān)鍵要素是確立加工范圍，在計(jì)算花紋的加工范圍時(shí)，應(yīng)放大加工范圍，也就是先用一個(gè)較大的虛擬的邊界線進(jìn)行花紋程序的計(jì)算，計(jì)算時(shí)的面只用單獨(dú)選擇花紋的面即可，這樣計(jì)算后得出的程序比較光順和平滑的，同時(shí)用上面計(jì)算出來的輪廓線對(duì)花紋程序進(jìn)裁剪，就會(huì)得出最終的模具型腔底面花紋加工程序；裁剪后要進(jìn)行程序的連接調(diào)整，使得程序的抬刀、空刀、進(jìn)刀、退刀都在安全值范圍內(nèi)；
4)刀具路徑的生成:進(jìn)刀、退刀、加工、空走刀的位置分別設(shè)定標(biāo)志，并根據(jù)精雕加工原理及相應(yīng)算法，獲得精雕加工文件；
5)后置處理:精雕加工G代碼通過刀位文件的后處理直接生成，根據(jù)不同機(jī)床選擇不同的后處理文件，生成相應(yīng)機(jī)床能直接讀取的G代碼程序，直接由機(jī)床讀取并運(yùn)行。
[0005]本發(fā)明的加工方法，是將相對(duì)獨(dú)立的花紋程序通過最恰當(dāng)?shù)募庸し秶M(jìn)行裁剪，從而得到最真實(shí)的加工程序。這樣的加工方法，避免了在加工過程中的過切、彈刀和跳刀現(xiàn)象。因程序較為簡(jiǎn)單，后處理的計(jì)算量不是太大，所以程序占用的存儲(chǔ)空間相對(duì)較小。在實(shí)際加工時(shí)，數(shù)據(jù)的傳輸速度是較順暢的，不存在數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ｎD和嵌套現(xiàn)象，使得加工出來的型腔底面花紋精度較高。對(duì)于一些不規(guī)則的型腔底面花紋，在放大加工范圍后，可以更好地找出其加工規(guī)律和法則，在對(duì)計(jì)算后的程序進(jìn)行裁剪并不會(huì)破壞這種規(guī)律和法則，使得加工效果更好。特別是在進(jìn)行高精度的花紋精雕加工時(shí)，沒有小的馬賽克方格和刀具紋路出現(xiàn)，加工后的花紋表面平整光滑，而且編程數(shù)據(jù)量也不是很大，方便編程運(yùn)算。

【具體實(shí)施方式】
[0006]深腔模具內(nèi)花紋精雕加工方法，包括以下步驟:
1.花紋單獨(dú)設(shè)計(jì):在產(chǎn)品花紋設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)花紋的空間位置關(guān)系，確定花紋的U方向和V方向，亦即花紋的u、v方向常與型腔的輪廓邊界同向；并對(duì)花紋進(jìn)行光順與擬合:光順是對(duì)同一方向上的花紋，在投影到型腔底面后的三維趨勢(shì)上進(jìn)行調(diào)整，使其沒有斷差，即進(jìn)行切矢相連；擬合是對(duì)花紋在U方向和V方向的首尾相接，花紋在其型腔底面上的投影截面內(nèi)，U向曲線和V向曲線是不能異面而是有交點(diǎn)的，這樣使得設(shè)計(jì)出來的花紋較為光順和平滑。
[0007]在此過程中，重點(diǎn)關(guān)注的是一定要把花紋設(shè)計(jì)的比我們最終所需的面積要大，這樣才能為后道工序提供依據(jù)。而且，當(dāng)遇到不規(guī)則的花紋時(shí)，這種放大的做法，可以更好地發(fā)現(xiàn)花紋的排布規(guī)律和方式，為編程時(shí)提供更好的運(yùn)算法則。但是，大多數(shù)情況下，我們?cè)O(shè)計(jì)花紋時(shí)都是根據(jù)產(chǎn)品大小來設(shè)計(jì)的，最后通過布爾運(yùn)算來加減得到最終的數(shù)學(xué)模型的。本發(fā)明卻要求不要布爾運(yùn)算，使得兩者之間存在一種既獨(dú)立又關(guān)聯(lián)的關(guān)系。所以，在此設(shè)計(jì)階段，要求花紋的面積要大于型腔的底面，同時(shí)還不能讓花紋與產(chǎn)品進(jìn)行布爾運(yùn)算，這樣做是方便在編程時(shí)可以考慮的更多些因素。
[0008]2.模具的設(shè)計(jì):在得到產(chǎn)品數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)先根據(jù)沒有花紋的數(shù)據(jù)進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)，但同時(shí)，必須保留花紋與產(chǎn)品之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，在使用Unigraphics設(shè)計(jì)過程中，其有個(gè)專有名詞，也就是一種“參數(shù)關(guān)系”。只要在設(shè)計(jì)過程中沒有刪除掉此參數(shù)關(guān)系，那么就可以對(duì)模具進(jìn)行任意的設(shè)計(jì)，都不會(huì)影響到花紋面的性質(zhì)。在模具設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)，連帶此參數(shù)關(guān)系一同導(dǎo)入到編程軟件中，以供編程用。
[0009]在設(shè)計(jì)模具時(shí)，要重點(diǎn)考慮到花紋在型腔的底面這一特性，所以要考慮到注塑時(shí)的塑膠的流動(dòng)和成型后模具的脫模問題。要考慮到側(cè)壁的脫模角度要足夠大，要考慮到側(cè)壁與底面之間圓角過渡，此圓角要方便在加工花紋時(shí)一并加工出來。也就是說此過程中要考慮到加工的便捷和實(shí)際的要求相結(jié)合，兼顧二者。
[0010]3、花紋加工范圍的確定:確定加工范圍和加工工藝，以及根據(jù)加工的目的和要求來設(shè)定基本加工參數(shù)，為刀具路徑的生成規(guī)定方向。
[0011]對(duì)于此模具型腔底面花紋的加工，首當(dāng)其沖的是劃分加工范圍。首先應(yīng)該加工型腔的側(cè)壁，采取WCUT的走刀方式進(jìn)行側(cè)壁的精加工；爾后再加工型腔的底面，一般采取SRFPKT的走刀方式進(jìn)行精加工。底面加工時(shí)還得分兩步來:首先對(duì)無花紋的底面進(jìn)行精加工，以切除加工余量，為后面花紋加工掃清障礙；再后才加工花紋，因前面已無余量，所以花紋的加工一般只需考慮到精加工，如果花紋拱高較高，則要考慮先粗加工后精加工。
[0012]模具型腔底面花紋的加工關(guān)鍵要素是確立加工范圍。此時(shí)應(yīng)用PowerMILL軟件來進(jìn)行精確計(jì)算，在計(jì)算的時(shí)候要考慮到各種加工工藝和參數(shù)，一經(jīng)確立就不可以更改了，否則會(huì)出錯(cuò)的。計(jì)算的結(jié)果是PowerMILL軟件會(huì)給出一條輪廓線，此輪廓線就是花紋的實(shí)際加工范圍。
[0013]但是在計(jì)算花紋的程序時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)胤糯蠹庸し秶?，也就是先用一個(gè)較大的虛擬的邊界線進(jìn)行花紋程序的計(jì)算，計(jì)算時(shí)的面只用單獨(dú)選擇花紋的面即可，這樣計(jì)算后得出的程序比較光順和平滑的，程序也會(huì)比較簡(jiǎn)單。在PowerMILL軟件中，用上面計(jì)算出來的輪廓線對(duì)花紋程序進(jìn)裁剪，就會(huì)得出最終的模具型腔底面花紋加工程序。裁剪后要適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行程序的連接調(diào)整，使得程序的抬刀、空刀、進(jìn)刀、退刀都在安全值范圍內(nèi)。
[0014]4、刀具路徑的生成:在仔細(xì)核對(duì)程序并進(jìn)行軟件的模擬后，就可以對(duì)刀具路徑進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整加工參數(shù)，對(duì)進(jìn)刀、退刀、加工、空走刀的位置分別設(shè)定標(biāo)志，并根據(jù)精雕加工原理及相應(yīng)算法，獲得精雕加工文件。
[0015]5、后置處理:在對(duì)程序模擬并確認(rèn)安全后，就可以根據(jù)不同機(jī)床選擇不同的后處理文件，生成相應(yīng)機(jī)床能直接讀取的G代碼程序，直接由機(jī)床讀取并運(yùn)行，精雕加工G代碼通過刀位文件的后處理直接生成。
【權(quán)利要求】
1.一種模具型腔底面花紋的精雕加工方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)花紋單獨(dú)設(shè)計(jì):在產(chǎn)品花紋設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)花紋的空間位置關(guān)系，確定花紋的I方向和V方向，亦即花紋的I V方向與型腔的輪廓邊界同向；并對(duì)花紋進(jìn)行光順與擬合:光順是對(duì)同一方向上的花紋，在投影到型腔底面后的三維趨勢(shì)上進(jìn)行調(diào)整，使其沒有斷差，即進(jìn)行切矢相連；擬合是對(duì)花紋在[方向和V方向的首尾相接，花紋在其型腔底面上的投影截面內(nèi)4向曲線和^向曲線是不能異面而是有交點(diǎn)的；同時(shí)要求花紋的面積要大于型腔的底面； 2)模具的設(shè)計(jì):模具設(shè)計(jì)時(shí)，先設(shè)計(jì)成光面的型腔底面；再將花紋面單獨(dú)附著于型腔的底面上； 3)花紋加工范圍的確定:先劃分加工范圍:首先加工型腔的側(cè)壁，采取1(11的走刀方式進(jìn)行側(cè)壁的精加工，而后再加工型腔的底面，采取3即？0的走刀方式進(jìn)行精加工；底面加工時(shí)還得分兩步來:首先對(duì)無花紋的底面進(jìn)行精加工，以切除加工余量，為后面花紋加工掃清障礙；再后才加工花紋，因前面已無余量，所以花紋的加工只需精加工，如果花紋拱高較高，則要先粗加工后精加工； 模具型腔底面花紋的加工關(guān)鍵要素是確立加工范圍，在計(jì)算花紋的加工范圍時(shí)，應(yīng)放大加工范圍，也就是先用一個(gè)較大的虛擬的邊界線進(jìn)行花紋程序的計(jì)算，計(jì)算時(shí)的面只用單獨(dú)選擇花紋的面即可，這樣計(jì)算后得出的程序比較光順和平滑的，同時(shí)用上面計(jì)算出來的輪廓線對(duì)花紋程序進(jìn)裁剪，就會(huì)得出最終的模具型腔底面花紋加工程序；裁剪后要進(jìn)行程序的連接調(diào)整，使得程序的抬刀、空刀、進(jìn)刀、退刀都在安全值范圍內(nèi)； 4)刀具路徑的生成:進(jìn)刀、退刀、加工、空走刀的位置分別設(shè)定標(biāo)志，并根據(jù)精雕加工原理及相應(yīng)算法，獲得精雕加工文件； 5)后置處理:精雕加工6代碼通過刀位文件的后處理直接生成，根據(jù)不同機(jī)床選擇不同的后處理文件，生成相應(yīng)機(jī)床能直接讀取的6代碼程序，直接由機(jī)床讀取并運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104462639SQ201410547816
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】周寶友, 盧建生 申請(qǐng)人:江蘇文光模具技術(shù)有限公司