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

1 手機外殼自由曲面自動編程過程的分析與應用

　　1.1 手機外殼工藝特點和加工工藝分析

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

　　1.2 編程坐標系與實際加工坐標系的統(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，也就是實際加工工件時工件坐標系的原點，如果這2個點不統(tǒng)一，那么在隨后的加工中就不能完全準確地加工出所需的零件，也就是對刀的時候會無所適從。把坐標原點定于毛坯上表面的中心位置，這樣換刀時只需變化Z坐標即可，便于對刀，如圖1所示。通過上述方法，編程坐標系就和加工坐標系實現(xiàn)了統(tǒng)一。

　　1.3 確定手機外殼曲面的銑加工工步

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

　　1.4 毛坯的建立

　　試驗室有尺寸為150mm×100mm×20mm的毛坯材料，符合實際手機外殼尺寸大小。

　　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?shù)毒呤且粋€很關(guān)鍵的步驟。

2 手機外殼曲面的數(shù)控編程

　　2.1 手機外殼曲面租加工

　　首先進行手機外殼粗加工，對于手機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。在切削用量選項卡中，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速為3000r/mm，進給速度為1000mm/min，以保證粗加工時的加工效率，更快地去除余料。在加工邊界參數(shù)中使用默認的Z加工范圍。

　　2.2 分模面精加工

　　由于手機外殼曲面粗加工部分留有余料為0.5mm，故需對分模面進行精加工，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?？紤]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。這樣可達到只加工分模面的效果，加工出符合要求的手機外殼曲面的分模面。

　　2.3 手機外殼曲面精加工

　　手機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，避免高速切削時過切或欠切情況的發(fā)生。為了確保手機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外殼曲面部分生成。

　　2.4 精銑按鍵部分曲面

　　手機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立銑刀進行加工?？紤]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 精銑手機外殼上表面細小部分曲面

　　加工手機外殼上表面細小部分曲面時使用參數(shù)線精加工。由于曲面比較細小，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)控機床，并進行毛坯的安裝找正，將對應刀具放入刀庫，設(shè)置刀具的半徑補償和長度補償值，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)境下進行手機外殼零件編程前的準備工作，即手機外殼曲面的工藝分析、定義加工坐標系、確定加工工序、選擇定義加工刀具、定義毛坯、定義加工起始點和進行機床后置設(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，對軟件加工參數(shù)的設(shè)置做了進一步的研究工作，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，對軟件的后置處理做了進一步的闡述，得到了正確的NC加工程序，并在數(shù)控機床上加工出符合要求的零件。