手机模具芯薄壁电极拆分和数控高速加工

1. 型芯与型腔结构

手机外壳如图1所示。成型时，型芯、型腔板与内抽芯、外抽芯结构的配合精度高，表面粗糙度值要求很低。成型手机外壳的模具结构比较复杂。现介绍17个内抽芯和2个外抽芯结构，如图2所示。

2. 创建电极模型

通过对型腔结构的分析UGNX 4.0软件的创建箱、拉伸、分割、偏置表面和 替换表面 功能创建电极模型， 包括电极放电区、 阶梯区和六面体基准台。根据型芯模型和加工工艺要求， 电极的拆分主要考虑后续加工工艺， 尽可能将相关电极放电区合并为电极， 图3所示H20和H38电极均用于加工型芯的小凹槽。

为了方便快捷地识别每个电极与型芯之间的相对位置和方向，在每个电极台上识别电极数字号，并将每个电极台矩形的一个角加工成斜角，其余的直角加工成圆角，以便在电火花放电加工夹具时识别夹具基准。型芯内部电极的拆分如图4所示。

3. 编写薄壁电极加工工艺

手机模具拆分的电极多为薄壁，电极内两个放电区之间的距离很小，给数控加工带来了困难。H38电极的放电区主要由四个放电区组成，更小壁厚只有0.5mm，而且薄壁高度较高，给电极的数控铣削加工带来了困难。H20电极主要有三个放电区，其中第二个放电区距离不足1mm窄槽贯通，也给电极的加工带来了困难。如图5所示。

（1）编写粗加工工艺。根据电火花加工和放电的工艺要求，电极的放电区域需要加工一个放电间隙和电极3D该模型向内加工了一个放电间隙。如果电极放电间隙为，则编制的程序将刀具直径设置为小于原刀具直径的两个放电间隙0.1mm，将编程工具的直径设置为5.8 mm，然后生成程序。实际加工时使用直径为6 mm加工刀具，达到在电极内加工放电间隙的目的。

使用UG NX4.0加工模块中的刀路用6 编写加工程序mm合金涂层平底刀，切割深度0.5 mm，刀具转速10000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/000转/0000转/0000转/0000转/0000转/0000转/00000转/0000转/0000转/0000转/0000转/0000转/0000转/00000转/0000转/0000转/0000转/00000转/00000转/0000转/00000000转/0000000转/00000转/0000000转/00000000转/0000000转/00000转/0000转/00000转/00000转/0000转/000转/0000转/000000转/0000000转/00转/000转/00000转/000000转/0转/0转/000转/0000转/0000转/0000000转/000转/0转/000转/000000000转/000000转/0转/0转/00000转/0000转/0000转/000000转/00000转/000转/00000000000转/转/转/0转/000转/000000转/00转/0转/0转/0000000000000000转/转/转/转/0000000000000转/0转/00转/0000000000转/00转/0转/min，刀具进给5000 mm/min，粗加工电极如图6所示。

(2)编制精加工电极台底面工艺。使用6 mm合金涂层平底刀，刀具转速1万转/min，刀具进给4000mm/min，精加工电极台底面如图7所示。

(3)编制精加工电极台侧面工艺。使用6 mm合金涂层平底刀，刀具转速1万转/min，刀具进给3500mm/min，精加工电极台侧面如图8所示。

(4)编制左电极精加工工艺。6mm合金涂层平底刀，切割深度0.06mm，刀具转速12000转//min，刀具进给5500 mm/min，左电极的精加工如图9所示。

(5)编写二次粗加工工艺。2mm合金涂层平底刀，切割深度0.15 mm，刀具转速18000转///min，刀具进给5000 mm/min，二次粗加工电极如图10所示。

(6)准备右电极精加工工艺。2mm合金涂层平底刀，切割深度0.1 mm，刀具转速18000转///min，刀具进给6000 mm/min，右电极的精加工如图11所示。

(7)编制右电极锥面精加工工艺。0.5mm合金涂层平底刀，切割深度0.08 mm，刀具转速22000转//min，刀具进给4000 mm/min，右电极锥面精加工如图12所示。

电极实际数控加工结果如图13所示。

4. 结束语

为了提高薄壁电极的工艺性，放电区域必须设计成梯形，以提高薄壁电极的强度。多个放电区域应合并相似类型、厚度和 高度的电极，以减少电火花放电时的电极校正时间， 有利于提高放电加工精度。由于电极放电区域之间的距离通常较小，粗加工工具通常被选择8mm左右合理。对于开放式电极粗加工，可采用毛坯外刀提高加工效率。对于电极精加工，以保证尺寸为主。适用于高速、小切深、 快进给的加工策略。 对于剩余较多的小槽，应进行二次粗加工，然后进行精加工。

作者：陈学翔1、2、梁国栋2、曾志文2（1.广东广州 广东工业大学自动化学院；2.河源职业技术学院 机电工程学院，广东 河源 )

摘自:中国模具工业协会模具工业杂志

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