基于CAXA的复杂曲面数控加工

    利用CAXA制造工程师软件进行自动编程，完成像手机外壳这样复杂曲面的数控加工，该加工主要使用立式三轴联动加工中心。

1 手机外壳自由曲面自动编程过程的分析与应用

    1.1 手机外壳工艺特点和加工工艺分析

    所要加工的手机外壳曲面不是很复杂，但是加工精度为IT7级，表面粗糙度为3.2μm，难点在于铣加工工序和走刀路径的设定，特别是手机外壳曲面的细小曲面部分还需要特定的加工工序和刀具，经与有经验的技术人员研究决定，加工手机外壳等复杂型面采用数控铣削，粗加工时采用立铣刀，精加工时采用球头铣刀。

    1.2 编程坐标系与实际加工坐标系的统一

    为了使编程与加工快速流畅，在利用CAM模块编程之前，先要确定零件的编程原点，也就是实际加工工件时工件坐标系的原点，如果这2个点不统一，那么在随后的加工中就不能完全准确地加工出所需的零件，也就是对刀的时候会无所适从。把坐标原点定于毛坯上表面的中心位置，这样换刀时只需变化Z坐标即可，便于对刀，如图1所示。通过上述方法，编程坐标系就和加工坐标系实现了统一。

图1 手机外壳分型面

    1.3 确定手机外壳曲面的铣加工工步

    根据手机外壳零件的结构特点和零件铣加工前的毛坯供应状态，安排手机外壳的铣加工工步如下：粗铣手机外壳曲面一精铣手机外壳分模面一精铣手机外壳曲面一精铣按键部分曲面一精铣手机外壳上端细小曲面部分。

    1.4 毛坯的建立

    试验室有尺寸为150mm×100mm×20mm的毛坯材料，符合实际手机外壳尺寸大小，如图2所示。

图2 毛坯的建立

    1.5 刀具设置

    根据加工工序内容、零件精度要求以及毛坯材料，选择适当刀具是一个很关键的步骤。根据工序安排，选用刀具类型如图3所示。

图3 刀具设置

2 手机外壳曲面的数控编程

    2.1 手机外壳曲面租加工

    首先进行手机外壳粗加工，对于手机外壳曲面的粗加工采用等高线粗加工的方式，去除大部分余料。加工方式设为逆铣，切削模式为环切，行距和层高都在考虑刀具和材料以尽可能地提高加工效率的基础上，分别设为10和3，粗加工加工余量均设为0.5mm，加工精度为0.1mm。在切削用量选项卡中，设置主轴转速为3000r/mm，进给速度为1000mm/min，以保证粗加工时的加工效率，更快地去除余料。在加工边界参数中使用默认的Z加工范围。生成的刀具路径如图4所示。