一种模具型腔底面花纹的精雕加工方法技术

本发明专利技术公开了一种模具型腔底面花纹的精雕加工方法，将相对独立的花纹程序通过最恰当的加工范围进行裁剪，从而得到最真实的加工程序。这样的加工方法，避免了在加工过程中的过切、弹刀和跳刀现象。因程序较为简单，后处理的计算量不是太大，所以程序占用的存储空间相对较小。在实际加工时，数据的传输速度是较顺畅的，不存在数据传输的停顿和嵌套现象，使得加工出来的型腔底面花纹精度较高。对于一些不规则的型腔底面花纹，在放大加工范围后，可以更好地找出其加工规律和法则，在对计算后的程序进行裁剪并不会破坏这种规律和法则，使得加工效果更好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及模具型腔底面花纹精雕加工技术，尤其是型腔内不规则的花纹的加工技术。 
技术介绍
汽车灯具上刻有各种不同形状和纹理的花纹，起着配光和装饰作用，汽车灯罩的模具设计和花纹的精雕加工工艺，是汽车灯罩模具设计制造过程中的一个重要环节。模具型腔底面花纹在注塑后的成型于产品的最外表面，其一是参与配光作用，首先要满足国家强制标准的要求；其二为外观装饰作用，这是其最主要的功能之一，要求极其严格。然而，限于当前的加工实际水平以及加工机床的特性，对于模具型腔底面花纹加工一直没有好的办法。在前期的产品设计阶段，设计者考虑到实际的制造技术，一般都会避免设计此类花纹。如果非得设计此类花纹，一般都是采取电腐蚀加工技术及EDM，但是，此种方法加工的花纹比较粗糙，不能控制其尺寸及精度，人为因素过多。虽现在有镜面电腐蚀加工技术，但其加工时间过长，成本过大，而且前期的机床投资也比较大，所以，如何加工较深型腔一类模具中的花纹已成为汽车灯具制造企业的迫切需要解决的难题。 
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种模具型腔底面花纹的精雕加工方法，使得加工出来的型腔底面花纹精度较高，特别是在进行高精度的花纹精雕加工时，没有小的马赛克方格和刀具纹路出现，加工后的花纹表面平整光滑。    本专利技术采用的技术方案为： 一种模具型腔底面花纹的精雕加工方法，包括以下步骤：1)花纹单独设计：在产品花纹设计过程中，根据花纹的空间位置关系，确定花纹的U方向和V方向，亦即花纹的U、V方向与型腔的轮廓边界同向；并对花纹进行光顺与拟合: 光顺是对同一方向上的花纹，在投影到型腔底面后的三维趋势上进行调整，使其没有断差，即进行切矢相连；拟合是对花纹在U方向和V方向的首尾相接，花纹在其型腔底面上的投影截面内，U向曲线和V向曲线是不能异面而是有交点的；同时要求花纹的面积要大于型腔的底面；2）模具的设计：模具设计时，先设计成光面的型腔底面；再将花纹面单独附着于型腔的底面上；3）花纹加工范围的确定：先划分加工范围：首先加工型腔的侧壁，采取WCUT的走刀方式进行侧壁的精加工，而后再加工型腔的底面，采取SRFPKT的走刀方式进行精加工；底面加工时还得分两步来：首先对无花纹的底面进行精加工，以切除加工余量，为后面花纹加工扫清障碍；再后才加工花纹，因前面已无余量，所以花纹的加工只需精加工，如果花纹拱高较高，则要先粗加工后精加工；模具型腔底面花纹的加工关键要素是确立加工范围，在计算花纹的加工范围时，应放大加工范围，也就是先用一个较大的虚拟的边界线进行花纹程序的计算，计算时的面只用单独选择花纹的面即可，这样计算后得出的程序比较光顺和平滑的，同时用上面计算出来的轮廓线对花纹程序进裁剪，就会得出最终的模具型腔底面花纹加工程序；裁剪后要进行程序的连接调整，使得程序的抬刀、空刀、进刀、退刀都在安全值范围内； 4）刀具路径的生成：进刀、退刀、加工、空走刀的位置分别设定标志，并根据精雕加工原理及相应算法，获得精雕加工文件；5）后置处理: 精雕加工G代码通过刀位文件的后处理直接生成，根据不同机床选择不同的后处理文件，生成相应机床能直接读取的G代码程序，直接由机床读取并运行。本专利技术的加工方法，是将相对独立的花纹程序通过最恰当的加工范围进行裁剪，从而得到最真实的加工程序。这样的加工方法，避免了在加工过程中的过切、弹刀和跳刀现象。因程序较为简单，后处理的计算量不是太大，所以程序占用的存储空间相对较小。在实际加工时，数据的传输速度是较顺畅的，不存在数据传输的停顿和嵌套现象，使得加工出来的型腔底面花纹精度较高。对于一些不规则的型腔底面花纹，在放大加工范围后，可以更好地找出其加工规律和法则，在对计算后的程序进行裁剪并不会破坏这种规律和法则，使得加工效果更好。特别是在进行高精度的花纹精雕加工时，没有小的马赛克方格和刀具纹路出现，加工后的花纹表面平整光滑，而且编程数据量也不是很大，方便编程运算。 具体实施方式深腔模具内花纹精雕加工方法，包括以下步骤： 1. 花纹单独设计： 在产品花纹设计过程中，根据花纹的空间位置关系，确定花纹的U方向和V方向，亦即花纹的U、V方向常与型腔的轮廓边界同向；并对花纹进行光顺与拟合: 光顺是对同一方向上的花纹，在投影到型腔底面后的三维趋势上进行调整，使其没有断差，即进行切矢相连；拟合是对花纹在U方向和V方向的首尾相接，花纹在其型腔底面上的投影截面内，U向曲线和V向曲线是不能异面而是有交点的，这样使得设计出来的花纹较为光顺和平滑。在此过程中，重点关注的是一定要把花纹设计的比我们最终所需的面积要大，这样才能为后道工序提供依据。而且，当遇到不规则的花纹时，这种放大的做法，可以更好地发现花纹的排布规律和方式，为编程时提供更好的运算法则。但是，大多数情况下，我们设计花纹时都是根据产品大小来设计的，最后通过布尔运算来加减得到最终的数学模型的。本专利技术却要求不要布尔运算，使得两者之间存在一种既独立又关联的关系。所以，在此设计阶段，要求花纹的面积要大于型腔的底面，同时还不能让花纹与产品进行布尔运算，这样做是方便在编程时可以考虑的更多些因素。 2. 模具的设计：在得到产品数据时，应先根据没有花纹的数据进行模具的设计，但同时，必须保留花纹与产品之间的关联关系，在使用Unigraphics设计过程中，其有个专有名词，也就是一种“参数关系”。只要在设计过程中没有删除掉此参数关系，那么就可以对模具进行任意的设计，都不会影响到花纹面的性质。在模具设计结束时，连带此参数关系一同导入到编程软件中，以供编程用。 在设计模具时，要重点考虑到花纹在型腔的底面这一特性，所以要考虑到注塑时的塑胶的流动和成型后模具的脱模问题。要考虑到侧壁的脱模角度要足够大，要考虑到侧壁与底面之间圆角过渡，此圆角要方便在加工花纹时一并加工出来。也就是说此过程中要考虑到加工的便捷和实际的要求相结合，兼顾二者。 3、花纹加工范围的确定：确定加工范围和加工工艺，以及根据加工的目的和要求来设定基本加工参数，为刀具路径的生成规定方向。 对于此模具型腔底面花纹的加工，首当其冲的是划分加工范围。首先应该加工型腔的侧壁，采取WCUT的走刀方式进行侧壁的精加工；尔后再加工型腔的底面，一般采取SRFPKT的走刀方式进行精加工。底面加工时还得分两步来：首先对无花纹的底面进行精加工，以切除加工余量，为后面花纹加工扫清障碍；再后才加工花纹，因前面已无余量，所以花纹的加工一般只需考虑到精加工，如果花纹拱高较高，则要考虑先粗加工后精加工。 模具型腔底面花纹的加工关键要素是确立加工范围。此时应用PowerMILL软件来进行精确计算，在计算的时候要考虑到各种加工工艺和参数，一经确立就不可以更改了，否则会出错的。计算的结果是PowerMILL软件会给出一条轮廓线，此轮廓线就是花纹的实际加工范围。 但是在计算花纹的程序时，应适当地放大加工范围，也就是先用一个较大的虚拟的边界线进行花纹程序的计算，计算时的面只用单独选择花纹的面即可，这样计算后得出的程序比较光顺和平滑的，程序也会比较简单。在P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模具型腔底面花纹的精雕加工方法，其特征在于：包括以下步骤：1)花纹单独设计：在产品花纹设计过程中，根据花纹的空间位置关系，确定花纹的U方向和V方向，亦即花纹的U、V方向与型腔的轮廓边界同向；并对花纹进行光顺与拟合: 光顺是对同一方向上的花纹，在投影到型腔底面后的三维趋势上进行调整，使其没有断差，即进行切矢相连；拟合是对花纹在U方向和V方向的首尾相接，花纹在其型腔底面上的投影截面内，U向曲线和V向曲线是不能异面而是有交点的；同时要求花纹的面积要大于型腔的底面；2）模具的设计：模具设计时，先设计成光面的型腔底面；再将花纹面单独附着于型腔的底面上；3）花纹加工范围的确定：先划分加工范围：首先加工型腔的侧壁，采取WCUT的走刀方式进行侧壁的精加工，而后再加工型腔的底面，采取SRFPKT的走刀方式进行精加工；底面加工时还得分两步来：首先对无花纹的底面进行精加工，以切除加工余量，为后面花纹加工扫清障碍；再后才加工花纹，因前面已无余量，所以花纹的加工只需精加工，如果花纹拱高较高，则要先粗加工后精加工；模具型腔底面花纹的加工关键要素是确立加工范围，在计算花纹的加工范围时，应放大加工范围，也就是先用一个较大的虚拟的边界线进行花纹程序的计算，计算时的面只用单独选择花纹的面即可，这样计算后得出的程序比较光顺和平滑的，同时用上面计算出来的轮廓线对花纹程序进裁剪，就会得出最终的模具型腔底面花纹加工程序；裁剪后要进行程序的连接调整，使得程序的抬刀、空刀、进刀、退刀都在安全值范围内； 4）刀具路径的生成：进刀、退刀、加工、空走刀的位置分别设定标志，并根据精雕加工原理及相应算法，获得精雕加工文件；5）后置处理: 精雕加工G代码通过刀位文件的后处理直接生成，根据不同机床选择不同的后处理文件，生成相应机床能直接读取的G代码程序，直接由机床读取并运行。...

【技术特征摘要】
1.一种模具型腔底面花纹的精雕加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)花纹单独设计：在产品花纹设计过程中，根据花纹的空间位置关系，确定花纹的U方向和V方向，亦即花纹的U、V方向与型腔的轮廓边界同向；并对花纹进行光顺与拟合: 光顺是对同一方向上的花纹，在投影到型腔底面后的三维趋势上进行调整，使其没有断差，即进行切矢相连；拟合是对花纹在U方向和V方向的首尾相接，花纹在其型腔底面上的投影截面内，U向曲线和V向曲线是不能异面而是有交点的；同时要求花纹的面积要大于型腔的底面；
2）模具的设计：模具设计时，先设计成光面的型腔底面；再将花纹面单独附着于型腔的底面上；
3）花纹加工范围的确定：先划分加工范围：首先加工型腔的侧壁，采取WCUT的走刀方式进行侧壁的精加工，而后再加工型腔的底面，采取SRFPKT的走刀方式进行精加工；底面加工时还得分两步来：首先对无花纹的底面进行精加工，以切除加...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宝友，卢建生，
申请(专利权)人：江苏文光模具技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32