CN105458405B - 曲面加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种曲面的加工方法，曲面具有延伸方向，包括如下步骤：将具有待加工的曲面的待加工产品设置于加工装置上，以使曲面的延伸方向与刀具的延伸方向平行；设置弧线，其曲率与曲面的曲率相匹配，用于使刀具沿弧线加工待加工产品的曲面；令刀具的侧刃沿弧线从曲面的一端对曲面进行加工；通过加工装置旋转待加工产品，以使曲面未加工的一端邻近刀具设置，并且曲面的延伸方向与刀具的延伸方向平行；令刀具的侧刃沿弧线从曲面邻近刀具的一端对曲面进行加工。相比传统曲面加工方法，应用上述曲面加工方法加工曲面时，能够大幅提高加工速度，提高生产效率，缩短生产工期。

Description

曲面加工方法

技术领域

本发明涉及一种加工方法，特别是涉及一种曲面加工方法。

背景技术

传统曲面加工方法在加工时，一般令刀具与待加工曲面垂直，利用刀尖依次顺序切削，其中，刀具的切削方向与曲面的延伸方向相同。这种加工方法为保证曲面的平滑度，必须控制刀具的每次的切削宽度，令加工时间较长，效率较低。

发明内容

基于此，有必要提供一种效率较高的曲面加工方法。

一种曲面的加工方法，所述曲面具有延伸方向，包括如下步骤：

将具有待加工的所述曲面的待加工产品设置于加工装置上，以使所述曲面的延伸方向与刀具的延伸方向平行；

设置弧线，其曲率与所述曲面的曲率相匹配，用于使所述刀具沿所述弧线加工所述待加工产品的所述曲面；

令所述刀具的侧刃沿所述弧线从所述曲面的一端对所述曲面进行加工；

通过所述加工装置旋转所述待加工产品，以使所述曲面未加工的一端邻近刀具设置，并且所述曲面的延伸方向与所述刀具的延伸方向平行；

令所述刀具的侧刃沿所述弧线从所述曲面邻近所述刀具的一端对所述曲面进行加工。

在其中一个实施例中，所述加工装置旋转所述待加工产品后，所述刀具位于上一次加工的位置，以继续加工所述曲面。

在其中一个实施例中，翻转所述待加工产品后，所述刀具沿所述弧线反向加工所述曲面。

在其中一个实施例中，所述刀具从相对两端加工所述曲面后，位于所述曲面上的加工区域相邻接或者部分重合。

在其中一个实施例中，所述刀具从所述曲面的相对两端加工所述曲面后，位于所述曲面上的加工区域重合，重合宽度为0.005～0.025mm。

在其中一个实施例中，还包括对所述曲面上多个所述加工区域的邻近区域进行加工，以使所述曲面平整。

在其中一个实施例中，所述曲面的每一端均至少进行一次粗加工，及一次精加工，粗加工后，预留0.03～0.10mm的精加工的加工余量。

在其中一个实施例中，所述待加工产品的加工余量为0.1～0.2mm，所述刀具的直径为17～22mm，且所述刀具有3～5个侧刃。

在其中一个实施例中，所述刀具的长度为80～120mm，所述刀具的侧刃占刀具总长的70％～80％。

在其中一个实施例中，所述刀具为立铣刀。

相比传统曲面加工方法，应用上述曲面加工方法加工曲面时，刀具每次切削均能加工曲面的一个面域，大幅提高了加工速度，提高了生产效率，缩短生产工期。此外，由于在加工曲面时，曲面能够旋转，进而无需调整刀具角度及位置，便可继续加工，进一步缩短加工时间。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例曲面加工方法的流程图；

图2为图1所示曲面加工方法中刀具与待加工产品的加工位置示意图；

图3为一实施例的加工装置的结构示意图；

图4为一实施例的夹紧机构的结构示意图；

图5为图4所示夹紧机构的剖视图；

图6为图5所示夹紧机构A处的放大图；

图7为一实施例的加工装置的连接部的爆炸图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，其为本发明一较佳实施例曲面加工方法的流程图，以及刀具30与待加工产品40的加工位置示意图。

曲面加工方法，其中待加工的曲面41沿直线延伸，也可以理解为，曲面为一在某一平面上的曲线沿垂直于该平面的某一直线方向延伸形成，即该曲面具有延伸方向，在该延伸方向的横截面为相同的曲线，或者理解为所述曲面沿其延伸方向作横截面，得到的均为相同曲线。其中，所述曲线包括弧线、线段、抛物线或其组合。例如，曲面41的横截面为曲线，其沿直线拉伸，以形成待加工曲面41。具体的，该曲面41既可以沿一条直线延伸，也可以沿多条直线延伸。例如，曲面41沿垂直的两条直线延伸，即此时曲面41具有彼此相交的两部分，每部分均沿一条直线延伸。曲面加工方法包括如下步骤：

S101、将待加工产品40设置于加工装置上，并令待加工的曲面41的延伸方向与刀具30的延伸方向平行，以使刀具30在加工曲面41时，其侧刃能够与曲面41线接触。

本实施例中，待加工曲面41通过数控机床进行加工。其中，安装待加工产品40的加工装置设置于数控机床的加工平台上，并且待加工曲面41与加工平台垂直设置。刀具30设置于数控机床的刀架上，并且刀具30与加工平台垂直设置，即刀具30的延伸方向与待加工曲面41平行。

进一步的，刀具30为立铣刀，待加工产品40的加工余量为0.1～0.2mm，刀具30的直径为17～22mm，且刀具30有3～5个侧刃。并且，刀具30的长度为80～120mm，刀具30的侧刃占刀具30总长的70％～80％。这样，在保证刀具30切削力的同时，令加工时侧刃不易折断。

S102、设置弧线，其曲率与曲面41的曲率相匹配，用于使刀具30沿弧线加工待加工产品的曲面。其具体为，应用数控机床的编程模块编制数控程序，以使刀具30沿弧线加工所述曲面41。

本实施例中，待加工曲面41为柱状曲面41，即曲面41的横截面为圆弧状，刀具30的加工弧线与曲面41的横截面形状相同。

其他实施例中，待加工曲面41的横截面也可以为波浪线、不规则弧线等。此时，刀具30的加工弧线仍与曲面41的横截面形状相同。

S103、令刀具30的侧刃沿弧线从曲面41的一端进行加工。也可以理解为，刀具30的侧刃沿弧线加工曲面41时，仅加待加工曲面41的部分区域，例如，加工曲面41的上半部分。

具体的，加工时，先令刀具30朝向曲面41移动，以使刀具30邻近曲面41设置，接着对刀具30进行对刀，最后令刀具30沿弧线加工曲面41。

S104、通过加工装置旋转待加工产品40，以使曲面41未加工的一端邻近刀具30设置，并且曲面41的延伸方向与刀具30的延伸方向平行。

本实施例中，待加工产品40随加工装置转动的旋转角度为180度，即翻转曲面41，以使曲面41未加工的一端邻近刀具30，加工后的一端邻近加工平台。

其他实施例中，待加工产品40也可以旋转90度。此时，曲面41至少包括相互垂直的两部分，每部分均沿直线延伸，并且每部分的横截面均为弧线。例如，曲面41为L状。又或者，曲面41为“十”字状。

这样，当从多个方向加工曲面41时，能够尽可能减少刀具30的移动，从而避免多次对刀，并且简化编程。

S105、令刀具30的侧刃沿弧线从曲面41邻近刀具30的一端对曲面41进行加工。具体的，侧刃与曲面41线接触。

本实施例中，加工装置旋转待加工产品40后，刀具30位于上一次加工的位置继续加工曲面41，即无需对刀具30重新对刀定位，直接继续加工。具体的，翻转待加工产品40后，刀具30沿弧线反向加工曲面41。即刀具30沿弧线往返加工，每加工半个周期，翻转一次待加工产品40，这样，进一步简化编程。

其他实施例中，翻转待加工产品40后，刀具30也可以回到初始位置，并从初始位置沿弧线加工曲面41邻近刀具30的一端。

进一步的，本实施例中，刀具30从相对两端加工曲面41后，位于曲面41上的加工区域重合，并且重合宽度为0.005～0.025mm，优选为，0.01mm。也可以理解为，刀具30从曲面41的两端分别加工，加工后具有部分重叠区域。

其他实施例中，刀具30从曲面41的相对两端加工后，加工区域也可以邻接或者间隔设置。当加工区域间隔设置时，两次加工的加工区域之间的缝隙为0.005～0.025mm，优选为，0.01mm。

或者，刀具30也可以从曲面41的一端进行加工。例如，刀具30先加工曲面41的一端，之后，改变刀具30高度，令其沿弧线依次加工曲面41上剩余的未加工区域，并且相邻两次加工的加工区域重合或者邻接。

此外，根据实际情况，当刀具30沿曲面41的一端依次加工多次后，也可以旋转曲面41，令刀具30从其另一端进行加工，直至曲面41加工完成。

进一步的，本实施例中，曲面41在加工时，其每一端均至少进行一次粗加工，及一次精加工。并且，粗加工后，预留0.03～0.10mm的精加工加工余量，优选为0.05mm。

具体的，刀具30在粗加工时，其转速为1500～1900r/min，进给速度为160～210mm/min。刀具30在精加工时，其转速为1800～2200r/min，进给速度为120～170mm/min。

需要指出的是，根据实际情况，当刀具30在加工曲面41上曲率较大的区域时，刀具30的转速及进给速度均小于加工曲面41上曲率较小的区域。例如，对曲率较大的区域进行粗加工时，转速为1200～1400r/min，进给速度为130～180mm/min；对曲率较大的区域进行精加工时，其转速为1500～1700r/min，进给速度为100～150mm/min。这样，能够延长刀具30寿命，令其不易折断。

S106、对曲面41上多个加工区域的邻近区域进行加工，以使曲面41平整。

具体的，当曲面41上的多个加工区域具有重叠部分时或邻接时，去除中间的邻接线，例如通过打磨的方式去除。当多次加工区域间隔设置时，通过刀具30进一步加工相邻加工区域之间的缝隙，以使其平整。

相比传统曲面加工方法，应用上述曲面加工方法加工曲面41时，刀具30每次切削均能加工曲面41的一个面域，大幅提高了加工速度，提高了生产效率，缩短生产工期。此外，由于在加工曲面41时，曲面41能够旋转，进而无需调整刀具30角度及位置，便可继续加工，进一步缩短加工时间。尤其适用于手机后壳等具有弧度的外壳加工。

如图3所示，其为图1所示曲面加工方法中，用于安装待加工产品40的一实施例的加工装置20的结构示意图。

加工装置20包括：底座400、均设置于底座400上的第一支撑部500、第二支撑部600、设置于第一支撑部500上的连接部700、设置于第二支撑部600上的驱动部800，以及设置于连接部700及驱动部800上的夹紧机构10。

其中，夹紧机构10用于安装待加工产品40，且其两端分别与连接部700与驱动部800相连接。连接部700与驱动部800相对设置，连接部700及驱动部800均绕自身旋转轴可旋转，且驱动部800用于带动连接部700旋转，即驱动部800带动夹紧机构10旋转，进而带动连接部700旋转。

使用上述加工装置20时，先将待加工产品40安装于夹紧机构10上，之后将夹紧机构10与驱动部800及连接部700相连接，以使夹紧机构10相对底座400能够转动，最后加工待加工产品40，旋转待加工产品40时，驱动部800带动其转动。

这样，便可以根据实际情况，转动夹紧机构10，以使待加工产品40旋转到需要角度进行加工，令加工更加便捷。此外，由于夹紧机构10相对底座400能够转动，无需来回更换安装台，或者切换刀具30，便可令刀具30以不同角度加工待加工产品40，减少对刀次数，进一步提高了待加工产品40加工的便捷性，提高生产效率。

请一并参阅图4至图6所示，其分别为本发明一实施例的夹紧机构10的结构示意图、其剖视图及A处的放大图。

夹紧机构10，包括：主体100、均设置于主体100上的多个夹紧部200及子夹具300。其中，主体100设有安装面120，以及设置于安装面120上的安装位110，子夹具300设置于安装位110上。多个夹紧部200至少位于安装位110的两侧，并配合夹紧子夹具300。具体的，夹紧部200包括设置于主体100上的固定件210，以及滑动设置于固定件210上的推块220，其中，推块220具有第一抵持面221，用于抵持子夹具300，第一抵持面221与安装面120形成夹角，推块220朝向子夹具300可移动，以使第一抵持面221与子夹具300相抵持。也可以理解为，多个夹紧部200的推块220均邻近子夹具300设置，固定件210远离子夹具300设置，多个推块220配合夹紧子夹具300。

使用上述夹紧机构10时，先将待加工产品40放置于子夹具300上，再将子夹具300设置于安装位110上，接着夹紧机构10的推块220推向子夹具300，并令第一抵持面221与子夹具300相抵持，以固定子夹具300。

上述夹紧机构10，由于子夹具300可拆卸地设置于主体100上，令待加工产品40可随子夹具300进入到下一工序，进而令待加工产品40能够快速安装，节约安装时间，提高生产效果，缩短生产周期。此外，由于夹紧部200具有推块220，令子夹具300的安装更加快速，并且第一抵持面221令子夹具300的固定更加稳定，可靠性更高。

本实施例中，安装面120上设有多个安装位110，多个安装位110间隔并列分布。并且每个安装位110区域均设有夹紧部200，即每个安装位110均具有多个夹紧部200与其对应。本实施例中，主体100上设有两个安装位110，其他实施例中，安装位110也可以为三个、四个等。

安装位110为凹槽，且凹槽的周缘延伸有锁紧部111。具体的，子夹具300容置于凹槽内，并与锁紧部111相抵接。锁紧部111用于将主体100设置于其他安装表面上，例如主体100通过螺纹紧固件锁紧于其他加工平台的安装表面上。

子夹具300具有第二抵持面301，第二抵持面301与第一抵持面221平行且抵持，本实施例中，第二抵持面301位于子夹具300的边缘区域。这样，由于第二抵持与第一抵持面221相抵接，增大了第一抵持面221的接触面积，进而进一步提高了子夹具300固定的稳定性。

第一抵持面221与主体100设置安装位110的表面形成的夹角为锐角。具体的，夹角为30度～60度，优选为45度。其他实施例中，夹角也可以为钝角，例如为100度～150度。

需要说明的是，本实施例中，夹紧部200为气缸，多个夹紧部200位于安装位110相对的两侧，并且安装位110具有夹紧部200的每侧均具有多个间隔设置的夹紧部200。例如，安装位110相对的两侧每侧间隔设有三个夹紧部200。这样，令子夹具300受力更加平衡，进而更加稳定。

其他实施例中，多个夹紧部200也可以沿安装位110的周缘分布。例如，当子夹具300为矩形状时，多个安装位110邻近子夹具300的四个侧面分布，且每个侧面至少设置一个夹紧部200。

此外，根据实际情况，夹紧部200也可以可拆卸地设置于主体100上，例如，主体100上设置若干夹紧位(图未示)，用于安装夹紧部200，夹紧位的数量大于夹紧部200的数量，每个夹紧部200安装于需要的夹紧位上。这样，令夹紧机构10的使用更加灵活。

请再次参阅图3，本实施例中，连接部700包括设置于第一支撑部500上的第一连接体710，以及可拆卸地设置于第一连接体710上的第二连接体720。其中，第二连接体720相对第一连接体710可旋转，且与主体100固定连接。

第二连接体720可拆卸地设置于第一连接体710上，便可以很方便地更换夹紧机构10，并与夹紧机构10一起安装于另一底座400上，方便更换夹紧机构10。

本实施例中，驱动部800上设有连接块810，并且连接块810与主体100固定相连接。具体的，驱动部800上设有通槽820，用于安装连接块810，连接块810部分容置于通槽820内。例如，连接块810沿通槽820可滑动，以使连接块810与驱动部800相连接，或者相分离。

安装时，先将夹紧机构10设置于第一连接体710及连接块810上，之后将第二连接体720插接于通槽820内，并沿通槽820滑动，滑动到指定位置后，将第一连接体710设置于第二连接体720上。

需要指出的是，根据实际情况，也可以省略第二支撑部600以及设置于第二支撑部600上的驱动部800，此时，夹紧机构10与连接部700连接，并且，连接部700可设置驱动机构，驱动连接部700旋转。

或者，底座400也可以设有两个第一支撑部500，两个第一支撑部500相对设置，且旋转轴线位于同一直线上，此时，两个第一支撑部500上的连接部700均与夹紧机构10相连接。

请一并参阅图7，其为一实施例中加工装置20的连接部900的爆炸图。

连接部900包括用于连接第一支撑部500的第一连接体910、可拆卸设置于第一连接体910上的第二连接体920，以及穿设第一连接体910与第二连接体920的连接件930。即第一连接体910与第二连接体920可拆卸连接。

为了令加工装置20的使用更加方便，可将夹紧机构10与第二连接体920一同拆下，并安装于另一个第一连接体910上，以提高安装效率。

本实施例中，第二连接体920为圆盘结构，第二连接体920朝向第一连接体910的表面上设有定位柱921，第一连接体910上设有与定位柱921相匹配的定位槽911，定位柱921容置于定位槽911内。具体的，第一连接体910也为圆盘结构，且与第二连接体920同轴，定位槽911沿第一连接体910的周缘分布，且开设于第一连接体910的侧面上，定位柱921部分容置于定位槽911内。也可以理解为，第一连接体910的侧面与多个定位柱921相卡接，以对第一连接体910定位。定位柱921令第二连接体920与第一连接体910的安装更加准确。

连接件930穿设第一连接体910的中心，与第一支撑部500相连接，并且连接件930与旋转轴位于同一直线上。本实施例中，连接件930一端设有圆盘状的连接板，并与第二连接体920连接。连接件930能够引导两连接体连接，并且更换第二连接体920时，新的位于第一连接体910上的第二连接体920的位置与之前相同，无需反复调节第二连接体920的位置，提高安装及加工效率。

需要说明的是，连接部900还包括第一紧固件及第二紧固件，其中，第一紧固件用于将第一连接体910固定于第一支撑部500上，第二紧固件用于将第一连接体910与第二连接体920固定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种曲面的加工方法，所述曲面具有延伸方向，其特征在于，包括如下步骤：

将具有所述曲面的待加工产品设置于加工装置上，以使所述曲面的延伸方向与刀具的延伸方向平行；

设置弧线，其曲率与所述曲面的曲率相匹配，用于使所述刀具沿所述弧线加工所述待加工产品的所述曲面；

令所述刀具的侧刃沿所述弧线从所述曲面的一端对所述曲面进行加工；

通过所述加工装置旋转所述待加工产品，以使所述曲面未加工的一端邻近刀具设置，并且所述曲面的延伸方向与所述刀具的延伸方向平行；

令所述刀具的侧刃沿所述弧线从所述曲面邻近所述刀具的一端对所述曲面进行加工；

令刀具在加工曲面上曲率较大的区域时，刀具的转速及进给速度均小于加工曲面上曲率较小的区域；

所述加工装置旋转所述待加工产品后，所述刀具位于上一次加工的位置，以继续加工所述曲面。

2.根据权利要求1所述的曲面的加工方法，其特征在于，翻转所述待加工产品后，所述刀具沿所述弧线反向加工所述曲面。

3.根据权利要求1所述的曲面的加工方法，其特征在于，所述刀具从相对两端加工所述曲面后，位于所述曲面上的加工区域相邻接或者部分重合。

4.根据权利要求3所述的曲面的加工方法，其特征在于，所述刀具从所述曲面的相对两端加工所述曲面后，位于所述曲面上的加工区域重合，重合宽度为0.005～0.025mm。

5.根据权利要求3或者4所述的曲面的加工方法，其特征在于，还包括对所述曲面上多个所述加工区域的邻近区域进行加工，以使所述曲面平整。

6.根据权利要求1所述的曲面的加工方法，其特征在于，所述曲面的每一端均至少进行一次粗加工，及一次精加工，粗加工后，预留0.03～0.10mm的精加工的加工余量。

7.根据权利要求1所述的曲面的加工方法，其特征在于，所述待加工产品的加工余量为0.1～0.2mm，所述刀具的直径为17～22mm，且所述刀具有3～5个侧刃。

8.根据权利要求1所述的曲面的加工方法，其特征在于，所述刀具的长度为80～120mm，所述刀具的侧刃占刀具总长的70％～80％。

9.根据权利要求1所述的曲面的加工方法，其特征在于，所述刀具为立铣刀。