CN110181101B - 产品外壳的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种产品外壳的加工方法，包括以下步骤：将待加工产品装夹于加工夹具中，所述产品露出第一待加工表面和连接所述第一待加工表面的待加工侧面；切削加工所述第一待加工表面形成产品第一表面；切削加工所述待加工侧面形成产品第二表面，所述产品第二表面包括两条相对且平行的侧表面和连接两个所述侧表面的弧面。能够保证产品第一表面和产品第二表面的一致性，提高了加工精度；且省略的打磨的工艺，降低了加工成本。

Description

产品外壳的加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，产品外壳的加工方法。

背景技术

手表、手环等电子产品在佩戴时需要通过表带安装在外壳上，这类电子产品的外壳的结构在安装表带处需要经过特殊设计。通常，在安装表带的位置设置有安装槽，安装槽由平面和弧面等围设而成，这导致安装槽的内表面为不规则的复杂形状。

传统的加工方式，在加工不规则的复杂形状时，通常采用冲压的方式进行。例如，首先制作冲压模具，然后将冲压模具对产品进行冲压，以使冲压模具与产品接触的面形成对应于冲压模具冲压部位形状的表面；而外壳的其他结构简单的表面，例如简单的平面或弧面，通常采用CNC加工的方式进行加工。即，传统的加工方式是采用CNC加工和冲压加工配合的方式完成加工。

但是冲压加工后在产品表面形成了表面纹理，通过打磨难以完全去除该表面纹理，进而导致产品表面不精细，且增加打磨工艺在一定程度上还增加了时间成本和工艺成本。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种产品外壳的加工方法。

一种产品外壳的加工方法，包括以下步骤：

将待加工产品装夹于加工夹具中，所述产品露出第一待加工表面和连接所述第一待加工表面的待加工侧面；

切削加工所述第一待加工表面形成产品第一表面；

切削加工所述待加工侧面形成产品第二表面，所述产品第二表面包括两条相对且平行的侧表面和连接两个所述侧表面的弧面。

采用上述技术方案，本申请中，通过加工前的将待加工产品装夹于加工夹具中的步骤实现产品的装夹，结构简单的产品第一表面和结构复杂的产品第二表面均通过切削的工艺进行加工。由于加工工艺相同，能够保证产品第一表面和产品第二表面的一致性，提高了加工精度；且省略的打磨的工艺，降低了加工成本。

在其中一个实施例中，在加工所述产品第二表面的步骤中，平移铣刀加工所述产品第二表面。

采用上述技术方案，通过平移铣刀加工得到产品第二表面，而不需要频繁的更换装夹方式，加工方式简单高效，且由于不需要频繁的更换装夹方式，进而在加工产品第二表面时不会由于更换了产品的装夹方式导致定位基准变化，进而本技术方案加工得到的产品第二表面的精度更高。

在其中一个实施例中，所述产品第二表面中的所述弧面的切面与所述侧表面之间的夹角为锐角，所述铣刀包括与所述夹角对应的尖角部。

采用上述技术方案，由于夹角为锐角，采用普通的冲压工艺的加工难度较大，本技术方案中，通过铣刀的尖角部直接铣削加工得到夹角，加工效果好，加工效率高。

在其中一个实施例中，所述产品第二表面中的两个所述侧表面与所述弧面之间形成至少两个转角，平移所述铣刀同时加工两个所述转角。

采用上述技术方案，由于产品第二表面至少包括了两个转角，本技术方案通过平移铣刀同时加工得到两个转角，例如，可以沿着转角的深度方向平移铣刀，加工方式简单，加工效率高。

在其中一个实施例中，在加工所述待加工侧面之前，还包括旋转所述加工夹具的步骤。

采用上述技术方案，通过旋转加工夹具的方式来代替更换装夹方式的手段来加工产品第二表面，只通过一次装夹即可完成产品第一表面和产品第二表面的加工，加工的一致性和加工精度均得到提高。

在其中一个实施例中，旋转所述加工夹具以使所述第一待加工表面由朝向上方的状态转动至朝向正侧方的状态。

采用上述技术方案，本申请可以采用铣床进行加工，通常铣床的铣刀只能在空间上平移，在加工第一待加工表面时，使第一待加工表面朝向上方，之后将第一待加工表面朝向正侧方，可以通过在空间上平移铣刀来加工得到产品第二表面。

在其中一个实施例中，将所述待加工产品装夹于加工夹具的步骤中，包括以下步骤：

将待加工产品放置在所述加工夹具的一个定位面上，所述待加工产品上设有产品锁定孔；

将所述加工夹具的夹具锁定件穿过所述产品锁定孔后，通过所述夹具锁定件朝向所述定位面的方向移动以将所述待加工产品压紧于所述定位面。

采用上述技术方案，通过加工夹具的夹具锁定件穿过所述产品锁定孔后，朝向所述定位面的方向移动，进而将待加工产品压紧于所述定位面，该技术方案的锁定方式操作简单，操作简单高效。

在其中一个实施例中，所述夹具锁定件上设有卡槽；将所述加工夹具的夹具锁定件穿过所述产品锁定孔的步骤后，还包括转动所述夹具锁定件以使所述卡槽能够卡持于所述待加工产品的步骤。

采用上述技术方案，通过卡槽卡持于待加工产品，从而能够牢固的将待加工产品锁定于定位面。

在其中一个实施例中，采用四轴加工中心加工得到所述产品第一表面和所述产品第二表面。

采用上述技术方案，通过四轴加工中心来加工产品第一表面和所述产品第二表面，操作简单高效，提高了加工效率。

在其中一个实施例中，通过一次装夹步骤加工得到所述产品第一表面和所述产品第二表面的加工。

采用上述技术方案，加工得到产品第一表面和产品第二表面通过一次装夹，也就是说仅仅通过加工前的“将待加工产品装夹于加工夹具中”的步骤实现产品的装夹，在加工过程中不需要更换夹具，进而加工结构相对简单的产品第一表面，以及加工结构相对复杂的产品第二表面均是在同一个机床上进行，能够保证产品第一表面和产品第二表面的一致性，提高了加工精度。

综上所述：本申请中，通过加工前的将待加工产品装夹于加工夹具中的步骤实现产品的装夹，结构简单的产品第一表面和结构复杂的产品第二表面均通过切削的工艺进行加工。由于加工工艺相同，能够保证产品第一表面和产品第二表面的一致性，提高了加工精度；且省略的打磨的工艺，降低了加工成本。

附图说明

图1为本申请一个实施例中的待加工产品放置在加工夹具上方的一个视角的示意图；

图2为图1所示的装置的另一个视角的示意图；

图3为本申请一个实施例中的待加工产品装夹在加工夹具上的结构示意图；

图4为本申请一个实施例中加工产品第二表面的示意图。

附图标记：a、第一待加工表面；b、待加工侧面；10、待加工产品；11、表带安装槽；12、凸耳；13、手表外壳体；14、产品第一表面；15、产品第二表面；15a、侧表面；15b、弧面；16、铣刀；16a、内凹面；16b、尖角部；17、转角；18、防呆孔；19、产品锁定孔；100、加工夹具；110、固定尾座；101、第一面；102、第二面；103、中心安装孔；104、定位孔；120、尾座连接板；130、夹具底座；131、T形槽；140、平板；150、夹具定位件；151、定位销；152、定位面；160、夹具锁定件；161、长杆；162、凸块；163、卡槽；170、夹具驱动件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面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较佳实施例。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例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容的理解更佳透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。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。

一种产品外壳的加工方法，可以用于对手表、电子手环等电子产品的外壳进行加工。其中，手表、手环等电子产品在佩戴时需要通过表带安装在外壳上，对此，这类电子产品的外壳的结构在安装表带处需要经过特殊设计，参见图3，图3示出了一种待加工产品10的形状，待加工产品10以手表外壳为例进行说明。

如图3所示，手表外壳整体上大致呈圆柱形，外壳的表面具有一定的弧度，在外壳上相对的设置有两个用于安装表带的表带安装槽11，表带安装槽11由两个凸耳12和手表外壳体13合围而成。加工完毕后，两个凸耳12上形成相互平行的侧表面15a，手表外壳体13的连接两个侧表面15a的面为弧面15b，侧表面15a和弧面15b共同形成了产品第二表面15。

如图3所示，手表外壳还包括产品第一表面14，以图3所示的状态放置的手表外壳的上表面加工完毕后为产品第一表面14。

本申请中的产品第一表面14和产品第二表面15均由同一个机床加工完成。其中，产品第一表面14的结构相对简单，产品第一表面14由平面组成；第二表面15相对复杂，第二表面15由平面和弧面组成。本申请中，产品第一表面14和产品第二表面15用同一种加工工艺完成，具体地，加工结构相对简单的产品第一表面14，以及加工结构相对复杂的产品第二表面15均是在同一个机床上进行。如此，能够保证产品第一表面14和产品第二表面15的一致性。

在一个实施例中，产品外壳的加工方法包括以下步骤：

将待加工产品10装夹于加工夹具100中，待加工产品10露出第一待加工表面a和连接第一待加工表面a的待加工侧面b，第一待加工表面a加工后形成产品第一表面14，待加工侧面b加工后形成产品第二表面15。

如图1所示，图1为待加工产品10放置在加工夹具100上方的一个视角的示意图；图2为图1所示的装置的另一个视角的示意图。本实施例中的待加工产品10以手表外壳为例进行说明。图3为待加工产品10装夹在加工夹具100上的结构示意图。待加工产品10装夹在加工夹具100时，产品露出第一待加工表面a和连接第一待加工表面a的待加工侧面b，以图3所示的姿态摆放待加工产品10时，待加工产品10的上表面为第一待加工表面a，待加工产品10的侧表面为待加工侧面b，第一待加工表面a加工后形成产品第一表面14，待加工侧面b加工后形成产品第二表面15。

加工时，通过切削加工第一待加工表面a形成产品第一表面14；切削加工待加工侧面b形成产品第二表面15。其中，产品第二表面15包括两条相对且平行的侧表面15a和连接两个侧表面15a的弧面15b。本实施例中，产品第一表面14和产品第二表面15均通过切削加工形成，能够保证两个表面的加工精度一致，即提高了产品第一表面14和产品第二表面15的一致性。由于产品第二表面15包括了平面和弧面，且平面和弧面在三维空间排布，导致产品第二表面15结构复杂，因此，在一些实施例中，为了简化工艺，通过冲压加工形成产品第二表面15，但是通过冲压形成的产品第二表面15形成有难以通过打磨处理掉的表面纹理。而通过切削加工形成的产品第二表面15具有减少了打磨步骤且表面更加光滑的优点。

在一个实施例中，在加工产品第二表面15的步骤中，通过平移铣刀16加工得到产品第二表面15。图4为一个实施例中加工产品第二表面15示意图，铣刀16具有与产品第二表面15相对应的形状，如图4所示，铣刀16可以由圆柱体表面内凹形成，其中，内凹面16a对应产品第二表面15中的弧面15b，内凹面16a两端的尖角部16b用于加工产品第二表面15的两个平行的侧表面15a。加工时，铣刀16绕中轴线m旋转，且通过平移加工得到产品第二表面15。

在一个实施例中，如图4所示，产品第二表面15中的两个侧表面15a与弧面15b之间合围成两个转角17，产品第二表面15中的弧面15b的切面与侧表面15a之间的夹角α为锐角，即转角17大致呈锐角。铣刀16的尖角部16b与该转角17对应，即通过尖角部16b铣削后即形成转角17，而不需要经过后续的其他加工步骤，加工过程简单且加工表面光滑。该转角17由侧表面15a和弧面15b合围形成，加工时，铣刀16绕中轴线m旋转，且以图3所示的状态向左平移铣刀16，铣刀16的两个尖角部16b加工得到两个侧表面15a，铣刀16的内凹面16a加工得到弧面15b，尖角部16b同时还加工得到两个转角17。如图4所示，在空间直角坐标系OXYZ中，中轴线m沿OZ方向，其中，弧面15b在OXZ平面的正投影是弧线，且弧面15b在OXY平面的正投影也为弧线，在加工弧面15b时，可以使铣刀16在OXY平面内沿弧线平移，以加工得到弧面15b。

在一个实施例中，如图1所示，在空间直角坐标系OXYZ中，待加工产品10的第一待加工表面a朝向OZ方向进行装夹，然后铣削第一待加工表面a。在一个实施例中，在铣削第一待加工表面a之后且在加工待加工侧面b之前，还包括旋转加工夹具100的步骤。具体地，参见图1和图4，加工夹具100的旋转轴O1O2沿OX方向延伸，图1中的加工夹具100绕旋转轴O1O2旋转90°至如4所示的状态，然后加工待加工侧面b。通过旋转加工夹具100，以方便对待加工侧面b的加工。具体地，旋转加工夹具100以使第一待加工表面a由朝向上方的状态转动至朝向正侧方的状态，以方便待加工侧面b的加工。

在一个实施例中，可以通过四轴加工中心加工得到产品第一表面14和产品第二表面15。其中，四轴加工中心包括能够沿OX、OY和OZ三个方向移动的铣刀16，且铣刀16在加工时是转动的，且四轴加工中心还包括能够绕旋转轴O1O2旋转的加工夹具100，加工时，铣刀16的轴线方向始终是沿着OZ方向的，如图1所示，在加工第一待加工表面a时，需要将第一待加工表面a朝向上方设置，如图4所示，中轴线m也是沿着OZ方向的，因此在加工待加工侧面b时，需要将第一待加工表面a由朝向上方的状态转动至朝向正侧方的状态。

在一个实施例中，通过一次装夹步骤加工得到产品第一表面14和产品第二表面15，进而四轴加工中心只需要一次对刀步骤加工得到产品第一表面14和产品第二表面15。四轴加工中心包括了设置在设备内部的基准坐标系，以及位于加工夹具100处的加工坐标系，在加工时，需要确定基准坐标系以及加工坐标系的相对位置关系，从而使设备在加工时能够按照程序设定的走刀步骤精准的进行加工。其中，确定基准坐标系以及加工坐标系的相对位置关系即对刀步骤。

在一个实施例中，在对刀步骤中，可以将对刀点设置在加工夹具100上，也可以将对刀点设置在待加工产品10上，以使基准坐标系与加工坐标系形成确定的位置关系。若在加工过程中产生多次对刀步骤，由于对刀基准的改变，导致加工坐标系和基座坐标系的相对位置关系发生改变，那么前后两次加工会至少产生由对刀基准改变导致的加工误差。在一个实施例中，通过一次装夹步骤只需要对应一次对刀步骤，如此，减少了对刀步骤，提高了加工精度；且能够防止由于定位基准改变导致铣刀16与设备碰撞导致设备损坏。

在一个实施例中，在加工第一待加工表面a和加工待加工侧面b之间还包括换刀的步骤。在加工之前，将两个步骤中需要用到的刀具提前装夹在四轴加工中心的刀库中，在加工过程中，由四轴加工中心自动完成换刀步骤，如此防止由于换刀过程导致定位基准改变；且由于不需要停机后人工换刀，增加了加工过程的紧凑度。

在一个实施例中，如图1所示，加工夹具100包括固定尾座110，固定尾座110大致呈圆柱形，固定尾座110直接或间接的安装在四轴加工中心的夹具安装位，且使固定尾座110的圆柱中心与夹具驱动转轴重合，这样固定尾座110绕旋转轴O1O2转动时，实际上是绕固定尾座110的圆柱中心转动的。

在一个实施例中，如图1所示，固定尾座110包括相对设置的第一面101和第二面102，第一面101和第二面102均为平面。固定尾座110上还设置有中心安装孔103和环绕所述中心安装孔103设置的定位孔104，固定尾座110通过中心安装孔103安装在四轴加工中心的夹具驱动转轴上。四轴加工中心上设置有定位件，定位件能够插入定位孔104内，以对固定尾座110进行定位，即将固定尾座110安装在夹具驱动转轴上时，使定位件插入定位孔104内，从而使固定尾座110高精度的安装在夹具驱动转轴上，提高固定尾座110的安装精度，进而提高零件的加工精度。

在一个实施例中，定位孔104可以有多个，多个定位孔104可以根据需要设计成不同大小的内径，且对应地，四轴加工中心的定位件设置成不同的尺寸。具体地，小尺寸的定位件和定位孔104的配合公差可以设置的小一些，以提高配合精度；大尺寸的定位件和定位孔104的配合公差可以做的大一些，其中，大尺寸的定位件和定位孔104主要起到补偿小尺寸的定位孔104和定位件的强度不足的问题。通过不同尺寸的定位孔104和定位件相互配合，共同防止固定尾座110相对于夹具驱动转轴转动。

在一个实施例中，如图1所示，加工夹具100还包括尾座连接板120和夹具底座130，尾座连接板120和夹具底座130可以通过螺栓固定连接。在一个实施例中，在尾座连接板120的第二面102侧设置有T形槽131，该T形槽131用于容置螺栓的头部，螺栓的尾部穿出T形槽131以连接尾座连接板120。夹具底座130可以有两个，两个夹具底座130均呈直角梯形，共同承载有平板140，平板140上设置有夹具定位件150，夹具定位件150用于装夹待加工产品10。如图3所示，夹具定位件150上设置有定位销151，定位销151用于插入待加工产品10的防呆孔18内，以实现对待加工产品10的定位。

具体地，如图2所示，加工夹具100中的夹具定位件150的上表面为定位面152，该定位面152可以为平面，待加工产品10直接放置在该定位面152上。

在一个实施例中，如图2所示，加工夹具100还包括夹具锁定件160和夹具驱动件170，夹具驱动件170安装在平板140下方，夹具锁定件160设于夹具驱动件170的输出端，夹具驱动件170可以为气缸，夹取驱动件可以驱动夹具锁定件160上下运动。具体地，夹具锁定件160包括长杆161和设于长杆161的一端的凸块162，凸块162与长杆161之间形成卡槽163；即夹具锁定件160可以为长杆状。在一个实施例中，夹具锁定件160转动安装于夹具驱动件170的输出端，以使夹具锁定件160可以以长杆161的中轴转动，以调节卡槽163的朝向。具体地，在一个实施例中，凸块162呈沿水平方向延伸的长条状，待加工产品10上设置有与凸块162的外形相匹配的产品锁定孔19，凸块162能够穿过产品锁定孔19；当凸块162穿过产品锁定孔19后，转动夹具锁定件160以使卡槽163卡持于待加工产品10。

在一个实施例中，将待加工产品10装夹于加工夹具100的步骤中，还包括以下步骤：如图2所示，首先将待加工产品10放置在加工夹具100的一个定位面152上，其中，待加工产品10上设置有产品锁定孔19；然后将加工夹具100的夹具锁定件160穿过产品锁定孔19后，通过夹具锁定件160朝向定位面152的方向移动以将待加工产品10压紧于定位面152。

在一个实施例中，如图2所示，夹具锁定件160上设置有卡槽163，将加工夹具100的夹具锁定件160穿过产品锁定孔19的步骤后，还包括转动夹具锁定件160以使卡槽163能够卡持于待加工产品10的步骤。

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 (10)

1.一种产品外壳的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待加工产品装夹于加工夹具中，所述产品露出第一待加工表面和连接所述第一待加工表面的待加工侧面；

切削加工所述第一待加工表面形成产品第一表面；

旋转所述加工夹具，切削加工所述待加工侧面形成产品第二表面，通过一次装夹步骤得到所述第一表面和所述第二表面，所述产品第二表面包括两条相对且平行的侧表面和连接两个所述侧表面的弧面；

其中，所述产品第二表面中的所述弧面的切面与所述侧表面之间的夹角为锐角，铣刀包括与所述夹角对应的尖角部，通过所述尖角部加工所述产品，以使第二表面中的两个所述侧表面与所述弧面之间形成至少两个转角。

2.根据权利要求1所述的产品外壳的加工方法，其特征在于，在加工所述产品第二表面的步骤中，平移铣刀加工所述产品第二表面。

3.根据权利要求1所述的产品外壳的加工方法，其特征在于，平移所述铣刀同时加工两个所述转角。

4.根据权利要求1所述的产品外壳的加工方法，其特征在于，旋转所述加工夹具以使所述第一待加工表面由朝向上方的状态转动至朝向正侧方的状态。

5.根据权利要求1所述的产品外壳的加工方法，其特征在于，将所述待加工产品装夹于加工夹具的步骤中，包括以下步骤：

将待加工产品放置在所述加工夹具的一个定位面上，所述待加工产品上设有产品锁定孔；

将所述加工夹具的夹具锁定件穿过所述产品锁定孔后，通过所述夹具锁定件朝向所述定位面的方向移动以将所述待加工产品压紧于所述定位面。

6.根据权利要求5所述的产品外壳的加工方法，其特征在于，所述夹具锁定件上设有卡槽；将所述加工夹具的夹具锁定件穿过所述产品锁定孔的步骤后，还包括转动所述夹具锁定件以使所述卡槽能够卡持于所述待加工产品的步骤。

7.根据权利要求1所述的产品外壳的加工方法，其特征在于，采用四轴加工中心加工得到所述产品第一表面和所述产品第二表面。

8.根据权利要求7所述的产品外壳的加工方法，其特征在于，所述四轴加工中心包括设置在设备内部的基准坐标系，以及位于加工夹具处的加工坐标系，在加工时，确定基准坐标系以及加工坐标系的相对位置关系，从而使设备在加工时能够按照程序设定的走刀步骤精准的进行加工。

9.根据权利要求8所述的产品外壳的加工方法，其特征在于，所述确定基准坐标系以及加工坐标系的相对位置关系是：将对刀点设置在加工夹具上。

10.根据权利要求8所述的产品外壳的加工方法，其特征在于，所述确定基准坐标系以及加工坐标系的相对位置关系是：将对刀点设置在待加工产品上。

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