一種cnc機(jī)加工件及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及CNC機(jī)加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前如手機(jī)外殼、筆記本外殼、平板外殼等采用CNC(中文全稱:計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床，英文全稱:Computer numerical control)加工出外觀，為方便描述，將這類采用CNC加工出的產(chǎn)品統(tǒng)稱為CNC機(jī)加工件，上述CNC機(jī)加工件并不限于上述手機(jī)外殼、筆記本外殼、平板外殼等，任意采用CNC加工出的產(chǎn)品，均可視為CNC機(jī)加工件。
[0003]CNC是一種由程序控制的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，通過(guò)計(jì)算機(jī)將其譯碼，從而使機(jī)床執(zhí)行規(guī)定好了的動(dòng)作，通過(guò)刀具切削將毛坯料加工成半成品或成品零件，這些半成品或成品零件即上述的CNC機(jī)加工件。CNC—般包括機(jī)床、三維運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和刀具等，刀具安裝在三維運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上，三維運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)刀具在X、Y、Z三個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)，機(jī)床用于固定待加工件;如此，將待加工件固定在機(jī)床上后三維運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)刀具按照設(shè)定的程序運(yùn)動(dòng)，在待加工件上加工出外觀特征，以獲得所述CNC機(jī)加工件。
[0004]完成加工后的CNC機(jī)加工件，需要送往檢測(cè)部門利用專用工具或儀器(常見(jiàn)采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等高精度儀器)測(cè)量其Z向高度尺寸和Χ、Υ向位置度尺寸，并將其與預(yù)設(shè)尺寸進(jìn)行比對(duì)，判斷其是否在允許的精度范圍內(nèi)，最終確定該CNC機(jī)加工件的尺寸是否合格。如果僅抽檢，很難確定所有CNC機(jī)加工件的尺寸都是合格的，如果全檢，則不得不投入大量的人力、工具和檢測(cè)儀器，提高了成本，影響生產(chǎn)效率;如上述三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x為接觸式測(cè)量，容易破壞產(chǎn)品外觀，導(dǎo)致二次外觀缺陷。
[0005]事實(shí)上，CNC精度是相對(duì)較穩(wěn)定的，在同一夾位，不同的刀具之間的相對(duì)位置固定，待加工件固定在機(jī)臺(tái)上后，其Χ、Υ向的尺寸即基本固定。申請(qǐng)人在研發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，以下因素可能導(dǎo)致CNC機(jī)加工件加工不合格:
[0006]1、不同的刀頭安裝到CNC主軸上時(shí)，是人工安裝的，使得不同刀具之間的相對(duì)長(zhǎng)度不一樣，影響Z向加工精度(對(duì)應(yīng)公差)；此外主軸刀具安裝座與刀柄之間容易進(jìn)入金屬肩，也容易影響Z向加工精度，導(dǎo)致其Z向加工的外觀特征(通過(guò)刀具按照預(yù)設(shè)程序加工出的特征，這些特征集合形成機(jī)加工件的外觀)不符合尺寸要求，這是在精度檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的最大問(wèn)題。
[0007]2、二次裝夾后對(duì)待加工件中心定位不準(zhǔn)確，使產(chǎn)品在X向、Y向結(jié)構(gòu)加工的外觀特征不準(zhǔn)確。
[0008]總言之，現(xiàn)有CNC機(jī)加工件在加工完成后，均需要通過(guò)復(fù)雜的程序，投入大量的人力、工具和檢測(cè)儀器對(duì)其尺寸精度進(jìn)行檢測(cè)，才能判定CNC機(jī)加工件是否合格。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決現(xiàn)有上述CNC機(jī)加工件不得不投入大量的人力、工具和檢測(cè)儀器對(duì)其尺寸精度進(jìn)行檢測(cè)，才能判定CNC機(jī)加工件是否合格的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種CNC機(jī)加工件及其制備方法。
[0010]基于上述問(wèn)題，申請(qǐng)人試圖找到更簡(jiǎn)單、更方便、成本更低的CNC機(jī)加工件精度檢測(cè)方案，基于此方向做了大量的努力后，最終找到了本申請(qǐng)?zhí)峁┑膭?chuàng)新解決方案。
[0011]申請(qǐng)人的創(chuàng)新構(gòu)思基于以下CNC的特性:1、同一把刀具在產(chǎn)品一次裝夾過(guò)程中同時(shí)加工的外觀特征，其整體精度由程序和機(jī)臺(tái)保證的特性。2、同一把刀具在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，刀具直徑保持一致的特性。
[0012]如此，基于上述特性，利用CNC自身具備的功能和進(jìn)度，如果在加工完上述外觀特征后，額外加工出與以CNC機(jī)加工件允許公差相對(duì)應(yīng)的臺(tái)階特征;該臺(tái)階特征的尺寸由CNC機(jī)加工件允許公差的上限尺寸和下限尺寸決定，具體根據(jù)其上限尺寸制作正向臺(tái)階特征，根據(jù)其下限尺寸制作負(fù)向臺(tái)階特征。根據(jù)其正向臺(tái)階特征和負(fù)向臺(tái)階特征的有無(wú)，不用借助任何工具和儀器，通過(guò)目視即可初步確認(rèn)通過(guò)CNC加工后的機(jī)加工件的尺寸是否合格。
[0013]本發(fā)明一方面提供了一種CNC機(jī)加工件，所述CNC機(jī)加工件上包括通過(guò)若干刀具加工的外觀特征；
[0014]其中，在CNC機(jī)加工件上的任意XY平面上，設(shè)有采用每一刀具加工的Z向正臺(tái)階特征和Z向負(fù)臺(tái)階特征;所述Z向正臺(tái)階特征的尺寸為Z方向上允許偏差的正上限偏差，所述Z向負(fù)臺(tái)階特征的深度為Z方向上允許偏差的負(fù)下限偏差；
[0015]在CNC機(jī)加工件上的兩個(gè)相互平行的XZ平面上，設(shè)有采用任一刀具在其上側(cè)的XZ平面向Y負(fù)方向加工的Y向負(fù)臺(tái)階特征、以及在其下側(cè)的XZ平面向Y正方向加工的Y向正臺(tái)階特征;所述Y向正臺(tái)階特征的尺寸為在Y方向上允許偏差的正上限偏差，所述Y向負(fù)臺(tái)階特征的的尺寸為在Y方向上允許偏差的負(fù)下限偏差；
[0016]在CNC機(jī)加工件上的兩個(gè)相互平行的ZY平面上，設(shè)有采用任一刀具在其右側(cè)的ZY平面向X負(fù)方向加工的X向負(fù)臺(tái)階特征、以及在其左側(cè)的XZ平面向X正方向加工的X向正臺(tái)階特征;所述X向正臺(tái)階特征的尺寸為在X方向上允許偏差的正上限偏差，所述X向負(fù)臺(tái)階特征的的尺寸為在X方向上允許偏差的負(fù)下限偏差。
[0017]進(jìn)一步地，所述XY平面上設(shè)有刀具標(biāo)號(hào)區(qū)、Z向?qū)Φ讹@示區(qū)和Z向?qū)Φ斗秋@示區(qū)；
[0018]所述刀具標(biāo)號(hào)區(qū)用于標(biāo)記各刀具的號(hào)碼，各刀具的Z向負(fù)臺(tái)階特征加工在所述Z向?qū)Φ讹@示區(qū)內(nèi)，各刀具的Z向正臺(tái)階特征加工在所述Z向?qū)Φ斗秋@區(qū)內(nèi)；
[0019]所述Z向?qū)Φ讹@示區(qū)和Z向?qū)Φ斗秋@示區(qū)分別位于所述刀具標(biāo)號(hào)區(qū)兩側(cè)。
[0020]進(jìn)一步地，所述XY平面為CNC機(jī)加工件的非外觀面。
[0021]進(jìn)一步地，所述兩個(gè)XZ平面分別為機(jī)加工件的上側(cè)面、下側(cè)面。
[0022]進(jìn)一步地，所述兩個(gè)ZY平面分別為機(jī)加工件的左側(cè)面、右側(cè)面。
[0023I 進(jìn)一步地，所述Z方向上允許偏差的正上限偏差為+|Ea| ;所述Z方向上允許偏差的負(fù)下限偏差為-1Ea I ； IEa I的范圍為0-0.1mm;
[0024]所述X方向上允許偏差的正上限偏差為+|Eb|;所述X方向上允許偏差的負(fù)下限偏差為-1Ebl ; IEb I的范圍為0-0.1mm;
[0025]所述Y方向上允許偏差的正上限偏差為+|Ec|;所述Y方向上允許偏差的負(fù)下限偏差為-1Ecl ; IEc I的范圍為0-0.1_。
[0026]本發(fā)明第二方面提供了一種CNC機(jī)加工件的制備方法，包括如下步驟:通過(guò)若干刀具在所述CNC機(jī)加工件上加工外觀特征；
[0027]其中，還包括如下步驟:
[0028]在CNC機(jī)加工件上的任意XY平面上，通過(guò)每一刀具加工Z向正臺(tái)階特征和Z向負(fù)臺(tái)階特征;所述Z向正臺(tái)階特征的尺寸為Z方向上允許偏差的正上限偏差，所述Z向負(fù)臺(tái)階特征的深度為Z方向上允許偏差的負(fù)下限偏差；
[0029]在CNC機(jī)加工件上的兩個(gè)相互平行的XZ平面上，通過(guò)任一刀具在其上側(cè)的XZ平面向Y負(fù)方向加工Y向負(fù)臺(tái)階特征，以及在其下側(cè)的XZ平面向Y正方向加工Y向正臺(tái)階特征;所述Y向正臺(tái)階特征的尺寸為在Y方向上允許偏差的正上限偏差，所述Y向負(fù)臺(tái)階特征的的尺寸為在Y方向上允許偏差的負(fù)下限偏差；
[0030]在CNC機(jī)加工件上的兩個(gè)相互平行的ZY平面上，通過(guò)任一刀具在其右側(cè)的ZY平面向X負(fù)方向加工X向負(fù)臺(tái)階特征，以及在左側(cè)的XZ平面向X正方向加工X向正臺(tái)階特征;所述X向正臺(tái)階特征的尺寸為在X方向上允許偏差的正上限偏差，所述X向負(fù)臺(tái)階特征的的尺寸為在X方向上允許偏差的負(fù)下限偏差。
[0031]進(jìn)一步地，在所述XY平面上設(shè)置刀具標(biāo)號(hào)區(qū)、Z向?qū)Φ讹@示區(qū)和Z向?qū)Φ斗秋@示區(qū)；
[0032]在所述刀具標(biāo)號(hào)區(qū)內(nèi)標(biāo)記各刀具的號(hào)碼;將各刀具的Z向負(fù)臺(tái)階特征加工在所述Z向?qū)Φ讹@示區(qū)內(nèi)，將各刀具的Z向正臺(tái)階特征加工在所述Z向?qū)Φ斗秋@區(qū)內(nèi)；
[0033]所述Z向?qū)Φ讹@示區(qū)和Z向?qū)Φ斗秋@示區(qū)分別位于所述刀具標(biāo)號(hào)區(qū)兩側(cè)。
[0034]進(jìn)一步地，所述XY平面為CNC機(jī)加工件的非外觀面。
[0035]進(jìn)一步地，所述兩個(gè)XZ平面分別為機(jī)加工件的上側(cè)面、下側(cè)面。
[0036]進(jìn)一步地，所述兩個(gè)ZY平面分別為機(jī)加工件的左側(cè)面、右側(cè)面。
[0037]進(jìn)一步地，所述Z方向上允許偏差的正上限偏差為+|Ea|毫米;所述Z方向上允許偏差的負(fù)下限偏差為_(kāi)|Ea|毫米；舊&|的范圍為0-0.1;
[0038]所述X方向上允許偏差的正上限偏差為+I