CN103543695A - 用于电脑数值控制的模具加工方法及模具加工*** - Google Patents

用于电脑数值控制的模具加工方法及模具加工*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电脑数值控制的模具加工方法包含：建立一立体图案；以该立体图案对一模具材料进行初步加工；计算对应该立体图案的一总加工面积；根据该总加工面积以及一预定加工面积将该立体图案划分为多个精雕区域，且使每两个相邻精雕区域的分界线对应该立体图案的棱线；以及对每一该精雕区域进行精雕加工，且于每两个相邻精雕区域的分界线处进行换刀。通过本发明加工完成的模具可制造出无换刀痕迹以及高表面光泽的产品，以真实呈现原立体图案的设计。此外，本发明还可省去后加工抛光研磨且减低工时，进而提升经济效益。

Description

用于电脑数值控制的模具加工方法及模具加工***
技术领域
本发明有关于一种模具加工方法及模具加工***，且特别有关于一种用于电脑数值控制的模具加工方法及模具加工***。
背景技术
一般而言，如果想要在用于塑胶射出成型的模具上做出立体图案，可利用电脑数值控制（computer numerical control,CNC）技术来实现。CNC是利用NC程序指令输入数控***的存储器后，经由电脑编译计算，通过位移控制***，将2D或3D的文件传至驱动器以驱动马达的过程，来切削模具表面，使模具表面呈现不同深度和变化曲面的立体纹路效果。
请参阅图1，图1为先前技术的CNC加工的流程图。如图1所示，现有CNC加工先执行步骤S100，以电脑辅助设计（computer aided design,CAD）软件建立立体图档。接着，执行步骤S102，以电脑辅助制造（computer aidedmanufacturing,CAM）软件进行加工规划。接着，执行步骤S104，以CNC工具机进行粗加工。最后，执行步骤S106，以CNC工具机进行细加工。然而，现有CNC加工一般都会产生下列问题：
1)一刀从开始加工至完成面积大于10000平方毫米以上的立体图案，将造成明显刀具磨损的走刀痕迹，使得产品外观光泽不均；
2)刀具磨损后换新刀，将造成产品有明显的接刀痕迹和表面光泽不均的现象；
3)加工完成后，因表面不平整无高光泽效果，再进行手工抛光，造成图案棱线变形，光影折射角混乱；以及
4)加工完成后，再利用喷漆或是喷砂来修饰刀具痕迹，添增二次加工的工时和成本，且无法达到亮面的效果。
发明内容
本发明提供一种用于电脑数值控制的模具加工方法及模具加工***，以解决上述的问题。
根据一实施例，本发明的用于电脑数值控制的模具加工方法包含：建立一立体图案；以该立体图案对一模具材料进行初步加工；计算对应该立体图案的一总加工面积；根据该总加工面积以及一预定加工面积将该立体图案划分为多个精雕区域，且使每两个相邻精雕区域的分界线对应该立体图案的棱线；以及对每一该精雕区域进行精雕加工，且于每两个相邻精雕区域的分界线处进行换刀。
于此实施例中，每两个相邻精雕区域的走刀方向相反。
于此实施例中，每两个相邻精雕区域的分界线为该两个相邻精雕区域的下刀处或退刀处。
于此实施例中，每两个相邻精雕区域的分界线对应该立体图案的最高点的连线。
根据另一实施例，本发明的用于电脑数值控制的模具加工***包含一图案建立模块、一计算模块、一区域划分模块以及一加工模块。该图案建立模块用以建立一立体图案。该计算模块用以计算对应该立体图案的一总加工面积。该区域划分模块用以根据该总加工面积以及一预定加工面积将该立体图案划分为多个精雕区域，且使每两个相邻精雕区域的分界线对应该立体图案的棱线。该加工模块用以于该立体图案建立后以该立体图案对一模具材料进行初步加工，并且于该精雕区域划分完成后对每一该精雕区域进行精雕加工，其中该加工模块于每两个相邻精雕区域的分界线处进行换刀。
于此实施例中，每两个相邻精雕区域的走刀方向相反。
于此实施例中，每两个相邻精雕区域的分界线为该两个相邻精雕区域的下刀处或退刀处。
于此实施例中，每两个相邻精雕区域的分界线对应该立体图案的最高点的连线。
根据另一实施例，本发明的用于电脑数值控制的模具加工方法包含：建立一立体图案；以该立体图案对一模具材料进行初步加工；以及于对应该立体图案的棱线处下刀，以对该模具材料进行精雕加工。
综上所述，本发明根据总加工面积以及预定加工面积将立体图案划分为多个精雕区域，且使每两个相邻精雕区域的分界线对应立体图案的棱线。在对每一个精雕区域进行精雕加工后，本发明于每两个相邻精雕区域的分界线处进行换刀。由于每两个相邻精雕区域的分界线对应立体图案的棱线（也即，立体图案的最高点的连线），换刀处即是对应产品表面图案的最低点，因光线的散射，不易看到换刀的痕迹。此外，由于每两个相邻精雕区域的分界线为两个相邻精雕区域的下刀处或退刀处（也即，不同精雕区域的下刀处或退刀处相对应），不易发现刀具磨损痕迹。若是总加工面积小于预定加工面积，本发明可于对应立体图案的棱线处下刀，以直接对模具材料进行精雕加工，无须划分精雕区域。因此，通过本发明加工完成的模具可制造出无换刀痕迹以及高表面光泽的产品，以真实呈现原立体图案的设计。此外，本发明还可省去后加工抛光研磨且减低工时，进而提升经济效益。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
附图说明
图1为先前技术的CNC加工的流程图。
图2为根据本发明一实施例的用于电脑数值控制的模具加工***的功能方块图。
图3为根据本发明一实施例的用于电脑数值控制的模具加工方法的流程图。
图4为一立体图案的示意图。
图5为另一立体图案的示意图。
图6为另一立体图案的示意图。
图7为另一立体图案的示意图。
图8为通过本发明的模具加工方法制造的模具的示意图。
图9为通过本发明的模具加工方法制造的另一模具的示意图。
其中，附图标记说明如下：
1：模具加工***
3、3′、3″、3′″：立体图案
5、5′：模具
10：图案建立模块
12：计算模块
14：区域划分模块
16：加工模块
30a-30g：精雕区域
32、32a-32f：分界线
34a-34g：走刀方向
36：特殊图案
S100-S106、S200-S218：步骤
具体实施方式
请参阅图2至图4，图2为根据本发明一实施例的用于电脑数值控制的模具加工***1的功能方块图，图3为根据本发明一实施例的用于电脑数值控制的模具加工方法的流程图，图4为一立体图案3的示意图。图3中的模具加工方法可利用图2中的模具加工***1来实现。于实际应用中，图2中的模具加工***1与图3中的模具加工方法可内建于电脑数值控制（computernumerical control,CNC）的工具机中。
如图2所示，模具加工***1包含一图案建立模块10、一计算模块12、一区域划分模块14以及一加工模块16。于此实施例中，图案建立模块10、计算模块12、区域划分模块14以及加工模块16可分别通过软件、硬件或软硬件的组合来实现。
利用图2中的模具加工***1与图3中的模具加工方法来加工模具时，首先，执行步骤S200，图案建立模块10建立一立体图案3，如图4所示。于实际应用中，图案建立模块10可以电脑辅助设计（computer aided design,CAD）软件建立立体图案3。接着，执行步骤S202，图案建立模块10以电脑辅助制造（computer aided manufacturing,CAM）软件进行加工规划。接着，执行步骤S204，图案建立模块10检验立体图案3的精度是否有瑕疵。若立体图案3的精度有瑕疵（例如，图案线条交叠），则回到步骤S200，重新建立立体图档3。若立体图案3的精度无瑕疵，则执行步骤S206，加工模块16根据模具材料选择适合对模具材料进行加工的刀具。举例而言，若模具材料为钢材，可选择钨钢刀具来进行加工。于此实施例中，加工模块16于立体图案3建立后先以立体图案3对模具材料进行初步加工。上述的初步加工可包含图3中的步骤S208以及步骤S210，其中步骤S208利用CNC工具机以立体图案3对模具材料进行粗加工，而步骤S210利用CNC工具机以立体图案3对模具材料进行细加工。
接着，执行步骤S212，计算模块12计算对应立体图案3的一总加工面积。接着，执行步骤S214，区域划分模块14根据总加工面积以及一预定加工面积将立体图案3划分为多个精雕区域，且使每两个相邻精雕区域的分界线对应立体图案3的棱线。举例而言，若总加工面积为20000平方毫米，且预定加工面积为10000平方毫米，则区域划分模块14会将立体图案3划分为如图3所示的两个精雕区域30a、30b，且两个相邻精雕区域30a、30b的分界线32对应立体图案3的棱线。于此实施例中，两个相邻精雕区域30a、30b的分界线32对应立体图案3的最高点的连线。此外，两个相邻精雕区域30a、30b的分界线32的走向呈如图4所示的45度角分布。
于精雕区域30a、30b划分完成后，执行步骤S216，加工模块16评估所需刀具数量、规格并且定义每一个精雕区域30a、30b的走刀方向34a、34b。于此实施例中，两个相邻精雕区域30a、30b的走刀方向34a、34b相反，且两个相邻精雕区域30a、30b的分界线32为两个相邻精雕区域30a、30b的下刀处或退刀处。
接着，执行步骤S218，加工模块16对每一个精雕区域30a、30b进行精雕加工，且于两个相邻精雕区域30a、30b的分界线32处进行换刀。举例而言，加工模块16可沿走刀方向34a先对精雕区域30a进行精雕加工。在加工完精雕区域30a后，自分界线32处退刀以进行换刀。接着，再沿走刀方向34b对精雕区域30b进行精雕加工。在加工完精雕区域30b后，一样自分界线32处退刀。需说明的是，加工模块16也可自分界线32下刀再分别沿走刀方向34a、34b的反方向对精雕区域30a、30b进行精雕加工。
由于两个相邻精雕区域30a、30b的分界线32对应立体图案3的棱线（也即，立体图案3的最高点的连线），换刀处即是对应产品表面图案的最低点，因光线的散射，不易看到换刀的痕迹。此外，由于两个相邻精雕区域30a、30b的分界线32为两个相邻精雕区域30a、30b的下刀处或退刀处（也即，不同精雕区域的下刀处或退刀处相对应），不易发现刀具磨损痕迹。此外，分界线32的走向呈如图4所示的45度角分布可得到较佳的表面效果。
请参阅图5，图5为另一立体图案3'的示意图。立体图案3'与上述的立体图案3的主要不同之处在于，立体图案3'中存在一特殊图案36。若立体图案3'中存在特殊图案36，则区域划分模块14会将特殊图案36视为一独立的精雕区域。于此实施例中，特殊图案36可为线条组成特别复杂的图案。需说明的是，以立体图案3'来进行模具加工时，加工步骤皆与前述大致相同，在此不再赘述。
请参阅图6，图6为另一立体图案3″的示意图。立体图案3″与上述的立体图案3的主要不同之处在于，立体图案3″被划分为七个精雕区域30a-30g。如图6所示，每两个相邻精雕区域30a-30g的走刀方向34a-34g相反。此外，每两个相邻精雕区域30a-30g的分界线32a-32f为两个相邻精雕区域的下刀处或退刀处（例如，分界线32a为两个相邻精雕区域30a、30b的下刀处或退刀处，分界线32b为两个相邻精雕区域30b、30c的下刀处或退刀处，以此类推）。再者，加工模块16于每两个相邻精雕区域30a-30g的分界线32a-32f处进行换刀。需说明的是，以立体图案3″来进行模具加工时，加工步骤皆与前述大致相同，在此不再赘述。
请参阅图7，图7为另一立体图案3′″的示意图。立体图案3′″与上述的立体图案3的主要不同之处在于，立体图案3′″没有被划分成多个精雕区域。若是总加工面积（例如，5000平方毫米）小于预定加工面积（例如，10000平方毫米），本发明可于对应立体图案3′″的棱线处下刀，以直接对模具材料进行精雕加工，无须划分精雕区域。换言之，整个立体图案3′″即为单一的精雕区域。需说明的是，以立体图案3′″来进行模具加工时，加工步骤皆与前述大致相同，在此不再赘述。
请参阅图8以及图9，图8为通过本发明的模具加工方法制造的模具5的示意图，图9为通过本发明的模具加工方法制造的另一模具5'的示意图。如图8所示，模具5的表面立体图案呈规则状。如图9所示，模具5'的表面立体图案呈不规则状。换言之，任何的立体图案皆可经由本发明的模具加工方法及模具加工***1成型于模具上。
综上所述，本发明根据总加工面积以及预定加工面积将立体图案划分为多个精雕区域，且使每两个相邻精雕区域的分界线对应立体图案的棱线。在对每一个精雕区域进行精雕加工后，本发明于每两个相邻精雕区域的分界线处进行换刀。由于每两个相邻精雕区域的分界线对应立体图案的棱线（也即，立体图案的最高点的连线），换刀处即是对应产品表面图案的最低点，因光线的散射，不易看到换刀的痕迹。此外，由于每两个相邻精雕区域的分界线为两个相邻精雕区域的下刀处或退刀处（也即，不同精雕区域的下刀处或退刀处相对应），不易发现刀具磨损痕迹。若是总加工面积小于预定加工面积，本发明可于对应立体图案的棱线处下刀，以直接对模具材料进行精雕加工，无须划分精雕区域。因此，通过本发明加工完成的模具可制造出无换刀痕迹以及高表面光泽的产品，以真实呈现原立体图案的设计。此外，本发明还可省去后加工抛光研磨且减低工时，进而提升经济效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (16)

1.一种用于电脑数值控制的模具加工方法，包含：
建立一立体图案；
以该立体图案对一模具材料进行初步加工；
计算对应该立体图案的一总加工面积；
根据该总加工面积以及一预定加工面积将该立体图案划分为多个精雕区域，且使每两个相邻精雕区域的分界线对应该立体图案的棱线；以及
对每一该精雕区域进行精雕加工，且于每两个相邻精雕区域的分界线处进行换刀。
2.如权利要求1所述的用于电脑数值控制的模具加工方法，其中每两个相邻精雕区域的走刀方向相反。
3.如权利要求1所述的用于电脑数值控制的模具加工方法，其中每两个相邻精雕区域的分界线为该两个相邻精雕区域的下刀处或退刀处。
4.如权利要求1所述的用于电脑数值控制的模具加工方法，其中每两个相邻精雕区域的分界线的走向呈45度角分布。
5.如权利要求1所述的用于电脑数值控制的模具加工方法，其中每两个相邻精雕区域的分界线对应该立体图案的最高点的连线。
6.如权利要求1所述的用于电脑数值控制的模具加工方法，还包含：
根据该模具材料选择适合对该模具材料进行加工的刀具。
7.如权利要求1所述的用于电脑数值控制的模具加工方法，还包含：
若该立体图案中存在一特殊图案，将该特殊图案视为一独立的精雕区域。
8.一种用于电脑数值控制的模具加工***，包含：
一图案建立模块，用以建立一立体图案；
一计算模块，用以计算对应该立体图案的一总加工面积；
一区域划分模块，用以根据该总加工面积以及一预定加工面积将该立体图案划分为多个精雕区域，且使每两个相邻精雕区域的分界线对应该立体图案的棱线；以及
一加工模块，用以于该立体图案建立后以该立体图案对一模具材料进行初步加工，并且于该精雕区域划分完成后对每一该精雕区域进行精雕加工，其中该加工模块于每两个相邻精雕区域的分界线处进行换刀。
9.如权利要求8所述的用于电脑数值控制的模具加工***，其中每两个相邻精雕区域的走刀方向相反。
10.如权利要求8所述的用于电脑数值控制的模具加工***，其中每两个相邻精雕区域的分界线为该两个相邻精雕区域的下刀处或退刀处。
11.如权利要求8所述的用于电脑数值控制的模具加工***，其中每两个相邻精雕区域的分界线的走向呈45度角分布。
12.如权利要求8所述的用于电脑数值控制的模具加工***，其中每两个相邻精雕区域的分界线对应该立体图案的最高点的连线。
13.如权利要求8所述的用于电脑数值控制的模具加工***，其中该加工模块根据该模具材料选择适合对该模具材料进行加工的刀具。
14.如权利要求8所述的用于电脑数值控制的模具加工***，其中若该立体图案中存在一特殊图案，该区域划分模块将该特殊图案视为一独立的精雕区域。
15.一种用于电脑数值控制的模具加工方法，包含：
建立一立体图案；
以该立体图案对一模具材料进行初步加工；以及
于对应该立体图案的棱线处下刀，以对该模具材料进行精雕加工。
16.如权利要求15所述的用于电脑数值控制的模具加工方法，还包含：
根据该模具材料选择适合对该模具材料进行加工的刀具。
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