摩托車頭盔想必大家都不陌生，這是每個(gè)騎車有安全意識(shí)的人必備的安全防護(hù)工具，特別是喜歡喜歡摩拖車的男性朋友。

今天就來跟大家介紹一下一款摩托車頭盔鏡片模具型芯如何制作的加工。

大家都知道一款好的摩托車頭盔上的塑料鏡片能起到防風(fēng)、擋沙以及緩速的效果，直接影響到騎乘者行車和運(yùn)動(dòng)的安全性。

這篇文章就讓你明白摩托車頭盔鏡片模具型芯的五軸數(shù)控加工，以頭盔鏡片模具型芯的數(shù)控加工為例，介紹了該模具零件的數(shù)控加工方法。當(dāng)前模具制造行業(yè)中，三軸數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用并且相對(duì)成熟，但隨著五軸數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與推進(jìn)，先進(jìn)的五軸數(shù)控加工技術(shù)在市場上體現(xiàn)出了明顯的優(yōu)越性。

一般市面上的塑料光學(xué)鏡片需要有精密的模具來保證，以使注射成型的鏡片能達(dá)到要求的光學(xué)技術(shù)指標(biāo)（零屈光度、零散光度），加工一塊頭盔鏡片也是有一定難度的。

鏡片模具屬于高精密塑料模具，其模具表面形狀復(fù)雜、材料難以切削、精度要求高，其制造及加工工藝比一般精密塑料模具具有更高的要求。

圖1 摩托車頭盔上的鏡片

一、頭盔鏡片模具型芯的工藝分析

圖2 頭盔鏡片模具型芯零件圖

看上圖分析該零件圖可知：該零件的尺寸大小為330X200X213mm，與型腔配合間隙小于0.02mm，毛坯材料采用的是STAVAXESR（S136）高級(jí)不銹模具鋼。

零件主要以曲面為主，且多為陡峭面，曲面高度差最大約185mm，底部側(cè)面有一個(gè)水冷孔腔，周邊倒圓角尺寸小為R0.8，形狀一般都是曲面的，這也是難度所在。

其中，如圖2 所示的黃色曲面要求較高：曲面的表面粗糙度值Ra=0.8μm 和廓形精度有較高要求；曲面高度差較大；有凸出的倒扣，如圖2 所示的紅色部分。因此該零件的主要加工難點(diǎn)就在于此成型面。

這就是頭盔模具大體工藝數(shù)據(jù)，希望你不要被這些工藝的數(shù)據(jù)嚇著，相信數(shù)據(jù)是會(huì)說話的，會(huì)幫你構(gòu)建一個(gè)具體產(chǎn)品模型。

二、頭盔鏡片模具型芯采用的加工方法

通過以上面的工藝分析，針對(duì)該零件的加工精度和表面質(zhì)量比較高的特點(diǎn)，對(duì)其加工采取機(jī)械和研磨相結(jié)合的方法來進(jìn)行，能夠使用機(jī)械加工的曲面盡量機(jī)加工，達(dá)到Ra0.8 后，再采用人工拋光研磨達(dá)到Ra0.01，以使鏡片模具表面保持良好的平整度，達(dá)到零屈光度和零散光度。

三、給它挑選一臺(tái)適合的機(jī)床

圖3 所示的黃色曲面為該零件的主要加工難點(diǎn)。如果采用傳統(tǒng)的三軸加工中心來加工該曲面，由于有倒扣位置、較小的圓角和過高的落差，須進(jìn)行多次裝夾（至少三次以上）或進(jìn)行電火花加工。

下面對(duì)比一下幾種加工方法的優(yōu)劣特性~~~

如果采用多次裝夾，受夾具制造精度和操作工人的操作水平的影響，曲面的加工精度和表面質(zhì)量難以保證，會(huì)出現(xiàn)接刀痕、加工余量不均勻、表面質(zhì)量不均勻等問題，增加后續(xù)拋光研磨的加工難度，增加了拋光的時(shí)間。

如果采用電加工，由于零件尺寸較大，所需銅公尺寸也較大，且需制造專用夾具，因此同樣會(huì)出現(xiàn)采用多次裝夾所產(chǎn)生的上述問題；而且制造夾具和銅公的成本較大，效率低，生產(chǎn)周期較長。

圖3 頭盔鏡片模具型芯的3D 圖

如果采用五軸加工中心來加工該曲面，在無需專用夾具的情況下一次裝夾就可完成，降低了夾具的成本，避免了多次裝夾所帶來的問題。

而且在五軸機(jī)床加工，由于刀具/ 工件的位姿角隨時(shí)可調(diào)，不僅刀具可以懸伸很短，保證了剛性和可加工性，還可以時(shí)時(shí)充分利用刀具的最佳切削點(diǎn)來進(jìn)行切削，或用線接觸成形的螺旋立銑刀來代替點(diǎn)接觸成形的球頭銑刀，甚至還可以通過進(jìn)一步優(yōu)化刀具/ 工件的位姿角來進(jìn)行銑削，從而獲得更高的切削速度和切削線寬。

通過對(duì)比分析還是采用五軸加工中心來加工該曲面比較合適，可以獲得更高的切削效率和更好的加工表面質(zhì)量。

但是，根據(jù)模具零件加工的特點(diǎn)和機(jī)床新工藝的要求，在模具零件的生產(chǎn)過程中，不可能靠一兩臺(tái)數(shù)控機(jī)床完成零件的全部加工工序—粗加工、半精加工、精加工和超精加工。其原因是顯而易見的—在一臺(tái)適用于所有類型工序和工作負(fù)荷的機(jī)床上，要想保持良好的精度是完全不可能的。

例如在粗加工時(shí)，機(jī)床的導(dǎo)軌、滾珠絲桿和主軸軸承將處于大的壓力和負(fù)荷之下，這將會(huì)對(duì)機(jī)床的精度產(chǎn)生很大的影響。

因此在兼顧經(jīng)濟(jì)性和高精度的前提下，加工該零件應(yīng)該選用在專用三軸數(shù)控銑床上開粗，在專用三軸加工中心上進(jìn)行精加工，并對(duì)成型曲面留有加工余量，在五軸加工中心上完成成型曲面的精加工。

四、加工工藝方案，12步一站到底

擬定的頭盔鏡片模具型芯的加工工藝方案如下：

1、用電火花線切割割出模具毛坯。毛坯預(yù)處理硬度為HB200，精磨底面和頂面作為基準(zhǔn)平面。

2、以頂面作為基準(zhǔn)，安裝在數(shù)控銑床工作臺(tái)上，四面分中，粗加工底面槽，留有0.3mm 余量。

3、精加工底面槽，留余量為0。

4、加工底面孔，先打中心鉆。

5、用啄鉆方式加工φ5和φ12 的孔。

6、翻側(cè)工件，加工側(cè)面孔，先打中心鉆。

7、用啄鉆方式加工φ12 的孔。

8、用底面為基準(zhǔn)，四面分中，粗加工頂面，留有0.5mm 余量。

9、用小刀二次粗加工不均勻殘留部分。

10、拆下工件，熱處理并且回火至HRC50 度。把熱處理完的工件，以底面為基準(zhǔn)，安裝在精加工中心上，精加工頂部曲面，余量為0.015，其中成型部分曲面留有0.1mm余量。

11、以底面為基準(zhǔn)，安裝在五軸加工中心上，精加工成型部位曲面和倒扣位置，留有0.01mm 余量。

12、拋光。

五、來點(diǎn)數(shù)控編程，寫點(diǎn)代碼

該零件采用DELCAM 公司的POWERMILL 軟件進(jìn)行數(shù)控編程。編制數(shù)控編程程序表如下。

數(shù)控編程程序表，點(diǎn)擊放大查看

完成后的頭盔鏡片模具型芯的加工結(jié)果如圖4 所示，工件表面質(zhì)量達(dá)到要求，各表面均勻一致。

圖4 頭盔鏡片模具型芯的加工結(jié)果

六、尾巴就是完成了

重點(diǎn)是：新網(wǎng)紅產(chǎn)品最佳配置：三線立式加工中心850plus+發(fā)那科plus（1）+a電機(jī)配置+5軸轉(zhuǎn)臺(tái)！

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頭盔鏡片模具型芯的成型面和倒扣位置經(jīng)過五軸加工中心一次裝夾加工完成，表面質(zhì)量達(dá)到了預(yù)想的效果，并且提高了生產(chǎn)效率，達(dá)到了客戶要求的技術(shù)參數(shù)，體現(xiàn)出了先進(jìn)的五軸數(shù)控加工技術(shù)在市場上的優(yōu)越性。這個(gè)加工方案也能為同類模具曲面加工提供借鑒。