一种注塑模具成型面上宋体字的雕刻方法

摘要

本发明涉模具成型面上宋体字的雕刻技术，是根据宋体字的笔画粗细不均匀的特点，结合企业的软硬件现状，确定以CAD/CAM软件UG为开发平台，通过CIMATRON和JDpaint编程，实现复杂的宋体字的雕刻CAD/CAM，并在反复调研和实例验证的基础上，提出了系统的功能模块组成，确定雕刻加工此类宋体字的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及模具领域，更具体地说是涉及一种模具成型面上宋体字的雕刻方法。

背景技术

注塑件产品都会刻有各种不同的字，它们起着标识的作用，用于标识产品的材料，产品的代码，产品的名称，产品的物流号，产品的左右标识，等等。在此类注塑件的模具设计和制造过程中，在模具的成型面上生成永久的字体，是注塑模具设计制造过程中的一个重要环节。模具成型面的字体，首先要满足产品设计的功能要求，即是字体的内容的准确性，字体位置的准确性；其二为外观装饰作用，这是要求字体的外观要漂亮，以提高产品的竞争力。现在常规的字体一般多为黑体字和宋体字为主，其中尤以黑体字居多，因为其加工简单，笔画单一，粗细均匀；相反，宋体字则笔画有粗细之分，加工复杂，难度较高，但是呢，其外观则要更漂亮，所以现在很多的产品上选用宋体字，特别是一些国家标准上指定需要宋体字的，诸如国家3C强制认证标志，指定字体就是宋体字。然而，限于当前的加工实际水平以及加工机床的特性，在模具型上雕刻宋体字一直没有好的办法。在前期的产品设计阶段，设计者考虑到实际的制造技术，一般都会避免设计此类字体，常用的字体仍是黑体字，但是当遇到诸如3C标志时，就得必须选择宋体字了。在目前来说，一般都是采取电腐蚀加工技术及EDM放电加工两种方法，但是，此种方法加工的字体比较粗糙，不能控制其尺寸及精度，特别是字体的位置不能确定，人为因素过多，有时会影响注塑产品的使用性能。虽现在有镜面电腐蚀加工技术，但其加工时间过长，成本过大，而且前期的机床投资也比较大，所以，如何在注塑模具上雕刻宋体字已成为模具制造企业的迫切需要解决的难题，突破此难题就能实现宋体字在模具产品上的广泛运用和制造，以提高产品的附加值和竞争力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种注塑模具成型面上宋体字的雕刻方法，实现复杂的宋体字的雕刻。

一种注塑模具成型面上宋体字的雕刻方法大，包括：

1)宋体字在产品上的设计，

选择字体与产品脱模方向平行，这样使得设计出来的字体较为光顺和平滑，把字体设计在平缓的产品表面，这样才能为后道工序提供便捷，当遇到不规则的产品或者复杂的产品曲面时，选择开阔的区域设计字体，为编程时提供更好的运算法则；

2)模具宋体字的设计，在得到产品数据时，应先根据产品的数据进行模具的设计，同时，必须保留字体与产品之间的关联关系，在模具设计结束时，连带此参数关系一同导入到编程软件中，以供编程用；

3)宋体字加工策略的确定，

确定字体加工范围和加工工艺，以及根据加工的目的和要求来设定基本加工参数，为刀具路径的生成规定方向，

对于此模具成型表面上的字体的加工来说，首当其冲的是划分加工范围。考虑到宋体字的字体大小不一，宽细不一，所以在加工时一般很难用SRFPRF的单线加工方式，此种方式只实用于黑体字的加工，所以一般采取SRFPKT的走刀方式进行精加工。在加工时还得分两步来：首先确定字体的大小，合理地选择编程的刀具，相较于此类宽细不一的宋体字来说，一般选择带有锥度的平底刀，这样加工后的字体的侧壁就会有比较好的脱模角度；在对宋体字的底面进行精加工时，一般采取SRFPKT的环形加工方式进行以切除余量，且在加工时需要从中心向外扩散，这样以保证最后一刀都会修边一次；

对于此模具成型表面上的字体的加工来说，首当其冲的是划分加工范围。考虑到宋体字的字体大小不一，宽细不一，所以采取SRFPKT的走刀方式进行精加工，在加工时还得分两步来：首先确定字体的大小，选择编程的刀具，相较于此类宽细不一的宋体字来说，选择带有锥度的平底刀；在对宋体字的底面进行精加工时，采取SRFPKT的环形加工方式进行以切除余量，且在加工时需要从中心向外扩散，这样以保证最后一刀都会修边一次；

模具成型表面上宋体字的雕刻技术的关键要素是确保字体的侧壁和底面的光顺，光滑，和光洁度，采取累积加工方式进行，即在用SRFPKT的走刀方式进行精加工时，每次只会加工0.02MM的切削量，以确保最后一层的切削量最少，起到最关键的收光的作用；

在计算刻字的程序时，收缩加工范围，也就是先用一个小的虚拟的边界线进行字体程序的计算，计算时需要计算出刀具的锥度夹角和深度的三角关系，就会得出最终的模具成型表面刻字的加工程序，这样计算后得出的程序在实际加工后就会比较符合字体的设计意图，程序计算后还需要要进行程序的连接调整，使得程序的抬刀、空刀、进刀、退刀都在安全值范围内；

4)刻字刀具路径的生成

在核对程序并进行软件的模拟后，对刀具路径进行优化，调整加工参数，对进刀、退刀、加工、空走刀的位置分别设定标志，并根据精雕加工原理及相应算法，获得精雕加工文件；

5)后置处理:在对程序模拟并确认安全后，根据不同机床选择不同的后处理文件，生成相应机床能直接读取的G代码程序，直接由机床读取并运行，精雕加工G代码通过刀位文件的后处理直接生成。

本发明是将相对复杂的宋体字通过设定最恰当的加工范围，合理选择加工刀具，分层累加地进行加工，从而得到最真实的加工程序。这样的加工方法，有效地执行了设计的意图，准确的反映出字体在产品上的位置，合理避免了刻字刀具在加工过程中的过切、断刀和跳刀现象。因程序较为简单，后处理的计算量不是太大，所以程序占用的存储空间相对较小。在实际加工时，数据的传输速度是较顺畅的，不存在数据传输的停顿和嵌套现象，使得加工出来的宋体字的笔画匀称，边缘整齐，字体的底部光顺平滑，字体的位置符合设计的要求。

具体实施方式

以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

注塑模具成型面上宋体字的雕刻方法，包括以下步骤：

1.宋体字在产品上的设计：

在产品设计过程中，根据产品客户的要求和国家法规的强制要求，合理确定产品上的字的位置，合理确定字体，避免一些难以实现的字体，多选择一些简单线条的字体。在涉及宋体的字体时，重点需要考虑字体的大小，字体的位置。在产品表面的空间位置关系上，确定字体的方向，是与产品表面是法向垂直还是与脱模方向平行，当然，为了我们的加工方便与产品的实际生产，我们定当选择字体与产品脱模方向平行，这样使得设计出来的字体较为光顺和平滑。

在此过程中，重点关注的是一定要把字体设计在比较平缓的产品表面，这样才能为后道工序提供便捷。如果，当遇到不规则的产品或者比较复杂的产品曲面时，产品设计就更加考虑到后期的加工方便，在不影响产品的功能的情况下，合理选择较为开阔的区域设计字体，为编程时提供更好的运算法则。这样做也是方便在编程时可以考虑的更多些因素。

2.模具宋体字的设计：

在得到产品数据时，应先根据产品的数据进行模具的设计，同时，必须保留字体与产品之间的关联关系，在使用Unigraphics设计过程中，其有个专有名词，也就是一种“参数关系”。只要在设计过程中没有删除掉此参数关系，那么就可以对模具进行任意的设计，都不会影响到字体的形状及其固有的性质。在模具设计结束时，连带此参数关系一同导入到编程软件中，以供编程用。

在设计模具时，要重点考虑到字体在模具成型表面的这一特性，所以要考虑到注塑时的塑胶的流动和成型后模具的脱模问题。要考虑到侧壁的脱模角度要足够大，要考虑到侧壁与底面之间圆角过渡，此圆角要方便在雕刻字体时一并加工出来。也就是说此过程中要考虑到加工的便捷和实际的要求相结合，兼顾二者。

3、宋体字加工策略的确定：

确定字体加工范围和加工工艺，以及根据加工的目的和要求来设定基本加工参数，为刀具路径的生成规定方向。

对于此模具成型表面上的字体的加工来说，首当其冲的是划分加工范围。考虑到宋体字的字体大小不一，宽细不一，所以在加工时一般很难用SRFPRF的单线加工方式，此种方式只实用于黑体字的加工，所以一般采取SRFPKT的走刀方式进行精加工。在加工时还得分两步来：首先确定字体的大小，合理地选择编程的刀具，相较于此类宽细不一的宋体字来说，一般选择带有锥度的平底刀，这样加工后的字体的侧壁就会有比较好的脱模角度；在对宋体字的底面进行精加工时，一般采取SRFPKT的环形加工方式进行以切除余量，且在加工时需要从中心向外扩散，这样以保证最后一刀都会修边一次。

模具成型表面上宋体字的雕刻技术的关键要素是确保字体的侧壁和底面的光顺，光滑，和光洁度。一般会采取累积加工方式进行。即在用SRFPKT的走刀方式进行精加工时，每次只会加工0.02MM的切削量，如字体的深度在0.2MM，则需要累加十个程序，以确保最后一层的切削量最少，起到最关键的收光的作用。

在计算刻字的程序时，应适当地收缩加工范围，也就是先用一个较小的虚拟的边界线进行字体程序的计算，计算时需要计算出刀具的锥度夹角和深度的三角关系，就会得出最终的模具成型表面刻字的加工程序，这样计算后得出的程序在实际加工后就会比较符合字体的设计意图。程序计算后还需要要适当地进行程序的连接调整，使得程序的抬刀、空刀、进刀、退刀都在安全值范围内。

4、刻字刀具路径的生成：

在仔细核对程序并进行软件的模拟后，就可以对刀具路径进行优化，调整加工参数，对进刀、退刀、加工、空走刀的位置分别设定标志，并根据精雕加工原理及相应算法，获得精雕加工文件。

5、后置处理:在对程序模拟并确认安全后，就可以根据不同机床选择不同的后处理文件，生成相应机床能直接读取的G代码程序，直接由机床读取并运行，精雕加工G代码通过刀位文件的后处理直接生成。