镜筒零件的精密加工

    1 引言

    镜筒模组是数码相机、手机摄像头、投影机等光学产品中的重要机构件,在其他的数码产品上也有着广泛的应用。镜筒是一种典型的薄壁零件,镜筒壁厚薄的一般只有1～2mm,加工过程中易发生变形,造成装配后镜头的抽动不灵滑,影响成像质量。以某厂的某型号镜筒为例(如图1所示),该镜筒壁厚为1．5mm,在薄壁上还要开槽。在切削过程中,由于径向切削力的作用以及切削热引起零件各部分膨胀不均匀,导致零件槽的薄弱环节处发生变形,最终反映为加工精度如圆度上。而对于需要调焦的镜筒模组,其上面的槽精度直接影响其调焦,所以对此镜筒来说,有两个技术重点:圆度和沟槽的精度。那圆度的达到有两点尤其重要:车床上达到圆度精度和加工中心加工完后仍保持圆度。在这里主要介绍加工中心上的工艺。

    2 工艺分析

    镜筒零件的材料一般是铜材或铝材。但是因为铜的价格比较贵,所以大部分是铝合金件,主要用的是AL6061和AL5056。

    首先我们分析下零件图和技术要求。

    镜筒技术要求:

    (1)壁厚:1.5mm

    (2)曲线槽数量:3条

    (3)圆度:≤0.015mm

    (4)孔槽角度:±2。

    (5)槽宽变化量:≤0.02mm

    (6)表面粗糙度:≤Ra0.1mm

    (7)槽宽度3mm(+0.01,+0.03)

    2.1 装夹

    首先,选择的机床是立式加工中心。此类镜筒零件,沟槽是均布在镜筒表面的,加工时需用到第四轴旋转轴加工,所以加工中心床台上需配备回转台,选择适合镜筒零件加工型号的回转台。零件需设计专门的夹具安装到第四轴上,因零件结构简单,在这里只能选择其唯一的内孔面和一端的端面做为定位基准,夹紧时需选择合适的气压,否则气压过大会导致零件变形,圆度受到影响。在这里根据加工的零件选择MPa气压。另外因为要加工槽,在夹具上需提前把逃刀路加工好,槽的宽度需比零件上的大些以避免加工下倒角时刀铣到夹具。加工夹具时程序和零件加工时的程序可用同一个的,只是刀具换大些即可。其装配图如图2所示。

    2.2 刀具选择

    从技术要求上可以看出,沟槽精度要求很高,槽宽变化需控制在0.02mm之内,如果直接用Φ3.0铣刀进行加工,铣刀直径实际值在Φ2.97～Φ2.99之间,加工出来的槽只有3.0～3.01mm,达不到尺寸要求,而且加工出来的槽的断面不是很光滑,镜筒组装后调焦时会发出“咔咔”的摩擦声,寿命会大打折扣。另外采用Φ2.8铣刀(非标刀具,需定做)和Φ2.0铣刀加工,分为三步来完成: