2024年4月9日发(作者：东依柔)
手机外壳的设计与数控加工研究
摘要 手机产品日益趋向于小巧精致化，曲面设计呈流线感，零件配合更具
严密性，对外壳设计及加工精度要求逐步提升，故把握手机外壳设计及其数控加
工工艺，对后续高效落实此方面设计及数控加工技术工作较为重要。
关键词：手机外壳；数控加工；设计；
前言
现阶段，手机产品外壳精度不断提升，尤其是对配合部位。此次对手机产品
外壳设计所选材料为有机玻璃，因手板上面按键及所安设屏幕凹腔相对较多，手
板较薄，故做好手机外壳设计及其数控加工层面进一步研究，现实意义较为突出。
1.
设计工艺
一是，制定工艺路线。需与工件相结合，分两次予以加工，要求先对手机壳
的内壁予以加工，把基准铣好。翻转180°后装夹，对外表面和按键屏幕予以加
工。先实施外表面加工，再实施内壁加工，二次加工处理难以有效定位的装夹；
二是，手机外壳仅为1.5mm壁厚，外表面加工期间破碎、变形极易发生，故需在
已完成加工型腔内做好填充物有效填充后作为支撑部分，此次工艺设计选定填充
物是石膏。切勿先对按键孔或者显示屏相应通孔部位实施加工处理，而后实施石
膏填充，以免成品及填充物无法有效分离；三是，先对曲面予以恢复修剪处理，
手机外壳处手板表面的通孔需遮盖好，予以整面加工，而后挖槽将通孔加工完成，
防止加工至通孔位置，刀路起伏缺乏顺畅性，影响切削力的均匀性，以至于崩角、
塌角、成品受损情况产生。
1.
数控加工实施过程
2.1在手板型腔层面
[1]
一是，在处理图像层面。结合胚料尺寸实施毛坯平面构建，基准边框画出，
基准截角设好，即为6*45°。进入至NC，将加工处理全新坐标系M-MODE确立起
来。以坐标原点作为中心部分，ZX平面处呈180°实施整个图形翻转，镜像命令
切勿使用。对手机外壳上盖顶面位置内轮廓线实施毛坯面修剪处理，将手机外壳
上盖部分内表面完全裸露出来，把毛坯侧面及底面画出。X、Y轴的加工原点务必
和图形中心位置重合，手机外壳上盖顶面则作为Z轴原点；二是，在工件装夹层
面。借助平口钳将毛胚料夹紧，确保16mm以上范围露出，长宽度均需确保和电
脑所绘制图形呈相同大小。x、Y实施简单分中，针对胚料顶面则降至lmm作为
z轴原点，予以对刀处理；三是，在编程加工层面。选定10直径端铣刀D10，借
助Masteream软件实施走刀方式的设定，对顶面实施精加工处理，各项参数即为：
下刀量设每刀为lmm、刀具转速设2000r／min、进给速度设800mm／min，铣削范
围设Z=lmm~z=Z=0mm，表面位置多余材料均需铣去，平整表面，并把面铣程序合
理设定好；借助Mastel'ealn系统软件，将走刀方式合理设定好，即粗加工处理
曲面、挖槽、型腔的粗加工等。下刀量设每刀为lmm、刀具转速设2000r／min、
进给速度设2000mm／min，余量留0.3mm，便于预留好精加工处理位置，逐步加
工至腔底部位；选定6mm直径端D6铣刀，因工件内腔周边最小圆角为R1.5mm，
刀具若为5mm半径情况下，粗加工往往很难实施，残留相对较大余量。需先实施
清角后，予以精加工，以免精加工该位置受力骤然变大，致使振动过切、断刀情
况产生。设定走刀方式，即为粗加工处理曲面及挖槽处理方式，对型腔实施半精
加工处理，下刀量设每刀为0.5mm、刀具转速设1800r／min、进给速度设1200mm
／min，余量留0.3mm、补刀刀距设lmm，逐步加工至腔底部位；选定4mm直径端
D4铣刀，因工件型腔的底部和周边位置最小圆角为R0.5mm，故适宜直接借助端
铣刀实施精加工处理。如果借助球刀予以精加工处理，型腔底部位置小圆角则无
法加工到位，且需借助端铣刀予以清角处理，两把刀实施精加工操作，刀路接痕
极易发生，对表面质量会产生影响，无法保证效率，故需借助D4端铣刀予以精
加工处理；设定走刀方式，即为粗加工处理曲面及平行铣削处理方式，对型腔实
施精加工处理。设定走刀方式为外形铣削的精加工处理基准，将手机外壳的装配
部位有效加工出来。
2.2在石膏填充层面
[2]
适量加入石膏粉和水实施一次性的勾兑处理，切勿过于稀；拆卸工件予以清
洁处理，石膏浆全部倒入至已完成加工型腔内部；干硬过后，借助平口尺对表面
予以刮平处理。
2.3在外表面和按钮屏幕部位加工层面
一是，在处理图形层面。进入至NC，将加工处理全新坐标系Z1确立起来。X
与Y轴的加工原点需和图形中心点完全重合，工件底面作为Z轴的原点；二是，
在工件装夹层面。对多余边予以手动铣去处理，确保基准边完全外露，便于分中
棒的使用；对机床操作台面和工件予以清洁处理好，把油污去除；机床操作台面
放置好工件，选定6mm直径端D6铣刀，因考虑大刀具应用下，因受力过大产生
振动，工件极易松动；而小刀刚性却过于小，断刀极易发生，因而选定6mm直
径端D6铣刀。实行粗加工处理曲面及等高铣削，对工件实施粗加工处理，下刀
量设每刀为1mm、刀具转速设1800r／min、进给速度设800mm／min，余量留
0.4mm，逐步加工至Z=-2.5mm位置；选定3mm半径R3球刀，因球头刀下实施曲
面加工处理，加工表面总体质量可得以保证，因而选定R3球刀。设定走刀方式，
即为粗加工处理曲面及平面铣削，对工件的外表面实施粗加工处理，各项参数设
定即为：刀具转速设2500r／min、进给速度设1200mm／min、补刀距设0.2mm、
下刀量设每刀为0.3mm、余量留0.4mm，逐步加工至Z=-2.5mm位置；选定3mm直
径端D3铣刀，因手机外壳处按键圆角最小是R15，侧壁底部位置精加工处理往往
受力相对较大，因而选定3mm直径端D3铣刀。设定走刀方式，即为加工处理曲
面投影、对按键孔及显示屏予以精加工处理，因手机外壳上盖部位为1.5mm壁厚，
故对外表面先予以向内部补正约2.5mm，辅助曲面予以投影，保证石膏可被铣穿。
刀具转速设3000r／min、进给速度设800mm／min、下刀量设每刀为0.3mm、余量
留0.4mm，逐步加工至2.5mm深度；实行精加工处理曲面及等高铣削，对工件侧
面实施精加工处理。刀具转速设3000r／min、进给速度设1200mm／min、下刀量
设每刀为0.3mm、余量留0.4mm，逐步加工至Z=1.5mm位置。因手机外壳的配合
位为1mm高度，无法将成品及胚料完成切断，需预留余量0.5mm予以连接，避免
加工处理到最后阶段，成品脱落或者受损情况产生。
2.4在手工成型层面
[3]
借助小木棍逐步伸入至机床操作台面的T形槽当中，用力小小撬起工件；机
床清洁处理后，对胶水残迹需借助小刀予以刮去；对成品和所残余的胚料予以小
心分离处理；敲击石膏，确保成品和石膏有效分离；借助小锉刀对成品的外表面
周边予以修平处理。
1.
结语
综上所述，为更好落实手机外壳设计及其数控加工，便需把握好设计工艺及
手板型腔、石膏填充、外表面和按钮屏幕部位加工、手工成型等数据加工流程，
以为产品品质提供保障。
参考文献
[1]陈瑜.手机外壳型腔镶件按键部位电极拆分与数控加工[J].科技经济导
刊,2019,11(20):298-299.
[2]张洪军、胡翠雯、何紫媚、刘安生.基于Creo的模具成型零件设计及数
控仿真加工[J].机械工程师，2020,12(09):818-819.
[3]杨秀芝,华文林,杨春杰,等.控制器外壳模具型腔数控仿真加工及夹具设
计[J].湖北理工学院学报,2019,35(05):112-114.
2024年4月9日发(作者：东依柔)
手机外壳的设计与数控加工研究
摘要 手机产品日益趋向于小巧精致化，曲面设计呈流线感，零件配合更具
严密性，对外壳设计及加工精度要求逐步提升，故把握手机外壳设计及其数控加
工工艺，对后续高效落实此方面设计及数控加工技术工作较为重要。
关键词：手机外壳；数控加工；设计；
前言
现阶段，手机产品外壳精度不断提升，尤其是对配合部位。此次对手机产品
外壳设计所选材料为有机玻璃，因手板上面按键及所安设屏幕凹腔相对较多，手
板较薄，故做好手机外壳设计及其数控加工层面进一步研究，现实意义较为突出。
1.
设计工艺
一是，制定工艺路线。需与工件相结合，分两次予以加工，要求先对手机壳
的内壁予以加工，把基准铣好。翻转180°后装夹，对外表面和按键屏幕予以加
工。先实施外表面加工，再实施内壁加工，二次加工处理难以有效定位的装夹；
二是，手机外壳仅为1.5mm壁厚，外表面加工期间破碎、变形极易发生，故需在
已完成加工型腔内做好填充物有效填充后作为支撑部分，此次工艺设计选定填充
物是石膏。切勿先对按键孔或者显示屏相应通孔部位实施加工处理，而后实施石
膏填充，以免成品及填充物无法有效分离；三是，先对曲面予以恢复修剪处理，
手机外壳处手板表面的通孔需遮盖好，予以整面加工，而后挖槽将通孔加工完成，
防止加工至通孔位置，刀路起伏缺乏顺畅性，影响切削力的均匀性，以至于崩角、
塌角、成品受损情况产生。
1.
数控加工实施过程
2.1在手板型腔层面
[1]
一是，在处理图像层面。结合胚料尺寸实施毛坯平面构建，基准边框画出，
基准截角设好，即为6*45°。进入至NC，将加工处理全新坐标系M-MODE确立起
来。以坐标原点作为中心部分，ZX平面处呈180°实施整个图形翻转，镜像命令
切勿使用。对手机外壳上盖顶面位置内轮廓线实施毛坯面修剪处理，将手机外壳
上盖部分内表面完全裸露出来，把毛坯侧面及底面画出。X、Y轴的加工原点务必
和图形中心位置重合，手机外壳上盖顶面则作为Z轴原点；二是，在工件装夹层
面。借助平口钳将毛胚料夹紧，确保16mm以上范围露出，长宽度均需确保和电
脑所绘制图形呈相同大小。x、Y实施简单分中，针对胚料顶面则降至lmm作为
z轴原点，予以对刀处理；三是，在编程加工层面。选定10直径端铣刀D10，借
助Masteream软件实施走刀方式的设定，对顶面实施精加工处理，各项参数即为：
下刀量设每刀为lmm、刀具转速设2000r／min、进给速度设800mm／min，铣削范
围设Z=lmm~z=Z=0mm，表面位置多余材料均需铣去，平整表面，并把面铣程序合
理设定好；借助Mastel'ealn系统软件，将走刀方式合理设定好，即粗加工处理
曲面、挖槽、型腔的粗加工等。下刀量设每刀为lmm、刀具转速设2000r／min、
进给速度设2000mm／min，余量留0.3mm，便于预留好精加工处理位置，逐步加
工至腔底部位；选定6mm直径端D6铣刀，因工件内腔周边最小圆角为R1.5mm，
刀具若为5mm半径情况下，粗加工往往很难实施，残留相对较大余量。需先实施
清角后，予以精加工，以免精加工该位置受力骤然变大，致使振动过切、断刀情
况产生。设定走刀方式，即为粗加工处理曲面及挖槽处理方式，对型腔实施半精
加工处理，下刀量设每刀为0.5mm、刀具转速设1800r／min、进给速度设1200mm
／min，余量留0.3mm、补刀刀距设lmm，逐步加工至腔底部位；选定4mm直径端
D4铣刀，因工件型腔的底部和周边位置最小圆角为R0.5mm，故适宜直接借助端
铣刀实施精加工处理。如果借助球刀予以精加工处理，型腔底部位置小圆角则无
法加工到位，且需借助端铣刀予以清角处理，两把刀实施精加工操作，刀路接痕
极易发生，对表面质量会产生影响，无法保证效率，故需借助D4端铣刀予以精
加工处理；设定走刀方式，即为粗加工处理曲面及平行铣削处理方式，对型腔实
施精加工处理。设定走刀方式为外形铣削的精加工处理基准，将手机外壳的装配
部位有效加工出来。
2.2在石膏填充层面
[2]
适量加入石膏粉和水实施一次性的勾兑处理，切勿过于稀；拆卸工件予以清
洁处理，石膏浆全部倒入至已完成加工型腔内部；干硬过后，借助平口尺对表面
予以刮平处理。
2.3在外表面和按钮屏幕部位加工层面
一是，在处理图形层面。进入至NC，将加工处理全新坐标系Z1确立起来。X
与Y轴的加工原点需和图形中心点完全重合，工件底面作为Z轴的原点；二是，
在工件装夹层面。对多余边予以手动铣去处理，确保基准边完全外露，便于分中
棒的使用；对机床操作台面和工件予以清洁处理好，把油污去除；机床操作台面
放置好工件，选定6mm直径端D6铣刀，因考虑大刀具应用下，因受力过大产生
振动，工件极易松动；而小刀刚性却过于小，断刀极易发生，因而选定6mm直
径端D6铣刀。实行粗加工处理曲面及等高铣削，对工件实施粗加工处理，下刀
量设每刀为1mm、刀具转速设1800r／min、进给速度设800mm／min，余量留
0.4mm，逐步加工至Z=-2.5mm位置；选定3mm半径R3球刀，因球头刀下实施曲
面加工处理，加工表面总体质量可得以保证，因而选定R3球刀。设定走刀方式，
即为粗加工处理曲面及平面铣削，对工件的外表面实施粗加工处理，各项参数设
定即为：刀具转速设2500r／min、进给速度设1200mm／min、补刀距设0.2mm、
下刀量设每刀为0.3mm、余量留0.4mm，逐步加工至Z=-2.5mm位置；选定3mm直
径端D3铣刀，因手机外壳处按键圆角最小是R15，侧壁底部位置精加工处理往往
受力相对较大，因而选定3mm直径端D3铣刀。设定走刀方式，即为加工处理曲
面投影、对按键孔及显示屏予以精加工处理，因手机外壳上盖部位为1.5mm壁厚，
故对外表面先予以向内部补正约2.5mm，辅助曲面予以投影，保证石膏可被铣穿。
刀具转速设3000r／min、进给速度设800mm／min、下刀量设每刀为0.3mm、余量
留0.4mm，逐步加工至2.5mm深度；实行精加工处理曲面及等高铣削，对工件侧
面实施精加工处理。刀具转速设3000r／min、进给速度设1200mm／min、下刀量
设每刀为0.3mm、余量留0.4mm，逐步加工至Z=1.5mm位置。因手机外壳的配合
位为1mm高度，无法将成品及胚料完成切断，需预留余量0.5mm予以连接，避免
加工处理到最后阶段，成品脱落或者受损情况产生。
2.4在手工成型层面
[3]
借助小木棍逐步伸入至机床操作台面的T形槽当中，用力小小撬起工件；机
床清洁处理后，对胶水残迹需借助小刀予以刮去；对成品和所残余的胚料予以小
心分离处理；敲击石膏，确保成品和石膏有效分离；借助小锉刀对成品的外表面
周边予以修平处理。
1.
结语
综上所述，为更好落实手机外壳设计及其数控加工，便需把握好设计工艺及
手板型腔、石膏填充、外表面和按钮屏幕部位加工、手工成型等数据加工流程，
以为产品品质提供保障。
参考文献
[1]陈瑜.手机外壳型腔镶件按键部位电极拆分与数控加工[J].科技经济导
刊,2019,11(20):298-299.
[2]张洪军、胡翠雯、何紫媚、刘安生.基于Creo的模具成型零件设计及数
控仿真加工[J].机械工程师，2020,12(09):818-819.
[3]杨秀芝,华文林,杨春杰,等.控制器外壳模具型腔数控仿真加工及夹具设
计[J].湖北理工学院学报,2019,35(05):112-114.