塑料光学全反射器模具的制造方法及其夹具技术

本发明专利技术提供一种塑料光学全反射器模具的制造方法及其夹具。该方法是采用天然金刚石刀具有铜合金材料对模芯中的三棱拼针进行切削加工，用一种连同活动锁心作整体旋转精密分度的专用夹具，对三棱拼针进行超精切削，能获得表面粗糙度为光学镜面、面间夹角精度为±１′的拼针，再用紧固板将三棱拼针密排组合为一体，置于电铸槽中复制，获得反射器模具的型芯，注塑成型的反射器完全符合国际ＩＳＯ６７４２／２－１９８４标准中的规定。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于注塑模具的制造方法。具体地说它涉及塑料光学全反射器模具的制造方法及其夹具。塑料光学全反射器是一种光学塑料另件，它把全反射器三棱拼针有序地排成阵列，达到能将入射光沿原光路以极小的发散角全反射回来的目的，这种反射器沿原光路性和全反射性为夜行司机开灯提供了发现目标，避免撞击目标造成交通事故的保障，广泛用于自行车、摩托车、汽车的尾灯和侧灯，高速公路夜间视线导引系统及道路执勤人员、警察、儿童的夜间安全服饰上。国内已有反射器模具的制造方法分整体式和叠片拼装式两种。整体式是在整体模具钢材上用冲头挤压或用电火花加工方法。叠片拼装式是将片状的三棱拼针拼叠起来。按上述方法制造出来的三棱拼针表面粗糙度差、面间夹角精度低、阵列排布不整齐均达不到质量要求，叠片拼装式较整体式从工艺上有所进步，但叠片拼装式加工成形的三棱拼针的表面粗糙和面间夹角仍难于达到要求。国外塑料光学反射器模具的制造技术对我国绝对保密，从未见诸文字，从几个生产厂家如日本津山金属制作所生产的样品分析，它是三棱拼针密排拼合方法，由三棱拼针的每个锥面所呈现无规则纹理完全可以推断是采用抛光工艺实现的。用抛光方法完成上千个小平面的抛光并能保证面间角的精度其效率非常低，成本昂贵，向我国出售一套模具需人民币40万元。目前国内生产自行车塑料光学全反射器一亿多件其光强反射系数无一例外均达不到国标ISO6742/2-1984标准中的规定。只能向国外购买，其缺陷在于每年消耗大量外汇，受国外厂商控制，且浪费时间。经对国内专利文献(1985-1993年)检索未发现相同的文献技术资料。仅在1987-1992年的《全国报刊索引》《模具工业》1991年第5期中查得一篇“摩托车尾灯花纹注射模”该文虽与本
技术实现思路
相近似，但模具的制造方法有实质性区别，它是先经平磨基准面、组合后的型芯采用局部淬火。再用砂轮精磨，是用高碳钢作镶件材料，详见该文复印件，用这种工艺方法制造出来的注塑模具，经注塑成形的塑料件仍达不到国标IS06742/2-1984标准中的规定。经国外专利文献检索对1979-1988年和1991年德温特文献检索均无发现与本专利技术相关文献，详见检索报告。本专利技术的目的在于提供一种塑料光学全反射器模具的制造方法及其夹具。用本方法加工能使模芯中单件三棱拼针的三棱面表面粗糙度为光学镜面、面间角精度为±1′，为了保证精度要求专门设计了用于该方法的精密夹具。经注塑成形的塑料光学全反射器能达到国标标准。节约大量外汇、优质钢材，且降低成本，解决了我国现有模具生产的种种缺陷。本专利技术的目的是通过下述加工方法及其夹具实现的。塑料光学全反射器模具的制造方法，它包括下列工序(1)三棱拼针的毛坯材料加工，采用铜合金材料，用专用的拉丝模具拉制，形成六方体棒料，每对对边误差为0.0005毫米、内接角精度为±1′;(2)单件三棱拼针粗加工，按一定长度将三棱拼针毛胚在车床上切断;再把三棱拼针毛坯卡牢在粗车夹具的锁芯上，进行切削加工，使其一端得到具有三个锥面针状的单件三棱拼针;(3)单件三棱拼针的精密切削，见附图2，采用天然金刚石刀具装卡在车床的主轴上，刀具的刀刃部分为一条直线，精密夹具紧固在车床的刀架上，被加工件三棱拼针G夹牢在精密夹具锁芯的三角孔内，但必须保证被加工件的切削面与金刚石刀具的刀刃保持平行，金刚石刀具做旋转运动，精密夹具在刀架上做轴向运动对三棱拼针G的三个面逐面进行切削，使每个面的表面粗糙度均为光学镜面，面间角精度为±1′的单件三棱拼针;(4)模具型芯成形，见附图3，按模具所需要的形状，用二个紧固板把精密加工成形的三棱拼针G以密排阵列的方法组合为一体，组合后有序地形成多个三棱面群体，其三棱面应高于紧固板以保证电铸复制;(5)模芯电铸工序，经密排夹紧的模具型芯左、右、前、后、底边装有整体保护层，被电铸的三棱面露在外面置于电铸槽中，用零应力氨基磺酸镍或零应力硫酸镍镀液以保证表面粗糙度及几何精度均无失真。(6)模具成形，根据模具设计要求将模具型芯板与支座组合成整体型芯，按需要的塑料光学全反射器形体再把整体型芯及模具其它部分进行机械加工，装在模架上获得塑料光学全反射器模具。实现上述方法而专门设计的精密夹具，它包括(1)见附附图说明图1，由底座A1、固定盘B2、磨头状旋转分度头C3、活动锁芯D4，弹簧定位插销E5、底座紧固螺钉F6组成;(2)固定盘B2中心具有一个圆通孔，其B2紧固在长方形底座A1左上角斜面上，弹簧定位插销E5紧固在B2的外边上，磨头状旋转分度头C3装在固定盘B2上面，其C3上底部中心具有一个轴与B2中心通孔滑动配合，C3上端的中心孔装入活动锁芯D4，活动锁芯D4中心具有一个可调整的三角孔，经粗加工的三棱拼针一次装卡在三角孔内，C3的底面为等边三角形其三角处分别开有定位槽与弹簧定位销E5定位，当完成三棱拼针G的一个面切削后调整一次磨头状旋转分度头C3的另一定位槽仍与弹簧定位销E5准确定位，逐面进行切削加工以保证精度，该精密夹具是一个连同活动锁芯D4作整体旋转精密分度的夹具。该夹具用底座紧固螺钉F6紧固在车床的刀架上。本专利技术的优点和积极效果为我国制造塑料光学全反射器的模具提供了加工方法及用于该方法专门设计的夹具。解决了因国内模具本身精度达不到要求以至造成塑料光学全反射器性能达不到国际标准的技术难关。经测量和试验证明了用铜合金材料进行超精切削、密排阵列组合成形、电铸复制的工艺方法制造出来的模具精度极高，注塑成形的反射器性能完成符合国际ISO6742/2-1984标准中的规定，特别是反射器的光强系数超过该标准的5倍，可发现距离达800米。且每年节约大量外汇及优质高碳钢、其模具寿命长、成本低。附图1，三棱拼针精密切削专用夹具装配示意图包括A1为底座、B2为固定盘、C3为磨头状旋转分度头、D4为活动锁芯、E5为弹簧定位插销、F6为底座紧固螺钉、G为精密加工的三棱拼针。附图2，三棱拼针视图。附图3、模具型芯装配示意图。本专利技术的实施例为模芯电铸的镀液配方为硫酸镍180-200克/升硼酸28-35克/升硫酸镁10-20元/升氯化钠15-20元/升PH4-4.8温度50±2以保证电镀复制后表面粗糙度和几何精度均无失真。权利要求1.塑料光学全反射器模具的制造方法，它包括下列工序(1)三棱拼针的毛坯材料加工，采用铜合金材料，用专用的拉丝模具拉制，形成六方体棒料，每对对边误差为0.0005毫米，内接角精度为±1′；(2)单件三棱拼针粗加工，按一定长度将三棱拼针毛胚在车床上切断；再把三棱拼针毛坯卡牢在粗车夹具的锁芯上进行切削加工，使其一端得到具有三个锥面针状的单件三棱拼针；(3)单件三棱拼针的精密切削，采用天然金刚石刀具装卡在车床的主轴上，刀具的刀刃部分为一条直线，精密夹具紧固在车床的刀架上，被加工件三棱拼针(G)夹牢在精密夹具锁芯的三角孔内，但必须保证被加工件的切削面与金刚石刀具的刀刃保持平行，金刚石刀具做旋转运动，精密夹具在刀架上做轴向运动对三棱拼针(G)的三个面逐面进行切削，使每个面的表面粗糙度均为光学镜面，面间角精度为±1′的单件三棱拼针；(4)模具型芯成形，按模具所需要的形状，用二个紧固板把精密加工成形的三棱拼针(G)以密排阵列的方法组合为一体，组合后有序地形成多个三棱面群体，其三棱面应高于紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
塑料光学全反射器模具的制造方法，它包括下列工序：（１）三棱拼针的毛坯材料加工，采用铜合金材料，用专用的拉丝模具拉制，形成六方体棒料，每对对边误差为０．０００５毫米，内接角精度为±１′；（２）单件三棱拼针粗加工，按一定长度将三棱拼针毛胚在车床上切断；再把三棱拼针毛坯卡牢在粗车夹具的锁芯上进行切削加工，使其一端得到具有三个锥面针状的单件三棱拼针；（３）单件三棱拼针的精密切削，采用天然金刚石刀具装卡在车床的主轴上，刀具的刀刃部分为一条直线，精密夹具紧固在车床的刀架上，被加工件三棱拼针（Ｇ）夹牢在精密夹具锁芯的三角孔内，但必须保证被加工件的切削面与金刚石刀具的刀刃保持平行，金刚石刀具做旋转运动，精密夹具在刀架上做轴向运动对三棱拼针（Ｇ）的三个面逐面进行切削，使每个面的表面粗糙度均为光学镜面，面间角精度为±１′的单件三棱拼针；（４）模具型芯成形，按模具所需要的形状，用二个紧固板把精密加工成形的三棱拼针（Ｇ）以密排阵列的方法组合为一体，组合后有序地形成多个三棱面群体，其三棱面应高于紧固板以保证电铸复制；（５）模芯电铸工序，经密排夹紧的模具型芯左、右、前、后、底边装有整体保护层，被电铸的三棱面露在外面置于电铸槽中，用零应力氨基磺酸镍或零应力硫酸镍镀液以保证表面粗糙度及几何精度均无失真；（６）模具成形，根据模具设计要求将模具型芯板与支座组合成整体型芯，按需要的塑料光学全反射器形体再把整体型芯及模具其它部分进行机械加工，装在模架上获得塑料光学全反射器模具。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓大仁，杜维和，胡永清，刘连云，
申请(专利权)人：天津市渤海无线电厂，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]