CN102319915B - 针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法 - Google Patents

Abstract

针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，包括：1)利用大角度的小径球头锥度刀，通过加长杆对构成针阀浇口的阀针锥度孔进行粗加工，所述小径球头锥度刀的锥度为所加工锥度孔角度的1/2到1/3；所述粗加工余量SA标准为：SA＝(阀针锥度孔下口直径-小径球头锥度刀刃口直径)/2-0.2～0.3mm；2)利用小径球头锥度刀进行二次粗等高回旋加工，留加工余量SA为0.15-0.20mm；3)利用小径球头锥度刀作回旋切削锥孔，留SA＝0.03-0.08mm；4)利用小径球头锥度刀作精加工，回旋切削锥孔。根据本发明，可以钻穿锥孔的盲孔，又有足够的强度保证工具不会断掉，同时将可能的累计偏差控制在一定范围内，以保证最终的制造精度，由此在针阀式热流道模具系统应用时保证整个控制过程的安全性和稳定性。

Description

针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法

技术领域

本发明涉及注塑模具CNC(电脑数字控制)加工方法，具体地，本发明涉及一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，更具体地，本发明涉及一种构成针阀式热流道模具针阀浇口的阀针锥度孔及针阀浇口超长细孔的加工方法，所述针阀浇口超长细孔为气阀密封孔。 

背景技术

对塑料注塑件而言，其生产过程是熔融状态的塑料粒子从注塑机喷嘴中进入到塑料模具中，在塑料模具中冷却、固化、顶出后得到合格的产品。 

目前，在注塑模具领域，特别是在要求较高的注塑模具的生产过程中，热流道模具系统应用相当广泛。热流道模具系统是通过加热的办法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。热流道模具系统一般由热喷嘴、分流板、温控箱和附件等几部分组成。其热喷嘴一般包括两种：开放式热喷嘴和针阀式热喷嘴。由于热喷嘴形式直接决定热流道系统选用和模具的制造，因而常相应的将热流道模具系统分成开放式热流道系统和针阀式热流道系统。 

开放式热流道模具结构简单、对材料的局限性较高，易出现拉丝和泄露，表面质量差，在国外的高精密模具中应用较少，同一副模具可和不同厂家的针阀式混用。很多公司能自己制造。 

针阀式热流道节省材料，塑件表面美观，同时内部质量紧密、强度高广泛应用在家电、汽车饰件、精密多腔模具中。 

针阀式热流道模具系统之原理：热流道模具是将传统式模具或三板式模具的浇道与流道经常加热，于每一成形时即不需要取出流道和浇道的一种崭新构造。即，熔融态塑料从注塑机喷嘴中进入到模具时，一般是先通过气阀控制：当气阀打开时，塑料从流道系统进入到成型腔；而当气阀关闭时，阀针和模具锥度孔锥面锁死，塑料粒子被密封在流道系统中，如图1。 

为保证上述针阀式热流道模具系统应用时整个控制过程的安全性和稳定性，有两个地方的制造精度是最为重要的。 

第一个地方是阀针和定模反面锥面(所述定模反面锥面就是阀针锥度孔的侧面)的密封面，即阀针和构成针阀浇口的阀针锥度孔的密封面结构。对阀针和定模反面锥面的密封面，即阀针和构成针阀浇口的阀针锥度孔的密封面的要求是：表面不能有凹痕，不能有颗粒，有相当高的制造精度要求。因为，一旦在针阀浇口的阀针锥度孔发生阀针和定模反面锥面的密封面精度不达标的情况，则很有可能出现流丝，对注塑件进料口附近的表面质量影响很大。 

第二个地方就是阀针和模具配合的密封孔，即气阀密封孔，所述气阀密封孔为一超长细孔，所述阀针和模具配合的密封孔很重要，对作为所述气阀密封孔的超长细孔的要求是：孔不能太大，否则会达不到密封塑料的效果；同时，作为所述气阀密封孔的超长细孔也不能太小，否则无法安装整个阀针系统。一般的要求是0～0.02mm的正公差。 

超长细孔如图2，3，4，5所示，这个孔一般在整个阀针系统的最下端，仅靠锥孔，刀具加工时属于超长的，必须采用接长杆接续；同时因其直径很小，只有D12-D15之间，相当重要。又称超深细孔。如一般moldmaster流道系统中孔直径是D12mm，公差范围是0～0.01mm。 

然而，这两个地方由于是位于超长细孔深腔的最底部，制造精度难以保障。 

通常，在实际制造过程中，由于制造工艺、精度等多方面原因，阀针和定模锥面的密封面难以起到密封作用。同时，由于所述超长细孔由于太深，刀具拔出太长等原因，难以保证其定位精度。即使加工完毕，在机床上也难以测出其是否达到要求。 

以往，整个密封面如果采用刀具加工，碰到的最大难题是：真个锥部由于太长太细，难以打排废孔A、如果用特种钻头排废，不仅工艺复杂，而且由于钻头太细，很容易断入到锥孔里面，对模具制造造成严重的损失。 

另外，如果采用普通刀具硬做，在这么长和深的条件下，刀具让刀甚至破损是比较正常的现象。特别由于是盲切，刀具切削出的废屑没有有效的疏导途径；在机床吹气设备难以发挥有效作用的深腔，整个废屑会黏附在刀具上；同时，刀具由于挤压，会发生弹性变形及扭曲，导致实际加工区域扩大、畸变；两者的合力，使得在盲孔钻穿过程中，实际加工孔与理论切削区域相比产生不小的偏差。如果这个偏差超过一定范围(实际情况，发生的可能性还不小)，后续精加工刀具不管采用何种加工轨迹，都无法弥补钻穿孔时对锥面造成的无可弥补的机械创伤和划痕。 

以上所有这些，给在定模具上的、作为构成针阀式热流道模具针阀浇口的阀针锥度孔及针阀浇口超长细孔的制造添加了很大难度。从而，导致模具注塑质量也难以保证。 

针对在针阀式热流道模具针阀浇口制造上碰到的上述诸多技术难题，人们希望从制造工艺和方法方面寻找突破口，通过合理的技术方案来克服这些瓶颈问题。 

发明内容

为克服上述问题，本发明的目的在于：提供一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，包括构成针阀式热流道模具针阀浇口的阀针锥度孔及针阀浇口超长细孔的加工方法，所述注塑模具超长细孔为气阀密封孔。 

为达到上述目的，本发明的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法的技术方案如下： 

一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，包括对构成针阀浇口的阀针锥度孔及作为气阀密封孔的超长细孔的加工方法，其特征在于，对构成针阀浇口的阀针锥度孔的加工方法如下： 

1)利用大角度的小径球头锥度刀，通过加长杆对构成针阀浇口的阀针锥度孔进行粗加工， 

所述小径球头锥度刀的锥度α为所加工锥度孔角度β的1/2到1/3； 

所述粗加工余量Stock Allowance(SA)标准为： 

SA＝(阀针锥度孔下口直径-小径球头锥度刀刃口直径，即小径球头直径)/2-0.2～0.3mm， 

2)利用小径球头锥度刀进行二次粗等高回旋加工，留加工余量SA为0.15-0.20mm； 

3)利用小径球头锥度刀作回旋切削锥孔，留SA＝0.03-0.08mm； 

4)利用小径球头锥度刀作精加工，回旋切削锥孔。 

根据本发明，小径球头锥度刀的最佳锥度为所加工锥度孔角度的1/2到1/3。如：一般阀针锥度孔角度为40度，那采用的小径球头锥度刀锥度角为13.3～20度，即锥半角C为6.5～10度之间比较合适。--本公司采用的小径球头锥度刀刀具就是锥半角(拔模角)C＝10度的锥度特种刀具。 

如图所示，具体小径球头锥度刀形状如下：拔模角C就是刀具的锥半角。一般的刀具商这个是必须的刀具参数。) 

SA＝(阀针锥度孔下口直径-小径球头锥度刀刃口直径/2-0.2～0.3mm， 

根据本发明，定制一种小径球头锥度刀(也可称为特种刀)，专门用来做锥孔粗加工。利用大角度(最佳锥度为所加工锥度孔角度的1/2到1/3。刀具比普通大得多，普通刀一般是零度或者1.5度。)锥度刀的刚性，保证其不会断到锥孔里面。(正常情况下，大角度锥度刀发生弹性变形和扭曲的概率相当小。)而为减少废屑黏附刀具造成切削损失，锥度也不能太大。经过试验，认为最好的小径球头(锥度)刀的锥度角度应为锥孔角度的1/2～1/3之间(如图5)。同时，需保证足够的刀具切削余量以应对适度的废屑误差。 

小径球头锥度刀：最佳锥度为所加工锥度孔角度的1/2到1/3。如：一般阀针锥度孔角度为40度，那采用的小刀锥度角为13.3～20度，即锥半角(拔模角C)为6.5～10度之间比较合适。--本公司采用的刀具就是锥半角C＝10度的锥度特种刀具。 

如图所示，具体小径球头锥度刀形状如下：锥半角(拔模角C)就是刀具的锥半角。一般的刀具商这个是必须的刀具参数。 

SA一般是通过这个公式计算出来的，但其最小不能小于0.3mm。否则，就需要变更小径球头刀的直径而另选新型号小刀。 

如锥孔直径是2.2mm，所采用的小径刀就是R0.5mm，计算出来的SA＝(2.2-1)/2-0.2～0.3＝0.3～0.4mm；如果采用R0.8小径刀，SA＝(2.2-1.6)/2-0.2～0.3＝0～0.1mm，是不能选用的；如采用R0.3小径刀，则SA＝(2.2-0.6)/2-0.2-0.3＝0.5～0/6mm，即大于0.3mm，合适。 

二次粗等高回旋加工，就是等高线兜螺旋形式的加工方式。 

利用小径球头锥度刀回旋切削锥孔，留0.03-0.08mm就是加工余量。就是这道工序加工到最终时整个工件表面所留的余量。 

另外，一般加工分为粗加工、二次粗加工、半精加工、有时候还有再半精加工和精加工。 

根据本发明的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，其特征在于，整个小径球头锥度刀钻穿所述阀针锥度孔。 

根据本发明的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，其特征在于，在阀针锥度孔角度为40度时，采用的小径球头锥度刀锥度角为13.3～20度，即锥半角C为6.5～10度之间。 

根据本发明的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，其特征在于，在 阀针锥度孔角度为40度时，小径球头锥度刀的锥半角C为7-10度。 

根据本发明的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，其特征在于，对超长细孔的加工方法如下： 

(1)使用槽刀，完成超长细孔的加工方法粗加工，一般SA＝0.1mm，(2)在模具反面采用如同深腔加工的加长杆(接长杆)、刀具和精加工刀路轨迹做一个和所述超长细孔完全一样的测试孔(图4)； 

(2)完成超长细孔的粗加工后，一样的机加工精加工程序采用完全一样的刀具先在测试孔上做一遍，测试达到要求后再在深腔超长细孔上完全重复一遍。 

(3)完成超长细孔的粗加工后，一样的机加工精加工程序采用完全一样的刀具先在测试孔上做一遍，测试达到要求后再在深腔超长细孔上完全重复一遍。 

根据本发明，SA指本工序加工完毕时，工件所留的残料余量。 

所有的针阀系统都是从定模反面加工的。定模反面，因为整个阀针系统的制造是在定模反面区域完成的；如果从正面制造，所有的孔和锥孔全部会倒扣，根本不可能。 

在正常情况下，通常的小径球头锥度刀能加工；如果是深腔，通常的小径球头锥度刀(小刀)无法加工，必须采用接长杆装夹小刀进行加工-此谓之深腔加工。如果不是深腔加工，小刀就用不上那么长，并且能伸到阀针系统下部的接长杆。 

根据本发明，测试孔是一个直径及其公差要求与超长细孔完全一样的盲孔，孔一端是开放的，深度方向只要比超长细孔深一点就可以了，没什么额外其它要求。 

根据本发明的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，其特征在于，所述达到要求后再在深腔超长细孔上完全重复一遍的具体流程为： 

编制不同刀具半径的精加工程序(一般以刀具半径0.01mm为递进)，则分别编制加工半径为以刀具半径0.01mm为递进的精加工程序(5-7道)。当在测试孔上加工后，通过标准塞规对测试孔检测。达到精度要求后，再在超长细孔上依据确认的精加工程序进行加工。 

如同在模具制造中应用很普遍地，所述标准塞规可预先用磨床磨制一个和超长细孔直径公差要求及直径尺寸完全一样的金属圆柱。检测用。 

根据本发明的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，其特征在于，所述达到要求后再在深腔超长细孔上完全重复一遍的具体流程为： 

编制不同刀具半径的精加工程序(一般以槽刀刀具半径0.01mm为递进)，如D10F，则分别编制加工半径为r5.00、r4.99、r4.98、r4.97、r4.96、r4.95mm的精加工程序。当在测试孔上加工后，通过标准塞规对测试孔检测。 

做这个超长细孔采用的是槽刀。D10F(即直径是10mm的平刀)，编程时，要分别编制r5.00(D10)，r4.99(D9.98)，r4.98(D9.96)，r4.97(D9.94)，r4.96(D9.92)，r4.95(D9.90)mm的侧壁精加工程序。 

根据本发明的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，即可以钻穿锥孔的盲孔，又能有足够的强度保证工具不会断掉，同时又能保证可能的累计偏差控制在一定范围内，以保证最终的制造精度，由此在针阀式热流道模具系统应用时保证整个控制过程的安全性和稳定性。 

附图说明

图1A为针阀式热流道模具系统示意图。 

图2为为排除尺寸公差的阀针锥度孔及超长细孔加工说明结构图。 

图3为阀针锥度孔及超长细孔的局部放大图。 

图4为小径球头锥度刀加工示意图。 

图5A，B分别为本发明的测试孔示意图。 

图6为小径球头锥度刀示意图。 

图中，1为阀针，2为阀针锥度孔，3为作为气阀密封孔的超长细孔，4为小径球头锥度刀，5为小径球头，6为阀针锥度孔下口，7为定模(是模具中的固定侧，是塑料注塑进料的那一半模板)，α为小径球头锥度刀锥度，β为阀针锥度孔锥度，8为测试孔，9为塑料件，10为热流道模具系统，11为槽刀，12为定模阀针定位销孔，13为定模阀冷却水路，14为流道，15为浇道，SA为粗加工余量，构成刀具切削保险间距，C为小径球头锥度刀的锥半角。 

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的注塑模具针阀浇口阀针锥度孔及超长细孔的加工方法。 

实施例1 

定制一种大角度的小径球头锥度刀(本文称为特种刀)，专门用来做锥孔粗加工。利用大角度锥度刀的刚性，保证其不会断到锥孔里面。(正常情况下，大角度 锥度刀发生弹性变形和扭曲的概率相当小。)而为减少废屑黏附刀具造成切削损失，锥度也不能太大。经过试验，认为最好的小径球头锥度刀的锥度角度应为锥孔角度的1/2～1/3之间(如图4)。同时，需保证足够的刀具切削余量以应对适度的废屑误差。 

整个锥孔加工的工艺及方法为： 

1)利用小径球头锥度刀，通过加长杆对锥孔进行粗加工。粗加工余量StockAllowance(SA)标准为：SA＝(锥孔下口直径-特种刀刃口直径)/2-0.2～0.3mm刀具切削保险间距(如图4)。整个刀具必须钻穿锥孔。加工完这个工序后，NC操作人员可以用手电筒从阀针加工方向照过去，看是否透光。透光则意味着已经钻穿。 

2)利用小径球头锥度刀(又称锥度特种刀)进行再粗等高回旋加工。一般到这个工序，要求留的加工余量SA为0.15-0.20mm。当加工完这步后，后续的制造也就显得很方便了。 

3)利用小径球头锥度刀回旋切削锥孔，留0.03-0.08mm做再半精加工。 

4)利用小径球头锥度刀回旋切削锥孔，做到位。 

关于阀针和模具配合的作为气阀密封孔的超长细孔： 

这个孔由于在深腔的最下部位，制造完成后无法检测其是否达到制造要求，故称超长细孔或深腔超长细孔。为克服这个难题，本发明采用了一种移花接木的方法： 

(1)完成超长细孔粗加工，一般SA＝0.1mm。 

(2)在模具反面做一个和超长细孔完全一样的测试孔(图5)。和深腔采用完全一样的加长杆、刀具和精加工刀路轨迹。当超长细孔粗加工完成后，按一样的机加工精加工序采用完全一样的刀具先在测试孔上做一遍，先测试是否达到要求；达到要求后再在深腔超长细孔上完全重复一遍。具体流程为： 

编制不同刀具半径的精加工程序(一般以刀具半径0.01mm为递进)，如D10F，则分别编制r5.00、r4.99、r4.98、r4.97、r4.96、r4.95mm的加工程序。当在测试孔上加工后，通过标准塞规对测试孔检测。达到精度要求后，再在超长细孔上依据确认的精加工程序进行加工。 

(3)在超长细孔上按原程序再重复做一遍。 

根据本发明的注塑模具针阀浇口阀针锥度孔及超长细孔的加工方法，即可以钻穿锥孔的盲孔，又能有足够的强度保证工具不会断掉，同时又能保证可能的累 计偏差控制在一定范围内，以保证最终的制造精度，由此在针阀式热流道模具系统应用时保证整个控制过程的安全性和稳定性。 

Claims (6)

1.一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，包括对构成针阀浇口的阀针锥度孔及作为气阀密封孔的超长细孔的加工方法，其特征在于，对构成针阀浇口的阀针锥度孔的加工方法如下：

1）利用大角度小径球头锥度刀，通过加长杆对构成针阀浇口的阀针锥度孔进行粗加工，

所述小径球头锥度刀的锥度（α）为所加工锥度孔角度（β）的1/2到1/3；

所述粗加工余量，即SA标准为：

SA＝将（阀针锥度孔下口直径－小径球头锥度刀刃口直径，即小径球头直径）的二分之一值减去（0.2～0.3）mm，

2）利用小径球头锥度刀进行二次粗等高回旋加工，留加工余量SA为0.15-0.20mm；

3）利用小径球头锥度刀作回旋切削锥孔，留SA=0.03-0.08mm；

4）利用小径球头锥度刀作精加工，回旋切削锥孔，

对超长细孔的加工方法如下：

（1）使用槽刀，完成超长细孔的加工方法粗加工，SA=0.1mm～0.3mm，

（2）在模具反面采用深腔加工的加长杆、刀具和精加工刀路轨迹做一个和所述超长细孔完全一样的测试孔；

所述测试孔是一个直径及其公差要求与超长细孔完全一样的盲孔，其孔一端开放，深度方向略大于超长细孔；

（3）完成超长细孔的粗加工后，机加工精加工程序采用相同的槽刀刀具先在测试孔上做一遍，测试达到要求后再在超长细孔上完全重复一遍。

2.如权利要求1所述的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，其特征在于，整个小径球头锥度刀钻穿所述阀针锥度孔。

3.如权利要求1所述的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，其特征在于，在阀针锥度孔角度为40度时，采用的小径球头锥度刀的锥度角为13.3～20度，即锥半角C为6.5～10度之间。

4.如权利要求3所述的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，其特征在于，在阀针锥度孔角度为40度时,小径球头锥度刀的锥半角（C）为7-10度。

5.如权利要求1所述的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，其特征 在于，

所述达到要求后再在超长细孔上完全重复一遍的具体流程为：

编制不同槽刀刀具半径的精加工程序，以刀具半径0.01mm为递进，

编制5-7道精加工程序：

在测试孔上加工后，通过标准塞规对测试孔检测，达到精度要求后，再在超长细孔上依精加工程序进行加工。

6.如权利要求5所述的一种针阀式热流道模具针阀浇口的加工方法，其特征在于，所述达到要求后再在超长细孔上完全重复一遍的具体流程为：

编制不同槽刀刀具半径的精加工程序，以刀具半径0.01mm为递进，

对D10F的槽刀，则分别编制以下加工半径的精加工程序：

r5.00、r4.99、r4.98、r4.97、r4.96、r4.95（mm），

在测试孔上加工后，通过标准塞规对测试孔检测，达到精度要求后，再在超长细孔上依精加工程序进行加工。 

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