CN105196077A - 一种唇模斜水孔加工定位工装及应用该工装的孔找正方法 - Google Patents

一种唇模斜水孔加工定位工装及应用该工装的孔找正方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种唇模斜水孔加工定位工装，包括工装主体和分度头连接杆，分度头连接杆垂直固连于工装主体底面上，分度头连接杆轴线与斜水孔孔道轴线所在平面垂直，工装主体整体呈倒置漏斗状，工装主体上设有两个相对的端面和两个相对的倾斜侧面，两个倾斜侧面夹在两个端面之间且自底部到顶部逐渐收拢，倾斜侧面和分度头连接杆轴线间的夹角，与斜水孔孔道轴线所在平面和唇模上瓶口成型部轴线间的夹角相等，工装主体上设有唇模定位结构。本发明还公开了一种应用该工装的斜水孔孔找正方法。本发明可提高唇模斜水孔的加工精度，大大方便唇模斜水孔的加工。

Description

一种唇模斜水孔加工定位工装及应用该工装的孔找正方法
技术领域
本发明涉及一种模具加工工装及其应用方法，更具体地说，它涉及一种唇模斜水孔加工定位工装及应用该工装的孔找正方法。
背景技术
唇模为注塑模上用于成型瓶口的部件，一般为多种类批量生产。在注塑过程中，瓶口的成型是通过高温高压气体使PET塑料熔化，注入模具再冷却成需要的形状，所以唇模成型部分的冷却好坏直接影响产品质量。唇模上的斜水孔主要起着冷却成型部分的作用，在正常生产条件下，注入模内的塑料熔体温度200-300℃，而注塑制品出模时的温度为60-80℃，温度降低主要取决于模具的冷却系统。塑料料流传递到模具的热量大约有80％-90％是通过金属传递到冷却水道的表面，然后由冷却介质带走。由于斜水孔空间的相交角度严重影响通水量，如果不能充分冷却，注塑高温会引起唇模的变形，很大程度地影响产品质量，因此加工唇模时必须保证两个斜孔的加工位置符合图纸要求。完整的一付唇模由左、右两个唇模构成，每个唇模上设置两个斜水孔，一付唇模共四个斜水孔，斜水孔的钻削存在一些困难，主要是孔的轴线与孔表面不垂直，因此需要使用专用夹具将唇模固定在某个姿态上，使斜水孔轴线与钻孔刀具的进给方向一致，从而在倾斜的表面上完成锪平、钻孔。公开号为CN201823972U的实用新型于2011年5月11日公开了一种加工油缸泄油斜孔用工装，所述加工油缸泄油斜孔用工装包括基准板、角度板和底板，所述底板上设置有固定孔，所述加工油缸泄油斜孔用工装通过固定孔安装在钻床上，所述底板上端两侧通过固定件各固定有一个角度板，所述基准板通过固定螺栓固定在角度板，所述基准板上有定位孔，所述定位孔上有定位件，所需加工油缸通过定位件安装在基准板上。本实用新型通过设计一种加工油缸泄油斜孔用工装，使用普通钻床即可对泄油斜孔进行加工，使得加工后产品具有较高的精度，一致性较好，产品合格率较高，无需进行反工，出错率较低，可以满足现在对高精度产品的加工需求。但该实用新型是为油缸泄油斜孔加工而设计，而非针对瓶类产品，因此但该实用新型功能与唇模的结构特点不甚对路，不适用于唇模上的斜水孔加工。
发明内容
现有的唇模进行斜水孔加工时缺少专用的定位工装，难以保证定位准确性和加工连续性，导致唇模斜水孔加工困难，加工精度差且效率低，为解决这一问题，本发明提供了一种专为唇模斜水孔加工而设计的，适应唇模结构特点，可确保唇模斜水孔加工精度，提高加工效率的唇模斜水孔加工定位工装。
本发明的技术方案是：一种唇模斜水孔加工定位工装，包括工装主体和分度头连接杆，分度头连接杆垂直固连于工装主体底面上，分度头连接杆轴线与斜水孔孔道轴线所在平面垂直，工装主体整体呈倒置漏斗状，工装主体上设有两个相对的端面和两个相对的倾斜侧面，两个倾斜侧面夹在两个端面之间且自底部到顶部逐渐收拢，倾斜侧面和分度头连接杆轴线间的夹角，与斜水孔孔道轴线所在平面和唇模上瓶口成型部轴线间的夹角相等，工装主体上设有唇模定位结构。使用时构成整付唇模的两个唇模分别固定在两个倾斜侧面上，这样唇模就保持倾斜的姿态，倾斜侧面的倾斜角度根据唇模斜水孔与钻孔设备上钻孔刀具的配合关系而定，以确保斜水孔孔道可与钻孔刀具进给方向一致，该工装又可以通过分度头连接杆安装到钻孔设备分度头上，分度头转过特定角度后，钻孔刀具直线进给，钻削出一个斜水孔，然后继续转动分度头，转过另一角度后找准下一斜水孔孔位，再次钻削成孔，以此类推，两个唇模在本工装上一次性完成定位后，只需转动分度头到相应位置便可逐个加工出所有斜水孔，只要精确控制每次转动角度，便可精确、高效地完成斜水孔加工。
作为优选，所述唇模定位结构包括唇模基板定位台阶、唇模瓶口弧形嵌口和唇模固定螺纹孔，唇模基板定位台阶设于倾斜侧面近底端处，唇模基板定位台阶与唇模的基板边缘形状适配，唇模瓶口弧形嵌口设于倾斜侧面顶部且与唇模瓶口成型部的柱面适配，唇模固定螺纹孔设于倾斜侧面上且与唇模上的安装孔位置对应。设置唇模定位结构充分考虑了唇模的结构特点，唇模基板定位台阶对唇模的基板边缘形成约束定位，唇模瓶口弧形嵌口可与唇模瓶口成型部形成嵌合，这样唇模可以在工装主体上稳定定位，然后再用螺栓与唇模固定螺纹孔配合安装，将唇模在定位位置上加以固定，因此唇模定位结构可将唇模与本工装可靠连接。
作为优选，端面上设有端面挡板，端面挡板与端面可拆卸地连接。端面挡板可以从两侧对唇模形成限位，有利于唇模在本工装上安装时快速就位。
作为优选，工装主体的两个端面平行且等大，两倾斜侧面关于端面的中分面对称。工装主体在横向和纵向两个方向上都呈对称形状，不仅便于加工，还可确保两个唇模加工质量的一致性。
作为优选，工装主体底面呈矩形。平直边角，既便于加工，又易于配合量具使用，找准测量点。
作为优选，端面顶部设有弧形开口。唇模瓶口成型部为突出结构，唇模瓶口成型部嵌入唇模瓶口弧形嵌口后，唇模瓶口成型部最高点高出唇模瓶口弧形嵌口两端，弧形开口可拓宽工装主体顶部空间，避免与唇模瓶口成型部发生干涉。
作为优选，工装主体和分度头连接杆为一体成型结构。工装主体和分度头连接杆一体成型既利于保证配合精度，又能确保结构强度。
一种应用所述工装的孔找正方法，用于唇模斜水孔加工时确定钻孔位置，该方法包括下述步骤：
A.确定倾斜侧面4和工装主体1底面间的夹角β，唇模上的两个斜水孔的夹角α及间距d、唇模基板厚度t、工装主体1的端面3顶边长度L、工装主体1的高度H，将整付唇模的两个唇模分别在工装主体1上固定，测量斜水孔孔口至工装主体1底面的距离h；
B.通过公式计算出两个斜水孔孔口位置对分度头连接杆2轴线构成的夹角θ；
C.以端面3中分面为基准面，以基准面、分度盘零点二者重合的位置为工装原点，将唇模和所述的唇模斜水孔加工定位工装一起安装到钻孔设备的分度头上，并调至工装原点，此时的钻孔刀具轴线位于从工装原点绕分度头连接杆2旋转的位置处，且钻孔刀具轴线指向分度头连接杆2的轴线；
D.钻孔刀具沿与自身垂直的方向平移的距离后，钻孔刀具轴向进给，钻削第一个唇模上第一斜水孔；分度头连接杆2转动α角度，钻孔刀具则回返平移的距离，钻削第一个唇模上第二斜水孔；分度头连接杆2继续转动180°-α角度，钻孔刀具回到钻削第一斜水孔时的位置，钻削位于第二个唇模上的第三斜水孔；最后分度头连接杆2再转动α角度，钻孔刀具回到钻削第二斜水孔时的位置，钻削位于第二个唇模上的第四斜水孔。
在钻孔设备上钻孔时，主要的操作为转动分度头和进给钻孔刀具，其中分度头的转动角度需精确控制，在设计要求中可以获取倾斜侧面和工装主体底面间的夹角β、唇模上的两个斜水孔的夹角α及间距d、唇模斜水孔测量唇模基板厚度t、工装主体的端面顶边长度L等参数，再通过几何学和三角函数的知识可以推导出上述各公式，该公式反映了这些参数对θ的制约关系，因此钻孔时分度头按特定的角度转动，就能找正各斜水孔的位置，加工出符合要求的斜水孔。
作为优选，唇模在工装主体上固定时，唇模基板底部紧贴倾斜侧面，唇模基板端部边缘紧靠唇模基板定位台阶，唇模瓶口成型部的柱面适配嵌在唇模瓶口弧形嵌口处，唇模固定螺纹孔与唇模上的安装孔位置并应用螺栓安装连接。唇模基板定位台阶对唇模的基板边缘形成约束定位，唇模瓶口弧形嵌口可与唇模瓶口成型部形成嵌合，这样唇模可以在工装主体上稳定定位，然后再用螺栓与唇模固定螺纹孔配合安装，将唇模在定位位置上加以固定，因此唇模定位结构可将唇模与本工装可靠连接。
本发明的有益效果是：
提高唇模斜水孔的加工精度。本发明通过专用的工装在实现唇模可靠定位的同时使唇模保持易于钻孔刀具加工的姿态，且基于该工装的操作方法综合了唇模设计的主要参数对加工效果的影响，能实现唇模斜水孔的精确加工。
大大方便唇模斜水孔的加工。使用本发明提供的工装能在定位唇模后连续进行多个斜水孔的加工，大大提高斜水孔加工效率。
附图说明
图1为本发明中唇模斜水孔加工定位工装的一种结构示意图；
图2为本发明中唇模斜水孔加工定位工装的主视图；
图3为本发明中唇模斜水孔加工定位工装的侧视图；
图4为本发明中去掉端面挡板的唇模斜水孔加工定位工装的结构示意图；
图5为本发明中唇模斜水孔加工定位工装与唇模的装配状态示意图；
图6为本发明中进行孔找正时斜水孔与分度头连接杆轴线的位置关系示意图；
图7为本发明中进行孔找正时第一个斜水孔与钻孔刀具的位置匹配示意图；
图8为本发明中进行孔找正时第二个斜水孔与钻孔刀具的位置匹配示意图。
图中，1-工装主体，2-分度头连接杆，3-端面，4-倾斜侧面，5-唇模瓶口弧形嵌口，6-唇模固定螺纹孔，7-端面挡板，8-弧形开口，9-唇模基板定位台阶，10-唇模，11-斜水孔，12-钻孔刀具。
具体实施方式
下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1至图5所示，一种唇模斜水孔加工定位工装，用于在钻孔设备上固定唇模及斜水孔钻孔位置切换，一付唇模由两个对称的唇模10构成，唇模10包括唇模基板和柱状的瓶口成型部，柱状瓶口成型部凸起于唇模基板上，瓶口成型部内部设有用于瓶口成型的型腔，唇模基板上钻有一对对称的斜水孔，斜水孔自唇模基板顶面斜向深入，指向瓶口成型部型腔的轴线。该工装包括工装主体1和分度头连接杆2，分度头连接杆2垂直固连于工装主体1底面上，分度头连接杆2轴线与斜水孔孔道轴线所在平面垂直，工装主体1为四面体，底面呈矩形，工装主体1整体呈倒置漏斗状，工装主体1上设有两个相对的端面3和两个相对的倾斜侧面4，端面3呈等腰梯形，两个端面3平行且等大，端面3顶部设有弧形开口8；两个倾斜侧面4夹在两个端面之间且自底部到顶部逐渐收拢，倾斜侧面4和分度头连接杆2轴线间的夹角，与斜水孔孔道轴线所在平面和唇模上瓶口成型部轴线间的夹角相等。工装主体1的两倾斜侧面4关于端面3的中分面对称，工装主体1既是关于端面3的中分面对称的对称体，又是关于倾斜侧面4的中分面对称的对称体。工装主体1上设有唇模定位结构，该唇模定位结构包括唇模基板定位台阶9、唇模瓶口弧形嵌口5和唇模固定螺纹孔6，唇模基板定位台阶9设于倾斜侧面4近底端处，唇模基板定位台阶9与唇模的基板边缘形状适配，唇模瓶口弧形嵌口5设于倾斜侧面4顶部且与唇模瓶口成型部的柱面适配，唇模固定螺纹孔6设于倾斜侧面4上且与唇模上的安装孔位置对应。端面3上设有端面挡板7，端面挡板7与端面3通过螺栓可拆卸地连接。工装主体1和分度头连接杆2一体切削成型。
一种上述工装的孔找正方法，用于唇模斜水孔加工时确定钻孔位置，该方法包括下述步骤：
A.确定倾斜侧面4和工装主体底面间的夹角β＝60°，唇模上的两个斜水孔的夹角α＝150°，间距d＝38mm，唇模斜水孔测量唇模基板厚度t＝12mm，工装主体1的端面3顶边长度L＝39.8mm，工装主体的高度H＝60mm，将整付唇模的两个唇模10分别在工装主体1上固定，测量斜水孔11孔口至工装主体1底面的距离h＝30mm；
B.通过公式计算出两个斜水孔11孔口位置对分度头连接杆2轴线构成的夹角θ＝40.8°，如图6所示，A、B分别为两个斜水孔11的孔口，a为分度头连接杆2的轴线，γ为分度头连接杆2的转动面；
C.以端面3中分面为基准面，以基准面、分度盘零点二者重合的位置为工装原点，将唇模和所述的唇模斜水孔加工定位工装一起安装到钻孔设备的分度头上，并调至工装原点，此时的钻孔刀具12轴线位于从工装原点绕分度头连接杆2顺时针旋转15°的位置处，且钻孔刀具12轴线指向分度头连接杆2的轴线；
D.如图7、图8所示，钻孔刀具12沿与自身垂直的方向向第一个唇模靠近平移44.42mm后，钻孔刀具轴向进给，钻削第一个唇模上第一斜水孔；分度头连接杆2逆时针转动150°，钻孔刀具则回返平移88.84mm的距离，钻削第一个唇模上第二斜水孔；分度头连接杆2继续转动30°，钻孔刀具回到钻削第一斜水孔时的位置，钻削位于第二个唇模上的第三斜水孔；最后分度头连接杆2再转动150°角度，钻孔刀具12回到钻削第二斜水孔时的位置，钻削位于第二个唇模上的第四斜水孔；
E.用三坐标测量仪对加工的斜水孔进行检测。唇模10在工装主体1上固定时，唇模基板底部紧贴倾斜侧面4，唇模基板端部边缘紧靠唇模基板定位台阶9，唇模瓶口成型部的柱面适配嵌在唇模瓶口弧形嵌口5处，唇模固定螺纹孔6与唇模上的安装孔位置并应用螺栓安装连接。
实施例2：
步骤A中，β＝67.5°，α＝135°，d＝36mm，t＝9mm，H＝64mm，L＝38mm，h＝32mm，步骤B中，θ＝46.4°，步骤C中.钻孔刀具12轴线位于从工装原点绕分度头连接杆2顺时针旋转22.5°的位置处；步骤D中，钻孔刀具12沿与自身垂直的方向向第一个唇模靠近平移31.91mm后，钻削第一个唇模上第一斜水孔；然后分度头连接杆2继续逆时针转动135°，钻孔刀具12则回返平移63.82mm，钻削第一个唇模上第二斜水孔；接着分度头连接杆2继续转动45°，钻削位于第二个唇模上的第三斜水孔；最后分度头连接杆2再转动135°，钻削位于第二个唇模上的第四斜水孔。其余同实施例1。

Claims (9)

1.一种唇模斜水孔加工定位工装，其特征是包括工装主体(1)和分度头连接杆(2)，分度头连接杆(2)垂直固连于工装主体(1)底面上，分度头连接杆(2)轴线与斜水孔孔道轴线所在平面垂直，工装主体(1)整体呈倒置漏斗状，工装主体(1)上设有两个相对的端面(3)和两个相对的倾斜侧面(4)，两个倾斜侧面(4)夹在两个端面之间且自底部到顶部逐渐收拢，倾斜侧面(4)和分度头连接杆(2)轴线间的夹角，与斜水孔孔道轴线所在平面和唇模上瓶口成型部轴线间的夹角相等，工装主体(1)上设有唇模定位结构。
2.根据权利要求1所述的唇模斜水孔加工定位工装，其特征是所述唇模定位结构包括唇模基板定位台阶(9)、唇模瓶口弧形嵌口(5)和唇模固定螺纹孔(6)，唇模基板定位台阶(9)设于倾斜侧面(4)近底端处，唇模基板定位台阶(9)与唇模的基板边缘形状适配，唇模瓶口弧形嵌口(5)设于倾斜侧面(4)顶部且与唇模瓶口成型部的柱面适配，唇模固定螺纹孔(6)设于倾斜侧面(4)上且与唇模上的安装孔位置对应。
3.根据权利要求2所述的唇模斜水孔加工定位工装，其特征是端面(3)上设有端面挡板(7)，端面挡板(7)与端面(3)可拆卸地连接。
4.根据权利要求1所述的唇模斜水孔加工定位工装，其特征是工装主体(1)的两个端面(3)平行且等大，两倾斜侧面(4)关于端面(3)的中分面对称。
5.根据权利要求1所述的唇模斜水孔加工定位工装，其特征是工装主体(1)底面呈矩形。
6.根据权利要求1所述的唇模斜水孔加工定位工装，其特征是端面(3)顶部设有弧形开口(8)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的唇模斜水孔加工定位工装，其特征是工装主体(1)和分度头连接杆(2)为一体成型结构。
8.一种应用权利要求1所述工装的孔找正方法，用于唇模斜水孔加工时确定钻孔位置，其特征是包括下述步骤：
A.确定倾斜侧面(4)和工装主体(1)底面间的夹角β，唇模上的两个斜水孔的夹角α及间距d、唇模基板厚度t、工装主体(1)的端面(3)顶边长度L、工装主体(1)的高度H，将整付唇模的两个唇模分别在工装主体(1)上固定，测量斜水孔孔口至工装主体(1)底面的距离h；
B.通过公式计算出两个斜水孔孔口位置对分度头连接杆(2)轴线构成的夹角θ；
C.以端面(3)中分面为基准面，以基准面、分度盘零点二者重合的位置为工装原点，将唇模和所述的唇模斜水孔加工定位工装一起安装到钻孔设备的分度头上，并调至工装原点，此时的钻孔刀具轴线位于从工装原点绕分度头连接杆(2)旋转90°的位置处，且钻孔刀具轴线指向分度头连接杆(2)的轴线；
D.钻孔刀具沿与自身垂直的方向平移
的距离后，钻孔刀具轴向进给，钻削第一个唇模上第一斜水孔；分度头连接杆(2)转动α角度，钻孔刀具则回返平移的距离，钻削第一个唇模上第二斜水孔；分度头连接杆(2)继续转动180°-α角度，钻孔刀具回到钻削第一斜水孔时的位置，钻削位于第二个唇模上的第三斜水孔；最后分度头连接杆(2)再转动α角度，钻孔刀具回到钻削第二斜水孔时的位置，钻削位于第二个唇模上的第四斜水孔。
9.根据权利要求8所述的孔找正方法，其特征是唇模在工装主体(1)上固定时，唇模基板底部紧贴倾斜侧面(4)，唇模基板端部边缘紧靠唇模基板定位台阶(9)，唇模瓶口成型部的柱面适配嵌在唇模瓶口弧形嵌口(5)处，唇模固定螺纹孔(6)与唇模上的安装孔位置并应用螺栓安装连接。
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