CN109290614B - 一种大型注塑模分型面的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械加工工艺技术领域，其公开了一种大型注塑模分型面的加工工艺，包括铣刀磨损曲线的建立、铣刀最大铣加工面积的确定、铣加工的分区域规划、铣加工参考基准面、远型腔分型面区域精加工、近型腔分型面区域精加工的工艺步骤；其中，所述近型腔分型面区域为注塑模分型面上围绕型腔周围部分的分型面区域，且设定近型腔分型面区域的面积不大于铣刀的最大铣加工面积，分型面上的其余部分则为远型腔分型面区域；根据参考基准面，精加工远型腔分型面区域，并将参考基准面上的余量全部切掉；精加工近型腔分型面区域，控制加工面高出远型腔分型面但不高于参考基准面。本发明提高了大型注塑模分型面的加工质量，同时又能保证加工的效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工工艺技术领域，具体涉及一种大型注塑模分型面的加工工艺。
背景技术
注塑模是一种采用注塑成型方法生产塑料件的工艺装备。注塑模上设置有用于注塑的型腔，所述型腔由动模及定模对合连接而形成。动模与定模之间的对合面成为分型面。注塑时，塑料加热后进入到注塑模的型腔中，经过保压、冷却后开模，通过注塑模上的顶出机构将塑料件顶出，即成为塑料成品。为了避免塑料成品在分型面上产生飞边而影响外观质量，因此对于注塑模分型面的加工精度要求较高。
现有技术中的注塑模分型面加工通常采用铣刀进行铣加工。但是对于大型注塑模分型面，由于加工面积较大，铣刀在加工中容易磨损，会导致分型面加工后的平整度误差较大，使得动模与定模合模后的分型面出现局部间隙，从而影响了产品的外观质量。
为了提高分型面加工的平整度，现有技术还采用以下改善方法：一是采用耐磨性好的铣刀，从而减少铣刀的磨损速度；二是加工时改善冷却条件，比如增加冷却液等，从而提高铣刀寿命。以上两种方法均存在局限性，只能适用于一些中小型的模具加工，但是对于大型难加工的注塑模分型面，由于加工的面积大，其铣刀的磨损仍然无法避免，最终导致大型注塑模分型面加工的不平整，注塑模的动模和定模合模后不能紧密靠平，而影响了注塑产品的外观质量。第三种方法是大幅度降低切削用量，比如降低切削速度、减少切削深度、降低进给量等，但这会造成加工效率的大幅度下降，且由于加工注塑模的设备大多为价格昂贵的高精度数控设备或加工中心，因此这种办法会使得加工成本的大幅度上升。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种大型注塑模分型面的加工工艺，旨在提高大型注塑模分型面的加工质量，同时又能保证加工的效率。具体的技术方案如下：
一种大型注塑模分型面的加工工艺，包括如下工艺步骤：
步骤1、铣刀选用：根据注塑模的材料和硬度，选用相应的铣刀；
步骤2、铣加工参数确定：根据所选的铣刀，并结合注塑模的材料和硬度，设定铣加工的切削参数；
步骤3、铣刀磨损曲线的建立：根据所选定的铣刀以及铣加工的切削参数，建立所述铣刀加工注塑模分型面时的铣刀磨损曲线，所述铣刀磨损曲线为铣刀的铣加工面积与铣刀磨损量的关系曲线；
步骤4、铣刀最大铣加工面积的确定：根据注塑模分型面的精度要求，设定铣刀的极限磨损量，并得到在铣刀的极限磨损量条件下所述铣刀的最大铣加工面积；
步骤5、铣加工的分区域规划：将注塑模的分型面分为近型腔分型面区域和远型腔分型面区域两部分；其中，所述近型腔分型面区域为注塑模分型面上围绕型腔周围部分的分型面区域，且设定近型腔分型面区域的面积不大于铣刀的最大铣加工面积，分型面上的其余部分则为远型腔分型面区域；
步骤6、铣加工参考基准面：在近型腔分型面区域和远型腔分型面区域上按照分散分布的原则，分别精加工出若干数量局部点位区域作为后续加工的参考基准面，且所述若干数量局部点位区域的面积之和不大于铣刀的最大铣加工面积；所述参考基准面的余量设定为分型面高度尺寸公差值的一半；
例如，当分型面高度尺寸公差范围为±0.02mm时，则其公差值为+0.02－(－0.02)＝0.04mm，则设定参考基准面的余量为公差值的一半即为0.04mm÷2＝0.02mm。
步骤7、远型腔分型面区域精加工：根据远型腔分型面区域的参考基准面，精加工远型腔分型面区域，并将远型腔分型面区域的参考基准面上的余量全部切掉；
例如，当设定参考基准面的余量为0.02mm时，其铣加工远型腔分型面区域时，必须把位于远型腔分型面上的参考基准面余量0.02 mm全部切掉。
步骤8、近型腔分型面区域精加工：精加工近型腔分型面区域，控制加工面高出远型腔分型面但不高于近型腔分型面区域的参考基准面。
上述技术方案中，由于参考基准面总面积较小，其可以用一把铣刀一次加工完成，因此基本无磨损，使得参考基准面精度极高，有利于保证后续分型面的加工精度。
其中，近型腔分型面区域由于控制了其面积，铣刀加工时在不换刀的情况下也不会出现大的磨损，因此其加工的质量极高。而在远型腔分型面区域，虽然加工的面积较大，但由于使用了精度极高的参考基准面，铣刀换刀时用参考基准面进行对刀，因此加工精度也能得到较好保证。
上述技术方案中，通过将注塑模的分型面划分为近型腔分型面区域和远型腔分型面区域两部分，并控制近型腔分型面区域的面积，实现了近型腔分型面区域的高精度加工；同时远型腔分型面区域的加工采用不同的策略和方法，其通过预制的参考基准面作为加工基准，也能加工出较高的精度，且采用的加工策略能够使得远型腔分型面区域加工后在微观上略微低于近型腔分型面区域。这样可以使得注塑模的动模及定模的分型面在合模后，在近型腔分型面区域能够相互紧密靠平，从而可以有效消除注塑件的分型面飞边，提高了产品的外观质量。
而且，上述加工方法无需以牺牲降低切削用量为代价，因此在保证加工精度的同时，具有较高的加工效率。
作为本发明的优选方案之一，所述步骤3的铣刀磨损曲线的建立工序中，其铣加工面积与铣刀磨损量的关系曲线是通过查阅刀具手册的寿命曲线并根据设定的铣加工切削参数进行换算而得到。
作为本发明的优选方案之二，所述步骤3的铣刀磨损曲线的建立工序中，所述铣加工面积与铣刀磨损量的关系曲线是通过加工试验而得到。
上述通过加工试验建立铣刀磨损曲线，更能反应铣刀磨损的实际情况，有利于后续注塑模加工精度的控制。
作为本发明的优选方案之三，所述步骤4的铣刀最大铣加工面积的确定工序中，设置对极限磨损量的保险系数，并进而根据极限磨损量与保险系数得到铣刀的最大铣加工面积。
更优选的，所述保险系数为0.70～0.80。
例如，假设为设置保险系数时得到的铣刀的最大铣加工面积为 0.40m2，则考虑设置保险系数为0.75时其铣刀的最大铣加工面积为 0.40m2×0.75＝0.30m2。
作为本发明的优选方案之四，所述步骤5的铣加工的分区域规划工序中，所述近型腔分型面区域和远型腔分型面区域之间的分界线与所述注塑模型腔在分型面上的边界线等距离设置。
优选的，所述步骤6的铣加工参考基准面工序中，其参考基准面的余量设定为0.02mm。
优选的，所述步骤7的远型腔分型面区域精加工工序中，所述铣刀的实际加工面积在接近或达到最大铣加工面积时进行换刀，且所换的新铣刀要根据参考基准面进行对刀。
作为本发明的优选方案之五，所述步骤8的近型腔分型面区域精加工工序中，按照围绕所述型腔以顺时针或逆时针方向从外到内的顺序进行铣削。
上述近型腔分型面区域采用从外到内的顺序进行铣削方式，可以使得即使在铣刀有磨损的情况下，也可以保证分型面上靠近型腔边界线处的面的高度在微观上不低于距离型腔边界线处较远处的面的高度，从而更好的保证注塑模的动模与定模对合时在型腔边界线处的密合性，确保注塑件在分型面处无飞边。
优选的，所述铣刀为球形铣刀。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的一种大型注塑模分型面的加工工艺，由于参考基准面总面积较小，其可以用一把铣刀一次加工完成，因此基本无磨损，使得参考基准面精度极高，有利于保证后续分型面的加工精度。
第二，本发明的一种大型注塑模分型面的加工工艺，近型腔分型面区域由于控制了其面积，铣刀加工时在不换刀的情况下也不会出现大的磨损，因此其加工的质量极高。而在远型腔分型面区域，虽然加工的面积较大，但由于使用了精度极高的参考基准面，铣刀换刀时用参考基准面进行对刀，因此加工精度也能得到较好保证。
第三，本发明的一种大型注塑模分型面的加工工艺，通过将注塑模的分型面划分为近型腔分型面区域和远型腔分型面区域两部分，并控制近型腔分型面区域的面积，实现了近型腔分型面区域的高精度加工；同时远型腔分型面区域的加工采用不同的策略和方法，其通过预制的参考基准面作为加工基准，也能加工出较高的精度，且采用的加工策略能够使得远型腔分型面区域加工后在微观上略微低于近型腔分型面区域。这样可以使得注塑模的动模及定模的分型面在合模后，在近型腔分型面区域能够相互紧密靠平，从而可以有效消除注塑件的分型面飞边，提高了产品的外观质量。
第四，本发明的一种大型注塑模分型面的加工工艺，无需以牺牲降低切削用量为代价，因此在保证加工精度的同时，具有较高的加工效率。
第五，本发明的一种大型注塑模分型面的加工工艺，通过加工试验建立铣刀磨损曲线，更能反应铣刀磨损的实际情况，有利于后续注塑模加工精度的控制。
第六，本发明的一种大型注塑模分型面的加工工艺，近型腔分型面区域采用从外到内的顺序进行铣削方式，可以使得即使在铣刀有磨损的情况下，也可以保证分型面上靠近型腔边界线处的面的高度在微观上不低于距离型腔边界线处较远处的面的高度，从而更好的保证注塑模的动模与定模对合时在型腔边界线处的密合性，确保注塑件在分型面处无飞边。
附图说明
图1是本发明中的大型注塑模分型面的结构示意图；
图2是在分型面上设置参考基准面的结构示意图。
图中：1、远型腔分型面区域，2、近型腔分型面区域，3、型腔， 4、近型腔分型面区域和远型腔分型面区域之间的分界线，5、注塑模型腔在分型面上的边界线，6、注塑模，7、参考基准面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图1至2所示为本发明的一种大型注塑模分型面的加工工艺的实施例，包括如下工艺步骤：
步骤1、铣刀选用：根据注塑模的材料和硬度，选用相应的铣刀；
步骤2、铣加工参数确定：根据所选的铣刀，并结合注塑模的材料和硬度，设定铣加工的切削参数；
步骤3、铣刀磨损曲线的建立：根据所选定的铣刀以及铣加工的切削参数，建立所述铣刀加工注塑模分型面时的铣刀磨损曲线，所述铣刀磨损曲线为铣刀的铣加工面积与铣刀磨损量的关系曲线；
步骤4、铣刀最大铣加工面积的确定：根据注塑模分型面的精度要求，设定铣刀的极限磨损量，并得到在铣刀的极限磨损量条件下所述铣刀的最大铣加工面积；
步骤5、铣加工的分区域规划：将注塑模的分型面分为近型腔分型面区域2和远型腔分型面区域1两部分；其中，所述近型腔分型面区域2为注塑模6分型面上围绕型腔3周围部分的分型面区域，且设定近型腔分型面区域2的面积不大于铣刀的最大铣加工面积，分型面上的其余部分则为远型腔分型面区域1；
步骤6、铣加工参考基准面7：在近型腔分型面区域2和远型腔分型面区域1上按照分散分布的原则，分别精加工出若干数量局部点位区域作为后续加工的参考基准面7，且所述若干数量局部点位区域的面积之和不大于铣刀的最大铣加工面积；所述参考基准面7的余量设定为分型面高度尺寸公差值的一半；
例如，当分型面高度尺寸公差范围为±0.02mm时，则其公差值为+0.02－(－0.02)＝0.04mm，则设定参考基准面7的余量为公差值的一半即为0.04mm÷2＝0.02mm。
步骤7、远型腔分型面区域1精加工：根据远型腔分型面区域的参考基准面7，精加工远型腔分型面区域1，并将远型腔分型面区域的参考基准面7上的余量全部切掉；
例如，当设定参考基准面7的余量为0.02mm时，其铣加工远型腔分型面区域1时，必须把位于远型腔分型面1上的参考基准面余量0.02 mm全部切掉。
步骤8、近型腔分型面区域2精加工：精加工近型腔分型面区域2，控制加工面高出远型腔分型面1但不高于近型腔分型面区域的参考基准面7。
上述技术方案中，由于参考基准面7总面积较小，其可以用一把铣刀一次加工完成，因此基本无磨损，使得参考基准面7精度极高，有利于保证后续分型面的加工精度。
其中，近型腔分型面区域2由于控制了其面积，铣刀加工时在不换刀的情况下也不会出现大的磨损，因此其加工的质量极高。而在远型腔分型面区域，虽然加工的面积较大，但由于使用了精度极高的参考基准面7，铣刀换刀时用参考基准面进行对刀，因此加工精度也能得到较好保证。
上述技术方案中，通过将注塑模6的分型面划分为近型腔分型面区域2和远型腔分型面区域1两部分，并控制近型腔分型面区域2的面积，实现了近型腔分型面区域2的高精度加工；同时远型腔分型面区域1的加工采用不同的策略和方法，其通过预制的参考基准面7作为加工基准，也能加工出较高的精度，且采用的加工策略能够使得远型腔分型面区域1加工后在微观上略微低于近型腔分型面区域2。这样可以使得注塑模6的动模及定模的分型面在合模后，在近型腔分型面区域2 能够相互紧密靠平，从而可以有效消除注塑件的分型面飞边，提高了产品的外观质量。
而且，上述加工方法无需以牺牲降低切削用量为代价，因此在保证加工精度的同时，具有较高的加工效率。
作为本发明 的优选方案之一，所述步骤3的铣刀磨损曲线的建立工序中，其铣加工面积与铣刀磨损量的关系曲线是通过查阅刀具手册的寿命曲线并根据设定的铣加工切削参数进行换算而得到。
作为本发明 的优选方案之二，所述步骤3的铣刀磨损曲线的建立工序中，所述铣加工面积与铣刀磨损量的关系曲线是通过加工试验而得到。
上述通过加工试验建立铣刀磨损曲线，更能反应铣刀磨损的实际情况，有利于后续注塑模加工精度的控制。
作为本发明 的优选方案之三，所述步骤4的铣刀最大铣加工面积的确定工序中，设置对极限磨损量的保险系数，并进而根据极限磨损量与保险系数得到铣刀的最大铣加工面积。
更优选的，所述保险系数为0.70～0.80。
例如，假设为设置保险系数时得到的铣刀的最大铣加工面积为 0.40m2，则考虑设置保险系数为0.75时其铣刀的最大铣加工面积为 0.40m2×0.75＝0.30m2。
作为本发明 的优选方案之四，所述步骤5的铣加工的分区域规划工序中，所述近型腔分型面区域2和远型腔分型面区域1之间的分界线4与所述注塑模型腔3在分型面上的边界线5等距离设置。
优选的，所述步骤6的铣加工参考基准面7工序中，其参考基准面 7的余量设定为0.02mm。
优选的，所述步骤7的远型腔分型面区域1精加工工序中，所述铣刀的实际加工面积在接近或达到最大铣加工面积时进行换刀，且所换的新铣刀要根据参考基准面7进行对刀。
作为本发明 的优选方案之五，所述步骤8的近型腔分型面区域2精加工工序中，按照围绕所述型腔3以顺时针或逆时针方向从外到内的顺序进行铣削。
上述近型腔分型面区域2采用从外到内的顺序进行铣削方式，可以使得即使在铣刀有磨损的情况下，也可以保证分型面上靠近型腔边界线5处的面的高度在微观上不低于距离型腔边界线5处较远处的面的高度，从而更好的保证注塑模6的动模与定模对合时在型腔边界线5 处的密合性，确保注塑件在分型面处无飞边。
优选的，所述铣刀为球形铣刀。
实施例2：
如图1至2所述的注塑模设计为一模双件注塑结构，其有两个型腔 3，一次可以注塑两件。加工时，将注塑模6的分型面(动模分型面或定模分型面)划分为两个区域1、2，按照实施例1的工艺依次进行分型面的加工。
其中，所述分型面高度尺寸公差范围为±0.02mm。
其中，在参考基准面7的精加工中，设置参考基准面7上的余量为 +0.02mm。
其中，在远型腔分型面区域1的精加工中，将参考基准面7上的余量+0.02mm切掉0.02～0.04mm，使得远型腔分型面1的高度尺寸公差达到0～－0.02mm的范围。
其中，在近型腔分型面区域2的精加工中，采用一把铣刀进行精加工，使得近型腔分型面区域2的高度尺寸公差达到+0.005～+0.015 mm的范围。
最后得到的分型面高度，一方面符合分型面高度±0.02mm的公差要求，另一方面由于精加工后的近型腔分型面区域2比远型腔分型面区域1略微高约+0.005～+0.035mm。这样当注塑模6的动模与定模对合时，可以确保近型腔分型面区域2处对合的精度，从而有效避免了分型面处的注塑飞边。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种大型注塑模分型面的加工工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
步骤1、铣刀选用：根据注塑模的材料和硬度，选用相应的铣刀；
步骤2、铣加工参数确定：根据所选的铣刀，并结合注塑模的材料和硬度，设定铣加工的切削参数；
步骤3、铣刀磨损曲线的建立：根据所选定的铣刀以及铣加工的切削参数，建立所述铣刀加工注塑模分型面时的铣刀磨损曲线，所述铣刀磨损曲线为铣刀的铣加工面积与铣刀磨损量的关系曲线；
步骤4、铣刀最大铣加工面积的确定：根据注塑模分型面的精度要求，设定铣刀的极限磨损量，并得到在铣刀的极限磨损量条件下所述铣刀的最大铣加工面积；
步骤5、铣加工的分区域规划：将注塑模的分型面分为近型腔分型面区域和远型腔分型面区域两部分；其中，所述近型腔分型面区域为注塑模分型面上围绕型腔周围部分的分型面区域，且设定近型腔分型面区域的面积不大于铣刀的最大铣加工面积，分型面上的其余部分则为远型腔分型面区域；
步骤6、铣加工参考基准面：在近型腔分型面区域和远型腔分型面区域上按照分散分布的原则，分别精加工出若干数量局部点位区域作为后续加工的参考基准面，且所述若干数量局部点位区域的面积之和不大于铣刀的最大铣加工面积；所述参考基准面的余量设定为分型面高度尺寸公差值的一半；
步骤7、远型腔分型面区域精加工：根据远型腔分型面区域的参考基准面，精加工远型腔分型面区域，并将远型腔分型面区域的参考基准面上的余量全部切掉；
步骤8、近型腔分型面区域精加工：精加工近型腔分型面区域，控制加工面高出远型腔分型面但不高于近型腔分型面区域的参考基准面。
2.根据权利要求1所述的一种大型注塑模分型面的加工工艺，其特征在于，所述步骤3的铣刀磨损曲线的建立工序中，其铣加工面积与铣刀磨损量的关系曲线是通过查阅刀具手册的寿命曲线并根据设定的铣加工切削参数进行换算而得到。
3.根据权利要求1所述的一种大型注塑模分型面的加工工艺，其特征在于，所述步骤3的铣刀磨损曲线的建立工序中，所述铣加工面积与铣刀磨损量的关系曲线是通过加工试验而得到。
4.根据权利要求1所述的一种大型注塑模分型面的加工工艺，其特征在于，所述步骤4的铣刀最大铣加工面积的确定工序中，设置对极限磨损量的保险系数，并进而根据极限磨损量与保险系数得到铣刀的最大铣加工面积。
5.根据权利要求4所述的一种大型注塑模分型面的加工工艺，其特征在于，所述保险系数为0.70～0.80。
6.根据权利要求1所述的一种大型注塑模分型面的加工工艺，其特征在于，所述步骤5的铣加工的分区域规划工序中，所述近型腔分型面区域和远型腔分型面区域之间的分界线与所述注塑模型腔在分型面上的边界线等距离设置。
7.根据权利要求1所述的一种大型注塑模分型面的加工工艺，其特征在于，所述步骤6的铣加工参考基准面工序中，其参考基准面的余量设定为0.02mm。
8.根据权利要求1所述的一种大型注塑模分型面的加工工艺，其特征在于，所述步骤7的远型腔分型面区域精加工工序中，所述铣刀的实际加工面积在接近或达到最大铣加工面积时进行换刀，且所换的新铣刀要根据参考基准面进行对刀。
9.根据权利要求1所述的一种大型注塑模分型面的加工工艺，其特征在于，所述步骤8的近型腔分型面区域精加工工序中，按照围绕所述型腔以顺时针或逆时针方向从外到内的顺序进行铣削。
10.根据权利要求1所述的一种大型注塑模分型面的加工工艺，其特征在于，所述铣刀为球形铣刀。
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- 2018-08-21 CN CN201810952934.3A patent/CN109290614B/zh active Active
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| CN109290614A (zh) | 2019-02-01 |
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