CN109551051A - 一种车灯导光条生产模具的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车灯导光条生产模具的加工方法，属于模具加工领域。该装置包括：根据模具加工工艺过程计算数控数据；选择直径公差在0.002mm以内的加工刀具；控制室温在20‑21℃，并恒温；调整加工刀具安装状态下的主轴径向跳动在0.001mm内；将主轴预热至25‑26℃；按所述数控数据加工，本发明提供一种车灯导光条生产模具的加工方法，通过对室温的恒温控制，有效降低温度变化使材料热膨胀对加工精度造成的影响，对主轴进行加热，避免主轴热伸长所造成的刀具伸长误差，有效提高加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及模具制造领域，特别涉及一种车灯导光条生产模具的加工方法。
背景技术
车灯用光导齿系一种条状导光体，其一面基本是齿条状光反射面，用于对光进行反射。车灯用光导齿作为近年来的新型技术，广泛应用于民用高端家轿，前灯、后灯皆有，多用于转向灯、刹车灯等，主要采用LED光源，已经逐渐成为汽车车灯的主要配置。
然而，车灯用光导齿模具由于其特殊的造型以及表面粗糙度的极高的要求，一直以来没有理想的加工方式可以满足其加工要求。普通模具的加工方式达不到导光条模具的生产要求，普通模具对精度要求较低，环境温度变化等因素对机床和材料造成的尺寸微量变化完全在可接受范围内，因此传统模具加工时无需考虑温度等因素造成的微量尺寸误差。且由于模具材料的特殊性，其和其它材料如铸铁等脆性材料加工方式有很大的不同。因此导光条生产用模具的加工一直是业内的一个难题。
发明内容
本发明提供一种车灯导光条生产模具的加工方法，可以提高导光条生产模具的表面粗糙度和尺寸精度，有效提高加工质量。
一种车灯导光条生产模具的加工方法，包括：
根据模具加工工艺过程计算数控数据；
选用直径公差在0.002mm以内的加工刀具；
控制室温在20-21℃，并恒温；
调整加工刀具安装状态下的主轴径向跳动在0.001mm内；
将主轴预热至25-26℃；
按所述数控数据加工。
更优地，还包括在加工时喷射雾化切屑液，其中，所述雾化切屑液PH为8-9，并由如下重量份的组分组成：
癸二酸3份；三乙醇胺6份；聚乙二醇1份；氯化石蜡1份；油酸2份；蒸馏水5份；酒精5份。
所述雾化切屑液的温度：
其中，F液为雾化切屑液的温度，F注为模具注塑时的工作平均温度，V为模具材料的原始体积，为温度每变化1℃时，模具材料的体积变化值。
更优地，在按所述数控数据加工之前，还包括对机床进行预热15min的步骤。
更优地，模具加工工艺过程计算数控数据的步骤为采用POWERMILL编程软件进行CAM程序的编制。
更优地，加工过程包括依次加工的开粗、中光和精光，其中精光后留有0.001-0.0015mm的加工余量，并采用微磨铣方式加工。
更优地，精光时，刀具切屑量为0.002-0.003mm，转速为40000转/分钟。
更优地，所述车灯导光条的表面粗糙度小于50nm，导光锯齿R角小于R0.05。
本发明提供一种车灯导光条生产模具的加工方法，通过对室温的恒温控制，有效降低温度变化使材料热膨胀对加工精度造成的影响，对主轴进行加热，避免主轴热伸长所造成的刀具伸长误差，有效提高加工质量。
具体实施方式
下面对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明实施例提供的一种车灯导光条生产模具的加工方法，包括：
采用POWERMILL编程软件进行CAM程序的编制，根据模具加工工艺过程计算数控数据，这款软件的点分布功能可以保证刀具路径的光顺性和刀路轨迹精度；
选用直径公差在0.002mm以内的加工刀具；
控制室温在20-21℃，上下误差不超过1℃，并保持恒温，在室内设置温度监测仪，实时监测室温并控制空调系统调整温度；
刀具装在主轴，调整加工刀具安装状态下的主轴径向跳动在0.001mm内，并且用高精密激光对刀仪测量刀具的直径和轮廓度，筛选刀具直径和轮廓度在0.001MM以内刀具，以保证加工精度，其中，程序公差和机床动态参数配合使用，精加工编程公差控制在0.0005-0.001mm；
将主轴预热至25-26℃；为了使程式的余量控制均匀，加工时最小刀具选用D0.1R0.05的刀具，为了保证该刀具的承受能力，刀具切削量在0.002mm左右，主轴转速控制在40000万转/min，而为了使加工余量能够控制在0.001-0.002mm之间，在刀具进入切削前对主轴进行预热，可以排除因主轴热伸长所造成的刀具伸长误差；
按所得数控数据加工。
其中机床采用德国罗德斯高速加工中心，刀具选用CNB、PCD刀具。
为了提高加工时的润滑性以及散热效率，避免切屑过程中温度集中导致加工面烧伤及热膨胀导致尺寸变化，本发明还包括在加工时喷射雾化切屑液，其中，所述雾化切屑液PH为8-9，并由如下重量份的组分组成：
癸二酸3份；三乙醇胺6份；聚乙二醇1份；氯化石蜡1份；油酸2份；蒸馏水5份；酒精5份。
PH为8-9可避免切屑液内滋生细菌；蒸馏水可有效改善切屑液的润滑性，减少被切屑带走的量；酒精在室温下具有快速挥发的特性，可以迅速带走刀具和加工材料的热量，避免加工面烧伤及热膨胀带来的尺寸误差；雾化切屑液和刀具及加工材料接触更充分，可以快速挥发，迅速带走热量，其中，冷却方式采用间隙吹气+切屑液冷却结合的方式，有效降低刀具的磨损和提高工件表面光洁度。
为了进一步提高切屑液带走热量的性能，喷射时的雾化切屑液的温度采用如下公式计算得到：
其中，F液为雾化切屑液的温度，F注为模具注塑时的工作平均温度，V为模具材料的原始体积，为温度每变化1℃时，模具材料的体积变化值。由于模具在注塑加工时，温度较高，会造成模具膨胀导致型腔体积减小导致成品尺寸缩减，而加工时温度较低，所加工尺寸相对于工作时的尺寸较大，可以有效补偿尺寸误差。因此合理控制加工时切屑液的温度，可以保障模具加工时的温度，以达到较好的误差补偿，从而保障成品尺寸的精确度。
为了进一步提高加工精度，防止机床在加工初始阶段由于温度较低尺寸偏差较大，加工过程中温度升高，产生尺寸误差，因此在按所述数控数据加工之前，还包括对机床进行预热15min的步骤，以使机床整体达到最优的加工状态，避免温差对机床主轴及其他部件造成的尺寸偏差的影响。
为了保证加工精度，加工过程包括依次加工的开粗、中光和精光，其中精光后留有0.001-0.0015mm的加工余量，并采用微磨铣方式加工，可以确保加工光洁度和刀具寿命稳定。编程余量直接影响刀具磨损和寿命及光洁度，小刀控制在0.001-0.002mm，使余量均匀微量，实现高速微量磨铣加工。
精光时，刀具切屑量为0.002-0.003mm，转速为40000转/分钟。
采用0.0025MM步距加，走刀以90短方向进行加工，以保证加工的光洁度和加工稳定性。
所述车灯导光条的表面粗糙度小于50nm，导光锯齿R角小于R0.05。
其中，加工程序如下表所示：
| 序号 | 程序名 | 刀具 | 刀长 | 粗中光 | 余量 | Z深度 | 转速 | 刀头夹持 | 时间 | 避空 | 备注 |
| 1 | DGT-AF01 | D3_R | 18 | 开粗 | 0.1 | 71.03 | 17000 | B30-L30 | 2∶11∶18 | 5 | 合金刀 |
| 2 | DGT-AF02 | D3R1.5-R | 18 | 开粗 | 0.05 | 71.03 | 18000 | B30-L30 | 4∶51∶18 | 5 | 合金刀 |
| 3 | DGT-AF03 | D2R1_R | 18 | 中光 | 0.03 | 71.03 | 24000 | B30-L30 | 7∶21∶18 | 3 | 合金刀 |
| 4 | DGT-AF04 | D2R1_R | 15 | 中光 | 0.025 | 71.14 | 25000 | B30-L30 | 9∶25∶36 | 3 | 合金刀 |
| 5 | DGT-AF05 | D1.5R0.75_F | 15 | 中光 | 0.02 | 71.22 | 28000 | B30-L30 | 12∶33∶38 | 3 | 超硬合金刀 |
| 6 | DGT-AF06 | D1R0.5_F | 12 | 精光 | 0.012 | 71.27 | 32000 | B30-L30 | 15∶22∶21 | 2 | 超硬合金刀 |
| 7 | DGT-AF07 | D0.6R0.3_F | 12 | 精光 | 0.008 | 71.29 | 34000 | B30-L30 | 20∶30∶21 | 2 | 超硬合金刀 |
| 8 | DGT-AF08 | D0.5R.25_F | 12 | 精光 | 0.006 | 71.3 | 38000 | B30-L30 | 30∶15∶13 | 0.5 | 超硬合金刀 |
| 9 | DGT-AF09 | D0.4R0.2_F | 12 | 精光 | 0.005 | 71.3 | 38000 | B30-L30 | 30∶35：13 | 0.5 | 超硬合金刀 |
| 10 | DGT-AF10 | D0.3R0.15F | 12 | 精光 | 0.005 | 71.31 | 40000 | B30-L30 | 50∶33∶26 | 0.5 | 超硬合金刀 |
| 11 | DGT-AF11 | D0.2R0.1_F | 12 | 精光 | 0.004 | 71.32 | 40000 | B30-L30 | 70∶32∶29 | 0.5 | 超硬合金刀 |
| 12 | DGT-AF12 | D0.15R0075_F | 12 | 精光 | 0.003 | 71.32 | 40000 | B30-L30 | 80∶32∶29 | 0.5 | CBN刀具 |
| 13 | DGT-AF13 | D0.1R0.05_F | 12 | 精光 | 0.002 | 71.32 | 40000 | B30-L30 | 100∶32∶29 | 0.5 | CBN刀具 |
| 14 | DGT-AF14 | D0.1R0.05_F | 12 | 精光 | 0.0015 | 71.32 | 40000 | B30-L30 | 100∶32∶29 | 0.5 | cBN刀具 |
| 15 | DGT-AF15 | D0.1R0.05_F | 12 | 精光 | 0.000 | 71.33 | 40000 | B30-L30 | 120∶00∶30 | 0.5 | PCD刀具 |
本发明提供一种车灯导光条生产模具的加工方法，通过对室温的恒温控制，有效降低温度变化使材料热膨胀对加工精度造成的影响，对主轴进行加热，避免主轴热伸长所造成的刀具伸长误差，有效提高加工质量。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种车灯导光条生产模具的加工方法，其特征在于，包括：
根据模具加工工艺过程计算数控数据；
选择直径公差在0.002mm以内的加工刀具；
控制室温在20-21℃，并恒温；
调整加工刀具安装状态下的主轴径向跳动在0.001mm内；
将主轴预热至25-26℃；
按所述数控数据加工。
2.如权利要求1所述的一种车灯导光条生产模具的加工方法，其特征在于，还包括在加工时喷射雾化切屑液，其中，所述雾化切屑液PH为8-9，并由如下重量份的组分组成：
癸二酸3份；三乙醇胺6份；聚乙二醇1份；氯化石蜡1份；油酸2份；蒸馏水5份；酒精5份。
3.如权利要求2所述的一种车灯导光条生产模具的加工方法，其特征在于，所述雾化切屑液的温度：
其中，F液为雾化切屑液的温度，F注为模具注塑时的工作平均温度，V为模具材料的原始体积，为温度每变化1℃时，模具材料的体积变化值。
4.如权利要求1所述的一种车灯导光条生产模具的加工方法，其特征在于，在按所述数控数据加工之前，还包括对机床进行预热15min的步骤。
5.如权利要求1所述的一种车灯导光条生产模具的加工方法，其特征在于，根据模具加工工艺过程计算数控数据的步骤为采用POWERMILL编程软件进行CAM程序的编制。
6.如权利要求5所述的一种车灯导光条生产模具的加工方法，其特征在于，加工过程包括依次加工的开粗、中光和精光，其中精光后留有0.001-0.0015mm的加工余量，并采用微磨铣方式加工。
7.如权利要求6所述的一种车灯导光条生产模具的加工方法，其特征在于，精光时，刀具切屑量为0.002-0.003mm，转速为40000转/分钟。
8.如权利要求1所述的一种车灯导光条生产模具的加工方法，其特征在于，所述车灯导光条的表面粗糙度小于50nm，导光锯齿R角小于R0.05。
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| 乔建华 等: "《模具制造》", 31 August 2011 * |
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| CN109551051B (zh) | 2022-01-04 |
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