CN111408902A - 一种光纤注塑模具的工件制造方法 - Google Patents

Abstract

一种光纤注塑模具的工件制造方法，包括以下步骤：步骤A、将原材料切割成工件的预形体；步骤B、对工件的上表面进行车铣形成初胚；步骤C、在工件的上表面镀镍层；步骤D、切割出治具的定位孔和多个偏心的圆盘；步骤E、将工件固定在治具的定位孔中，在工件的上表面进行粗车铣，初步形成多个呈一排方式排列的非球面；步骤F、判断治具的圆盘的圆心位置是否正确，若否，则进行步骤G，若是，则进行步骤H；步骤G、对治具的圆盘进行修正加工；步骤H、将工件固定在治具的定位孔中，对工件上表面的多个非球面进行精车铣。

Description

一种光纤注塑模具的工件制造方法

技术领域

本发明涉及模具工件的制造方法，尤其是涉及一种光纤注塑模具的工件制造方法。

背景技术

光纤作为宽带接入一种主流的方式，有着通信容量大、中继距离长、保密性能好、适应能力强、体积小重量轻、原材料来源广价格低廉等的优点，在宽带互联网接入的应用可预料非常广泛。

现有的小型光纤元件上设置有多个非球面，多个非球面呈一排的方式排列，这种光纤元件通常采用模具注塑的方式形成。在注塑模具内部的工件上也相应地设有多个呈一排的方式排列的非球面。

目前在制造上述工件的过程中，通常采用精车加工的方式形成多个非球面，精车加工的过程中通过一个具有多个偏心圆的治具进行固定。然而，由于非球面的尺寸很小（半径约为0.13mm），而且相邻的两个非球面之间的圆心距离也很小（最小为0.26mm），只要治具的其中一个偏心圆存在较大误差，则会导致一个非球面的位置出现偏差，与相邻的非球面重叠，造成整个工件报废，浪费材料，并且大大增加了模具的成本。

发明内容

本发明技术方案是针对上述情况的，为了解决上述问题而提供一种光纤注塑模具的工件制造方法，所述制造方法包括以下步骤：

步骤A、通过高速走丝电火花线将原材料切割成工件的预形体；

步骤B、对工件的上表面进行车铣形成初胚；

步骤C、在工件的上表面镀镍层；

步骤D、以工件的尺寸为基准，切割出治具的定位孔和多个偏心的圆盘；

步骤E、将工件固定在治具的定位孔中，以治具的多个圆盘为基准，在工件的上表面进行粗车铣，初步形成多个呈一排方式排列的非球面；

步骤F、以非球面的位置为基准，判断治具的圆盘的圆心位置是否正确，若否，则进行步骤G，若是，则进行步骤H；

步骤G、根据圆盘的圆心偏离量对治具的圆盘进行修正加工；

步骤H、将工件固定在治具的定位孔中，以治具的多个圆盘为基准，对工件上表面的多个非球面进行精车铣。

进一步，在进行步骤A之后及进行步骤B之前，还进行以下步骤：步骤I、对工件的各个侧表面进行粗打磨。

进一步，在进行步骤I之后及进行步骤B之前，还进行以下步骤：步骤J、通过放电的方式在工件的下表面形成下牙孔；步骤K、对工件的下表面进行细打磨。

进一步，在进行步骤C之后及进行步骤D之前，还进行以下步骤：步骤L、镍层开粗，对工件上表面的镍层进行车铣粗加工。

进一步，在进行步骤L之后及进行步骤D之前，还进行以下步骤：步骤M、通过低速走丝电火花线在工件上切割出两个纵向方孔和两个溢胶孔；步骤N、以纵向方孔为基准，对工件的各个侧表面进行细打磨。

进一步，在进行步骤N之后及进行步骤D之前，还进行以下步骤：步骤O、通过低速走丝电火花线在工件上切割出横向方孔；步骤P、通过放电的方式在工件的下表面形成后牙孔；

进一步，在进行步骤P之后及进行步骤E之前，还进行以下步骤：步骤Q、以工件的尺寸为基准，对工件上表面的镍层进行车铣精加工。

进一步，步骤Q与步骤D同时进行。

采用上述技术方案后，本发明的效果是：与传统的制造方法不同，上述制造方法并非将非球面一次性加工成型，而是先对非球面进行粗车加工，再根据非球面的中心位置反推治具的圆盘圆心位置是否正确，若存在圆盘圆心偏离的情况，可以通过再次加工治具来进行修正，以保证工件的非球面位置的精确性，从而确保光纤制造的良率，避免浪费材料，大大降低了模具工件的制造成本。

附图说明

图1为本发明涉及的工件的示意图；

图2为本发明涉及的工件的另一示意图；

图3为本发明涉及的治具的示意图；

图4为本发明涉及的工件制造方法的流程图。

具体实施方式

本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

下面通过实施例对本发明技术方案作进一步的描述：

结合图1和图2所示，成型后的模具工件1大致呈长方体的形状，具有下牙孔11、两个纵向方孔12、两个溢胶孔13、多个呈一排方式排列的非球面14、横向方孔15和后牙孔16，下牙孔11从工件1的下表面凹陷，纵向方孔12和溢胶孔13都从工件1的上表面延伸至下表面，非球面14位于工件1的上表面，横向方孔15从工件1的左表面延伸至右表面，后牙孔16从工件1的下表面凹陷。工件1在使用过程中，放置在模具内部，并且可相对模具滑动。工件1朝向模具成型腔的方向移动，光纤的原材料输入至模具的成型腔内部，注塑成型后，工件的位置形成光纤的一个端面，该端面上形成有两个溢胶柱和多个呈一排方式排列的非球面。其中，牙孔11与螺栓配合，使工件1固定在控制其移动的驱动机构上；纵向方孔12与模具的导向杆配合，引导工件1的移动，避免其发生偏移；横向方孔15与模具的插销配合，固定工件1；后牙孔16与螺栓配合，锁定模具的插销。

如图3所示，治具2大致呈圆台形状，具有定位孔21和多个偏心的圆盘22，定位孔21从治具2的上表面延伸至下表面，多个偏心的圆盘22是指多个圆盘22从前往后依次排列，并且多个圆盘22的圆心沿上下方向的投影呈一排的方式排列（多个圆盘22的圆心在上下方向的投影不重叠）。此外，对于相邻的两个圆盘22，靠近后侧的圆盘22的半径大于靠近前侧的圆盘22的半径，即约靠近后侧的圆盘22半径越大。在治具2工作时，工件1固定在治具2的定位孔21中，治具2固定在车铣机床上，一个圆盘22的圆心对应一个非球面14的位置（即沿上下方向的投影重叠），车铣机床根据圆盘22定位其圆心位置，对工件1的非球面14进行车铣加工。

如图4所示，本发明提供一种光纤注塑模具的工件制造方法，该制造方法包括以下步骤：

步骤一、快丝预形体，通过高速走丝电火花线将工件的原材料切割成工件的预形体。其中，预形体的尺寸（长、宽、高分别）约为20×10×32.4mm，长、宽、高分别双边预留0.3~0.35mm。本步骤用于形成工件的预形体，将工件从原材料中分离。

步骤二、粗磨外形，对工件的各个侧表面（即前、后、左、右表面）进行粗打磨。其中，长和宽分别单边预留0.03mm。本步骤用于对工件的各个侧表面进行初步抛光、打磨，属于粗加工。

步骤三、放电下牙孔，通过放电的方式在工件的下表面形成下牙孔。其中，下牙孔的深度为6mm。本步骤用于形成工件的下牙孔。

步骤四、打磨下表面，对工件的下表面进行细打磨。其中，宽和高分别单边预留0.02mm，保证垂直度0.001，平面度0.001。本步骤用于在下牙孔形成后对工件的下表面进行精细抛光、打磨，使工件的下表面尺寸符合要求。

步骤五、车铣初胚，对工件的上表面进行车铣形成初胚。本步骤用于在工件的上表面形成凹槽，并且凹槽上形成凸台，在后续步骤中，工件的非球面在凸台上形成。其中，车铣初胚后，工件的高为32.00~32.03mm，凸台的尺寸（长、宽、高分别）为3.567×0.449×0.510mm，凹槽的深度为0.1mm。

步骤六、镀镍，在工件的上表面镀镍层。其中，镍层的厚度（即高度）为300μm。本步骤用于在工件的上表面形成镍层，镍层硬度相对较低，易于加工，能符合精度较高的加工要求。

步骤七、开粗镍层，对工件上表面的镍层进行车铣粗加工。本步骤用于对镍层进行初步加工，预留余量，属于粗加工。

步骤八、慢丝纵向方孔和溢胶孔，通过低速走丝电火花线在工件上切割出两个纵向方孔和两个溢胶孔。其中纵向方孔的尺寸（长、宽分别）为3.2×2.0mm，溢胶孔的尺寸（长、宽分别）为1.01×0.76mm。本步骤用于在工件上形成纵向方孔和溢胶孔。

步骤九、细磨外形，以纵向方孔为基准，对工件的各个侧表面（即前、后、左、右表面）进行细打磨。其中，工件的尺寸（长、宽分别）为20×10mm。本步骤基于纵向方孔对工件的各个侧表面进行精细化的抛光、打磨，去除余量，使工件的尺寸达到预定要求。

步骤十、慢丝横向方孔，通过低速走丝电火花线在工件上切割出横向方孔。其中，横向方孔的尺寸（宽、高分别）为3.00×5.01mm。本步骤用于在工件上形成横向方孔。

步骤十一、放电后牙孔，通过放电的方式在工件的下表面形成后牙孔。其中，后牙孔的深度为5.25mm。本步骤用于形成工件的后牙孔。

步骤十二、精铣镍层，以工件的尺寸为基准，对工件上表面的镍层进行车铣精加工。本步骤用于在细磨外形后，以工件的长和宽为基准，对镍层进行精细加工，尤其将凸台上的镍层加工到位，保证后续非球面位置的精确性，属于精加工。

步骤十三、加工治具，以工件的尺寸为基准，切割出治具的定位孔和多个偏心的圆盘。本步骤是根据工件的尺寸以及非球面预定的位置加工出治具的定位孔和多个圆盘。作为一种优选的方案，本步骤可以与步骤十二同时进行，以提高整体效率。

步骤十四、粗车非球面，将工件固定在治具的定位孔中，以治具的多个圆盘为基准，在工件的上表面进行粗车铣，初步形成多个呈一排方式排列的非球面。本步骤用于将多个非球面初步成型（留有余量），以便后续步骤中判断各圆盘的圆心位置。

步骤十五、中检非球面位置，以非球面的位置为基准，判断治具的圆盘的圆心位置是否正确，若否，则进行步骤十六，若是，则进行步骤十七。本步骤先判断各非球面的中心是否在同一条水平直线上（偏差应小于0.003μm，达到纳米级别），以及各中心之间的距离是否符合要求，然后根据初步成型的非球面位置来判断圆盘的圆心位置是否正确。

步骤十六、修正治具，根据圆盘的圆心偏离量对治具的圆盘进行修正加工。本步骤用于保证各圆盘的圆心沿上下方向的投影在同一条直线上，并且各投影的距离符合要求。

步骤十七、精车非球面，将工件固定在治具的定位孔中，以治具的多个圆盘为基准，对工件上表面的多个非球面进行精车铣。其中，相邻的两个非球面之间的中心距离最小为0.26mm。本步骤用于将非球面加工成型，形成工件的成品。

需要说明的是，上述工件各部分的尺寸仅为参考，对于不同型号的光纤产品，工件各部分的尺寸也可以根据实际情况发生变化和调整。虽然本发明所针对的工件尺寸较小，非球面的尺寸以及中心距离更是达到微米级别，但是本发明并不限定工件的具体尺寸。

可见，与传统的制造方法不同，上述制造方法并非将非球面一次性加工成型，而是先对非球面进行粗车加工，再根据非球面的中心位置反推治具的圆盘圆心位置是否正确，若存在圆盘圆心偏离的情况，可以通过再次加工治具来进行修正，以保证工件的非球面位置的精确性，从而确保光纤制造的良率，避免浪费材料，大大降低了模具工件的制造成本。

以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (8)

1.一种光纤注塑模具的工件制造方法，其特征在于：所述制造方法包括以下步骤：

步骤A、通过高速走丝电火花线将原材料切割成工件的预形体；

步骤B、对工件的上表面进行车铣形成初胚；

步骤C、在工件的上表面镀镍层；

步骤D、以工件的尺寸为基准，切割出治具的定位孔和多个偏心的圆盘；

步骤E、将工件固定在治具的定位孔中，以治具的多个圆盘为基准，在工件的上表面进行粗车铣，初步形成多个呈一排方式排列的非球面；

步骤F、以非球面的位置为基准，判断治具的圆盘的圆心位置是否正确，若否，则进行步骤G，若是，则进行步骤H；

步骤G、根据圆盘的圆心偏离量对治具的圆盘进行修正加工；

步骤H、将工件固定在治具的定位孔中，以治具的多个圆盘为基准，对工件上表面的多个非球面进行精车铣。

2.根据权利要求1所述的光纤注塑模具的工件制造方法，其特征在于：在进行步骤A之后及进行步骤B之前，还进行以下步骤：步骤I、对工件的各个侧表面进行粗打磨。

3.根据权利要求2所述的光纤注塑模具的工件制造方法，其特征在于：在进行步骤I之后及进行步骤B之前，还进行以下步骤：步骤J、通过放电的方式在工件的下表面形成下牙孔；步骤K、对工件的下表面进行细打磨。

4.根据权利要求3所述的光纤注塑模具的工件制造方法，其特征在于：在进行步骤C之后及进行步骤D之前，还进行以下步骤：步骤L、镍层开粗，对工件上表面的镍层进行车铣粗加工。

5.根据权利要求1所述的光纤注塑模具的工件制造方法，其特征在于：在进行步骤L之后及进行步骤D之前，还进行以下步骤：步骤M、通过低速走丝电火花线在工件上切割出两个纵向方孔和两个溢胶孔；步骤N、以纵向方孔为基准，对工件的各个侧表面进行细打磨。

6.根据权利要求5所述的光纤注塑模具的工件制造方法，其特征在于：在进行步骤N之后及进行步骤D之前，还进行以下步骤：步骤O、通过低速走丝电火花线在工件上切割出横向方孔；步骤P、通过放电的方式在工件的下表面形成后牙孔；

根据权利要求6所述的光纤注塑模具的工件制造方法，其特征在于：在进行步骤P之后及进行步骤E之前，还进行以下步骤：步骤Q、以工件的尺寸为基准，对工件上表面的镍层进行车铣精加工。

7.根据权利要求6所述的光纤注塑模具的工件制造方法，其特征在于：在进行步骤P之后及进行步骤E之前，还进行以下步骤：步骤Q、以工件的尺寸为基准，对工件上表面的镍层进行车铣精加工。

8.根据权利要求7所述的光纤注塑模具的工件制造方法，其特征在于：步骤Q与步骤D同时进行。

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