CN115070365A - 一种模胚热流道板的加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请的一种模胚热流道板的加工方法，包括以下步骤：S1：加工成型具有流道腔的模板；S2：加工成型流道垫块；S3：将流道垫块固定安装于流道腔内，并使得流道垫块略高于模板。具有生产周期短，加工成本低，加工合格率高，且具有设计加工标准化的优点。

Description

一种模胚热流道板的加工方法

技术领域

本申请涉及模胚技术领域，尤其涉及热流道板。

背景技术

我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。模胚、模板是模具的重要组成部分，是模具的基础。

模胚由板件和零件组成。其中热流道板，是模胚不可或缺的重要组件。因热流道板要安装热流道(含线路)，就决定了结构上多框、槽(即流道腔)，而框、槽，都是很耗费生产时间和生产成本的加工项目。

因此，如何对现有的热流道板结构进行改进，使其克服上述问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种生产周期短，加工成本低，加工合格率高，且具有设计加工标准化的模胚热流道板的加工方法。

为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：一种模胚热流道板的加工方法，包括以下步骤：

S1：加工成型具有流道腔的模板；

S2：加工成型流道垫块；

S3：将流道垫块固定安装于流道腔内，并使得流道垫块略高于模板；

进一步的，上述S1中还包括以下步骤：在模板上加工限位凹槽；上述S3中还包括以下步骤：将流道垫块嵌合于限位凹槽内进行固定安装。

进一步的，上述S1中还包括以下步骤：在模板上加工螺纹孔；上述S3中还包括以下步骤：在流道垫块上加工沉头孔；上述S3中还包括以下步骤：将螺栓穿过沉头孔并螺纹连接于螺纹孔内，并使得螺栓埋入沉头孔内，从而将流道垫块固定安装于模板上。

进一步的，上述S1中，加工的模板厚度为D，加工的流道腔深度为E；上述S2中，加工的流道垫块厚度为H；其中0.4·D≤E≤0.6·D，0.05mm≤H-E≤0.25mm。

进一步的，上述S1中，加工的模板厚度为D，加工的流道腔深度为E，加工的限位凹槽深度为F；上述S2中，加工的流道垫块厚度为H；其中0.4·D≤E≤0.6·D，(D-E)/15≤F≤(D-E)/5，0.05mm≤H-E-F≤0.25mm，F≥2mm。

进一步的，上述S1包括以下步骤：

S11：设计绘制模板的3D造型，并根据设计编制流道腔的直线型加工刀路；

S12：开料初胚，上述初胚具有上端面、下端面和侧面；

S13：粗加工上端面、下端面和侧面；

S14：大粗加工流道腔；

S15：精加工上端面、下端面和侧面；

S16：中粗加工流道腔至设计尺寸；

S17：再次精加工上端面和下端面至设计尺寸。

进一步的，上述S16之后还包括以下步骤：精加工限位凹槽至设计尺寸，并精加工螺纹孔。

进一步的，上述S11至S17中禁用磁吸吸附模板，适于采用垫高加工和/或压板加工。

进一步的，上述S2包括以下步骤：

S21：设计绘制流道垫块的3D造型，并根据设计编制加工刀路；

S22：开料初胚，上述初胚具有上端面、下端面和侧面；

S23：粗加工上端面、下端面和侧面；

S24：精加工上端面、下端面和侧面，并且在厚度方向上预留余量a，0.2mm≤a≤0.6mm；

S25：精加工侧面至设计尺寸；

S26：同时精加工上端面和下端面，并加工至设计尺寸；

进一步的，上述S25中还包括以下步骤：加工沉头孔；上述S26中采用双头铣床精铣上端面和下端面。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

(1)模板和流道垫块采用分体结构，等同于取消了热流道板内的凸台，故在3D设计上，减少了剪切面、修配面的操作，降低了设计难度和加工难度。另外，分体设置的流道垫块完全可以预先造型，放入零件库，在设计时，可以快速的插入适配的不同型号的流道垫块，从而降低了设计难度，提高了设计效率。

(2)加工模板时，由于取消了凸台，编程员在规划加工刀路时，就可以考虑选用大直径刀具，大切削参数下刀加工；同时，可以选择直线型刀路，以节约加工时间。

附图说明

图1是根据本申请的涉及的现有热流道板的立体结构示意图；

图2是根据本申请的一个优选实施例中通用型热流道板的结构示意图；

图3是根据本申请的一个优选实施例图2的爆炸视图；

图4是根据本申请的一个优选实施例中精密型热流道板的结构示意图；

图5是根据本申请的一个优选实施例图4发爆炸视图；

图6是根据本申请的一个优选实施例中方形流道垫块的结构示意图；

图7是根据本申请的一个优选实施例中圆形流道垫块的结构示意图；

图8是根据本申请的一个优选实施例的加工方法的工序流程图。

图中：100、模框；200、凸台；1、模板；11、流道腔；12、螺纹孔；13、限位凹槽；2、流道垫块；21、沉头孔；3、螺栓。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，在热流道板的模框100(又叫流道腔)内，设计很多方形、圆形或异形的凸台200(又叫流道垫块、流道柱)。这些凸台200主要是起支撑作用，避免定模固定板朝模框100凹陷，导致发生板件变形而影响模具的正常使用。传统的凸台200设计结构，均为整体式结构，即凸台200和热流道板为一体成型。因凸台200连接处的转角设计上偏小，两个凸台200之间的间距或者凸台200与模框100侧壁的间距，普遍偏小，这样，就无法选用更大直径的刀具进行铣削加工，从而加工时间延长。另外，因为有凸台200的存在，加工要避开凸台200，导致刀具的加工轨迹都是弯弯扭扭，无法直来直去，从而加工时间延长。最后，因凸台高出模框100，在进行平面的精铣加工或精磨加工时，不好确定基准面，导致加工精度受限，而且有较大的概率忽略了此高度差，直接把凸台200铣磨至与模框100等高了，从而出现加工超差或者加工报废。

基于上述技术问题，本申请提供了一种分体式的模胚热流道板，具体结构如下：

如图2至图5所示，本申请的一个优选实施例包括分体设置的模板1和流道垫块2，模板1上开设有流道腔11，流道垫块2适于固定安装于流道腔11内，并使得流道垫块2略高于模板1，流道垫块2适于抵触支撑定模固定板。

因设计上采用分体式结构，等同于取消了热流道板内的凸台，故在3D设计上，减少了剪切面、修配面的操作，降低了设计难度和加工难度。另外，分体设置的流道垫块2完全可以预先造型，放入零件库，在设计时，可以快速的插入适配的不同型号的流道垫块2。

另外，编程员在规划加工刀路时，因凸台没有了，就可以考虑选用大直径刀具，大切削参数下刀加工。同时，可以选择直线型刀路，以节约加工时间。

流动垫块2和模板1的固定方式可以具有多种，例如焊接、卡接、粘接、紧固件连接等等，本申请不作穷举，以下仅以螺栓3固定的方式进行举例说明。如图2至图5所示，模板1上开设有螺纹孔12，流道垫块2上开设有沉头孔21，螺栓3适于穿过沉头孔21并螺纹连接于螺纹孔12内，并使得螺栓3埋入沉头孔21内，从而将流道垫块2固定安装于模板1上。

进一步的，为满足顾客需求，本实施在设计上分为通用型和精密型。如图2和图3所示通用型的流道垫块2直接用螺栓3固定在模板1上；如图4和图5所示，精密型则需将流道垫块2埋入模板1底部开设的限位凹槽13内，然后再用螺栓3固定。精密型显然精度更高，且能在水平方向上限制流道垫块2的移动，保证使用的安全性。

流道垫块2在结构设计上，有圆形结构和方形结构、异形结构，或者自定义结构，可以避免设计空间不足发生干涉之类，使模具设计上更灵活。以下举例描述两种最常用的结构：

如图6所示，流道垫块2截面呈正方形，沉头孔21为四个且均匀分布于流道垫块2四角处。

如图7所示，流道垫块2截面呈圆形，沉头孔21具有五个，其中一个沉头孔21位于流道垫块2的圆心处，剩下四个沉头孔21沿圆周方向均匀分布于流道垫块2上。

针对上述模胚热流道板，本申请还提供一种模胚热流道板的加工方法，通用型包括以下步骤：

S1：加工成型具有流道腔和螺纹孔的模板；

S2：加工成型具有沉头孔的流道垫块；

S3：将螺栓穿过沉头孔并螺纹连接于螺纹孔内，并使得螺栓埋入沉头孔内，从而将流道垫块固定安装于模板上。

精密型在上述S1中还需增加了限位凹槽的加工，流道垫块需要埋入限位凹槽。

以精密型为例，本实施例还对加工参数进行了限定，具体如下：

如图5所示，上述S1中，加工的模板厚度为D，加工的流道腔深度为E，加工的限位凹槽深度为F；上述S2中，加工的流道垫块厚度为H；其中0.4·D≤E≤0.6·D，(D-E)/15≤F≤(D-E)/5，0.05mm≤H-E-F≤0.25mm，F≥2mm。本实施例中D＝72mm，E＝37mm，F＝5mm，H＝42.1mm，数值H-E-F为流道垫块高出模板的高度，本实施例为0.1mm。

可以预见的是，限位凹槽13太深会减小模板1连接处的厚度，进而降低模板1的整体强度，限位凹槽13太浅则不能起到限位的作用。因此，本实施例设置限位凹槽13的深度E与模板1的厚度D呈正相关，并设定合理的比例关系以及深度E的最小值，在保证模板1强度的前提下，实现限位凹槽13的限位作用。而流道腔11深度则根据模具要求进行设计，在取值上也不宜过大，避免降低模板1强度，也不宜过小，避免造成材料的浪费。

进一步的，如图8所示，精密型模板的成型具体包括以下步骤：

S11：设计绘制模板的3D造型，并根据设计编制流道腔的直线型加工刀路；

S12：开料初胚，上述初胚具有上端面、下端面和侧面；

S13：粗加工上端面、下端面和侧面；

S14：大粗加工流道腔；

S15：精加工上端面、下端面和侧面；

S16：中粗加工流道腔至设计尺寸，精加工限位凹槽至设计尺寸，并精加工螺纹孔；

S17：再次精加工上端面和下端面至设计尺寸。

上述S12中，采用锯床锯切型材开料，并需要进行QC检查；上述S13中采用铣床进行粗铣；上述S14中采用CNC在上端面铣削进行开大粗，并在开大粗后进行QC检查；上述S15中采用加垫桩精铣工件上端面和下端面，再精铣工件侧面；上述S16中采用CNC将流道腔内的尺寸全部加工到位；上述S17中由于模胚中模板之间的精度尤为重要，因此需要再次加垫桩精磨上下端面；上述S17之后还需经过倒角、锣牙，以及QC检查等工序。

尤其重要的，上述S11至S17中禁用磁吸吸附模板，避免热流道板因接触磁力而产生内应力，适于采用垫高加工和/或压板加工。

值得一提的是，因流道腔在设计上，长宽尺寸是起避空作用的，即没有配合要求，故中粗加工将流道腔侧壁长宽尺寸一次加工到位，具有以下好处：(1)中粗加工的设备同比精加工的设备，单位小时的成本低一倍左右：(2)减少了后续的精加工量，从而降低后续加工产生内应力的概率。另外，有配合要求的腔室和无配合要求的腔室，加工刀路是有层级之分的，有配合要求的腔室，为避免因弹刀、震刀等导致腔壁不美观，每下刀加工一圈，都要抬刀到安全高度，然后再次下刀进行加工；而加工精度要求不高的避空腔，则完全不需要进行抬刀的动作，直接一股作气，可以连贯加工到设计尺寸。

进一步的，如图8所示，流道垫块的成型具体包括以下步骤：

S21：设计绘制流道垫块的3D造型，并根据设计编制加工刀路；

S22：开料初胚，上述初胚具有上端面、下端面和侧面；

S23：粗加工上端面、下端面和侧面；

S24：精加工上端面、下端面和侧面，并且在厚度方向上预留余量a，0.2mm≤a≤0.6mm；

S25：精加工侧面至设计尺寸，加工沉头孔；

S26：同时精加工上端面和下端面，并加工至设计尺寸；

上述S22中，采用锯床锯切型材开料，并需要进行QC检查；上述S23中方形垫块采用铣床进行粗铣，圆形垫块采用车床进行粗车；上述S24中方形垫块采用铣床精铣，圆形垫块采用车床精车，其中本实施例a具体取0.4mm；上述S25中方形垫块采用CNC加工侧面、加工沉头孔，圆形垫块采用钻床打点加工沉头孔；上述S26中采用双头铣床精铣上端面和下端面；上述S26之后还要进行QC检查。

关键之处在于，流道垫块用普通铣床精铣，将高度预留余量，并采用双头锣数控铣床同时精铣两个面，既确保了单个零件的平行度公差≤0.006mm，也确保了单个零件的尺寸公差在+0.015～0mm以内。

通过上述加工方法加工成型的模胚热流道板具有以下优势：

(1)分体式流道垫块，方便拆卸和更换，因单个零件更容易控制高度公差，误差范围同比传统技术，能控制在0～0.015mm之间(传统技术为0～0.03mm)，平行度误差≤0.006mm；高度公差符合模具设计要求，高出工件水平面0.1mm；

(2)同比传统设计加工，3D设计造型时间缩短约20％，电脑编程员需要的编程时间缩短约60％；

(3)同比传统设计加工，新技术采用大直径刀具、大切削参数、高速直线切削运动，加工时间缩短50％～60％；

(4)同比传统设计加工，热流道板的生产周期，缩短约30％，生产成本降低约30％；

(5)同比传统设计加工，新技术品质更稳定，一次加工合格率达到99.95％。(传统加工的合格率约为98.5％)。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种模胚热流道板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：加工成型具有流道腔的模板；

S2：加工成型流道垫块；

S3：将流道垫块固定安装于流道腔内，并使得流道垫块略高于模板。

2.根据权利要求1所述的一种模胚热流道板的加工方法，其特征在于，上述S1中还包括以下步骤：在模板上加工限位凹槽；上述S3中还包括以下步骤：将流道垫块嵌合于限位凹槽内进行固定安装。

3.根据权利要求1所述的一种模胚热流道板的加工方法，其特征在于，上述S1中还包括以下步骤：在模板上加工螺纹孔；上述S3中还包括以下步骤：在流道垫块上加工沉头孔；上述S3中还包括以下步骤：将螺栓穿过沉头孔并螺纹连接于螺纹孔内，并使得螺栓埋入沉头孔内，从而将流道垫块固定安装于模板上。

4.根据权利要求1所述的一种模胚热流道板的加工方法，其特征在于，上述S1中，加工的模板厚度为D，加工的流道腔深度为E；上述S2中，加工的流道垫块厚度为H；其中0.4·D≤E≤0.6·D，0.05mm≤H-E≤0.25mm。

5.根据权利要求2所述的一种模胚热流道板的加工方法，其特征在于，上述S1中，加工的模板厚度为D，加工的流道腔深度为E，加工的限位凹槽深度为F；上述S2中，加工的流道垫块厚度为H；其中0.4·D≤E≤0.6·D，(D-E)/15≤F≤(D-E)/5，0.05mm≤H-E-F≤0.25mm，F≥2mm。

6.根据权利要求1所述的一种模胚热流道板的加工方法，其特征在于，上述S1包括以下步骤：

S11：设计绘制模板的3D造型，并根据设计编制流道腔的直线型加工刀路；

S12：开料初胚，上述初胚具有上端面、下端面和侧面；

S13：粗加工上端面、下端面和侧面；

S14：大粗加工流道腔；

S15：精加工上端面、下端面和侧面；

S16：中粗加工流道腔至设计尺寸；

S17：再次精加工上端面和下端面至设计尺寸。

7.根据权利要求6所述的一种模胚热流道板的加工方法，其特征在于，上述S16之后还包括以下步骤：精加工限位凹槽至设计尺寸，并精加工螺纹孔。

8.根据权利要求6所述的一种模胚热流道板的加工方法，其特征在于，上述S11至S17中禁用磁吸吸附模板，适于采用垫高加工和/或压板加工。

9.根据权利要求1所述的一种模胚热流道板的加工方法，其特征在于，上述S2包括以下步骤：

S21：设计绘制流道垫块的3D造型，并根据设计编制加工刀路；

S22：开料初胚，上述初胚具有上端面、下端面和侧面；

S23：粗加工上端面、下端面和侧面；

S24：精加工上端面、下端面和侧面，并且在厚度方向上预留余量a，0.2mm≤a≤0.6mm；

S25：精加工侧面至设计尺寸；

S26：同时精加工上端面和下端面，并加工至设计尺寸。

10.根据权利要求1所述的一种模胚热流道板的加工方法，其特征在于，上述S25中还包括以下步骤：加工沉头孔；上述S26中采用双头铣床精铣上端面和下端面。

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