CN115256717A - 前格栅注塑模具型腔及其处理工艺、前格栅注塑模具 - Google Patents
前格栅注塑模具型腔及其处理工艺、前格栅注塑模具 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种前格栅注塑模具型腔及其处理工艺、前格栅注塑模具，该工艺包括：根据预设的加工标准将所述前格栅注塑模具型腔的注塑面分为第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域和所述第三区域位于所述注塑面的凹陷部分；使用第一粗电极在所述第一区域上加工出火花面；对所述第二区域进行化学腐蚀处理，在所述第二区域形成皮纹面；使用精电极在所述第三区域上加工出高光面。本发明使用镜面电火花加工代替人工抛光，缩短加工周期，实现了提高注塑模具型腔加工效率的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及注塑模具技术领域，尤其涉及一种前格栅注塑模具型腔及其处理工艺、前格栅注塑模具。
背景技术
前格栅产品常见应用于燃油车辆，满足燃油车辆对于进气和散热的要求。随着汽车的普及，汽车的造型设计向实用性和美观性兼顾的方向发展。作为车辆前端外观的重要组成部分，车辆生产厂商对于前格栅的美观要求越来越高。
目前，免喷涂高亮黑成型的前格栅越来越受到市场的欢迎，使用前格栅模具生产的零件表面即可达到喷漆件的效果。然而，免喷涂型腔表面处理需要进行人工抛高光的步骤，生产出的模具花纹单一，存在模具型腔加工处理效率低的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种前格栅注塑模具型腔及其处理工艺、前格栅注塑模具，旨在解决前格栅产品加工周期中注塑模具型腔加工效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种前格栅注塑模具型腔处理工艺，包括以下步骤：
根据预设的加工标准将所述前格栅注塑模具型腔的注塑面分为第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域、第二区域和所述第三区域位于所述注塑面的凹陷部分；
使用第一粗电极在所述第一区域上加工出火花面；
对所述第二区域进行化学腐蚀处理，在所述第二区域形成皮纹面；
使用精电极在所述第三区域上加工出高光面。
可选地，所述前格栅注塑模具型腔在所述第二区域和第三区域之间设置分界台阶，根据所述分界台阶和所述加工标准区分所述第二区域和第三区域。
可选地，所述对所述第二区域进行化学腐蚀处理的步骤包括：
使用砂纸对所述第二区域进行粗抛光；
使用腐蚀剂处理粗抛光后的第二区域。
可选地，所述使用腐蚀剂处理粗抛光后的第二区域的处理方法为直接法或间接法。
可选地，所述使用精电极在所述第三区域上加工出高光面的步骤包括：
对所述第三区域进行光刀处理，保留预设的加工余量；
使用所述精电极在余量区域进行电火花加工，形成高光面。
可选地，在所述对所述第三区域进行光刀处理，保留预设的加工余量的步骤之后，还包括：
根据所述加工标准在所述第三区域的中部划分出第四区域，使用第二粗电极加工所述第四区域；
使用所述精电极对所述第四区域进行电火花加工，形成预留的烫印面。
可选地，所述第二区域形成的皮纹面为细皮纹或粗皮纹。
可选地，所述精电极为铜电极。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种前格栅注塑模具型腔，使用如上文所述的前格栅注塑模具型腔处理工艺加工得到，所述前格栅注塑模具型腔的注塑面设置有分界台阶。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种前格栅注塑模具，所述前格栅注塑模具包括如上文所述的前格栅注塑模具型腔。
本发明使用电火花加工代替人工抛光处理形成高光面和火花面，解决人工抛光加工时间长的问题，且多个火花机可同时加工，进一步缩短型腔加工时间，同时电火花加工的加工精度和加工稳定性均高于人工抛光，可以提升最终制作的前格栅产品的感知质量。
附图说明
图1为本发明前格栅注塑模具型腔处理工艺第一实施例的流程示意图；
图2为前格栅产品外观效果示意图；
图3为本发明第一实施例使用的镜面电极的结构示意图；
图4为本发明第一实施例镜面电极加工前格栅模具型腔的场景示意图；
图5为本发明实施例前格栅注塑模具型腔的安装示意图；
图6为本发明实施例前格栅注塑模具的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
目前，免喷涂前格栅注塑模具型腔表面处理工艺主要有以下方式：
型腔整体CNC(Computer Numerical Control，计算机数字控制机床)精加工后使用人工抛高光表面处理：产品注塑成型整体都是高亮黑，缺点是产品外观面效果相对单一，例如CN185M前格栅、CN220M低配前格栅。
型腔CNC精加工高亮区域、电火花加工烫印面，然后型腔面整体使用人工抛高光表面处理：注塑后在产品突出的高亮黑表面进行烫印处理，类似局部电镀，烫印位置起到点缀产品的效果，缺点是模具型腔需要增加电火花加工烫印面工序，模具成本及加工周期增加；且烫印面圆角人工抛光易变形，烫印后产品感知质量差，合格率低；产品注塑后要增加烫印工序，成本较高，单件生产时间长，如CN210S高配前格栅、CN220C前格栅、CN202M前格栅。
型腔使用人工抛高光和激光雕刻皮纹两种表面处理：优点是激光雕刻皮纹纹理均匀，边界清晰，加工精度高，与高亮黑搭配显得有层次感，缺点是激光雕刻皮纹成本高，模具投入成本偏高，如CN202M发动机罩外装饰板。
型腔使用人工抛高光和化学腐蚀皮纹两种表面处理：可以让前格栅有高亮黑和皮纹两种效果，缺点是普通皮纹制作时模具空间小，难以控制高亮黑和皮纹的边界，容易贴歪扭曲，皮纹制作时间偏长。
人工抛高光进行表面处理具有加工时间长、效率低以及加工精度低的缺点，在模具型腔空间不足，烫印面人工抛高光困难及圆角易抛变形的情况下，加工效果不够理想。
本发明实施例提供了一种前格栅注塑模具型腔处理工艺，参照图1，图1为本发明一种前格栅注塑模具型腔处理工艺第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述前格栅注塑模具型腔处理工艺包括：
步骤S10，根据预设的加工标准将所述前格栅注塑模具型腔的注塑面分为第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域、第二区域和所述第三区域位于所述注塑面的凹陷部分；
注塑成型工艺是指将熔融的原料通过加压、注入、冷却、脱离等操作制作一定形状的半成品件的工艺过程。在制作汽车前格栅产品的过程中，可使用注塑成型工艺生产前格栅产品半成品。注塑成型工艺过程主要包括合模、填充、保压、冷却、开模、脱模等阶段，合模、开模和脱模则与注塑使用的模具有紧密联系。模具中可以包括型腔和型芯，在向模具中注入原材料并成型之后，型腔和型芯之间的部分为产品。型腔的注塑面为型腔接触注塑的原料的表面。
图2为前格栅产品外观效果示意图，如图2所示，前格栅产品可以由基本单元在以一定的方式排列组合得到，可以将图2中放大部分视为单个基本单元。每个基本单元中包含4种类型的外观效果，分别为花火纹A、细皮纹B、高亮黑C和镀铬D。在设计前格栅产品的外观时，将不同的纹路效果覆盖在不同的区域。根据前格栅产品的外观设计制定预设的加工标准，则可以根据加工标准对型腔的注塑面进行不同外观效果的区域划分。
前格栅产品的表面呈平滑的曲线形状，相应的在设计模具时，型腔的注塑面也为曲线形。产品表面的凸出部位对应注塑面的凹陷部分，在凹陷部分面积较小时，型腔的加工空间减小，加工难度大。凹陷部分可以为低于注塑面的加工基准面的部分，加工基准面的位置可以根据实际加工需求进行调整。第一区域、第二区域和第三区域位于注塑面的凹陷部分，适应不同区域的加工精度和外形设计要求，可以在第一区域和第三区域使用电火花加工的方式提高加工效率。
步骤S20，使用第一粗电极在所述第一区域上加工出火花面；
电火花(EDM，Electrical Discharge Machining)加工是基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除金属工件材料，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求的加工方式。根据加工精度可以将电火花加工分为普通火花和镜面火花，镜面火花的加工精度高于普通火花。普通火花使用的电极为粗电极，镜面火花使用的电极为精电极，精电极也可以称为镜面电极。电火花加工的最小槽位宽度为0.5mm。镜面电火花最小工艺圆角可达R0.1，可加工表面粗糙度Ra<0.2μm、具有镜面反光效果的表面。
第一区域设计为火花纹，可以使用第一粗电极在第一区域加工出VDI27号火花纹。VDI指标是表面粗糙度的技术指标，对于粗糙度的分级，可以用VDI3400表面标准来定义。VDI27号可以对应粗糙度Ra为2.2μm。
步骤S30，对所述第二区域进行化学腐蚀处理，在所述第二区域形成皮纹面；
在对第二区域进行化学腐蚀处理之前，还可以先使用1000#砂纸对第二区域进行粗抛，将第二区域中存在的刀路间隙抛平，使第二区域的粗糙度降低，便于后续在第二区域贴膜进行化学腐蚀。
化学腐蚀加工也可以称为光化学蚀刻(photochemical etching)，是指通过曝光制版、显影后，将要蚀刻区域的保护膜去除，在蚀刻时接触化学溶液，使用两个阳性图形通过从两面的化学研磨达到溶解腐蚀的作用，形成凹凸或者镂空成型效果的工艺。
可以使用直接法或间接法对第二区域进行化学腐蚀处理。直接法采用的耐酸膜的析像能力较强，可以用来制作几何纹。直接法的主要工艺流程为模具清洗、密封保护、涂酸检测、涂感光胶、粘贴纹路菲林、曝光显像和检查。间接法适用于表现柔软感，可以用于制作动物纹。间接法的主要工艺流程为模具清洗、密封保护、涂酸检测、粘贴纹路菲林、腐蚀和检查，部分皮纹需重复腐蚀和检查的工序。几何纹和动物纹都属于皮纹的花纹造型。几何纹体现为具有一定规则的几何图案，皮纹深度一般为20μm-400μm。动物纹如牛、马、鳄鱼等动物皮的花纹，皮纹深度一般为50μm-200μm。
化学腐蚀处理形成的皮纹可以为细皮纹或者粗皮纹。细皮纹的皮纹颗粒小于粗皮纹的皮纹颗粒。皮纹的粗细可以影响用户的视觉感知，可以根据对前格栅产品的外观设计要求进行调节。
在第二区域使用化学腐蚀工艺加工出皮纹效果，形成的细皮纹可以达到与激光皮纹相近的外观效果，在保证了产品外观质量的同时降低了模具投入成本。
步骤S40，使用精电极在所述第三区域上加工出高光面。
高光面的加工也可以采用电火花加工工艺。高光面对光泽度的要求高，可以使用精电极进行镜面火花加工，达到加工精度和光泽度的要求。图3为本实施例使用的镜面电极的结构示意图。图3中的中部区域E为电极放电部位，在加工过程中与型腔的待加工区域形成正负电极，通过电腐蚀作用对型腔进行蚀除，达到加工标准的要求。图4为镜面电极加工前格栅模具型腔的场景示意图，图4中E表示镜面电极，加工过程中镜面电极E和型腔1之间具有一定的加工间隙，以保持镜面电极E对型腔1的蚀除作用。加工间隙过小会造成镜面电极和型腔之间短路，而加工间隙过大则镜面电极对型腔的蚀除作用减弱，可能达不到加工精度要求。
在电火花加工之前，可以先对第三区域进行光刀处理，保留预设的加工余量。预设的加工余量可以为0.1mm。使用的精电极可以为铜电极。本实施例采用进口的红铜电极，火花位-0.05mm，在镜面电火花机上放电加工，在第三区域加工出高光面。注塑之后的前格栅产品在第三区域表现为高亮黑效果。在加工过程中可以使用24个镜面电极进行独立镜面火花机加工，提升加工区域的精确性。
在本实施例中，使用电火花加工代替人工抛光处理形成高光面和火花面，解决人工抛光加工时间长的问题，且多个火花机可同时加工，进一步缩短型腔加工时间，同时电火花加工的加工精度和加工稳定性均高于人工抛光，可以提升最终制作的前格栅产品的感知质量，使用化学腐蚀皮纹代替激光皮纹，在确保皮纹外观质量的同时降低了加工成本。
基于上述第一实施例，提出本发明前格栅注塑模具型腔处理工艺的第二实施例。在第二实施例中，前格栅注塑型腔在第二区域和第三区域设置分界台阶，可以根据分界台阶区分出不同加工要求的区域，再根据加工标准确定分界台阶两侧分别对应的花纹。在第二区域加工的花纹为细皮纹，第三区域加工的花纹为高亮黑的情况下，分界台阶可有效控制高光和皮纹边界易歪扭问题，制作的产品外观面看不出有明细的接痕，提高了产品的感知质量。
基于上述第一实施例和第二实施例，提出本发明前格栅注塑模具型腔处理工艺的第三实施例。在第三实施例中，在对第三区域进行光刀处理，保留预设的加工余量的步骤之后，还包括步骤：
步骤a，根据所述加工标准在所述第三区域的中部划分出第四区域，使用第二粗电极加工所述第四区域；
步骤b，使用所述精电极对所述第四区域进行电火花加工，形成预留的烫印面。
如图2所示，第三区域的中部可以划分出第四区域，在第四区域用第二粗电极加工，把CNC加工不到位的区域清到位，保证余量均匀。第三区域和第四区域的电火花加工过程可以同时进行，第四区域的火花位-0.05mm，在镜面电火花机放电加工，在第四区域形成预留的烫印面。在经过注塑工艺生产出前格栅产品半成品之后，可以对半成品对应的预留区域进行烫印镀铬处理，使前格栅产品同时具有火花纹、细皮纹、高亮黑、镀铬四种外观效果，极大地丰富了产品外观。
本发明实施例还提供一种前格栅注塑模具型腔，如图5所示，由前格栅注塑模具型腔处理工艺加工得到。前格栅注塑模具型腔1固定在型腔固定板2内部，型腔固定板2和上底板3之间镶拼连接。型腔1和型腔固定板2一体成型或镶拼连接。
本发明实施例还提供一种前格栅注塑模具，如图6所示，前格栅注塑模具包括型腔固定板2、上底板3和型芯4，型腔1在型腔固定板2内部。在注塑工艺过程中，向模具内注入原材料，型腔1和型芯4之间的部分为产品。注塑后的产品表面具有与型腔1相应的花纹。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种前格栅注塑模具型腔处理工艺，其特征在于，应用于前格栅注塑模具型腔，所述前格栅注塑模具型腔处理工艺包括以下步骤：
根据预设的加工标准将所述前格栅注塑模具型腔的注塑面分为第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域、第二区域和所述第三区域位于所述注塑面的凹陷部分；
使用第一粗电极在所述第一区域上加工出火花面；
对所述第二区域进行化学腐蚀处理，在所述第二区域形成皮纹面；
使用精电极在所述第三区域上加工出高光面。
2.如权利要求1所述的前格栅注塑模具型腔处理工艺，其特征在于，所述前格栅注塑模具型腔在所述第二区域和第三区域之间设置分界台阶，根据所述分界台阶和所述加工标准区分所述第二区域和第三区域。
3.如权利要求1所述的前格栅注塑模具型腔处理工艺，其特征在于，所述对所述第二区域进行化学腐蚀处理的步骤包括：
使用砂纸对所述第二区域进行粗抛光；
使用腐蚀剂处理粗抛光后的第二区域。
4.如权利要求3所述的前格栅注塑模具型腔处理工艺，其特征在于，所述使用腐蚀剂处理粗抛光后的第二区域的处理方法为直接法或间接法。
5.如权利要求1所述的前格栅注塑模具型腔处理工艺，其特征在于，所述使用精电极在所述第三区域上加工出高光面的步骤包括：
对所述第三区域进行光刀处理，保留预设的加工余量；
使用所述精电极在余量区域进行电火花加工，形成高光面。
6.如权利要求5所述的前格栅注塑模具型腔处理工艺，其特征在于，在所述对所述第三区域进行光刀处理，保留预设的加工余量的步骤之后，还包括：
根据所述加工标准在所述第三区域的中部划分出第四区域，使用第二粗电极加工所述第四区域；
使用所述精电极对所述第四区域进行电火花加工，形成预留的烫印面。
7.如权利要求1所述的前格栅注塑模具型腔处理工艺，其特征在于，所述第二区域形成的皮纹面为细皮纹或粗皮纹。
8.如权利要求1所述的前格栅注塑模具型腔处理工艺，其特征在于，所述精电极为铜电极。
9.一种前格栅注塑模具型腔，其特征在于，使用如权利要求1-8任一项所述的前格栅注塑模具型腔处理工艺加工得到，所述前格栅注塑模具型腔的注塑面设置有分界台阶。
10.一种前格栅注塑模具，其特征在于，所述前格栅注塑模具包括如权利要求9所述的前格栅注塑模具型腔。
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Cited By (1)
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| CN119237852A (zh) * | 2024-12-02 | 2025-01-03 | 宁海县第一注塑模具有限公司 | 一种模具火花纹加工的处理方法 |
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