一種用於金屬眼鏡雷射焊接的粉末注射摺疊中梁及其加工工藝的製作方法
2023-06-03 07:20:36
本發明涉及屬於眼鏡加工領域，涉及一種金屬眼鏡的粉末注射摺疊中梁及其加工工藝。
背景技術：
金屬眼鏡包括鏡框、樁頭、中梁、鏡腳等部件，傳統的金屬眼鏡生產工藝：各部件採用機械加工成型，然後經過需經過手工拋光和鑼切處理，使鏡框、樁頭、中梁、鏡腳等部件符合尺寸和表面要求，然後再工焊接，一個焊接點一道工序，採用銀焊線焊接，焊點大，人工操作，結構不穩定(後道組裝、整形困難)，耗材多，不良率高；經高頻焊接後焊點大，焊接架需經手工拋光處理；焊接結構不穩定，且經手工拋光，鏡架易變形，組裝時需對鏡架進行較為複雜的整修，以達到要求。因此，傳統的金屬眼鏡生產工藝：多工序人工操作，品質不穩定，隨著人工和材料成本不斷上漲，製造企業利潤空間下降。隨著雷射焊接技術的普及和推廣，現在，人們開始採用雷射焊接方式對眼鏡框架進行焊接。但是傳統衝壓成型製作的摺疊中梁尺寸精度低，不適於自動化雷射焊接，而且硬度低，容易損傷，人工修復和拋光麻煩，質量難以控制。
金屬粉末注射成形(Metal Injection Molding，MIM)是將金屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射於模型中的成形方法。它是在傳統粉末冶金技術基礎上，創造性地結合了塑料工業的注射成形技術而發展起來的一門新興成形技術。MIM可以生產形狀十分複雜的零件，可最大限度地製得最終形狀的零件而無須後續機加工或只需用最少量的機加工，適合大批量生產，生產效率高。粉末注射成形不鏽鋼具有很好的耐蝕性，廣泛應用於機械、化工、船舶、汽車、儀器儀表等行業。
技術實現要素：
為了提高金屬眼鏡生產自動化水平，提高生產效率，本發明提供了一種用於金屬眼鏡雷射焊接的粉末注射摺疊中梁及其加工工藝，這種摺疊中梁尺寸精度高，硬度高，不易變形，適於金屬眼鏡雷射焊接。
本發明是通過下述技術方案來實現的。一種用於金屬眼鏡雷射焊接的粉末注射摺疊中梁，其特徵在於：所述摺疊中梁採用粉末注射成型得到；所述摺疊中梁包括中梁主體、左摺疊部、右摺疊部，所述左摺疊部通過單雙牙配合連接中梁主體，所述右摺疊部通過單雙牙配合連接中梁主體，所述中梁主體的兩端設有雙牙，所述中梁主體的兩端設有配合槽，所述中梁主體的上下表面和正面凸起一定弧度；所述左摺疊部一端設有配框面和配框「L」槽，另一端設有單牙，單牙與中梁主體的雙牙配合，所述左摺疊部的上下表面採用凸弧面，所述左摺疊部的正面採用凸弧面；所述右摺疊部一端設有配框面和配框「L」槽，另一端設有單牙，單牙與中梁主體的雙牙配合，所述右摺疊部的上下表面採用凸弧面；所述右摺疊部的正面採用凸弧面。
具體的，所述中梁主體的正面設有裝飾條，配合槽的角度為90°，所述裝飾條設有若干下沉方槽，所述中梁主體的高度不小於2.2mm，所述中梁主體的上下表面凸起弧度R4mm，所述中梁主體正面的裝飾條凸起R4.6mm弧度。
具體的，所述配框「L」槽角度為90°，它以圓背凸魚絲框線為基準，即與圓背凸魚絲框線的夾角為90°；所述左摺疊部的配框面為R5.4mm內圓弧面。
具體的，所述左摺疊部的上下表面採用R16.4mm凸弧面；所述左摺疊部的正面採用R6.1mm凸弧面。
具體的，所述右摺疊部的配框面為R5.4內圓弧面，所述右摺疊部的上表面比下表面長。所述右摺疊部的上下表面採用R16.4mm凸弧面；所述右摺疊部的正面採用R6.1mm凸弧面。
一種用於金屬眼鏡雷射焊接的粉末注射摺疊中梁加工工藝，其特徵在於步驟如下：
(1)制粒，將金屬粉末與粘結劑通過密煉機進行共混，成為具有流變性的粒料；
(2)注射成型，將粒料注入具有中梁主體、左摺疊部、右摺疊部形狀的模具型腔中形成毛坯件，中梁主體、左摺疊部、右摺疊部分別成型；
(3)脫脂，清除毛坯件中的部分粘結劑；
(4)燒結，去除粘結劑，並使金屬粉末發生固相反應，得到中梁主體、左摺疊部、右摺疊部；
(5)攻牙組裝，分別對中梁主體的雙牙、左摺疊部和右摺疊部的單牙攻牙，然後擰螺釘組裝成摺疊中梁。
進一步優選，所述金屬粉末是316L或310N不鏽鋼粉末，所述粘結劑由下述組分混合而成：棕櫚蠟12％、微晶蠟12％、硬脂酸1.5％、聚乙烯8.5％、聚丙烯15％、聚乙烯乙二醇2％、乙酸乙烯酯1％、餘量是石蠟。
進一步優選，316L或310N不鏽鋼粉末添加鎢粉，鎢粉的質量為316L或310N不鏽鋼粉末質量的1％。添加鎢粉，可以大大提高摺疊中梁的硬度和耐磨性。
進一步優選，燒結工藝採用真空燒結爐內進行氣氛工藝燒結，所述氣氛工藝燒結依次分為負壓脫脂、真空內燒和強制冷卻三個階段；負壓脫脂階段的工藝參數為：真空燒結爐內真空值為2.8×103～2.8×103Pa，通入流量為25～35L/h的氮氣，以2～6℃/min的升溫速率升溫至1100～1150℃，保溫90～120min；真空內燒階段的工藝參數為：真空燒結爐內真空值為2.2～3.8Pa，通入流量為15～19L/h的氬氣，以5～10℃/min升溫速率升溫至1370～1440℃，保溫120～240min；強制冷卻階段的工藝參數為：通入流量為15～19L/h的氬氣，以3～5℃/min的降溫速率降溫至室溫；製得摺疊中梁。
本發明的摺疊中梁採用粉末注射成型，適於大批量標準化生產，有助於降低金屬眼鏡生產成本，所得摺疊中梁適於機械化球磨拋光，產品適於雷射焊接，可應該與金屬眼鏡雷射焊接連續式生產，提升了金屬眼鏡製造的自動化智能化程度。
附圖說明
圖1是摺疊中梁的裝配圖(俯視)。
圖2是摺疊中梁的主視圖。
圖3是中梁主體的俯視圖。
圖4是中梁主體的主視圖。
圖5是中梁主體的B-B剖面圖。
圖6是左摺疊部的俯視圖。
圖7是右摺疊部的俯視圖。
圖8是左摺疊部的主視圖。
圖9是左摺疊部的A-A剖面圖。
圖10是右摺疊部的主視圖。
具體實施方式
為了便於理解下面結合附圖和優選實施例進一步說明本發明。本發明中，如果未特別說明，長度單位均為mm。
一種用於金屬眼鏡雷射焊接的粉末注射摺疊中梁，所述摺疊中梁採用粉末注射成型得到。參照圖1和圖2，所述摺疊中梁包括中梁主體(1)、左摺疊部(2)、右摺疊部(3)，所述左摺疊部(2)通過單雙牙配合連接中梁主體(1)，所述右摺疊部(3)通過單雙牙配合連接中梁主體(1)。
參照圖3、4、5，所述中梁主體(1)的兩端設有雙牙(11)，所述中梁主體(1)的正面設有裝飾條(12)，所述中梁主體(1)的兩端設有配合槽(13)，配合槽(13)的角度為90°，所述裝飾條(12)設有若干下沉方槽，方槽深度為0.3mm，所述中梁主體(1)的高度不小於2.2mm，所述中梁主體(1)的上下表面(15)凸起一定弧度，這裡選擇為R4，所述中梁主體(1)正面的裝飾條(12)凸起R4.6弧度。按照這樣的要求開中梁主體型腔模。參照圖6-10，所述左摺疊部(2)一端設有配框面(21)和配框「L」槽(23)，另一端設有單牙(22)，單牙(22)與中梁主體(1)的雙牙(11)配合，此處配合槽角度為90°；所述配框「L」槽(23)角度為90°，它以圓背凸魚絲框線為基準，即與圓背凸魚絲框線的夾角為90°。所述左摺疊部(2)的配框面(21)為R5.4內圓弧面，所述左摺疊部(2)的上表面比下表面長。所述左摺疊部(2)的上下表面採用R16.4凸弧面；所述左摺疊部(2)的正面採用R6.1凸弧面。所述右摺疊部(3)的結構與左摺疊部(2)對稱，即，所述右摺疊部(3)一端設有配框面(31)和配框「L」槽，另一端設有單牙，單牙與中梁主體(1)的雙牙(11)配合，此處配合槽角度為90°；所述配框「L」槽角度為90°，它以圓背凸魚絲框線為基準，即與圓背凸魚絲框線的夾角為90°。所述右摺疊部(3)的配框面為R5.4內圓弧面，所述右摺疊部(3)的上表面比下表面長。所述右摺疊部(3)的上下表面採用R16.4凸弧面；所述右摺疊部(3)的正面採用R6.1凸弧面。
採用上述參數的摺疊中梁，可以滿足雷射焊接的要求，並且零件可大批量粉末注射生產。由於粉末注射零件在加工過程中會存在收縮，對於純平面的零件會產生局部凹陷，使的後期拋光不易處理，影響美觀。為了避免收縮造成零件表面的凹陷，摺疊中梁零件毛坯設計時外表面適當凸起。如，所述中梁主體(1)的上下表面凸起一定弧度，這裡選擇為R4，所述中梁主體(1)正面的裝飾條(12)凸起R4.6弧度。所述左摺疊部(2)的上下表面採用R16.4凸弧面；所述左摺疊部(2)的正面採用R6.1凸弧面。
下面對上述摺疊中梁零件的製作工藝做詳細介紹。
一種用於金屬眼鏡雷射焊接的粉末注射摺疊中梁加工工藝，步驟如下：
(1)制粒，將金屬粉末與粘結劑通過密煉機進行共混，成為具有流變性的粒料；所述金屬粉末是316L或310N不鏽鋼粉末，所述粘結劑由下述組分混合而成：棕櫚蠟12％、微晶蠟12％、硬脂酸1.5％、聚乙烯8.5％、聚丙烯15％、聚乙烯乙二醇2％、乙酸乙烯酯1％、餘量是石蠟。316L或310N不鏽鋼粉末添加鎢粉，鎢粉的質量為316L或310N不鏽鋼粉末質量的1％。添加鎢粉，可以大大提高摺疊中梁的硬度和耐磨性。
(2)注射成型，將粒料注入具有中梁主體、左摺疊部、右摺疊部形狀的模具型腔中形成毛坯件，中梁主體、左摺疊部、右摺疊部分別成型。
(3)脫脂，清除毛坯件中的部分粘結劑；可以在80-110℃烘烤30-60min脫脂。
(4)燒結，去除粘結劑，並使金屬粉末發生固相反應，得到摺疊中梁。燒結工藝採用真空燒結爐內進行氣氛工藝燒結，所述氣氛工藝燒結依次分為負壓脫脂、真空內燒和強制冷卻三個階段；負壓脫脂階段的工藝參數為：真空燒結爐內真空值為2.8×103～2.8×103Pa，通入流量為25～35L/h的氮氣，以2～6℃/min的升溫速率升溫至1100～1150℃，保溫90～120min；真空內燒階段的工藝參數為：真空燒結爐內真空值為2.2～3.8Pa，通入流量為15～19L/h的氬氣，以5～10℃/min升溫速率升溫至1370～1440℃，保溫120～240min；強制冷卻階段的工藝參數為：通入流量為15～19L/h的氬氣，以3～5℃/min的降溫速率降溫至室溫；製得摺疊中梁。
(5)攻牙組裝，分別對中梁主體的雙牙、左摺疊部和右摺疊部的單牙攻牙，然後擰螺釘組裝成摺疊中梁。
最後說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管通過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發明權利要求書所限定的範圍。