塑料光學全反射器模具的製造方法
2023-10-05 23:17:04 2
專利名稱：塑料光學全反射器模具的製造方法
一種塑料成型模具的製造方法，特別是塑料光學全反射器模具的製造方法。
塑料光學全反射器是用透明塑料製成的，能將入射光沿原光路以極小的發散角反射回來的一種光學器件。塑料光學全反射器可以為開燈夜行的司機發現目標，避免交通衝撞事故。因此廣泛用作自行車、摩託車、汽車的尾燈和側燈，高速公路夜間視線導引系統及道路執勤人員、警察的夜間安全服飾。
現有反射器由一組密排陣列的三條稜邊互成90°的正三稜錐組成。反射器的反射效果取決於三稜錐面的平面性、面間夾角精度及表面粗糙度。成型模具是關鍵。
目前國內對塑料光學全反射器模具的製造方法介紹很少，檢索國外資料也未見文字報導。國內期刊《模具工業》1991，No5總123中介紹了幾種製造方法，其中採用硬衝和電火花加工三稜錐頭的方法均未達到技術要求。金屬鋃片法是用高速鋼作鋃件材料，平磨基準面，再以此基準磨其它幾個面，再用曲線磨加工花紋的連續齒形，將加工好的鋃片組裝成具有連續陣列三稜錐體花紋的凹模。但這一方法的效果也不理想，未能得到大量應用。
據了解國外這種模具是用拼針(圖1)密排組成連續規則的陣列固定在模架上構成，每根拼針端部為三條稜互成90°的正稜錐體，拼針截面為正六邊形，每相鄰的三根拼針的三個錐面構成三條稜互為90°的正稜錐凹模。由於凹模正稜錐的幾何精度取決於拼針正六邊形截面的精度、拼針長度精度、端部正稜錐體精度、稜錐體與正六邊形柱面的相對位置精度以及組裝精度。因此模具的製造難度極大，每根拼針均用研磨拋光方法製造。模具價格昂貴，一般售價為人民幣四十～五十萬元。
本發明的任務是提供一種加工簡便、容易達到技術要求、成本低的製造塑料光學全反射器模具的方法。
本發明的技術方案如下1、將由三根拼針構成的三稜錐凹模由一根拼針作凸模複製出凹模。一根拼針端部的三稜錐體的自身精度容易得到保證，並降低了稜錐體與六稜柱面的相對位置精度要求。
2、由於拼針不作為成型模具型腔的構成部分，因而可以不要求拼針材料具有與模具型腔材料相同的硬度、耐磨性及高溫性能。可以選用易加工的材料製作。
3、由於拼針材料可選用易加工材料，因而可用精密切削加工代替研磨拋光法來製做拼針。
本發明的工藝過程包括由毛坯粗加工、精加工製造帶三稜錐頭的拼針，將拼針密排得到陣列凸模，用陣列凸模複製成型模具的凹模型腔，將凹模型腔鋃裝在模架上構成模具。
精加工是用金剛石刀具切削加工拼針端部稜錐體，達到所要求的角度精度及表面粗糙度;
將拼針密排組成陣列凸模，再精密複製出模具的凹模型腔。
圖1 六稜拼針外形主視圖。
圖2 六稜拼針俯視圖。
圖3 六稜拼針陣列主視圖。
圖4 六稜拼針陣列俯視圖。
圖5 三稜拼針陣列俯視圖。
結合下面的實施例進一步詳細描述本發明的工藝過程。
1、加工拼針 拼針的毛坯材料為正六角形或正三角形棒材，材料可以是銅及銅合金、鋁及鋁合金或其它易於切削加工並能作為電鑄陽極材料的有色金屬或高分子材料。在本實施例中採用正六角形黃銅棒，其內切圓直徑Φ＝2.5毫米，在車床上按需要長度截斷並保證端面與軸線垂直。
粗銑將所截取的黃銅棒坯料裝在夾具內，銑加工端部三稜錐的錐面，設計的夾具應保證長度一致。加工好一面後將工件旋轉120°再加工另一面，直到三個錐面全部加工完畢。夾具可以一次裝夾若干根。
精銑將粗加工的拼針裝在能精確旋轉角度的卡具內(如精密分度頭)，用天然金剛石刀具對拼針端部的三稜錐進行精加工，使三稜錐的三個平面全等，三條稜的夾角均為90°±1′，表面粗糙度≤0.2μm。用千分表檢測銑削深度，使每根拼針的長度誤差≤0.02mm。天然金剛石刀具的主切削刃是直線或園弧，前角γo＝0°，后角αo＝3°～5°。用常用精加工切削用量分別銑削稜錐的三個側面。
2、精密複製將加工好的拼針密排組成連續的、有規則的三稜錐陣列凸模(見圖3、圖4)，夾緊固定後作為陽極置於鎳鍍液中進行電鑄。電鑄過程中鎳金屬沉積於凸模表面，當沉積層厚度達10毫米左右時取出，脫去凸模，即得複製的凹模型腔。採用不同電鑄工藝可得到不同的電鑄材料，如鎳鈷合金、鐵或鐵合金。
除採用電鑄法進行精密複製外，也可用電加工，精鑄、精壓、超塑成型，粉末壓鑄等手段進行凹模型腔的複製。
本發明的實際效果是1.質量好 用本發明的方法製成的模具注射成型的塑料光學全反射器的反射光強係數CCIL值)達到和超過國際標準ISO6742/Z-1984(t)中的有關規定。
2.效率高成本低 用金剛石刀具切削加工製造拼針，每根拼針的加工時間可以縮短到1分20秒，比研磨拋光法提高效率幾百倍。
權利要求
1.一種製造塑料光學全反射器模具的方法，其工藝過程包括由毛坯準備、粗加工、精加工製造帶三稜錐頭的拼針，其特徵在於(1)用金剛石刀具切削加工拼針端部稜錐體達到所要求的角度精度、表面粗糙度及長度精度，(2)將拼針密排組成的陣列凸模精密複製出模具的凹模型腔，將凹模型腔鋃裝在模架上構成模具。
2.按照權利要求1所述的製造塑料光學全反射器模具的方法，其特徵在於，天然金剛石刀具的主切削刃為一條直線，前角γo＝0°，后角αo＝3～5°。
3.按照權利要求1所述的製造塑料光學全反射器模具的方法，其特徵在於，將陣列凸模作為陽極用電鑄法精密複製模具的凹模型腔。
4.按照權利要求1、3所述的製造塑料光學全反射器模具的方法，其特徵在於，電鑄型腔的材質為鎳、鎳鈷合金、鐵及鐵合金。
全文摘要
本發明提供一種製造塑料光學全反射器模具的方法。用有色金屬或高分子棒材製做拼針。粗加工毛坯端頭使呈三條稜互為90°的正稜錐，再用天然金剛石刀具精加工拼針端部稜錐體的三個側平面，使稜錐的角度精度、表面粗糙度達到技術要求。將拼針密排組成連續規則的陣列模芯。用陣列模芯作為陽極用電鑄法製取模具的凹模型腔，將型腔鑲裝在模架上構成模具。
文檔編號B29C43/04GK1076401SQ9310275
公開日1993年9月22日 申請日期1993年3月25日 優先權日1993年3月25日
發明者鄧大仁 申請人:鄧大仁