本發(fā)明屬于模具加工工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種牙刷模具的加工工藝。
背景技術(shù)：
牙齒的清潔與保健是現(xiàn)代人每日必作的一門功課，一般人每天至少應(yīng)該刷牙的次數(shù)眾說紛紜，原則上用食完畢就應(yīng)該刷牙與清潔口腔，其目的在于清除附著和殘留在齒縫、牙齦和口腔中的食物，以免細(xì)菌的滋生影響牙齒和口腔的健康。
雖然已知用于清潔牙齒和口腔的用具種類繁多，包括牙刷、牙線和牙線棒，但是大部分人仍以牙刷為清潔牙齒的主要用具。隨著人們生活品質(zhì)的提高，對牙刷品質(zhì)的要求也相對地提高，為了提高牙刷產(chǎn)品的質(zhì)感及刺激消費(fèi)者的購買欲，通常會在外形、顏色等方面追求的變化，如何進(jìn)一步將牙刷表面進(jìn)行美化，增加其視覺感官上的效果，籍以提升物品的質(zhì)感，以應(yīng)用于相關(guān)產(chǎn)品上，增加該產(chǎn)品的附加價值，乃有其市場上的需求。
牙刷在加工制造中需要使用到多種模具，模具的加工技術(shù)的好壞，直接影響制造產(chǎn)品的精度和表面質(zhì)量，同時也直接影響加工產(chǎn)品表面的美觀度。
在傳統(tǒng)的牙刷模具的加工工藝中，其制造工藝為：“退火→銑削加工→熱處理→磨削→手工打磨、拋光→雕刻標(biāo)記”等復(fù)雜冗長的工藝流程，該加工工藝流程生產(chǎn)效率低下，模具制造周期較長且模具表面的尺寸精度和表面質(zhì)量效果不佳，從而導(dǎo)致加工出來的牙刷表面粗糙，沒有光澤，不夠美觀精致。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供了一種生產(chǎn)效率高、模具制造周期短、加工精度高和表面質(zhì)量精致的牙刷模具的加工工藝。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種牙刷模具的加工工藝，具體包括如下步驟：
a、坯料準(zhǔn)備：選擇牙刷模具材料，鍛造金屬模具；
b、粗加工：采用精雕機(jī)在所述的金屬模具上雕刻具有牙刷形狀的模具型腔，粗加工時預(yù)留0.5mm以上的余量；
c、第一次精加工：將經(jīng)步驟b粗加工后的金屬模具采用精雕機(jī)進(jìn)行第一次精加工，第一次精加工時預(yù)留0.1-0.2mm的余量；
d、熱處理：將經(jīng)步驟c精加工后的金屬模具進(jìn)行熱處理，并檢查所述金屬模具的硬度；
e、第二次精加工：將經(jīng)步驟c熱處理后的金屬模具采用精雕機(jī)進(jìn)行第二次精加工，第二次精加工時預(yù)留0.003mm-0.006mm；
f、電火花加工：將經(jīng)過步驟e第二次精加工處理后的金屬模具的模具型腔的相應(yīng)部位采用鏡面火花機(jī)進(jìn)行加工，再對模具型腔進(jìn)行電鍍處理。
優(yōu)選地，其中步驟b、c、e中的所述精雕機(jī)的工藝條件為：主軸速度：12000-40000R.P.M，進(jìn)給速度：4-6m/min，移動速度：6m/min，加速度為1-1.5G，且所述步驟c和步驟e的精雕機(jī)工藝條件為：刀夾、刀具的加速度小于3G，刀具的徑向跳動小于0.01mm。
優(yōu)選地，其中步驟d中所述熱處理包括滲碳處理以及淬火和回火處理，其中，滲碳處理為氣體滲碳處理，使用航空煤油作為滲透劑，甲醇作為載氣，丙酮作為富化氣，滲碳溫度控制在780-800℃，爐壓為220-240Pa，滲碳時間約為40分鐘，冷卻方式為爐冷，制得的滲碳層厚度為0.8-1mm；淬火溫度控制在940℃-960℃，保溫1-1.2小時后在油液中冷卻；回火溫度控制在180℃-200℃，保溫2小時后空冷。
優(yōu)選地，其中所述鏡面火花機(jī)包括放電電極，所述放電電極的材質(zhì)為紫銅或黃銅。
優(yōu)選地，其中步驟c中所述鏡面火花機(jī)的鏡面加工包括粗加工和精加工，粗加工電流為3-5A，精加工電流為1-2A。
優(yōu)選地，其中還包括在步驟f所得的模具型腔中用激光雕刻機(jī)雕刻出字符或圖案。
優(yōu)選地，其中所述激光雕刻機(jī)的工藝條件為：控制電流為14.5A，有效矢量步長為0.002ms，有效空跳步長延時為35us，Q頻率為15-20KHz，這樣掃一層激光雕刻的深度為0.002mm，經(jīng)電腦控制連續(xù)重復(fù)若干層達(dá)到所要的深度。
優(yōu)選地，其中所述金屬模具為S136模具鋼材料。
優(yōu)選地，其中所述牙刷形狀的模具型腔表面的粗糙度Ra均在1.5μm以內(nèi)。
優(yōu)選地，其中所述牙刷模具的硬度為HRC 50-55。
進(jìn)一步的，本發(fā)明通過設(shè)置步驟b、c、e中的精雕機(jī)工藝條件為：主軸速度：12000-40000R.P.M，進(jìn)給速度：4-6m/min，移動速度：6mm/min，加速度為1-1.5G，且所述步驟c和步驟e的精雕機(jī)工藝條件為：刀夾、刀具的加速度小于3G，刀具的徑向跳動小于0.01mm，為更進(jìn)一步制得具有高表面質(zhì)量的牙刷模具提供技術(shù)支持；
進(jìn)一步的，步驟d中的熱處理工藝包括滲碳處理以及淬火和回火處理，其中，滲碳處理為氣體滲碳處理，使用航空煤油作為滲透劑，甲醇作為載氣，丙酮作為富化氣，滲碳溫度控制在780-800℃，爐壓為220-240Pa，滲碳時間約為40分鐘，冷卻方式為爐冷，制得的滲碳層厚度約為0.8-1mm；淬火溫度控制在940℃-960℃，保溫1-1.2小時后在油液中冷卻；回火溫度控制在180℃-200℃，保溫2小時后空冷，為更進(jìn)一步提高金屬模具的耐磨性、強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和韌性提供了技術(shù)支持，提高了牙刷模具的使用壽命；
進(jìn)一步的：還包括在步驟f所得的模具型腔中用激光雕刻機(jī)雕刻出字符或圖案，為更進(jìn)一步在模具型腔中設(shè)置精致、多樣的字符或圖案提供了技術(shù)支持。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明所提供的牙刷模具的加工工藝，將精密機(jī)械加工和鏡面電火花加工的技術(shù)優(yōu)勢結(jié)合起來，通過坯料準(zhǔn)備→粗加工→第一次精加工→熱處理→第二次精加工→電火花加工的工序，充分發(fā)揮了精雕機(jī)加工的效率優(yōu)勢，大大提高了生產(chǎn)效率和縮短模具制造周期，使得生產(chǎn)出的牙刷模具具有高質(zhì)量的加工表面，生產(chǎn)出來的牙刷精致美觀、次品率低，從而降低了生產(chǎn)成本。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明具體的實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。因此，以下對在實施例中提供的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，這些實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
實施例1：
一種牙刷模具的加工工藝，具體包括如下步驟：
a、坯料準(zhǔn)備：選擇牙刷模具材料，鍛造金屬模具；
b、粗加工：采用精雕機(jī)在所述的金屬模具上雕刻具有牙刷形狀的模具型腔，粗加工時預(yù)留0.5mm以上的余量；
c、第一次精加工：將經(jīng)步驟b粗加工后的金屬模具采用精雕機(jī)進(jìn)行第一次精加工，第一次精加工時預(yù)留0.1-0.2mm的余量；
d、熱處理：將經(jīng)步驟c精加工后的金屬模具進(jìn)行熱處理，并檢查所述金屬模具的硬度；
e、第二次精加工：將經(jīng)步驟c熱處理后的金屬模具采用精雕機(jī)進(jìn)行第二次精加工，第二次精加工時預(yù)留0.003mm-0.006mm；
f、電火花加工：將經(jīng)過步驟e第二次精加工處理后的金屬模具的模具型腔的相應(yīng)部位采用鏡面火花機(jī)進(jìn)行加工，再對模具型腔進(jìn)行電鍍處理。
其中，精雕機(jī)為北京精雕科技有限公司生產(chǎn)的，型號為Carver600Tu12，該設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，加工質(zhì)量好，效率高，操作簡單維護(hù)方便，大大提高了牙刷模具的生產(chǎn)效率，減少了牙刷模具制作的周期(相對于普通數(shù)控機(jī)床一個周期可以減少3-5天)，本實施例提供了一種牙刷模具的加工工藝，通過坯料準(zhǔn)備→粗加工→第一次精加工→熱處理→第二次精加工→電火花加工的工序，充分發(fā)揮了精雕機(jī)加工的效率優(yōu)勢，大大提高了生產(chǎn)效率和縮短模具制造周期，使得生產(chǎn)出的牙刷模具具有高質(zhì)量的加工表面，生產(chǎn)出來的牙刷精致美觀、次品率低，從而降低了生產(chǎn)成本；
在本實施例中的另一個優(yōu)選方案中，步驟b、c、e中的精雕機(jī)工藝條件為：主軸速度：12000-40000R.P.M，進(jìn)給速度：4-6m/min，移動速度：6m/min，加速度為1-1.5G，且所述步驟c和步驟e的精雕機(jī)工藝條件為：刀夾、刀具的加速度小于3G，刀具的徑向跳動小于0.01mm。
具體為：粗加工時，主軸速度：18000-35000R.P.M，進(jìn)給速度：6m/min；第一次精加工時，主軸速度：20000-30000R.P.M，進(jìn)給速度：5m/min，刀夾、刀具的加速度小于3G，刀具的徑向跳動小于0.01mm；第二次精加工時：主軸速度：25000R.P.M，進(jìn)給速度：4m/min，刀夾、刀具的加速度小于3G，刀具的徑向跳動小于0.01mm，該優(yōu)選方案為提供具有高質(zhì)量的加工表面的牙刷模具提供了技術(shù)支持。
在本實施例的另一個優(yōu)選方案中，所述金屬模具為S136模具鋼材料，S136模具鋼材料具有優(yōu)良的耐腐蝕性、拋旋光性、耐磨性、機(jī)械加工性以及淬火時優(yōu)良的穩(wěn)定性，本發(fā)明采用S136模具鋼作為牙刷模具的材料，使得牙刷模具好加工，且經(jīng)過長期使用后，模具型腔表面仍然維持原先的光滑狀態(tài)，減少維護(hù)成本。
在本實施例中的另一個優(yōu)選方案中，所述鏡面火花機(jī)包括放電電極，所述放電電極的材質(zhì)為紫銅或黃銅。
在本實施例中的另一個優(yōu)選方案中，步驟c中所述的鏡面火花機(jī)的鏡面加工包括粗加工和精加工，粗加工電流為3-5A，精加工電流為1-2A。
實施例2：
在實施例1的基礎(chǔ)上，提供一種熱處理工藝：包括滲碳處理以及淬火和回火處理，其中，滲碳處理為氣體滲碳處理，使用航空煤油作為滲透劑，甲醇作為載氣，丙酮作為富化氣，滲碳溫度控制在780-800℃，爐壓為220-240Pa，滲碳時間約為40分鐘，冷卻方式為爐冷，制得的滲碳層厚度約為0.8-1mm；淬火溫度控制在940℃-960℃，保溫1-1.2小時后在油液中冷卻；回火溫度控制在180℃-200℃，保溫2小時后空冷。
本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上，對金屬模具成型的過程中，對其進(jìn)行熱處理，進(jìn)一步提高了金屬模具的耐磨性、強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和韌性提供了技術(shù)支持，提高了牙刷模具的使用壽命，相比于簡單熱處理的金屬模具，其使用壽命延長了2-3倍。
在本實施例中的另一個優(yōu)選方案中，經(jīng)過熱處理后的金屬模具的硬度為HRC 50-55，該硬度的金屬模具符合壓痕塑料變形深度的要求，而且具有更好的拋光性和更出色的耐蝕性能。
實施例3：
在上述實施例1和實施例2的基礎(chǔ)上，提供一種在步驟f所得的模具型腔中用激光雕刻機(jī)雕刻出字符或圖案。
本實施例在實施1和實施例2的基礎(chǔ)上，采用激光雕刻機(jī)對具有高表面質(zhì)量的牙刷模具的模具型腔設(shè)置不同的字符或圖案；由于激光雕刻屬于非接觸性加工，不產(chǎn)生機(jī)械擠壓或機(jī)械應(yīng)力，熱影響區(qū)域小，加工精細(xì)，工件不變型，加工效率高，成本低，易操作，無污染，用于在模具型腔中雕刻字符或圖案，可以得到棱角分明，精細(xì)度高的字符或圖案；由于模具型腔中的字符或圖案棱角分明，精細(xì)度高，使得通過該模具型腔制作所得的牙刷上的字符或圖案也棱角分明，精細(xì)度高，立體感強(qiáng)，用肉眼即可清晰瓣認(rèn)，非常精致美觀。
在本實施例中的另一個優(yōu)選方案中，該激光雕刻機(jī)的工藝條件為：控制電流為14.5A，有效矢量步長為0.002ms，有效空跳步長延時為35us，Q頻率為15-20KHz，這樣掃一層激光雕刻的深度為0.002mm，經(jīng)電腦控制連續(xù)重復(fù)若干層達(dá)到所要的深度，為進(jìn)一步雕刻出更精致的字符或圖案提供了技術(shù)支持。
在本實施例中的另一個優(yōu)選方案中，該牙刷形狀的模具型腔表面的粗糙度Ra均在0.8μm以內(nèi)，普通的模具型腔表面的粗糙度Ra一般為3.2以上，即本發(fā)明的模具型腔表面的粗糙度較小，具有較光滑的表面。
具體使用過程中，采用上述加工工藝制造的牙刷模具，安裝于自動注塑機(jī)中即可完成牙刷的注塑成型，所得牙刷精致美觀，符合人們?nèi)找孀非蟮馁|(zhì)感生活。
以上，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。