一種汽車尾燈led導光條模具中幾何反射單元加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車尾燈LED導光條模具中幾何反射單元加工方法，是在模具設計時將幾何反射單元與整個產(chǎn)品分割開來，對于無關產(chǎn)品配光部分和有關配光部分進行獨立設計，綜合各個編程軟件的優(yōu)缺點，配以細微的刀具，合理編制加工工藝和加工程序，再通過高速精密機床的加工，實現(xiàn)了導光條模具中幾何反射單元的制造。
【專利說明】一種汽車尾燈LED導光條模具中幾何反射單元加工方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車尾燈的加工方法，特別是尾燈LED導光條模具。

【背景技術】
[0002]汽車LED導光條:是以光學設計和精密加工相結(jié)合的一種新的節(jié)能光源。導光條常用的材料為PMMA，與傳統(tǒng)光源相比較具有明顯的成本優(yōu)勢；并且可以制作成各種漂亮形狀；還有均勻的出光性能是它的另一個重要的優(yōu)勢。導光條常用于汽車前后行車燈，它以漂亮均勻發(fā)光的外形為人們所喜歡。
[0003]導光條的發(fā)展，現(xiàn)在還是起步階段，其制造標準仍沒有形成。在現(xiàn)階段，制造的工藝各不相同，各個單位都是自主開發(fā)。在目前，LED導光條模具中幾何反射單元的制造，主要是靠電鑄加工實現(xiàn)的，但是此技術成本較高，制造周期較長，制造后的工件強度不牢，容易崩塌，故其維修成本較大，在注塑過程中和后期供貨的風險較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種汽車尾燈LED導光條模具中幾何反射單元加工方法，使車燈模具的制造成本降低，制造工藝將更加地簡單，維修更加地便捷，注塑的風險會更加地降低。
[0005]本發(fā)明采用的技術方案為:
一種汽車尾燈LED導光條模具中幾何反射單元加工方法，包括以下步驟:
1)前期幾何反射單元的反射角度的計算和確立:在產(chǎn)品的前期設計階段，運用高級光學系統(tǒng)分析軟件ASAP和透鏡設計軟件REFCAD進行幾何反射單元的反射角度的計算，同時利用快速成型技術，實現(xiàn)產(chǎn)品的初制，進行光學的模擬和檢測，及時修正幾何反射單元的反射角度，直至最終角度的確立；
2)模具中幾何反射單元獨立設計:在模具設計時，為了便于幾何反射單元的制造，需要在設計模具時，對幾何反射單元采取鑲拼式設計，鑲塊四周采用直線或直面設計，使得周圈可以用作基準，在設計反射單元的鑲塊時，完整保留產(chǎn)品中所含有的對應數(shù)據(jù)，即反射的角度、反射單元之間的排布距離，使注塑后的產(chǎn)品控制住合理的變形范圍內(nèi)；幾何反射單元外形采取慢走絲線割完成；
3)幾何反射單元加工程序的編制:首先是確定加工刀具，加工刀具的錐度為31.23度，當確定了刀具后，根據(jù)確定的加工范圍和加工工藝，以及根據(jù)加工的目的和要求來設定基本加工參數(shù)，為刀具路徑的生成規(guī)定方向；
4)幾何反射單元加工刀具路徑的生成:運用編程軟件，合理地對加工程序設置進刀、退刀、加工、空走刀的位置，優(yōu)化加工程序，合理分配加工工序，綜合各種加工工藝，最終形成幾何反射單元加工刀具路徑；
5)后置處理:高速加工NC代碼通過刀位文件的后處理直接生成，根據(jù)不同機床選擇不同的后處理文件，注意到后置處理時加工精度的設定，使前面的加工刀具路徑程序，能轉(zhuǎn)成相應機床能直接讀取的NC代碼程序，直接由機床讀取并運行。
[0006]在步驟I)中利用快速成型技術，實現(xiàn)產(chǎn)品的初制，進行光學的模擬和檢測的時候，每個獨立的幾何反射單元的反射角與導光條的軸向線垂直，在排布時，較為平坦的地方則幾何反射單元之間排布緊密，在有弧度或弧度較大的地方，則排布松散。
[0007]本發(fā)明的加工方法，是在模具設計時將幾何反射單元與整個產(chǎn)品分割開來，對于無關產(chǎn)品配光部分和有關配光部分進行獨立設計，綜合各個編程軟件的優(yōu)缺點，配以細微的刀具，合理編制加工工藝和加工程序，再通過高速精密機床的加工，實現(xiàn)了導光條模具中幾何反射單元的制造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的幾何反射單元的光線反射示意圖。
[0009]圖2是本發(fā)明的模具中幾何反射單元裝配示意圖。
[0010]圖3是本發(fā)明的模具中幾何反射單元加工所選用刀具示意圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0012]LED導光條模具中幾何反射單元的加工，包括以下步驟:
1.前期幾何反射單元的反射角度的計算和確立:影響導光條的導光效果的因素主要有以下幾個:1)幾何反射單元的形狀，即反射的角度；2)幾何反射單元的分布，即幾何反射單元的排布間距；3)微觀表面結(jié)構(gòu)，此為模具制造的精度問題，涉及加工后的反射面的品質(zhì)問題；4)產(chǎn)品材料，一般選用光學級PMMA作為注塑材料，因為此材料的導光性能絕佳。
[0013]幾何反射單元的作用就是讓分散的光集中在法線70度范圍內(nèi)出光(全發(fā)射定律)，大于70度射出的光又被反射后再利用，使得在導光條的軸中心亮度增加110%,其原理是利用折射和全反射使分散的光線集中于一定的角度從背光源中發(fā)出。幾何反射單元的反射角度作用就是將光線導向設計者所需的方向，并達到最佳的光照強度和光線均勻度。所以在產(chǎn)品設計時，需要精確計算出各個幾何反射單元的反射角度，重點是在整個產(chǎn)品的曲面上如何計算，頗為關鍵。前期設計過程中，可以利用快速成型去驗證設計的角度能否滿足要求。如果此過程中角度計算有失誤，則后續(xù)的加工再怎么好，制造出的產(chǎn)品仍為不合格品，不能滿足客戶需求。
[0014]為了達到前述的反射角度，因而在設計導光條的幾何反射單元時，還需要合理地排布反射單元顆粒，使得每個獨立的幾何反射單元的反射角與導光條的軸向線垂直，也就是法向要垂直。因此，如圖1，在排布時，較為平坦的地方則幾何反射單元之間排布較為緊密些，在有弧度或弧度較大的地方，則排布較為松散些。所有這些的設計，都是為了滿足反射光線的反射角度要求的。
[0015]2.模具中幾何反射單元獨立設計:
為了方便加工，反射單元必須采取鑲拼式結(jié)構(gòu)，因而需要獨立設計。如圖2，在設計的時候，必須考慮到加工的便捷性，鑲塊的四周大量采用直線(直面)設計，使得周圈都可以用作基準。根據(jù)前面所述，在設計反射單元的鑲塊時，必須完整地保留產(chǎn)品中所含有的對應數(shù)據(jù)，即反射的角度，反射單元之間的排布距離，并且適當?shù)乜紤]到注塑時的產(chǎn)品收縮率的問題，使得注塑后的產(chǎn)品控制在合理的變形范圍內(nèi)。在運用Unigraphics設計時，該軟件自帶有參數(shù)公式，可以計算出對應的變形量，計算的時候要結(jié)合塑料的性能和注塑的環(huán)境，才能得出合理的模具數(shù)據(jù)。
[0016]在Unigraphics設計幾何反射單元時，需要對原來的產(chǎn)品的反射面進行光順處理。即對原有的反射面增加面的面階，增加面在U方向和V方向上的面階，提高面的加工質(zhì)量。這樣處理后的反射面較為光順，加工后的效果不會出現(xiàn)小的馬賽克現(xiàn)象，近似于原始數(shù)據(jù)。
[0017]3、幾何反射單元加工程序的編制:
因幾何反射單元是獨立設計，所以在編制程序時，需要合理地選擇加工基準，做到各個加工流程中統(tǒng)一加工基準。左右件的基準做好標記，使得加工基準直接明了和清晰。
[0018]在編制加工程序時，首先是確定加工刀具。本發(fā)明的方法關鍵點之一就是刀具。因幾何反射單元設計的反射角度為70度，根據(jù)磨刀的前角和后角的角度，計算得出在磨刀時的錐度為31.23度。此刀具在整個切削加工過程中尤為關鍵，其底刃和側(cè)刃都要參與切削過程，這樣加工出來的反射面才會沒有切削痕，使得加工后的反射面免于打光，可以直接注塑成型。如圖3，刀具的刃高H為2mm，刃全角a為70°，底直徑D2為0.01mm，頂直徑Dl為
3.175mm0
[0019]當確定了刀具后，就需要根據(jù)機床的性能和機床工藝參數(shù)編制程序了，同時根據(jù)確定的加工范圍和加工工藝，以及根據(jù)加工的目的和要求來設定基本加工參數(shù)，為刀具路徑的生成規(guī)定方向。本發(fā)明是在基于PowerMILL (Metric)編程軟件基礎上加以改進的，同時結(jié)合JDpaint軟件中面的加工優(yōu)點，合理設置了加工路徑。程序的編制較多地選擇The BestWCUT策略，此加工策略可以自動識別陡峭區(qū)域和平坦區(qū)域，而且此加工策略集合了 SRFPKT和WCUT-FINISH的特點，編制后的程序抬刀和空刀較少，加工精度較高，選擇的刀具種類較少，換刀的次數(shù)也較少，減少了加工過程中各種人為因素，提高了加工質(zhì)量。
[0020]4、幾何反射單元加工刀具路徑的生成:
在仔細確認并核對程序中各個相關加工參數(shù)和工藝參數(shù)后，就可以正式生成所要的加工刀具路徑了。生成后需要用編程軟件進行模擬，模擬后就可以對刀具路徑進行優(yōu)化，調(diào)整加工參數(shù)，對進刀、退刀、加工、空走刀的位置分別設定標志，設置路徑的開始點、結(jié)束點、快進和機床參數(shù)，避免加工過程中人為調(diào)整進給。
[0021]5、后置處理:路徑生成后再次對程序模擬并確認安全后，就可以根據(jù)不同機床選擇不同的后處理文件，生成相應機床能直接讀取的NC程序代碼。本發(fā)明中，還對后置處理好的程序文件設置相應的加工精度，以減少Pitch的誤差值。選擇合理的加工模組，SPEED模組指令中含有NURBS曲線化功能，適宜粗加工和半精加工，其加工的速度較快WHSCA/HSCB則是曲線化高速高精度加工模組，加工出來的面的品質(zhì)非常高，其加工速度較慢，適宜最后的精加工，加工后對所涉及到的幾何反射單元中的反射面，可以直接注塑成型，不需打光處理。
【權利要求】
1.一種汽車尾燈LED導光條模具中幾何反射單元加工方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)前期幾何反射單元的反射角度的計算和確立:在產(chǎn)品的前期設計階段，運用高級光學系統(tǒng)分析軟件ASAP和透鏡設計軟件REFCAD進行幾何反射單元的反射角度的計算，同時利用快速成型技術，實現(xiàn)產(chǎn)品的初制，進行光學的模擬和檢測，及時修正幾何反射單元的反射角度，直至最終角度的確立； 2)模具中幾何反射單元獨立設計:在模具設計時，為了便于幾何反射單元的制造，需要在設計模具時，對幾何反射單元采取鑲拼式設計，鑲塊四周采用直線或直面設計，使得周圈可以用作基準，在設計反射單元的鑲塊時，完整保留產(chǎn)品中所含有的對應數(shù)據(jù)，即反射的角度、反射單元之間的排布距離，使注塑后的產(chǎn)品控制住合理的變形范圍內(nèi)；幾何反射單元外形采取慢走絲線割完成； 3)幾何反射單元加工程序的編制:首先是確定加工刀具，加工刀具的錐度為31.23度，當確定了刀具后，根據(jù)確定的加工范圍和加工工藝，以及根據(jù)加工的目的和要求來設定基本加工參數(shù)，為刀具路徑的生成規(guī)定方向； 4)幾何反射單元加工刀具路徑的生成:運用編程軟件，合理地對加工程序設置進刀、退刀、加工、空走刀的位置，優(yōu)化加工程序，合理分配加工工序，綜合各種加工工藝，最終形成幾何反射單元加工刀具路徑； 5)后置處理:高速加工NC代碼通過刀位文件的后處理直接生成，根據(jù)不同機床選擇不同的后處理文件，注意到后置處理時加工精度的設定，使前面的加工刀具路徑程序，能轉(zhuǎn)成相應機床能直接讀取的NC代碼程序，直接由機床讀取并運行。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種汽車尾燈LED導光條模具中幾何反射單元加工方法，其特征在于:在步驟1)中利用快速成型技術，實現(xiàn)產(chǎn)品的初制，進行光學的模擬和檢測的時候，每個獨立的幾何反射單元的反射角與導光條的軸向線垂直，在排布時，較為平坦的地方則幾何反射單元之間排布緊密，在有弧度或弧度較大的地方，則排布松散。
【文檔編號】B29C33/38GK104368948SQ201410551349
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權日:2014年10月16日
【發(fā)明者】周寶友, 盧建生 申請人:江蘇文光模具技術有限公司