專利名稱：塑料光學(xué)全反射器模具的制造方法
一種塑料成型模具的制造方法，特別是塑料光學(xué)全反射器模具的制造方法。
塑料光學(xué)全反射器是用透明塑料制成的，能將入射光沿原光路以極小的發(fā)散角反射回來的一種光學(xué)器件。塑料光學(xué)全反射器可以為開燈夜行的司機(jī)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，避免交通沖撞事故。因此廣泛用作自行車、摩托車、汽車的尾燈和側(cè)燈，高速公路夜間視線導(dǎo)引系統(tǒng)及道路執(zhí)勤人員、警察的夜間安全服飾。
現(xiàn)有反射器由一組密排陣列的三條棱邊互成90°的正三棱錐組成。反射器的反射效果取決于三棱錐面的平面性、面間夾角精度及表面粗糙度。成型模具是關(guān)鍵。
目前國(guó)內(nèi)對(duì)塑料光學(xué)全反射器模具的制造方法介紹很少，檢索國(guó)外資料也未見文字報(bào)導(dǎo)。國(guó)內(nèi)期刊《模具工業(yè)》1991，No5總123中介紹了幾種制造方法，其中采用硬沖和電火花加工三棱錐頭的方法均未達(dá)到技術(shù)要求。金屬鋃片法是用高速鋼作鋃件材料，平磨基準(zhǔn)面，再以此基準(zhǔn)磨其它幾個(gè)面，再用曲線磨加工花紋的連續(xù)齒形，將加工好的鋃片組裝成具有連續(xù)陣列三棱錐體花紋的凹模。但這一方法的效果也不理想，未能得到大量應(yīng)用。
據(jù)了解國(guó)外這種模具是用拼針(圖1)密排組成連續(xù)規(guī)則的陣列固定在模架上構(gòu)成，每根拼針端部為三條棱互成90°的正棱錐體，拼針截面為正六邊形，每相鄰的三根拼針的三個(gè)錐面構(gòu)成三條棱互為90°的正棱錐凹模。由于凹模正棱錐的幾何精度取決于拼針正六邊形截面的精度、拼針長(zhǎng)度精度、端部正棱錐體精度、棱錐體與正六邊形柱面的相對(duì)位置精度以及組裝精度。因此模具的制造難度極大，每根拼針均用研磨拋光方法制造。模具價(jià)格昂貴，一般售價(jià)為人民幣四十～五十萬元。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種加工簡(jiǎn)便、容易達(dá)到技術(shù)要求、成本低的制造塑料光學(xué)全反射器模具的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下1、將由三根拼針構(gòu)成的三棱錐凹模由一根拼針作凸模復(fù)制出凹模。一根拼針端部的三棱錐體的自身精度容易得到保證，并降低了棱錐體與六棱柱面的相對(duì)位置精度要求。
2、由于拼針不作為成型模具型腔的構(gòu)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?？梢赃x用易加工的材料制作。
3、由于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制做拼針。
本發(fā)明的工藝過程包括由毛坯粗加工、精加工制造帶三棱錐頭的拼針，將拼針密排得到陣列凸模，用陣列凸模復(fù)制成型模具的凹模型腔，將凹模型腔鋃裝在模架上構(gòu)成模具。
精加工是用金剛石刀具切削加工拼針端部棱錐體，達(dá)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，再精密復(fù)制出模具的凹模型腔。


圖1 六棱拼針外形主視圖。
圖2 六棱拼針俯視圖。
圖3 六棱拼針陣列主視圖。
圖4 六棱拼針陣列俯視圖。
圖5 三棱拼針陣列俯視圖。
結(jié)合下面的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)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于切削加工并能作為電鑄陽極材料的有色金屬或高分子材料。在本實(shí)施例中采用正六角形黃銅棒，其內(nèi)切圓直徑Φ＝2.5毫米，在車床上按需要長(zhǎng)度截?cái)嗖⒈ＷC端面與軸線垂直。
粗銑將所截取的黃銅棒坯料裝在夾具內(nèi)，銑加工端部三棱錐的錐面，設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)保證長(zhǎng)度一致。加工好一面后將工件旋轉(zhuǎn)120°再加工另一面，直到三個(gè)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(zhuǎn)角度的卡具內(nèi)(如精密分度頭)，用天然金剛石刀具對(duì)拼針端部的三棱錐進(jìn)行精加工，使三棱錐的三個(gè)平面全等，三條棱的夾角均為90°±1′，表面粗糙度≤0.2μm。用千分表檢測(cè)銑削深度，使每根拼針的長(zhǎng)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棱錐的三個(gè)側(cè)面。
2、精密復(fù)制將加工好的拼針密排組成連續(xù)的、有規(guī)則的三棱錐陣列凸模(見圖3、圖4)，夾緊固定后作為陽極置于鎳鍍液中進(jìn)行電鑄。電鑄過程中鎳金屬沉積于凸模表面，當(dāng)沉積層厚度達(dá)10毫米左右時(shí)取出，脫去凸模，即得復(fù)制的凹模型腔。采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。
除采用電鑄法進(jìn)行精密復(fù)制外，也可用電加工，精鑄、精壓、超塑成型，粉末壓鑄等手段進(jìn)行凹模型腔的復(fù)制。
本發(fā)明的實(shí)際效果是1.質(zhì)量好 用本發(fā)明的方法制成的模具注射成型的塑料光學(xué)全反射器的反射光強(qiáng)系數(shù)CCIL值)達(dá)到和超過國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO6742/Z-1984(t)中的有關(guān)規(guī)定。
2.效率高成本低 用金剛石刀具切削加工制造拼針，每根拼針的加工時(shí)間可以縮短到1分20秒，比研磨拋光法提高效率幾百倍。
權(quán)利要求
1.一種制造塑料光學(xué)全反射器模具的方法，其工藝過程包括由毛坯準(zhǔn)備、粗加工、精加工制造帶三棱錐頭的拼針，其特征在于(1)用金剛石刀具切削加工拼針端部棱錐體達(dá)到所要求的角度精度、表面粗糙度及長(zhǎng)度精度，(2)將拼針密排組成的陣列凸模精密復(fù)制出模具的凹模型腔，將凹模型腔鋃裝在模架上構(gòu)成模具。
2.按照權(quán)利要求1所述的制造塑料光學(xué)全反射器模具的方法，其特征在于，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(quán)利要求1所述的制造塑料光學(xué)全反射器模具的方法，其特征在于，將陣列凸模作為陽極用電鑄法精密復(fù)制模具的凹模型腔。
4.按照權(quán)利要求1、3所述的制造塑料光學(xué)全反射器模具的方法，其特征在于，電鑄型腔的材質(zhì)為鎳、鎳鈷合金、鐵及鐵合金。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造塑料光學(xué)全反射器模具的方法。用有色金屬或高分子棒材制做拼針。粗加工毛坯端頭使呈三條棱互為90°的正棱錐，再用天然金剛石刀具精加工拼針端部棱錐體的三個(gè)側(cè)平面，使棱錐的角度精度、表面粗糙度達(dá)到技術(shù)要求。將拼針密排組成連續(xù)規(guī)則的陣列模芯。用陣列模芯作為陽極用電鑄法制取模具的凹模型腔，將型腔鑲裝在模架上構(gòu)成模具。
文檔編號(hào)B29C43/04GK1076401SQ9310275
公開日1993年9月22日 申請(qǐng)日期1993年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月25日
發(fā)明者鄧大仁 申請(qǐng)人:鄧大仁