精密注射成型塑料光学镜片模具的特点和加工工艺

(2009-11-20 14:21:42)

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标签： 型芯

浇口套

同轴度

分型面

杂谈

1引言

塑料光学镜片模具的设计,制造及加工工艺比一般精密塑料模具具有更高的要求,它不但要克服一般注射件在成形过程中的弊病,更重要的是要达到实用的光学技术指标.所以在模具设计和加工过程中,必须掌握镜片的成型特点,涉及到精确设定模具型腔,型芯尺寸公差,镜片成型后的尺寸误差范围,制定合理的型腔,型芯的精密加工工艺,成型条件和注射成型工艺参数以及了解成型原材料的光学,物理和化学性质.

2零件工艺分析采用注射成型的方法

生产一次性相机的摄影透镜,具有经济,高效,低成本等优点,然而作为相机中关键性的零件,它的品质直接影响成像的质量和产品的成功和失败.如：一次性相机的摄影物镜,材料为聚甲基丙烯酸甲脂,其焦距=33.85,透镜主要由凸】=7.2和凹2=11.7两个球面(中心厚1.74-0.05)组成,其边缘厚度为0.9,和2两球面的同轴度小于0.05,这就给型芯,镶套,型腔,导柱,导套,模板的精密加工,装配带来一定的难度.而最关键的要使注射成型的镜片得到好的成像结果,则不仅要保证零件所有的设计尺寸图摄影物镜制造速度),浇口套与推杆直径不可太小,以避免压强太大而损伤零件表面.复位杆,推杆必须用钢材制造,并热处理,一般采用45钢即可,定位圈则用优质碳素工具钢,并淬火至一定的硬度,以防长期使用过程中变形.低发泡式模具不宜采用一模多腔,浇口及流道部分越短越好,以利于提高注射速度.模具浇口套在加工时,中心孔对外圆应有同心度要求,以避免注料时产生注料不均现象,影响发泡效果,以进料口单面间隙2.32.4为宜(指漏料器),材料可用59黄铜,也可用3钢,表面粗糙度≤0.8.0定模板上带两导柱,用于与型腔板配合导正,分型面表面粗糙度≤08,,并应注意,两导柱直径不应一样,以防模具装错.型腔板上装嵌件的销子与整个型腔的同轴度小于0.012,且分型面上应加工出排气槽,槽深0.1—0.2,宽2岫左右,以防成型塑件外形也发泡,造成表面不美观.由于低发泡成型时,注射压力较低,故低发泡塑件的脱模斜度比普通的注射模塑件要大一些,以减少其脱模阻力,一般取25一30.还必须达到零件光学设计要求,如焦距,鉴别率,光圈数,应力分布等各个有关的技术指标.图2是1模6件摄影物镜的零件及流道图,它具有每模用原材料少(每模共5重),注射成型周期短(注射,保压共8,冷却35),零件成型质量稳定可靠的特点.

3成型摄影物镜的模具结构图,具有如下特点：

(1)图3中的件9为动模电加热器,件3为定模电加热器,它们控制动,定模的加热温度,解决了油加热时产生的油蒸气污染问题,具有调试,拆装方便,清洁,满足了镜片特殊成型时对模具温度的要求.

(2)合理地固定动,定模型芯的位置,使模具结构简化,并能精确地保证模具精度.

(3)采用特殊的浇注系统,减少主流道和分流道的空间,减少热损耗和降低注射压力.易于补缩,节约原材料.

(4)型芯采用进口300预硬镜面不锈钢制成,硬度高于32,钢材本身应力小,硬度均匀,导热性,热强度性能好,并具有良好的密度,气孔率和耐腐蚀不生锈的特性,适合批量注射成型生产要求.

(5)动模型芯顶出机构工作平稳可靠,顶板导向精确,解决了零件在离开型腔时的微观变形

(6)型腔,型芯采用镶套组合结构,使模具经久耐用,易损件更换方便,在生产过程中尺寸稳定.

(7)在分型面上开有排气槽,能顺利地排出型腔中的气体,确保注射成型件的质量。图3模具结构1.限位钉2.推板垫板3,7,12,5,6螺钉4.推杆固定板5.推板导柱6.垫块  8.中心推杆9,13.电加热管0.动模板1.定模板4.定模座板7.胶木板8.浇口套∞,28.型芯垫块21.定模镶套.定模型芯23.导柱24.导套25.止转销26.动模型芯27.动模镶套29.动模垫板30螺纹顶杆31.止转螺钉32.动模座板

4 模具加工工艺技术

(1)缩短浇口套的锥孔,使流道尽量短,改善成型条件.浇口套锥孔粗糙度≤0.05,材料选用或"15,硬度57～59.

(2)各模板的上,下平面的平行度小于0.005.加工的型腔基准孔与平面的垂直度小于0.01.

(3)为确保.和娲的同轴度小。动、定模板组台在一起后再各型腔基准孔和导柱,导套孔,采用精密线切割按技术要求割出,或坐标磨精密磨削达同轴度和其它技术要求.

(4)型芯镶套采用或2材料.硬度达59—62,内外圆精密磨削后达到设计的尺寸和形位公差要求.

(5)推板的导柱,导套的导向孔,与动模垫板组台后加工,以确保导向精度.

(6)动模垫板,推板的中心推杆孔和螺纹顶杆孔.以动模型芯孔为基准加工,确保动模型芯的顶出过程轻松平稳.

(7)在动模型芯上铣一长槽来作止转定位用,如图3,利用止转销25顶紧动模型芯26,使动模型芯在装配过程中和注射生产时不产生白转和松动.

(8)动模和定模型芯的底部垫有垫块,其作用是增加固定面和便于调整型芯高度,精确控制成型零件的中心厚度尺寸.

(9)导柱,导套,中心顶杆用或5材料,淬火硬度59～61,经精密磨削后表面粗糙度如≤0.4,同轴度小于0.005.0)螺纹型芯顶杆采用或15材料,经调质处理后再精车成型,保证螺纹与外圆的同轴度及外圆与台阶面的垂直度要求.

11)在动模板的分型面上,每一个型腔处磨有一条深0.015的排气槽,以便在注射时排除型腔内的空气.5结束语随着新技术,新材料的开发,塑料光学透镜在照相机,变焦镜,摄像机镜头,光盘读取物镜,监控器,镜头,望远镜,显微镜等产品中定会进一步扩展其应用,然而这些零件的成型需要高超的技术和精密加工设备相结合才能实现.