相機(jī)鏡筒精密模具設(shè)計(jì)

相機(jī)鏡筒精密模具設(shè)計(jì)

模具越來越精密目前，日本和韓國的數(shù)字電子產(chǎn)品市場(chǎng)主導(dǎo)地位。特別是，日本的相機(jī)、手機(jī)、筆記本和其他產(chǎn)品功能越來越強(qiáng)，外觀越來越精致，尺寸越來越薄，產(chǎn)品塑料也越來越復(fù)雜和精致。由于產(chǎn)品尺寸的精度和形狀的差異，應(yīng)要求產(chǎn)品尺寸的謙遜級(jí)別。這就要求塑料零件的精度。從設(shè)計(jì)、零件加工和安裝的整個(gè)過程要打破傳統(tǒng)做法，滿足產(chǎn)品技術(shù)的要求。下面以數(shù)碼相機(jī)鏡筒膠件為案例,分析日企精密模具技術(shù)狀態(tài)。1碳柱、模具設(shè)計(jì)應(yīng)用,一般可符合以下兩種主要要求數(shù)碼相機(jī)鏡筒采用PC材料,零件壁薄,壁內(nèi)設(shè)有螺紋槽,注塑成型后鏡筒膠件外徑要求尺寸誤差在0.005毫米之內(nèi),而且要求鏡筒圓柱度控制在0.01毫米之內(nèi),鏡筒薄厚相差在0.01毫米之內(nèi)。(附圖1)1技術(shù)難點(diǎn):鏡筒內(nèi)壁四周有凹槽和筋骨,模具型芯需要四周內(nèi)側(cè)抽芯;鏡筒外徑尺寸及圓柱度精度要求很高,并且對(duì)膠件壁厚均勻度要求嚴(yán)格。這是鏡筒模具設(shè)計(jì)之難處。2螺母結(jié)構(gòu)2.1模具設(shè)計(jì)滑塊與型芯座的配合根據(jù)鏡筒膠件結(jié)構(gòu)分析,模具采用一模兩腔,點(diǎn)狀進(jìn)料口進(jìn)料,三板模具。由于產(chǎn)品內(nèi)壁四周有凹槽和筋骨,所以型芯采用型芯座和六個(gè)內(nèi)側(cè)型芯滑塊組成,這是此套模具核心部分,也是難度最大技術(shù)要求最高的部件。(附圖2)一般模具設(shè)計(jì)內(nèi)側(cè)滑塊時(shí),留下足夠的滑行空間即可。而鏡筒膠件要求型芯設(shè)計(jì)有六個(gè)內(nèi)側(cè)型芯滑塊,在模具動(dòng)作過程中,六個(gè)型芯滑塊一起向中心滑動(dòng),產(chǎn)生脫?？臻g,從而可以將膠件從型芯上頂出。為了實(shí)現(xiàn)此動(dòng)作,在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí),型芯滑塊和型芯座采用燕尾槽結(jié)構(gòu)滑動(dòng)配合,配合間隙要求在0.5微米之內(nèi),從而保證膠件成型尺寸精度。(附圖3)另一方面,模具動(dòng)作時(shí)六個(gè)型芯滑塊同時(shí)向中心滑行,相鄰的滑塊之間就會(huì)發(fā)生擠碰,滑塊無法運(yùn)動(dòng),所以在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí),將六個(gè)型芯滑塊分為兩大組,兩組滑塊滑行角度相差三度,形成滑塊運(yùn)動(dòng)水平距離差,兩個(gè)滑塊之間留下運(yùn)動(dòng)空間,最終保證六個(gè)滑塊能夠一起向中心滑行,實(shí)現(xiàn)脫模頂出工件動(dòng)作。2.2動(dòng)定模模板精密模具設(shè)計(jì)一般注塑模具設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)模架,由于模架導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合采用間隙配合,在注塑過程中,導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間由于摩擦引起磨損,導(dǎo)致導(dǎo)柱導(dǎo)套配合間隙增加,所以在模具設(shè)計(jì)時(shí),在定動(dòng)模板上設(shè)置精密定位塊,以減少定模和動(dòng)模合模時(shí)中心位置度偏差,盡可能保證型腔和型芯中心吻合。這種常規(guī)設(shè)計(jì)限定了動(dòng)定模板需單獨(dú)銑削加工,再嵌入型腔和型芯模仁,但無法保證動(dòng)定模合模時(shí)型腔和型芯中心精密吻合。對(duì)于精密模具設(shè)計(jì)而言,根本無法確保塑膠件的壁厚誤差控制在0.01毫米之內(nèi)。因此精密模具設(shè)計(jì)時(shí)采用以下三要素:(1)動(dòng)定模模板設(shè)置精密定位塊;(2)動(dòng)定模模板采用通框結(jié)構(gòu),加工時(shí)兩板合拼,精密定位塊定位,采用慢走絲線切割加工,從而保證上下框孔尺寸一致;(3)以動(dòng)定模模板框孔兩邊為設(shè)計(jì)加工裝配基準(zhǔn),型腔型芯模仁也以兩側(cè)邊為設(shè)計(jì)加工裝配基準(zhǔn),在模仁另外兩側(cè)邊嵌入方條,從而達(dá)到型腔和型芯精密吻合,滿足同心度要求,確保塑膠件壁厚均勻一致性。(附圖4)3加工工藝設(shè)計(jì)六件型芯滑塊和型芯座采用材料是DC53,DC53是冷作模具鋼,多運(yùn)用于精密模具領(lǐng)域,在高溫(520-530℃)回火后可達(dá)60-63HRC高硬度,強(qiáng)度和耐磨性較好。六件型芯滑塊壁薄、剛度低,如何保證六件滑塊與型芯座組裝后尺寸精度、形位公差等在微米等級(jí),加工工藝設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。型芯組件六件型芯滑塊和型芯座的加工工藝設(shè)計(jì)如下:第一步數(shù)控車:數(shù)控車削加工圓棒三件,其中兩件尺寸一致;第二步線切割:一件圓棒用于切割型芯座;另外兩件圓棒分別切割兩組(六件)型芯滑塊;第三步磨削配合:雖然慢走絲切割加工件尺寸精度較高表面粗糙度較小,加工精度可達(dá)0.005mm,粗糙度為Ra2.5～1.25μm。但作為精密模具零件加工,工件仍需要磨削加工,以防止工件在使用過程中表面磨損影響尺寸精度穩(wěn)定。所以采用工具磨床磨削型芯座及滑塊燕尾槽,并進(jìn)行精密研磨,將型芯座和型芯滑塊配合間隙控制在0.5微米之內(nèi)。第四步數(shù)控車銑:將型芯滑塊及型芯座研磨配合好后,并用工藝螺釘將組件擰緊,將其固定在專用治具上,采用數(shù)控車削精密加工,保證型芯組裝后圓柱度,再采用五軸數(shù)控加工中心進(jìn)行整體外圍形狀精密加工;(附圖5)第五步電火花成型:將上步加工好的工件及治具一起豎立放置在精密電火花機(jī)床上,采用六個(gè)電極,從不同方向側(cè)向電蝕工件,其縮放量為0.005毫米。完成型芯最終尺寸。(附圖6)4檢測(cè)精度第一步尺寸檢查:小型精密復(fù)雜的零件生產(chǎn)周期長,工藝復(fù)雜,因此,要加強(qiáng)工序檢驗(yàn)控制,防止廢品的產(chǎn)生。對(duì)于精密復(fù)雜零件采用專用測(cè)量,目前日企一般采用顯微鏡光學(xué)投影儀、三坐標(biāo)測(cè)量儀等對(duì)零件尺寸精度、位置度、圓柱度等項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量。第二步毛刺修理:在機(jī)械加工過程中,不可避免產(chǎn)生毛刺,對(duì)于精密模具裝配而言毛刺會(huì)影響模具裝配精度,因此需要在放大鏡下用油石去除毛刺。第三部消除累計(jì)誤差:雖然對(duì)于每個(gè)零件尺寸加工精度都進(jìn)行嚴(yán)格控制,但是由于零件加工細(xì)小誤差以及零件的形位誤差等,最終會(huì)產(chǎn)生微小的累積誤差。對(duì)于精密模具而言仍需要消除,在累積誤差消除過程中,要分析出尺寸鏈形成,抓住可調(diào)尺寸和不可調(diào)尺寸,從而消除累積誤差,達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)要求。5精密零件加工工藝設(shè)計(jì)對(duì)于數(shù)碼產(chǎn)品中精密膠件模具設(shè)計(jì),日企已形成一套精密模具設(shè)計(jì)理念,制訂了精密模具設(shè)計(jì)系列案例;在模具零件加工方面,日企除了擁有系列先進(jìn)的加工檢測(cè)設(shè)備數(shù)控車床、五軸加工中心、慢走絲切割機(jī)、精密電火花成型機(jī)、精密工具磨床、精密測(cè)量設(shè)備等,企業(yè)綜合考慮產(chǎn)品技術(shù)要求及企業(yè)技術(shù)能力即加工設(shè)備、技術(shù)人員