专利名称：保证注坯模具冷却深孔与外成型面同轴度的制造方法
技术领域：
本发明涉及注塑瓶模具制造技术，具体涉及一种保证注坯模具冷却深孔与 外成型面同轴度的制造方法，该方法通过控制粗车外形、钻水道孔及调偏心、 热处理、热处理后加工外圆柱面、精加工外形等工艺参数保证注坯模具冷却深 孔与外成型面同轴度。
背景技术：
-二步法吹瓶是先注塑瓶坯后，再通过对瓶坯进行加热吹瓶。应用二步法吹 瓶技术首先需要制造注坯模具，再用该模具注塑成型瓶坯。注坯模具一般为一 模多腔，随着腔数的增加，如何保证各个瓶坯的质量一致性，是注坯模具设计 和制造要考虑的关键问题。瓶坯的质量一致性是保证瓶子吹塑成型质量的重要 因素。在注坯模具中，模芯是关键零件。模芯首先要承受注塑时的高温、高压; 其次，模芯内部必须有冷却水道，能保证瓶坯在注塑成型后能快速通冷却液， 使材料不出现明显的结晶现象，保证瓶坯透明；第三，模芯还需保证瓶坯冷却 均匀，即冷却深孔与外成型面要保证壁厚一致。
当前的模芯结构采用普通车床加工，但由于加工过程中，每道工序没有严 格对壁厚进行测量和控制，编写的工艺也没有充分考虑壁厚的均匀性要求，这 种加工方法使得冷却深孔与外成型面壁厚不一致，造成注坯模具在注塑瓶坯时 瓶坯冷却不均匀，瓶坯壁厚尺寸误差过大，也易造成瓶坯变形。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种加工方法简单、成本低、 调整容易、且利于自动化批量生产的易于保证注坯模具冷却深孔与外成型面同 轴度的加工方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现 保证模芯冷却深孔与外成型面同轴度的制造方法包括如下步骤 (1 )粗车外形粗车注坯模具模芯外形，控制模芯外圆柱面的表面粗糙 度小于3.2微米；
(2 )钻水道孔及调偏心钻加工冷却水孔，使模芯长度为250-300mm， 成型面长度120-180mm，水孔直径〉12mm的条件下模芯成型水道壁厚度差值 《0.3mm;或者使模芯长度《250mm，成型面长度《120mm，水孔直径《12mm 的条件下模芯成型水道壁厚度差值《0.2mm;
(3 )热处理采用100trC 1050。C等温调质及35(TC 40(rC人工时效处理 方法进行热处理；
(4)热处理后加工外圆柱面先加工成型面的外圆柱面，若模芯长度为 250-300mm，成型面长度120-180mm，水孔直径〉12mm，使模芯成型水道壁厚 度差值《0.2111111;若模芯长度《250mm，成型面长度《120mm，水孔直径《 12mm，使模芯成型水道壁厚度差值《0.15mm;然后夹持已加工成型的成型面， 粗加工定位外圆柱面，使定位外圆柱面径向跳动《0.02mm;
(5 )精加工外形夹持成型面外圆柱面，并校正外圆径向跳动《0.01mm， 将定位面直径车加工至尺寸要求；然后夹持定位面外圆柱面，校正外圆径向跳 动《0.01mm，车加工成型面外圆柱面至要求尺寸。
为进一步实现本发明的目的，所述步骤(1)注坯模具模芯外形是用普通车 床加工成型。
所述步骤(2)钻加工冷却水孔是在普通车床上用百分表校正粗车好的外圆 柱面，使径向跳动《0.03mm，通过车床加工成型。
所述步骤(4)模芯成型水道壁厚度差值通过沿成型面两端10mm高度处，
用超声波测厚仪检测。
所述步骤(5)精加工外形是先通过半精加工外形，再精加工外形。 相对于现有技术本发明具有如下优点和技术效果
通过对注坯模具中注芯零件加工过程中，每道工序均对壁厚进行测量和控 制，编写的工艺也充分考虑壁厚的均匀性要求，使得冷却深孔与外成型面壁厚 保持一致。本发明在于克服现有技术的缺点，提供一种加工方法简单、成本低、 调整容易、且利于自动化批量生产的易于保证注坯模具中注芯冷却深孔与外成 型面壁厚均匀性要求的加工方法。
图1是本发明注坯模具结构示意图。
图2是本发明注坯模具中模芯零件结构示意图。
图中1为水芯，2为模芯，3为固芯板，4为推板，5为模唇，6为滑板，7 为模腔，8为保护板，9为PET瓶坯，IO为水芯支承定位块，ll为固腔板，12 为灌注孔。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
如图1、 2所示，注坯模具包括依次套接的模芯2、模唇5和模腔7。模芯2 为圆柱体结构，从左到右依次设有两级台阶，台阶的直径逐级縮小，两级台阶 分别用于与模唇5套接，并与模腔7配合形成PET瓶坯成型型腔。其中，左端 模唇5内圆锥面与模芯2外圆锥面贴合，保证模唇5与模芯2内孔同轴，模腔7 内圆锥面与模唇5外圆锥面贴合保证模腔7内孔与模唇5内孔同轴。模芯2中 心的内孔内装有水芯1，水芯1左端外圆柱面与模芯2左端内孔面贴合保证水芯
1轴线与模芯2内孔轴线同轴，水芯1右端由水芯支承定位块10用三点定位支 承于模芯2内孔圆柱面内，水芯1设有冷却水流入的中心孔，水芯1的外圆柱 面与模芯2内孔之间留有空隙。模腔7、模唇5的内孔与模芯2的成型圆柱面形 成型腔，模腔5右端中心设有灌注孔12，灌注孔12与型腔相通，用于塑料灌注。 与模腔7、模唇5的内孔配合形成型腔的模芯2的成型圆柱面为成型面，其长度 可设为A;相应地位于模芯2左端直径较大的圆柱面为定位面，在模芯2定位 面的右端设有凸台结构，用于通过螺栓将模芯2固定于固芯板3上，模芯2的 总长度可设为B;模芯右端冷却水道用的内孔直径可设为c。在固芯板3右端， 模芯2、模唇5和模腔7外周依次设有推板4、滑板6、保护板8和固腔板11， 其中推板4位于模芯2外周，用于PET瓶坯9脱模时推动滑板6右移，即模唇 5右移；滑板6位于模唇5外周，保护板8和固腔板11位于模腔7外周。保护 板8起保护模腔7的作用，固腔板ll起固定模腔作用。
工作时，加热的塑料通过模腔5右端中孔注入到模腔7内孔、模唇5内孔 与模芯2外圆柱面所形成的型腔中后。沿水芯1左端内孔通入冷却水或冷却液， 冷却水或冷却液从水芯1右端流出后，快速沿水芯1外圆柱面与模芯2内孔形 成的空隙向左边流动，并沿水芯1左端螺纹孔联接的水管流出，保证PET瓶坯 9快速冷却而定型。然后让推板4推动模唇5向右移动、模唇5并沿径向分离， 即可使PET瓶坯9从模芯2上向右边方向脱离。
实施例1: 一出十六(19g) PET瓶注坯模具中模芯制造；A=92.58mm， B=239mm， C=9mm。
为保证注坯模具中模芯冷却深孔与外成型面同轴度，其制造方法包括如下
(1 )粗车外形用普通车床CA6140粗车注坯模具外形，控制模芯的外圆
柱面的表面粗糙度小于3.2微米。
(2 )钻水道孔及调偏心在普通车床上用百分表校正粗车好的外圆柱面 保证径向跳动0.02，根据粗车图水道直径4)9，选用"麻花"钻头钻加工冷却水 孔；沿成型面两端10mm高度处，测量成型水道壁厚度差值(用超声波测厚仪)， 实测壁厚偏差0.18mm。
(3) 热处理
采用1020"C等温调质和40(TC人工时效处理方法，保证被处理件受热均匀， 金相组织均匀，尺寸稳定，残余应力小，具有良好的切削性能。
(4) 热处理后加工外圆柱面在(CA6140)普通车床上，用百分表校正 粗车好的外圆柱面保证径向跳动0.025，按照调质后的要求车加工外圆柱面，沿 成型面两端10mm高度处，测量成型水道壁厚度差值(用超声波测厚仪)，实测壁 厚偏差为0.15。
用三爪卡盘夹持已加工的成型柱面并用百分表校正外圆柱面保证径向跳动 《0.02，粗加工模芯2右端的定位外圆柱面。
(5) 半精加工外形用(GSK980T1)数控车床加工，用三爪卡盘夹持成 型面，并用百分表校正外圆径向跳动0.01，按照工艺图纸，车加工模芯2右端 的定位外圆柱面；调头，用三爪卡盘夹持模芯2右端的定位外圆柱面，并用百 分表校正外圆径向跳动《0.01，按照工艺图纸，车加工大盘、锥位和成型面。
(6) 精加工外形用(HAASHL-20/HL-30)数控车床加工，用三爪卡盘 夹持成型面，并用百分表校正外圆径向跳动《0.01，按照精加工图纸，车加工模 芯2右端的定位外圆柱面；调头，用三爪卡盘夹持模芯2右端的定位外圆柱面， 并用百分表校正外圆径向跳动《0.01，按照精加工图纸车加工大盘、锥位和成型 面。按上述加工方法加工完成后，经用超声波仪检测，冷却深孔与外成型面的
同轴度为0.11，现有普通加工方法加工的模芯冷却水孔与成型的同轴度大于0.3， 如果冷却水孔与外成型的同轴度大于0.3会影响PET瓶坯成型，二次加温吹瓶 会出现弯曲，壁厚分布不匀，偏底等现象，使成品率下降，影响产品质量。
实施例2: —出二十八(19g)的PET瓶注坯模具中模芯制造；A=89.968mm， B=236mm， C= 11mm
为保证注坯模具中模芯冷却深孔与外成型面同轴度，其制造方法包括如下 步骤-
(1 )粗车外形用普通车床(CA6140)粗车注坯模具外形，控制模芯的 外圆柱面的表面粗糙度小于3.2微米。
(2 )钻水道孔及调偏心在普通车床上用百分表校正粗车好的外圆柱面 保证径向跳动0.02，根据粗车图水道直径4)11，选用"麻花"钻头钻加工冷却 水孔；沿成型面两端10mm高度处，测量成型水道壁厚度差值(用超声波测厚仪)， 实测壁厚偏差0.18。
(3) 热处理
采用100(TC等温调质和370'C人工时效处理方法，保证被处理件受热均匀， 金相组织均匀，尺寸稳定，残余应力小，具有良好的切削性能。
(4) 热处理后加工外圆柱面在(CA6140)普通车床上，用百分表校正 粗车好的外圆柱面保证径向跳动0.02，按照调质后的要求车加工外圆柱面，沿 成型面两端10mm高度处，测量成型水道壁厚度差值(用超声波测厚仪)，实测壁 厚偏差0.10。
用三爪卡盘夹持已加工的成型柱面并用百分表校正外圆柱面保证径向跳动 《0.02，粗加工模芯2右端的定位外圆柱面。
(5)半精加工外形用(GSK980T1)数控车床加工，用三爪卡盘夹持成 型面，并用百分表校正外圆径向跳动0.01，按照工艺图纸，车加工模芯2右端 的定位外圆柱面；调头，用三爪卡盘夹持模芯2右端的定位外圆柱面，并用百 分表校正外圆径向跳动《0.01，按照工艺图纸，车加工大盘、锥位和成型位。
(6 )精加工外形用(HAASHL20/30)数控车床加工，用三爪卡盘夹持 成型面，并用百分表校正外圆径向跳动《0.01，按照精加工图纸，车加工模芯2 右端的定位外圆柱面；调头，用三爪卡盘夹持模芯2右端的定位外圆柱面，并 用百分表校正外圆径向跳动0.01，按照精加工图纸，车加工大盘、锥位和成型 位。
按上述加工方法加工完成后，经用超声波仪检测，冷却深孔与外成型面的 同轴度为0.10，现有普通加工方法加工的模芯冷却水孔与成型的同轴度大于0.3， 如果冷却水孔与外成型的同轴度大于0.3以上会影响PET瓶坯成型，二次加温 吹瓶会出现弯曲，壁厚分布不匀，偏底等现象，使成品率下降，影响产品质量。
实施例3: —出八(100g)的PET瓶注坯模具中模芯制造；A=168.03mm， B=314.5mm ， C=26mm
为保证注坯模具中模芯冷却深孔与外成型面同轴度，其制造方法包括如下 步骤
(1 )粗车外形用普通车床(CA6140)粗车注坯模具外形，控制模芯的 外圆柱面的表面粗糙度小于3.2微米。
(2)钻水道孔及调偏心在普通车床上用百分表校正粗车好的外圆柱面 保证径向跳动0.02，根据粗车图水道直径小26,选用"麻花"钻头钻加工冷却 水孔；沿成型面两端10mm高度处，测量成型水道壁厚度差值(用超声波测厚仪)， 实测壁厚偏差0.19。
(3) 热处理
采用105(TC等温调质和35(TC人工时效处理方法(，保证被处理件受热均 匀，金相组织均匀，尺寸稳定，残余应力小，具有良好的切削性能。
(4) 热处理后加工外圆柱面在(CA6140)普通车床上，用百分表校正 粗车好的外圆柱面保证径向跳动0.02，按照调质后的要求车加工外圆柱面，沿 成型面两端10mm高度处，测量成型水道壁厚度差值(用超声波测厚仪)，实测壁 厚偏差0.15。
用三爪卡盘夹持已加工的成型柱面并用百分表校正外圆柱面保证径向跳动 《0.02，粗加工模芯2右端的定位外圆柱面。
(5) 半精加工外形用(GSK980TD)数控车床加工，用三爪卡盘夹持 成型面，并用百分表校正外圆径向跳动0.01，按照工艺图纸，车加工模芯2右 端的定位外圆柱面；调头，用三爪卡盘夹持模芯2右端的定位外圆柱面，并用 百分表校正外圆径向跳动《0.01，按照工艺图纸，车加工大盘、锥位和成型位。
(6 )精加工外形:.用(HAAS HL20/HL30)数控车床加工，用三爪卡盘 夹持成型面，并用百分表校正外圆径向跳动0.008，按照精加工图纸，车加工模 芯2右端的定位外圆柱面；调头，用三爪卡盘夹持模芯2右端的定位外圆柱面， 并用百分表校正外圆径向跳动0.01，按照精加工图纸，车加工大盘、锥位和成 型位。
按上述加工方法加工完成后，经用超声波仪检测，冷却深孔与外成型面的 同轴度为0.15，现有普通加工方法加工的模芯冷却水孔与成型的同轴度大于0.3， 如果冷却水孔与外成型的同轴度大于0.3以上会影响PET瓶坯成型，二次加温 吹瓶会出现弯曲，壁厚分布不匀，偏底等现象，使成品率下降，影响产品质量。
权利要求
1、保证模芯冷却深孔与外成型面同轴度的制造方法，其特征在于包括如下步骤(1)粗车外形粗车注坯模芯模具外形，控制模芯外圆柱面的表面粗糙度小于3.2微米；(2)钻水道孔及调偏心钻加工冷却水孔，使模芯长度为250-300mm，成型面长度120-180mm，水孔直径＞12mm的条件下模芯成型水道壁厚度差值≤0.3mm；或者使模芯长度≤250mm，成型面长度≤120mm，水孔直径≤12mm的条件下模芯成型水道壁厚度差值≤0.2mm；(3)热处理采用1000℃～1050℃等温调质及350℃～400℃人工时效处理方法进行热处理；(4)热处理后加工外圆柱面先加工成型面的外圆柱面，若模芯长度为250-300mm，成型面长度120-180mm，水孔直径＞12mm，使模芯成型水道壁厚度差值≤0.2mm；若模芯长度≤250mm，成型面长度≤120mm，水孔直径≤12mm，使模芯成型水道壁厚度差值≤0.15mm；然后夹持已加工成型的成型面，粗加工定位外圆柱面，使定位外圆柱面径向跳动≤0.02mm；(5)精加工外形夹持成型面外圆柱面，并校正外圆径向跳动≤0.01mm，将定位面直径车加工至尺寸要求；然后夹持定位面外圆柱面，校正外圆径向跳动≤0.01mm，车加工成型面外圆柱面至要求尺寸。
2、 根据权利要求1所述保证模芯冷却深孔与外成型面同轴度的制造方法， 其特征在于所述步骤(1)注坯模芯模具外形是用普通车床加工成型。
3、 根据权利要求1所述保证模芯冷却深孔与外成型面同轴度的制造方法， 其特征在于所述步骤(2)钻加工冷却水孔是在普通车床上用百分表校正粗车好 的外圆柱面，使径向跳动《0.03mm，通过车床加工成型。
4、 根据权利要求1所述保证模芯冷却深孔与外成型面同轴度的制造方法， 其特征在于所述步骤(4)模芯成型水道壁厚度差值通过沿成型面两端10mm高 度处，用超声波测厚仪检测。
5、 根据权利要求1所述保证模芯冷却深孔与外成型面同轴度的制造方法， 其特征在于所述步骤(5)精加工外形是先通过半精加工外形，再精加工外形。
全文摘要
本发明公开了保证模芯冷却深孔与外成型面同轴度的制造方法，该方法包括如下步骤(1)粗车外形粗车注坯模芯模具外形，控制模芯外圆柱面的表面粗糙度小于3.2微米；(2)钻水道孔及调偏心钻加工冷却水孔，使模芯成型水道壁厚度差值≤0.3mm；(3)热处理采用1000℃～1050℃等温调质及350℃～400℃人工时效处理方法进行热处理；(4)热处理后加工外圆柱面，使模芯成型水道壁厚度差值≤0.15mm；(5)精加工外形。本发明通过对注坯模具中注芯零件加工过程中，每道工序均对壁厚进行测量和控制，使得冷却深孔与外成型面壁厚保持一致，加工方法简单、成本低、调整容易、且利于自动化批量生产。
文档编号B29C45/26GK101112744SQ20071002999
公开日2008年1月30日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年8月30日
发明者姜晓平, 胡青春, 谢国基 申请人:广东星联精密机械有限公司;华南理工大学