专利名称：塑料光学全反射器模具的制造方法
一种塑料成型模具的制造方法，特别是塑料光学全反射器模具的制造方法。
塑料光学全反射器是用透明塑料制成的，能将入射光沿原光路以极小的发散角反射回来的一种光学器件。塑料光学全反射器可以为开灯夜行的司机发现目标，避免交通冲撞事故。因此广泛用作自行车、摩托车、汽车的尾灯和侧灯，高速公路夜间视线导引系统及道路执勤人员、警察的夜间安全服饰。
现有反射器由一组密排阵列的三条棱边互成90°的正三棱锥组成。反射器的反射效果取决于三棱锥面的平面性、面间夹角精度及表面粗糙度。成型模具是关键。
目前国内对塑料光学全反射器模具的制造方法介绍很少，检索国外资料也未见文字报导。国内期刊《模具工业》1991，No5总123中介绍了几种制造方法，其中采用硬冲和电火花加工三棱锥头的方法均未达到技术要求。金属锒片法是用高速钢作锒件材料，平磨基准面，再以此基准磨其它几个面，再用曲线磨加工花纹的连续齿形，将加工好的锒片组装成具有连续阵列三棱锥体花纹的凹模。但这一方法的效果也不理想，未能得到大量应用。
据了解国外这种模具是用拼针(图1)密排组成连续规则的阵列固定在模架上构成，每根拼针端部为三条棱互成90°的正棱锥体，拼针截面为正六边形，每相邻的三根拼针的三个锥面构成三条棱互为90°的正棱锥凹模。由于凹模正棱锥的几何精度取决于拼针正六边形截面的精度、拼针长度精度、端部正棱锥体精度、棱锥体与正六边形柱面的相对位置精度以及组装精度。因此模具的制造难度极大，每根拼针均用研磨抛光方法制造。模具价格昂贵，一般售价为人民币四十～五十万元。
本发明的任务是提供一种加工简便、容易达到技术要求、成本低的制造塑料光学全反射器模具的方法。
本发明的技术方案如下1、将由三根拼针构成的三棱锥凹模由一根拼针作凸模复制出凹模。一根拼针端部的三棱锥体的自身精度容易得到保证，并降低了棱锥体与六棱柱面的相对位置精度要求。
2、由于拼针不作为成型模具型腔的构成部分，因而可以不要求拼针材料具有与模具型腔材料相同的硬度、耐磨性及高温性能。可以选用易加工的材料制作。
3、由于拼针材料可选用易加工材料，因而可用精密切削加工代替研磨抛光法来制做拼针。
本发明的工艺过程包括由毛坯粗加工、精加工制造带三棱锥头的拼针，将拼针密排得到阵列凸模，用阵列凸模复制成型模具的凹模型腔，将凹模型腔锒装在模架上构成模具。
精加工是用金刚石刀具切削加工拼针端部棱锥体，达到所要求的角度精度及表面粗糙度;
将拼针密排组成阵列凸模，再精密复制出模具的凹模型腔。
图1 六棱拼针外形主视图。
图2 六棱拼针俯视图。
图3 六棱拼针阵列主视图。
图4 六棱拼针阵列俯视图。
图5 三棱拼针阵列俯视图。
结合下面的实施例进一步详细描述本发明的工艺过程。
1、加工拼针 拼针的毛坯材料为正六角形或正三角形棒材，材料可以是铜及铜合金、铝及铝合金或其它易于切削加工并能作为电铸阳极材料的有色金属或高分子材料。在本实施例中采用正六角形黄铜棒，其内切圆直径Φ＝2.5毫米，在车床上按需要长度截断并保证端面与轴线垂直。
粗铣将所截取的黄铜棒坯料装在夹具内，铣加工端部三棱锥的锥面，设计的夹具应保证长度一致。加工好一面后将工件旋转120°再加工另一面，直到三个锥面全部加工完毕。夹具可以一次装夹若干根。
精铣将粗加工的拼针装在能精确旋转角度的卡具内(如精密分度头)，用天然金刚石刀具对拼针端部的三棱锥进行精加工，使三棱锥的三个平面全等，三条棱的夹角均为90°±1′，表面粗糙度≤0.2μm。用千分表检测铣削深度，使每根拼针的长度误差≤0.02mm。天然金刚石刀具的主切削刃是直线或园弧，前角γo＝0°，后角αo＝3°～5°。用常用精加工切削用量分别铣削棱锥的三个侧面。
2、精密复制将加工好的拼针密排组成连续的、有规则的三棱锥阵列凸模(见图3、图4)，夹紧固定后作为阳极置于镍镀液中进行电铸。电铸过程中镍金属沉积于凸模表面，当沉积层厚度达10毫米左右时取出，脱去凸模，即得复制的凹模型腔。采用不同电铸工艺可得到不同的电铸材料，如镍钴合金、铁或铁合金。
除采用电铸法进行精密复制外，也可用电加工，精铸、精压、超塑成型，粉末压铸等手段进行凹模型腔的复制。
本发明的实际效果是1.质量好 用本发明的方法制成的模具注射成型的塑料光学全反射器的反射光强系数CCIL值)达到和超过国际标准ISO6742/Z-1984(t)中的有关规定。
2.效率高成本低 用金刚石刀具切削加工制造拼针，每根拼针的加工时间可以缩短到1分20秒，比研磨抛光法提高效率几百倍。
权利要求
1.一种制造塑料光学全反射器模具的方法，其工艺过程包括由毛坯准备、粗加工、精加工制造带三棱锥头的拼针，其特征在于(1)用金刚石刀具切削加工拼针端部棱锥体达到所要求的角度精度、表面粗糙度及长度精度，(2)将拼针密排组成的阵列凸模精密复制出模具的凹模型腔，将凹模型腔锒装在模架上构成模具。
2.按照权利要求1所述的制造塑料光学全反射器模具的方法，其特征在于，天然金刚石刀具的主切削刃为一条直线，前角γo＝0°，后角αo＝3～5°。
3.按照权利要求1所述的制造塑料光学全反射器模具的方法，其特征在于，将阵列凸模作为阳极用电铸法精密复制模具的凹模型腔。
4.按照权利要求1、3所述的制造塑料光学全反射器模具的方法，其特征在于，电铸型腔的材质为镍、镍钴合金、铁及铁合金。
全文摘要
本发明提供一种制造塑料光学全反射器模具的方法。用有色金属或高分子棒材制做拼针。粗加工毛坯端头使呈三条棱互为90°的正棱锥，再用天然金刚石刀具精加工拼针端部棱锥体的三个侧平面，使棱锥的角度精度、表面粗糙度达到技术要求。将拼针密排组成连续规则的阵列模芯。用阵列模芯作为阳极用电铸法制取模具的凹模型腔，将型腔镶装在模架上构成模具。
文档编号B29C43/04GK1076401SQ9310275
公开日1993年9月22日 申请日期1993年3月25日 优先权日1993年3月25日
发明者邓大仁 申请人:邓大仁