CN114653876B - 一种球模基体制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及球模基体制作技术领域，具体公开了一种球模基体制作工艺，包括计算锻压成型模具参数、原料选择、球模基体工作部分锻压成型、球模基体连接、热处理以及机械加工等步骤：本发明解决了现有整体铸造球模基体采用型砂铸造、消失模铸造过程中燃烧产生污染以及消失模机械加工、消失模封闭式成型模具模具投入量大、成本高的技术问题，本发明采用开放式锻压成型方式的模具投入量少，尺寸磨损超差可多次修复，成本更低；本发明在生产制造中无铸造污染排放，充分利用金属的热塑性锻压成型以及异种材料的热塑焊接性，采用摩擦焊接的方式节约了贵重材料；从供需关系解决本类产品生产过程中产生的污染排放。
Description
技术领域
本发明涉及球模基体制作工艺技术领域，具体涉及一种球模基体制作工艺。
背景技术
光学透镜加工时需要用到球模基体，球模基体属于市场需求总量大，但单一尺寸规格需求数量少的结构(一般一种尺寸规格1-2件)，并且基体的工作面SR、SD尺寸规格具有随机性，数值涵盖范围大(常见的SR绝对值0-6000.000mm SD>1-SD<400mm)，重复加工率极低，属单件定制产品，连接部分种类少，尺寸规格通配率高。
现有制作球模基体的制作是采用铸铁、黄铜、铝等金属铸造坯料，碳结钢、黄铜、铝等其他金属材料采用棒料整块下料制作。以型砂铸造、消失模铸造方式进行生产，其中消失模铸造方式在生产过程中，主要材料为可发性聚苯乙烯树脂，可发性甲基丙烯酸甲脂树脂，会导致铸造毛坯会产生大量的废气废物，造成环境污染，机械加工过程中产生粉尘，使操作工人的劳动环境极差，增加矽肺等职业病的患病率，采购困难，生产周期长，跟不上市场需求，碳结钢、黄铜、铝等其他金属材料采用棒料整块下料制作生产过程中，浪费2/3以上的原材料，机械加工生产效率低，成本较高，不具有市场竞争力。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种球模基体制作工艺，解决了现有球模基体的制作工艺生产过程中，造成的环境污染，操作工人的劳动环境差，机械加工生产效率低、成本高、市场竞争力差等问题。
本发明采用的技术方案是：一种球模基体制作工艺，包括如下步骤：
S1.计算锻压成型模具参数：根据生产数据计算出各个球模基体工作部分尺寸的公共关系的最小范围，将球模基体的工作部分成型坯料的SH分段和SD分段取10mm，其中SH分段从0mm起每档递增10mm，SD分段以10mm每档递增，根据上述数据拟定成型模具参数清单。
S2.原料选择：下料前根据生产要求选择原料，根据拟定的成型模具参数清单进行下料。
S3.球模基体工作部分锻压成型：根据原材料性能、SH和SD数值，确定一次成型或多次成型选取锻压成型模具，将坯料加热后锻压成型。
S4.球模基体连接：按照球模基体形状焊接，采用连续驱动摩擦焊的焊接方式将球模基体的工作部分与连接部分相连。
S5.热处理：对球模基体工作部分与连接部分的连接位置进行接头退火处理以消除接头应力。
S6.机械加工：利用机械加工去除飞边毛刺，加工成符合生产要求的成品。
在上述工艺中，开式成型模具能够结合SH分段数，按可加工最大SD放加工余量制作模具，配合成型模具能使坯料快速安全精准地放置在成型模具的合适位置，模具投入量少，尺寸磨损超差可多次修复，成本相对最低。
进一步的，在S2中，下料原料选用厚度为15-30mm的圆板料。
进一步的，在S2中，下料原料采用锯床切割后下料。
进一步的，在S2中，球模基体连接部分与球模基体工作部分根据材料的可焊接性，可选择同种材料或异种材料。
进一步的，在S3中，坯料采用中频电源进行加热，其中，加热温度为700-950度。
进一步的，在S3中，坯料加热后采用压力机进行锻压。
进一步的，在S4中，按照球模基体形状焊接，摩擦焊机的主轴转速为2000r/min，摩擦压力和顶锻压力分别为45KN和100KN。
进一步的，在S4中，摩擦焊接的摩擦时间为25s，保压时间5-10s。
进一步的，在S5中，热处理温度为760度，保温时间90min，随炉冷却降温至200度后进行空冷。
本发明的有益效果是：本发明解决了现有整体铸造球模基体采用型砂铸造、消失模铸造过程中燃烧产生污染以及消失模机械加工、消失模封闭式成型模具模具投入量大，成本高的问题，采用开放式成型的模具投入量少，尺寸磨损超差可多次修复，成本相对最低。在生产制造中无铸造污染排放，充分利用金属的热塑性锻压成型，以及异种材料的热塑焊接性并采用摩擦焊接的方式达到节约贵重材料的目的；此外，本发明制作的球模基体采用锻压成型具有成本低，工序少，节省原材料等特点，能够提高加工质量、精度和效率，操作控制简便灵活，从供需关系上根治本类产品生产过程中产生的环境污染排放。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例提供的球模基体制作工艺立体流程图。
图2为本发明实施例提供的球模基体的球模基体结构图。
图3为本发明实施例提供的球模基体的球模基体工作部分结构图1。
图4为本发明实施例提供的球模基体的球模基体工作部分结构图2。
图5为本发明实施例提供的球模基体的球模基体工作部分结构图3。
附图标记：球模基体工作部分100、球模基体连接部分200。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1至图5所示，本发明实施例提供了一种球模基体制作工艺，包括如下步骤：
步骤1.计算锻压成型模具参数：根据生产数据计算出各个球模基体工作部分尺寸的公共关系的最小范围，通常，常见球模基体的SH绝对值0-70mm，因此将球模基体的工作部分100成型坯料的SH分段和SD分段取10mm，其中SH分段从0mm起每档递增10mm，SD分段以10mm每档递增，根据上述数据拟定成型模具参数清单，按照球模基体工作部分的形状制作成型模具型腔，使得成型模具可多次重复使用，在实际应用中，根据SD和SH数值计算出SR参数。
步骤2.原料选择：根据拟定的成型模具参数清单进行下料，下料前根据生产要求选择原料；根据生产要求需要考虑到材料物理特性等，下料原料选用厚度为15-30mm的圆板料，圆板料采用锯床设备切割至相应尺寸下料即可；此外，球模基体连接部分与球模基体工作部分则根据材料的可焊接性，可选择同种材料或异种材料，例如铸铁、黄铜、铝等。
步骤3.球模基体工作部分锻压成型：根据原材料性能、SH和SD数值，确定一次成型或多次成型选取锻压成型模具，将坯料加热后锻压成型；坯料在加热时采用中频电源进行加热，加热温度为700-950度。
步骤4.球模基体连接：采用连续驱动摩擦焊的焊接方式将球模基体的工作部分与连接部分相连；是在恒定或递增压力以及扭矩的作用下，利用焊接接触端面之间的相对运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热，使及其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，在顶锻压力的作用下，伴随材料产生塑性变形及流动，通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接；在进行摩擦焊接时，摩擦焊机的主轴转速为2000r/min，摩擦压力和顶锻压力分别为45KN和100KN，摩擦焊接的摩擦时间为25s，保压时间5-10s；此外，接头端面直径应为20mm。
步骤5.热处理：对球模基体工作部分100与连接部分200的连接位置进行接头退火处理以消除接头应力；在热处理过程中，热处理温度为760度，保温时间90min，随炉冷却降温至200度后进行空冷。
步骤6.机械加工：利用机械设备加工去除飞边毛刺，加工成符合生产要求的成品。
在上述工艺中，开式成型模具结合SH分段数，按可加工最大SD放加工余量制作模具，配合成型模具和坯料SD制作坯料放置定位器，使坯料能快速安全精准地放置在成型模具的合适位置，模具投入量少，尺寸磨损超差可多次修复，成本相对最低，解决了现有封闭式成型模具模具投入量大，成本高的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种球模基体制作工艺，其特征在于；包括如下步骤：
S1.计算锻压成型模具参数：根据生产数据计算出各个球模基体工作部分尺寸的公共关系的最小范围，将球模基体的工作部分成型坯料的SH分段和SD分段取10mm，其中SH分段从0mm起每档递增10mm，SD分段以10mm每档递增，根据上述数据拟定成型模具参数清单；
S2.原料选择：根据拟定的成型模具参数清单和产品规格要求对球模基体工作部分进行下料，下料前根据生产要求选择原料；
S3.球模基体工作部分锻压成型：根据原材料性能、SH和SD数值，确定一次成型或多次成型选取锻压成型模具，将坯料加热后锻压成型；
S4.球模基体连接：按照球模基体形状焊接，采用连续驱动摩擦焊的焊接方式将球模基体的工作部分与连接部分相连；
S5.热处理：对球模基体工作部分与连接部分的连接位置进行接头退火处理以消除接头应力；
S6.机械加工：利用机械加工去除飞边毛刺，加工成符合生产要求的成品。
2.根据权利要求1所述的球模基体制作工艺，其特征在于；在S2中，下料原料选用厚度为15-30mm的圆板料。
3.根据权利要求1所述的球模基体制作工艺，其特征在于；在S2中，下料原料采用锯床切割后下料。
4.根据权利要求1所述的球模基体制作工艺，其特征在于；在S2中，球模基体连接部分与球模基体工作部分根据材料的可焊接性，选择同种材料或异种材料。
5.根据权利要求1所述的球模基体制作工艺，其特征在于；在S3中，坯料采用中频电源进行加热，其中，加热温度为700-950度。
6.根据权利要求1所述的球模基体制作工艺，其特征在于；在S3中，坯料加热后采用压力机进行锻压。
7.根据权利要求1所述的球模基体制作工艺，其特征在于；在S4中，摩擦焊机的主轴转速为2000r/min，摩擦压力和顶锻压力分别为45KN和100KN。
8.根据权利要求1所述的球模基体制作工艺，其特征在于；在S4中，摩擦焊接的摩擦时间为25s，保压时间5-10s。
9.根据权利要求1所述的球模基体制作工艺，其特征在于；在S5中，热处理温度为760度，保温时间90min，随炉冷却降温至200度后进行空冷。
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