徐成武，馬寶順

（盤起工業(yè)（大連）有限公司，遼寧大連 116600）

1 引言

熱流道是通過加熱的方法來保證流道和澆口的塑料保持熔融狀態(tài)，熱流道系統(tǒng)一般由熱噴嘴、分流板、溫控箱和附件等幾部分組成，熱噴嘴（澆口）一般包括兩種:開放式熱澆口和針閥式熱澆口（見圖1、圖2），由于熱噴嘴形式直接決定熱流道系統(tǒng)選用和模具的制造，因而將熱流道系統(tǒng)分成開放式熱流道系統(tǒng)和針閥式熱流道系統(tǒng)。本文簡述閥針式熱流道中的閥針導流槽加工工藝技術。

圖1 閥針式熱澆口

2 工藝分析

2.1 閥針零件分析

熱流道閥針的先端導流槽是注射時塑料原料熔融體在熱噴嘴處通過導流槽快速流出。閥針的三等分導流槽如圖3 所示，圖3 中3×R130±5mm 和C-C 剖視圖中3×R0.8mm，這兩個視圖表達導流槽的形狀是圓弧R0.8mm，圓弧分兩部分，一是直段圓弧長度10±0.5mm、一段是R130mm 做軌跡的圓?。ㄒ妶D3）長度22.4±0.5mm。閥針的材料是SKH51 高速鋼硬度60～63HRC，粗糙度值要求Ra0.3μm。

圖3 閥針先端形狀

2.2 閥針加工的難點分析

閥針先端外圓直徑?3.985mm，粗糙度值Ra0.3μm，R0.8mm 的三等分導流槽長22.4mm（見圖2），槽底到圓心距是1.4mm 在機械加工中一般都是加工中心用超硬合金球刀R0.5mm 刀具加工，由于閥針材料是SKH51 高速鋼硬度60～63mm，閥針硬度高耐磨性好不易磨損。刀具的材料是硬質(zhì)合金硬度88～89HRC。由于閥針材料及加工形狀尺寸的原因，加工刀具的直徑尺寸選擇R0.5mm球刀，每加工10件閥針刀具就需要更換，刀具磨損后形成擠壓切削槽的邊緣毛刺硬而且有腫嘴現(xiàn)象加工效率降低，閥針質(zhì)量下降。

圖2 閥針3D圖

2.3 解決方法

根據(jù)零件的外形及精度要求，設計一種閥針成型器，用于加工閥針的導流槽保證零件裝夾定位精度，輪廓精度，加工的精度，裝夾簡單方便快捷，提高零件的生產(chǎn)效率。

3 閥針成型器的設計

（1）閥針成型器原理是參考外齒輪傳動、內(nèi)嚙合齒輪傳動如圖4所示及定軸輪系機構的原理。當輪系運轉(zhuǎn)時，各齒輪的幾何軸線位置均相對固定不變，這種輪系稱為定軸輪系。

圖4 外、內(nèi)嚙合齒輪轉(zhuǎn)動

通過外、內(nèi)嚙合齒輪傳動及定軸輪系的工作原理分析得出小圓在大圓內(nèi)成內(nèi)切狀態(tài)工作，利用這個原理轉(zhuǎn)換成閥針的圓弧R130mm 的加工原理。即小圓相當于機床主軸的砂輪，大圓相當于閥針的R130mm基準圓，閥針成型器的底座軌道的圓心就是與R130mm 的圓心重合，旋座機構的軸承在底座軌道內(nèi)轉(zhuǎn)動就相當于大圓轉(zhuǎn)動。根據(jù)外、內(nèi)齒輪及定軸傳動這一原理設計工裝治具在平面磨床上加工，實現(xiàn)降低刀具消耗成本和效率低等問題。

（2）閥針成型器結構。如圖5所示，閥針成型器分兩部分底座軌道組件1、旋座組件2構成。底座軌道組件1是帶有驅(qū)動機構和底座軌道兩部分構成，底座軌道主體的底面是安裝在機床工作臺上起定位作用，底座軌道槽是用來安裝旋座組件2的運動軌道。轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構的手柄7即可帶動旋座組件2延軌道槽軌跡運動，閥針夾持塊25是用于閥針裝夾定位進行加工，當閥針開始加工轉(zhuǎn)動手柄7，閥針就延軌道槽轉(zhuǎn)動，機床手動進給下刀置公差即可。閥針成型器照片如圖6所示。

圖5 閥針成型器的結構圖

圖6 閥針成型器的照片

（3）底座軌道組件。如圖7 所示底座軌道組件結構圖。底座軌道組件的主要作用，其一是安裝在工作臺上起到定位作用；其二是軌道槽提供一個運行軌道控制旋座組件運動和定位，手動驅(qū)動旋座組件做往復運動的機構。

圖7 底座軌道機構圖

（4）旋座組件。圖8 所示旋座組件結構圖。旋座組件的主要作用，其一是裝夾閥針確定閥針位置的固定；其二是符合6點定位原則，能帶這閥針沿一定圓弧軌道運動。

圖8 旋座組件結構圖

（5）小結。

在機械加工中，工裝治具是機床非常重要的附件，根據(jù)閥針的不同工裝治具的結構和形式也各不相同。閥針先端導流槽的加工同樣也離不開工裝治具，工裝治具的設計、制造、裝配、試驗等環(huán)節(jié)最終通過驗證，工裝治具在機床上能夠很好地保證閥針精度，結構符合使用要求，實踐也證明工作原理符合機械制造工藝學的要求。

4 加工方案

4.1 砂輪及修整

（1）砂輪。選用89A80J6V121 35泰利來砂輪，主軸 轉(zhuǎn) 速2,000～2,200 轉(zhuǎn)/min，單 側(cè) 往 返 進 給 量0.005mm，每個槽修整次數(shù)1次修整量0.05mm。

（2）砂輪修整。砂輪修整厚度值1.6mm，在將砂輪厚度方向上進行R0.8mm修整，如圖9所示。

圖9 砂輪

4.2 閥針成型器安裝

閥針成型器安裝在平面磨床的磁臺上，成型器上的旋座后固定板13上面有中心找正塊進行砂輪在底座主體軌道旋轉(zhuǎn)中心在機床X 軸上進行中心找正。然后進行Z 軸上的閥針中心及砂輪厚度方向的中心找正，再進行Y軸上下對刀，最后進行加工。

4.3 閥針進行加工

閥針先端導流槽分兩部分1 是直段部分和圓弧R130mm部分。首先加工直段手動加工，左右搖動機床X軸手輪同時Y軸進行進給下量，工作臺的左側(cè)限位塊的閥針成型器圓心位置，右側(cè)限位塊是成型器移除磨削區(qū)域的定位。閥針成型器在此范圍做往復運動，砂輪下刀到0.58mm后停止下刀，X軸停止運動工作臺右端停止限位塊靠在限位柱上。轉(zhuǎn)動手柄7 進行R130mm尺寸的加工，左手往復轉(zhuǎn)動手柄7同時右手Y軸進行進給下量直至到H值0.6mm后停止下量旋座停在水平位置，搬動前軌板水平銷進行鎖緊后工作臺向左側(cè)移動，砂輪移除閥針導流槽外即閥針的三等分導流槽中的一個槽加工完成。將閥針旋轉(zhuǎn)120°后第二個槽加工，加工過程同上。再將閥針旋轉(zhuǎn)240°加工第三個槽方法也是同上，即閥針完成加工。如圖10、圖11所示。

圖10 閥針成型器加工完照片

圖11 閥針圖紙

5 注意事項

（1）底座組的底座軌道座上的軌道槽的圓心在X、Y 軸上的位置度及圓弧公差必須控制在±0.01mm 以內(nèi)，否則旋座組在延軌道運動不流暢，位置精度不準等現(xiàn)象。治具的各部件尺寸及形位公差要嚴格控制，保證裝配時的精度。

（2）治具在設計時要考慮閥針直徑不同，先端要加工的圓弧位置及長度不同，閥針裝夾塊也要考慮，保證閥針的正確安裝位置。

6 結論

閥針先端導流槽的加工通過改變加工工藝，提供了一種平面磨床用的閥針成型器及加工方法，在磨床上就能輕易方便完成閥針的導流槽加工。操作簡單，效率顯著提高，消耗成本大幅低。

平磨砂輪每片180 元可加工400 件以上，砂輪成本每件成本0.45元，球刀成本每件15元。球刀加工每個槽要5～8min，砂輪加工每個槽要2～3min。通過對比可以看出，效率顯著提高，刀具消耗降低顯著。