一種硬質(zhì)快速模具的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)快速模具的制造方法，步驟一、根據(jù)硬質(zhì)快速模具形狀和性能的要求準(zhǔn)備模板和?？颍灰阅举|(zhì)高密度纖維板作為坯料制作漸進(jìn)成形加工過(guò)程中使用的木質(zhì)模具；步驟二、使用漸進(jìn)成形技術(shù)成形模板的型面；將木質(zhì)模具和模板固定到漸進(jìn)成形設(shè)備上，采用漸進(jìn)成形技術(shù)，使模板成形出設(shè)計(jì)的硬質(zhì)快速模具的型面尺寸；步驟三、硬質(zhì)快速模具的模板表面加工完成之后，將模板從漸進(jìn)成形機(jī)床上取下，將?？蚍胖玫侥０宓乃闹?，在模板和?？蛑g澆注背襯材料，使模具的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)；步驟四、待背襯材料固化之后，將硬質(zhì)快速模具安裝到漸進(jìn)成形設(shè)備或數(shù)控加工設(shè)備，根據(jù)零件最終尺寸要求進(jìn)行外形的精確數(shù)控加工，得到最終尺寸零件，加工結(jié)束。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種硬質(zhì)快速模具的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模具的制造方法，尤其涉及適合沖壓模具、熱壓成型模具和塑料模具等所使用的硬質(zhì)快速模具的制造方法，屬于模具制造加工技術(shù)領(lǐng)域。
【技術(shù)背景】
[0002]傳統(tǒng)的模具使用鍛件或者型材采用機(jī)械加工的方式獲得，這樣的方法設(shè)計(jì)和加工周期長(zhǎng)，模具的成本高昂，并且對(duì)于復(fù)雜型面的模具加工困難。隨著材料和工藝的發(fā)展，快速模具，憑借其生產(chǎn)周期短，成本低等特點(diǎn)，在不久的將來(lái)極有可能取代傳統(tǒng)模具?？焖倌＞吒鶕?jù)其加工方法的不同可以分為直接快速模具和間接快速模具，而間接快速模具根據(jù)模具使用的材料的不同又可以分為軟質(zhì)模具和硬質(zhì)模具。軟質(zhì)模具由于完全使用軟質(zhì)材料(如硅橡膠等)導(dǎo)致使用壽命短，然而硬質(zhì)模具憑借其高壽命和高強(qiáng)度，適合制造沖壓模具和熱壓成型模具等模具，得到了廣泛的重視。
[0003]本發(fā)明基于漸進(jìn)成形技術(shù)，快速制造模具型面，再通過(guò)添加模框和背襯材料加固模具，最后對(duì)模具進(jìn)行機(jī)械加工使其精度達(dá)到使用要求，實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)快速模具的制造。漸進(jìn)成形技術(shù)是依據(jù)分層制造思想，把三維零件二維化，利用成型工具頭，沿著輪廓等高線(xiàn)逐層擠壓出所需零件形狀，具有無(wú)模具或使用簡(jiǎn)單模具等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于生產(chǎn)小批量產(chǎn)品，具有成本低，生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢(shì)。因此，如何從提高效率、降低成本等方面入手，發(fā)展先進(jìn)工藝，利用漸進(jìn)成形技術(shù)實(shí)現(xiàn)低成本快速制造，是制造硬質(zhì)快速模具迫切的需要。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]1、目的:本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)模具制造的高成本、高耗時(shí)等問(wèn)題，而提供一種基于漸進(jìn)成形技術(shù)硬質(zhì)快速模具的制造方法。
[0005]2、技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明方法的主要原理如下:以木質(zhì)高密度纖維板作為坯料制作木質(zhì)模具，使用薄鋼板焊接出硬質(zhì)快速模具的模框。下一步在漸進(jìn)成形機(jī)床上，采用漸進(jìn)成形技術(shù)，在模板上加工成形硬質(zhì)快速模具型面。接下來(lái)添加模框和背襯材料，加固模具。最后，使用漸進(jìn)成形設(shè)備或數(shù)控加工設(shè)備精銑硬質(zhì)快速模具型面使模具達(dá)到所需的精度要求。該方法中使用的漸進(jìn)成形設(shè)備，焊接設(shè)備和數(shù)控加工設(shè)備采用市場(chǎng)已有設(shè)備，不限具體型號(hào)，能滿(mǎn)足零件制造要求即可。
[0007]本發(fā)明提出一種硬質(zhì)快速模具的制造方法，該方法包含以下步驟:
[0008]步驟一、材料及設(shè)備準(zhǔn)備:根據(jù)硬質(zhì)快速模具形狀和性能的要求準(zhǔn)備相應(yīng)尺寸和材質(zhì)的模板和?？颍灰阅举|(zhì)高密度纖維板作為坯料制作漸進(jìn)成形加工過(guò)程中使用的木質(zhì)模具;
[0009]步驟二、漸進(jìn)成形技術(shù)成形型面:使用高效，經(jīng)濟(jì)的漸進(jìn)成形技術(shù)成形模板的型面;將木質(zhì)模具和模板固定到漸進(jìn)成形設(shè)備上，采用漸進(jìn)成形技術(shù)，使模板成形出設(shè)計(jì)的硬質(zhì)快速模具的型面尺寸；
[0010]步驟三、模具結(jié)構(gòu)加強(qiáng):硬質(zhì)快速模具的模板表面加工完成之后，將模板從漸進(jìn)成形機(jī)床上取下，將?？蚍胖玫侥０宓乃闹?，在模板和模框之間澆注背襯材料，使模具的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)；
[0011]步驟四、模具表面微處理:待背襯材料固化之后，將硬質(zhì)快速模具安裝到漸進(jìn)成形設(shè)備或數(shù)控加工設(shè)備，根據(jù)零件最終尺寸要求進(jìn)行外形的精確數(shù)控加工，得到最終尺寸零件，加工結(jié)束。
[0012]其中，步驟一中模框是根據(jù)硬質(zhì)快速模具的型面尺寸，在保證模具的剛度和對(duì)模板有效支撐的基礎(chǔ)上，使用焊接設(shè)備，將鋼板焊接而成的結(jié)構(gòu)。
[0013]3、優(yōu)點(diǎn)及功效:本發(fā)明一種硬質(zhì)快速模具的制造方法，使用漸進(jìn)成形技術(shù)成形硬質(zhì)快速模具的型面，相比于傳統(tǒng)的模具，硬質(zhì)快速模具具有成本低，制造周期短等優(yōu)勢(shì)。
【【附圖說(shuō)明】】
[0014]圖1是本發(fā)明一種硬質(zhì)快速模具快速制造方法工藝流程圖。
[0015]圖2a是本發(fā)明設(shè)備及材料。
[0016]圖2b是本發(fā)明漸進(jìn)成形技術(shù)成形型面。
[0017]圖2c是本發(fā)明模具結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。
[0018]圖2d是本發(fā)明模具表面微處理。
[0019]圖3是本發(fā)明成形的型面尺寸。
[0020]圖4是本發(fā)明具體實(shí)施例中得到的最終模具圖。
[0021]圖中符號(hào)說(shuō)明如下:
[0022]I模板;2?？?3木質(zhì)模具;4漸進(jìn)成形設(shè)備;5機(jī)床夾具;6漸進(jìn)成形成型工具;7環(huán)氧樹(shù)脂;8數(shù)控加工設(shè)備;9球頭銑刀；
【【具體實(shí)施方式】】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0024]擬采用碳素工具鋼TlO和環(huán)氧樹(shù)脂作為硬質(zhì)快速模具的材料，模板采用6mm厚的碳素工具鋼TlO鋼板，框架結(jié)構(gòu)采用3mm厚的碳素工具鋼TlO鋼板焊接而成。成形的型面尺寸如圖3所示，其中型面需要成形的區(qū)域長(zhǎng)a = 340mm，寬b = 140mm，高c = 20mm。制造目標(biāo)為制造硬質(zhì)快速模具。下面結(jié)合圖1-4說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施步驟:
[0025]步驟一、根據(jù)所需成形的型面尺寸(圖3)準(zhǔn)備采用500mm X 300mm X 6mm的碳素工具鋼TlO鋼板作為模板I，采用3mm厚的碳素工具鋼TlO鋼板焊接而成的模框2;準(zhǔn)備10塊20mm厚木質(zhì)高密度纖維板，使用木膠將木質(zhì)高密度纖維板粘結(jié)成200mm厚的坯料，將該抂料根據(jù)硬質(zhì)快速模具的模板表面，制作漸進(jìn)成形加工過(guò)程中使用的木質(zhì)模具3;準(zhǔn)備液態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂作為背襯材料；
[0026]步驟二、如圖2a、2b所示，將木質(zhì)模具3固定到漸進(jìn)成形設(shè)備4上，將模板I放置在木質(zhì)模具3之上，通過(guò)機(jī)床夾具5固定;在漸進(jìn)成形工具6的作用下，利用漸進(jìn)成形技術(shù)，將模板成形成為如圖3所示的型面尺寸，其中型面需要成形的區(qū)域長(zhǎng)a = 340mm，寬b= 140mm，高C =20mm；
[0027]步驟三、硬質(zhì)快速模具的模板表面加工完成之后，將加工好的模板從漸進(jìn)成形設(shè)備上取下，放置到澆注平臺(tái)上，將?？?放置到模板I的四周，如圖2c所示;在模板和?？蛑g澆注液態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂7，加強(qiáng)模具的結(jié)構(gòu)；
[0028]步驟四、待背襯材料環(huán)氧樹(shù)脂固化之后，將硬質(zhì)快速模具安裝到數(shù)控加工設(shè)備7上，如圖2d所示，使用球頭立銑刀8，型號(hào)為直柄球頭立銑刀5GB/T20773-2006，進(jìn)刀速度3000mm/min，主軸轉(zhuǎn)速2400r/min，根據(jù)圖3所示的型面尺寸，對(duì)模板進(jìn)行精確數(shù)控加工，得到最終尺寸零件，加工結(jié)束。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種硬質(zhì)快速模具的制造方法，包含以下步驟: 步驟一、材料及設(shè)備準(zhǔn)備:根據(jù)硬質(zhì)快速模具形狀和性能的要求準(zhǔn)備相應(yīng)尺寸和材質(zhì)的模板和?？?以木質(zhì)高密度纖維板作為坯料制作漸進(jìn)成形加工過(guò)程中使用的木質(zhì)模具； 步驟二、漸進(jìn)成形技術(shù)成形型面:使用漸進(jìn)成形技術(shù)成形模板的型面;將木質(zhì)模具和模板固定到漸進(jìn)成形設(shè)備上，采用漸進(jìn)成形技術(shù)，使模板成形出設(shè)計(jì)的硬質(zhì)快速模具的型面尺寸； 步驟三、模具結(jié)構(gòu)加強(qiáng):硬質(zhì)快速模具的模板表面加工完成之后，將模板從漸進(jìn)成形機(jī)床上取下，將?？蚍胖玫侥０宓乃闹?，在模板和模框之間澆注背襯材料，使模具的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)； 步驟四、模具表面微處理:待背襯材料固化之后，將硬質(zhì)快速模具安裝到漸進(jìn)成形設(shè)備或數(shù)控加工設(shè)備，根據(jù)零件最終尺寸要求進(jìn)行外形的精確數(shù)控加工，得到最終尺寸零件，加工結(jié)束。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)快速模具的制造方法，其特征在于:步驟一中的模框是根據(jù)硬質(zhì)快速模具的型面尺寸，使用焊接設(shè)備，將鋼板焊接而成的結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B23P15/24GK105935863SQ201610398390
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】李小強(qiáng), 韓凱, 李東升
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué)