汽車輪轂鑄造模具的快速制造計(jì).doc

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1、汽車輪轂鑄造模具的快速制造計(jì)?汽車汽車輪轂鑄造模具的快速制造計(jì)翟彳專偉1,焦天喜1,張勇2(1?棗莊市盛源榮達(dá)實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司，山東棗莊，277519;2.山東理工大學(xué)，山東淄博，255049)摘要：本文利用快速成型、硅溶膠翻模及樹脂模具制造工藝，開發(fā)了一種汽車輪轂樹脂鑄造模具的快速制造技術(shù)。用該工藝制造的鑄造模具的尺寸精度、表面光潔度和表面硬度都很高,可滿足鑄造的工藝要求。關(guān)鍵詞：汽車輪轂，樹脂鑄造模具，快速成型，硅溶膠翻模作者簡(jiǎn)介：翟傳偉(1989-)，男，山東棗莊人，本科,主要從事鑄造工藝的研究?；痦?xiàng)目:山東省研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(SDYY13132

2、)資助課題。1引言在鑄造過程中，模具是必不可少的鑄造工藝裝備,以往的鑄造模具多是采用木質(zhì)或是鋁質(zhì)的。傳統(tǒng)的模具制造方法由于制造工藝復(fù)雜，所以具有本身所固有的一些缺點(diǎn),如制造成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、產(chǎn)品改進(jìn)困難等。本文針對(duì)汽車輪轂鑄鋼鑄件，將快速成型［1,2］、硅橡膠翻模以及樹脂模具制造等技術(shù)［3z4］有機(jī)結(jié)合在一起z開發(fā)出了快速制造用于垂直分型無(wú)箱造型的樹脂鑄造模具的新工藝，滿足了該鑄件生產(chǎn)的需要。用快速成型技術(shù)制造的原型材質(zhì)為光敏樹脂，其強(qiáng)度和表面硬度不高，不能直接使用，所以本文將原型翻制成表層耐磨和背層強(qiáng)度高的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料來(lái)制作鑄造模具。用該工藝制作的模具

3、具有尺寸精度,表面光潔度和硬度都較高，制造周期短的優(yōu)點(diǎn)。2樹脂鑄造模具快速原型的制作本文在該汽車輪轂鑄件零件圖的基礎(chǔ)上,根據(jù)鑄件的技術(shù)要求和查表所得的加工余量、拔模斜度、收縮率、鑄件尺寸公差等工藝因素（其中收縮率的選取還考慮到硅橡膠凹模、樹脂鑄造模具的制造翻制誤差、自身線收縮產(chǎn)生的誤差），采用UG軟件畫出的鑄件三維圖，如圖1所示。將該鑄件三維圖轉(zhuǎn)化為STL格式文件，用快速成型機(jī)LPS600A制得的模具快速原型如圖2所示。3樹脂鑄造模具的制造3.1鑄件樹脂模具的制造利用制得的模具的快速原型,將其表面清理干將硅橡膠與固化劑按50:1的比例混合均勻的硅橡膠液體在其表

4、面用毛刷涂刷2~3層，待硅橡膠固化后，得到硅橡膠層如圖3所示。W3將硅橡膠層的背面用與一定的水混合后的石膏粉泥以一定的厚度均勻地涂覆,待石膏層完全硬化后，將涂覆有石膏背層的硅橡膠層從原型上取下,則得到了用于制造樹脂模具的硅橡膠凹模如圖4所示。在硅橡膠凹模表面先刷上一層由環(huán)氧樹脂、固化劑、耐火材料粉末等材料混制成的面層樹脂材料,如圖5所示z待其硬化以后,在面層樹脂材料上再均勻涂敷上一層厚度為2-3cm厚的由樹脂、固化劑以及短切纖維原絲混制而成的背層樹脂材料，待樹脂材料固化以后,去除硅橡膠凹模,得到鑄件的樹脂鑄造模具如圖6所示。3.2樹脂鑄造模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本文

5、根據(jù)該汽車輪轂鑄件是采用垂直分型無(wú)箱造型鑄造工藝的要求，計(jì)算并設(shè)計(jì)了與造型設(shè)備相配合的鑄造模具所需的左、右型板，模具采用一型鑄六個(gè)鑄件的造型方式,計(jì)算并設(shè)計(jì)了鑄造模具的澆口杯、直澆道、橫澆道及內(nèi)澆道等澆注系統(tǒng)（詳見圖7和圖8所示X3.3樹脂鑄造模具的組裝根據(jù)設(shè)計(jì)的鑄造模具的型板及澆注系統(tǒng)等模具各部分在型板上的位置,將各部分安裝在型板上,得至啲完整的樹脂鑄造模具的左、右模板的實(shí)物圖分別如圖7,8所示。4樹脂鑄造模具的制造工藝分析4.1快速成型技術(shù)和硅橡膠翻模技術(shù)是本文開發(fā)的模具快速制造技術(shù)的基本保證利用快速成型技術(shù)可以迅速而方便地得到樹脂模具的原型,原型的尺寸精

6、度高，誤差只有零點(diǎn)幾毫米，這就保證了模具的制造精度。在得到的原型的基礎(chǔ)上，利用硅橡膠翻模技術(shù)可以方便地將模具原型翻成用于制造樹脂模具的硅橡膠凹模，可以保證樹脂模具的制造精度。經(jīng)過對(duì)樹脂鑄造模具實(shí)際尺寸的檢測(cè)z其尺寸誤差在0.5mm以內(nèi)，滿足了鑄造模具的精度要求。4.2采用面層和背層復(fù)合樹脂材料可保證模具的使用性能在環(huán)氧樹脂材料中加入耐火材料粉末作為樹脂模具的面層材料,可確保樹脂鑄造模具表面的硬度和耐磨性能,加入玻璃纖維絲作為背層材料可以保證模具的使用強(qiáng)度,樹脂鑄造模具的使用壽命要接近于鋁質(zhì)模具。所以對(duì)于批量不大的鑄件而言，可以利用樹脂鑄造模具來(lái)滿足生產(chǎn)要求，而

7、不需要制造金屬模具(鋁質(zhì)或是鋼質(zhì))，增加生產(chǎn)成本。5結(jié)論(1)在首先得到模具快速原型的基礎(chǔ)上,利用硅橡膠翻模技術(shù)和樹脂模具制造技術(shù)可以快速翻制出樹脂鑄造模具。(2)利用本文開發(fā)的新模具制造工藝制造的樹脂鑄造模具具有尺寸精度、表面光潔度和表面硬度都很高的特點(diǎn)，可滿足鑄造的工藝要求。(3)本文開發(fā)的樹脂鑄造模具可適用于生產(chǎn)批量不大的鑄件的鑄造工藝過程中,取代金屬模具,節(jié)約生產(chǎn)成本。參考文獻(xiàn)[1]盧秉恒.西安交通大學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)硏究進(jìn)展[J].中國(guó)工程科學(xué)，2013,15(1):4-8[2]張勇，盧秉恒采用RP技術(shù)的玻璃模具的快速制造[J].現(xiàn)代制造工程,2012/

8、8):41-45⑶張勇’張正彬基于快速