汽車輪轂鑄造模具快速制造計

1、汽車輪轂鑄造模具的快速制造計-汽車汽車輪轂鑄造模具的快速制造計翟傳偉1，焦天喜1，張勇2（1.棗莊市盛源榮達實業(yè)有限責任公司，山東棗莊，277519 ； 2.山東理工大學，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。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。關鍵詞：汽車輪轂，樹脂鑄造模具，快速成型，硅溶膠翻模作者簡介：翟傳偉（1989-），男，山東棗莊人，本科，主要從事鑄造工 藝的研究。基金項目：山東省研究生教育創(chuàng)新計劃項目（SDYY13132 ）資助課題。1引言在鑄造

2、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雜， 所以具有本身所 固有的一些缺點，如制造成本高、生產(chǎn)周期長、產(chǎn)品改進困難等。本文針對汽車輪轂鑄鋼鑄件，將快速成型1 , 2 、硅橡膠翻模以及樹脂模具制造等技術3,4 有機結合在一起，開發(fā)出了快速制造用于垂直分型無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。用快速成型技術制造的原型材質(zhì)為光敏樹脂，其強度和表面硬度不高，不能直接使用， 所以本文將原型翻制成表層耐磨和背層強度高的環(huán)氧樹脂復合材料來制作鑄造模具。用該工藝制作的模具具有尺寸精度，表面光潔度和硬度都較高，制造周期短的

3、優(yōu)點。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上，根據(jù)鑄件的技術要求和查表所 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LPS60 0 A 制得的模具快速原型如圖2所示。曲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面用毛刷涂刷23層，待硅橡膠固化后，得到硅橡膠層如圖3所示。將硅橡膠

4、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，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23 c m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)的設計本文根據(jù)該汽車輪轂鑄件是采用垂直分型無箱造型鑄造工藝的要求，計算并設計了與造型設備相配合的鑄造模

5、具所需的左、 右型板，模具采用一型鑄六 個鑄件的造型方式，計算并設計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）。3.3樹脂鑄造模具的組裝根據(jù)設計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，得到的完整的樹脂鑄造模具的左、 右模板的實物圖分別 如圖7，8所示。4樹脂鑄造模具的制造工藝分析4.1快速成型技術和硅橡膠翻模技術是本文開發(fā)的模具快速制造技術的基本保證利用快速成型技術可以迅速而方便地得到樹脂模具的原型，原型的尺寸精度高，誤差只有零點幾毫米，這就保證 了模具的制造精度。在得到的原型的基礎上，利用硅橡膠翻模技術可以方便地將模具原

6、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)過對樹脂鑄造模具實際尺寸的檢測，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 具的使用強度，樹脂鑄造模具的使用壽命要接近于鋁質(zhì)模具。所以對于批量不大的鑄件而言，可以利用樹脂鑄造模具來滿足生產(chǎn)要求，而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結論（1）在首先得到模具快速原型的基礎上，利用硅橡膠翻模技術和樹脂 模具制造技術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，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1盧秉恒.西安交通大學先進制造技術研究進展J.中國工程科學，2013,15（1）:4-82 張勇，盧秉恒.采用RP技術的玻璃模具的快速制造J.現(xiàn)代制造工程，2012,(8):41-453