第6章快速制模

1、模具制造工藝模具制造工藝 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v6.1 快速成形快速成形v6.2 基于基于RP的快速制模技術(shù)的快速制模技術(shù)v6.3 熔模鑄造熔模鑄造v6.4 硅橡膠模具硅橡膠模具v6.5 電鑄模具電鑄模具 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v6.1 快速成形快速成形v6.1.1 快速成形技術(shù)的基本原理與特點(diǎn)快速成形技術(shù)的基本原理與特點(diǎn) v 以材料添加法為基本方法，將三維以材料添加法為基本方法，將三維CAD模型快速（相對(duì)模型快速（相對(duì)機(jī)加工而言）轉(zhuǎn)變?yōu)橛删唧w物質(zhì)構(gòu)成的三維實(shí)體原型。機(jī)加工而言）轉(zhuǎn)變?yōu)橛删唧w物質(zhì)構(gòu)

2、成的三維實(shí)體原型。首先在首先在CAD造型系統(tǒng)中獲得一個(gè)三維造型系統(tǒng)中獲得一個(gè)三維CAD模型，或通過模型，或通過測(cè)量儀器測(cè)取實(shí)體的形狀尺寸，轉(zhuǎn)化為測(cè)量儀器測(cè)取實(shí)體的形狀尺寸，轉(zhuǎn)化為CAD模型，再對(duì)模型，再對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，沿某一方向進(jìn)行平面模型數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，沿某一方向進(jìn)行平面“分層分層”離散離散化，然后通過專用的化，然后通過專用的CAM系統(tǒng)（成形機(jī)）對(duì)胚料分層成系統(tǒng)（成形機(jī)）對(duì)胚料分層成形加工，并堆積成原型。形加工，并堆積成原型。 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v 對(duì)工件的幾何構(gòu)成復(fù)雜性不敏感，能制造復(fù)雜的零件，對(duì)工件的幾何構(gòu)成復(fù)雜性不敏感，能制造復(fù)雜的零件，充分體現(xiàn)

3、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。并能直接制造復(fù)合材料零件。充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。并能直接制造復(fù)合材料零件。v 快速制造模具?？焖僦圃炷＞摺 新產(chǎn)品開發(fā)中，通過原型（物理模型），設(shè)計(jì)者可以新產(chǎn)品開發(fā)中，通過原型（物理模型），設(shè)計(jì)者可以很快地評(píng)估一次設(shè)計(jì)的可行性并充分表達(dá)其構(gòu)思。很快地評(píng)估一次設(shè)計(jì)的可行性并充分表達(dá)其構(gòu)思。v 快速成形過程是高度自動(dòng)化，長時(shí)間連續(xù)進(jìn)行的，操快速成形過程是高度自動(dòng)化，長時(shí)間連續(xù)進(jìn)行的，操作簡單，可以做到晝夜無人看管，一次開機(jī)，可自動(dòng)完作簡單，可以做到晝夜無人看管，一次開機(jī)，可自動(dòng)完成整個(gè)工件的加工。成整個(gè)工件的加工。v 快速成形技術(shù)的制造過程不需要工裝模具的投入，其快速成形技術(shù)的制造過程不需

4、要工裝模具的投入，其成本只與成形機(jī)的運(yùn)行費(fèi)、材料費(fèi)及操作者工資有關(guān)，成本只與成形機(jī)的運(yùn)行費(fèi)、材料費(fèi)及操作者工資有關(guān)，與產(chǎn)品的批量無關(guān)，很適宜于單件、小批量及特殊、新與產(chǎn)品的批量無關(guān)，很適宜于單件、小批量及特殊、新試制品的制造。試制品的制造。v 快速造型中的反向工程具有廣泛的應(yīng)用?？焖僭煨椭械姆聪蚬こ叹哂袕V泛的應(yīng)用。 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v6.1.2 快速成形技術(shù)的典型方法快速成形技術(shù)的典型方法v 1光固化立體成形光固化立體成形 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制模快速制模 v 2疊層制造疊層制造 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦?/p>

5、模 v 3選擇性激光燒結(jié)選擇性激光燒結(jié) 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v 4熔絲堆積成形熔絲堆積成形 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v 5三維印刷三維印刷 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v6.2 基于基于RP的快速制模技術(shù)的快速制模技術(shù) 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v6.2.1 直接快速模具制造直接快速模具制造 v 直接快速模具制造指的是利用不同類型的快速原型技術(shù)直接快速模具制造指的是利用不同類型的快速原型技術(shù)直接制造出模具，然后進(jìn)行一些必要的后處理和機(jī)加工直接制造出模具，然后進(jìn)行一些必要

6、的后處理和機(jī)加工以獲得模具所要求的力學(xué)性能、尺寸精度和表面粗糙度。以獲得模具所要求的力學(xué)性能、尺寸精度和表面粗糙度。v 目前，能夠直接制造金屬模具的快速成形工藝包括：選目前，能夠直接制造金屬模具的快速成形工藝包括：選擇性激光燒結(jié)（擇性激光燒結(jié)（SLS）、形狀沉積制造（）、形狀沉積制造（SDM）和三維）和三維焊接（焊接（3D Welding）等。）等。 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v6.2.2 間接快速模具制造間接快速模具制造 v 用快速原型制母模，澆注蠟、硅橡膠、環(huán)氧樹脂或聚氨用快速原型制母模，澆注蠟、硅橡膠、環(huán)氧樹脂或聚氨酯等軟材料，可構(gòu)成軟模具。用這種合成材料制

7、造的注酯等軟材料，可構(gòu)成軟模具。用這種合成材料制造的注射模，其模具使用壽命可達(dá)射模，其模具使用壽命可達(dá)505000件。件。v 用快速原型制母?；蜍浤＞吲c熔模鑄造、陶瓷型精密鑄用快速原型制母?；蜍浤＞吲c熔模鑄造、陶瓷型精密鑄造、電鑄或冷噴等傳統(tǒng)工藝結(jié)合，即可制成硬模具，能造、電鑄或冷噴等傳統(tǒng)工藝結(jié)合，即可制成硬模具，能批量生產(chǎn)塑料件或金屬件。硬模具通常具有較好的機(jī)械批量生產(chǎn)塑料件或金屬件。硬模具通常具有較好的機(jī)械加工性能，可進(jìn)行局部切削加工，獲得更高的精度，并加工性能，可進(jìn)行局部切削加工，獲得更高的精度，并可嵌入鑲塊、冷卻部件和澆道等?？汕度腓倝K、冷卻部件和澆道等。 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第

8、第6章章 快速制模快速制模 v6.3 熔模鑄造熔模鑄造 熔模鑄造工藝流程圖熔模鑄造工藝流程圖 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v 1熔模的制造熔模的制造v （1）模料要求）模料要求 v （2）壓注熔模）壓注熔模v （3）組合）組合v 2制殼制殼v （1）對(duì)型殼基本性能的要求）對(duì)型殼基本性能的要求 v （2）耐火材料及黏結(jié)劑）耐火材料及黏結(jié)劑 v （3）制殼工藝）制殼工藝 v 3型殼焙燒與澆注型殼焙燒與澆注 v 4鑄件的處理鑄件的處理v （1）脫殼）脫殼 （2）切割）切割 （3）堿洗）堿洗 （4）熱處理）熱處理 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制模快速制模 v6

9、.4 硅橡膠模具硅橡膠模具v6.4.1 硅橡膠模具材料的類型與特點(diǎn)硅橡膠模具材料的類型與特點(diǎn) v 縮合型模具硅橡膠的主要組分包括：端基和部分側(cè)基為縮合型模具硅橡膠的主要組分包括：端基和部分側(cè)基為羥基的聚硅氧烷（生膠）、填料、交聯(lián)劑和硫化促進(jìn)劑。羥基的聚硅氧烷（生膠）、填料、交聯(lián)劑和硫化促進(jìn)劑。v 加成型模具硅橡膠的主要組分包括：端基和部分側(cè)基為加成型模具硅橡膠的主要組分包括：端基和部分側(cè)基為乙烯基的聚硅氧烷（生膠）、含氫硅油（交聯(lián)劑）、鉑乙烯基的聚硅氧烷（生膠）、含氫硅油（交聯(lián)劑）、鉑觸媒（催化劑）、白炭黑（填料）。觸媒（催化劑）、白炭黑（填料）。 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制

10、?？焖僦颇?v6.4.2 硅橡膠模具制作方法硅橡膠模具制作方法 v 1刀割分型面制作法刀割分型面制作法 1-模框與原型樣件的間距?？蚺c原型樣件的間距 2-澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng) 3-制成模具的橫梁制成模具的橫梁 4-排氣口排氣口 5-著色著色膠帶標(biāo)志的分模線膠帶標(biāo)志的分模線 6-模框?？?7-原型樣原型樣件件 8-透明透明RTV硅橡膠硅橡膠 9-著色膠帶著色膠帶 10-鎖栓和定位線用于切成分模線鎖栓和定位線用于切成分模線 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制模快速制模 v 2哈夫式制作法哈夫式制作法 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v6.5 電鑄模具電鑄模具v6.5.

11、1 電鑄成形的原理和特點(diǎn)電鑄成形的原理和特點(diǎn)v 1電鑄成形基本原理電鑄成形基本原理 1加熱器（電爐）加熱器（電爐） 2電鑄槽電鑄槽 3陽極陽極 4電鑄槽電鑄槽 5蒸餾水瓶蒸餾水瓶 6直流電源直流電源7玻璃管玻璃管 8母模母模 9攪拌器攪拌器 10溫度計(jì)溫度計(jì) 11恒溫控制器恒溫控制器 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v 2電鑄成形的特點(diǎn)電鑄成形的特點(diǎn) v 電鑄型腔與母模的尺寸誤差?。◤?fù)制性好），誤差只有幾微米，電鑄型腔與母模的尺寸誤差小（復(fù)制性好），誤差只有幾微米，表面粗糙度二者相當(dāng)或電鑄型腔比母模略低一些；表面粗糙度二者相當(dāng)或電鑄型腔比母模略低一些；v 把難以加工或不

12、可能直接加工的內(nèi)形（如斜齒輪模具型腔）轉(zhuǎn)化把難以加工或不可能直接加工的內(nèi)形（如斜齒輪模具型腔）轉(zhuǎn)化為電鑄母模的外形面加工，降低了加工難度；為電鑄母模的外形面加工，降低了加工難度；v 可直接用制品做母模來制造型腔；也可用電鑄方法復(fù)制出已有的可直接用制品做母模來制造型腔；也可用電鑄方法復(fù)制出已有的模具型腔，減少了很多工藝環(huán)節(jié)，提高了效率；模具型腔，減少了很多工藝環(huán)節(jié)，提高了效率；v 電鑄獲得的型腔或電極可以滿足使用要求，一般不需要修整。電電鑄獲得的型腔或電極可以滿足使用要求，一般不需要修整。電鑄鎳型腔有較好的強(qiáng)度和硬度（抗拉強(qiáng)度鑄鎳型腔有較好的強(qiáng)度和硬度（抗拉強(qiáng)度14001600MPa，硬度，硬度

13、3550HRC），可以不進(jìn)行熱處理，避免變形。電鑄銅電極純度較），可以不進(jìn)行熱處理，避免變形。電鑄銅電極純度較高，有利于電加工；高，有利于電加工；v 電鑄時(shí)金屬沉積速度緩慢，制造周期長，如電鑄鎳一般需要電鑄時(shí)金屬沉積速度緩慢，制造周期長，如電鑄鎳一般需要1周周左右；左右；v 電鑄層厚度較薄（一般為電鑄層厚度較?。ㄒ话銥?8mm），不易均勻，具有較大的內(nèi)），不易均勻，具有較大的內(nèi)應(yīng)力，大型電鑄件變形顯著，且不能承受大的沖擊載荷。應(yīng)力，大型電鑄件變形顯著，且不能承受大的沖擊載荷。 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v 3電鑄設(shè)備電鑄設(shè)備 v 電鑄設(shè)備主要包括電鑄槽、直流電源、

14、恒溫控制器和攪電鑄設(shè)備主要包括電鑄槽、直流電源、恒溫控制器和攪拌器等。拌器等。v 根據(jù)加熱的方式不同，電鑄槽有內(nèi)熱式和外熱式兩種。根據(jù)加熱的方式不同，電鑄槽有內(nèi)熱式和外熱式兩種。v 電鑄槽材料常用耐酸搪瓷或硬聚氯乙烯，也可用陶瓷。電鑄槽材料常用耐酸搪瓷或硬聚氯乙烯，也可用陶瓷。電鑄槽容積按生產(chǎn)需要而定，其底部應(yīng)裝有閥門以便于電鑄槽容積按生產(chǎn)需要而定，其底部應(yīng)裝有閥門以便于換液，在上面四周應(yīng)裝有掛置陽極或母模用的框架。換液，在上面四周應(yīng)裝有掛置陽極或母模用的框架。v 恒溫控制裝置包括加熱器、水銀導(dǎo)電溫度計(jì)和恒溫控制恒溫控制裝置包括加熱器、水銀導(dǎo)電溫度計(jì)和恒溫控制器等。為改善電鑄時(shí)尖端放電現(xiàn)象，可

15、以定期改變陽極器等。為改善電鑄時(shí)尖端放電現(xiàn)象，可以定期改變陽極和母模的電流方向（可采用電子換向器實(shí)現(xiàn)）。為加大和母模的電流方向（可采用電子換向器實(shí)現(xiàn)）。為加大電流密度，提高生產(chǎn)率，應(yīng)具有攪拌器和循環(huán)過濾系統(tǒng)。電流密度，提高生產(chǎn)率，應(yīng)具有攪拌器和循環(huán)過濾系統(tǒng)。為便于觀察加工情況應(yīng)采用特殊照明燈管等。為便于觀察加工情況應(yīng)采用特殊照明燈管等。 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制模快速制模 v6.5.2 電鑄成形的工藝過程電鑄成形的工藝過程v 1工藝過程工藝過程 v 產(chǎn)品圖樣產(chǎn)品圖樣母模設(shè)計(jì)母模設(shè)計(jì)母模制造母模制造前處理前處理電沉積電沉積背背襯加固襯加固脫模脫模精加工精加工電鑄件成品電鑄件成

16、品v 2母模設(shè)計(jì)與制造母模設(shè)計(jì)與制造v 母模尺寸要考慮到型腔尺寸的成形收縮率；母模尺寸要考慮到型腔尺寸的成形收縮率；v 對(duì)于非破壞性母模應(yīng)帶有對(duì)于非破壞性母模應(yīng)帶有1530的脫模斜度，同時(shí)的脫模斜度，同時(shí)需考慮脫模措施；需考慮脫模措施；v 承受電鑄部分應(yīng)按制品需要加長承受電鑄部分應(yīng)按制品需要加長35mm，以備電鑄，以備電鑄后因端部粗糙時(shí)割除用；后因端部粗糙時(shí)割除用；v 母模上應(yīng)盡量避免出現(xiàn)尖角、尖棱和深槽；母模上應(yīng)盡量避免出現(xiàn)尖角、尖棱和深槽；v 母模材料可以是金屬，如鋼、銅、鋁或合金，也可以母模材料可以是金屬，如鋼、銅、鋁或合金，也可以是非金屬，如玻璃、塑料和蠟等；是非金屬，如玻璃、塑料和蠟

17、等；v 母模設(shè)計(jì)要便于采用常規(guī)手段加工制造。母模設(shè)計(jì)要便于采用常規(guī)手段加工制造。 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制模快速制模 v 3前處理前處理v 1）鍍脫模層）鍍脫模層v 2）防水處理）防水處理v 3）鍍導(dǎo)電層）鍍導(dǎo)電層v 4）引導(dǎo)線和包扎處理）引導(dǎo)線和包扎處理v4電沉積（電鑄）電沉積（電鑄） v1）電鑄鎳）電鑄鎳 v2）電鑄銅）電鑄銅 v 5背襯加固背襯加固 v 1）噴涂金屬）噴涂金屬v 2）無機(jī)黏結(jié)）無機(jī)黏結(jié)v 3）澆注環(huán)氧樹脂或低熔點(diǎn)合金）澆注環(huán)氧樹脂或低熔點(diǎn)合金 壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì) 第第6章章 快速制?？焖僦颇?v 6脫模脫模v 7精加工精加工 1卸模架卸模架 2母模母模 3電鑄型腔電鑄型腔4背襯背襯 5模框?？?6墊板墊板壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模