一种硬质快速模具的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种硬质快速模具的制造方法，步骤一、根据硬质快速模具形状和性能的要求准备模板和模框；以木质高密度纤维板作为坯料制作渐进成形加工过程中使用的木质模具；步骤二、使用渐进成形技术成形模板的型面；将木质模具和模板固定到渐进成形设备上，采用渐进成形技术，使模板成形出设计的硬质快速模具的型面尺寸；步骤三、硬质快速模具的模板表面加工完成之后，将模板从渐进成形机床上取下，将模框放置到模板的四周，在模板和模框之间浇注背衬材料，使模具的结构加强；步骤四、待背衬材料固化之后，将硬质快速模具安装到渐进成形设备或数控加工设备，根据零件最终尺寸要求进行外形的精确数控加工，得到最终尺寸零件，加工结束。
【专利说明】
一种硬质快速模具的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及模具的制造方法，尤其涉及适合冲压模具、热压成型模具和塑料模具等所使用的硬质快速模具的制造方法，属于模具制造加工技术领域。
【技术背景】
[0002]传统的模具使用锻件或者型材采用机械加工的方式获得，这样的方法设计和加工周期长，模具的成本高昂，并且对于复杂型面的模具加工困难。随着材料和工艺的发展，快速模具，凭借其生产周期短，成本低等特点，在不久的将来极有可能取代传统模具。快速模具根据其加工方法的不同可以分为直接快速模具和间接快速模具，而间接快速模具根据模具使用的材料的不同又可以分为软质模具和硬质模具。软质模具由于完全使用软质材料(如硅橡胶等)导致使用寿命短，然而硬质模具凭借其高寿命和高强度，适合制造冲压模具和热压成型模具等模具，得到了广泛的重视。
[0003]本发明基于渐进成形技术，快速制造模具型面，再通过添加模框和背衬材料加固模具，最后对模具进行机械加工使其精度达到使用要求，实现硬质快速模具的制造。渐进成形技术是依据分层制造思想，把三维零件二维化，利用成型工具头，沿着轮廓等高线逐层挤压出所需零件形状，具有无模具或使用简单模具等优点，对于生产小批量产品，具有成本低，生产效率高的优势。因此，如何从提高效率、降低成本等方面入手，发展先进工艺，利用渐进成形技术实现低成本快速制造，是制造硬质快速模具迫切的需要。
【
【发明内容】
】
[0004]1、目的:本发明的目的是为了解决传统模具制造的高成本、高耗时等问题，而提供一种基于渐进成形技术硬质快速模具的制造方法。
[0005]2、技术方案:
[0006]本发明方法的主要原理如下:以木质高密度纤维板作为坯料制作木质模具，使用薄钢板焊接出硬质快速模具的模框。下一步在渐进成形机床上，采用渐进成形技术，在模板上加工成形硬质快速模具型面。接下来添加模框和背衬材料，加固模具。最后，使用渐进成形设备或数控加工设备精铣硬质快速模具型面使模具达到所需的精度要求。该方法中使用的渐进成形设备，焊接设备和数控加工设备采用市场已有设备，不限具体型号，能满足零件制造要求即可。
[0007]本发明提出一种硬质快速模具的制造方法，该方法包含以下步骤:
[0008]步骤一、材料及设备准备:根据硬质快速模具形状和性能的要求准备相应尺寸和材质的模板和模框；以木质高密度纤维板作为坯料制作渐进成形加工过程中使用的木质模具;
[0009]步骤二、渐进成形技术成形型面:使用高效，经济的渐进成形技术成形模板的型面;将木质模具和模板固定到渐进成形设备上，采用渐进成形技术，使模板成形出设计的硬质快速模具的型面尺寸；
[0010]步骤三、模具结构加强:硬质快速模具的模板表面加工完成之后，将模板从渐进成形机床上取下，将模框放置到模板的四周，在模板和模框之间浇注背衬材料，使模具的结构加强；
[0011]步骤四、模具表面微处理:待背衬材料固化之后，将硬质快速模具安装到渐进成形设备或数控加工设备，根据零件最终尺寸要求进行外形的精确数控加工，得到最终尺寸零件，加工结束。
[0012]其中，步骤一中模框是根据硬质快速模具的型面尺寸，在保证模具的刚度和对模板有效支撑的基础上，使用焊接设备，将钢板焊接而成的结构。
[0013]3、优点及功效:本发明一种硬质快速模具的制造方法，使用渐进成形技术成形硬质快速模具的型面，相比于传统的模具，硬质快速模具具有成本低，制造周期短等优势。
【【附图说明】】
[0014]图1是本发明一种硬质快速模具快速制造方法工艺流程图。
[0015]图2a是本发明设备及材料。
[0016]图2b是本发明渐进成形技术成形型面。
[0017]图2c是本发明模具结构加强。
[0018]图2d是本发明模具表面微处理。
[0019]图3是本发明成形的型面尺寸。
[0020]图4是本发明具体实施例中得到的最终模具图。
[0021]图中符号说明如下:
[0022]I模板;2模框;3木质模具;4渐进成形设备;5机床夹具;6渐进成形成型工具;7环氧树脂;8数控加工设备;9球头铣刀；
【【具体实施方式】】
[0023]下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的说明。
[0024]拟采用碳素工具钢TlO和环氧树脂作为硬质快速模具的材料，模板采用6mm厚的碳素工具钢TlO钢板，框架结构采用3mm厚的碳素工具钢TlO钢板焊接而成。成形的型面尺寸如图3所示，其中型面需要成形的区域长a = 340mm，宽b = 140mm，高c = 20mm。制造目标为制造硬质快速模具。下面结合图1-4说明本发明的具体实施步骤:
[0025]步骤一、根据所需成形的型面尺寸(图3)准备采用500mm X 300mm X 6mm的碳素工具钢TlO钢板作为模板I，采用3mm厚的碳素工具钢TlO钢板焊接而成的模框2;准备10块20mm厚木质高密度纤维板，使用木胶将木质高密度纤维板粘结成200mm厚的坯料，将该抂料根据硬质快速模具的模板表面，制作渐进成形加工过程中使用的木质模具3;准备液态的环氧树脂作为背衬材料；
[0026]步骤二、如图2a、2b所示，将木质模具3固定到渐进成形设备4上，将模板I放置在木质模具3之上，通过机床夹具5固定;在渐进成形工具6的作用下，利用渐进成形技术，将模板成形成为如图3所示的型面尺寸，其中型面需要成形的区域长a = 340mm，宽b= 140mm，高C =20mm；
[0027]步骤三、硬质快速模具的模板表面加工完成之后，将加工好的模板从渐进成形设备上取下，放置到浇注平台上，将模框2放置到模板I的四周，如图2c所示;在模板和模框之间浇注液态的环氧树脂7，加强模具的结构；
[0028]步骤四、待背衬材料环氧树脂固化之后，将硬质快速模具安装到数控加工设备7上，如图2d所示，使用球头立铣刀8，型号为直柄球头立铣刀5GB/T20773-2006，进刀速度3000mm/min，主轴转速2400r/min，根据图3所示的型面尺寸，对模板进行精确数控加工，得到最终尺寸零件，加工结束。
【主权项】
1.一种硬质快速模具的制造方法，包含以下步骤: 步骤一、材料及设备准备:根据硬质快速模具形状和性能的要求准备相应尺寸和材质的模板和模框;以木质高密度纤维板作为坯料制作渐进成形加工过程中使用的木质模具； 步骤二、渐进成形技术成形型面:使用渐进成形技术成形模板的型面;将木质模具和模板固定到渐进成形设备上，采用渐进成形技术，使模板成形出设计的硬质快速模具的型面尺寸； 步骤三、模具结构加强:硬质快速模具的模板表面加工完成之后，将模板从渐进成形机床上取下，将模框放置到模板的四周，在模板和模框之间浇注背衬材料，使模具的结构加强； 步骤四、模具表面微处理:待背衬材料固化之后，将硬质快速模具安装到渐进成形设备或数控加工设备，根据零件最终尺寸要求进行外形的精确数控加工，得到最终尺寸零件，加工结束。2.根据权利要求1所述的一种硬质快速模具的制造方法，其特征在于:步骤一中的模框是根据硬质快速模具的型面尺寸，使用焊接设备，将钢板焊接而成的结构。
【文档编号】B23P15/24GK105935863SQ201610398390
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】李小强, 韩凯, 李东升
【申请人】北京航空航天大学