一种骨架式玻璃钢冲压成型铝合金零件的模具制造方法与流程

本发明涉及一种冲压模具技术，具体涉及一种骨架式玻璃钢冲压成型铝合金零件的模具制造方法。

背景技术：

目前，在车身上采用轻量化的铝合金材料已成为车身轻量化的主流，越来越多的汽车企业在传统钢结构车身中，将某些结构构件用铝合金进行替代，以充分发挥铝合金在减重及吸能方面的优势。汽车开发中的软工装试制阶段是汽车项目在进行正式开模量产前的一个阶段，使用量产设计数据加工生产简易快速模具，然后使用简易模生产几十台样车用于检验评估零件设计的状态是否有问题，无限接近量产状态。传统的铝合金零件通常使用钢模进行成型，利用模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需的零件。由于汽车的软工装试制具有周期短、零件种类数量多、单种零件需求总量少和容易发生变更调整等特点，使用传统钢模成型已不能完全满足以上特点，急需创新。

汽车是由成千上万个的零部件所组成的，而其中较多的铝合金零部件又是通过钢制模具进行冲压成型的。对比汽车软工装试制阶段的特点，使用传统钢模成型铝合金件有如下缺点：一是传统钢制模具设计制造的步骤繁多，费用高；二是软工装试制要求的总开发周期短，钢制模具开发用时过长会导致后期用于总拼的时间短，压缩了整改问题的时间，从而影响交货零件的质量；三是铝合金零件的冲压回弹较难控制，需要根据实际成型情况对模具进行修改调整，传统钢模的局部修改或型面调整比较复杂，修改周期长且费用高。

技术实现要素：

本发明是通过设计开发、可用于铝合金件冲压成型的模具，对于需要冲压成型的铝合金件，根据铝合金件的结构尺寸大致确定钢制骨架的结构尺寸，以手糊的方式将树脂、玻纤毡和玻纤布填充至骨架内部及外表面即玻璃钢填充，进行初步制造。

本发明的技术方案是提供一种骨架式玻璃钢冲压成型铝合金零件的模具制造方法，具体包括如下步骤：

步骤1、首先依据冲压件结构尺寸确定钢材骨架的结构尺寸，并通过钢材的搭接形成凹模内部钢材骨架和凸模内部钢材骨架；

步骤2、钢材的搭接确定凹凸模的内部骨架后，在骨架正表面铺设玻纤布，将搅拌好的树脂混合液手工糊在玻纤布上，利用树脂的粘性固定好玻纤布，树脂糊满玻纤布后在表面再铺一层玻纤毡，然后再将树脂混合液糊在玻纤毡上，最终形成玻璃钢的表面结构；

步骤3、待玻璃钢表面结构成形后，再通过cnc加工到模具的最终尺寸要求，完成模具的制造；

步骤4、在完成的模具上安装导柱及定位销钉。

进一步地，凹模内部钢材骨架和凸模内部钢材骨架通过钢材结构焊接完成。

进一步地，凹模内部钢材骨架和凸模内部钢材骨架完全被包覆在玻纤毡的内部，并与玻璃钢材料紧密结合在一起。

本发明的有益效果在于：

1、使用玻璃钢材料替代钢制模具中的部分钢材，可有效节约模具的制造成本；

2、以玻璃钢骨架式的方法制造模具，相对于铸造方式制造模具，玻璃钢制造时间短，可有效缩短模具的制造周期；

3、玻璃钢具有可修补性，能够较快完成模具的更改，可以针对性多次快速验证铝合金零件成型时发生的回弹的问题，有效地解决了新工艺验证周期长的困难。

4、本模具结构不采用传统铸造的方式生产模具，而是采用玻璃钢和钢材骨架结合的方式生产模具，玻璃钢由不饱和树脂、玻纤布、玻纤毡、滑石粉和固化剂等材料组成，其相对于铸造方式，生产周期要大大缩短。其中，传统铸造模具的生产周期为15-18天，而玻璃钢模具的生产周期为7-10天，时间可以节约50％。

5、以玻璃钢作为骨架的填充材料，玻璃钢具有可修补性，可根据零部件的变动进行模具的调整修改，解决铝合金需要多次修正模具以控制回弹周期长问题。

6、本模具中，使用玻璃钢作为填充材料，减少钢制模具中的钢材使用量，节约了模具的制造成本。经测算同样尺寸的模具成本可以节约2/3。

7、该方案特别适用于项目开发周期短、模具寿命要求不高的样车软工装试制环境。

附图说明

图1是凹模内部钢材骨架；

图2是凸模内部钢材骨架；

图3是凹凸模结构爆炸图；

图4是凹凸模结构装配示意图。

其中：1-凹模内部钢材骨架；2-凸模内部钢材骨架；3-凹模玻璃钢；4-凸模玻璃钢

具体实施方式

下面将结合附图1-4对本发明实施例中的技术方案进行详细说明。

该实施例提供了一种骨架式玻璃钢冲压成型铝合金零件的模具制造方法，具体包括一下步骤：

步骤1、首先依据冲压件结构尺寸确定钢材骨架的结构尺寸，并通过钢材的搭接形成凹模内部钢材骨架1和凸模内部钢材骨架2；

如图1-2所示，该步骤中，凹模内部钢材骨架1和凸模内部钢材骨架2的结构可根据模具形状进行设计，并根据强度要求选择钢材骨架材料并焊接完成。

步骤2、钢材的搭接确定凹凸模的内部骨架后，在骨架正表面铺设玻纤布，将搅拌好的树脂混合液手工糊在玻纤布上，利用树脂的粘性固定好玻纤布，树脂糊满玻纤布后在表面再铺一层玻纤毡，然后再将树脂混合液糊在玻纤毡上，最终形成玻璃钢的表面结构；

该步骤中，如此反复将玻纤毡和玻纤布糊到骨架上，直至达到设计的模具厚度，通常，该过程耗时约2天，如图3的爆炸图示出了模具的主要构成部分，实际上，通过玻纤毡包覆后，凹模内部钢材骨架1和凸模内部钢材骨架2完全被包覆在玻纤毡的内部，并与玻璃钢材料紧密结合在一起。

步骤3、待玻璃钢表面结构成形后，再通过cnc加工到模具的最终尺寸要求，完成模具的制造。

该步骤中，上述手工糊好的玻璃钢等待1天后冷却定型，使用cnc按照设计数据将模具加工到尺寸要求，通常耗时3天。

步骤4、在完成的模具上安装导柱及定位销钉。

该步骤中，根据模具工作环境的需要，模具上安装必要的导柱和定位销钉等附件，在即完成整套模具的制造，全程共耗时7天。实际试制生产使用时，由于铝合金零件的回弹的不确定性，因而需要多次修改调整模具尺寸，此时可利用玻璃钢模具的修补性实现模具的快速增减调整。经测算，修改同样尺寸的位置，玻璃钢模具可节约1/2的时间。

本模具根据玻璃钢本身材料的延展性较差，局部施加大压力时易开裂的特点，在模具内部加入钢制骨架以提高模具的整体强度，特别是局部凸出或结构复杂位置重点使用骨架加强，如图2中间凸起结构，从而实现可用于铝合金冲压成型等对模具强度要求不是特别高的场合。进一步的模具强度的要求提高，可将玻璃纤维替换成碳纤维，从而使模具获得更高的强度。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种骨架式玻璃钢冲压成型铝合金零件的模具制造方法，包括步骤：步骤1、首先依据冲压件结构尺寸确定钢材骨架的结构尺寸，并通过钢材的搭接形成凹模内部钢材骨架(1)和凸模内部钢材骨架(2)；步骤2、钢材的搭接确定凹凸模的内部骨架后，在骨架正表面铺设玻纤布，将搅拌好的树脂混合液手工糊在玻纤布上，利用树脂的粘性固定好玻纤布，树脂糊满玻纤布后在表面再铺一层玻纤毡，然后再将树脂混合液糊在玻纤毡上，最终形成玻璃钢的表面结构；步骤3、待玻璃钢表面结构成形后，再通过CNC加工到模具的最终尺寸要求，完成模具的制造；步骤4、在完成的模具上安装导柱及定位销钉。该方法，减少钢制模具中的钢材使用量，节约了模具的制造成本。

技术研发人员：龙广鹏;胡朝辉;陈建;顾成波;王强;何博赟
受保护的技术使用者：广西艾盛创制科技有限公司
技术研发日：2018.12.21
技术公布日：2019.05.03