用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法
【专利摘要】本发明属于材料加工工程【技术领域】，具体涉及一种用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法。在已有轮毂零件样品上涂一层环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，得到制造树脂铸造模具的原型的毛坯；利用三维绘图软件编制出铸造模具原型的数控加工程序；利用数控铣设备加工得到制造树脂铸造模具的原型；利用硅橡胶翻制工艺制作出硅橡胶内腔；在硅橡胶内腔表层涂覆一层环氧树脂混合材料和陶瓷粉末混合物，再在这层混合物表面涂覆一层环氧树脂混合材料和无碱玻璃纤维短切原丝的混合物，待固化后去除掉硅橡胶内腔，得到模具。本发明具有制造周期短，成本低的优点，能适合铸造市场快速反应的要求，可适用于批量小的轮毂铸件的铸造工艺过程中。
【专利说明】用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料加工工程【技术领域】，具体涉及一种用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法。
【背景技术】
[0002]在轮毂铸件的铸造工艺过程中，目前国内普遍采用的是钢质模具，其制造工艺复杂，制造成本高，制造周期长，对于批量较大的轮毂铸件的铸造工艺过程而言是适合的，而对于小批量订单的轮毂铸件而言，存在制造周期长，成本高的不足，不适合当今铸件市场快速反应的要求。在之前申请的树脂铸造模具的快速制造方法中(具体申报的专利号请具体查实)，有的是采用快速原型技术来制造用于制造模具的原型，这会导致原型的制造费用增力口，也就增加了模具的制造成本；有的是利用现有的木模作为制造模具的原型，这种方法会导致模具的表面光洁度不高，影响到模具的内在质量。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法，制造周期短，成本低，能适合铸造市场快速反应的要求，可适用于批量小的轮毂铸件的铸造工艺过程中。
[0004]本发明所述的用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法，包括以下步骤:
[0005](I)在已有的轮毂零件样品上涂刷一层环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，得到制造树脂铸造模具的原型的毛坯；
[0006](2)利用三维绘图软件画出制造树脂铸造模具的原型的三维图，并编制出数控加工程序；
[0007](3)利用数控铣设备将步骤(I)中得到的原型毛坯精确定位后，将其加工到原型尺寸，得到制造树脂铸造模具的原型；
[0008](4)利用步骤(3)中得到的制造树脂铸造模具的原型和硅橡胶翻制工艺制作出铸造树脂模具的硅橡胶内腔；
[0009](5)在硅橡胶内腔表层均匀涂覆一层2?3_厚的环氧树脂混合材料和陶瓷粉末的混合物，再在这层混合物表面均匀涂覆一层10?15mm厚的环氧树脂混合材料和无碱玻璃纤维短切原丝的混合物，待两层混合物材料固化后，去除掉硅橡胶内腔，得到用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具。
[0010]步骤(I)中在已有的轮毂零件样品上涂刷一层环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，其中环氧树脂混合材料是由如下重量份数的原料组成:
[0011]环氧树脂100份，
[0012]固化剂35份，
[0013]增韧剂9份。
[0014]固化剂为改性多元胺，增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯。
[0015]步骤(I)中微粉石墨材料的目数280?360目。
[0016]步骤(I)中环氧树脂混合材料和微粉石墨材料重量比为:环氧树脂混合材料:微粉石墨材料为100:40?50。
[0017]步骤(I)中在轮毂零件样品上涂刷的环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的混合物层的厚度根据轮毂零件的收缩率、模具斜度、加工余量等铸造工艺参数来确定，其厚度应比设计的模具原型尺寸(即模具尺寸)大I?2mm以便留下后续的数控加工余量。涂刷完混合物层后得到制造树脂铸造模具的原型的毛坯；
[0018]步骤(2)中应根据轮毂零件铸造工艺图的要求，考虑到零件的收缩、模具斜度、力口工余量以及浇冒口等铸造工艺参数，将轮毂零件的尺寸放大到模具原型尺寸(即模具尺寸)，并利用三维绘图软件画出轮毂模具原型的三维图，并编制出数控加工程序。
[0019]步骤(5)中在硅橡胶内腔表层均匀涂覆一层2?3mm厚的环氧树脂混合材料和陶瓷粉末的混合物，其中:环氧树脂混合材料和陶瓷粉末的混合物是由如下重量份数的原料组成:
[0020]环氧树脂100份；
[0021]固化剂35份；
[0022]增韧剂9份；
[0023]偶联剂2份；
[0024]光稳定剂2份；
[0025]粒度为300?350目的耐磨粉料210份。
[0026]固化剂为改性多元胺；增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯；偶联剂为Y-氨基丙基三乙氧基娃烧；光稳定剂为2-轻基-4-正羊氧基_ 二苯甲酮；耐磨粉料由碳化娃粉末(优选粒径为240?320目)和氧化铝粉末(优选粒径为240?320目)按重量比为2:1组成。
[0027]步骤(5)中再在这层混合物表面均匀涂覆一层10?15_厚的环氧树脂混合材料和无碱玻璃纤维短切原丝的混合物，其中:环氧树脂混合材料和无碱玻璃纤维短切原丝的混合物是由如下重量份数的原料组成:
[0028]环氧树脂100份；
[0029]固化剂35份；
[0030]增韧剂9份；
[0031]无碱玻璃纤维短切原丝120?150份。
[0032]固化剂为改性多元胺；增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯；无碱玻璃纤维短切原丝规格为3?Smnin
[0033]综上所述，本发明具有以下优点:
[0034](I)该模具制造方法与现有的钢模制造方法相比，具有制造周期短，制造成本低的优点，能适合铸造市场快速反应的要求，可适用于批量小的轮毂铸件的铸造工艺过程中。
[0035](2)本发明采用的方法是利用轮毂铸件的样品通过涂覆一层环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的混合物来加大零件的尺寸成为制造模具原型所需的毛坯，然后通过数控加工得到制造模具的原型，这种方法减少了模具原型的加工余量，降低了模具原型的制造成本，缩短了模具的制造周期。
【具体实施方式】
[0036]下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0037]实施例1
[0038](I)树脂铸造模具的初始原型的制造:在已有的轮毂零件样品上均匀涂刷一层环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，其中环氧树脂混合材料是由环氧树脂、固化剂、增韧剂配制而成，上述各组分的份数比为:环氧树脂100份；固化剂35份；增韧剂9份；上述原料中的固化剂为改性多元胺，增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯。其中微粉石墨材料的目数280目。其中环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的份数比为:环氧树脂混合材料100份；微粉石墨材料40份。在轮毂零件样品上涂刷的环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的混合物层的厚度根据轮毂零件的收缩率、模具斜度、加工余量等铸造工艺参数来确定，其厚度比设计的模具原型尺寸(即模具尺寸)大Imm以便留下后续的数控加工余量。涂刷完混合物层后得到制造树脂铸造模具原型的毛坯；
[0039](2)原型的数控加工程序的编制:根据轮毂零件铸造工艺图的要求，考虑到零件的收缩、模具斜度、加工余量以及浇冒口等铸造工艺参数，将轮毂零件的尺寸放大到模具原型尺寸(即模具尺寸)，利用三维绘图软件画出轮毂模具原型的三维图，并编制出数控加工程序。
[0040](3)原型的铣削加工:利用数控铣设备将步骤(I)中得到的原型的毛坯精确定位后，将其加工到原型尺寸，得到制造树脂铸造模具的原型；
[0041](4)硅橡胶内腔的制造:利用(3)中得到的原型和硅橡胶翻制工艺制作出铸造树脂模具的硅橡胶内腔。
[0042](5)首先在硅橡胶内腔表层均匀涂覆一层2_厚的由环氧树脂混合材料和陶瓷粉末的混合物，再在这层混合物表面手工均匀涂覆一层15mm厚的由环氧树脂混合材料和无碱玻璃纤维短切原丝的混合物，待两层混合物材料固化后，去除掉硅橡胶层，得到用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具。其中首先在硅橡胶内腔表层涂覆的环氧树脂混合材料和陶瓷粉末的混合物是由环氧树脂、固化剂、增韧剂、偶联剂、光稳定剂以及粒度在320目的耐磨陶瓷粉末组成的，在硅橡胶内腔形成表面耐磨层，上述混合物的份数比为:环氧树脂100份；固化剂35份；增韧剂9份；偶联剂2份；光稳定剂2份；粒度为320目的耐磨粉料210份；上述原料中的固化剂为改性多元胺，增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯，偶联剂为Y-氨基丙基三乙氧基硅烷，光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮。耐磨粉料由140份的碳化硅粉末和70份的氧化铝粉末组成。
[0043]其中在这层混合物表面手工均匀涂覆的由环氧树脂混合材料和无碱玻璃纤维短切原丝的混合物是由环氧树脂、固化剂、增韧剂以及无碱玻璃纤维短切原丝组成的，上述各原料的份数比为:环氧树脂100份；固化剂35份；增韧剂9份；无碱玻璃纤维短切原丝120份；上述原料中固化剂为改性多元胺，增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯，无碱玻璃纤维短切原丝规格为5mm。
[0044]实施例2
[0045](I)树脂铸造模具的初始原型的制造:在已有的轮毂零件样品上均匀涂刷一层环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，其中环氧树脂混合材料是由环氧树脂、固化剂、增韧剂配制而成，上述各组分的份数比为:环氧树脂100份；固化剂35份；增韧剂9份；上述原料中的固化剂为改性多元胺，增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯。其中微粉石墨材料的目数320目。其中环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的份数比为:环氧树脂混合材料100份；微粉石墨材料50份。在轮毂零件样品上涂刷的环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的混合物层的厚度根据轮毂零件的收缩率、模具斜度、加工余量等铸造工艺参数来确定，其厚度应比设计的模具原型尺寸(即模具尺寸)大2mm以便留下后续的数控加工余量。涂刷完混合物层后得到制造树脂铸造模具原型的毛坯；
[0046](2)原型的数控加工程序的编制:根据轮毂零件铸造工艺图的要求，考虑到零件的收缩、模具斜度、加工余量以及浇冒口等铸造工艺参数，将轮毂零件的尺寸放大到模具原型尺寸(即模具尺寸)，并利用三维绘图软件画出轮毂模具原型的三维图，并编制出数控加工程序。
[0047](3)原型的铣削加工:利用数控铣设备将步骤(I)中得到的原型的毛坯精确定位后，将其加工到初始原型尺寸，得到制造树脂铸造模具的原型；
[0048](4)硅橡胶内腔的制造:利用(3)中得到的原型和硅橡胶翻制工艺制作出铸造树脂模具的硅橡胶内腔。
[0049](5)首先在硅橡胶内腔表层均匀涂覆一层3_厚的由环氧树脂混合材料和陶瓷粉末的混合物，再在这层混合物表面手工均匀涂覆一层1mm厚的由环氧树脂混合材料和无碱玻璃纤维短切原丝的混合物，待两层混合物材料固化后，去除掉硅橡胶层，得到用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具。其中首先在硅橡胶内腔表层涂覆的环氧树脂混合材料和陶瓷粉末的混合物是由环氧树脂、固化剂、增韧剂、偶联剂、光稳定剂以及粒度在280目的耐磨陶瓷粉末组成的，在硅橡胶内腔形成表面耐磨层，上述混合物的份数比为:环氧树脂100份；固化剂35份；增韧剂9份；偶联剂2份；光稳定剂2份；粒度为280目的耐磨粉料210份；上述原料中的固化剂为改性多元胺，增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯，偶联剂为Y-氨基丙基三乙氧基硅烷，光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮。耐磨粉料由140份的碳化硅粉末和70份的氧化铝粉末组成。
[0050]其中在这层混合物表面手工均匀涂覆的由环氧树脂混合材料和无碱玻璃纤维短切原丝的混合物是由环氧树脂、固化剂、增韧剂以及无碱玻璃纤维短切原丝组成的，上述各原料的份数比为:环氧树脂100份；固化剂35份；增韧剂9份；无碱玻璃纤维短切原丝150份；上述原料中固化剂为改性多元胺，增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯，无碱玻璃纤维短切原丝规格为3mm。
【权利要求】
1.一种用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)在已有的轮毂零件样品上涂刷一层环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，得到制造树脂铸造模具的原型的毛坯； (2)利用三维绘图软件画出制造树脂铸造模具的原型的三维图，并编制出数控加工程序; (3)利用数控铣设备将步骤(I)中得到的原型毛坯精确定位后，将其加工到原型尺寸，得到制造树脂铸造模具的原型； (4)利用步骤(3)中得到的制造树脂铸造模具的原型和硅橡胶翻制工艺制作出铸造树脂模具的硅橡胶内腔； (5)在硅橡胶内腔表层均匀涂覆一层2?3_厚的环氧树脂混合材料和陶瓷粉末的混合物，再在这层混合物表面均匀涂覆一层10?15_厚的环氧树脂混合材料和无碱玻璃纤维短切原丝的混合物，待两层混合物材料固化后，去除掉硅橡胶内腔，得到用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具。
2.根据权利要求1所述的用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法，其特征在于:步骤(I)中在已有的轮毂零件样品上涂刷一层环氧树脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，其中环氧树脂混合材料是由如下重量份数的原料组成: 环氧树脂100份， 固化剂35份， 增韧剂9份。
3.根据权利要求2所述的用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法，其特征在于:固化剂为改性多元胺，增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯。
4.根据权利要求1所述的用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法，其特征在于:步骤(I)中微粉石墨材料的目数280?360目。
5.根据权利要求1所述的用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法，其特征在于:步骤(I)中环氧树脂混合材料和微粉石墨材料重量比为:环氧树脂混合材料:微粉石墨材料为100:40?50。
6.根据权利要求1所述的用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法，其特征在于:步骤(5)中在硅橡胶内腔表层均匀涂覆一层2?3_厚的环氧树脂混合材料和陶瓷粉末的混合物，其中:环氧树脂混合材料和陶瓷粉末的混合物是由如下重量份数的原料组成: 环氧树脂100份； 固化剂35份； 增韧剂9份； 偶联剂2份； 光稳定剂2份； 粒度为300?350目的耐磨粉料210份。
7.根据权利要求6所述的用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法，其特征在于:固化剂为改性多元胺；增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯；偶联剂为Y-氨基丙基三乙氧基娃烧；光稳定剂为2-轻基-4-正羊氧基_ 二苯甲酮；耐磨粉料由碳化娃粉末和氧化招粉末按重量比为2:1组成。
8.根据权利要求1所述的用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法，其特征在于:步骤(5)中再在这层混合物表面均匀涂覆一层10?15_厚的环氧树脂混合材料和无碱玻璃纤维短切原丝的混合物，其中:环氧树脂混合材料和无碱玻璃纤维短切原丝的混合物是由如下重量份数的原料组成: 环氧树脂100份； 固化剂35份； 增韧剂9份； 无碱玻璃纤维短切原丝120?150份。
9.根据权利要求8所述的用于制造轮毂铸件的铸造树脂模具的快速制造方法，其特征在于:固化剂为改性多元胺；增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯；无碱玻璃纤维短切原丝规格为3 ?5mm0
【文档编号】B22C7/00GK104148580SQ201410418594
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】张勇, 马颖, 周训建, 商聪 申请人:山东宏马工程机械有限公司