用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于材料加工工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法。在已有輪轂零件樣品上涂一層環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，得到制造樹脂鑄造模具的原型的毛坯；利用三維繪圖軟件編制出鑄造模具原型的數(shù)控加工程序；利用數(shù)控銑設(shè)備加工得到制造樹脂鑄造模具的原型；利用硅橡膠翻制工藝制作出硅橡膠內(nèi)腔；在硅橡膠內(nèi)腔表層涂覆一層環(huán)氧樹脂混合材料和陶瓷粉末混合物，再在這層混合物表面涂覆一層環(huán)氧樹脂混合材料和無堿玻璃纖維短切原絲的混合物，待固化后去除掉硅橡膠內(nèi)腔，得到模具。本發(fā)明具有制造周期短，成本低的優(yōu)點(diǎn)，能適合鑄造市場(chǎng)快速反應(yīng)的要求，可適用于批量小的輪轂鑄件的鑄造工藝過程中。
【專利說明】用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料加工工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在輪轂鑄件的鑄造工藝過程中，目前國(guó)內(nèi)普遍采用的是鋼質(zhì)模具，其制造工藝復(fù)雜，制造成本高，制造周期長(zhǎng)，對(duì)于批量較大的輪轂鑄件的鑄造工藝過程而言是適合的，而對(duì)于小批量訂單的輪轂鑄件而言，存在制造周期長(zhǎng)，成本高的不足，不適合當(dāng)今鑄件市場(chǎng)快速反應(yīng)的要求。在之前申請(qǐng)的樹脂鑄造模具的快速制造方法中(具體申報(bào)的專利號(hào)請(qǐng)具體查實(shí))，有的是采用快速原型技術(shù)來制造用于制造模具的原型，這會(huì)導(dǎo)致原型的制造費(fèi)用增力口，也就增加了模具的制造成本；有的是利用現(xiàn)有的木模作為制造模具的原型，這種方法會(huì)導(dǎo)致模具的表面光潔度不高，影響到模具的內(nèi)在質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法，制造周期短，成本低，能適合鑄造市場(chǎng)快速反應(yīng)的要求，可適用于批量小的輪轂鑄件的鑄造工藝過程中。
[0004]本發(fā)明所述的用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法，包括以下步驟:
[0005](I)在已有的輪轂零件樣品上涂刷一層環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，得到制造樹脂鑄造模具的原型的毛坯；
[0006](2)利用三維繪圖軟件畫出制造樹脂鑄造模具的原型的三維圖，并編制出數(shù)控加工程序；
[0007](3)利用數(shù)控銑設(shè)備將步驟(I)中得到的原型毛坯精確定位后，將其加工到原型尺寸，得到制造樹脂鑄造模具的原型；
[0008](4)利用步驟(3)中得到的制造樹脂鑄造模具的原型和硅橡膠翻制工藝制作出鑄造樹脂模具的硅橡膠內(nèi)腔；
[0009](5)在硅橡膠內(nèi)腔表層均勻涂覆一層2?3_厚的環(huán)氧樹脂混合材料和陶瓷粉末的混合物，再在這層混合物表面均勻涂覆一層10?15mm厚的環(huán)氧樹脂混合材料和無堿玻璃纖維短切原絲的混合物，待兩層混合物材料固化后，去除掉硅橡膠內(nèi)腔，得到用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具。
[0010]步驟(I)中在已有的輪轂零件樣品上涂刷一層環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，其中環(huán)氧樹脂混合材料是由如下重量份數(shù)的原料組成:
[0011]環(huán)氧樹脂100份，
[0012]固化劑35份，
[0013]增韌劑9份。
[0014]固化劑為改性多元胺，增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
[0015]步驟(I)中微粉石墨材料的目數(shù)280?360目。
[0016]步驟(I)中環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料重量比為:環(huán)氧樹脂混合材料:微粉石墨材料為100:40?50。
[0017]步驟(I)中在輪轂零件樣品上涂刷的環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的混合物層的厚度根據(jù)輪轂零件的收縮率、模具斜度、加工余量等鑄造工藝參數(shù)來確定，其厚度應(yīng)比設(shè)計(jì)的模具原型尺寸(即模具尺寸)大I?2mm以便留下后續(xù)的數(shù)控加工余量。涂刷完混合物層后得到制造樹脂鑄造模具的原型的毛坯；
[0018]步驟(2)中應(yīng)根據(jù)輪轂零件鑄造工藝圖的要求，考慮到零件的收縮、模具斜度、力口工余量以及澆冒口等鑄造工藝參數(shù)，將輪轂零件的尺寸放大到模具原型尺寸(即模具尺寸)，并利用三維繪圖軟件畫出輪轂?zāi)＞咴偷娜S圖，并編制出數(shù)控加工程序。
[0019]步驟(5)中在硅橡膠內(nèi)腔表層均勻涂覆一層2?3mm厚的環(huán)氧樹脂混合材料和陶瓷粉末的混合物，其中:環(huán)氧樹脂混合材料和陶瓷粉末的混合物是由如下重量份數(shù)的原料組成:
[0020]環(huán)氧樹脂100份；
[0021]固化劑35份；
[0022]增韌劑9份；
[0023]偶聯(lián)劑2份；
[0024]光穩(wěn)定劑2份；
[0025]粒度為300?350目的耐磨粉料210份。
[0026]固化劑為改性多元胺；增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯；偶聯(lián)劑為Y-氨基丙基三乙氧基娃燒；光穩(wěn)定劑為2-輕基-4-正羊氧基_ 二苯甲酮；耐磨粉料由碳化娃粉末(優(yōu)選粒徑為240?320目)和氧化鋁粉末(優(yōu)選粒徑為240?320目)按重量比為2:1組成。
[0027]步驟(5)中再在這層混合物表面均勻涂覆一層10?15_厚的環(huán)氧樹脂混合材料和無堿玻璃纖維短切原絲的混合物，其中:環(huán)氧樹脂混合材料和無堿玻璃纖維短切原絲的混合物是由如下重量份數(shù)的原料組成:
[0028]環(huán)氧樹脂100份；
[0029]固化劑35份；
[0030]增韌劑9份；
[0031]無堿玻璃纖維短切原絲120?150份。
[0032]固化劑為改性多元胺；增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯；無堿玻璃纖維短切原絲規(guī)格為3?Smnin
[0033]綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0034](I)該模具制造方法與現(xiàn)有的鋼模制造方法相比，具有制造周期短，制造成本低的優(yōu)點(diǎn)，能適合鑄造市場(chǎng)快速反應(yīng)的要求，可適用于批量小的輪轂鑄件的鑄造工藝過程中。
[0035](2)本發(fā)明采用的方法是利用輪轂鑄件的樣品通過涂覆一層環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的混合物來加大零件的尺寸成為制造模具原型所需的毛坯，然后通過數(shù)控加工得到制造模具的原型，這種方法減少了模具原型的加工余量，降低了模具原型的制造成本，縮短了模具的制造周期。

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0037]實(shí)施例1
[0038](I)樹脂鑄造模具的初始原型的制造:在已有的輪轂零件樣品上均勻涂刷一層環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，其中環(huán)氧樹脂混合材料是由環(huán)氧樹脂、固化劑、增韌劑配制而成，上述各組分的份數(shù)比為:環(huán)氧樹脂100份；固化劑35份；增韌劑9份；上述原料中的固化劑為改性多元胺，增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯。其中微粉石墨材料的目數(shù)280目。其中環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的份數(shù)比為:環(huán)氧樹脂混合材料100份；微粉石墨材料40份。在輪轂零件樣品上涂刷的環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的混合物層的厚度根據(jù)輪轂零件的收縮率、模具斜度、加工余量等鑄造工藝參數(shù)來確定，其厚度比設(shè)計(jì)的模具原型尺寸(即模具尺寸)大Imm以便留下后續(xù)的數(shù)控加工余量。涂刷完混合物層后得到制造樹脂鑄造模具原型的毛坯；
[0039](2)原型的數(shù)控加工程序的編制:根據(jù)輪轂零件鑄造工藝圖的要求，考慮到零件的收縮、模具斜度、加工余量以及澆冒口等鑄造工藝參數(shù)，將輪轂零件的尺寸放大到模具原型尺寸(即模具尺寸)，利用三維繪圖軟件畫出輪轂?zāi)＞咴偷娜S圖，并編制出數(shù)控加工程序。
[0040](3)原型的銑削加工:利用數(shù)控銑設(shè)備將步驟(I)中得到的原型的毛坯精確定位后，將其加工到原型尺寸，得到制造樹脂鑄造模具的原型；
[0041](4)硅橡膠內(nèi)腔的制造:利用(3)中得到的原型和硅橡膠翻制工藝制作出鑄造樹脂模具的硅橡膠內(nèi)腔。
[0042](5)首先在硅橡膠內(nèi)腔表層均勻涂覆一層2_厚的由環(huán)氧樹脂混合材料和陶瓷粉末的混合物，再在這層混合物表面手工均勻涂覆一層15mm厚的由環(huán)氧樹脂混合材料和無堿玻璃纖維短切原絲的混合物，待兩層混合物材料固化后，去除掉硅橡膠層，得到用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具。其中首先在硅橡膠內(nèi)腔表層涂覆的環(huán)氧樹脂混合材料和陶瓷粉末的混合物是由環(huán)氧樹脂、固化劑、增韌劑、偶聯(lián)劑、光穩(wěn)定劑以及粒度在320目的耐磨陶瓷粉末組成的，在硅橡膠內(nèi)腔形成表面耐磨層，上述混合物的份數(shù)比為:環(huán)氧樹脂100份；固化劑35份；增韌劑9份；偶聯(lián)劑2份；光穩(wěn)定劑2份；粒度為320目的耐磨粉料210份；上述原料中的固化劑為改性多元胺，增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯，偶聯(lián)劑為Y-氨基丙基三乙氧基硅烷，光穩(wěn)定劑為2-羥基-4-正辛氧基-二苯甲酮。耐磨粉料由140份的碳化硅粉末和70份的氧化鋁粉末組成。
[0043]其中在這層混合物表面手工均勻涂覆的由環(huán)氧樹脂混合材料和無堿玻璃纖維短切原絲的混合物是由環(huán)氧樹脂、固化劑、增韌劑以及無堿玻璃纖維短切原絲組成的，上述各原料的份數(shù)比為:環(huán)氧樹脂100份；固化劑35份；增韌劑9份；無堿玻璃纖維短切原絲120份；上述原料中固化劑為改性多元胺，增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯，無堿玻璃纖維短切原絲規(guī)格為5mm。
[0044]實(shí)施例2
[0045](I)樹脂鑄造模具的初始原型的制造:在已有的輪轂零件樣品上均勻涂刷一層環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，其中環(huán)氧樹脂混合材料是由環(huán)氧樹脂、固化劑、增韌劑配制而成，上述各組分的份數(shù)比為:環(huán)氧樹脂100份；固化劑35份；增韌劑9份；上述原料中的固化劑為改性多元胺，增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯。其中微粉石墨材料的目數(shù)320目。其中環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的份數(shù)比為:環(huán)氧樹脂混合材料100份；微粉石墨材料50份。在輪轂零件樣品上涂刷的環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的混合物層的厚度根據(jù)輪轂零件的收縮率、模具斜度、加工余量等鑄造工藝參數(shù)來確定，其厚度應(yīng)比設(shè)計(jì)的模具原型尺寸(即模具尺寸)大2mm以便留下后續(xù)的數(shù)控加工余量。涂刷完混合物層后得到制造樹脂鑄造模具原型的毛坯；
[0046](2)原型的數(shù)控加工程序的編制:根據(jù)輪轂零件鑄造工藝圖的要求，考慮到零件的收縮、模具斜度、加工余量以及澆冒口等鑄造工藝參數(shù)，將輪轂零件的尺寸放大到模具原型尺寸(即模具尺寸)，并利用三維繪圖軟件畫出輪轂?zāi)＞咴偷娜S圖，并編制出數(shù)控加工程序。
[0047](3)原型的銑削加工:利用數(shù)控銑設(shè)備將步驟(I)中得到的原型的毛坯精確定位后，將其加工到初始原型尺寸，得到制造樹脂鑄造模具的原型；
[0048](4)硅橡膠內(nèi)腔的制造:利用(3)中得到的原型和硅橡膠翻制工藝制作出鑄造樹脂模具的硅橡膠內(nèi)腔。
[0049](5)首先在硅橡膠內(nèi)腔表層均勻涂覆一層3_厚的由環(huán)氧樹脂混合材料和陶瓷粉末的混合物，再在這層混合物表面手工均勻涂覆一層1mm厚的由環(huán)氧樹脂混合材料和無堿玻璃纖維短切原絲的混合物，待兩層混合物材料固化后，去除掉硅橡膠層，得到用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具。其中首先在硅橡膠內(nèi)腔表層涂覆的環(huán)氧樹脂混合材料和陶瓷粉末的混合物是由環(huán)氧樹脂、固化劑、增韌劑、偶聯(lián)劑、光穩(wěn)定劑以及粒度在280目的耐磨陶瓷粉末組成的，在硅橡膠內(nèi)腔形成表面耐磨層，上述混合物的份數(shù)比為:環(huán)氧樹脂100份；固化劑35份；增韌劑9份；偶聯(lián)劑2份；光穩(wěn)定劑2份；粒度為280目的耐磨粉料210份；上述原料中的固化劑為改性多元胺，增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯，偶聯(lián)劑為Y-氨基丙基三乙氧基硅烷，光穩(wěn)定劑為2-羥基-4-正辛氧基-二苯甲酮。耐磨粉料由140份的碳化硅粉末和70份的氧化鋁粉末組成。
[0050]其中在這層混合物表面手工均勻涂覆的由環(huán)氧樹脂混合材料和無堿玻璃纖維短切原絲的混合物是由環(huán)氧樹脂、固化劑、增韌劑以及無堿玻璃纖維短切原絲組成的，上述各原料的份數(shù)比為:環(huán)氧樹脂100份；固化劑35份；增韌劑9份；無堿玻璃纖維短切原絲150份；上述原料中固化劑為改性多元胺，增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯，無堿玻璃纖維短切原絲規(guī)格為3mm。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)在已有的輪轂零件樣品上涂刷一層環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，得到制造樹脂鑄造模具的原型的毛坯； (2)利用三維繪圖軟件畫出制造樹脂鑄造模具的原型的三維圖，并編制出數(shù)控加工程序; (3)利用數(shù)控銑設(shè)備將步驟(I)中得到的原型毛坯精確定位后，將其加工到原型尺寸，得到制造樹脂鑄造模具的原型； (4)利用步驟(3)中得到的制造樹脂鑄造模具的原型和硅橡膠翻制工藝制作出鑄造樹脂模具的硅橡膠內(nèi)腔； (5)在硅橡膠內(nèi)腔表層均勻涂覆一層2?3_厚的環(huán)氧樹脂混合材料和陶瓷粉末的混合物，再在這層混合物表面均勻涂覆一層10?15_厚的環(huán)氧樹脂混合材料和無堿玻璃纖維短切原絲的混合物，待兩層混合物材料固化后，去除掉硅橡膠內(nèi)腔，得到用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法，其特征在于:步驟(I)中在已有的輪轂零件樣品上涂刷一層環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料的混合物，其中環(huán)氧樹脂混合材料是由如下重量份數(shù)的原料組成: 環(huán)氧樹脂100份， 固化劑35份， 增韌劑9份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法，其特征在于:固化劑為改性多元胺，增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法，其特征在于:步驟(I)中微粉石墨材料的目數(shù)280?360目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法，其特征在于:步驟(I)中環(huán)氧樹脂混合材料和微粉石墨材料重量比為:環(huán)氧樹脂混合材料:微粉石墨材料為100:40?50。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法，其特征在于:步驟(5)中在硅橡膠內(nèi)腔表層均勻涂覆一層2?3_厚的環(huán)氧樹脂混合材料和陶瓷粉末的混合物，其中:環(huán)氧樹脂混合材料和陶瓷粉末的混合物是由如下重量份數(shù)的原料組成: 環(huán)氧樹脂100份； 固化劑35份； 增韌劑9份； 偶聯(lián)劑2份； 光穩(wěn)定劑2份； 粒度為300?350目的耐磨粉料210份。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法，其特征在于:固化劑為改性多元胺；增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯；偶聯(lián)劑為Y-氨基丙基三乙氧基娃燒；光穩(wěn)定劑為2-輕基-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為2:1組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法，其特征在于:步驟(5)中再在這層混合物表面均勻涂覆一層10?15_厚的環(huán)氧樹脂混合材料和無堿玻璃纖維短切原絲的混合物，其中:環(huán)氧樹脂混合材料和無堿玻璃纖維短切原絲的混合物是由如下重量份數(shù)的原料組成: 環(huán)氧樹脂100份； 固化劑35份； 增韌劑9份； 無堿玻璃纖維短切原絲120?150份。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于制造輪轂鑄件的鑄造樹脂模具的快速制造方法，其特征在于:固化劑為改性多元胺；增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯；無堿玻璃纖維短切原絲規(guī)格為3 ?5mm0
【文檔編號(hào)】B22C7/00GK104148580SQ201410418594
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】張勇, 馬穎, 周訓(xùn)建, 商聰 申請(qǐng)人:山東宏馬工程機(jī)械有限公司