專(zhuān)利名稱(chēng)：熔模精密鑄造熔模模具制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料加工工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熔模精密鑄造熔模模具制造方 法。
背景技術(shù)：
熔模精密鑄造的工藝過(guò)程中，制得高質(zhì)量的熔模是獲得高質(zhì)量熔模精密鑄造鑄件 的基礎(chǔ)，目前國(guó)內(nèi)批量生產(chǎn)的熔模精密鑄造用的熔模都是由熔模模具成型的，熔模模具的 質(zhì)量及設(shè)計(jì)制造速度是企業(yè)贏得嚴(yán)酷市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵技術(shù)裝備。以往熔模模具的制作過(guò)程 一般是利用客戶(hù)提供的產(chǎn)品圖紙或是鑄件實(shí)物來(lái)進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行毛坯制作、 機(jī)械加工和裝配。在生產(chǎn)熔模模具毛坯時(shí)，多是采用木模造型，對(duì)于復(fù)雜內(nèi)腔形狀的木模而 言，制作周期長(zhǎng)，難度大，木模的外形尺寸精度低，導(dǎo)致熔模模具毛坯的加工余量很大。在熔 模模具的機(jī)械加工工序，對(duì)于復(fù)雜曲面形狀型腔的模具要采用數(shù)控加工技術(shù)，需要通過(guò)數(shù) 控編程和數(shù)控加工來(lái)完成，導(dǎo)致熔模模具的機(jī)加工難度加大，加工周期延長(zhǎng)，而且所采用的 加工設(shè)備比較昂貴，由此使得熔模模具的加工費(fèi)用很高，模具制造成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷、工藝簡(jiǎn)單、加工質(zhì)量好、周期短、成本 低的熔模精密鑄造熔模模具制造方法。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的即一種熔模精密鑄造熔模模具制造方法，其特征在于①根據(jù)要鑄造的鑄件的設(shè) 計(jì)尺寸來(lái)制作熔模的三維CAD模型，并由快速成型機(jī)制得鑄造熔模模具毛坯所用的熔模的 樹(shù)脂原型；②制作鑄造熔模模具電火花加工電極所用的熔模的樹(shù)脂原型；③利用與鑄件相 同尺寸的熔模的樹(shù)脂原型和硅橡膠翻制熔模模具毛坯的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)；④利用復(fù)合陶瓷型殼鑄 造技術(shù)鑄造熔模模具的毛坯；⑤利用將熔模的尺寸放大0. 5 1. 5mm的樹(shù)脂原型和復(fù)合陶 瓷型殼鑄造技術(shù)鑄造熔模模具的電火花加工電極；⑥電火花加工熔模模具毛坯內(nèi)腔，并將 其裝配得到熔模模具。所述的熔模精密鑄造熔模模具制造方法，步驟①中熔模的三維CAD模型根據(jù)用三 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)來(lái)測(cè)量鑄件得到設(shè)計(jì)尺寸、或者利用提供的鑄件設(shè)計(jì)尺寸來(lái)進(jìn)行熔模的三維 CAD造型，將得到的三維CAD造型生成制作熔模模具毛坯所用的熔模的三維CAD模型，然后 將三維CAD模型傳送到激光快速成型機(jī)的控制計(jì)算機(jī)中，由快速成型機(jī)制得鑄造熔模模具 毛坯所用的樹(shù)脂原型。所述的熔模精密鑄造熔模模具制造方法，步驟②中熔模的三維CAD模型根據(jù)用三 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)來(lái)測(cè)量鑄件得到設(shè)計(jì)尺寸、或者利用提供的鑄件設(shè)計(jì)尺寸來(lái)進(jìn)行三維CAD造 型，在造型過(guò)程中將測(cè)得的設(shè)計(jì)尺寸放大0. 5 1. 5mm,生成制作熔模模具電火花加工電極 所用的三維CAD模型，并將其傳送到激光快速成型機(jī)的控制計(jì)算機(jī)中，由快速成型機(jī)制得 鑄造電火花加工電極所用的樹(shù)脂原型。
所述的熔模精密鑄造熔模模具制造方法，步驟③中利用與鑄件相同尺寸的熔模的 樹(shù)脂原型為模樣，利用液態(tài)硅橡膠將樹(shù)脂原型模樣包容，待硅橡膠凝固之后，取出樹(shù)脂原型 模樣，通過(guò)這種翻模的方法可以得到熔模模具毛坯的硅橡膠內(nèi)腔結(jié)構(gòu)。所述的熔模精密鑄造熔模模具制造方法，步驟④中利用步驟③中得到的發(fā)泡模具 毛坯的硅橡膠的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，在內(nèi)腔的表面首先選用300目 400目的鋯砂為表面層型殼，再 選用100目 200目的鋁礬土合成料為背層型殼，待型殼干燥之后，對(duì)型殼在950°C條件下 進(jìn)行焙燒，可將硅橡膠的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)燒掉，型殼保溫1小時(shí)后在250°C出爐，則得到鑄造熔模 模具毛坯的復(fù)合陶瓷型殼，在型殼中澆鑄金屬液，待金屬液凝固之后，去掉復(fù)合陶瓷型殼， 即可得到熔模模具的毛坯。所述的熔模精密鑄造熔模模具制造方法，步驟⑤中利用將鑄件的設(shè)計(jì)尺寸放大 0. 5 1. 5mm的樹(shù)脂原型表面首先選用鋯砂為表面層型殼，再選用鋁礬土合成料為背層型 殼，待型殼干燥之后，對(duì)型殼在950°C條件下進(jìn)行焙燒，可將樹(shù)脂原型燒掉，型殼保溫1小時(shí) 后在250°C出爐，則得到鑄造電火花加工電極的復(fù)合陶瓷型殼，在型殼中澆鑄紫銅金屬液， 待金屬液凝固之后，去掉復(fù)合陶瓷型殼即可得到電火花加工電極的毛坯，將電極毛坯的表 面拋光處理之后，即可得到熔模模具電火花加工的電極。所述的熔模精密鑄造熔模模具制造方法，步驟⑥中，首先將熔模模具毛坯的結(jié)合 面進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)毛坯加工位置的精確定位，然后將毛坯放置在電火花加工機(jī)床的平臺(tái)上， 與電火花加工電極實(shí)現(xiàn)精確定位，待電火花加工到比鑄件設(shè)計(jì)尺寸放大0. 5 1. 5mm的設(shè) 計(jì)尺寸后即可完成熔模模具的電火花加工過(guò)程，將加工好的熔模模具裝配之后即可得到熔 模精密鑄造熔模模具。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、采用快速成型技術(shù)來(lái)制備鑄件熔模的樹(shù)脂實(shí)物，方便了對(duì)鑄件外形的設(shè)計(jì)和修 改；2、直接利用快速成型制備的熔模的樹(shù)脂原型和硅橡膠模的翻模以及復(fù)合陶瓷型 殼鑄造技術(shù)來(lái)形成熔模模具內(nèi)腔的型殼，使得熔模模具毛坯內(nèi)腔的加工余量達(dá)到毫米級(jí)， 增加了毛坯的尺寸精度縮短了加工周期；3、直接利用快速成型制備的熔模的樹(shù)脂原型和陶瓷型殼鑄造技術(shù)來(lái)鑄造熔模模 具電火花加工的電極，使得電極的尺寸精度達(dá)到零點(diǎn)幾毫米級(jí)，可以滿(mǎn)足熔模模具的加工 要求，縮短了電極的制造周期和熔模模具的機(jī)加工周期，加工費(fèi)用較低；4、本工藝特別適合于復(fù)雜形狀內(nèi)腔的熔模模具的制造，形狀越復(fù)雜，快速成型技 術(shù)制造任意復(fù)雜形狀的原型的特點(diǎn)體現(xiàn)得就越明顯，由于電火花加工工藝主要是電極的制 造比較困難，所以?xún)?nèi)腔形狀越復(fù)雜，該工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)得越明顯，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益體現(xiàn) 得也越顯著。
具體實(shí)施例方式以下是制作熔模精密鑄造熔模模具的具體操作步驟1、制得鑄造熔模模具毛坯所用的樹(shù)脂原型將鑄件(皮帶輪)在ARES10-7-5型三 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上測(cè)量出熔模CAD的造型尺寸，利用Pro/E軟件根據(jù)測(cè)得的造型尺寸進(jìn)行三維 CAD造型，將得到的三維CAD造型生成制作熔模模具毛坯所用的熔模的三維CAD模型，然后將三維CAD模型傳送到激光快速成型機(jī)的控制計(jì)算機(jī)中，由快速成型機(jī)制得鑄造熔模模具 毛坯所用的樹(shù)脂原型。2、制得鑄造熔模模具電火花加工電極所用的樹(shù)脂原型將測(cè)得的熔模的造型尺寸 利用Pro/E軟件進(jìn)行三維CAD造型，在造型過(guò)程中將測(cè)得的造型尺寸放大1mm，作為以后鑄 件生產(chǎn)過(guò)程中冷卻收縮的余量，將得到的三維CAD造型生成制作熔模模具毛坯所用的三維 CAD模型，然后將三維CAD模型傳送到激光快速成型機(jī)的控制計(jì)算機(jī)中，由快速成型機(jī)制得 鑄造熔模模具毛坯所用的樹(shù)脂原型。3、利用與鑄件相同尺寸的熔模的樹(shù)脂原型和硅橡膠翻制熔模模具毛坯的內(nèi)腔結(jié) 構(gòu)利用與鑄件相同尺寸的熔模的樹(shù)脂原型為模樣，利用液態(tài)硅橡膠將樹(shù)脂原型模樣包容， 待硅橡膠凝固之后，取出樹(shù)脂原型模樣，通過(guò)這種翻模的方法可以得到熔模模具毛坯的硅 橡膠內(nèi)腔結(jié)構(gòu)。4、利用復(fù)合陶瓷型殼鑄造技術(shù)鑄造熔模模具的毛坯利用得到的熔模模具毛坯的 硅橡膠內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，在內(nèi)腔的表面首先選用300目 400目的鋯砂為表面層型殼，再選用100 目 200目的鋁礬土合成料為背層型殼，待型殼干燥之后，對(duì)型殼在950°C條件下進(jìn)行焙 燒，可將硅橡膠的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)燒掉，型殼保溫1小時(shí)后在250°C出爐，則得到鑄造熔模模具毛 坯的復(fù)合陶瓷型殼，在型殼中澆鑄金屬液，待金屬液凝固之后，去掉復(fù)合陶瓷型殼，即可得 到熔模模具的毛坯。5、利用復(fù)合陶瓷型殼鑄造技術(shù)鑄造熔模模具電火花加工電極利用將鑄件的設(shè)計(jì) 尺寸放大Imm的熔模的樹(shù)脂原型表面首先選用鋯砂為表面層型殼，再選用鋁礬土合成料為 背層型殼，待型殼干燥之后，對(duì)型殼在950°C條件下進(jìn)行焙燒，可將樹(shù)脂原型燒掉，型殼保溫 1小時(shí)后在250°C出爐，則得到鑄造熔模模具電火花加工電極的復(fù)合陶瓷型殼，在型殼中澆 鑄紫銅金屬液，待金屬液凝固之后，去掉復(fù)合陶瓷型殼即可得到電火花加工電極的毛坯，將 電極毛坯的表面拋光處理之后，即可得到熔模模具電火花加工的電極。6、經(jīng)電火花加工得到熔模模具首先將熔模模具毛坯的結(jié)合面進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)毛 坯加工位置的精確定位，然后將毛坯放置在電火花加工機(jī)床的平臺(tái)上，與電火花加工電極 實(shí)現(xiàn)精確定位，待電火花加工到比鑄件設(shè)計(jì)尺寸放大Imm的模具內(nèi)腔尺寸后即可完成熔模 模具的電火花加工過(guò)程，將加工好的熔模模具裝配之后即可得到熔模精密鑄造熔模模具。
權(quán)利要求
一種熔模精密鑄造熔模模具制造方法，其特征在于①根據(jù)要鑄造的鑄件的設(shè)計(jì)尺寸來(lái)制作熔模的三維CAD模型，并由快速成型機(jī)制得鑄造熔模模具毛坯所用的熔模的樹(shù)脂原型；②制作鑄造熔模模具電火花加工電極所用的熔模的樹(shù)脂原型；③利用與鑄件相同尺寸的熔模的樹(shù)脂原型和硅橡膠翻制熔模模具毛坯的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)；④利用復(fù)合陶瓷型殼鑄造技術(shù)鑄造熔模模具的毛坯；⑤利用將熔模的尺寸放大0.5～1.5mm的樹(shù)脂原型和復(fù)合陶瓷型殼鑄造技術(shù)鑄造熔模模具的電火花加工電極；⑥電火花加工熔模模具毛坯內(nèi)腔，并將其裝配得到熔模模具。
2.如權(quán)利要求1所述的熔模精密鑄造熔模模具制造方法，其特征在于步驟①中熔模 的三維CAD模型根據(jù)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)來(lái)測(cè)量鑄件得到設(shè)計(jì)尺寸、或者利用提供的鑄件設(shè)計(jì) 尺寸來(lái)進(jìn)行熔模的三維CAD造型，將得到的三維CAD造型生成制作熔模模具毛坯所用的熔 模的三維CAD模型，然后將三維CAD模型傳送到激光快速成型機(jī)的控制計(jì)算機(jī)中，由快速成 型機(jī)制得鑄造熔模模具毛坯所用的樹(shù)脂原型。
3.如權(quán)利要求1所述的熔模精密鑄造熔模模具制造方法，其特征在于步驟②中熔模 的三維CAD模型根據(jù)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)來(lái)測(cè)量鑄件得到設(shè)計(jì)尺寸、或者利用提供的鑄件設(shè)計(jì) 尺寸來(lái)進(jìn)行三維CAD造型，在造型過(guò)程中將測(cè)得的設(shè)計(jì)尺寸放大0. 5 1. 5mm,生成制作熔 模模具電火花加工電極所用的三維CAD模型，并將其傳送到激光快速成型機(jī)的控制計(jì)算機(jī) 中，由快速成型機(jī)制得鑄造電火花加工電極所用的樹(shù)脂原型。
4.如權(quán)利要求1所述的熔模精密鑄造熔模模具制造方法，其特征在于步驟③中利用 與鑄件相同尺寸的熔模的樹(shù)脂原型為模樣，利用液態(tài)硅橡膠將樹(shù)脂原型模樣包容，待硅橡 膠凝固之后，取出樹(shù)脂原型模樣，通過(guò)這種翻模的方法可以得到熔模模具毛坯的硅橡膠內(nèi) 腔結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的熔模精密鑄造熔模模具制造方法，其特征在于步驟④中利用 步驟③中得到的發(fā)泡模具毛坯的硅橡膠的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，在內(nèi)腔的表面首先選用300目 400 目的鋯砂為表面層型殼，再選用100目 200目的鋁礬土合成料為背層型殼，待型殼干燥 之后，對(duì)型殼在950°C條件下進(jìn)行焙燒，可將硅橡膠的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)燒掉，型殼保溫1小時(shí)后在 250°C出爐，則得到鑄造熔模模具毛坯的復(fù)合陶瓷型殼，在型殼中澆鑄金屬液，待金屬液凝 固之后，去掉復(fù)合陶瓷型殼，即可得到熔模模具的毛坯。
6.如權(quán)利要求1所述的熔模精密鑄造熔模模具制造方法，其特征在于步驟⑤中利用 將鑄件的設(shè)計(jì)尺寸放大0. 5 1. 5mm的樹(shù)脂原型表面首先選用鋯砂為表面層型殼，再選用 鋁礬土合成料為背層型殼，待型殼干燥之后，對(duì)型殼在950°C條件下進(jìn)行焙燒，可將樹(shù)脂原 型燒掉，型殼保溫1小時(shí)后在250°C出爐，則得到鑄造電火花加工電極的復(fù)合陶瓷型殼，在 型殼中澆鑄紫銅金屬液，待金屬液凝固之后，去掉復(fù)合陶瓷型殼即可得到電火花加工電極 的毛坯，將電極毛坯的表面拋光處理之后，即可得到熔模模具電火花加工的電極。
7.如權(quán)利要求1所述的熔模精密鑄造熔模模具制造方法，其特征在于步驟⑥中，首先 將熔模模具毛坯的結(jié)合面進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)毛坯加工位置的精確定位，然后將毛坯放置在電 火花加工機(jī)床的平臺(tái)上，與電火花加工電極實(shí)現(xiàn)精確定位，待電火花加工到比鑄件設(shè)計(jì)尺 寸放大0. 5 1. 5mm的設(shè)計(jì)尺寸后即可完成熔模模具的電火花加工過(guò)程，將加工好的熔模 模具裝配之后即可得到熔模精密鑄造熔模模具。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及一種熔模精密鑄造熔模模具制造方法，其特征在于①根據(jù)三維CAD模型，由快速成型機(jī)制得熔模的樹(shù)脂原型；②制作鑄造熔模模具電火花加工電極所用的熔模的樹(shù)脂原型；③利用與鑄件相同尺寸的熔模的樹(shù)脂原型和硅橡膠翻制熔模模具毛坯的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)；④利用復(fù)合陶瓷型殼鑄造技術(shù)鑄造熔模模具的毛坯；⑤利用將熔模的尺寸放大0.5～1.5mm的樹(shù)脂原型和復(fù)合陶瓷型殼鑄造技術(shù)鑄造熔模模具的電火花加工電極；⑥電火花加工熔模模具毛坯內(nèi)腔，并將其裝配得到熔模模具。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、方便了對(duì)鑄件外形的設(shè)計(jì)和修改；2、增加了毛坯的尺寸精度，縮短了加工周期；3、電極的尺寸精度高，縮短了電極的制造周期和熔模模具的機(jī)加工周期，加工費(fèi)用較低。
文檔編號(hào)B22C7/02GK101992266SQ20101057719
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者張勇 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)