[发明专利]全数字加工的复合树脂拉延模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造金属薄板产品的树脂拉延模具。

背景技术

由于金属薄板的拉延对模具材料的耐磨和抗压要求高，传统上一般采用金属材料制造模具，以适应大批量的金属薄板产品的加工制造。但是，金属模具的加工周期长，成本高，当用于少量的产品加工时，摊在每件产品上的模具成本是非常高的。在技术和产品快速发展的今天，由于产品不断的更新和换代，许多产品的生产数量并不多，特别是在产品的研发和实验阶段，每种产品设计需要加工的件数很少，因此有必要采用新的技术，在能够满足少量产品加工需要的条件下，尽可能地缩短模具的加工周期，降低模具的加工费用，同时还需要提高模具模腔型面的加工精度，以适应产品的高精度要求。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种全数字加工的复合树脂拉延模具，这种模具的加工周期短，成本低，模腔型面的表面质量和形位精度高，适应于小批量金属薄板产品的拉延成型。

本发明采用的技术方案是：

一种全数字加工的复合树脂拉延模具，包括三个相互配套的模具单体，所述模具单体包含模具基体、随型层和金属框架，所述随型层粘结在所述模具基体的表面上，构成模具的模腔型面，所述金属框架包围在所述模具基体的四个侧面上，所述随型层的外表面经数控加工而成。

所述随型层可以采用添加可加工填料的改性聚氨酯材料制成。

所述可加工填料可以为可加工的无机填料。

所述模具基体可以采用添加有填料的高分子复合材料制成。

所述模具基体中的高分子材料可以为环氧树脂。

所述模具基体中的填料可以为石英砂。

所述模具单体的数量通常为3个，分别为凸模、凹模和压边圈。

所述模具单体的制作步骤可以为：

(1)制作模具单体毛坯的反型

在聚苯乙烯发泡塑料或聚氨酯发泡塑料上数控加工出模具单体毛坯的反型；

(2)制作随型层毛坯

在所述反型的型面上刷涂封孔防渗层，并均匀设置多个与随型层同样材料制成的等高块，所述等高块的高度等于所述随型层毛坯的设计厚度，然后以所述等高块的高度为基准，在反型的型面上制作随型层毛坯，所述随型层毛坯的厚度与所述等高块的高度相当，并将等高块包括在其中；

(3)制作金属框架

根据模具基体的形状和大小，制作出相应的可包围在所述模具基体的四个侧面上的金属框架；

(4)制作模具基体

将金属框架安装在固化后的所述随型层上，在金属框架和随型层之间形成用于成型模具基体的空间，在该空间内填充满糊状的模具基体材料，模具基体材料固化后同随型层和金属框架粘结在一起即形成为模具单体毛坯；

(5)加工随型层

采用数控加工设备，按照拉延产品的形位精度和表面质量要求，对所述随型层的外表面进行数控加工，加工出符合要求的模腔型面，形成模具单体。

在步骤(2)中，可以采用下列任意一种方式在反型的型面上制作随型层毛坯：

(2.1)将改性聚氨酯和无机填料充分混合成糊状，然后敷满所述反型的型面，使所敷设的材料固化后的厚度与所述等高块高度相当，所敷设的材料固化后形成所述的随型层毛坯；

(2.2)在所述等高块上铺覆隔离防渗层，然后在所述隔离防渗层与前面所述封孔防渗层之间灌注液态的改性聚氨酯材料，使所灌注的材料固化后的厚度与所述等高块高度相当，所灌注的材料固化后形成所述的随型层毛坯。

在灌注液态的改性聚氨酯材料时，通常要进行排气和防渗处理。

本发明的有益效果：采用了以各种适宜的高分子材料为主制备模具单体，不仅沿用了模具树脂高强度(用于模具拉延模腔)和快速固化复制性(用于快速制作随型毛坯)的特性，还改善了材料的加工特性，进一步降低了成本，极大地缩短了模具的制造时间；由于模具单体的模腔型面采用了具有相当强度的改性聚氨酯材料，具备了小批量金属薄板拉延加工的硬度和耐磨、耐压要求；而且在随型层中添加了可加工填料，由此改善了材料的加工特性，使得模腔型面的成型由模拟加工(翻制工艺)改变成为数字加工(数控工艺)，由于对模腔型面进行了高精度的数控加工，使其形状精度和表面质量相对翻制的树脂模具得到明显的提高，满足了高精度产品的加工要求。

附图说明

图1为被拉延的产品示例的结构示意图；

图2为针对图1产品制作的凸模成品的结构示意图；

图3为图2的凸模毛坯的反型的结构示意图；

图4为图2的凸模的随型层毛坯的预处理状态的结构示意图；

图5为图2的凸模的随型层毛坯制作完成状态的结构示意图；