[发明专利]滚塑机模具快速制造工艺

说明书

技术领域

本发明新型涉及一种滚塑机模具快速制造工艺，具体地说是利用金属板材数控渐进成型技术，将4mm厚度以内各类金属板材速将制成滚塑机所需的滚塑模具的工艺。

技术背景

目前，公知的滚塑模具制作方法主要采用钢板焊接模、铝合金焊接模及铝合金铸模三种类型，其中尤以铝合金铸模的应用最能保证滚塑制品的质量。但是铝合金铸模有以下缺点：工艺繁琐难度大且成本高。工艺包括木模制作、人工装配木模，真空重力铸造、模具CNC加工、电火花加工，钳工抛光、制作皮纹等工序。质量难以保证，铸造时很难保证毛坯表面没有气孔。铸模收缩率不宜确定，表面积难以精确获得，对塑料产品大小，加料量不好控制。铝合金因强度不高，模具壁厚是钢模3-4倍，总体传热性能不及钢模。从模具设计到得到实物一般需要几个月甚至更长，周期和费用高。模具的形状结构设计受复杂程度制约。加工设备和机床多且昂贵。目前工业界还没有一种适用于滚塑机模具快速制造工艺。

发明内容

本发明新型的目的是设计一种利用金属板材数控渐进成型技术快速制造滚塑机模具的先进工艺。

按照本发明提供的技术方案，一种滚塑机模具快速制造工艺包括以下步骤：

A、生成模型：根据滚塑机模具的上、下模的形状，用三维CAD系统设计所述滚塑机模具的上、下模轮廓模型，并在上、下模轮廓模型的边缘添加法兰的模型，在法兰上设置定位销或榫槽的模型，在上模轮廓模型上设置用于形成测量泄压孔的凸台的模型；最后生成滚塑机模具的三维CAD模型；

B、调整参数：根据滚塑机模具上对用于增加摩擦力的纹路的要求，调整数控无模成型设备中的成型压头10的直径大小和旋转轨迹步距；

C、生成CNC语句：根据所述三维CAD模型和旋转轨迹步距，在CAM系统上生成三维CAD模型的CNC语句，再将三维CAD模型的CNC语句分别输入支持数控渐进成型技术的数控无模成型设备；

D、成型：将选定的金属板材固定在数控无模成型设备的加工台面12上，并使所述成型压头10水平围绕在金属板材上对应于三维CAD模型中最高点的垂直轴线旋转，对金属板材进行数控渐进成型过程，最终使金属板材分别形成上、下模具主体；

E、加固模具：根据滚塑机模具的尺寸和高度，制造模具框架，以加固上、下模具主体；

F、锁紧模具：制作弹簧锁紧装置，并固定在模具框架上，通过弹簧锁紧装置锁紧上、下模具主体的法兰，使上、下模具主体闭合，形成滚塑机模具。

所述数控无模成型设备包括底座13、分别安装在底座13左右两侧的两对立柱14，立柱14由两根柱脚和一根顶部横梁15构成，底座13上设置有X轴向导轨，X轴向导轨上设置有可在其上移动的X轴向平台，X轴向平台上固定加工台面12，两对立柱14的顶部横梁15上设置有Y轴向平台，Y轴向平台上设置有Y轴向导轨，Y轴向导轨上设置有Z轴向丝杠16，Z轴向丝杠16上安装有成型压头10；X轴向导轨为两根，通过螺钉固定连接在Y轴向平台的两侧，Y轴向导轨的两内侧设置有Y轴向丝杠；由于具有X、Y、Z三个方向的运动机构，具有对不同金属板材进行成型的功能，X、Y、Z三轴方向在计算机控制下实现X、Y、Z三个方向的运动机构联动，成型压头10相对于加工台面12的三维运动为数控渐进成型过程。

在生成模型时：将三维CAD模型沿高度方向分层，形成若干层二维断面轮廓数据；

在成型时，根据这些二维断面轮廓数据，从三维CAD模型的顶层开始利用成型压头10逐层对金属板材进行数控渐进成型过程；所述数控渐进成型过程为：在数控无模成型设备的计算机控制下，成型压头10先走到对应于三维CAD模型中最高点垂直投射于金属板材加工面的位置，该位置为数控渐进成型过程的起点；然后按照第一层断面轮廓数据，以走等高线的方式，对金属板材实施成型加工；在金属板材加工面上形成第一层轮廓面后，成型压头10再压下一个设定的旋转轨迹步距，沿第二层断面轮廓运动，并形成第二层轮廓面；如此重复直到整个金属板材成型完毕，形成上、下模具主体。

在数控渐进成型过程中，调整成型压头10的直径大小和旋转轨迹步距，在所述金属板材上产生纹路。

在数控渐进成型过程中，在所述金属板材上形成用于预留做测量泄压孔的凸台。

弹簧锁紧装置的受力点作用于模具框架，模具框架将锁紧力传递至法兰，上、下模具主体无受力。