题目快速成形技术在模具制造中的应用

1题目快速成形技术在模具制造中的应用摘要市场竞争的不断加剧，要求企业必须快速响应市场和用户的需求变化，促使工业生产越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展。快速成形技术作为诞生仅十余年的先进制造技术，已成功地实现了快速原型制造，目前正向决速模具制造方向迅速发展。论文首先对快速成型技术的特点和几种典型工艺作了介绍，并分析和探讨了快速成型技术的研究现状、存在的主要问题及发展趋势。对于快速制模技术主要介绍了其现状和发展趋势，分析了模具快速制造的间接法和直接法的特点和问题，阐述了快速模具技术在21世纪的发展趋势及其应用前景。通过对硅橡胶模具设计技术的特点、实施方法和步骤的研究，探讨了尺寸补偿、分型方向确定及分型面设计、脱模斜度选取、浇口设计等相关的关键技术。为了深入了解影响硅橡胶模具加工的因素，本文进行大量的工艺试验，完成了对工艺参数的优化。关键词:快速成型技术;快速制模技术;硅橡胶模具。TheTeehnologyofRaPidToolingBasedonRaPidProtoytPingAbstaretThegrowingcompetitioninthemarket,enterprisesmustquicklyrespondtothedemandsofthemarketanduserneedschange,topromoteindustrialproductiontomoreandmoreandmorevariety,low-volume,high-quality,low-costway.RapidPrototypingTechnologyisonlyasthebirthofmorethantenyearsofadvancedmanufacturingtechnology,hassuccessfullyachievedarapidprototypemanufacturing,currentlybeingmustspeedthedirectionoftherapiddevelopmentofmoldmanufacturing.Firstofallpapersontherapidprototypingtechnologyandthecharacteristicsofthetypicalprocesswasintroducedanddiscussedtheanalysisandrapidprototypingtechnologyresearch,themainproblemsandtrends.Therapidtoolingtechnologies,introduceditscurrentsituationanddevelopmenttrendofrapidanalysisofthemoldmanufacturingmethodofindirectanddirectmethodofcharacteristicsandproblemsonarapidtoolingtechnologyinthe21stcentury,thedevelopmenttrendanditsapplications.Thesiliconrubbermolddesigncharacteristicsofthetechnology,methodsandstepsfortheimplementationofthestudytoexaminethesizeofthecompensation,andtodeterminethedirectionofthesub-surfacedesign,selectthe2gradientrelease,thegatedesignofkeytechnologiesrelated.Tobetterunderstandtheimpactofsiliconrubbermoldprocessingelements,thepapercarriedalotoftrialprocess,completedtheoptimizationofprocessparameters.Keywords:rapidprototyping;rapidtoolingtechnology;siliconrubbermold.目录摘要--------------------------------------------------------------------2第一章绪论----------------------------------------------------31.1模具在工业生产中的重要地位------------------------------31.2快速成型技术--------------------------------------------4第二章快速制模技术---------------------------------------------52.1快速制模技术的提出--------------------------------------52.2快速制模技术的分类--------------------------------------62.2.1直接制模法-----------------------------------------72.2.2间接制模法-----------------------------------------7第三章软质模具工艺及设计---------------------------------------83.1硅胶模工艺----------------------------------------------83.2硅胶模设计----------------------------------------------83.2.1技术特点-------------------------------------------83.2.2尺寸补偿-------------------------------------------93.2.3分型方向的确定及分型面设计------------------------103.2.4脱模斜度选取--------------------------------------113.2.5浇口、排气口的设计--------------------------------113.3硅胶模实验分析-----------------------------------------123.3.1工艺过程------------------------------------------123.3.2主要工艺参数的确定--------------------------------12第四章结论与展望---------------------------------------------134.1结论---------------------------------------------------134.2展望---------------------------------------------------14参考文献-------------------------------------------------------14第一章绪论1.1模具在工业生产中的重要地位模具是现代工业生产中使用极为广泛的工艺装备，在某些产品(如塑料件)3的批量化成形加工中，模具成形甚至是唯一的加工工艺。模具在成形工艺中对成形件尺寸、形状精度和内在质量具有重要作用[1]。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具生产技术水平的高低，己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和产品的开发能力[2]。由于用模具加工零件具有生产率高、质量好、节约原材料和成本低等一系列优势。因此模具在很大程度上决定企业在市场竞争中的应变能力，模具成型已成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。80年代以来，中国模具工业发展十分迅速。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具工业一直以每年巧%左右的增长速度快速发展。传统的模具制造要用到车、铣、刨、钻、磨、电火花等加工方法，才能得到所需的模具形状和尺寸。要设计和制造出一副合格的模具，往往需要经过由设计、加工到试模的多次反复，因此模具制作成本高、周期长，而且精度不易保证，有时甚至造成模具的报废。针对传统的机械加工模具制造技术的上述缺点，近年来研究开发了适用于新产品、样机试制和中、小批量规模生产的基于快速原型技术的快速模具制造技术。快速模具的基本技术特征是非机械加工型腔复制，其关键技术之一是母模原型件的设计与制造。传统的快速制模一般采用己有制件或机加工件作为母模，对于较复杂的和精度要求较高的快速模具，传统的母模设计制造模式显得束手无策，己成为制约快速模具制造技术发展的瓶颈。基于快速原型制造的快速模具技术集成快速原型制造高新技术和传统的非机械加工型腔复制技术，发挥各自优势，己成为产品快速更新换代和新产品开发及中、小批量生产的有效手段之一[3]。现代工业的发展，对模具技术的要求越来越高。综观现代模具技术，正向1)高精度2)寿命长3)高生产率4)结构复杂方向发展[4]。传统模具设计制造技术，根本不能满足市场对模具的要求。因此，研制和开发新的模具设计、制造技术势在必行，快速模具制造技术正是在这种形势下被开发出来的，并在现代模具的生产中发挥了重要作用。快速制模技术与传统的机械加工相比，具有制模周期短、成本低、精度与寿命又能满足生产上的使用要求，快速响应市场和用户需求的变化，产品快速投放市场，特别是对于形状比较复杂的中小型模具，具有比较显著的综合经济效益。在快速制模技术中，制造出尺寸精度比较高的快速原型是前提，但大部分快速成型得到的原型因材质和成型工艺的限制，不能直接作为模具使用[5]。只有解决好快速原型向达到使用要求的模具的转化，并且保证在每次工艺转换过程中的尺寸精度要求，才能真正实现模具的快速经济制造。1.2快速成型技术快速成形技术是一项集激光、材料、信息及控制等于一体的高新制造技术，其突出特点就是不需要任何工装夹具便能根据产品的CAD数据快捷地制造出具有一定结构和功能的原型甚至产品，它是将计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机数字控制(CNC)、精密伺服驱动、激光和材料科学等先进技术集于一体的新技术。快速成型技术的成型过程包括:前处理(三维模型的构造、三维模型的近似处理、三维模型的切片处理)、分层叠加成型(截面轮廓的制造与截面轮廓的叠合)和后处理(表面处理等)。其基本成形过程如下图所示:4图.快速成型的成型过程快速成型技术特点如下:(l)能以最快的速度将设计思想转变为具有一定结构功能的产品原型或直接制造零件，使设计模型快速生产出来。(2)成型速度快。(3)设计制造一体化。(4)高度柔性。(5)自由成型制造。(6)制造费用低。(7)材料的广泛性。(8)技术的高度集成。因此快速成型技术带有鲜明的时代特征。快速成型技术的主要用途：其应用范围己拓展到家电、汽车、玩具、轻工、造船、建筑、航空航天、兵器、艺术、考古和影视等行业，并取得了显著的效果。它的主要用途如下:(1)新产品研制阶段的验证。(2)新产品投放市场前的调研和宣传。(3)快速制模快速制模是快速成型技术的重要应用方向之一。目前，采用快速成形制造技术的快速模具制造主要用于制造铸造模具和塑料模具。制模方法可分为间接制模和直接制模两种方式，这在下一章将详细叙述。(4)医学上的辅助手术确诊和仿生。(5)RPM技术用于微型制造的研究开发。(6)新材料的研究。(7)集成的快速制造技术与反求工程[6]。快速成型技术的几种典型工艺：液态光敏树脂选择性固化(SLA);分层实体制造(LOM);粉末材料选择性烧结(SLS);丝