CN101554645A - 消失模铸造发泡模具制造方法 - Google Patents

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本发明提供一种消失模铸造发泡模具制造方法，其特征在于采用如下步骤：①制作铸件的三维CAD模型，并由快速成型机制得铸造发泡模具毛坯所用的树脂原型；②制作铸造电火花加工电极所用的树脂原型；③利用与铸件相同尺寸的树脂原型和硅胶翻制发泡模具毛坯的内腔结构；④利用复合陶瓷型壳铸造技术铸造发泡模具的毛坯；⑤利用将铸件的尺寸放大0.5～1.5mm的树脂原型和复合陶瓷型壳铸造技术铸造电火花加工电极；⑥电火花加工发泡模具毛坯，并将其装配得到发泡模具。本发明特别适合于复杂形状内腔的发泡模具的制造，可快速得到发泡模具的毛坯和电极，形状越复杂，快速成型技术制造任意复杂形状的原型的特点体现得就越明显，实现消失模铸造发泡模具的快速制造。

Description

消失模铸造发泡模具制造方法
技术领域
本发明提供一种消失模铸造发泡模具制造方法，属于消失模铸造发泡模具加工技术领域。
背景技术
消失模铸造的工艺过程中，高质量的泡沫模样是获得高质量消失模铸件的基础，目前国内批量生产的消失模铸造用泡沫模样都是通过发泡模具成型的，发泡模具的质量及设计制造速度是企业赢得严酷市场竞争的关键设备。以往发泡模具的制作过程一般是利用客户提供的产品图纸或是铸件实物来进行模具结构设计，然后进行毛坯制作、机械加工和装配。在生产发泡模具毛坯时，多是采用木模造型，对于复杂内腔形状的木模而言，制作周期长，难度大，木模的外形尺寸精度低，导致发泡模具毛坯的加工余量很大。在发泡模具的机械加工工序，对于复杂曲面形状型腔的模具要采用数控加工技术，需要通过数控编程和数控加工来完成，导致发泡模具的机加工难度加大，加工周期延长，而且所采用的加工设备比较昂贵，由此使得发泡模具的加工费用很高，模具制造成本很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、工艺简单、加工质量好、周期短、成本低的消失模发泡模具制造方法。其技术内容为：
一种消失模铸造发泡模具制造方法，其特征在于采用以下步骤：①制作铸件的三维CAD模型，并由快速成型机制得铸造发泡模具毛坯所用的树脂原型；②将铸件的尺寸放大0.5～1.5mm来制作铸造发泡模具电火花加工电极所用的树脂原型；③利用步骤①制得的树脂原型和硅胶翻制发泡模具毛坯的内腔结构；④利用步骤③制得的发泡模具毛坯的内腔结构和复合陶瓷型壳铸造技术铸造发泡模具的毛坯；⑤利用步骤②制得的树脂原型和复合陶瓷型壳铸造技术铸造发泡模具电火花加工的电极；⑥电火花加工发泡模具的毛坯，并将其装配制得消失模铸造发泡模具。
所述的消失模铸造发泡模具制造方法，步骤①中铸件的三维CAD造型根据用三坐标测量机来测量铸件得到设计尺寸、或者利用提供的铸件设计尺寸来进行三维CAD造型，将得到的三维CAD造型生成制作发泡模具毛坯所用的三维CAD模型，然后将三维CAD模型传送到激光快速成型机的控制计算机中，由快速成型机制得铸造发泡模具毛坯所用的树脂原型。
所述的消失模铸造发泡模具制造方法，步骤②中铸件的三维CAD造型根据用三坐标测量机来测量铸件得到设计尺寸、或者利用提供的铸件设计尺寸来进行三维CAD造型，在造型过程中将测得铸件的设计尺寸放大0.5～1.5mm，生成制作发泡模具电火花加工电极所用的三维CAD模型，并将其传送到激光快速成型机的控制计算机中，由快速成型机制得铸造电火花加工电极所用的树脂原型。
所述的消失模铸造发泡模具制造方法，步骤③中利用步骤①中制得的树脂原型为模样，利用液态硅胶将树脂原型模样包容，待硅胶凝固之后，取出树脂原型模样，通过这种翻模的方法可以得到发泡模具毛坯的硅胶的内腔结构。
所述的消失模铸造发泡模具制造方法，步骤④中利用步骤③中得到的发泡模具毛坯的内腔结构，在内腔的表面首先选用锆砂为表面层型壳，再选用铝矾土合成料为背层型壳，待型壳干燥之后，对型壳在950℃条件下进行焙烧，可将硅胶的内腔结构烧掉，型壳保温1小时后在250℃出炉，则得到铸造发泡模具毛坯的复合陶瓷型壳，在型壳中浇铸金属液，待金属液凝固之后，去掉复合陶瓷型壳，即可得到发泡模具的毛坯。
所述的消失模铸造发泡模具制造方法，步骤⑤中利用步骤②制得的树脂原型表面，首先选用锆砂为表面层型壳，再选用铝矾土合成料为背层型壳，待型壳干燥之后，对型壳在950℃条件下进行焙烧，可将树脂原型烧掉，型壳保温1小时后在250℃出炉，则得到铸造电火花加工电极的复合陶瓷型壳，在型壳中浇铸紫铜金属液，待金属液凝固之后，去掉复合陶瓷型壳即可得到电火花加工电极的毛坯，将电极毛坯的表面抛光处理之后，即可得到发泡模具电火花加工的电极。
所述的消失模铸造发泡模具制造方法，步骤⑥中，首先将发泡模具毛坯的定位面进行加工，实现毛坯加工位置的精确定位，然后将该毛坯放置在电火花加工机床的平台上，与电火花加工电极实现精确定位，待电火花加工到该毛坯比铸件设计尺寸放大0.5～1.5mm的尺寸后即可完成发泡模具的电火花加工过程，将加工好的发泡模具装配之后即可得到消失模铸造发泡模具。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、采用快速成型技术来制备铸件的树脂实物，方便了对铸件的外形的设计和修改；
2、直接利用快速成型制备的树脂原型和硅胶模的翻模以及复合陶瓷型壳铸造技术来形成发泡模具内腔的型壳，使得发泡模具毛坯内腔的加工余量达到毫米级，增加了毛坯的尺寸精度缩短了加工周期；
3、直接利用快速成型制备的树脂原型和陶瓷型壳铸造技术来铸造模具电火花加工的电极，使得电极的精度达到零点几毫米级，可以满足发泡模具的加工要求，缩短了电极的制造周期和模具的机加工周期，加工费用较低；
4、本工艺特别适合于复杂形状内腔的发泡模具的制造，形状越复杂，快速成型技术制造任意复杂形状的原型的特点体现得就越明显，由于电火花加工工艺主要是电极的制造比较困难，所以内腔形状越复杂，该工艺的技术优势体现得越明显，经济和社会效益体现得越显著。
具体实施方式
以下是制作消失模铸造发泡模具的具体操作步骤：
1、制得铸造发泡模具毛坯所用的树脂原型：将铸件(鼠标)在ARES 10-7-5型三坐标测量机上测量出CAD的造型尺寸，利用Pro/E软件根据测得的造型尺寸进行三维CAD造型，将得到的三维CAD造型生成制作发泡模具毛坯所用的三维CAD模型，然后将三维CAD模型传送到激光快速成型机的控制计算机中，由快速成型机制得铸造发泡模具毛坯所用的树脂原型。
2、制得铸造电火花加工电极所用的树脂原型：将测得的造型尺寸利用Pro/E软件进行三维CAD造型，在造型过程中将测得的铸件造型尺寸放大1mm，作为以后铸件生产过程中冷却收缩的余量，将得到的三维CAD造型生成制作发泡模具毛坯所用的三维CAD模型，然后将该三维CAD模型传送到激光快速成型机的控制计算机中，由快速成型机制得铸造发泡模具毛坯所用的树脂原型。
3、利用与铸件相同尺寸的树脂原型和硅胶翻制发泡模具毛坯的内腔结构：利用步骤1中制得的树脂原型为模样，利用液态硅胶将树脂原型模样包容，待硅胶凝固之后，取出树脂原型模样，通过这种翻模的方法可以得到发泡模具毛坯的硅胶的内腔结构。
4、利用复合陶瓷型壳铸造技术铸造发泡模具的毛坯：利用步骤3中得到的发泡模具毛坯的内腔结构，在内腔的表面首先选用锆砂为表面层型壳，再选用铝矾土合成料为背层型壳，待型壳干燥之后，对型壳在950℃条件下进行焙烧，可将硅胶的内腔结构烧掉，型壳保温1小时后在250℃出炉，则得到铸造发泡模具毛坯的复合陶瓷型壳，在型壳中浇铸金属液，待金属液凝固之后，去掉复合陶瓷型壳，即可得到发泡模具的毛坯。
5、利用复合陶瓷型壳铸造技术铸造发泡模具电火花加工电极：利用步骤2制得的树脂原型表面，首先选用锆砂为表面层型壳，再选用铝矾土合成料为背层型壳，待型壳干燥之后，对型壳在950℃条件下进行焙烧，可将树脂原型烧掉，型壳保温1小时后在250℃出炉，则得到铸造电火花加工电极的复合陶瓷型壳，在型壳中浇铸紫铜金属液，待金属液凝固之后，去掉复合陶瓷型壳即可得到电火花加工电极的毛坯，将电极毛坯的表面抛光处理之后，即可得到发泡模具电火花加工的电极。
6、经电火花加工得到发泡模具：首先将发泡模具毛坯的定位面进行加工，实现毛坯加工位置的精确定位，然后将该毛坯放置在电火花加工机床的平台上，与电火花加工电极实现精确定位，待电火花加工到比铸件设计尺寸放大1mm的尺寸后即可完成发泡模具的电火花加工过程，将加工好的发泡模具装配之后即可得到消失模铸造发泡模具。

Claims (7)

1、一种消失模铸造发泡模具制造方法，其特征在于采用以下步骤：①制作铸件的三维CAD模型，并由快速成型机制得铸造发泡模具毛坯所用的树脂原型；②将铸件的尺寸放大0.5～1.5mm来制作铸造发泡模具电火花加工电极所用的树脂原型；③利用步骤①制得的树脂原型和硅胶翻制发泡模具毛坯的内腔结构；④利用步骤③制得的发泡模具毛坯的内腔结构和复合陶瓷型壳铸造技术铸造发泡模具的毛坯；⑤利用步骤②制得的树脂原型和复合陶瓷型壳铸造技术铸造发泡模具电火花加工的电极；⑥电火花加工发泡模具的毛坯，并将其装配制得消失模铸造发泡模具。
2、如权利要求1所述的消失模铸造发泡模具制造方法，其特征在于：步骤①中铸件的三维CAD造型根据用三坐标测量机来测量铸件得到设计尺寸、或者利用提供的铸件设计尺寸来进行三维CAD造型，将得到的三维CAD造型生成制作发泡模具毛坯所用的三维CAD模型，然后将三维CAD模型传送到激光快速成型机的控制计算机中，由快速成型机制得铸造发泡模具毛坯所用的树脂原型。
3、如权利要求1所述的消失模铸造发泡模具制造方法，其特征在于：步骤②中铸件的三维CAD造型根据用三坐标测量机来测量铸件得到设计尺寸、或者利用提供的铸件设计尺寸来进行三维CAD造型，在造型过程中将测得铸件的设计尺寸放大0.5～1.5mm，生成制作发泡模具电火花加工电极所用的三维CAD模型，并将其传送到激光快速成型机的控制计算机中，由快速成型机制得铸造电火花加工电极所用的树脂原型。
4、如权利要求1所述的消失模铸造发泡模具制造方法，其特征在于：步骤③中利用步骤①中制得的树脂原型为模样，利用液态硅胶将树脂原型模样包容，待硅胶凝固之后，取出树脂原型模样，通过这种翻模的方法可以得到发泡模具毛坯的硅胶的内腔结构。
5、如权利要求1所述的消失模铸造发泡模具制造方法，其特征在于：步骤④中利用步骤③中得到的发泡模具毛坯的内腔结构，在内腔的表面首先选用锆砂为表面层型壳，再选用铝矾土合成料为背层型壳，待型壳干燥之后，对型壳在950℃条件下进行焙烧，可将硅胶的内腔结构烧掉，型壳保温1小时后在250℃出炉，则得到铸造发泡模具毛坯的复合陶瓷型壳，在型壳中浇铸金属液，待金属液凝固之后，去掉复合陶瓷型壳，即可得到发泡模具的毛坯。
6、如权利要求1所述的消失模铸造发泡模具制造方法，其特征在于：步骤⑤中利用步骤②制得的树脂原型表面，首先选用锆砂为表面层型壳，再选用铝矾土合成料为背层型壳，待型壳干燥之后，对型壳在950℃条件下进行焙烧，可将树脂原型烧掉，型壳保温1小时后在250℃出炉，则得到铸造电火花加工电极的复合陶瓷型壳，在型壳中浇铸紫铜金属液，待金属液凝固之后，去掉复合陶瓷型壳即可得到电火花加工电极的毛坯，将电极毛坯的表面抛光处理之后，即可得到发泡模具电火花加工的电极。
7、如权利要求1所述的消失模铸造发泡模具制造方法，其特征在于：步骤⑥中，首先将发泡模具毛坯的定位面进行加工，实现毛坯加工位置的精确定位，然后将该毛坯放置在电火花加工机床的平台上，与电火花加工电极实现精确定位，待电火花加工到该毛坯比铸件设计尺寸放大0.5～1.5mm的尺寸后即可完成发泡模具的电火花加工过程，将加工好的发泡模具装配之后即可得到消失模铸造发泡模具。
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