CN103921087B - 一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法，主要针对现有的冲压模具在使用上具有的一次性、制作成本高、有损毁无法对其进行修补的问题。通过对母模进行选定，对比同类新零件确定修正区域，在母模上进行修正，然后进行树脂材料的制备及填充，最后进行新模具的加工，在母模的基础上得到新模具。本发明在不变动树脂冲压模具整体结构的前提下，达到局部改动、整体更新的目的，实现模具的循环再生利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法，属于模具制造领域。
背景技术
模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中，用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。
目前，我国模具行业主要依靠钢材、铸铁、铝材和合金等金属材料形式来实现模具的完成。
树脂冲压模具具有制造周期短、成本低的特点，适合小批量（300件以内）零件的制造；主要应用在制造汽车研发领域的快速制件和飞机零件的的制造等领域。
现有的金属冲压模具在使用上具有“一次性”的特点，只能作为同一尺寸的实物进行冲压制件，对尺寸不一致的无法进行冲压制件，成本较高；制件过程中若有损坏无法进行修补；同时，对于传统的金属模具，若想改动尺寸，需满足高温环境进行浇注，对环境要求较高。现在的快速制件树脂冲压模具在使用上也具有“一次性”的特点，根本原因是大多数模具制造厂家使用的树脂材料大量填充了硅砂等增硬材料，不具备机械再加工能力，单一零件冲压完成后，只能废弃。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法及设备，本发明在不变动树脂冲压模具整体结构的前提下，达到局部改动、整体更新的目的，实现模具的循环再生利用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法，其具体实现步骤如下：
（1）母模的选定：首先对零件按用途进行分类，选择同类零件的最大尺寸进行模具的设计，按此尺寸制造的模具作为母模；所述母模为快速制件树脂冲压模具；
（2）确定修正区域：按照同类新零件与母模的冲压曲面形状不同之处确定母模的修正区域;
（3）将母模的凸模中的突起部分利用切削机床将多余的树脂材料移除至凸模表面平整；
（4）树脂材料的制备及填充：首先通过双行星搅拌机制取所需的树脂材料，然后通过涂覆机将树脂材料均匀地涂覆在母模的凹模中的凹陷部分至凹模表面平整；母模的凸模首先利用护板在其表面围成树脂材料填充区域，然后用涂覆机将树脂材料均匀地涂覆在树脂材料填充区域内，从而形成新的凹模及凸模树脂胚料；
（5）新模具的加工：待步骤（4）中填充的树脂材料固化，固化条件为常温下固化，固化时间为24小时，树脂材料固化后采用数控机床加工中心加工达到新模具的尺寸精度要求即可。
所述快速制件树脂冲压模具，包括凸模、凹模和辅助机构，所述辅助机构包括背板、护板、垫板、压边圈及简易导向装置。
步骤（4）所述的树脂材料填充区域为不规则多边形。
所述树脂材料的选择需满足以下条件：
（1）可在常温下浇注；
（2）硬度达到85D以上；
（3）易数控机床加工，不起灰，不损伤机床主体；
（4）无挥发性气体、气味的产生，符合GB9683-88、GB/T5009.119、GB/T5009.60标准的相关要求。
所述双行星搅拌器，包括运动机构，物料搅拌器，投料孔，料桶，搅拌桨，行星架，封盖，真空口，真空泵，主动轴，支撑轴，机架，控制面板，液压站，出料口；所述行星架与运动机构中的电机连接，行星架置于物料搅拌器内，行星架与搅拌桨连接，投料孔置于物料搅拌器上，出料口置于料桶下端，物料搅拌器与料桶通过封盖进行密封，机架内的真空泵与物料搅拌器上的真空口连接，运动机构与机架通过主动轴及支撑轴连接，控制面板与液压站设于机架上；
上述运动机构中的电机带动搅拌桨转动，从而对料桶中的物料进行搅拌，捏合；液压站通过控制主动轴和支撑轴的升降来控制运动机构与物料搅拌器、搅拌桨的升降，实现物料搅拌器连同搅拌桨与料桶分离或者结合，物料搅拌器通过封盖来实现与料桶的密封，利用真空泵对装置的真空度进行调节，物料搅拌器内呈真空状态，不断的排除水分和其他挥发物；
所述涂覆机，包括机架，所述机架上设有控制面板，料桶A，料桶B，压盘A，压盘B，计量泵A，计量泵B，齿轮泵A，齿轮泵B，搅拌器，出料口；所述料桶A与料桶B平行置于机架的底部，计量泵A下端连接压盘A，计量泵A通过2根气缸作升降，计量泵A内接齿轮泵A；计量泵B下端设有压盘B，计量泵B通过2根气缸作升降，计量泵B内接齿轮泵B；计量泵A与计量泵B的上端连接搅拌器，搅拌器上设有出料口。
上述料桶A与料桶B中放置物料，通过控制面板设置计量泵A与计量泵B的升降以及转速，计量泵A与计量泵B的升降分别控制压盘A与压盘B的升降，齿轮泵A与齿轮泵B的转速增减确定料桶A与料桶B中物料的混合比，计量泵A与计量泵B的物料输入搅拌器进行搅拌，搅拌均匀后于出料口进行使用。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的可循环利用的树脂冲压模具在不变动模具整体结构的前提下，通过进行局部改动以达到整体更新的目的，这样的技术实施可以节省大量制造成本；较现在的快速制件树脂冲压模具而言，可以节省70%的制造成本，从而盘活大量资产。据统计，全国的汽车厂每年可生产500个左右的车型，其中每个车型中用到快速制件树脂冲压模具的市场价值达3000-3600万元，共计约150亿元以上；全国每个飞机制造厂每年生产飞机机型用到快速制件树脂冲压模具的制造数额为1-3亿元左右，全国有几十家飞机制造厂，每年用量大约100亿元；
（2）本发明的可循环利用的树脂冲压模具在生产上大幅提高了工作效率；现在的快速制件树脂冲压模具一般制造周期需花费3周左右的时间，而本发明的可循环利用的树脂冲压模具仅需3-7天时间即可完成原始模具整体更新的制造；
（3）针对环境影响这一长远因素而言，可循环利用的树脂冲压模具促进了树脂模具的普及；改变了传统金属模具的制造方式，传统模具以铸造为原料来源；利用本发明，取缔了铸造环节，减少大量环境污染源；
（4）可循环利用的树脂冲压模具从经济角度上来说，其循环再生的技术特点使得该模具行业实现了循环经济，本着资源的高效利用和循环利用为目标，以“轻量化、再利用、资源化”为原则，按照自然生态系统物质循环和能量流动规律重构经济系统，使经济系统和谐的纳入到自然生态系统的物质循环的过程中，建立起一种新形态的经济；
（5）因为飞机制造行业积压了大量的成形模具设备，利用该技术可以使其获得重生，据统计，在航空领域，应用该技术可以盘活几百亿以上的固定资产。
附图说明
图1是本发明的技术路线图；
图2是快速制件树脂冲压模具结构示意图；
图3是实施例中具体实现步骤（2）的示意图；
图4是实施例中具体实现步骤（3）的示意图；
图5是实施例中具体实现步骤（4）的示意图；
图6是实施例中具体实现步骤（5）中树脂材料固化后的模具示意图；
图7是实施例中具体实现步骤（5）中采用数控机床中心加工后的新模具的示意图；
图8是双行星搅拌机的结构示意图；
图9是涂覆机的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法，其具体实现步骤如下：
（1）母模的选定：首先对零件按用途进行分类，选择同类零件的最大尺寸进行模具的设计，按此尺寸制造的模具作为母模；所述母模为快速制件树脂冲压模具，母模进行使用；
（2）参照图3，确定修正区域：母模进行使用后，与同类新零件对比后，按照同类新零件与母模的冲压曲面形状不同之处确定母模的修正区域;
（3）参照图4，凸模的修正：将母模的凸模中的突起部分利用切削机床将多余的树脂材料移除至凸模表面平整；
（4）树脂材料的制备及填充：首先通过双行星搅拌机制取所需的树脂材料，然后通过涂覆机将树脂材料均匀地涂覆在母模的凹模中的凹陷部分至凹模表面平整；母模的凸模首先利用护板在其表面围成树脂材料填充区域，然后用涂覆机将树脂材料均匀地涂覆在树脂材料填充区域内，从而形成新的凹模及凸模树脂胚料，如图5所示；
（5）新模具的加工：待步骤（4）中填充的树脂材料固化，固化条件为常温（23℃左右）下固化，固化时间为24小时，固化后的模具如图6所示，然后采用数控机床加工中心加工达到新模具的尺寸精度要求即可，新模具即可接着使用，使模具得到了重复利用，新模具如图7所示。
如图2所示，所述快速制件树脂冲压模具包括凸模21、凹模22和辅助机构，所述辅助机构包括背板23、护板24、垫板25、压边圈26及简易导向装置27。
步骤（4）所述的树脂材料填充区域为不规则多边形。
所述数控机床加工中心采用的是适合模具制造的三轴或五轴加工中心。
所述树脂材料的选择需满足以下条件：
（1）可在常温下（20℃左右）浇注；
（2）硬度达到85D以上；
（3）易数控机床加工，不起灰，不损伤机床主体；
（4）无挥发性气体、气味的产生，符合GB9683-88、GB/T5009.119、GB/T5009.60标准的相关要求。
所述树脂材料购自沈阳中航迈瑞特工业有限公司，型号为SAMYMC50。
参照图8，所述双行星搅拌器，包括运动机构1，物料搅拌器2，投料孔3，料桶4，搅拌桨5，行星架6，封盖7，真空口8，真空泵9，主动轴10，支撑轴11，机架12，控制面板13，液压站14，出料口15；所述行星架6与运动机构1中的电机连接，行星架6置于物料搅拌器2内，行星架6与搅拌桨5连接，投料孔3置于物料搅拌器2上，出料口15置于料桶4下端，物料搅拌器2与料桶4通过封盖7进行密封，机架12内的真空泵9与物料搅拌器2上的真空口8连接，运动机构1与机架12通过主动轴10及支撑轴11连接，控制面板13与液压站14设于机架12上；
上述运动机构1中的电机带动搅拌桨5转动，从而对料桶4中的物料进行搅拌，捏合；液压站14通过控制主动轴10和支撑轴11的升降来控制运动机构1与物料搅拌器2连同搅拌桨5的升降，实现物料搅拌器2连同搅拌桨5与料桶4分离或者结合，物料搅拌器2通过封盖7来实现与料桶4的密封，利用真空泵9对装置的真空度进行调节，物料搅拌器2内呈真空状态，不断的排除水分和其他挥发物。
参照图9，所述涂覆机，包括机架31，所述机架31上设有控制面板32，料桶A33，料桶B34，压盘A35，压盘B36，计量泵A37，计量泵B38，齿轮泵A39，齿轮泵B40，出料口41，搅拌器42；所述料桶A33与料桶B34平行置于机架31的底部，计量泵A37下端连接压盘A35，计量泵A37通过2根气缸作升降，计量泵A37内接齿轮泵A39；计量泵B38下端设有压盘B36，计量泵B38通过2根气缸作升降，计量泵B38内接齿轮泵B40；计量泵A37与计量泵B38的上端连接搅拌器42，搅拌器上设有出料口41。
上述料桶A33与料桶B34中放置物料，通过控制面板2设置计量泵A7与计量泵B38的升降以及转速，计量泵A37与计量泵B38的升降分别控制压盘A35与压盘B36的升降，齿轮泵A39与齿轮泵B40的转速增减确定料桶A33与料桶B34中物料的混合比，计量泵A37与计量泵B38的物料输入搅拌器42进行搅拌，搅拌均匀后于出料口41进行使用。
Claims (8)
1.一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法，其制造方法包括如下步骤：
(1)母模的选定：首先对零件按用途进行分类，选择同类零件的最大尺寸进行模具的设计，按此尺寸制造的模具作为母模；所述母模为快速制件树脂冲压模具；
(2)确定修正区域：按照同类新零件与母模的冲压曲面形状不同之处确定母模的修正区域；
(3)将母模的凸模中的突起部分利用切削机床将多余的树脂材料移除至凸模表面平整；
(4)树脂材料的制备及填充：首先通过双行星搅拌机制取所需的树脂材料，然后通过涂覆机将树脂材料均匀地涂覆在母模的凹模中的凹陷部分至凹模表面平整；母模的凸模首先利用护板在其表面围成树脂材料填充区域，然后用涂覆机将树脂材料均匀地涂覆在树脂材料填充区域内，从而形成新的凹模及凸模树脂胚料；
(5)新模具的加工：待步骤(4)中填充的树脂材料固化，固化条件为常温下固化，固化时间为24小时，树脂材料固化后采用数控机床加工中心加工达到新模具的尺寸精度要求即可。
2.如权利要求1所述的一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法，其特征在于：快速制件树脂冲压模具，包括凸模、凹模和辅助机构，所述辅助机构包括背板、护板、垫板、压边圈及简易导向装置。
3.如权利要求1所述的一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法，其特征在于：步骤(4)所述的树脂材料填充区域为不规则多边形。
4.如权利要求1所述的一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法，其特征在于，树脂材料的选择需满足以下条件：
(1)可在常温下浇注；
(2)硬度达到85D以上；
(3)易数控机床加工，不起灰，不损伤机床主体；
(4)无挥发性气体、气味的产生，符合GB9683-88、GB/T5009.119、GB/T5009.60标准的相关要求。
5.如权利要求1所述的一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法，步骤(4)所述的双行星搅拌器包括运动机构，物料搅拌器，投料孔，料桶，搅拌桨，行星架，封盖，真空口，真空泵，主动轴，支撑轴，机架，控制面板，液压站，出料口；所述行星架与运动机构中的电机连接，行星架置于物料搅拌器内，行星架与搅拌桨连接，投料孔置于物料搅拌器上，出料口置于料桶下端，物料搅拌器与料桶通过封盖进行密封，机架内的真空泵与物料搅拌器上的真空口连接，运动机构与机架通过主动轴及支撑轴连接，控制面板与液压站设于机架上。
6.如权利要求1所述的一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法，其特征在于：运动机构中的电机带动搅拌桨转动，从而对料桶中的物料进行搅拌，捏合；液压站通过控制主动轴和支撑轴的升降来控制运动机构与物料搅拌器、搅拌桨的升降，实现物料搅拌器连同搅拌桨与料桶分离或者结合，物料搅拌器通过封盖来实现与料桶的密封，利用真空泵对装置的真空度进行调节，物料搅拌器内呈真空状态，不断的排除水分和其他挥发物；
7.如权利要求1所述的一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法，步骤(4)所述的涂覆机包括机架，所述机架上设有控制面板，料桶A，料桶B，压盘A，压盘B，计量泵A，计量泵B，齿轮泵A，齿轮泵B，搅拌器，出料口；其特征在于：所述料桶A与料桶B平行置于机架的底部，计量泵A下端连接压盘A，计量泵A通过2根气缸作升降，计量泵A内接齿轮泵A；计量泵B下端设有压盘B，计量泵B通过2根气缸作升降，计量泵B内接齿轮泵B；计量泵A与计量泵B的上端连接搅拌器，搅拌器上设有出料口。
8.如权利要求7所述的一种可循环利用的树脂冲压模具的制造方法，其特征在于：料桶A与料桶B中放置物料，通过控制面板设置计量泵A与计量泵B的升降以及转速，计量泵A与计量泵B的升降分别控制压盘A与压盘B的升降，齿轮泵A与齿轮泵B的转速增减确定料桶A与料桶B中物料的混合比，计量泵A与计量泵B的物料输入搅拌器进行搅拌，搅拌均匀后于出料口进行使用。
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