CN106584041A - 一种汽车轮轴模具制作方法 - Google Patents

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孙从贵
康冬平
杭霖生
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/24—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/22—Moulds for peculiarly-shaped castings

Abstract

本发明公开了一种汽车轮轴模具制作方法，包括如下步骤：根据轮轴铸件的铸造工艺图纸来绘制模具的三维CAD模型，并由快速成型设备制得树脂原型；利用制得的树脂原型通过常温硫化硅橡胶模的翻模快速得到制造树脂铸造模具的型腔；提供一铝合金平板制件作为铝合金基体，并对铝合金平板制件进行融化，融化后的合金液体通过所述型腔；对型腔内的合金液体进行冷却，得到铝合金基体；在该铝合金基体上钻锥形孔。本发明有效提高汽车轮轴模具的制作周期，降低了制作难度。

Description

一种汽车轮轴模具制作方法
技术领域
本发明涉及一种汽车模具，具体是一种汽车轮轴模具制作方法。
背景技术
锻造行业广泛使用辊轧机、楔横轧机，轧制滚压各种台阶轴类零件满足汽车等行业的大量需求。其所使用模具多为套形柱状模具的工作面为多导程、复杂曲面构成，加工制造难度较大。
由于这类模具一般体积较大，可选的加工车床比较有限，且装夹困难，不安全，加工直径也受到限制；复杂曲面的形成靠变换挂轮和频繁使用正反车、变换刀具来实现。这种方式加工，操作不易，工人劳动强度大，质量不易保证，一套模具(上模或下模)从装夹到卸货，两班倒，需要两周才能完成。效率极低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车轮轴模具制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种汽车轮轴模具制作方法，包括如下步骤：根据轮轴铸件的铸造工艺图纸来绘制模具的三维CAD模型，并由快速成型设备制得树脂原型；利用制得的树脂原型通过常温硫化硅橡胶模的翻模快速得到制造树脂铸造模具的型腔；提供一铝合金平板制件作为铝合金基体，并对铝合金平板制件进行融化，融化后的合金液体通过所述型腔；对型腔内的合金液体进行冷却，得到铝合金基体；在该铝合金基体上钻锥形孔；利用球头铣刀将锥形孔铣成凹球面；利用球模对凹球面进行热压，从而得到模具，在进行热压时，在该凹球面内添加润滑剂。
作为本发明进一步的方案：所述热压过程如下：将一加热板装夹在精密压力机的工作台上，将步骤三的铝合金基体放置在该加热板上，待加热板温度升至设定温度后保温一段时间，然后将球模放入到凹球面中，启动精密压力机，对球模加压；待球模下压至指定深度时，保温一段时间，之后停止加热，并启动风冷装置对铝合金模具进行降温，降至常温时，控制精密压力机机头上移，取出球模，制得模具。
作为本发明进一步的方案：所述对型腔内的合金液体进行冷却的温度控制在20～30℃。
作为本发明再进一步的方案：对铝合金基体进行铣削及打磨，获得平整表面形成铝合金基体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明有效提高汽车轮轴模具的制作周期，降低了制作难度。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明实施例中，一种汽车轮轴模具制作方法，包括如下步骤：根据轮轴铸件的铸造工艺图纸来绘制模具的三维CAD模型，并由快速成型设备制得树脂原型；利用制得的树脂原型通过常温硫化硅橡胶模的翻模快速得到制造树脂铸造模具的型腔；提供一铝合金平板制件作为铝合金基体，并对铝合金平板制件进行融化，融化后的合金液体通过所述型腔；对型腔内的合金液体进行冷却，得到铝合金基体；在该铝合金基体上钻锥形孔；利用球头铣刀将锥形孔铣成凹球面；利用球模对凹球面进行热压，从而得到模具，在进行热压时，在该凹球面内添加润滑剂。所述热压过程如下：将一加热板装夹在精密压力机的工作台上，将步骤三的铝合金基体放置在该加热板上，待加热板温度升至设定温度后保温一段时间，然后将球模放入到凹球面中，启动精密压力机，对球模加压；待球模下压至指定深度时，保温一段时间，之后停止加热，并启动风冷装置对铝合金模具进行降温，降至常温时，控制精密压力机机头上移，取出球模，制得模具。所述对型腔内的合金液体进行冷却的温度控制在20～30℃。对铝合金基体进行铣削及打磨，获得平整表面形成铝合金基体。
实施例1：
制得用于制作铸造树脂模具所用的树脂原型：利用铸件的设计尺寸和三维造型软件(如Pro/E)得到铸造树脂模具的三维CAD模型，并由快速成型机制得用于制作铸造树脂模具的树脂原型。
得到用于水玻璃自硬砂造型的铸造树脂模具：利用制得的树脂原型通过常温硫化硅橡胶模的翻模快速得到制造树脂铸造模具的型腔；为满足模具的耐磨要求，可在型腔的表面首先涂上一层用环氧树脂、固化剂、增韧剂以及耐磨粉料组成的混合物，上述混合物的份数比为：环氧树脂100份；固化剂33份；增韧剂10份；耐磨粉料200份。上述原料中的固化剂为改性多元胺，增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯，耐磨粉料包括135份的碳化硅粉末和65份的氧化铝粉末，上述两种粉末的粒度均在300目范围内。
提供一铝合金基体，将基体装夹在数控铣床上，夹紧固定，对制件的六个面的表面进行粗铣，获得平整的表面。然后对制件进行打磨，打磨的目的是去除铸件的表面缺陷、起皱、及表面损伤，使表面平坦以及提高良好的外观。首先对制件六个表面粗磨，获得较平整的平面，用于粗磨的粗砂尺寸通常为320目，打磨机的操作速度大约为40m/s。然后再精磨，精磨是为了去除早期粗磨的痕迹，获得光滑的平面。精磨的工具与粗磨基本相同，只是需要更细的粒度(砂粒尺寸通常在1600目以上)，精磨可只需对铝合金制件的一个表面精磨，作为孔阵列的基面。由于制件所能承受的来自磨具的压力非常小，因此，要求磨具尽可能在制件表面均匀的运动。过程中，一般利用油、油脂或乳液来冷却和润滑磨具，经过精磨之后的表面粗糙度可以达到Ra 0.8μm。
将打磨后的铝合金基体装夹在钻床工作台上，夹紧固定。由于铝合金强度和硬度相对较低、对刀具磨损较小，所以铝合金的切削加工性较好，属于易加工材料，但其热导率较高，熔点较低，膨胀系数大，温度升高后塑性变形大，会损坏制件表面的平整性。当钻孔时主轴转速过高，制件温度升高快，容易发生塑性变形。因此需要综合考虑制件的物理特性，选择钻孔时的工作参数以及冷却液。
在该铝合金基体上钻锥形孔；利用球头铣刀将锥形孔铣成凹球面；利用球模对凹球面进行热压，从而得到模具，在进行热压时，在该凹球面内添加润滑剂。所述热压过程如下：将一加热板装夹在精密压力机的工作台上，将步骤三的铝合金基体放置在该加热板上，待加热板温度升至设定温度后保温一段时间，然后将球模放入到凹球面中，启动精密压力机，对球模加压；待球模下压至指定深度时，保温一段时间，之后停止加热，并启动风冷装置对铝合金模具进行降温，降至常温时，控制精密压力机机头上移，取出球模，制得模具。所述对型腔内的合金液体进行冷却的温度控制在20℃。对铝合金基体进行铣削及打磨，获得平整表面形成铝合金基体。
实施例2：
制得用于制作铸造树脂模具所用的树脂原型：利用铸件的设计尺寸和三维造型软件(如Pro/E)得到铸造树脂模具的三维CAD模型，并由快速成型机制得用于制作铸造树脂模具的树脂原型。
得到用于水玻璃自硬砂造型的铸造树脂模具：利用制得的树脂原型通过常温硫化硅橡胶模的翻模快速得到制造树脂铸造模具的型腔；为满足模具的耐磨要求，可在型腔的表面首先涂上一层用环氧树脂、固化剂、增韧剂以及耐磨粉料组成的混合物，上述混合物的份数比为：环氧树脂100份；固化剂33份；增韧剂10份；耐磨粉料200份。上述原料中的固化剂为改性多元胺，增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯，耐磨粉料包括135份的碳化硅粉末和65份的氧化铝粉末，上述两种粉末的粒度均在200目目范围内。
提供一铝合金基体，将基体装夹在数控铣床上，夹紧固定，对制件的六个面的表面进行粗铣，获得平整的表面。然后对制件进行打磨，打磨的目的是去除铸件的表面缺陷、起皱、及表面损伤，使表面平坦以及提高良好的外观。首先对制件六个表面粗磨，获得较平整的平面，用于粗磨的粗砂尺寸通常为320目，打磨机的操作速度大约为30m/s。然后再精磨，精磨是为了去除早期粗磨的痕迹，获得光滑的平面。精磨的工具与粗磨基本相同，只是需要更细的粒度(砂粒尺寸通常在1600目以上)，精磨可只需对铝合金制件的一个表面精磨，作为孔阵列的基面。由于制件所能承受的来自磨具的压力非常小，因此，要求磨具尽可能在制件表面均匀的运动。过程中，一般利用油、油脂或乳液来冷却和润滑磨具，经过精磨之后的表面粗糙度可以达到Ra 0.8μm。
将打磨后的铝合金基体装夹在钻床工作台上，夹紧固定。由于铝合金强度和硬度相对较低、对刀具磨损较小，所以铝合金的切削加工性较好，属于易加工材料，但其热导率较高，熔点较低，膨胀系数大，温度升高后塑性变形大，会损坏制件表面的平整性。当钻孔时主轴转速过高，制件温度升高快，容易发生塑性变形。因此需要综合考虑制件的物理特性，选择钻孔时的工作参数以及冷却液。
在该铝合金基体上钻锥形孔；利用球头铣刀将锥形孔铣成凹球面；利用球模对凹球面进行热压，从而得到模具，在进行热压时，在该凹球面内添加润滑剂。所述热压过程如下：将一加热板装夹在精密压力机的工作台上，将步骤三的铝合金基体放置在该加热板上，待加热板温度升至设定温度后保温一段时间，然后将球模放入到凹球面中，启动精密压力机，对球模加压；待球模下压至指定深度时，保温一段时间，之后停止加热，并启动风冷装置对铝合金模具进行降温，降至常温时，控制精密压力机机头上移，取出球模，制得模具。所述对型腔内的合金液体进行冷却的温度控制在30℃。对铝合金基体进行铣削及打磨，获得平整表面形成铝合金基体。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种汽车轮轴模具制作方法，其特征在于，包括如下步骤：根据轮轴铸件的铸造工艺图纸来绘制模具的三维CAD模型，并由快速成型设备制得树脂原型；利用制得的树脂原型通过常温硫化硅橡胶模的翻模快速得到制造树脂铸造模具的型腔；提供一铝合金平板制件作为铝合金基体，并对铝合金平板制件进行融化，融化后的合金液体通过所述型腔；对型腔内的合金液体进行冷却，得到铝合金基体；在该铝合金基体上钻锥形孔；利用球头铣刀将锥形孔铣成凹球面；利用球模对凹球面进行热压，从而得到模具，在进行热压时，在该凹球面内添加润滑剂。
2.根据权利要求1所述的汽车轮轴模具制作方法，其特征在于，所述热压过程如下：将一加热板装夹在精密压力机的工作台上，将步骤三的铝合金基体放置在该加热板上，待加热板温度升至设定温度后保温一段时间，然后将球模放入到凹球面中，启动精密压力机，对球模加压；待球模下压至指定深度时，保温一段时间，之后停止加热，并启动风冷装置对铝合金模具进行降温，降至常温时，控制精密压力机机头上移，取出球模，制得模具。
3.根据权利要求1所述的汽车轮轴模具制作方法，其特征在于，所述对型腔内的合金液体进行冷却的温度控制在20～30℃。
4.根据权利要求1所述的汽车轮轴模具制作方法，其特征在于，对铝合金基体进行铣削及打磨，获得平整表面形成铝合金基体。
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