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《重庆大学》 2004年
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基于数控加工原型的快速模具制造工艺研究

杨子义  
【摘要】:在快速模具制造的两种方法中,直接法虽然在缩短模具制造周期、降低成本等方面具有优势而备受关注,但离实际应用还有一定差距。目前发展较快的快速原型技术却因专用激光成型设备以及原型材料过于昂贵而限制了应用范围。随着计算机和控制技术的发展,数控加工设备已广泛应用于制造企业,而精密成型技术经过多年的发展,理论和实际操作过程都已经十分成熟。在此背景下,本课题提出了将数控加工技术与现代精密材料成型技术结合,以期克服激光快速原型技术在表面及尺寸精度低、机械性能低以及成本高、尺寸规格受限制等方面的不足,开发一种基于数控加工技术的低成本、高精度快速金属模具制造工艺。 该工艺的工艺路线为在CAD环境中对零件的CAD数据进行整个制造系统的精度控制及前期误差补偿,然后用加工中心快速加工出精密成型用的蜡模、泡沫塑料模或高分子材料模具原型并优化其加工工艺和后处理工艺、最后通过石膏型等精密铸造工艺并使用研制的铝合金模具材料制造出模具,使之在少量加工或者不加工条件下能用于实际生产。工艺的重点在于寻找一种适用于数控加工和精密成型的专用原型材料,探讨并研究该原型材料的数控加工工艺和精密成型工艺;通过研究Si、Cu、RE、Zr等元素对铝合金高温性能的影响,开发一种适合于复杂模具型腔铸造成型的铝合金模具材料,并对该材料的表面强韧化、模具后处理等方面进行初步研究,使其能应用于快速模具。 以上述工艺路线为思路,试验中采用一些在实际应用的零件对基于数控加工原型的快速模具工艺进行了实践。结果表明:基于数控加工原型的快速模具制造工艺,与目前研究较多的激光快速原型相比较,节省了昂贵的快速原型设备和原型用材料使得模具制造成本可以降低~30%、模具制造周期缩短~30%,具有更易于推广应用、实现制模过程流程化等优点;和传统的模具制造技术相比,可以大大降低模具总的制造成本、减少昂贵数控加工费用、缩短模具制造周期,为企业带来很大的经济效益。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG76

【参考文献】
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