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第 4 部分 模具制造 Part 4 Mould Manufacturing

第 4 部分 模具制造 Part 4 Mould Manufacturing. 机床 Machine Tools 普通机加工 Machining 数控加工 NC machining 电火花加工 Electric - Discharge Machining (EDM) 整修与抛光 Mould Surface Finishing & Polishing 电铸 Electroforming 快速制模 Rapid Tooling. 机床 Machine tools. 立式铣床 Vertical milling machine.

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第 4 部分 模具制造 Part 4 Mould Manufacturing

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Presentation Transcript

  1. 第4部分 模具制造 Part 4 Mould Manufacturing • 机床 Machine Tools • 普通机加工 Machining • 数控加工 NC machining • 电火花加工 Electric-Discharge Machining (EDM) • 整修与抛光Mould Surface Finishing & Polishing • 电铸Electroforming • 快速制模Rapid Tooling

  2. 机床Machine tools • 立式铣床 Vertical milling machine • 卧式铣床 Horizontal milling machine

  3. 车床 Lathe • 钻床 Drilling machine • 磨床 Grinding machine

  4. 数控加工中心 CNC

  5. 数控车床 NC lache • 数控磨床 NC grinding machine

  6. 线切割机 Wire cut machine • 电火花机 EDM machine

  7. 刀具Cutter • 钻头。直、锥柄麻花钻，扩孔钻，长麻花钻，套式扩孔钻，镶硬质合金麻花钻等。 • 铰孔刀具。合金钢手用铰刀，手用长刃1：50锥度销子铰刀，直、锥柄机用铰刀，机用铰刀，镶硬质合金机用铰刀，螺旋铰刀等。 • 铣削刀具。立铣刀，球头刀，长刃立铣刀，直齿三面刃铣刀，圆柱形铣刀错齿三面刃铣刀，锯片铣刀，对称双角铣刀，螺旋立铣刀等。 • 螺纹刀具。手用丝锥，机用丝锥，磨制螺旋槽丝锥，圆板牙，滚丝模，圆锥(柱)管螺纹丝锥，圆锥(柱)管螺纹板牙等。 • 车刀。正方形车刀条，长方形车刀条，圆车刀等。

  8. 普通机加工Machining • 模板开框 • 模芯铣六面 • 模芯钻孔 • 钻模板与模芯安装孔 • 顶针和拉料杆制作 • 浇道套加工

  9. 成型零件Moulding components

  10. 数控加工NC machining

  11. 电火花加工 Electric-Discharge Machining ( EDM )

  12. 型面精整与抛光Mould Surface Finishing and Polishing • 1．型面精整 Mould surface finishing • 大多数模具型腔由于粗糙度高和形状不精确等原因，在抛光前都需要经过整形过程。 • 金刚石锉刀和纤维油石是两种性能很好的整形用工具。由于它们具有在整形时不用放水或煤油等液体、加工时视线好、整形后不需要特别的防锈处理。 • 在细筋窄缝和型腔的侧面整形用金刚石锉刀效果好。 • 型腔的底部平面和棱角线条用纤维油石整形效果好。

  13. 2．抛光 Polishing 经过火花强度放电的工件可以直接用竹片工具头和 W28的研磨膏开始研磨，然后依此进行研磨膏W14、W7 的研磨，最后用木片工具头和 W7、W3.5研磨膏两次研磨即可达到镜面（Ra0.012）。 使用金刚石锉刀和纤维油石整形后的工件： 1) 可先用铜条加研磨膏研磨，如表面较粗就用W40 的研磨膏开始研磨，然后用W14 的研磨膏再研磨一次。 如不是很粗糙就可以先用 W28 的研磨膏开始研磨，再用W14 的研磨膏研磨一次或直接用W14 的研磨膏研磨。 2) 然后用竹片工具头加W28、W14、W7的研磨膏进行三次抛光，就可以达到Ra0.06左右的粗糙度， 3) 如不够光洁，可再用木片工具头加W7、W3.5的研磨膏作两次抛光即可达到Ra0.012。

  14. 注意事项： • 一般可选用W40、W28、W14、W7、W3.5 这五级研磨膏，即可满足要求。研磨时加少量水使研磨膏成浆糊状，效果更好。 • 更换研磨膏前要仔细检查，确保工件各部位都研磨至与本次研磨膏相对应的粗糙度，才可更换更细一级的研磨膏 。 • 更换研磨膏时，必须将工件清洗干净不能有原先的研磨膏残留，铜条和竹片必须锉削干净，木片必须是每级研磨膏专用，或者是每次换研磨膏时换新的木片。否则会达不到预期的光洁度要求和降低抛光速度甚至返工重做。

  15. 电铸Electroforming a)钢模型 steel model; b)镍层 nickel layer; c)铜替补层 supplementary copper layer d)待组装型腔 cavity to be assembled; e)塑件 plastic part

  16. 快速制模Rapid Tooling • 快速成形与快速制模原理 • J10-SLS 覆膜砂/石膏粉末快速成形机(三坐标运动式) • J10-SLS 覆膜砂/石膏粉末快速成形机(激光振镜式) • J10-SLS/SRW 金属粉末快速成形机 (激光/阻焊混成式) • J10-DLOM 金属叠层制造快速成形机 (激光/阻焊混成式) • J10-3DP 三维打印粉末快速成形机 (紫外光UV胶固化) • J10-SLA 紫外光固化快速成形机 (激光振镜式) • 激光快速成形软件系统整体布局

  17. 快速成形与快速制模原理 • 快速成形技术是20世纪80年代末开始商品化的一种进行制造技术，它有不同的英文名称： • Rapid Prototyping (快速原型制造、快速成形) • Freeform Manufacturing (自由形式制造) • Additive Fabrication (添加成形) • 通常简称为RP，而将快速成形用于模具制造简称为RT (Rapid Tooling，快速制模)。不同于传统去除加工工艺的RP/RT集中体现了CAD、CAM、CNC、激光、新材料和精密伺服驱动等学科的思想与方法。

  18. 快速成形全过程 1.前处理：建立3D数据模型文件、3D模型文件的近似处理和切片;2.自由成形：它是快速成形工艺的核心，包括工件截面层的制作与叠加；3.后处理：包括支撑结构与工件的分离、后固化、修补、打磨和表面处理等。

  19. 数据切片算法 切片算法分为基于STL模型的切片和CAD模型直接切片。 用切片软件沿成形的高度方向，每隔一定的间隔(切片层高)进行切片处理，以便提取截面轮廓。间隔大小根据被成形件精度和生产率的要求选定。间隔越小，精度越高，但成形时间越长。间隔范围为0.05～0.5mm。

  20. 基于STL模型的切片算法 • 沿Z方向、自下而上，每隔一定厚度，逐一用法线方向与Z轴相同的平面与STL数据模型进行截切，并且求取交点。最后获得含内、外环的封闭轮廓线。 • 每隔一定宽度，逐一用法线方向与X轴(或Y轴)相同的平面与上述封闭轮廓线进行截切。最后获得点集。

  21. STL数据切片结果 25 Section 1 30 -17.27 0.96 -4.61 -17.27 4.68 -4.61 -17.07 4.68 -4.61 -17.07 0.96 -4.61 -16.87 0.96 -4.61 -16.87 4.68 -4.61 -16.67 4.68 -4.61 -16.67 0.96 -4.61 -16.47 0.96 -4.61 -16.47 4.68 -4.61 -16.27 4.68 -4.61 -16.27 0.96 -4.61 -16.07 0.96 -4.61 -16.07 4.68 -4.61 -15.87 4.68 -4.61 -15.87 0.96 -4.61 20.53 0.96 -4.61 20.53 4.68 -4.61 20.73 4.68 -4.61 20.73 0.96 -4.61 20.93 0.96 -4.61 20.93 4.68 -4.61 21.13 4.68 -4.61 21.13 0.96 -4.61 21.33 0.96 -4.61 21.33 4.68 -4.61 21.53 4.68 -4.61 21.53 0.96 -4.61 21.73 0.96 -4.61 21.73 4.68 -4.61 Section 2 36 -17.47 4.68 -4.21 ...... 激光烧结过程仿真

  22. RT数据切片结果与成形仿真

  23. 深圳大学J10-SLS覆膜砂/石膏粉末快速成形机(三坐标运动式)深圳大学J10-SLS覆膜砂/石膏粉末快速成形机(三坐标运动式) 激光烧结过程控制

  24. 深圳大学J10-SLS覆膜砂快速成形机(激光振镜式)

  25. 基于覆膜砂激光烧结(SLS)的RT工艺

  26. 深圳大学J10-SLS/SRW金属粉末快速成形机(激光/阻焊混成式)深圳大学J10-SLS/SRW金属粉末快速成形机(激光/阻焊混成式)

  27. 边界区域采用SLS 中间区域采用SRW 内部洞穴 SLS/SRW混成式成形

  28. 深圳大学J10-DLOM金属叠层制造快速成形机(激光/阻焊混成式)深圳大学J10-DLOM金属叠层制造快速成形机(激光/阻焊混成式)

  29. 深圳大学J10-3DP三维打印粉末快速成形机(紫外光UV胶固化)深圳大学J10-3DP三维打印粉末快速成形机(紫外光UV胶固化)

  30. 深圳大学J10-SLA紫外光固化快速成形机(激光振镜式)深圳大学J10-SLA紫外光固化快速成形机(激光振镜式)

  31. 模型数据系统：SZU-RP-CAD 激光快速成形软件系统整体布局 螺杆挤出堆积 ：SZU-RP-CAM-SCR 选择性激光烧结 ：SZU-RP-CAM-SLS 选择性阻焊 ：SZU-RP-CAM-SRW成形控制系统 激光烧结/阻焊混成式 ：SZU-RP-CAM-SLS/SRW紫外光固化 ：SZU-RP-CAM-SLA 三维打印 ：SZU-RP-CAM-3DP 金属叠层制造 ：SZU-RP-CAM-DLOM

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