基于快速原形技术和并行工程的快速模具制造方法

基于快速原形技术和并行工程的快速模具制造方法

曹韩学[1]2003年在《基于快速原形技术和并行工程的快速模具制造方法》文中研究指明传统的模具制造过程属于串行制造过程,周期长,效益低;而现有的快速模具制造方法虽然有精确、快速的特点,但因成形设备、材料价格昂贵以及材料本身的机械和物理性能达不到工业生产的要求而未得到广泛应用。因此,将常规模具生产和快速模具制造相结合,实施模具并行制造,具有很大的现实意义。在此背景下,本论文详尽全面地分析了现有的模具制造过程,提出了基于快速原形技术和并行工程的快速模具制造方法:即以常规加工为基础,与快速模具相结合,从模具定单开始,实施模具并行制造,以充分利用模具开发各个阶段在时间上存在的交叉性,同时进行工艺设计、CAD模型、结构设计和标准件的外购等工序,从而缩短模具的开发周期、降低了模具制造成本。以上述思想为基础,本论文研究了以快速原形技术和陶瓷型精密铸造为基础的快速模具制造工艺,并将该工艺用于汽车发动机进气歧管铸造模具的快速制造。结果表明:采用该方法,虽然快速原形的制作费用比较高,但模具总成本却因模具钢利用率的大幅度提高和机加工费用的大幅度降低而比常规机加工模具制造工艺低15%左右;从工期上看,采用该方法虽然增加了模具快速原形的制作时间,但却显着减少了模具的机加工时间,最终使模具主体部分的制作工期缩短了40%左右,使模具的总体制造周期缩短了10~15%。

李仁杰[2]2005年在《基于快速成型技术的快速模具制造技术》文中进行了进一步梳理市场竞争的不断加剧,要求企业必须快速响应市场和用户的需求变化,促使工业生产越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展。快速成形技术作为诞生仅十余年的先进制造技术,已成功地实现了快速原型制造,目前正向快速模具制造方向迅速发展。 论文首先对快速成型技术的特点和几种典型工艺作了介绍,并分析和探讨了快速成型技术的研究现状、存在的主要问题及发展趋势。对于快速制模技术主要介绍了其现状和发展趋势,分析了模具快速制造的间接法和直接法的特点和问题,阐述了快速模具技术在21世纪的发展趋势及其应用前景。 通过对硅橡胶模具设计技术的特点、实施方法和步骤的研究,探讨了尺寸补偿、分型方向确定及分型面设计、脱模斜度选取、浇口设计等相关的关键技术。为了深入了解影响硅橡胶模具加工的因素,本文采用正交试验方法进行大量的工艺试验,完成了对工艺参数的优化。 本文得出如下工艺结论: (1)影响制件精度的因素很多,通常,混合比例以1∶1为最佳,比例的变大或变小都将引起表面粗糙度的增大;浇注速度以接近5分钟为好,速度过快将导致表面粗糙度的增大;随着树脂粘度的增大,材料的流动性将变差,对表面粗糙度的影响也将变大。 (2)产品内部可能出现有气泡的现象,引起的原因有:排气的位置不合理,排气口过小导致模具内部真空度不够,材料内有水分、溶剂和挥发物或注型的速度过快。 (3)影响产品不完整的原因很多,主要包括:浇注的材料不够;注型材料的粘度高,材料的流动性差;浇口过小,位置不当;设备的真空度不够等。 本文的研究对硅胶模工艺的实际应用具有一定的指导意义,并为硅胶模技术专家系统提供了实验依据。

杨孟涛[3]2004年在《基于反求工程和快速原型技术的快速模具制造技术的理论与实践》文中进行了进一步梳理当前,市场竞争日益加剧。为了在竞争中占据有利的地位,企业必须对动态变化和难以预测的市场需求作出快速响应,高效率的实现多品种、小批量的敏捷化生产。反求工程(RE)、快速原型技术(RP)等技术的蓬勃兴起,使快速响应市场需求的产品开发成为可能。基于反求工程和快速原型技术的快速模具制造技术(RT)是快速制造领域中发展最迅速、产值增长最明显的技术之一,它能解决大量传统加工方法难以解决甚至不能解决的问题,使模具制造在提高质量、缩短研制开发周期、节约开发费用、提高制造柔性等方面取得了明显的效果。本论文首先介绍了反求工程和快速原型技术的原理、工艺过程和应用领域、等。根据对国内外资料的总结,引入了一种更加全面的快速原型技术分类方法。并通过生产实践中的具体应用进一步说明了它们在现代工业和社会生产中的优势和重要的地位。在此基础上,对基于反求工程和快速原型技术的快速模具制造技术进行了系统和工艺的研究,并从快速直接和间接模具制造技术两方面对各种快速模具制造技术的工艺原理和特点进行了介绍。本论文对基于反求工程和快速原型技术的陶瓷型精密铸造快速模具、石膏型铸造锌合金快速模具、金属粉末填充环氧树脂快速模具制造技术作了详尽的理论和实践的研究。并将这3种技术分别用于汽车发动机进气歧管、增压器叶轮等的模具的快速制造中。结果表明,采用这3种方法不仅可以保证制模的精度,同时相对传统的制模技术,可大大缩短了制造周期,节约了制造费用,具有广阔的市场应用前景。本论文的研究成果对基于反求工程和快速原型技术的快速模具制造技术具有一定的参考价值,为快速制模技术的发展,及其在实际生产中的应用提供了新的途径,具有较高的经济效益和应用价值。并且通过反求工程和快速原型技术等在快速模具制造中的应用,反过来也促进了各种先进制造技术的进一步发展,拓宽了它们在生产实践中的应用领域。

杜涛[4]2008年在《快速成形技术在复杂过渡模具设计中的应用》文中认为快速成形技术作为诞生仅十余年的先进制造技术,目前正向快速模具制造方向迅速延伸。本论文在对快速成形技术的特点和几种典型工艺介绍的基础上,分析和探讨了快速成形技术的研究现状,存在的主要问题及发展趋势,并针对快速模具制造技术的间接法与直接法的特点、关键技术阐述了快速模具技术在21世纪的发展趋势及其应用前景。论文比较全面的分析了影响快速成形制件精度的主要因素,讨论了零件造形过程中的模型误差和分层切片误差对零件精度的影响及消除措施,并在理论上分析了成形工艺参数对制件精度的影响。通过粉末激光烧结快速成形的大量工艺实验,得出了激光功率、扫描速度、扫描间距和层厚四个主要工艺参数对制件精度的影响规律,同时优化出了一组对应的工艺参数,并对提高粉末激光烧结快速成形件平面及高度方面的精度提出了一些相应的解决方法。分析了粉末激光烧结过程中翘曲问题的产生原因,重点讨论了熔固收缩和温致收缩对翘曲的影响,并建立了两层烧结的翘曲模型,同时针对翘曲问题进行了烧结实验,得出了激光功率、层厚和预热温度对制件翘曲的关联曲线。根据实验曲线提出了翘曲的避免措施,对提高粉末激光烧结快速成形件的质量具有一定的指导和促进作用。以典型硅橡胶模具为对象,研究了快速模具设计技术的特点、实施方法和工艺过程,探讨了硅橡胶模具常见问题及质量缺陷,并提出了一些有效的解决办法。研究了采用硅胶模快速浇注树脂制品的工艺过程,对快速硅橡胶成形制品精度的影响因素进行了实验分析,提出和归纳了常见缺陷及其产生原因,进一步给出了提高树脂制品浇注质量和制备件精度的途径。

卢顺杰[5]2002年在《面向快速模具的反应型注射成型计算机仿真与实验研究》文中指出近年来,制造业市场环境发生了巨大变化:一方面表现为消费者需求日益主体化、个性化及多元化;另一方面则是区域性、国际性市场壁垒的淡化或打破,使制造厂商不得不着眼于全球市场的激烈竞争。基于快速原型制造的快速模具技术适用于新产品样件试制和中、小批量规模生产,可显着地缩短新产品开发周期、降低研究开发和生产成本,具有很高的技术经济效益。 但我国普遍存在着快速成型设备利用率低,快速模具制品废品率高的现象,而CAD/CAE与RPM、RT的结合,使快速模具设计制造更加合理,这对缩短产品开发周期、降低开发成本,保证产品质量至关重要。本文以手机上壳及其夹具为例介绍了计算机仿真在快速模具注射成型中的应用,包括以下几个部分: 对面向快速模具的低压注型工艺进行分析,总结出其整个生命周期中影响其质量的产品质量鱼骨图。 把CAD/CAE与RP/RT结合,对快速模具注塑过程进行计算机仿真,优化注塑过程工艺参数,预测缺陷位置,提高成品率。同时为快速模具产品制造过程提供并行支持,加快产品投放市场的步伐。 对低压反应型注射成型进行实验,分析各种因素对废品率的影响,验证计算机仿真的正确性。 提出了以网络为基础的快速模具动态联盟的基本模型,使异地设计、异地生产、异地交易成为现实。以网络(局域网和互联网)为基础的动态联盟的建立把企业的范围推广到世界范围,并实现了企业柔性化组合和分工,使企业的概念达到新的层次。

曹韩学, 龙思远, 朱飞, 江华钰, 荣联仁[6]2003年在《基于快速原型技术的进气歧管模具制造》文中提出介绍了以快速原型技术和精密铸造技术进行进气歧管铸造模具制造的情况。结果表明 ,该工艺可更充分地发挥快速原型技术和精密铸造的优势 ,取得了缩短工期和降低成本的效果

范君艳[7]2002年在《快速制模技术的应用研究》文中研究表明快速模具制造技术(Rapid Tooling简称RT)是以快速原型技术(Rapid、Prototyping,简称RP)为技术支撑的现代模具制造技术。RP技术是将计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机数字控制(CNC)、精密伺服驱动,激光技术及材料科学等先进技术集于一体的现代制造技术。由快速模具制造技术(RT)制造的模具可分为:软模、半软模和硬模(钢模),它们可以作为注塑模、冲压模和铸造消失模使用。因此RT技术广泛应用于汽车、摩托车、家电、玩具和旅游品等行业。 目前我国技术的应用研究也取得了一些进展,但在RT技术的研究开发水平以及RT技术应用推广的广度和深度上与国外相比,差距还是很大的。随着我国加入世界贸易组织和全球经济的发展使模具制造业市场竞争日益激烈,开发低成本、短周期、高质量的新型快速模具产品并将其迅速推向市场已成为企业在激烈的市场竞争中立于不败之地的关键。因此进行RT技术的应用研究对我国整个工业生产具有重要的意义。 本论文结合实际,根据RT技术的工艺路线对RT技术进行了研究探讨。通过鞋底模型的建立,探讨了RT技术中计算机建模的一般过程,以及在建模过程中进行建模方式、建模软件选择的一般原则和模型设计时遵循的一般原则;通过牛虎铜案的硅橡胶模具的制作实例,探讨了RT技术中硅橡胶模具与传统模具相比具有的优越性和硅橡胶模具在旅游品方面的应用前景;通过采用RT技术完成宝塔从计算机建模的数据输入到由快速成型机实物输出的过程,探讨了RT技术中直接制模的四种方法:SLA、LOM、SLS、FDM;根据目前利用RT技术制作的快速原型仅仅适于中、小批量生产的现实,探讨了利用电火花加工与RT技术的集成进行硬模的制作,使之满足大批量生产的需求。 本论文通过对RT技术中的计算机建模问题、硅橡胶模具的制备、RT技术中的四种直接制模技术以及 RT技术与电火花加工集成工艺的应用研究,得出了如下结论:RT技术具有制造方法简单、工艺范围广,设计生产周期短、质量高和便于实现远程服务等。 本论文虽然对RT技术的应用作了一定的研究工作,但山于现有条件和本人水平有限,所做的研究工作还不够深入。今后还需进一步研究探讨的问题有:在RT技术中需对汽车、摩托车等大型覆盖件的模具制造作进 步的研究:在m技术中硅橡胶模具的研制部分,还需对圆雕硅橡胶模具的制备作进一步的研究探讨:在RT技术中直接制模部分,需进-步探讨硬模的直接制备。通过这些研究工作,使盯技术能史广泛地应用于我囚厂业生产的各个领域。 综卜所述,在我国进行RT技术的应用研究,不仅对模具行业有重大的现实意义,同时将对我国的汽车、摩托车、家电、玩具和旅游品等行业进行低风险开发新产品和实现产品快速更新换代发挥重要的作用,产生可观的经济效益。

郝敬宾[8]2007年在《基于快速原型产品创新的知识供应链和知识发酵研究》文中研究指明分类号U DC反洲对二天事”硕士学位论文/

武殿梁, 洪军, 丁玉成, 卢秉恒[9]2002年在《大型曲面类产品的快速制造技术研究》文中研究表明为了快速开发出 1∶1人体仿真模型 ,提出基于网络的集成开发模式 ,再应用 3维反求、CAD再设计、快速成形和快速模具制造等先进制造技术完成模型的测量、曲面重构、零部件设计和样件制造 ,最终获得合格的人体仿真模型。应用表明 ,笔者提出的开发模式能实现包含复杂曲面的产品的快速开发

唐正连[10]2004年在《电铸与电弧喷涂快速制模技术研究》文中提出基于快速原型的电铸与电弧喷涂相结合的制模技术,能很好地保证模具精度,缩短制模周期,降低费用,成为了当今快速制模技术中的一个发展方向。快速原型大多是非金属原型,而电铸要求原型必须导电。因此,非金属原型必须经过导电化处理。本文对分层实体制造纸质原型的导电化处理进行了研究,对涂覆导电层、电弧喷涂和化学镀叁种导电化处理方式进行了对比试验,探索出了叁种处理方式的各自特点。电铸模具有极高的复制精度,但电铸模具周期长,影响电铸层质量的因素多。本文对电铸铜的各工艺参数进行了正交试验,分析出影响铜电铸层质量的主要因素以及获得高质量铜电铸层的较优工艺参数。在电铸层基础上采用电弧喷涂,可使金属型壳快速增厚,缩短模具制造周期。但电铸层表面光滑,若直接在其上喷涂高熔点金属层容易产生脱落或翘曲变形。为了提高电铸层与高熔点金属喷涂层的结合强度,一般需要对电铸表层进行粗化处理。而本研究根据锌喷涂层具有较好的附着性,提出了在电铸层上先喷涂锌后喷涂铜的工艺路线,较好地解决了铜喷涂层与电铸层结合强度偏低的问题。本文对喷涂锌和喷涂铜的各工艺参数进行了正交试验,得出了影响锌喷涂层和铜喷涂层质量的主要因素以及获得高质量锌喷涂层和铜喷涂层的较优工艺参数。为了检验试验结果,本文将电铸与电弧喷涂相结合的制模技术应用于EQ140-2汽车的雾灯灯罩注塑模与泵体发泡模模具的制造,并用模具生产出产品样件。结果表明电铸与电弧喷涂相结合是一种比传统加工与电铸更经济快速的制模方法。

参考文献:

[1]. 基于快速原形技术和并行工程的快速模具制造方法[D]. 曹韩学. 重庆大学. 2003

[2]. 基于快速成型技术的快速模具制造技术[D]. 李仁杰. 大连理工大学. 2005

[3]. 基于反求工程和快速原型技术的快速模具制造技术的理论与实践[D]. 杨孟涛. 重庆大学. 2004

[4]. 快速成形技术在复杂过渡模具设计中的应用[D]. 杜涛. 沈阳航空工业学院. 2008

[5]. 面向快速模具的反应型注射成型计算机仿真与实验研究[D]. 卢顺杰. 河北工业大学. 2002

[6]. 基于快速原型技术的进气歧管模具制造[J]. 曹韩学, 龙思远, 朱飞, 江华钰, 荣联仁. 特种铸造及有色合金. 2003

[7]. 快速制模技术的应用研究[D]. 范君艳. 昆明理工大学. 2002

[8]. 基于快速原型产品创新的知识供应链和知识发酵研究[D]. 郝敬宾. 昆明理工大学. 2007

[9]. 大型曲面类产品的快速制造技术研究[J]. 武殿梁, 洪军, 丁玉成, 卢秉恒. 中国机械工程. 2002

[10]. 电铸与电弧喷涂快速制模技术研究[D]. 唐正连. 华中科技大学. 2004

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