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《復雜型面的快速原型、快速模具制造的工藝的研究.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、汽車接角密封件樣品快速制造技術(shù)的研究陳雪芳1摘要：本文運用快速原型和快速模具制造技術(shù)，對汽車接角密封件樣品制作的工藝過程進行了研究，提出了樣品制作過程的關(guān)鍵技術(shù)，能有效地保證樣件的形狀尺寸和表面質(zhì)量。關(guān)鍵詞：密封件；快速原型；快速模具1引言汽車密封系統(tǒng)是汽車產(chǎn)品尤其是轎車中非常重要的組成部分，不僅需要具有優(yōu)良的密封性，其舒適性和美觀性對整個車身的外觀也有重要的影響。目前，我國汽車密封件產(chǎn)品的研究和開發(fā)已經(jīng)達到了自主設計和生產(chǎn)水平，直條狀密封件的設計可以直接投入生產(chǎn)，接角密封件樣品的制作仍舊是一個難點。汽車密封條是由導航直條與邊角連接條組成，以邊角
2、連接條的設計制造最為復雜。邊角連接密封條稱為接角密封件。由于接角密封件空間形狀復雜，必須在批量生產(chǎn)之前制作1:1的實樣，在產(chǎn)品開發(fā)前期對實樣進行產(chǎn)品設計評價、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)功能測試，整車可裝配性檢驗，驗證合格之后，進行大批量的生產(chǎn)。因此，應用快速原型快速模具制造技術(shù),制作汽車接角密封件樣品，可以大大提高產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，能夠使汽車密封件配套企業(yè)縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，降低新產(chǎn)品開發(fā)成本，提高企業(yè)的競爭力和快速響應市場的能力。圖1密封條外形與截面圖圖1是某汽車上150。接角處橡膠密封條，該密封條外表面是變截面的自由曲面，兩端的結(jié)構(gòu)及截面的形狀均不同。接角
3、密封件通常安裝于車體等的轉(zhuǎn)角部位，一般除要與車體密切配合接觸外，還必須與相鄰直密封條中槽、溝、中空封閉孔、棱邊、凸臺等結(jié)構(gòu)連續(xù)光順過渡。由于密封條為橡膠材料，樣品快速制造過程為快速原型、硅橡膠的模具制作、樣件澆注。2密封件快速原型制造工藝快速成型的過程是首先建立零件的三維CAD模型，然后將其轉(zhuǎn)換成RP系統(tǒng)可接收的STL數(shù)據(jù)模型進行分層處理，得到零件沿某一方向的一系列二維截而數(shù)據(jù)，然后根據(jù)每一層的截而數(shù)據(jù)，以特定的方法（如SLA、FDM、LOM.SLS等）生成與該層截而形狀一直的薄片，這一過程反復進行逐層累加直至“生長”出零件的完整實體原形。這一過
4、程可用圖2所示的流程來表示。CAD造型一?數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換?STL文件aiICAD藏IRP系統(tǒng)感殳原型制作V—NC代碼V—分層妲用!圖2快速成型制造的基木流程針對連接密封條得結(jié)構(gòu)和工藝特點，在進行其原型件制造時，具體工藝過程可分為以下幾步：（1）CAD模型的剖切由于接角密封條內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復雜，快速原型件制作完成后即面臨以下困難：首先,原型件的內(nèi)部支撐很難取出；其次，密封件原型的內(nèi)表面無法進行后處理打磨。分割面的建立不僅要考慮密封條內(nèi)腔的主結(jié)構(gòu)，同時還要兼顧其它孔、槽，使之在制造的各階段能方便地進行后處理、打磨、脫模等。所以分割面往往不是一個平面，而是一個
5、曲面或是由多個平面組成的轉(zhuǎn)折面，圖1所示的CAD模形剖切后如圖3所示。圖3剖切后的CAD模型（2）CAD模型格式轉(zhuǎn)換在一般情況下CAD模型為UG、Pro/E>SolidWorks>SolidEdge等軟件環(huán)境下制作的三維數(shù)字化模型，快速原型制造設備接受的格式通常是STL格式。CAD軟件一般都提供了STL格式的轉(zhuǎn)換功能，在UG中轉(zhuǎn)換時，為了得到較高精度的STL文檔，其“三角公差”取值在0.03-0.05mm,(3)FDM快速原型制作FDM采用熱熔噴頭，使熱熔性材料(ABS、尼龍或蠟)按CAD分層切片得到的各層截而輪廓數(shù)據(jù)控制的路徑擠壓并沉積在指定的
6、位置凝固成型，逐層沉淀形成整個原型或零件。當零件為空心、有外伸或懸浮狀的部分時，如同切削加工所需的夾具一樣，需要有支撐部分，所以，F(xiàn)DM成型出的實體包含零件和支撐兩部分。密封條原型制作過程中在工藝上解決的關(guān)鍵技術(shù)為：?成型方向原型的成型方向關(guān)系到制作的精度、制作時間、原型強度、制作過程中需要支撐數(shù)以及最終的制作成本，因此它的選定是一個極其重要的問題。一個原型的成型方向使其應該盡可能滿足以下要求：a.盡可能多的垂直面；b.盡可能多的向上水平面；c.盡可能使孔的軸線Z軸方向；d?斜面越少越好；e?懸臂結(jié)構(gòu)越少越好；?切層與加工路徑生成首先要選擇一個恰
7、當?shù)那袑雍穸龋瑢τ诤苄〉牧慵?，或者零件的曲而精度要求很高，那么應當選取較小的切層厚度(0.178mm),而對于較大的零件或者零件的表而比較平坦，則可選取較大的切層厚度以減少制作時間和費用。?后處理后處理好，那么硅膠模的質(zhì)量好，澆注產(chǎn)品質(zhì)量高。由于快速成型采用分層疊加制造方式，會在表而形成許多細小的臺階，當用快速原型制成硅膠模時，這些臺階會轉(zhuǎn)移到硅膠模具的型腔表而，影響澆注的零件表而質(zhì)量，另外這些細小的臺階會增加快速原型與硅膠模之間的脫模難度，所以在制作硅膠模具前必須對密封件原型表而處理。但由于FDM所用的材料為ABS工程塑料，制作的原型件雖然具有
8、很好的強度，但表而光潔度是最差的，加之由于絲狀堆積帶來的基體材質(zhì)的“各向異性”，所以原型件幾乎不能直接打磨、拋光等表而處理。所以，須先對
