一种用于制作异形多曲面工件的模具及其制作方法技术

本发明专利技术为涉及一种用于制作异形多曲面工件的模具及其制作方法，该模具包括，相互对应吻合的上模和下模，所述上模和下模均由若干个木质籽料拼接固定成型，所述籽料与籽料之间通过榫卯结构固定；所述上模和下模的底面均形成完整平滑的底面，所述上模和下模相对应面为平滑的曲面，且相互吻合，在所述曲面上设有环氧树脂层。有益效果是：通过木质籽料拼接成模具，选材容易，成型方便，成本较低，同时在光滑的模具表面增加环氧树脂涂层，环氧树脂涂层包覆木材本体，增强了模具表面韧性和抗冲击性，可以延长模具寿命、防止木料吸收空气水分变形。

A Mould for Making Special-shaped Multi-Surface Workpiece and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
一种用于制作异形多曲面工件的模具及其制作方法
本专利技术涉及异形多曲面工件的加工
，尤其是涉及一种用于制作异形多曲面工件的模具、工件模具的制作方法及工件的加工方法。
技术介绍
现代建筑装饰面板具有双向曲面的金属板件使用越来越广泛，板件曲率变化大要求高，双曲板的加工工艺受到行业的重视，尤其，铝合金板材其具有良好的可塑性及延展性，适用于各种建筑装饰中。目前厚度在1-4mm之间的铝合金板及其它金属板的曲面加工，一般采用普通三轴辊压成型及机械金属模冲压成型。普通三轴辊压成型，效率高、产品平滑光洁，但是对于曲率变化大的金属板无法满足实际生产要求，同时控制难度大，操作复杂。对于机械金属模冲压成型，因模具制作周期和费用的限制，不适合小批量双曲板的成型。为了解决上述问题，中国专利《一种应用于异形金属板双曲面成型的模具及其制作方法》，申请号为：CN201510606239.8，该专利提出了的模具本体包括上模和下模，所述的上模和下模分别由若干根木制的模具肋板按照模具线框模型依次拼合，并通过方键定位及贯通于各模具肋板的螺栓紧固一体，所述的上模和下模分别设有与异形金属板双曲面对应的上模面和下模面，通过上模面和下模面将异形金属板压制成型。其采用间隔抽取模具的方式制作模具，加工过程相对繁琐，针对大尺寸的工件时需要大量的时间完成切割加工及组装等工序，同时，当模具使用结束后，模具无法实现废物再利用，对模具材料会产生一定的浪费。中国专利《弯扳机用模具的制作方法和金属模具》，申请号为：CN200610084805.4，该专利与CN201510606239.8类似，采用3维CAD数据进行维度抽取、分隔、加工、组装模具要件，以完成模具的制作，加工过程相对繁琐。中国专利《一种封头瓣片压制成型模具》，申请号为：CN200910016879.8，该模具包括上模和下模，上模由上往下依次由上模板、上模体分模块和上模双曲面模块组成，下模由下往上依次由下模板、下模体分模块和下模双曲面模块组成，上、下模的各个组成部分分别由均匀分布的分块组成，上、下模各个组成部分的分块采用方键定位及高强度螺栓固定。该模具采用积木式拼装结构，组成模具的分模块加工、安装、拆卸方便；当模具局部损坏时更换成本低。然而，该模具为金属结构，模具制作周期长，制作成本高。再者，由于许多建筑的造型所选用多块的铝合金板材，而且每一件铝单板的大小、曲面外形大都各有特色、差异明显，所以采用异形多曲面板材在建筑装饰中的应用，注定了同一曲率外形的双曲面板加工的数量并不大，上述的工艺显然不适合小批量双曲板的成型，无法完成针对小批量、多种类的双曲面工件的快速生产。在模具物料能重复回收利用的前提下，为了解决小批量、多种类的双曲面工件无法完成快速生产的问题，本专利技术提供了一种通过CNC雕刻技术，以木料作为基础制作异形多曲面工件的模具、工件模具的制作方法及异形多曲面工件的加工方法。
技术实现思路
以解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种用于制作异形多曲面工件的模具、工件模具的制作方法。本专利技术还提供了使用上述模具的制作异形多曲面工件的加工方法。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种制作异形多曲面工件的模具，包括，相互对应吻合的上模和下模，所述上模和下模均由若干个木质籽料拼接固定成型，所述籽料与籽料之间通过榫卯结构固定；所述上模和下模的底面均形成完整平滑的底面，所述上模和下模相对应面为平滑的曲面，且相互吻合，在所述曲面上设有环氧树脂层。作为优选的技术方案，所述环氧树脂层的组分还包括30-40wt％的固化剂以及0.5-1wt％的纳米二氧化硅，所述二氧化硅粒度为100-200目。优选的，固化剂为聚酰胺651固化剂，购于南通星晨合成材料公司。作为优选的技术方案，所述环氧树脂层的厚度为3mm-5mm。作为优选的技术方案，在所述上模和下模的外圈均设有一层金属包边。作为优选的技术方案，所述籽料与籽料之间的接触面上还涂抹有粘合剂。作为优选的技术方案，所述籽料为规则的直棱柱，所述籽料的高度为10cm～30cm，所述籽料的横截面的面积为0.02m2～0.2m2。作为优选的技术方案，在所述籽料的每个侧面上均开有指接榫槽，相邻两个所述籽料通过指接榫结构实现拼接固定。优选的，所述指接榫槽的数量至少为两个；所述指接榫槽的形状为三角形或矩形；所述指接榫槽的形状为三角形时，所述三角形的顶角角度为30-75°之间。作为优选的技术方案，在所述籽料的每个侧面上均开有榫槽，所述籽料与籽料相拼合时，所述榫槽相互对应结合成榫孔，在所述榫孔内插入榫头使得所述籽料与籽料配合固定为一体。进一步的，所述榫槽的截面为半圆形、三角形、或矩形。所述榫头的截面的形状为与所述榫孔相配合的圆形、菱形、或矩形。本专利技术还提供了上述制作异形多曲面工件的模具的制作方法，包括以下步骤：A.模具设计根据工件尺寸建立三维空间模型，获得三维空间模型表面数据，根据所述三维空间模型表面数据拆分获取上模具数据参数和下模具数据参数；B.粗模制作选取若干个木质的籽料，并拼接固定成与型材相对应面积的粗模；C.模具雕刻将所述粗模分别放置有雕刻设备内，根据步骤A中的所述上模具数据参数或下模具数据参数进行雕刻成型为上模或下模；雕刻后的所述上模和下模的表面相互吻合，在所述模具的表面涂覆有一层环氧树脂，待环氧树脂完全固化后，即得模具；步骤B的所述粗模还可以由对称扣合在一起的上模和下模组成。由于所述上模和下模的曲面形状对应相吻合，相扣合后形成一个完整的粗模，其上下表面平整光滑，可以实现物料的重复利用和回收。为了进一步的达到稳定的目的，在所述上模和下模之间涂抹有粘合剂。作为优选的技术方案，还包括：D.模具检测采用精密的激光跟踪仪对上模或下模尺寸进行全面检测，并与三维空间模型进行对点检测，保证模具本身尺寸及形位精度，当模具的精度不符时，通过所述雕刻设备进行再次加工。作为优选的技术方案，所述环氧树脂的固化过程包括：在30-45℃下养护固化处理8h，使模具的热稳定性满足使用要求。作为优选的技术方案，所述环氧树脂的厚度为3mm-5mm。作为优选的技术方案，所述环氧树脂内还包括30-40wt％的固化剂。优选的，固化剂为聚酰胺651固化剂，购于南通星晨合成材料公司。作为优选的技术方案，所述环氧树脂还包括0.5-1wt％的纳米二氧化硅，所述二氧化硅粒度为100-200目。作为优选的技术方案，所述粗模由若干个籽料拼接固定成型，所述籽料与籽料之间通过榫卯结构固定；所述粗模的底面形成完整平滑的底面，为了防止粗模松散，在所述粗模的外圈可以设有一层金属包边。作为优选的技术方案，所述籽料与籽料之间的接触面上还涂抹有粘合剂。作为优选的技术方案，所述籽料为规则的直棱柱，优选为方木，所述籽料的高度为10cm～30cm，所述籽料的横截面的面积为0.01m2～0.1m2。作为优选的技术方案，在所述籽料的每个侧面上均开有指接榫槽，相邻两个所述籽料通过指接榫结构实现拼接固定。优选的，所述指接榫槽的数量至少为两个；所述指接榫槽的形状为三角形或矩形；所述指接榫槽的形状为三角形时，所述三角形的顶角角度为30-75°之间。作为优选的技术方案，在所述籽料的每个侧面上均开有榫槽，所述籽料与籽料相拼合时，所述榫槽相互对应结合成榫孔，在所述榫孔内插入榫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制作异形多曲面工件的模具，其特征在于，包括，相互对应吻合的上模和下模，所述上模和下模均由若干个木质籽料拼接固定成型，所述籽料与籽料之间通过榫卯结构固定；所述上模和下模的底面均形成完整平滑的底面，所述上模和下模相对应面为平滑的曲面，且相互吻合，在所述曲面上设有环氧树脂层。

【技术特征摘要】
1.一种制作异形多曲面工件的模具，其特征在于，包括，相互对应吻合的上模和下模，所述上模和下模均由若干个木质籽料拼接固定成型，所述籽料与籽料之间通过榫卯结构固定；所述上模和下模的底面均形成完整平滑的底面，所述上模和下模相对应面为平滑的曲面，且相互吻合，在所述曲面上设有环氧树脂层。2.根据权利要求1所述的一种制作异形多曲面工件的模具，其特征在于，所述环氧树脂层的组分包括30-40wt％的固化剂、0.5-1wt％的纳米二氧化硅、以及余量的环氧树脂，所述二氧化硅粒度为100-200目。3.根据权利要求1所述的一种制作异形多曲面工件的模具，其特征在于，在所述籽料的每个侧面上均开有指接榫槽，相邻两个所述籽料通过指接榫结构实现拼接固定。4.根据权利要求1所述的一种制作异形多曲面工件的模具，其特征在于，在所述籽料的每个侧面上均开有榫槽，所述籽料与籽料相拼合时，所述榫槽相互对应结合成榫孔，在所述榫孔内插入榫头使得所述籽料与籽料配合固定为一体。5.根据权利要求4所述的一种制作异形多曲面工件的模具，其特征在于，所述榫槽的截面为半圆形、三角形、或矩形，所述榫头的截面的形状为与所述榫孔相配合的圆形、菱形、或矩形。6.一种权利要求1-5任一一项权利要求所述的模具的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：A.模具设计根据工件尺寸建立三维空间模型，获得三维空间模型表面数据，根据所述三维空间模型表面数据拆分获取上模具数据参数和下模具数据参数；B.粗模制作选取若干个木质的籽料，并拼接固定成与型材相对应面积的粗模；C.模具雕刻将所述粗模分别放置有雕刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：董大根，蒲玉东，梅奚，蒋波，欧自齐，
申请(专利权)人：泰孚新材料科技发展上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31