风叶模具生产工艺.docx
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风叶模具生产工艺
洛阳理工学院
毕业设计（论文）
设计（论文）题目：
风叶模具生产工艺
所在系：
材料科学与工程系
专业名称：
复合材料加工与应用技术
学生姓名：
郭俊胜
学号：
Z07011127
指导老师：
周思凯
2010年5月13日
洛阳理工学院
毕业设计（论文）任务书
题目风叶模具生产工艺
专业复合材料加工与应用技术学号Z07011127姓名郭俊胜
主要内容、基本要求、主要参考资料等：
主要内容：
一、编写开题报告、毕业设计论文;
二、对风叶的母模和模具的制造过程充分了解，
三、对模具的制造方面了解，以及真空灌注成型工艺
基本要求：
独立完成毕业设计，对模具工业有所了解，了解风叶模具的生产过程，对工艺有充分全面了解,以风叶磨具的生产为例全面了解在真空灌注工艺模具生产过程中的一些问题和工艺！
主要参考资料：
[1]洛阳理工学院张伟等主编.复合材料模具设.2009
[2]模具先进制造技术／李发致编著.-北京：
机械工业ISBN7-111-11652-6
[3]（德）G.曼格斯，P.默兰著.所料注射成型模具的设计和制造.北京：
中国轻工业出版社，1993
[4]黄毅宏主编.模具制造工艺.第2版.北京：
机械工业出版社，1988
[5]周雄辉等主编.现代模具设计制造理论与技术，上海：
上海交通大学出版社，2000
[6]唐荣锡编著.CAD／CAM技术.北京.北京航天大学出版社，1994
[7]模具制造技术／刘航主编、-西安：
西安电子科技大学出版社.2006
[8]李顺林.复合材料工作手册.北京；航空工业出版社，1979
[9]刘雄亚，玻璃钢成型工艺，中国建工出版社，1900年
时间安排:
第一阶段：
2010年月05月13日前毕业设计（论文）题目上报指导老师
第二阶段：
2010年月06月10日接受毕业设计任务书，学习毕业设计（论文）要求及有关规定，收集资料、开始撰写开题报告
第三阶段：
2010年05月13日前上交开题报告，由指导老师审阅
第四阶段：
2010年05月30日前撰写论文，初稿完成
第五阶段：
2010年06月1日至2010年06月上旬用不同方式与指导老师交流，沟通毕业设计进展情况
第六阶段：
2010年06月上旬完成并提交正式毕业设计成果
完成期限：
2010年06月10日
指导教师签名：
评审小组负责人签名：
2010年05月13日
风叶模具生产工艺
摘要
随着科学技术的发展，复合材料的应用领域不断扩大，世界模具市场仍供不应求。
对于模具制造业，有些工艺方法延续使用了几千年，也有刚刚发展起来的新兴技术，在工艺繁多技术日新月异的今天选择一种合适的制造方法是模具按期保质完成的保障。
本文将介绍木质组合结构的过渡母模和由过渡模具翻制枫叶模具的制造过程。
对于过渡母模的用途和加工方法以及材料的选用有多种,本文就风叶模具的木质组合过渡母模的制造进行简单介绍。
对于新兴的真空灌注工艺，在模具上铺“干”的增强材料，然后铺真空袋，抽真空形成负压，然后灌注胶液固化，在风叶模具制造中只是用于其内结构和外结构，应用的树脂则是环氧树脂为主，加热层则是采用水循环加热。
关键词：
过渡模、真空灌注、加工制作
Themapleleafmouldproductionprocess
ABSTRACT
Alongwiththescienceandtechnologydevelopment,thecompoundmaterialsapplicationdomainexpandsunceasingly,theworldmoldmarketstillfellshortofdemand.Regardingthemoldmanufacturingindustry,sometechniqueextensionhasusedseveralmillenniums,alsohastheemergingtechnologywhichjustdeveloped,changeswitheachnewdaytodayincraftmanytechnologiestochooseoneappropriatemanufacturemethodwasthemoldontimeguaranteesthesafeguardwhichthenaturecompleted.Thisarticlewillintroducetheligninbuilt-upsectionthetransitionfemalemoldandbythetransitionmoldcastingmapleleafmoldmanufactureprocess.Regardingtransitsthefemalemolduseandtheprocessingmethodaswellasthematerialselectshasmanykindsof,thisarticletransitsthefemalemoldmanufactureonthewindleafmoldlignincombinationtocarryonthesimpleintroduction.Regardingtheemergingvacuumirrigationcraft,“does”inthemoldupperberththeenhancementmaterial,thentheshopvacuum-bag,pullsoutthevacuumtoformthenegativepressure,thentheirrigationliquidcementsolidifiesamongthem,onlyisusesinthestructureinthewindleafmoldmanufactureandoutsidethestructure,theapplicationresinistheepoxyresinprimarily,thezoneofheatingusesthewatercycleheating.
Keywords:
transitiondie,vacuuminfusion,processing
目录
引言9
第1章、磨具生产介绍10
第2章、风叶磨具母模的生产11
2.1调平钢轨11
2.2木质结构11
2.3蒙板11
2.4刷胶层12
2.5腻子找平面和喷漆12
第3章、风叶模具生产13
3.1布真空13
3.2内结构13
3.3加热层15
3.4外结构15
3.5固定钢架及其保温层15
3.6后固化16
第4章、模具安装和出厂17
总结18
致谢19
参考文献20
外文资料翻译22
前言
在目前的材料中，符合材料因其轻质高强而被广泛的应用。
针对符合
第一章磨具生产的介绍
生产过程是指将原材料转变成产品的全过程。
一般模具产品的生产过程包括原材料的运输和保管，的技术准备，毛胚的制造，模具零件的各种加工，模具的装配、检验、模具产品的包装和发送等。
工艺过程是指直接改变加工对象的形状、尺寸、相对位置和性能，使之成为产品的过程。
工艺过程是生产过程中的主要过程，其余如生产的设备，检验，运输及保管等，则是生产过程的辅助过程。
目前，有各种各样的工艺以及有这些工艺组合起来的新工艺用来制造模具。
根据模具对材料的作用方式不同，现在模具的加工方法归纳为成型法（有铸造法制模、挤压法制模）、累加法（金属喷涂、电铸法、快速原型法）、和去除法（有机械加工、电加工、化学腐蚀加工）。
在市场经济大潮中，企业之间的竞争主要是交货期、质量、成本和服务，并行工程的思想改变了传统的生产模式，经过精心组织，能够有效的缩短交货期，降低生产成本，改善产品质量。
并行工程也称并行设计或同步工程，实际上是一种以动态优化方式处理系统的工程方法。
模具制造的基本要求是在工业产品中，应用模具的目的在于办证产品的质量，提高生产率和降低成本等，因此除了正确的进行模具设计，采用合理的模具结构外，还必须有高质量的模具制造技术作为保证。
模具制造时，不论采用那种方法都应满足如下几个要求：
1）制造精度高2）使用寿命长3）制造周期短4）模具成本低
必须指出，上述四个指标是相互关联、相互影响的。
片面追求模具精度和使用寿命必将导致成本的增加，只顾降低成本和缩短制造周期而忽略模具精度和使用寿命的做法也不可取的。
我国模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比有很大差距，具体表现为：
1）产品开发设计方法手段落后2）管理落后3）产品质量有待进一步提高4）制造工艺和技术设备陈旧落后
所以必须采用跨越发展的方式，大力发展作为制造业为主体的先进制造技术。
模具工业在我国及在国外的发展呈现出势不可挡的趋势，科技的发展为模具工业的发展提供了源源不断的生命力，而模具工业的发展也必将带动机械制造、包装生产、建筑等行业的更大进步。
技术进步，工艺更加精湛，加之市场需求的不断增加，为模具工业提供了更加广阔的发展空间，模具业也是将为我国的经济发展作出突出贡献。
现代模具制造技术是以两大技术应用作为标志的，一是数控加工技术，二是计算机应用技术。
（1）数控加工技术包括：
数控机械加工技术、数控电加工技术和数控特种技术工技术。
（2）计算机技术包括：
CAD／CAM技术、CAE技术、仿真技术和网络技术。
我国模具技术的发展趋势：
（1）模具产品的大型化和精细化
（2）多功能复合模具
（3）新型的热流道模具
（4）气体辅助注射模和高压注射成型工艺模具
（5）快速经济模具
（6）高速铣削加工
在现代生产形势下，模具电火花成形加工工序已不能满足加工速度以及制质量方面的要求，高速切削正以其突出优势，确立在模具制造工艺中的主流地位。
第二章风叶模具母模的生产
高质量的GFRP模具是通过过渡模（母模）翻制出来的，显然过渡模的表面质量将最终影响GFRP制品的外光质量。
目前国内过渡模的制作材料主要有两类：
一是砖砌外敷石膏，简称石膏模。
二是根据外形面情况设计制成木质框架组合结构，然后采用三合板为模面材料，也可以采用剪裁拼接容易、表面光洁度较高的贴塑面板做模面材料（后者可减少表面加工程序）。
石膏模成本低，但表面光顺度难以保证，而且石膏过渡模干燥时间长，影响生产周期。
木质组合结构模成本较高，但具有较好的加工性能以及优良的表面。
选材依据为：
生产周期、制品形状及造价。
一般来说，曲率半径大、形状变化梯度小、外表面要求又高的制品，宜采用拇指组合结构过渡模。
其它则可采用石膏过渡模。
根据风叶模具的曲率半径、形状变化梯度、外表面要求，在制造风叶模具过渡模的时候采用木质组合结构过渡模。
2.1调平钢轨
在铺放钢轨之前，要先用经纬投影仪调整钢轨的放置方向，用投影仪确定钢轨的放置位置，并用记号笔画线，在线的两边的合适位置打孔，用来把钢轨固定在地面上，放置钢轨的时候使钢轨的中心线和记号笔画的线重合，由于模具长度比较长，需用焊接或机械连接方法把钢轨连接起来，把连接好的钢轨用螺栓固定在地面，用水平仪器粗调节钢轨的上表面水平度。
根据已经设计好的工艺确定钢轨上支撑板的位置，首先用经纬仪确定零点和末端位置，在末端位置固定激光测距仪，一次从零点也就是叶根的方向确定每块支撑板的位置，并用记号笔笔画线。
所有先画画之后，并进行检测一次。
已确定支撑板的位置的精确。
在支撑板的放置位置的所划线的两边用转孔机器转空，并用相应的丝锥锥丝，锥丝过程中要先用一锥锥孔，再用二锥锥，保证不漏锥。
细调平钢轨，通过调整钢轨和地面固定的螺丝保证每个锥孔在同一平面上，调平之后不能动激光仪，再进行检测一次。
在钢轨和地面间的空隙间塞木楔子，并用粘结腻子粘结。
2.2木质结构
木质支撑板用15mm的压缩板在自动化数控雕刻机上雕刻并拼装而成的（这里运用到了模具CAD技术和自动化加工技术），对木板属于高速切削加工，有如下优势：
1、提高了生产效率2、提高了加工精度和质量3、可完成硬质零件、复杂型面加工4、简化了加工工艺流程5、节约成本、提高效益。
对拼装好的支撑板用放木条和木板进行固定，.并对支撑板上的激光孔，肩高，弦长等进行检测。
误差不差过2mm。
在钢轨的末端即叶尖部位固定激光仪，在钢轨前端即叶根部位固定激光投射板，在板上已经标记好激光的投影点，先固定末端最后一块支撑板，然后从叶根向叶尖依次固定，在末端板和预固定板的中间位先固定好一块支撑板，便于保证所立支撑板平行。
支撑板和钢轨用角钢和螺栓固定，在支撑板和支撑板之间用预先准备好的长方木快，两端为圆柱形，来固定。
2.3蒙板
支撑板固定好之后，在板上的沟槽中安放长木条，并用气钉枪固定，固定好之后，用刨子手工找平，在此过程中不允许刨到支撑板上的弧面，两肩上铺放三层15mm的压缩板，同样用气钉枪固定。
上蒙板蒙板是三合板，一般需要用刀子裁成30mm宽的板条，蒙板45°方向普放在模具面上，铺放两层，两层的铺放方向垂直，每次均用气钉枪固定，固定要把钉子露出部分全部用锤子砸进去。
2.4刷胶层
先铺敷1～2层表面毡（规格40g／㎡～45g／㎡。
）作为底层，然后再铺敷一层短切毡。
在铺敷过程中要用金属辊来回辊压，起到压实、浸透、排起作用。
当整个毡层进入凝胶状态时，开始铺糊无捻方格布（若直接采用方格布而不用毡，固化收缩后模具便面的痕迹将非常明显）。
为提高层间粘结强度和降低收缩率，国外普遍采用RM法即布毡交叉糊制法。
也可以在毡层之后，铺糊数层强芯毯，其厚度控制在原玻璃布厚度的4／5。
用强芯毯的优点是模具刚性好、抗冲击性好。
2.5腻子找平和喷漆
过渡模需要进行表面加工。
如采用石膏模或以三合板为模面材料的木质组合结构过渡模，其表面加工程序如下：
涂铁红底漆在用抛光机进行粗磨后，经样板卡侧、目测及手测，至光顺度约为70％～85％，即课涂醇酸铁红底漆。
醇酸铁红底漆既可补模具表面的微小孔隙，又能使表面不光顺部位在光照反射下容易发现。
刮腻子用手工打磨时，以醇酸腻子为宜。
若电动打磨，以聚氨酯腻子或不饱和聚酯树脂加滑石粉做腻子为宜，固化后表面坚硬、耐磨。
干磨用铁砂纸进行打磨，使表面形成均匀的封闭层，防止水磨时水渗透到过渡模内。
铁砂纸规格为1#～100#.
水磨在用二道腻子对过渡模表面进行封闭并干磨后，即可进行水磨，以清除表面宏观的微粒以及波纹。
水砂纸应从低标号到高标号，通常为400#～1200#.
上清漆过渡模表面的清漆膜，要求光亮、坚硬、耐磨、耐水、耐热、耐腐蚀。
聚氨酯清漆能满足上述要求，并具有良好的抛光效果。
光照检查侧向光照检查，应穿插在过渡模表面加工的每道工序中，以便及时发现不光顺部位，采取相应措施。
研磨抛光最后应进行研磨抛光处理，抛光方式可采用手工或抛光机。
对于非平面抛光，以膏状及液体抛光液材料为好。
使用抛光机时，转速不宜过高。
上脱模蜡是制作过渡模的最后一道工序，要在过渡模的表面形成一层均匀的蜡膜，不能漏涂。
在上清漆之前，一般情况需要好几遍的干磨并再次补腻子，每次要先用事先加工好的铝卡板对模具表面进行检测，铝卡板检测模具的方法：
在模具的也根处设定激光点，依据工艺设计要求，当卡板放在模具上时，卡板上的激光空同意在一条直线上，在激光仪器前固定基准卡板，在叶尖出有预先立好的激光投射板，上面标记着激光的投射位置，依次检测各固定点的卡板，用塞尺进行检测，并用多工用水平仪器进行辅助，用来调节卡板的水平度和垂直度，由于模具表面的误差较小，所以卡板的水平度好垂直度对卡板位置的影响不可忽略，标记出不合格的地方，以进行修补，待修好后再次检测，直到模具达到要求。
第3章风叶模具生产
3.1布真空
在模具经行制作之前，要在母模先放布置抽真空系统，依据模具的大小均匀布置真空抽口，在模具制作中真空系统分为两部分，为一真空和而真空。
一真空为环母模的封环形闭系统，在靠近真空泵的地方与真空泵有三通装置连接，在合适的位置，环形真空管截断，用三通装置连接真空罐，每个真空罐一般上面有六个接口，一个用于连接真空系统，一个安装真空表，以便检测真空灌注过程压力是否下降，在真空系统和真空罐之间的真空罐之间需安装一个开关，易于检测模具的保压情况。
而真空相对于一真空而言比较简单，仅在模具的一侧布置就可以，远离真空泵的一端用开光留下最后一个接口，其余接口用三通装置连接，并安装开关，一般而言，二真空接口要比一真空的接口的一半要多。
在真空系统中所有的连接处都要用密封胶缠好，以保证不漏气。
在真空系统布置好之后，要进行检验，对风叶模具来说，当真空罐上的真空表示数达到一定要求值，并在一定时间内可以保持不下降就可以了。
在每次包好真空之后都要对装置进行检验。
3.2内结构
3.2.1打脱模剂
为使制品与磨具分离而依附于模具成型面的物质称为脱模机。
其功用是使制品顺利地从模具上取下来，同时保证制品表观质量和模具完好无损。
好的脱模剂应具备以下条件：
（1）不腐蚀模具，不影响树脂固化，对树脂黏附力小；
（2）成膜时间短，成膜均匀、光滑；
（3）操作简单，使用安全，价格便宜；
（4）选用脱模剂的时应注意，脱模剂的使用温度要高于固化温度。
脱模剂分外脱模剂和内脱模剂两大类。
外脱模剂主要应用于手糊成型和冷固化系统，内脱模剂主要用于模压成型和热固化系统。
脱模剂的种类有薄膜型脱模剂、混合溶液脱模剂、蜡形脱模剂，以及脱模剂的复合使用。
在风叶模具制作时一般使用混合溶液型脱模剂，此类脱模剂中聚乙烯醇溶液应用做多。
聚乙烯醇溶液是采用低聚合度聚乙烯醇与水、酒精按一定比例配制而成的一种粘性透明液体。
粘度为0.01pa.s~0.1pa.s，干燥时间约为30分钟。
使用时一般需要涂刷3遍。
在每次完全干燥后在涂刷下一遍，要保证每次涂刷均匀。
3.2.2刷胶衣树脂
胶衣树脂：
应具有收缩率、延伸率高、耐磨耐热等优良性能。
最理想的是专用胶衣树脂。
国外专用模具胶衣树脂。
国外专用胶衣树脂技术参数见表格。
国内通用型33＃、793＃、102＃胶衣树脂用于制作一般GFRP模具基本合乎要求，但其耐磨性及硬度等性能比不上专用胶衣树脂，用其制作镜面GFRP，模具表面不甚适合。
实践表明采用环氧树脂加填料来做模具的胶衣比较合适。
由于环氧树脂具有耐磨、坚硬、耐热、耐腐蚀、以及收缩率低等特性，经水磨和研磨抛光处理，同样能够得到镜面效果的模具表面。
为提高模具的耐磨性、刚性和耐热性，可以在胶衣树脂中加入高硬度瓷粉或325目石英粉，用量为15％～35％（质量比），瓷粉物性见表
国外树脂技术参数
流水树脂的特性凝固树脂特性
外观
乳白
25℃时的粘度系数（pa.s）
2.0～2.5
25℃时的触变系数
5～6
25℃时的凝胶时间（min）
15～25
冲击强度（j／㎡）
2500
拉伸强度（MPA）
61
延伸率（％）
3.0
热变形温度（℃）
100
沸水抵抗（h）
255
磁粉填料物性
真密度（g／cm3）
白度
％
西泊度
％
细度
（325目）
平均粒目
（um）
含水量
（%）
表面状况
2.54
85
18
筛余
0.01
1.25
0.5
活化
灯光检查时黑色吸光已发现模具表面不平整部位。
模具翻制胶衣层制作：
胶衣应该涂刷三层，每层厚度控制在0.2mm～0.5mm。
每层胶衣可采用不同的颜色，以便检查漏涂。
最外层胶衣以黑色为宜，出后经水砂研磨，表面将被磨去0.2mm～0.3mm，留下坚硬的黑色模面。
胶衣刷时必须在前层胶衣手模不粘后再涂刷下一层，并且第二层与第三层的涂刷方向应垂直。
同时要注意清除模具表面胶衣中由于喷涂或其它方式带进的微小气孔和尘埃。
胶衣制作完成后，先铺敷1～2层表面毡（规格40g／㎡～45g／㎡。
）作为底层，然后再铺敷一层短切毡。
在铺敷过程中要用金属辊来回辊压，起到压实、浸透、排起作用。
当整个毡层进入凝胶状态时，开始铺糊无捻方格布（若直接采用方格布而不用毡，固化收缩后模具便面的痕迹将非常明显）。
为提高层间粘结强度和降低收缩率，国外普遍采用RM法即布毡交叉糊制法。
也可以在毡层之后，铺糊数层强芯毯，其厚度控制在原玻璃布厚度的4／5。
用强芯毯的优点是模具刚性好、抗冲击性好。
3.2.3内结构
表面层清理：
撕掉脱模布以后，确认表面没有明显的凸凹点。
纤维布铺层：
使用纤维材料为2000g／m2的四轴织物按三横两纵的铺法铺放，横向要求与模具轴线垂直，纵向要求与轴线平行铺放，布与布的搭接长度2～5cm。
每一层铺平、压实，不能有褶皱。
铺脱模布：
要求铺放平整。
不能有褶皱，搭接长度2～5cm，超出布层边缘8～12cm（包螺旋管用）。
铺多孔膜：
在胶流道上铺上相应长度的宽10～15cm的的多孔膜。
铺导流网：
整体铺导流网，要求边缘距布层边缘3～4cm，搭接长度3～5cm，并用针线连接。
导流网不能出现漏铺现象，搭接不能过多。
布置PVC角：
在PVC角上布置注胶口，注胶口处、PVC角连接处和端头用吸胶毡覆盖。
放螺旋管：
距离布层端线2～3cm。
铺设螺旋管，用脱模布包裹固定螺旋管。
布真空胶带：
在布真空胶带之前先把表面清理干净，不能有毛刺杂物。
一真空距离布层4cm布置真空胶带。
二真空胶带距离一真空胶带1～2cm。
包一二真空：
用一真空膜包一真空，用二真空膜包二真空。
要求真空膜与真空胶带贴实，检查真空膜表面不能有破损。
真空值要求：
要求一真空值为≤30mbr，15分钟真空值降≤50mbr。
抽二真空一真空保压。
抽真空的同时检查PVC流道不能有压坏、错开现象。
灌胶要求：
真空值合格后开始打胶灌注，胶的温度严格控制在38℃以内。
开胶道之前先放气，在先后打所有流道。
灌注过程中要时刻观察真空表示数，不低于30mbr。
注胶空不能进气。
注胶充分后掐真空管。
一二真糊制部位空继续抽。
看固化：
灌注侯每隔半小时记录一二真空示数以及叶根、叶中、叶尖的温度，若发现真空表示数有变化，及时检查是否有漏气的地方并及时采取补救措施。
3.3加热层
撕辅材：
首先撕辅材，要求在脱模布以上的辅材全部清理干净。
要检查是哦否有异常。
模具的外观要无干砂，内无异物，无气泡，无发白，无浸渍不良。
对模具进行分区，做好分区标记线，依据不同的区域面积布置循环的个数。
弯曲铜管：
预先弯曲铜管之前用空气压缩机检验铜管，.0.004Mpa保压15min不掉视为合格，合格的铜管才可以使用。
弯曲铜管要求严格按长度尺寸弯曲铜管，用专业的弯管器完90度或180度，不能有弯扁的现象，把弯曲好的铜管用80~100目的砂布打磨表面。
粘木块：
按标记线站木块，形成铜管铺放框架。
铺放铜管：
把铜管安装平整，不能有翘起，管心距控制在70~90mm，凹槽内棱处必须有铜管，翻边上必须有一根铜管，用标准的自攻螺钉将铜管固定在木快上。
铜管的末端向上弯曲垂直高度应与钢架子的局部高度相对应，并标好进出水管的标签。
拍铝粉：
铝粉为粗铝粉、细铝粉、手糊树脂、手糊固化剂、白炭黑混合配比，要求铝粉铺满两个铜管之间，铜管隐约可见，翻边边缘处形象圆弧状3~5cm。
铺脱模布：
用辊子站少量L135胶使脱模布与铝粉贴实
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