|
成果名称：金属喷涂快速模具制造技术及设备
完成单位：西安交通大学
成果编号：鉴字[教BP2003]第007号
鉴定日期：2003年11月17日
所属学科：机械工程
项目简介：
1）课题来源与背景
课题来源于国家“十五”攻关项目 “基于快速成型的金属喷涂大型模具快速制造集成系统”（2001BA203B10-01）和国家863计划项目 “面向产品开发的快速模具制造集成技术及设备”（2001AA421270）。主要任务是通过技术攻关，形成以快速原型技术和金属电弧喷涂技术为核心的模具快速制造集成系统，并在企业内建立应用示范。
2）技术原理及性能指标
将快速原型、金属电弧喷涂以及电刷镀等技术有机结合，形成快速模具制造集成技术，其工艺过程包括：喷涂母模准备；基体处理；金属电弧喷涂；填充背衬材料；电刷镀等环节。金属喷涂快速模具主要由金属喷涂层、电刷镀层以及背衬材料构成，呈现梯度结构特点，其中刷镀层提高了模具表面硬度（大于HV 500）和耐磨性（提高3~10倍）；玻璃钢层和环氧树脂层提高模具的整体机械性能；高强度水泥背衬降低了模具制造成本。模具尺寸精度±0.3mm，抗压强度大于80MPa。
为了提高金属电弧喷涂作业自动化水平，提高涂层质量，开发了快速模具制造专用设备—金属喷涂制模机。该机具有自动编程、控制简便、作业范围大（3100mm×1800mm×480mm）、喷涂效率高（10kg/h）等特点，满足一般汽车覆盖件快速模具制造要求。
3）技术的创造性与先进性
首次开发了运动控制和工艺参数控制集成的金属喷涂快速模具制造专用数控设备—金属喷涂制模机。该机喷枪手腕创新性地采用了双平行四边形运动解耦结构，大大降低了控制复杂度和机构运动惯量。实现了喷枪运动的CAD模型直接驱动，无需传统的人工NC编程。将电刷镀与电弧喷涂技术相结合，显著提高了模具表面硬度及耐磨性，并使其表面摩擦学特性更接近于钢模具。采用梯度材料结构形式，使模具综合性能显著提高，同时降低其制造成本，缩短制造周期。
4）技术的成熟程度，适用范围和安全性
本成果技术已经开始为企业提供商业服务和技术转让。适用于汽车制造和模具制造企业，能实现大型冲压模具的快速制造，支持200辆样车试制，并通过快速反求技术获取试验数据，指导钢模具CNC加工。
5）应用情况
本成果在西安交通大学、中国一拖集团模具厂建立了应用试验基地。已经为比亚迪汽车公司、长安汽车公司、一拖集团等企业提供技术服务，同时通过一拖集团模具公司实现了成果转化，初步形成产业化规模。长安汽车公司正在积极协作，力求将此技术作为其新车型开发的常规技术加以推广应用。一拖集团模具厂在成功应用本成果技术实现其新型收割机覆盖件冲压模具制造基础上，正着手将本成果技术应用到其新型重型卡车驾驶室模具的开发中去，希望以金属喷涂模具取代钢模具完成中小批量生产任务。
| 
