第一章绪论
1.1快速制模技术
金属喷涂制模法是将快速原型与热喷涂等方法相结合的间接制模法，将熔融或半熔融的金属颗粒喷射陶瓷母模表面，生成金属薄层，然后补强背衬并除去原型后得到钢基模具产品。快速成型技术的发展趋势:第一，随着计算机技术的块速发展，即(RaPidPrototyPing)软件的功能也越来越强大，它的应用领域也随之扩大，特别是从制造业向非制造业发展;第二，RP技术与新材料的结合也越来越紧密，由于RI，技术对材料的特殊要求，所以RP复合材料的研究与开发以及采用复合材料的不同种类的即设各与工艺也很重要;第三，RI，+RT的发展是近年来最重要的热点，也是最具经济效益前景的一个领域;第四，RP的原理，如能量场理论，生长成形，快速成形的边界模型等;RP技术在治疗学康复工程，生长远程诊断，假肢制造等的应用研究与开发。第五，RP技术的集成化等。
快速成形技术是制造业中具有革命性的一个创举，是为适应市场需要而出现的一种高新技术。在机械制造业中配套地开展快速成形技术的研究并推广应用，可有效提高制造业的综合竞争能力。我国机械制造业无论在设计技术、制造工艺、自动化技术，还是管理技术等方而与发达国家相比都存在着阶段性的差距。推广和应用快速成形技术，为企业快速制造少量的样品或产品以进行分析和判断，可大大缩短研究开发的周期和费用，无疑会给企业参与市场竞争增添有力的技术手段。目前对于RP系统的市场需求越来越广泛，将即技术与快速模具(RT)制造技术相结合，可以使模具的制造时间减少1/30，成本下降20%~30%，并能很好地解决模具生产赶不上产品开发需要的矛盾。目前国内外己安装了6700多台即成形设备，如何将这些RP设备史好地应用到工业生产中去，这就需要对即技术的推广应用开展深入的研究，形成基于快速成形的快速模具制造系统。
基于RP的快速模具技术有直接制造与间接制造两个方向。基于RP的金属模具直接制造工艺因其不需要工艺转换，在制造周期等方而具有很大的应用潜力，从而受到高度关注。目前，研究集中在如何从己有的即工艺中直接得到金属型以及开发新的适合于金属直接成形的工艺。从第二界北京国际快速成型及制造会议反映的情况看，以下几种工艺十分有前途:①日木。instituteofTechnology大学基于LOM工艺方法，直接采用金属片材，通过激光切割、焊接或粘结金属片材制造金属模具;②韩国光州大学采用三维焊接和砂加工工艺相结合，用于制造金属注塑模;③美国Stratasys公司开发出能用FDM(FusedDePositinnModeling)工艺成形的金属材料，制造出金属零件与模具;④日木NihonRex公司提出基于RY的真空铸造法快速制造金属模具。另外，一些发展中国家(如泰国)也在直接金属快速模具方而进行了研究。
基于RP的金属模具间接制造工艺应用更为广泛。由于即方法制造的原型主要以非金属型为主(如纸、ABS，蜡、尼龙、树脂等)，在大多数情况下非金属原型无法直接作为模具使用，需要以RP型做模样，经过工艺转换，制造金属模具。间接制造的特点是RP术与传喷涂成形、电铸成形和粉末烧结成形。通过这些方法，可实现金属零件/模具的快速制造。美国、英国、法国以及我国相继开展了这方而的研究，目前所研究的主要是采用电弧喷涂沉积中、低熔点合金，在RP型或天然素材原型(如皮纹)上金属喷涂沉积制造模具。日木东京大学开发出粉末流动成形，经高温烧结制造出耐热沉积原型，采用等离子喷涂工艺沉积高温合金材料成形金属型壳，制得金属模具。精密铸造成形是即原型转化为金属制品最直接、成木最低、性能最好的工艺方法，但尺寸精度问题是困难所在，该工艺一直是研究的热点。如美国3Dsystems公司推出的QulckCastingM工艺等己得到商业应用。电铸成形是一种快速成形和传统电铸相结合的造技术，澳大利亚昆士兰州理工大学、西安交通大学等在研究中都获得了高精度的电铸成形金属模具。美国3Dsystems公司推出了3DKeltool末冶金快速模具制造工艺。新加坡南洋理工大学采用粉浆成形(shpcasting)制造技术与RP术相结合，用于金属零件/模具制造。
第二章RP原型设计及制作
2.1即纸型设计及制作
UG作为一个功能强大的通用软件，针对于整个产品开发的全过程，从产品的概念设计直到产品建模、分析和制造过程。利用UG进行设计，能直观、准确的反映零、组件的形状和装配关系，可以使产品开发完全实现设计、工艺、制造的自动化和无纸化生产。此外，还能够使产品设计、工装设计、工装制造等工作并行展开，大大缩短了生产周期，非常有利于新产品试制及多品种产品的设计、开发和制造。新产品开发期间，可以利用UG强大的功能及时检查尺寸干涉、计算重量及相关特性，以提供产品的设计质量，并对复杂结构产品的装配工艺、焊接工艺的工序安排给予指导。UG具有以下特点。
1. 知识驱动自动化
所谓知识驱动自动化(众owledgeDrivenAutomation，KDA)就是获取过程知识并用以推动产品开发流程的自动化。UG提供了知识驱动自动化解决方案，将基于知识工程(KBE)系统与软件系统完全集成。KDA是一个能够一记录、重复使用工程知识并用来驱动、建立、选择和装配相应的几何模型的系统。这套解决方案包括UG/(KnowledgeFusinn，知识融合)和一系列过程向导。过去的KBE系统往往是单独使用的，不能内嵌到己存在的工程系统中，不能与已存在的应用程序相关，而UG/KF解决了这个问题。由于UG/Kf是完全内嵌的，用户不需要了解什么是KBE、什么是UG/KF，只要使用他们熟悉的应用程序就可。武汉理工大学硕士学位论文实现对各种知识的重新使用。因此，uG/Kf是面向大多数工程师。这意味着工程人员和设计人员可以致力于产品开发，而不用在KBE系统和产品开发系统之间转换数据。KDA可以将工程过程中可重复的片断自动化，捕捉并反复利用知识，这样可以帮助那些缺乏经验的工程师解决复杂的问题，同时缩短了产品设计的周期。
第三章 陶瓷型的选材及制作工艺....................... 39-48
3.1 Al_2O_3的选材与烧结 .....................39-43
3.2 陶瓷型脱离实验..................... 43-46
3.3 陶瓷型的制作工艺 .....................46-48
第四章 电弧喷涂制造模具工艺过程..................... 48-54
4.1 电弧喷涂技术原理和特点 .....................48
4.2 电弧喷涂过程的温度控制和应力试验.....................48-49
4.3 喷涂工艺..................... 49-51
4.3.1 喷涂工艺参数 .....................49-51
4.4 喷涂实验..................... 51-52
4.4.1 电弧喷涂材料..................... 51
4.4.2 电弧喷涂制做钢基模具的过程 .....................51-52
4.5 背衬的填充加固..................... 52-54
第五章 模具总体设计..................... 54-63
5.1 模具设计的工艺过程..................... 54-55
5.2 汽车覆盖件的加工方法..................... 55-56
5.3 拉延模型面设计..................... 56-57
5.4 凸(凹)模的设计..................... 57
5.5 压边装置的设计制作凸模(动)压边圈的设计制作..................... 57-59
5.6 模架的选择 .....................59-61
5.7 模柄的选择 .....................61
5.8 垫板的选择 .....................61
5.9 联接紧固件的选择 .....................61
5.10 冲压设备的选用..................... 61-63
结论
(l)以快速原型/快速制造和计算机辅助设计为基础可以把实物转换为相应的即纸模。
(2)通过不同粒度的氧化铝的烧结实验，确定了粒度为约47pm的.A12O3粉末作为陶瓷型的主要材料。
(3)通过喷涂脱离实验得出了把含15%510:的A12o3昨为陶瓷型型面的填充材料，在喷涂实验中既满足了收缩率，表面质量的要求，同时又使脱离变得容易。
(4)通过大量的实验选择4Crl3作为模具的喷涂材料，喷涂的电压30V，工作电流250A，空气压力0.4Mpa，喷涂距离150~。并得出温度控制在260℃时形成壳层的残余应力最小;当喷涂温度高于260℃时涂层为拉应力;当喷涂温度低于260℃时涂层为压应力。
(5)在背衬设计中采用环氧树脂加钢砂作为背衬的填充材料，满足了模具设计要求。
(6)根据冲压件的尺寸利用机械制图完成了凸凹模、压边圈、模板、模座、模柄的设计与制作，并选用Jn-50型号的压力机。、
(7)证实了利用电弧喷涂制造钢基模具可行性，实现了模具的改型的快速，高质量，低成本的需要。
参考文献
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