[發明專利]一種基于逆向工程的模具三維快速成形修復方法

有效

• 申請號: 201410704998.3
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104439884A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 肖猛;高雪松;張濤;劉建濤
• 申請（專利權）人: 南京先進激光技術研究院
• 主分類號: B23P6/00
• 分類號: B23P6/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張曉霞

技術領域

本發明涉及模具加工技術領域，特別是一種基于逆向工程的模具三維快速成形修復方法。

背景技術

模具是制造業的基礎工藝裝備，在電子、汽車、家電、通訊等產品中，60～80％的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產的產品具備高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低消耗，是其他加工方法無法比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具結構復雜，制造周期長，成本高。但因在工作中通常承受很大的壓力和沖擊力，或者很高的工作溫度，模具在使用過程中容易會出現磨損、破損等失效形式，如果對失效模具進行修復再制造而避免模具的報廢，將挽回極大的損失。

現階段模具修復工藝主要是激光熔覆修復和氬弧焊修復。激光熔覆修復雖具有輸入熱量少、模具變形小等優勢，但其修復設備復雜，成本高，且不能實現模具的現場修復。傳統的氬弧焊修復主要采用游標卡尺、量規等量具以及目測等方法對失效模具的失效區域進行測量，再利用氬弧焊修復，在焊接修復之后利用砂輪、砂紙等進行打磨處理去除多余材料，完成模具的修復。該種修復方法設備簡單，成本較低，且易于實現現場修復，但修復過程耗時長，修復效率低，且修復質量嚴重依賴于工人的技術水平和操作的熟練程度，如果失效區域結構復雜，則修復區的尺寸精度和形狀精度均將難以保證。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于逆向工程的模具三維快速成形修復方法，可以實現模具修復層厚和修復量的精確控制，有效減少甚至去除修復后處理環節，提高模具修復的精度和質量，為模具的現場修復再制造提供一種低成本、高精度、高效率的有效途徑。

為解決上述技術問題，本發明技術方案如下：

一種基于逆向工程的模具三維快速成形修復方法，包括以下步驟：

步驟1：打磨掉失效模具的破損和磨損區表面的氧化層，并進行清洗；

步驟2：利用數字化測量設備測量失效模具失效區域及周邊的幾何特征，獲取失效模具的點云數據，應用CAD軟件進行反求建模，獲取失效模具的三維CAD模型；

步驟3：數字化失效模具的設計圖紙或數字化測量相同型號的完好模具，建立三維模型，將該三維模型作為標準模具的三維CAD模型；

步驟4：將失效模具和標準模具的三維CAD模型進行幾何結構對比運算，以差異部分數據建立模具待修復區的特征CAD模型；

步驟5：將所述模具待修復區的特征CAD模型進行數字化切片，根據切片層厚和每層尺寸確定氬弧焊工作參數；

步驟6：應用氬弧焊機按照切片逐層對模具待修復區進行焊接修復；

步驟7：冷卻后對修復部分著色檢查缺陷，檢驗合格后，應用數控加工設備進行后續加工，按照標準模具的三維CAD模型數據還原模具待修復區的尺寸和幾何特征。

優選的，步驟1中采用丙酮和/或酒精對模具進行清洗。

優選的，步驟2中所述數字化測量設備為高精度光學三維測量系統。

優選的，步驟4中將失效模具和標準模具的三維CAD模型均導入CAD軟件，進行布爾求差運算獲得差異部分的特征模型數據。

本發明的有益技術效果是：

1.本發明將逆向工程、氬弧焊三維快速成形技術相結合，實現了模具修復過程的全數字化和自動化，消除了人為因素對修復質量的影響，為精確修復提供了條件，保證了模具的修復質量；

2.本發明采用了快速成形技術的分層切片處理技術，實現了修復層厚和修復量的精確控制，提高了修復精度，降低了修復再制造區后處理的工作量，大幅提高了修復效率；

3.本發明可完成模具的快速修復再制造，特別適用于復雜模具的修復再制造，在制造業中具有很高的應用價值。

附圖說明

圖1為本發明模具修復方法的工藝流程圖；

圖2為本發明實施例中金屬壓鑄模具待修復區照片；

圖3為本發明實施例中建立的待修復區特征三維模型立體圖；

圖4為本發明實施例中修復區組織結構顯微照片。

具體實施方式

本實施例為金屬壓鑄模具修復，以下結合附圖通過實施例對本發明做進一步說明。

該模具用于鋁合金的壓鑄成形，其材質為H13合金，屬熱作模具鋼。該鋼具有高的淬透性和抗熱裂能力，具有良好的耐熱性和熱疲勞穩定性，在較高溫度時具有優良的綜合力學性能和較高的抗回火穩定性。

經長期服役，模具定位凸緣處存在較大擠壓磨損損傷，現應用本發明專利工藝技術對損傷區進行修復再制造，如圖1所示，實施工藝如下：