模具設計與製造的優化技術資料

一、模具的模塊化設計
縮短設計周期（qī）並提高設計質（zhì）量是縮短整個模具開發周期（qī）的關鍵之一。模塊化設計就是利用產品零部件在結構及功能上的相（xiàng）似性，而實現產品的標準化與組合化。大量實踐表明，模塊化設計能有效減少產（chǎn）品設計時間並提高設計質（zhì）量。因（yīn）此本文探索在模具設（shè）計中運用模塊化設計方法。
模具模塊化（huà）設計的實施。
1、建立模（mó）塊（kuài）庫
模塊（kuài）庫的建立（lì）有三個步驟（zhòu）：模塊劃分、構造（zào）特征模型和用戶自定義特征的生成。標準零（líng）件是模塊（kuài）的（de）特例，存在於模塊（kuài）庫中。標準零件的定（dìng）義隻需進行後兩（liǎng）步驟。模塊劃分是模塊化設計（jì）的步。模塊劃分（fèn）是否合理，直接影響模塊化係統的功能、性能和成本。每一類產（chǎn）品的（de）模（mó）塊（kuài）劃分都   經過技術調（diào）研並（bìng）反複論證才能得出劃（huá）分結果。對於模具（jù）而言，功能模塊（kuài）與（yǔ）結構模塊是互相包容的。結構模塊的在局部範圍內可有較大的結構變（biàn）化，因而它可以包含功（gōng）能模塊;而功能模塊的局部結構可能較固定，因而它可以包含結構模塊。模塊設計完成後，在Pro/E的零件/裝配(Part/Assembly)空（kōng）間（jiān）中手工（gōng）建構所需模（mó）塊的特征模型，運（yùn）用Pro/E的用戶自定義特征功能，定義模塊（kuài）的兩項可變參數：可（kě）變尺寸與裝配關係，形成用（yòng）戶自定義特征(User-Defined Features,UDFs)。生成用戶（hù）自定（dìng）義特征文件(以gph為後綴的文件（jiàn）)後按分組技（jì）術取名存儲，即完成模（mó）塊庫的建立。
2、模塊庫管理係統開發
係統通過兩次推理，結構選（xuǎn）擇（zé）推理與模塊的自動建模，實現模塊的（de）確定。次推理得到模塊的大致結構，次推（tuī）理終（zhōng）確定模塊的所有參數。通過這種途徑實（shí）現（xiàn）模塊 "可塑性"目標。在結構選擇推（tuī）理中，係統接受（shòu）用戶輸入的模塊名稱、功能參數和結構參數，進行推理，在模塊庫中求得適用模塊的名稱。
如果不滿（mǎn）意該結果，用戶可指定（dìng）模塊名稱。在這一步所得到的模（mó）塊仍是不確定的，它缺少尺寸參數（shù）、精（jīng）度、材料特征及裝配關係的定義。在（zài）自動建模推理中，係統利用輸人的尺寸參數、精度特征、材料特（tè）征與裝配關係定義，驅動用戶自定義特征模型（xíng），動態（tài）地、自（zì）動地將模塊特征模型構造出來並自動裝配（pèi）。自動建模函數運（yùn）用（yòng）C語（yǔ）言與Pro/E的二次開發工具Pro/TOOLKIT開發而成。通過模塊的調用（yòng）可迅速完成模具設計（jì）。應用此係統後模具設計（jì）周期明顯縮短。由於在模塊設計時認真考（kǎo）慮了模塊的質量，因而對模具（jù）的質量起基礎保證作用。模塊庫中（zhōng）存放的是相互獨立的UDFs文件，因此本係統具有可擴充性。
二、模具製造過程中（zhōng）的缺陷及防止措（cuò）施
1、鍛造加工
高碳、高合金鋼，例如Cr12MoV、W18Cr4V等，廣泛（fàn）用於製造模具（jù）。但這類鋼（gāng）不同程度的存（cún）在成分偏析（xī）、碳化物粗大不均勻（yún）、組（zǔ）織不均（jun1）勻等缺（quē）陷。選用高碳、高合金鋼製造模具，   采用合理的鍛造工藝來成形模塊毛坯，這樣一方（fāng）麵可使鋼材達到模塊毛坯的尺（chǐ）寸和（hé）規格，一方麵可   鋼的（de）組織（zhī）和性能。另外（wài）高（gāo）碳、高合金的模具（jù）鋼導熱性（xìng）較差（chà），加熱速度不能太快，且加熱（rè）要均勻，在鍛造溫度範圍內，應（yīng）采用合理的鍛造比。
2、切削加工
模具的切削加工應（yīng）嚴格保證尺寸（cùn）過渡處的圓角半徑，圓弧與直線相接（jiē）處應光滑。如果模具的切（qiē）削加工質量較差，就可能在以下3個方麵造成模具損（sǔn）,1)由於切削加工不恰當，造成的尖銳轉角或圓角半徑過小，會導致模具在工作（zuò）時產生嚴重的（de）應力集中。2)切削加工後的表麵太粗糙，就有可能存在刀（dāo）痕（hén）、裂口、切口（kǒu）等缺陷，它們既是（shì）應力集中點，又是裂（liè）紋、疲芳裂（liè）紋或（huò）熱疲勞（láo）裂紋的萌生地。3)切削加工沒能   、均勻地切除（chú）模具毛壞在軋（zhá）製或鍛造時產生的脫碳層，就可能在模具熱處理時（shí）產生不均勻（yún）的硬化層，導致（zhì）耐磨性下降。
3、磨削加工
模具在淬火、回火後一般要進行（háng）磨削（xuē）加工，以降低表麵粗糙度值。由於磨削速度過大、砂（shā）輪粒度過細或冷卻條件較差等因素的影響（xiǎng），引起的模具表層局部過熱，造成（chéng）局（jú）部顯微組織變化，或引起（qǐ）表麵軟化，硬（yìng）度降低，或產（chǎn）生較高的殘餘拉應力等現象，都會（huì）降低模具的使用壽命選擇適當的磨削工藝參數減少（shǎo）局部發熱，磨削後在可能的條件下進行去應力處（chù）理，就可有效地防止磨削裂紋的產生。防止磨削過熱和磨削裂紋的措施較多，例如：采用切削力強的粗顆粒（lì）砂輪或粘結性較差的砂輪（lún），減少模具的磨削進給量;選用合適的冷卻劑;磨削加工後250一300℃的回火消除磨削應力等 。
4、電火花加工
應用電火花工藝加工模具時，放電區的電流密（mì）度很大（dà），產生大量的熱，模具被（bèi）加工區域的溫度高達10000℃左右，由於溫度高，熱影響區的金相組織必將（jiāng）發生（shēng）變化，模具（jù）表層由於高溫而發生（shēng）熔（róng）化，然（rán）後急冷，很快凝固，形成再凝固層。在（zài）顯微鏡下（xià）可看到，再凝固層（céng）呈（chéng）白亮色，內部有較多顯微裂紋。為了延長模具壽（shòu）命可以采用以下（xià）措施：調整電火花加工參數用電（diàn）解法或機（jī）械研磨法研磨電火花加（jiā）工後的（de）表麵，除去異常層中（zhōng）的白亮層，尤其是要除去顯微裂紋。在電火花加（jiā）工（gōng）後安排一次低溫回火，使異常層穩定（dìng）化（huà），阻止顯（xiǎn）微裂紋擴展。