模具（jù）設計與製造的優（yōu）化技術資料

一（yī）、模具的模塊化設計
縮短設計周期並提高設計質量是縮短整個模具開發周（zhōu）期的關鍵（jiàn）之一。模塊化設計就是利用產品零部件（jiàn）在（zài）結構及功能（néng）上的相似性，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品（pǐn）設計時間並提高設計質量。因此本文探索在模具設計中運用模塊化設計方法（fǎ）。
模具模塊化設計的實施。
1、建立模塊庫
模塊庫的建立有三個步驟：模塊劃（huá）分、構造特征模型和用戶自定義特征的生成。標準零件是模塊的特例，存在於模塊庫中。標準零件的定義隻需（xū）進行後兩步驟。模塊劃分是模塊化設計的步。模塊劃分是否合理，直接影響模塊化係統的功能、性能和（hé）成本。每一類產品的模塊劃分都   經（jīng）過技術調研並反複論（lùn）證才能得出劃分結果。對於模具而言，功能模（mó）塊（kuài）與結構模塊是互相（xiàng）包（bāo）容的。結構模塊的在局部範圍內（nèi）可（kě）有較大的結構變化，因而它可以包含功能模塊;而功能模塊的局部結構可（kě）能較固（gù）定，因而它可以包含（hán）結構（gòu）模塊。模塊（kuài）設計完成後，在Pro/E的零件/裝（zhuāng）配(Part/Assembly)空間中（zhōng）手工建構所需模塊的特征模型，運用Pro/E的用戶自定義特（tè）征功能，定義模塊的兩項可變參數：可變尺寸與裝配關係，形成用戶自定義特征(User-Defined Features,UDFs)。生成用戶自定義特征文件（jiàn）(以gph為後綴的文（wén）件)後按分組技術取名存儲，即（jí）完成模塊庫的建立。
2、模塊庫管理（lǐ）係統開發（fā）
係（xì）統通過兩次推理，結構選擇推理與模塊的自（zì）動建模，實現模（mó）塊的確定。次推理得到模塊的大致結構，次推理終確定模塊的所有參數（shù）。通過這種途徑實現模塊 "可塑（sù）性"目標。在結構選擇推理中，係統接受用戶輸入的模塊名稱、功能參數（shù）和結構（gòu）參（cān）數，進行推理，在模（mó）塊庫中求得適（shì）用（yòng）模塊的名稱。
如果不滿意該結果，用戶可指定模塊名稱。在這一步所得到（dào）的（de）模塊仍是（shì）不確定的，它缺少（shǎo）尺寸（cùn）參數、精度、材料特征及裝配關係的定義。在自動建模（mó）推理（lǐ）中，係統利用輸人的尺寸參數（shù）、精度特征、材料特（tè）征與裝配關（guān）係定義，驅動用戶（hù）自定義特征模型，動態地、自動地將模塊特征模型構造（zào）出來並自動裝（zhuāng）配。自動建模函數運用C語言與Pro/E的（de）二次開發工具（jù）Pro/TOOLKIT開發而成。通過模塊的調用可迅速完成模具設計。應用此（cǐ）係統後模具設計周期明（míng）顯縮短（duǎn）。由於在模塊設計時（shí）認真考（kǎo）慮了（le）模塊的質量，因而對模具的質（zhì）量起基礎保證作用。模塊庫中存放的是相互獨立的UDFs文件，因此本係統具有可擴充性。
二、模具製造過程中的缺陷及防止措施
1、鍛造加（jiā）工
高碳（tàn）、高（gāo）合金鋼，例如Cr12MoV、W18Cr4V等，廣泛用於製造（zào）模具（jù）。但這類鋼（gāng）不同程度的存在成分偏析、碳化物粗（cū）大不均勻、組織不均勻等缺陷。選用高碳、高合金鋼製造模具，   采用合理的鍛造工藝來（lái）成形模塊毛坯，這樣一（yī）方麵可使鋼材達到（dào）模塊毛坯的尺寸（cùn）和規格，一方麵（miàn）可   鋼的組織和性能。另外高碳、高合金的模具鋼導熱性較差，加熱速度不能太快，且加熱（rè）要均勻，在鍛造（zào）溫度範圍內，應采用合理的鍛造（zào）比（bǐ）。
2、切削（xuē）加工
模具的切削加工應嚴格保證尺寸過渡處的圓角半徑，圓弧與直線相（xiàng）接處應光滑。如果模具的切削加工質量較差，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（ruì）轉角或（huò）圓角半徑過小，會導致（zhì）模具在工作時產生嚴（yán）重的應力集（jí）中。2)切削（xuē）加工後的表麵太粗糙，就有可能存在刀痕（hén）、裂口、切口等缺陷，它們既是應力（lì）集中點，又是裂紋、疲芳裂紋或熱疲勞（láo）裂紋的萌生地。3)切削加工沒能   、均勻地切除模具（jù）毛（máo）壞在軋製或鍛造時產生的脫（tuō）碳層，就可能在模具熱處理時產生不均勻的硬化層，導致耐磨性下降。
3、磨削加工
模具在淬火（huǒ）、回火後一般要進行磨削加工，以降低表（biǎo）麵粗（cū）糙度值。由於磨削速度過大、砂輪粒度過細或冷卻條件較差等因素的影響，引（yǐn）起的模具表層局部過熱，造成局部顯微（wēi）組織變化（huà），或（huò）引起表麵軟化，硬度降低，或產生較（jiào）高的殘餘拉應力等（děng）現（xiàn）象，都會降低模具的使用壽命選擇適當的磨削工（gōng）藝參數減少局部發熱，磨削後在可能（néng）的（de）條件下進行去應力處理，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（wén）的措施較多，例如：采用切削力（lì）強的（de）粗顆粒砂輪或粘結性較差的砂輪，減少模具的磨削（xuē）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（huā）加工
應（yīng）用電火花工藝加工模具（jù）時，放電區的電流密度很大，產生大量的熱，模（mó）具被（bèi）加工區域的溫度高達（dá）10000℃左右，由於溫度高，熱影響區的金相組織必將（jiāng）發生變（biàn）化，模具表層由於高溫而發（fā）生（shēng）熔化，然後急冷（lěng），很快凝固，形成再凝（níng）固層。在顯微鏡下可看到，再凝固層呈白亮色，內部有較多顯微裂（liè）紋。為了延長模具壽命可以采用（yòng）以下措施：調整電火花加工（gōng）參數用電解法或機械研磨法研磨電火花加工後的表麵，除去異常層中的白亮（liàng）層，尤其是（shì）要除去顯微裂（liè）紋。在電火花加工後安排一次低溫回火，使異常層穩（wěn）定化，阻止顯微裂紋擴展。