模具設計與製造的優化技術資料

一、模具的模塊化設計（jì）
縮短設計周期並（bìng）提高設計質量是縮短整個模（mó）具開發周期的關鍵之一。模塊（kuài）化設計（jì）就是利用產品零部件在結構及功能上的（de）相似性，而（ér）實現產品的標準化與組合化。大量實踐表明，模（mó）塊化設計能有效減少產品設計時間並提高設計質量。因此本文探索在模具設計中（zhōng）運用模塊化（huà）設計（jì）方法。
模具模塊化設計的（de）實施。
1、建（jiàn）立模塊庫
模塊庫的建立有三（sān）個步驟：模塊劃分（fèn）、構造特（tè）征模型和用戶（hù）自定義特征的生成（chéng）。標準零件是（shì）模塊的特（tè）例，存（cún）在於模塊庫（kù）中。標準零件（jiàn）的定義隻需進（jìn）行後兩步驟（zhòu）。模塊劃分是模塊化（huà）設計（jì）的步。模塊劃分是否合理，直（zhí）接影響模塊化係統的功能、性能和成本。每一類產品的模塊劃分都   經過技術調研並反複論證（zhèng）才能得出劃（huá）分結果。對於模具而言，功能模塊與結構模（mó）塊是互相包容的。結構（gòu）模塊的在局部範圍內可有較大的結構變（biàn）化，因而它可以包含功能模塊;而功能（néng）模塊的局部結構可能較固定，因而它可以（yǐ）包含結構模（mó）塊。模（mó）塊設計完成後，在Pro/E的零件/裝配(Part/Assembly)空間中手工建構所需模塊的特征模型，運用Pro/E的用戶自定義特征功能，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（tè）征(User-Defined Features,UDFs)。生成用戶（hù）自定義特征（zhēng）文件(以gph為後綴的文件)後（hòu）按分組技術取（qǔ）名存儲，即完成模塊庫的建立。
2、模塊庫管理係統開發
係統通（tōng）過兩次推理，結構選（xuǎn）擇推理與模塊的自動建模，實現（xiàn）模塊的確定。次推（tuī）理得到模塊（kuài）的大致結構，次推理終確定模塊的（de）所有參數。通過這種途徑實現模塊 "可塑性"目標（biāo）。在結構選擇推理中，係統接受用戶輸入的模塊名稱、功能參數和結（jié）構參數，進行推理，在（zài）模塊庫中求得適用模塊的名稱。
如果不滿意（yì）該結果，用戶可指定模塊名稱（chēng）。在（zài）這一步所得到的模塊仍是不確定的，它（tā）缺少尺寸參數、精度、材料（liào）特征及裝（zhuāng）配（pèi）關係的定義。在自動建模推理中，係統利用輸人的尺寸參數、精度特征、材料特征與裝配關係定義，驅動用戶自定義特征模型，動態地、自動地將模塊特征模型構造出來並（bìng）自（zì）動裝配。自動建模函數運用C語言與Pro/E的二次開發（fā）工具Pro/TOOLKIT開發而成。通過模塊（kuài）的（de）調用可迅速完成（chéng）模具設計。應用此（cǐ）係統後模具設計周期明（míng）顯縮短。由於（yú）在模塊設計時認真考慮了模塊的質量，因（yīn）而對模具的質量起基礎保證作用（yòng）。模塊庫中存放的是相互獨立的UDFs文件，因（yīn）此本係統具有可擴充性。
二、模具製造過（guò）程中的缺陷及防止措施
1、鍛造（zào）加工
高碳、高（gāo）合金（jīn）鋼，例如（rú）Cr12MoV、W18Cr4V等，廣泛用於製造模具。但這類鋼不同程度的存在（zài）成分（fèn）偏析、碳化物粗大不（bú）均勻、組織不均勻等缺陷。選用高碳、高合金（jīn）鋼製造模具，   采用合理的鍛造工藝來成形模塊毛坯，這樣一方麵可（kě）使鋼材達（dá）到模塊毛坯的尺寸和規格，一方麵可   鋼的組織和性能。另外高（gāo）碳、高合金（jīn）的模具鋼導熱性較差，加熱速度（dù）不能太快，且加熱要均勻，在鍛造溫度範圍內，應采用合理的鍛造比。
2、切削加工
模具的切削加工應嚴格保證尺寸過渡處的圓角半徑，圓弧與直線相接處應光滑。如果模具的切削加工質量較差，就可能在以（yǐ）下3個方麵（miàn）造（zào）成模具損,1)由（yóu）於切削加工不恰（qià）當，造成（chéng）的尖銳轉角或圓角半徑過小，會導致模具在工作時產生嚴重的應力集中（zhōng）。2)切削加工後的表麵太粗糙，就有可能存在刀（dāo）痕、裂口、切口等（děng）缺陷（xiàn），它們（men）既是應力（lì）集中點，又是裂紋、疲芳裂紋或熱疲勞裂紋（wén）的萌生地。3)切削加工沒能   、均勻地切除模具毛壞在軋製或鍛造時產生的脫（tuō）碳層，就可能在模具熱處理（lǐ）時產生不均勻（yún）的硬化層，導致耐磨性下降（jiàng）。
3、磨削加工
模具在淬火、回火後一般要進行磨削加工，以降低（dī）表（biǎo）麵粗糙度值。由於磨削速度過大、砂輪粒度過細或冷卻條件較差等（děng）因素的影響（xiǎng），引起的模（mó）具表層局（jú）部過熱，造成局部顯微組織變化，或引起表（biǎo）麵軟化，硬度降低，或產生較高的殘餘拉應力（lì）等現象，都會降低模具的使用壽命選擇（zé）適當（dāng）的磨削工藝參數（shù）減少局部發熱，磨（mó）削後在（zài）可（kě）能（néng）的條件下進行去應力處理（lǐ），就可有效地防止磨削裂紋的產生。防止（zhǐ）磨削（xuē）過熱和磨削裂（liè）紋（wén）的措施（shī）較多（duō），例如：采用切削力強的粗顆粒砂（shā）輪或粘結性較差（chà）的砂輪，減少模具（jù）的（de）磨削（xuē）進給量;選用合（hé）適（shì）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（huā）工藝加工模具時，放（fàng）電區的電流密度很大，產生大量的熱，模具被加工區域的溫度高達10000℃左（zuǒ）右，由於溫（wēn）度高，熱（rè）影響區的金相（xiàng）組織（zhī）必將發生變化，模具表（biǎo）層（céng）由於高溫而發生（shēng）熔化，然後急冷，很快凝固，形成再凝固（gù）層。在顯微鏡下（xià）可看到，再凝（níng）固層呈白亮色，內部有較多顯（xiǎn）微裂紋。為了延長模具壽命可以采用以下措施：調整電火花加工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層，尤其是要除（chú）去顯微裂紋（wén）。在電火花加工後安排（pái）一次（cì）低溫回火，使異常層穩定化，阻止顯微裂紋擴展。