模具設計與製造的優化技術資料

一、模具的模塊化設（shè）計
縮短設計周期（qī）並提高設計質量是縮（suō）短整個模具開發周期的關鍵之一。模塊化（huà）設計就是利用產品零部件在結構及功能上的相似性，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設計時間並提高設計質量。因此本文探索在（zài）模具設計（jì）中運用模塊化設（shè）計方法。
模具模塊化（huà）設計的實（shí）施。
1、建立模塊庫
模塊庫的建立有三（sān）個步驟：模塊劃分、構造特征模型和用戶自定義特征（zhēng）的生成。標準零件是模（mó）塊的特（tè）例，存（cún）在於模塊庫中。標準零件的定（dìng）義隻需進行後兩步驟（zhòu）。模塊劃分是模塊化（huà）設計的步。模（mó）塊劃（huá）分是否合（hé）理，直接（jiē）影（yǐng）響模塊化係統的功能、性能和成本。每一類產品的模塊劃分（fèn）都（dōu）   經過技術調研（yán）並反複論證才（cái）能得出劃分結果。對於模具（jù）而言，功能模塊與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（jié）構變化，因（yīn）而（ér）它可以包含功能模塊;而功（gōng）能模塊（kuài）的局部結構可能較固定，因而它可以包含結構模塊。模（mó）塊設計完（wán）成（chéng）後，在Pro/E的零件/裝配(Part/Assembly)空間中手工建構所需模塊的（de）特征模（mó）型（xíng），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（yòng）戶自定義特征(User-Defined Features,UDFs)。生成用戶自定義特征文件(以gph為後綴的文件)後按分組技術取名存儲，即完成（chéng）模塊庫的建立。
2、模塊庫管理係統開發
係統通過兩次推理，結構選擇推理與模塊的自動建模（mó），實現模塊的確定。次推理得到模塊的大致（zhì）結構，次推理終確定模塊的（de）所有參（cān）數。通過這種途徑實現模（mó）塊 "可塑性"目標。在結構選擇推理中，係統接受用戶輸（shū）入的模塊名稱、功能參數和結構參數，進行推理，在模塊庫（kù）中求得適（shì）用模塊的名稱（chēng）。
如果不滿（mǎn）意該結果（guǒ），用戶可（kě）指定模塊名稱。在這一步所得到（dào）的模塊仍是不確定的（de），它缺少尺寸參數、精度、材料特征及裝（zhuāng）配關係的定（dìng）義。在（zài）自動建模推（tuī）理中，係統利用輸人的尺寸參（cān）數、精度特征（zhēng）、材料特征與裝配關係（xì）定義，驅動用戶自定義特征模型，動態地、自動地將模（mó）塊特征模型構造出來並自動裝配。自動建（jiàn）模函數運（yùn）用C語言與Pro/E的二次（cì）開發工具Pro/TOOLKIT開發而成。通（tōng）過模塊的調用可迅速完（wán）成模具設計。應用此係統後模具設計周期明顯縮短。由於在模塊設計時認真考慮了模塊的質量，因而對模具（jù）的質量起基礎保證作用（yòng）。模塊庫中存放的是相互獨立的（de）UDFs文件，因此本係統具有（yǒu）可擴充性（xìng）。
二、模（mó）具製（zhì）造過程（chéng）中的（de）缺陷及防止措施
1、鍛（duàn）造加工
高碳、高合金鋼，例如Cr12MoV、W18Cr4V等，廣泛用於製造（zào）模具（jù）。但這類鋼不同程度的存在成分偏析、碳化物粗大不均勻、組織不均勻等缺（quē）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（mó）塊毛坯，這樣（yàng）一方麵可使鋼材達到模塊（kuài）毛坯的尺寸和規格（gé），一方麵可   鋼的組織和性能。另外高碳、高合（hé）金的模（mó）具鋼導熱性較差，加熱速度不能太快，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（xuē）加工應嚴格保證尺寸（cùn）過渡（dù）處的圓角半徑，圓弧與直線相接處應光滑。如果模具的切（qiē）削（xuē）加工質量較差（chà），就可能在以（yǐ）下3個方麵造（zào）成模具（jù）損,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（zài）工作時產生嚴（yán）重的應力集中。2)切削加工（gōng）後的表麵太粗糙，就有可能存在（zài）刀痕、裂口、切口等缺陷，它們（men）既是應力集中點，又是裂紋、疲（pí）芳裂紋（wén）或熱疲勞裂紋的萌生地。3)切（qiē）削加工（gōng）沒能   、均勻地（dì）切除模具毛（máo）壞在軋製或鍛造時產生的脫碳層，就可能在模具熱處理時（shí）產生（shēng）不均勻的硬化層，導致耐磨性下降。
3、磨削加工
模具在淬火、回火後一般要進行磨削加（jiā）工，以降（jiàng）低表麵粗糙度值。由（yóu）於磨削（xuē）速度過大、砂輪粒度過細或冷卻條件較差等因素的（de）影響，引起的模具表層局部過熱，造（zào）成局部顯微組織變（biàn）化，或（huò）引起表麵軟化，硬（yìng）度降低，或產生較高的殘餘拉應力等現象，都會降低模（mó）具的使用壽（shòu）命選（xuǎn）擇適當的磨削（xuē）工藝參數減少局（jú）部發熱，磨削後在可能（néng）的條件下進行去應力處理，就可有效地防止磨削（xuē）裂紋的產生。防止磨削過熱和磨削裂紋的措施較多，例如：采（cǎi）用切削力強的粗顆粒砂輪或粘結性較差的砂輪，減（jiǎn）少模具的磨削進給量;選用合適的冷卻劑;磨削加（jiā）工後250一300℃的回（huí）火消除磨削應力（lì）等 。
4、電（diàn）火花加工
應用電火花工藝加工模具時，放電區的電流密度很大，產生（shēng）大量的熱（rè），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發（fā）生變化，模（mó）具（jù）表層（céng）由於高溫而發生熔化，然後急冷，很快凝固（gù），形成再凝固層。在顯微（wēi）鏡下可看到，再凝固層呈白亮色，內部有較多顯微裂紋。為了延長模（mó）具壽命可以采用（yòng）以下措施：調整電火花加（jiā）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（chú）去異常層中（zhōng）的（de）白亮層，尤（yóu）其是要除去顯微裂紋。在（zài）電火花加工後安排一次低溫回火，使異常層穩定化，阻止顯微裂紋擴展。