模具設計與製造的優化技術資料

一、模具的模塊化設計
縮短設計周期並提高設計質量是縮短（duǎn）整個模具開發周期的關鍵之一。模塊化設計（jì）就（jiù）是利用（yòng）產品零部件在結構及（jí）功能上的相似性，而實（shí）現產品的標準化與組合化。大量實踐（jiàn）表明，模塊化設計能有效減少產品設（shè）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（jì）方法。
模具模塊化（huà）設計的實施。
1、建立模塊庫
模（mó）塊庫的（de）建立有三個步驟：模塊（kuài）劃分（fèn）、構造特征模型和用戶自定義特征的生（shēng）成。標準零件是模塊的特例（lì），存（cún）在於模（mó）塊庫中。標準零件的定義隻需進行（háng）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（mó）塊化係（xì）統（tǒng）的功能（néng）、性能和成本。每一類產（chǎn）品（pǐn）的模（mó）塊（kuài）劃分都   經過技術調研並反複論證才能得出劃分結果。對於模具而言，功能模塊與結構模塊（kuài）是互相包容的。結構模塊的在（zài）局部範圍內（nèi）可有較（jiào）大的結構變化，因（yīn）而它可以（yǐ）包含功能模塊;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（kuài）。模塊設計完成後，在Pro/E的零件/裝配（pèi）(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（hù）自定義特征功能，定義（yì）模塊的兩項可變參數：可變（biàn）尺寸與裝配（pèi）關係，形成用（yòng）戶自定義特征（zhēng）(User-Defined Features,UDFs)。生成（chéng）用戶自定義（yì）特征文件(以gph為後綴的文件)後按分組（zǔ）技術取名存儲，即完成模塊庫的建立。
2、模塊（kuài）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（zì）動建模，實現（xiàn）模塊的確定。次推理（lǐ）得到模塊的大致結構，次推（tuī）理（lǐ）終確定模塊的所有參數。通過這種途徑實現模塊 "可塑性（xìng）"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（cān）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（bú）滿意（yì）該結果，用戶（hù）可指定模塊名（míng）稱。在這一步（bù）所得到的模塊仍是不確定的，它缺少尺寸（cùn）參數、精度、材料特征及裝配關係的（de）定義。在自動建模推理（lǐ）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（zì）動地將模塊特征（zhēng）模型構造出來（lái）並（bìng）自動裝（zhuāng）配。自動建模函數運（yùn）用C語言與Pro/E的二次開發工具Pro/TOOLKIT開（kāi）發而成。通過模塊的調用可（kě）迅速（sù）完成模具設計。應用此係統後模具設計周期（qī）明（míng）顯縮短。由於在模塊設計時認真（zhēn）考慮了模塊的質量，因而對模具的質量起基礎（chǔ）保證（zhèng）作用。模塊庫中存放的是相互獨立的（de）UDFs文件（jiàn），因此（cǐ）本係統具（jù）有可擴（kuò）充（chōng）性。
二、模具製造（zào）過程中的（de）缺陷（xiàn）及防止措施
1、鍛造加工
高碳、高合金鋼，例如Cr12MoV、W18Cr4V等，廣泛用於製造模具。但這類鋼不同（tóng）程度的存在成分偏析、碳化物粗大不均勻、組織不均勻（yún）等（děng）缺陷。選（xuǎn）用高碳、高合金鋼製造模（mó）具，   采用合（hé）理（lǐ）的鍛造工藝來成形模塊毛坯，這樣一（yī）方麵可使鋼材達到模（mó）塊毛坯的尺寸（cùn）和規格，一方麵可   鋼的組織和性能。另外高碳、高（gāo）合金的模具鋼導熱性較（jiào）差，加熱速度不能（néng）太快，且加熱要均勻，在鍛造（zào）溫度（dù）範圍內，應采用合理的鍛造比（bǐ）。
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（guǒ）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,1)由於切削（xuē）加工不恰當（dāng），造成的尖銳轉角或圓角半徑過（guò）小，會導致模具在工作時產生嚴重的（de）應力集中。2)切削加工後的表麵太粗糙，就有可能（néng）存在（zài）刀痕、裂口、切（qiē）口等（děng）缺陷，它們既是應力集（jí）中點，又是（shì）裂紋、疲芳裂紋或（huò）熱疲勞（láo）裂紋的（de）萌生（shēng）地。3)切削加（jiā）工沒能   、均勻地切除模（mó）具毛壞在軋製或鍛造時產生的脫碳層，就（jiù）可能在模具熱處理時產生不均勻的硬化（huà）層，導致耐磨性下降。
3、磨削加工
模具在淬（cuì）火、回火後（hòu）一般要進行磨削（xuē）加（jiā）工，以降低表麵粗糙度值。由於磨削速度過大、砂輪粒度過細或冷卻條件（jiàn）較差等因素的影響，引起的模（mó）具表層局部過熱，造成局部顯微組織變化，或引起表麵軟化，硬度降低，或產生（shēng）較高的（de）殘餘拉應力等現象，都會降低模具的使用壽命選擇適當的磨削工藝參數減少局部發（fā）熱，磨削後在可（kě）能的條件下進行去應力處理，就可有效（xiào）地防止磨（mó）削裂紋的產（chǎn）生。防止磨削過熱和磨削裂紋的措施較多（duō），例如：采用切削力強的粗顆（kē）粒砂輪或粘結性較差的砂輪，減少模具的磨削進給量;選用合適的冷卻劑;磨削加工（gōng）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，放電區的電流密度很大，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發生變化，模具表層由於高溫而發生（shēng）熔化（huà），然後急冷，很快凝固，形成（chéng）再凝固層。在顯微鏡下（xià）可看到，再凝（níng）固層呈白亮（liàng）色，內部有較多顯微裂紋。為了延長模具壽命可以采用以下措施（shī）：調整電火花加工參數用電解法或機械研磨（mó）法（fǎ）研磨電火花加工後的表麵，除去異（yì）常層中的白亮層，尤（yóu）其是要除去顯微裂紋。在電火花加工後安排一次（cì）低溫回火，使異常層穩定化，阻止顯微裂紋（wén）擴展。