模具設計（jì）與製造的優化技術資料

一（yī）、模具的（de）模塊化設計
縮短設計周期（qī）並提高設計質量是縮短整個模具開發周期的關鍵之一。模塊化設計就是利用產品零部件在結構及功（gōng）能上的相似性，而實現產品的標準化與組合化（huà）。大量實踐表明，模塊化設計能有效減少產（chǎn）品設計時間並（bìng）提高設計質量。因此（cǐ）本文（wén）探索在（zài）模具設計中運用模塊化設計方法（fǎ）。
模具（jù）模塊化設計的實施。
1、建立模（mó）塊庫
模塊庫的建立有三個步（bù）驟（zhòu）：模塊（kuài）劃分（fèn）、構造特（tè）征模型和用戶自定義特征的生成（chéng）。標準（zhǔn）零件是模塊的特例，存在於（yú）模塊庫中。標（biāo）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（de）步。模塊劃分是否合理，直接影響模塊化係統的功能、性能和成本。每一類產品的模（mó）塊劃分都   經過（guò）技術調研並反複論證（zhèng）才能得出劃分（fèn）結果。對於模具而言，功能（néng）模塊（kuài）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構變化（huà），因（yīn）而它（tā）可（kě）以包含功能模塊;而功能（néng）模塊的局部結構（gòu）可能較固定，因而（ér）它可（kě）以（yǐ）包含結構模塊。模塊設計完成後，在Pro/E的零件/裝配(Part/Assembly)空間中手（shǒu）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（xiàng）可變參數：可變尺寸與裝配（pèi）關係，形成用戶自定義（yì）特征（zhēng）(User-Defined Features,UDFs)。生成用戶自（zì）定義特（tè）征文件(以gph為後綴的文件)後按分組技術取（qǔ）名存儲，即完成模塊庫的（de）建立（lì）。
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，實（shí）現模（mó）塊的確定。次（cì）推理得到模（mó）塊（kuài）的大致結構，次推理終確定模塊的所有參數。通過這種途徑實現模塊 "可塑性"目標。在結構選擇推（tuī）理中，係統（tǒng）接受用戶輸入的模塊名稱、功能參數和結構參（cān）數，進行推理，在模塊庫中求得適用模塊（kuài）的名（míng）稱。
如果不滿意該（gāi）結果，用戶可指定模塊（kuài）名稱。在這一步所得到的模塊仍是不確定的，它缺少尺寸參數、精度（dù）、材料特征及裝配關（guān）係的（de）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（dòng）態地、自動地將模塊特征模型構（gòu）造出來（lái）並自動裝配。自動建（jiàn）模函數運用C語言與Pro/E的（de）二次開發工具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（le）模（mó）塊的質量，因而對模具的質量起基礎保證（zhèng）作用。模塊庫（kù）中存放（fàng）的（de）是相互獨立的（de）UDFs文件，因此（cǐ）本係統具有可擴充性。
二、模具製造過程中的缺陷及防止（zhǐ）措施
1、鍛造加工
高碳、高合金鋼，例如Cr12MoV、W18Cr4V等，廣泛用於（yú）製造模具。但這類鋼不同程度的存在成分偏析、碳化物粗大不均勻、組織不均勻等缺陷。選用高碳、高合金鋼製造模具，   采用合（hé）理的鍛造工藝來成形模塊毛（máo）坯，這樣一方麵可使鋼材達到模（mó）塊毛坯（pī）的尺（chǐ）寸和規格，一方麵可   鋼的組織和（hé）性能。另外高碳、高合金（jīn）的模具鋼導熱性較差，加熱（rè）速度不能太快，且加熱（rè）要均勻，在鍛造溫度範圍內（nèi），應采用合理的鍛造比。
2、切削加工
模具的（de）切削加工應嚴格保（bǎo）證（zhèng）尺寸過渡處的圓（yuán）角半徑，圓弧與直線相接處應光滑。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（zào）成模具損,1)由（yóu）於切削加工不恰當（dāng），造成的尖（jiān）銳（ruì）轉角或圓角半徑過小，會導致（zhì）模具在工作時產生嚴重的應力集（jí）中（zhōng）。2)切削加工後（hòu）的表麵太粗糙，就有（yǒu）可能存在刀痕、裂口、切口等（děng）缺陷，它們既是應力集中點（diǎn），又是裂紋、疲芳裂紋或熱疲勞裂紋的萌生地。3)切削加工（gōng）沒能   、均勻地切除模具毛壞在軋製或鍛造（zào）時產生的脫碳層，就可（kě）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、回火後一般要進行磨削加工，以降低表麵粗糙度值。由（yóu）於磨削（xuē）速度過大、砂輪（lún）粒度過細或冷卻條件較差等因素的影響，引起的模具表層局部過熱，造成局部顯（xiǎn）微組織變（biàn）化，或引起表麵（miàn）軟化（huà），硬度（dù）降低，或產生較高的殘餘拉應（yīng）力等現象，都會降低模具（jù）的（de）使用壽命選（xuǎn）擇（zé）適當的磨削工（gōng）藝參數減少局部發熱，磨削後在可能的條件下（xià）進行去（qù）應力處（chù）理，就可有效（xiào）地防止磨削裂（liè）紋的（de）產生。防止（zhǐ）磨削過熱和磨削裂紋的措施（shī）較多，例（lì）如：采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（mó）削進給量;選用（yòng）合適的（de）冷卻劑;磨削加工後250一（yī）300℃的回火消除磨削應力等 。
4、電火花加工
應（yīng）用電火花（huā）工藝加工模具時，放電區的電流密度很大，產生大（dà）量的熱，模具（jù）被加工區域的溫度高達10000℃左右（yòu），由於溫度（dù）高，熱影響區的金相組織必將發（fā）生變化，模具表層由於高溫而發（fā）生熔化，然後急冷，很快凝固，形成再凝（níng）固（gù）層。在顯微鏡下可看到，再（zài）凝固層呈白亮（liàng）色，內部有較多顯微（wēi）裂紋。為了延長模具壽命可（kě）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（gōng）後的表麵，除去（qù）異常（cháng）層（céng）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一次低溫回火，使異常層穩（wěn）定化，阻止顯微裂紋擴展。