模具設計與制造的優(yōu)化技術資料

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1 模具的模塊化設計

　　縮短設計周期并提高設計是縮短整個模具開發(fā)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能上的相似性,，而實現(xiàn)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并提高設計,。因此本文探索在模具設計中運用模塊化設計方法,。

　　模具模塊化設計的實施。

　　1.1 建立模塊庫

　　模塊庫的建立有三個步驟:模塊劃分、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,，存在于模塊庫中。標準零件的定義只需進行后兩步驟,。模塊劃分是模塊化設計的-步,。模塊劃分是否合理，直接影響模塊化系統(tǒng)的功能,、性能和成本,。每一類產品的模塊劃分都必須經過技術-并反復論證才能得出劃分結果。對于模具而言,，功能模塊與結構模塊是互相包容的。結構模塊的在局部范圍內可有較大的結構變化,，因而它可以包含功能模塊;而功能模塊的局部結構可能較固定,，因而它可以包含結構模塊。模塊設計完成后,，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(shù):可變尺寸與裝配關系,，形成用戶自定義特征(user-defined features,，udfs)。生成用戶自定義特征文件(以gph為后綴的文件)后按分組技術-存儲,，即完成模塊庫的建立,。

　　1.2 模塊庫管理系統(tǒng)開發(fā)

　　系統(tǒng)通過兩次推理，結構選擇推理與模塊的自動建模,，實現(xiàn)模塊的確定,。-次推理得到模塊的大致結構，第二次推理終確定模塊的所有參數(shù),。通過這種途徑實現(xiàn)模塊 可塑性目標,。在結構選擇推理中，系統(tǒng)接受用戶輸入的模塊名稱,、功能參數(shù)和結構參數(shù),，進行推理，模具制造工廠,，在模塊庫中求得適用模塊的名稱,。

　　如果不滿意該結果，用戶可模塊名稱.在這一步所得到的模塊仍是不確定的,，它缺少尺寸參數(shù),、精度、材料特征及裝配關系的定義。在自動建模推理中,，系統(tǒng)利用輸人的尺寸參數(shù),、精度特征、材料特征與裝配關系定義,，驅動用戶自定義特征模型,，動態(tài)地、自動地將模塊特征模型構造出來并自動裝配,。自動建模函數(shù)運用c語言與pro/e的二次開發(fā)工具pro/toolkit開發(fā)而成,。通過模塊的調用可迅速完成模具設計。應用此系統(tǒng)后模具設計周期明顯縮短,。由于在模塊設計時認真考慮了模塊的,，因而對模具的起基礎-作用。模塊庫中存放的是相互獨立的udfs文件,，因此本系統(tǒng)具有可擴充性,。

　　2 模具制造過程中的缺陷及防止措施

　　2.1 鍛造加工

　　高碳、高合金鋼,，例如cr12mov,、w18cr4v等，廣泛用于制造模具,。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,、高合金鋼制造模具，必須采用合理的鍛造工藝來成形模塊毛坯,，這樣一方面可使鋼材達到模塊毛坯的尺寸和規(guī)格,，一方面可-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，且加熱要均勻,，在鍛造溫度范圍內,，應采用合理的鍛造比。

　　2.2 切削加工

　　模具的切削加工應嚴格-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較差，就可能在以下3個方面造成模具損,，1)由于切削加工不恰當,，造成的尖銳轉角或圓角半徑過小,，會導致模具在工作時產生-的應力集中。2)切削加工后的表面太粗糙,，就有可能存在刀痕,、裂口、切口等缺陷,，它們既是應力集中點,，又是裂紋、疲芳裂紋或熱疲勞裂紋的萌生地,。3)切削加工沒能完全,、均勻地切除模具毛壞在軋制或鍛造時產生的脫碳層，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,。

　　23 磨削加工

　　模具在淬火、回火后一般要進行磨削加工,，以降低表面粗糙度值,。由于磨削速度過大、砂輪粒度過細或冷卻條件較差等因素的影響,，引起的模具表層局部過熱，造成局部顯微組織變化,，或引起表面軟化,，硬度降低，或產生較高的殘余拉應力等現(xiàn)象,，都會降低模具的使用壽命選擇適當?shù)哪ハ鞴に噮��?shù)減少局部-,，磨削后在可能的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的措施較多,，例如:采用切削力強的粗顆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;磨削加工后250一300℃的回火消除磨削應力等 ,。

　　2.4 電火花加工

　　應用電火花工藝加工模具時,，放電區(qū)的電流密度很大，產生大量的熱,，模具被加工區(qū)域的溫度-10000℃左右,，由于溫度高，熱影響區(qū)的金相組織必將發(fā)生變化,，新余模具,，模具表層由于高溫而發(fā)生熔化，然后急冷,，很快凝固,，精密模具制造商,，形成再凝固層。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(shù)用電解法或機械研磨法研磨電火花加工后的表面,，除去異常層中的白亮層,，尤其是要除去顯微裂紋.在電火花加工后安排一次低溫回火，使異常層穩(wěn)定化,，阻止顯微裂紋擴展,。

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