模具設計與製造的優化（huà）技術資料

一（yī）、模具的模塊化設計
縮短設計周期並提高設（shè）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（jiù）是利用產品零部件在（zài）結構及功（gōng）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（xiào）減（jiǎn）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運用模塊化設計方法。
模具（jù）模塊化設計的（de）實施。
1、建立模塊庫（kù）
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（zài）於模塊庫中。標準零件的定義（yì）隻需（xū）進（jìn）行後兩步驟。模塊劃分是模塊（kuài）化（huà）設計的步。模塊劃分是否合理，直接（jiē）影響模塊化係統的功（gōng）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）才能得出劃分結果。對於模具而言，功能（néng）模塊與結構模塊是互相包容的。結構模塊的在局部範圍（wéi）內可（kě）有較大的結構變化，因（yīn）而它可以包含功能模塊;而功能模塊的局部（bù）結構可能較固定，因而（ér）它可以（yǐ）包含結構模（mó）塊。模塊設計完成後，在Pro/E的零（líng）件/裝配（pèi）(Part/Assembly)空間中手工建構所（suǒ）需模塊（kuài）的特（tè）征模型，運用Pro/E的用戶自（zì）定義（yì）特征功能，定義（yì）模塊的兩項可變參數：可變尺寸與裝配（pèi）關係，形成（chéng）用戶自定義特征(User-Defined Features,UDFs)。生成用戶自定義特征文件(以gph為後綴的文件)後按分組技術（shù）取名存儲，即完成模（mó）塊庫的（de）建立（lì）。
2、模塊庫管理（lǐ）係（xì）統開發
係統通過兩次推（tuī）理（lǐ），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（zhì）結構，次推理終確定模塊的所有參數。通過這種途徑實（shí）現模塊 "可塑性"目標。在結構選（xuǎn）擇推理中，係統接受用戶輸入的模塊名稱、功能參數和結構參數，進行推理，在模塊庫中求得適用模塊的名稱。
如（rú）果不滿（mǎn）意該（gāi）結（jié）果，用戶可指定模塊（kuài）名稱。在（zài）這一步所得到的模塊仍是不確定的，它缺少尺寸參數、精（jīng）度、材料特征及裝配關（guān）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（liào）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（zào）出來並自動裝配。自動建模函數運用C語言（yán）與Pro/E的二次（cì）開發工具Pro/TOOLKIT開發（fā）而（ér）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（kuài）設（shè）計時認真考（kǎo）慮了模塊的（de）質（zhì）量，因而對模具的質量起基礎保證作用。模塊庫中存放的是相互獨立的UDFs文件，因此本係（xì）統具有可擴充性（xìng）。
二、模具製造過程（chéng）中的缺陷及防止措施
1、鍛造加工
高碳、高合金鋼，例如Cr12MoV、W18Cr4V等，廣（guǎng）泛（fàn）用於製造模具。但這類鋼不同程度的存在成分偏析、碳化物（wù）粗大不均（jun1）勻、組織不均勻等（děng）缺陷。選用高碳、高合金鋼製造模具，   采用合理（lǐ）的鍛造工藝來成形模塊毛坯，這樣一方麵可使（shǐ）鋼材達到模塊毛坯的尺寸和（hé）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差，加（jiā）熱速度不能太快，且加熱要均勻，在鍛造溫度範圍內（nèi），應采用合理的鍛造比。
2、切（qiē）削加工
模具的切削加工應嚴（yán）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（rú）果模具的切削加工質量較差（chà），就（jiù）可能在以下3個方（fāng）麵造成模具（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，會導致模具在工作時產生（shēng）嚴重的應力集中。2)切削加工後的表（biǎo）麵太粗糙，就有可能存在刀痕、裂（liè）口（kǒu）、切口等缺陷，它們既（jì）是應力集中點，又是（shì）裂紋、疲芳裂紋或熱疲勞裂紋的萌生地。3)切削加工沒能   、均勻地切除模具毛壞在軋製或（huò）鍛造時產生的脫碳層，就可能在模具熱（rè）處理時產生不均勻（yún）的硬化層，導致耐磨性下降（jiàng）。
3、磨削加工（gōng）
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。由於磨削速度過大、砂輪粒度過（guò）細（xì）或冷（lěng）卻條件較差等因（yīn）素的影響，引（yǐn）起的模（mó）具表層（céng）局（jú）部（bù）過熱，造成局部顯微組織變（biàn）化，或引起表麵軟化（huà），硬度降低，或產生（shēng）較高的殘餘拉應力等現象，都會降低模（mó）具的使用壽命選擇（zé）適當的磨削工藝參數減少局部發熱，磨削（xuē）後在可能的條件下進行去（qù）應力處（chù）理，就可有效地（dì）防止磨（mó）削裂紋的產生。防止磨削過熱和磨削裂紋的措（cuò）施較多（duō），例如：采用切削（xuē）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（gōng）模具時，放電區的電流密度（dù）很大，產生（shēng）大量的熱，模具被（bèi）加工區域的溫度高達10000℃左（zuǒ）右，由於溫度高，熱影響區的金相組織必將發生（shēng）變化，模具表層由於高溫而發生熔化（huà），然後急冷，很快凝固，形成再凝固層。在（zài）顯微鏡下可（kě）看到，再凝固（gù）層呈（chéng）白亮色，內部有較多（duō）顯微裂紋。為了延（yán）長模具壽命可（kě）以采用（yòng）以下措施：調整電火花加工參數用電解法或機械（xiè）研磨法（fǎ）研磨電火（huǒ）花加工（gōng）後的表麵，除去異常層中的白亮層（céng），尤其是要除去（qù）顯微裂紋。在電火花（huā）加工後安排（pái）一次低溫（wēn）回火，使（shǐ）異常層穩定化，阻止顯微裂（liè）紋擴展。