模具設計與製造的優（yōu）化（huà）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（zhì）量是縮短整個模具開發周期（qī）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。大量實踐表明，模塊化設計能有效減少產品設計（jì）時間並提高設計質（zhì）量。因此本（běn）文探索在模具設計中運用模塊化設計方法。
模具（jù）模塊化設計的實施。
1、建立模塊庫
模塊庫的建立有三個步驟（zhòu）：模塊劃分、構造（zào）特（tè）征模型和用（yòng）戶自定義特征的生成。標準零件是模塊的特例，存在於模（mó）塊庫中。標準零件的定義隻需進（jìn）行後兩步驟。模塊劃分是模塊化設計的步。模塊劃分是（shì）否合理，直接影（yǐng）響模塊化係統的功能、性能和成（chéng）本。每一類產品的模塊劃分都   經過技術調研並反複論證才能得出劃分結果。對（duì）於模具而言（yán），功能模塊與結構模（mó）塊是互相包容的。結構模塊的在局（jú）部範圍內可（kě）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（gù）定，因而它可以（yǐ）包含結構模塊。模塊設計完成後，在Pro/E的零件/裝配(Part/Assembly)空間中手工建構所需模塊的特征模（mó）型，運用Pro/E的（de）用戶自定義特征功能，定義模塊的兩項可變參數（shù）：可變尺（chǐ）寸與裝配關係，形（xíng）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為後綴的文件)後按分組技術取名（míng）存（cún）儲，即完（wán）成模塊庫的建立（lì）。
2、模塊庫管理係統開發
係統通（tōng）過兩次推理，結構選擇推理（lǐ）與模塊的自（zì）動建模，實現模塊的確定。次推理得到模塊的大致結構，次（cì）推理終確定模塊的所有參數。通過這種途徑實現模（mó）塊（kuài） "可塑性"目標。在結構選擇推理中，係統（tǒng）接受用戶輸入的模塊名稱、功能參數和結構參數，進行（háng）推理，在模塊庫中求得適用模塊的名稱。
如果不滿意該結果，用戶可指定模塊名稱。在（zài）這一步所得到的（de）模塊仍是不確定的，它缺少尺寸參數、精度、材料特征及裝配關係的（de）定（dìng）義。在自動建（jiàn）模推理中，係統利用輸人的尺寸參數、精度特征、材（cái）料特征與裝配關係定義，驅動用戶自定義特征模型，動態地、自動地將模塊特征模型構造出來並自動裝配。自動建模函數運用C語言與Pro/E的二次開發工具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（yóu）於在模塊設（shè）計時認真（zhēn）考慮了模塊的質量，因而對模具的質量起基礎保證（zhèng）作用。模塊庫中存放的是相互獨立的UDFs文（wén）件，因此本係統具有可擴充性。
二、模具製（zhì）造過程中的缺陷（xiàn）及防止措（cuò）施
1、鍛造加工
高碳、高（gāo）合金鋼，例如Cr12MoV、W18Cr4V等，廣泛用於製造模具。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（gāng）製造模具，   采用合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塊毛坯的尺寸和規格，一方麵可   鋼的（de）組織和性能。另外高碳、高合金的模（mó）具鋼（gāng）導熱性較差，加熱速度不能（néng）太快，且加（jiā）熱要均勻，在鍛造溫度範圍內（nèi），應采用合理的鍛造比。
2、切削加工（gōng）
模具（jù）的切削加工應嚴格保證尺寸過渡處的（de）圓角半徑，圓弧與直線相接處應光滑。如果模具的切削加工質量較（jiào）差，就可能在以下3個方麵造成模（mó）具損,1)由於切削加工不恰當，造成（chéng）的尖銳（ruì）轉角或圓角半徑過小，會導致模具（jù）在工作時產生嚴重的應力集中。2)切（qiē）削加工後的表麵太粗糙，就有（yǒu）可能存在刀痕（hén）、裂口、切口等缺陷，它們（men）既（jì）是應力（lì）集中點，又（yòu）是裂紋、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鍛造（zào）時產生的脫碳（tàn）層，就可能（néng）在模具（jù）熱處理時產生不均勻（yún）的硬化層，導（dǎo）致耐磨性下降。
3、磨削加（jiā）工
模具在淬火、回火後（hòu）一般要進行（háng）磨削加工，以降低表麵粗糙度值。由於磨削速度過大、砂輪粒（lì）度過細或冷（lěng）卻條件較差等因素的影（yǐng）響（xiǎng），引起的模具表層局部過熱，造成局部顯微組織變化，或引起表麵軟化，硬度降低，或產（chǎn）生較高的殘餘拉應（yīng）力等現象，都會降低模具的使用壽命選擇（zé）適當的磨削工藝參數（shù）減少局（jú）部（bù）發熱，磨削後在可能的（de）條件下進行去應力處理，就可有效地防止磨削裂紋的（de）產生。防止磨削過熱和磨削裂紋的措施（shī）較多，例（lì）如（rú）：采（cǎi）用（yòng）切削力強的（de）粗顆粒砂輪或粘結性較差的砂輪，減少模具的磨（mó）削進給量;選（xuǎn）用合適的冷卻劑;磨削加工後（hòu）250一300℃的回（huí）火消除磨削應力等（děng） 。
4、電火花加工
應用電火（huǒ）花工藝（yì）加工（gōng）模具時，放電區的電流密度很大，產生大量（liàng）的熱，模（mó）具被加工區域的溫度高達10000℃左右，由於溫度高，熱影（yǐng）響區的金相組織必將（jiāng）發生變化，模具表層由於高溫而發生熔化，然後急冷（lěng），很快凝固，形成再凝固層。在顯微鏡下可看到，再凝固（gù）層呈白亮色，內（nèi）部（bù）有較多顯微裂（liè）紋。為了延長模具壽（shòu）命可以采用以下措施：調整電火花加工參數用電解法或機（jī）械研磨法研磨電火花加工（gōng）後的表麵，除去異常層中的白（bái）亮層（céng），尤其是要除去顯微裂紋。在電火花加工後安排一次低（dī）溫回火，使異常層（céng）穩定化，阻止顯微裂（liè）紋擴展。