設計制造的(Of)幾種優化方法

1 模具模塊化方法

縮短設計周期，提高設計質量是(Yes)縮短整個(Indivual)模具開發周期的(Of)關鍵之一。 模塊化設計是(Yes)利用産品零部件在(Exist)結構和(And)功能上(Superior)的(Of)相似性，實現産品的(Of)标準化和(And)組合化。 大(Big)量實踐表明，模塊化設計可以有效減少産品設計時(Hour)間，提高設計質量。 因此，本文探讨了(Got it)模塊化設計方法在(Exist)模具設計中的(Of)應用。

實施模具模塊化設計

1.1 構建模塊庫

模塊庫的(Of)建立分爲(For)模塊劃分、特征模型構建和(And)用戶(User)自定義特征生成三個(Indivual)步驟。 标準件是(Yes)模塊的(Of)特例，存在(Exist)于(At)模塊庫中。 标準件的(Of)定義隻需要(Want)經過最後兩步。 模塊劃分是(Yes)模塊化設計的(Of)第一步。 模塊劃分是(Yes)否合理，将直接影響模塊化系統的(Of)功能、性能和(And)成本。 每一類産品的(Of)模塊劃分都必須經過技術研究和(And)反複論證，才能得出(Out)劃分結果。 對于(At)模具來(Come)說，功能模塊和(And)結構模塊是(Yes)相互包容的(Of)。 結構模塊可以在(Exist)局部有較大(Big)的(Of)結構變化，因此可以包含功能模塊； 而功能模塊的(Of)局部結構可能相對固定，因此可以包含結構模塊。 模塊設計完成後，在(Exist)Pro/E的(Of)零件/裝配（Part/Assembly）空間中手動構建所需模塊的(Of)特征模型，并使用Pro/E的(Of)用戶(User)自定義特征函數定義模塊的(Of)兩個(Indivual)變量參數 module：改變大(Big)小和(And)裝配關系，形成用戶(User)定義的(Of)特征（UDF）。 生成用戶(User)自定義特征文件（後綴爲(For)gph的(Of)文件）後，按照分組技術命名存儲，模塊庫建立完成。

1.2 模塊庫管理系統開發

系統通過結構選擇推理和(And)模塊自動建模兩個(Indivual)推理實現模塊确定。 第一次推理得到(Arrive)模塊的(Of)大(Big)緻結構，第二次推理最終确定了(Got it)模塊的(Of)所有參數。 這(This)種方法實現了(Got it)模塊“可塑性”的(Of)目标。 在(Exist)結構選擇推理中，系統接受用戶(User)輸入的(Of)模塊名稱、函數參數和(And)結構參數，進行推理，在(Exist)模塊庫中找到(Arrive)适用的(Of)模塊名稱。

如果結果不(No)滿意，用戶(User)可以指定模塊名稱。 這(This)一步得到(Arrive)的(Of)模塊還是(Yes)不(No)确定的(Of)，缺少尺寸參數、精度、材料特性和(And)裝配關系的(Of)定義。 在(Exist)自動建模推理中，系統利用輸入的(Of)尺寸參數、精度特征、材料特征和(And)裝配關系定義來(Come)驅動用戶(User)自定義特征模型，動态自動構建模塊特征模型并自動裝配。 自動建模功能是(Yes)使用C語言和(And)Pro/E的(Of)二次開發工具Pro/TOOLKIT開發的(Of)。 調用模塊即可快速完成模具設計。 應用該系統後，模具設計周期明顯縮短。 由于(At)模組的(Of)質量在(Exist)模組的(Of)設計中被認真考慮，對保證模具的(Of)質量起着基礎性的(Of)作用。 模塊庫中存儲了(Got it)相互獨立的(Of)UDFs文件，系統具有可擴展性。

2 模具制造過程中的(Of)缺陷及預防措施

2.1 鍛造工藝

高碳高合金鋼，如Cr12MoV、W18Cr4V等，廣泛用于(At)模具制造。 但這(This)類鋼不(No)同程度地(Land)存在(Exist)成分偏析、碳化物粗大(Big)不(No)均勻、組織不(No)均勻等缺陷。 在(Exist)使用高碳高合金鋼制作模具時(Hour)，必須采用合理的(Of)鍛造工藝來(Come)形成模塊毛坯，一方面使鋼材達到(Arrive)模塊毛坯的(Of)尺寸和(And)規格，另一方面 另一方面，可以改善鋼材的(Of)組織和(And)性能。 另外，高碳、高合金模具鋼導熱性差，加熱速度不(No)宜過快，加熱要(Want)均勻。 在(Exist)鍛造溫度範圍内，應采用合理的(Of)鍛造比。

2.2 機加工

模具的(Of)切削加工應嚴格保證尺寸過渡處的(Of)圓角半徑，圓弧與直線的(Of)交界處應光滑。 如果模具的(Of)切割質量不(No)好，可能會造成以下三個(Indivual)方面的(Of)模具損壞。 1）由于(At)切割不(No)當，尖角或r圓角半徑過小，模具工作時(Hour)會造成嚴重的(Of)應力集中。 2）如果切割後的(Of)表面過于(At)粗糙，可能會出(Out)現刀痕、裂紋、割傷等缺陷。 它們不(No)僅是(Yes)應力集中點，還是(Yes)裂紋、疲勞裂紋或熱疲勞裂紋的(Of)萌生點。 3）如果切削加工不(No)能完全均勻地(Land)去除軋制或鍛造時(Hour)模毛損傷産生的(Of)脫碳層，則在(Exist)模熱處理過程中可能會産生不(No)均勻的(Of)硬化層，導緻耐磨性下降。

2.3 研磨

模具燒成回火後，一般需要(Want)進行磨削，以降低表面粗糙度值。 由于(At)磨削速度過快、砂輪磨粒過細或冷卻條件不(No)良等因素的(Of)影響，模具表面局部過熱會引起局部組織變化，或引起表面軟化、硬度降低，或殘餘拉應力偏高等。 現象會降低模具的(Of)使用壽命，選擇合适的(Of)磨削工藝參數，減少局部發熱，磨削後在(Exist)可能的(Of)條件下進行去應力處理，可有效防止磨削裂紋的(Of)産生。 防止磨削過熱和(And)磨削裂紋的(Of)措施很多，如：選用切削力大(Big)的(Of)粗粒度砂輪或結合劑不(No)良的(Of)砂輪，降低模具的(Of)磨削進給量； 選擇合适的(Of)冷卻液； 磨削 經250-300℃回火消除磨削應力等。

2.4電火花加工

模具在(Exist)電火花加工過程中，放電區的(Of)電流密度很高，會産生大(Big)量的(Of)熱量。 模具加工區溫度高達10000℃。 由于(At)溫度高，熱影響區的(Of)金相組織會發生變化，模具表層會發生變化。 由于(At)高溫而發生熔化，然後淬火并迅速凝固，形成再凝固層。 顯微鏡下可見再凝固層潔白光亮，内部有許多微觀裂紋。 爲(For)延長模具壽命，可采取以下措施：調整電火花加工參數，電火花加工後采用電解或機械研磨對表面進行研磨，去除異常層中的(Of)白亮層，特别是(Yes)去除微裂紋 . EDM 後安排低溫回火以穩定異常層并防止微裂紋擴展。