模具已不僅僅是人類用來澆鑄錢幣和內(nèi)姍機殼的砂箱妈削。今天吻毅。它凝聚了各類高技術(shù)劈遂，能快速精密的直接把材料成型给急、焊接、裝配成零部件疮炼、組件或產(chǎn)品烁胳，其效率、精度趁尼、流線埃碱、超微型化、節(jié)能酥泞、環(huán)保砚殿，以及產(chǎn)品的性能、外觀等芝囤，都是傳統(tǒng)工藝所無與倫比的似炎。展望21世紀，無論電子悯姊、生物羡藐、材料、汽車悯许、家電等哪個行業(yè)仆嗦，不裝備由計算機、模具和加工中心砌成的生產(chǎn)線先壕，都不可能在制造業(yè)中擔綱支柱產(chǎn)業(yè)瘩扼。模具是現(xiàn)代制造技術(shù)的重要裝備，其水平標志著一個國家或企業(yè)的制造水平和生產(chǎn)能力熊赦。今后一段時期內(nèi)农幢，我國五大支柱產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量呕长、批量化成本和包括產(chǎn)業(yè)更新在內(nèi)的技術(shù)進步的關(guān)鍵是模具。現(xiàn)在全球模具總產(chǎn)值早已超過傳統(tǒng)機械工業(yè)- 機床與工具類產(chǎn)值的總和肩容。

　　1 模具的模塊化設(shè)計

　　縮短設(shè)計周期并提高設(shè)計質(zhì)量是縮短整個模具開發(fā)周期的關(guān)鍵之一悯堂。模塊化設(shè)計就是利用產(chǎn)品零部件在結(jié)構(gòu)及功能上的相似性，而實現(xiàn)產(chǎn)品的標準化與組合化勘米。大量實踐表明矗壹，模塊化設(shè)計能有效減少產(chǎn)品設(shè)計時間并提高設(shè)計質(zhì)量。因此本文探索在模具設(shè)計中運用模塊化設(shè)計方法繁莲。

　　模具模塊化設(shè)計的實施独府。

　　1.1 建立模塊庫

　　模塊庫的建立有三個步驟:模塊劃分、構(gòu)造特征模型和用戶自定義特征的生成拢胆。標準零件是模塊的特例，存在于模塊庫中便螟。標準零件的定義只需進行后兩步驟猛计。模塊劃分是模塊化設(shè)計的第一步。模塊劃分是否合理爆捞，直接影響模塊化系統(tǒng)的功能奉瘤、性能和成本。每一類產(chǎn)品的模塊劃分都必須經(jīng)過技術(shù)調(diào)研并反復(fù)論證才能得出劃分結(jié)果煮甥。對于模具而言盗温，功能模塊與結(jié)構(gòu)模塊是互相包容的。結(jié)構(gòu)模塊的在局部范圍內(nèi)可有較大的結(jié)構(gòu)變化成肘，因而它可以包含功能模塊;而功能模塊的局部結(jié)構(gòu)可能較固定卖局，因而它可以包含結(jié)構(gòu)模塊。模塊設(shè)計完成后双霍，在Pro/E的零件/裝配(Part/Assembly)空間中手工建構(gòu)所需模塊的特征模型砚偶，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(guān)系洒闸，形成用戶自定義特征(User-Defined Features,UDFs)染坯。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(shù)取名存儲，即完成模塊庫的建立丘逸。

　　1.2 模塊庫管理系統(tǒng)開發(fā)

　　系統(tǒng)通過兩次推理单鹿，結(jié)構(gòu)選擇推理與模塊的自動建模，實現(xiàn)模塊的確定跪倘。第一次推理得到模塊的大致結(jié)構(gòu)楚辆，第二次推理最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"目標瓣老。在結(jié)構(gòu)選擇推理中芒极，系統(tǒng)接受用戶輸入的模塊名稱忽愧、功能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，進行推理户挟，在模塊庫中求得適用模塊的名稱脑苫。

　　如果不滿意該結(jié)果，用戶可指定模塊名稱.在這一步所得到的模塊仍是不確定的中痴，它缺少尺寸參數(shù)舱踊、精度、材料特征及裝配關(guān)系的定義疮窟。在自動建模推理中膳膝，系統(tǒng)利用輸人的尺寸參數(shù)、精度特征鬼癣、材料特征與裝配關(guān)系定義陶贼，驅(qū)動用戶自定義特征模型，動態(tài)地待秃、自動地將模塊特征模型構(gòu)造出來并自動裝配拜秧。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(diào)用可迅速完成模具設(shè)計章郁。應(yīng)用此系統(tǒng)后模具設(shè)計周期明顯縮短枉氮。由于在模塊設(shè)計時認真考慮了模塊的質(zhì)量，因而對模具的質(zhì)量起基礎(chǔ)保證作用暖庄。模塊庫中存放的是相互獨立的UDFs文件聊替，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

　　高碳培廓、高合金鋼惹悄，例如Cr12MoV、W18Cr4V等医舆，廣泛用于制造模具俘侠。但這類鋼不同程度的存在成分偏析、碳化物粗大不均勻彪饺、組織不均勻等缺陷钦将。選用高碳、高合金鋼制造模具通冕，必須采用合理的鍛造工藝來成形模塊毛坯阱纷，這樣一方面可使鋼材達到模塊毛坯的尺寸和規(guī)格，一方面可改善鋼的組織和性能创炉。另外高碳辞唤、高合金的模具鋼導(dǎo)熱性較差，加熱速度不能太快尺那，且加熱要均勻为巾，在鍛造溫度范圍內(nèi)家澈，應(yīng)采用合理的鍛造比。

　　2.2 切削加工

　　模具的切削加工應(yīng)嚴格保證尺寸過渡處的圓角半徑彰朴，圓弧與直線相接處應(yīng)光滑蚀比。如果模具的切削加工質(zhì)量較差，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据智，造成的尖銳轉(zhuǎn)角或圓角半徑過小甩汞，會導(dǎo)致模具在工作時產(chǎn)生嚴重的應(yīng)力集中。2)切削加工后的表面太粗糙篙梢，就有可能存在刀痕顷帖、裂口、切口等缺陷渤滞，它們既是應(yīng)力集中點贬墩，又是裂紋、疲芳裂紋或熱疲勞裂紋的萌生地妄呕。3)切削加工沒能完全震糖、均勻地切除模具毛壞在軋制或鍛造時產(chǎn)生的脫碳層，就可能在模具熱處理時產(chǎn)生不均勻的硬化層趴腋，導(dǎo)致耐磨性下降。

　　2.3 磨削加工

　　模具在淬火论咏、回火后一般要進行磨削加工优炬，以降低表面粗糙度值。由于磨削速度過大厅贪、砂輪粒度過細或冷卻條件較差等因素的影響蠢护，引起的模具表層局部過熱，造成局部顯微組織變化倚撰，或引起表面軟化恃姨，硬度降低，或產(chǎn)生較高的殘余拉應(yīng)力等現(xiàn)象窝秤，都會降低模具的使用壽命選擇適當?shù)哪ハ鞴に噮?shù)減少局部發(fā)熱宴今，磨削后在可能的條件下進行去應(yīng)力處理，就可有效地防止磨削裂紋的產(chǎn)生幽州。防止磨削過熱和磨削裂紋的措施較多换攘，例如:采用切削力強的粗顆粒砂輪或粘結(jié)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(yīng)力等 匙戚。

　　2.4 電火花加工

　　應(yīng)用電火花工藝加工模具時椎颓，放電區(qū)的電流密度很大，產(chǎn)生大量的熱潭三，模具被加工區(qū)域的溫度高達10000℃左右最阿，由于溫度高掀塞，熱影響區(qū)的金相組織必將發(fā)生變化，模具表層由于高溫而發(fā)生熔化貌砖，然后急冷喂很，很快凝固，形成再凝固層雾袱。在顯微鏡下可看到恤筛，再凝固層呈白亮色，內(nèi)部有較多顯微裂紋芹橡。為了延長模具壽命可以采用以下措施:調(diào)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毒坛，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林说，使異常層穩(wěn)定化煎殷，阻止顯微裂紋擴展。

　　根據(jù)上文中所述方法可縮短開發(fā)周期和有效地防止模具制造缺陷腿箩，提高模具制造質(zhì)量豪直、降低生產(chǎn)成本。

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