模具設計製造寶典

模具在很大程度上決定着產品的質量、效益和新產品開發能力。今天小編給大家分享一份模具設計製造寶典,希望大家喜歡。

模具設計製造寶典

  1 模具的模塊化方法

縮短設計週期並提高設計質量是縮短整個模具開發週期的關鍵之一。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、構造特徵模型和用戶自定義特徵的生成。標準零件是模塊的特例,存在於模塊庫中。標準零件的定義只需進行後兩步驟。模塊劃分是模塊化設計的第一步。模塊劃分是否合理,直接影響模塊化系統的功能、性能和成本。每一類產品的模塊劃分都必須經過技術調研並反覆論證才能得出劃分結果。對於模具而言,功能模塊與結構模塊是互相包容的。結構模塊的在局部範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。模塊設計完成後,在Pro/E的零件/裝配(Part/Assembly)空間中手工建構所需模塊的特徵模型,運用Pro/E的用戶自定義特徵功能,定義模塊的兩項可變參數:可變尺寸與裝配關係,形成用戶自定義特徵(User-Defined Features,UDFs)。生成用戶自定義特徵文件(以gph爲後綴的文件)後按分組技術取名存儲,即完成模塊庫的建立。

  1.2 模塊庫管理系統開發

系統通過兩次推理,結構選擇推理與模塊的自動建模,實現模塊的確定。第一次推理得到模塊的大致結構,第二次推理最終確定模塊的所有參數。通過這種途徑實現模塊 "可塑性"目標。在結構選擇推理中,系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。

如果不滿意該結果,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,它缺少尺寸參數、精度、材料特徵及裝配關係的定義。在自動建模推理中,系統利用輸人的尺寸參數、精度特徵、材料特徵與裝配關係定義,驅動用戶自定義特徵模型,動態地、自動地將模塊特徵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週期明顯縮短。由於在模塊設計時認真考慮了模塊的質量,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,因此本系統具有可擴充性。

  2 模具製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、高合金鋼製造模具,必須採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格,一方面可改善鋼的組織和性能。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,在鍛造溫度範圍內,應採用合理的鍛造比。

  2.2 切削加工

模具的切削加工應嚴格保證尺寸過渡處的圓角半徑,圓弧與直線相接處應光滑。如果模具的切削加工質量較差,就可能在以下3個方面造成模具損,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嚴重的應力集中。2)切削加工後的表面太粗糙,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製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。

  2.3 磨削加工

模具在火、回火後一般要進行磨削加工,以降低表面粗糙度值。由於磨削速度過大、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,或產生較高的殘餘拉應力等現象,都會降低模具的使用壽命選擇適當的磨削工藝參數減少局部發熱,磨削後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:採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;磨削加工後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,放電區的電流密度很大,產生大量的熱,模具被加工區域的溫度高達10000℃左右,由於溫度高,熱影響區的金相組織必將發生變化,模具表層由於高溫而發生熔化,然後急冷,很快凝固,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。爲了延長模具壽命可以採用以下措施:調整電火花加工參數用電解法或機械研磨法研磨電火花加工後的表面,除去異常層中的白亮層,尤其是要除去顯微裂紋.在電火花加工後安排一次低溫回火,使異常層穩定化,阻止顯微裂紋擴展。