1石墨模具的模塊化設計

    縮短(duan)設(she)(she)計(ji)周(zhou)期(qi)并提(ti)高(gao)設(she)(she)計(ji)質量是縮短(duan)整個石墨模(mo)具開發周(zhou)期(qi)的關鍵之一。模(mo)塊化(hua)(hua)(hua)設(she)(she)計(ji)就是利(li)用產(chan)(chan)品(pin)*部件在(zai)結構及功能(neng)上的相似(si)性，而實現(xian)產(chan)(chan)品(pin)的標(biao)準化(hua)(hua)(hua)與(yu)組合化(hua)(hua)(hua)。大量實踐表明，模(mo)塊化(hua)(hua)(hua)設(she)(she)計(ji)能(neng)有效減少(shao)產(chan)(chan)品(pin)設(she)(she)計(ji)時間并提(ti)高(gao)設(she)(she)計(ji)質量。因(yin)此本文探索在(zai)石墨模(mo)具設(she)(she)計(ji)中運用模(mo)塊化(hua)(hua)(hua)設(she)(she)計(ji)方法(fa)。

    石墨(mo)模具模塊化(hua)設計(ji)的實施(shi)。

    1.1建立模塊庫

    模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)庫的(de)(de)(de)(de)建(jian)(jian)立(li)有(you)三個步驟:模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)劃(hua)分、構造特(te)(te)(te)征模(mo)(mo)(mo)(mo)型和用(yong)戶(hu)(hu)自定義(yi)(yi)特(te)(te)(te)征的(de)(de)(de)(de)生成(cheng)(cheng)。標準*件(jian)是模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)例，存在(zai)于模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)庫中(zhong)。標準*件(jian)的(de)(de)(de)(de)定義(yi)(yi)只需進行后兩步驟。模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)劃(hua)分是模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設計的(de)(de)(de)(de)*步。模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)劃(hua)分是否(fou)合理，直接影響(xiang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)功(gong)能(neng)、性能(neng)和成(cheng)(cheng)本。每一類產品的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)劃(hua)分都必(bi)須經過技(ji)(ji)術調研(yan)并反(fan)復論(lun)證才能(neng)得出劃(hua)分結(jie)果。對(dui)于石墨模(mo)(mo)(mo)(mo)具而(er)言，功(gong)能(neng)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)與結(jie)構模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)是互(hu)相包(bao)容的(de)(de)(de)(de)。結(jie)構模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)在(zai)局(ju)部(bu)范圍內(nei)可(ke)(ke)(ke)有(you)較大的(de)(de)(de)(de)結(jie)構變(bian)化(hua)，因而(er)它(ta)可(ke)(ke)(ke)以包(bao)含功(gong)能(neng)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai);而(er)功(gong)能(neng)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)局(ju)部(bu)結(jie)構可(ke)(ke)(ke)能(neng)較固定，因而(er)它(ta)可(ke)(ke)(ke)以包(bao)含結(jie)構模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)。模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)設計完(wan)成(cheng)(cheng)后，在(zai)Pro/E的(de)(de)(de)(de)*件(jian)/裝(zhuang)配(pei)(Part/Assembly)空(kong)間中(zhong)手工建(jian)(jian)構所(suo)需模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)征模(mo)(mo)(mo)(mo)型，運(yun)用(yong)Pro/E的(de)(de)(de)(de)用(yong)戶(hu)(hu)自定義(yi)(yi)特(te)(te)(te)征功(gong)能(neng)，定義(yi)(yi)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)兩項可(ke)(ke)(ke)變(bian)參數:可(ke)(ke)(ke)變(bian)尺寸與裝(zhuang)配(pei)關(guan)系，形成(cheng)(cheng)用(yong)戶(hu)(hu)自定義(yi)(yi)特(te)(te)(te)征(User-DefinedFeatures,UDFs)。生成(cheng)(cheng)用(yong)戶(hu)(hu)自定義(yi)(yi)特(te)(te)(te)征文件(jian)(以gph為后綴的(de)(de)(de)(de)文件(jian))后按分組(zu)技(ji)(ji)術取名存儲，即完(wan)成(cheng)(cheng)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)庫的(de)(de)(de)(de)建(jian)(jian)立(li)。

    1.2模(mo)塊(kuai)庫(ku)管理系統開(kai)發

    系(xi)統(tong)(tong)通過(guo)兩次推(tui)(tui)(tui)理，結(jie)構選擇推(tui)(tui)(tui)理與模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)的自動建模(mo)(mo)，實現模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)的確(que)定(ding)。*次推(tui)(tui)(tui)理得到模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)的大致結(jie)構，第二次推(tui)(tui)(tui)理*終確(que)定(ding)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)的所有參數。通過(guo)這種途(tu)徑實現模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)"可塑性"目標。在結(jie)構選擇推(tui)(tui)(tui)理中，系(xi)統(tong)(tong)接受(shou)用戶輸入的模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)名(ming)稱、功能參數和結(jie)構參數，進(jin)行推(tui)(tui)(tui)理，在模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)庫(ku)中求得適用模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)的名(ming)稱。

    如果不滿意該結果，用(yong)(yong)(yong)戶可指定(ding)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)名稱(cheng).在(zai)這一步(bu)所(suo)得到的(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)仍(reng)是不確(que)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)，它缺少尺(chi)寸(cun)參數(shu)、精(jing)度、材料(liao)特征(zheng)及(ji)裝(zhuang)配(pei)(pei)關系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)義(yi)。在(zai)自(zi)動(dong)建模(mo)(mo)(mo)(mo)推理中，系(xi)(xi)統利用(yong)(yong)(yong)輸(shu)人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)參數(shu)、精(jing)度特征(zheng)、材料(liao)特征(zheng)與裝(zhuang)配(pei)(pei)關系(xi)(xi)定(ding)義(yi)，驅動(dong)用(yong)(yong)(yong)戶自(zi)定(ding)義(yi)特征(zheng)模(mo)(mo)(mo)(mo)型，動(dong)態地(di)、自(zi)動(dong)地(di)將(jiang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)特征(zheng)模(mo)(mo)(mo)(mo)型構造(zao)出來并自(zi)動(dong)裝(zhuang)配(pei)(pei)。自(zi)動(dong)建模(mo)(mo)(mo)(mo)函數(shu)運(yun)用(yong)(yong)(yong)C語言與Pro/E的(de)(de)(de)(de)(de)二次開發工(gong)具Pro/TOOLKIT開發而(er)成(cheng)。通過模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)(de)調用(yong)(yong)(yong)可迅速完成(cheng)石(shi)墨模(mo)(mo)(mo)(mo)具設(she)計(ji)(ji)。應用(yong)(yong)(yong)此(ci)系(xi)(xi)統后(hou)石(shi)墨模(mo)(mo)(mo)(mo)具設(she)計(ji)(ji)周(zhou)期明顯縮短。由于在(zai)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)設(she)計(ji)(ji)時(shi)認真考慮(lv)了模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)，因而(er)對石(shi)墨模(mo)(mo)(mo)(mo)具的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)起基礎保證作用(yong)(yong)(yong)。模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)庫中存(cun)放的(de)(de)(de)(de)(de)是相(xiang)互獨(du)立的(de)(de)(de)(de)(de)UDFs文件，因此(ci)本系(xi)(xi)統具有(you)可擴充性。

    2石墨模(mo)具制造(zao)過程中的缺陷及防止措施

    2.1鍛(duan)造加工

    高碳、高合(he)金(jin)鋼(gang)，例(li)如Cr12MoV、W18Cr4V等(deng)，廣(guang)泛(fan)用于制造(zao)石(shi)墨(mo)模具。但這類(lei)鋼(gang)不(bu)同程度(du)的存在成分偏析、碳化物(wu)粗大(da)不(bu)均(jun)勻、組織不(bu)均(jun)勻等(deng)缺陷。選用高碳、高合(he)金(jin)鋼(gang)制造(zao)石(shi)墨(mo)模具，必須采(cai)用合(he)理(li)(li)的鍛造(zao)工藝(yi)來(lai)成形模塊毛(mao)(mao)坯，這樣一方(fang)面可使鋼(gang)材達到模塊毛(mao)(mao)坯的尺寸和(he)規(gui)格，一方(fang)面可改善鋼(gang)的組織和(he)性(xing)能。另外(wai)高碳、高合(he)金(jin)的石(shi)墨(mo)模具鋼(gang)導熱(re)性(xing)較差，加(jia)熱(re)速度(du)不(bu)能太快，且加(jia)熱(re)要均(jun)勻，在鍛造(zao)溫度(du)范圍內，應采(cai)用合(he)理(li)(li)的鍛造(zao)比。

    2.2切削加工

    石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工應(ying)嚴(yan)格保證尺寸(cun)過渡處(chu)的(de)圓(yuan)(yuan)角(jiao)半(ban)徑，圓(yuan)(yuan)弧與直線相接處(chu)應(ying)光(guang)滑。如(ru)果石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工質(zhi)量(liang)較差，就(jiu)可能(neng)在(zai)以下(xia)3個(ge)方面造成石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)損,1)由于切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工不恰(qia)當，造成的(de)尖銳轉角(jiao)或(huo)圓(yuan)(yuan)角(jiao)半(ban)徑過小，會導(dao)致石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)在(zai)工作時(shi)產(chan)生嚴(yan)重的(de)應(ying)力集中。2)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工后的(de)表面太粗(cu)糙，就(jiu)有(you)可能(neng)存(cun)在(zai)刀(dao)痕、裂口、切(qie)(qie)口等缺陷，它們(men)既是(shi)應(ying)力集中點，又是(shi)裂紋、疲(pi)芳裂紋或(huo)熱(re)疲(pi)勞(lao)裂紋的(de)萌生地。3)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工沒能(neng)*、均(jun)勻地切(qie)(qie)除石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)毛壞(huai)在(zai)軋制或(huo)鍛造時(shi)產(chan)生的(de)脫碳(tan)層(ceng)，就(jiu)可能(neng)在(zai)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)熱(re)處(chu)理時(shi)產(chan)生不均(jun)勻的(de)硬化(hua)層(ceng)，導(dao)致耐(nai)磨性下(xia)降(jiang)。

    23磨削加工

    石墨模具在(zai)(zai)淬火(huo)、回(hui)(hui)火(huo)后一(yi)(yi)般(ban)要(yao)進行磨(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工，以降(jiang)低表面(mian)粗糙(cao)度(du)值。由于(yu)磨(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)速度(du)過(guo)大、砂(sha)(sha)輪粒(li)度(du)過(guo)細或(huo)(huo)冷卻條(tiao)件(jian)較(jiao)差等(deng)因素的(de)(de)影(ying)響，引起的(de)(de)石墨(mo)(mo)模(mo)具表層(ceng)局部(bu)過(guo)熱(re)，造成局部(bu)顯微組(zu)織變化，或(huo)(huo)引起表面(mian)軟化，硬度(du)降(jiang)低，或(huo)(huo)產生較(jiao)高的(de)(de)殘余拉(la)應(ying)力(li)等(deng)現象，都會降(jiang)低石墨(mo)(mo)模(mo)具的(de)(de)使(shi)用壽(shou)命選擇(ze)適(shi)當的(de)(de)磨(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)工藝參數減(jian)少局部(bu)發熱(re)，磨(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)后在(zai)(zai)可能(neng)的(de)(de)條(tiao)件(jian)下進行去應(ying)力(li)處理，就可有效(xiao)地防(fang)止磨(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)裂紋的(de)(de)產生。防(fang)止磨(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)過(guo)熱(re)和磨(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)裂紋的(de)(de)措(cuo)施較(jiao)多(duo)，例如:采(cai)用切削(xue)(xue)(xue)力(li)強的(de)(de)粗顆粒(li)砂(sha)(sha)輪或(huo)(huo)粘結性較(jiao)差的(de)(de)砂(sha)(sha)輪，減(jian)少石墨(mo)(mo)模(mo)具的(de)(de)磨(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)進給(gei)量;選用合適(shi)的(de)(de)冷卻劑;磨(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)加(jia)工后250一(yi)(yi)300℃的(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)消除磨(mo)(mo)削(xue)(xue)(xue)應(ying)力(li)等(deng)。

    2.4電(dian)火花加工

    應用電(dian)(dian)(dian)火花(hua)工(gong)藝加(jia)工(gong)石(shi)(shi)墨(mo)模(mo)具(ju)(ju)時，放(fang)電(dian)(dian)(dian)區的(de)電(dian)(dian)(dian)流密度很大，產生(sheng)(sheng)大量的(de)熱(re)，石(shi)(shi)墨(mo)模(mo)具(ju)(ju)被加(jia)工(gong)區域的(de)溫(wen)(wen)度高達10000℃左(zuo)右(you)，由(you)于溫(wen)(wen)度高，熱(re)影響區的(de)金(jin)相組織必將(jiang)發(fa)生(sheng)(sheng)變化(hua)，石(shi)(shi)墨(mo)模(mo)具(ju)(ju)表(biao)層(ceng)由(you)于高溫(wen)(wen)而發(fa)生(sheng)(sheng)熔化(hua)，然后(hou)急冷，很快凝(ning)固(gu)，形成(cheng)再(zai)凝(ning)固(gu)層(ceng)。在顯微(wei)鏡(jing)下可(ke)看(kan)到，再(zai)凝(ning)固(gu)層(ceng)呈白(bai)亮色，內部有(you)較多顯微(wei)裂紋。為了(le)延(yan)長(chang)石(shi)(shi)墨(mo)模(mo)具(ju)(ju)壽命可(ke)以采用以下措施:調整電(dian)(dian)(dian)火花(hua)加(jia)工(gong)參數用電(dian)(dian)(dian)解法(fa)或(huo)機械研(yan)磨法(fa)研(yan)磨電(dian)(dian)(dian)火花(hua)加(jia)工(gong)后(hou)的(de)表(biao)面，除去(qu)異(yi)常(chang)層(ceng)中的(de)白(bai)亮層(ceng)，尤其是要除去(qu)顯微(wei)裂紋.在電(dian)(dian)(dian)火花(hua)加(jia)工(gong)后(hou)安排一次(ci)低溫(wen)(wen)回火，使異(yi)常(chang)層(ceng)穩定化(hua)，阻(zu)止(zhi)顯微(wei)裂紋擴展。