石墨模具設計製造（zào）的一些優化方法

    1石墨模具的模塊化設（shè）計

    縮短設計周期並提高設計質（zhì）量是縮短整個（gè）石墨模具開發周期的關（guān）鍵之一。模塊化設計就是利用產（chǎn）品（pǐn）*部件（jiàn）在結構及功能上的相似性，而實現產品的（de）標（biāo）準化與組合化（huà）。大量實踐表明（míng），模塊（kuài）化設（shè）計能有效減少產品設計時間並提高設計質量。因此本文探索在石墨（mò）模具設計中運用模塊化設計方法。

    石墨（mò）模具模塊化設計的實（shí）施。

    1.1建立（lì）模塊庫

    模塊庫的建立有三個步驟:模塊劃分（fèn）、構造特（tè）征模型和用戶自定義特征（zhēng）的生成。標準*件是模（mó）塊的特例，存（cún）在於模塊（kuài）庫中。標準（zhǔn）*件的定（dìng）義隻需進行後兩步驟。模塊劃分是模塊化設計的*步。模塊劃分是否合理，直接影響模塊（kuài）化係統的功能、性能和成本。每一類產品的模塊劃分都必須經過技術調（diào）研並反複（fù）論證才能得出（chū）劃分結果。對於石（shí）墨模具而言，功（gōng）能模塊與結構模塊是（shì）互相包容的。結構模塊的（de）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（mó）塊的局部結構可能較固定，因而它可（kě）以包含結構模塊。模塊設（shè）計完成後，在Pro/E的*件/裝配(Part/Assembly)空間中手工建構所需模塊的特征模型，運用Pro/E的用戶自定義特征功能，定義模（mó）塊的兩項可變參數:可變尺寸與裝配關係，形（xíng）成用（yòng）戶自（zì）定（dìng）義特征(User-DefinedFeatures,UDFs)。生成用戶自定義特征文（wén）件(以gph為後綴的文件)後按分組技術取名（míng）存儲，即完（wán）成模塊庫的建（jiàn）立。

    1.2模塊庫管理係統開發

    係統（tǒng）通過兩次推理，結構選擇推理與模塊（kuài）的自動建模，實現模塊的確定。*次推理得到模塊的大致（zhì）結構，第（dì）二次推理*終確定模塊的所有參數（shù）。通過這種途徑實現模（mó）塊（kuài）"可（kě）塑性（xìng）"目標。在結（jié）構選擇推理（lǐ）中（zhōng），係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（lǐ），在模塊庫中求得適用模塊（kuài）的名稱。

    如果不滿意該結果，用戶可指定模塊名（míng）稱.在這（zhè）一步所得到的模塊仍是（shì）不確定的，它缺少尺寸參數、精度、材料特征及裝配關係的定（dìng）義。在自動（dòng）建模（mó）推理中，係統利用輸人的尺寸參（cān）數、精度特征、材料特（tè）征與裝配關係定（dìng）義，驅動用戶自定（dìng）義特征模型（xíng），動（dòng）態（tài）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（kě）迅速完成石墨模具設計。應用此係統後石墨模具設計周（zhōu）期明顯縮短。由於在模塊設計時認真考慮了模塊的質量，因而對石墨模具的質量起基礎保證作用。模塊庫中存（cún）放的是相互獨立的UDFs文件，因此本係統具有可（kě）擴充性。

    2石墨模具製造過程中的缺陷及防止措施

    2.1鍛造加工

    高碳、高（gāo）合金鋼，例如Cr12MoV、W18Cr4V等，廣泛用於製造石（shí）墨模具。但這類鋼不同程度的存在成分（fèn）偏析、碳化物粗大不均勻、組織不均勻等缺陷。選用高碳、高合（hé）金鋼製造石墨模具，必須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（gāng）材達（dá）到模塊毛坯的尺寸和（hé）規格，一方麵可改善鋼的組織和性能。另外高碳、高（gāo）合金的石（shí）墨模具鋼導熱性較差，加熱速（sù）度不能太（tài）快，且加（jiā）熱要均勻（yún），在鍛（duàn）造（zào）溫度範圍（wéi）內，應采用合理的鍛造比。

    2.2切削加工（gōng）

    石墨（mò）模具的切削加（jiā）工應嚴（yán）格保證（zhèng）尺（chǐ）寸過渡處的圓角半徑，圓弧與直線相接處應光滑。如（rú）果石墨模具的切削加工質量較差，就可能在以下3個方麵造成石墨（mò）模（mó）具損,1)由於切削加（jiā）工不恰當，造成的尖銳轉角（jiǎo）或圓角（jiǎo）半徑過小，會導致石墨（mò）模具在（zài）工作時產（chǎn）生嚴重的應力集（jí）中。2)切削加工（gōng）後的表麵太粗糙，就有可能存在刀痕、裂口、切口等缺陷，它們既是應力（lì）集中點，又是裂紋、疲芳裂（liè）紋或熱疲勞裂紋的（de）萌生地。3)切削加工沒（méi）能*、均勻地切除石墨（mò）模具毛壞在軋製或鍛造時產生的脫（tuō）碳層，就可能在石墨模具（jù）熱處理時產生不均勻的硬化層，導致耐磨性（xìng）下降。

    23磨削加工

    石墨（mò）模具在淬火、回火後一般要（yào）進行磨削加工（gōng），以（yǐ）降低表麵粗糙度值。由於（yú）磨削速度過大、砂輪粒度過細或冷卻條件較差等（děng）因素的影響，引起的石墨模具表（biǎo）層局部過熱，造成局部顯微組（zǔ）織變化，或引起表麵軟化，硬度降低，或產生較高的殘餘拉應力等現象，都會降低石墨模具的（de）使用壽命選擇適當的磨削工藝參數減少局部發（fā）熱，磨削後在可能的（de）條件下進行去應力處理，就可有效地（dì）防止磨削裂（liè）紋的產生。防止（zhǐ）磨（mó）削過熱和磨削裂紋（wén）的措施較多，例如:采（cǎi）用切削力強的（de）粗顆粒砂輪或粘結性較差的砂輪，減少石墨模具的磨削進給量;選用（yòng）合適的冷卻劑;磨削（xuē）加工後250一300℃的（de）回火消除磨削應力等。

    2.4電（diàn）火花加工

    應用電火花工藝加工石墨（mò）模具時，放電區的電流密度很大，產生（shēng）大量的熱，石（shí）墨模具被加工區域的溫（wēn）度高達10000℃左右，由於溫度高，熱影響區的金相組織必將（jiāng）發生變化，石墨模具表層由於高溫而發生（shēng）熔（róng）化，然後急冷，很快（kuài）凝（níng）固，形成再凝固層。在顯微鏡下可看到（dào），再凝固層呈白（bái）亮色，內部有較多顯微裂紋。為了延長（zhǎng）石（shí）墨模具壽命可以采用以下措施:調整電火花加工參數用電解法或（huò）機械研磨法研磨電火（huǒ）花（huā）加工（gōng）後（hòu）的表麵，除去異常層中的白亮層，尤其是要除去顯（xiǎn）微（wēi）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（xiǎn）微裂紋擴展。