模具熱處理及其導(dǎo)向平行設(shè)計(jì)

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1、機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯設(shè)計(jì)題目:石英表墊片支架沖壓工藝分析及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)譯文題目:模具熱處理及其導(dǎo)向平行設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：朱蘇維學(xué)號(hào)：201028050214專業(yè)班級(jí)：機(jī)制升1002指導(dǎo)教師：董毅峰正文：外文資料譯文附件：外文資料原文指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：簽名：年月日17模具熱處理及其導(dǎo)向平行設(shè)計(jì)摘要：傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)中，存在很多缺點(diǎn)，這是眾所周知的，模具的熱處理是非常重要的。為了克服在熱處理過(guò)程中存在的不足之處熱處理過(guò)程中模具的并行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了新的思路。熱處理的CAD/CAE技術(shù)集成了并行環(huán)境和有關(guān)模型而建立的。這些調(diào)查與研究可以顯著提高效率，降低成本和確保產(chǎn)品質(zhì)量能達(dá)到R級(jí)和D級(jí)

2、。關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)、熱處理、模具傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)和模具制造，主要是由來(lái)自于獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或部分實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)卻不是制造工藝。在設(shè)計(jì)完成之前，模具的設(shè)計(jì)方案一次又一次被修改，因此出現(xiàn)了很多問(wèn)題，例如開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、成本高、實(shí)際效果不顯著。由于對(duì)精度、使用壽命、開(kāi)發(fā)周期、和成本的強(qiáng)烈最求，對(duì)現(xiàn)在模具要求的非常完美，因此更多更先進(jìn)的技術(shù)和創(chuàng)新已應(yīng)用，例如并行工程、敏捷制造、虛擬制造、協(xié)同設(shè)計(jì)等。模具熱處理與設(shè)計(jì)、制造、裝配等同樣重要，因?yàn)樗鼘?duì)模具制造、裝配、和使用壽命影響很大，模具的設(shè)計(jì)和制造發(fā)展迅速，但熱處理嚴(yán)重落后，隨著模具行業(yè)的發(fā)展，熱處理必須確保模具制造、組裝和耐磨性能要求的良好狀態(tài)

3、，不恰當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢杂绊懩＞吆湍＞咧圃?，如材料過(guò)硬或過(guò)軟。傳統(tǒng)的熱處理工藝是來(lái)自于設(shè)計(jì)者。主要是由于模具設(shè)計(jì)者不能完全理解熱處理工藝和材料的性能，相反模具工藝師不能清楚模具的工作環(huán)境和設(shè)計(jì)思想，這就很可能造成模具工藝師和模具設(shè)計(jì)師的意見(jiàn)分歧。這些分歧在很大程度上影響模具的進(jìn)度，因此，如果在早期設(shè)計(jì)階段考慮熱處理工藝設(shè)計(jì)縮短開(kāi)發(fā)周期降低成本和穩(wěn)定質(zhì)量目標(biāo)將會(huì)實(shí)現(xiàn)，將實(shí)現(xiàn)從串行到并行模式的升華。并行工程以計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)為載體，隨后在一開(kāi)始的每個(gè)階段的因素都已被考慮到，如制造、熱處理、屬性等等，以避免錯(cuò)誤，并行模式已經(jīng)摒除了串行模式的缺陷，由此帶來(lái)了一場(chǎng)對(duì)串行模式的革命。17在目

4、前的研究中，熱處理已經(jīng)被考慮到模具的發(fā)展中，系統(tǒng)和深入的研究也在進(jìn)行。1.熱處理下的并行環(huán)境并行模式和串行模式存在很大的不同(見(jiàn)圖1）。串行模式方面，設(shè)計(jì)者主要考慮模具的結(jié)構(gòu)和功能，但幾乎沒(méi)有考慮由此產(chǎn)生的工藝，因此前者的錯(cuò)誤很容易傳播，然而設(shè)計(jì)部門卻很少與裝配、成本計(jì)算、銷售部門交流這些問(wèn)題，嚴(yán)重影響著模具行業(yè)的發(fā)展和模具市場(chǎng)的拓寬，然而在并行模式中部門與部門之間的聯(lián)系是密切的，相關(guān)部門都在模具的發(fā)展中起到了不同程度的作用，并且都與買家有著密切的交流。這種交流有助于消除部門之間的沖突，提高效率和降低成本。（a）(b)圖1基于摸具開(kāi)發(fā)的串行工程與并行工程系統(tǒng)框架示意圖17并

5、行環(huán)境下的熱處理并不是在方案和工件設(shè)計(jì)出來(lái)之后而是在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行的，用這種方法，更有利于充分利用熱處理和材料的性能。2、模具熱處理CAD/CAE的集成從圖2可以看出熱處理的工藝設(shè)計(jì)和模擬是集成框架的核心。在信息輸入產(chǎn)品模塊中后，經(jīng)熱處理工藝過(guò)程產(chǎn)生的熱處理CAD和熱處理CAE模塊將對(duì)于零件圖，熱處理以后模擬溫度場(chǎng)的微觀結(jié)構(gòu)分析和可能出現(xiàn)的缺陷（例如過(guò)熱，燒傷）自動(dòng)劃分網(wǎng)絡(luò)，如果優(yōu)化是根據(jù)立體視覺(jué)技術(shù)的結(jié)果重新出現(xiàn)，則這項(xiàng)熱處理工藝已經(jīng)被審核。而且工具與夾具的CAD和CAE也集成于這種系統(tǒng)中圖2.并行工程熱處理CAD/CAE一體化系統(tǒng)框架示意圖基于集成框架的并行工程可以

6、與其他并行模式共享信息，這樣可以是熱處理工藝得到優(yōu)化并使其他工藝更加準(zhǔn)確。2.13D模式和立體視覺(jué)技術(shù)的熱處理17通過(guò)基于模具形狀的3D熱處理模式可以盡早的發(fā)現(xiàn)模具關(guān)于材料、結(jié)構(gòu)、形狀等存在的問(wèn)題。模具熱處理中的熱處理?xiàng)l件和相變條件是符合實(shí)際的，因?yàn)榻?jīng)過(guò)計(jì)算的相變熱力、相變熱動(dòng)力、相應(yīng)力、熱應(yīng)力、傳熱速度、流體動(dòng)力等已經(jīng)有很大的突破性進(jìn)展。例如，能進(jìn)行局部復(fù)雜表面和不對(duì)稱模具的三維熱傳導(dǎo)模型計(jì)算，和能進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的MARC軟件模型。計(jì)算機(jī)能夠在任何時(shí)間提交溫度，微觀結(jié)構(gòu)和應(yīng)力的信息，并通過(guò)連接溫度場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)領(lǐng)域和力場(chǎng)來(lái)顯示三維模式的全部改變過(guò)程。如果再加上這種特性，則各

7、部分性能都能通過(guò)計(jì)算機(jī)預(yù)見(jiàn)。2.2熱處理工藝設(shè)計(jì)模具熱處理中由于對(duì)強(qiáng)度、硬度、表面粗糙度、模具熱處理變形的特殊要求，淬火介質(zhì)、淬火溫度、回火溫度等一系列的參數(shù)必須進(jìn)行正確的選擇。不論是否使用表面熱處理、或化學(xué)熱處理都必須明確的制定下來(lái)。通過(guò)電腦完全確定下來(lái)這些參數(shù)是非常困難的，由于電腦技術(shù)近幾十年來(lái)發(fā)展迅猛，大型計(jì)算的困難已經(jīng)被克服。通過(guò)模擬和慎重思慮熱處理特性，熱處理的成本和周期通過(guò)優(yōu)化熱處理工藝并不在是一個(gè)難題。2.3熱處理數(shù)據(jù)庫(kù)如下圖（3）所描述的熱處理數(shù)據(jù)庫(kù)。熱處理數(shù)據(jù)庫(kù)是基于熱處理做出來(lái)的，通常，熱處理數(shù)