模具的模塊化設(shè)計(jì) 縮短設(shè)計(jì)周期并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量是縮短整個(gè)模具開發(fā)周期的關(guān)鍵之一。模塊化設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化與組合化。大量實(shí)踐表明，模塊化設(shè)計(jì)能有效減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。因此本文探索在模具設(shè)計(jì)中運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)方法。 模具模塊化設(shè)計(jì)的實(shí)施。

     建立模塊庫 模塊庫的建立有三個(gè)步驟:
模塊劃分、構(gòu)造特征模型和用戶自定義特征的生成。標(biāo)準(zhǔn)零件是模塊的特例，存在于模塊庫中。標(biāo)準(zhǔn)零件的定義只需進(jìn)行后兩步驟。模塊劃分是模塊化設(shè)計(jì)的第一步。模塊劃分是否合理，直接影響模塊化系統(tǒng)的功能、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。對(duì)于模具而言，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，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，因而它可以包含結(jié)構(gòu)模塊。模塊設(shè)計(jì)完成后，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，運(yùn)用Pro/E的用戶自定義特征功能，定義模塊的兩項(xiàng)可變參數(shù):可變尺寸與裝配關(guān)系，形成用戶自定義特征 (User-Defined Features,UDFs)。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(chǔ)，即完成模塊庫的建立。



1、部分大斷面空心型材模具的優(yōu)化

    斷面空心比較大的空心型材在常規(guī)設(shè)計(jì)情況下，常出現(xiàn)大面起波，平面間隙超差，明顯焊縫等缺陷，出現(xiàn)這些問題，通常是緣于模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的不合理性。為此，筆者在模具設(shè)計(jì)上：上模采用偏橋，下模在料倉內(nèi)加凸筋的設(shè)計(jì)方案。

由于在生產(chǎn)過程中，型材大面起波、平面間隙超差等缺陷-般是因?yàn)榇竺娣至骺捉咏行?，金屬流速快而引起的，因此在焊合室中大面?？浊爸靡贿m當(dāng)長(zhǎng)度的凸筋，這樣，當(dāng)金屬流向模孔時(shí)，凸筋象一道矮墻對(duì)金屬的流動(dòng)起到阻礙作用，若阻礙作用太過，也便于修模。

    同時(shí)，相應(yīng)地對(duì)某些焊縫的質(zhì)量也起到了優(yōu)化作用。

    對(duì)于一些矩形腔，長(zhǎng)寬比比較大的方管型材，焊合線常明顯的出現(xiàn)在大面裝飾面上。現(xiàn)可將對(duì)稱式橋改為偏橋式，焊縫是由于金屬流動(dòng)通過分流孔在分流橋下進(jìn)入摸孔前沒有得到充分焊合而形成的。獲得高強(qiáng)優(yōu)質(zhì)焊縫當(dāng)然是我們理想所在。但是如果在生產(chǎn)過程中，焊縫不可避免的出現(xiàn)在型材大面或裝飾面上，那不妨使其盡量遠(yuǎn)離大面或裝飾面。在如（圖1-2）形式分流孔情況下，使模橋中線向外偏移，(a：b＝2：1、a1＝a2)。通常，由于大面分流孔中的金屬流動(dòng)速度快，當(dāng)分流橋的形式設(shè)計(jì)為偏橋式時(shí)，這樣，增加了大面分流孔中的料流向兩側(cè)填充的空間，且隨著分流橋中心線的向外偏移，則料流焊臺(tái)位置也隨之外移。因此，這樣即調(diào)整了大面金屬流速，又使焊縫遠(yuǎn)離中心大面。

    2、雙?？滓灼诳招男筒哪＞叩膬?yōu)化

    通常情況下，無論兩?？资巧舷屡欧牛€是左右排放，都會(huì)由于靠近中心一側(cè)的金屬流速快，供料充足而使上模模芯向外發(fā)生彈性變形造成型材遠(yuǎn)離中心一則壁薄的偏壁缺陷。因此在模具設(shè)計(jì)過程中，在型材斷面尺寸放量時(shí)，將通常產(chǎn)生偏壁的斷面尺寸預(yù)先留出偏移余量。如果兩?？坠灿弥行姆至骺?，為了兩?？椎墓┝媳ＷC相對(duì)穩(wěn)定，在料倉中兩孔中間位置可以加一隔板式分流筋，也有利于修模。

    3、小開口、懸壁面積大的平面型材模具的優(yōu)化

    此種型材在通常全面直給料的平面模設(shè)計(jì)情況下，很容易出現(xiàn)懸臂彈性變形大，以至于發(fā)生斷裂、掉塊等情形。此種情況下，可以將其設(shè)計(jì)成吊芯模，只是修模不很容易。有些型材開口非常小，幾乎閉合，此種可采用組合模式，但開口處需要配合緊密。

    一般的開口小，懇臂面積大的平面型材可將直給供料板設(shè)計(jì)為橋式供料板或懸壁橋式供料板、將受力的懸壁面置于橋下，這樣可以對(duì)型材懸臂進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)金屬料流填充模孔時(shí)，來自供料板的金屬流通過橋式供料板的橋?qū)冶鄣恼趽醪挥弥苯幼饔闷渖希礈p輕了模具懸臂所承受的正壓力，從而改善懸臂的受力狀態(tài)。延長(zhǎng)了模具的使用壽命。

    4、長(zhǎng)厚比比較大的長(zhǎng)斷面平面型材模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)

    因型材長(zhǎng)厚比比較大，壁厚有時(shí)比較薄，靠近中心的金屬流速比較快，僅僅用工作帶的長(zhǎng)短來調(diào)整模孔各處的料流速度是有限的，所以易產(chǎn)生變形缺陷?，F(xiàn)采用(圖4-2)所示的橋式供料飯，這樣可以有效的調(diào)整中間的金屬流速，從而使模孔各處料流速度均衡，能夠收到良好效果。

    5、結(jié)論

  金屬在熱擠壓時(shí)的粘性效應(yīng)和 擠壓速度對(duì)優(yōu)化目標(biāo)參數(shù)的影響,用剛粘塑性有限元法,對(duì)鋁的熱擠壓模具的半模角和擠壓速度進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果指出,采用半模角為65～70°的錐形模比采用 半模角為90°的平面模的擠壓效果好,它能降低擠壓力,既得到均勻組織和良好機(jī)械性能的制品,也滿足約束條件。 

     實(shí)踐證明，以上幾種鋁型擠壓模具設(shè)計(jì)的優(yōu)化在實(shí)際生產(chǎn)中都是行之有效的。擠出的鋁合金型材較之過去相比，成形好、尺寸精度、易保證、表面質(zhì)量也得到了良好的改善。從而，大大提高了型材擠壓的生產(chǎn)效率和降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

對(duì)于鋁型材產(chǎn)品擠壓模具設(shè)計(jì)，隨著社會(huì)各行業(yè)的飛速發(fā)展，型材斷面形狀隨之復(fù)雜化、多樣化，按常規(guī)常見形式設(shè)計(jì)，存在許多不足。所以，要得到優(yōu)質(zhì)型材，就得在生產(chǎn)、生活中不斷地學(xué)習(xí)、積累，不斷地改造和創(chuàng)新。