重庆舜龙模具培训心得体会 免费培训技术
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行 业：教育 设计培训 模具设计培训
发布时间：2020-02-09
王工讲解‘UG逆向造型中的测点和连线常用方法和技巧’
在产品的开发及制造过程中，几何造型技术已使用得相当广泛。但是，由于种种原因，仍有许多产品并非由CAD模型描述，设计和制造者面对的是实物样件。为了适应先进制造技术的发展，需要通过一定途径，将这些实物转化为CAD模型，使之能利用CAD、CAM等先进技术进行处理。
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目前，与这种从实物样件获取产品数学模型技术相关的技术，已发展成为CAD、CAM中的一个相对的范畴，称为“反求工程”（Reverse Engineering）。‘B-B’通过反求工程复现实物的CAD模型，使得那些以实物为制造基础的产品有可能在设计与制造的过程中，充分利用CAD、CAM等先进技术。由于反求工程的实施能在很短的时间内准确、可靠地实物样件，因此反求工程成为当前企业先进制造技术的热门话题之一。利用一些非专业的逆向设计软件（如：UG、Pro/ENGINEER、CATIA等）和一些专业的逆向设计软件（如：Sucer、CopyCAD、Trace等）进行逆向造型是现阶段反求工程在企业应用的典型例子。
由于公司新产品开发需要，笔者利用UG软件进行零件的反求在外形复杂的汽车冲压件的逆向造型设计中取得较好应用效果。我们选择的测量设备是英国LK公司的三坐标测量机，可以用来测量特征的空间坐标、扫描剖面、测量分型线以及轮廓线。此设备获得点的数据量不像激光扫描仪扫描的那么大，所以用一些非专业的逆向设计软件是很合适的。 UG的逆向造型遵循：点→线→面→体的一般原则。C-C
一、测点
测点之前规划好该怎么打点。由设计 人员提出曲面打点的要求。一般原则是在曲率变化比较大的地方打点要密一些，平滑的地方则可以稀一些。由于一般的三坐标测量机取点的效率大大低于激光扫描仪，所以在零件测点时要做到有的放矢。值得注意的是除了扫描剖面、测分型线外，测轮廓线等特征线也是必要的，它会在构面的时候带来方便。
二、连线
(1)点整理 连线之前先整理好点，包括去误点、明显缺陷点。同方向的剖面点放在同一层里，分型线点、孔位点单独放一层，轮廓线点也单独放一层，便于管理。通常这个工作在测点阶段完成，也可以在UG软件中完成。一般测量软件可以预先设定点的安放层，一边测点，一边整理。 B-B
(2)点连线 连分型线点尽量做到误差小并且光顺。因为在许多情况下分型线是产品的装配结合线。对汽车、摩托车中一般的零件来说，连线的误差一般控制在0.5mm以下。连线要做到有的放矢，根据样品的形状、特征大致确定构面方法，从而确定需要连哪些线条，不必连哪些线条。连线可用直线、圆弧、样条线（spline）。常用的是样条线，选用“through point”方式。选点间隔尽量均匀，有圆角的地方先忽略，做成尖角，做完曲面后再倒圆角。C-C
(3)曲线调整 因测量有误差及样件表面不光滑等原因，连成spline的曲率半径变化往往存在突变，对以后的构面的光顺性有影响。因此曲线必须经过调整，使其光顺。调整中常用的一种方法是Edit Spline,选Edit pole选项，利用鼠标拖动控制点。这里有许多选项，如限制控制点在某个平面内贫⑼掣龇较蛞贫⑹谴值骰故窍傅饕约按蚩允緎pline的“梳子”开关等。另外，调整spline经常还要用到spline的一个端点到另一个点，使构建曲面的曲线有交点。但必须注意的是，无论用什么命令调整曲线都会产生偏差，调整次数越多，累积误差越大。误差允许值视样件的具体要求决定。
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（4）轴承使用寿命提高
对于承受大冲击载荷的铁路、轧机轴承等，经M淬火后使用时主要失效形式为：装配时内套开裂，使用过程中受冲击外圈挡边掉块、内圈碎裂，而等温淬火轴承由于冲击韧性好、表面压应力，无论装配时内套开裂，还是使用过程中外套挡边掉块、内套碎裂倾向性大大减小，且可降低滚子的边缘应力集中。因此，经等温淬火后比M淬火后平均寿命及可靠性提高。
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SKF公司把高碳铬轴承钢贝氏体等温淬火工艺主要应用于铁路轴承、轧机轴承以及在特殊工况下使用的轴承，同时开发了适合于贝氏体淬火的钢种（SKF24、SKF25、100Mo7）[19]。其淬火时采用较长的等温时间，淬后得到全下贝氏体组织。近来SKF又研制出一种新钢种775V[22]，并通过特殊的等温淬火得到更均匀的下贝氏体，淬后硬度增加的同时其韧性比常规等温淬火提高60%，耐磨性提高了3倍，处理的套圈壁厚超过100mm。部分等温后得到M/BL复合组织的性能尚有争议，如BL的含量多少为等。即使有一含量，在生产实际中如何控制，且复合组织在等温后还需进行一次附加回火，增加了生产成本。FAG公司主要采用贝氏体分级淬火工艺，其具体的工艺状况不详。
4渗碳、渗氮及碳氮共渗
4.1 低碳钢渗碳、渗氮及碳氮共渗
渗碳是传统的表面化学热处理工艺，渗碳钢（低碳低合金钢、低碳高合金高温渗碳钢）经渗碳淬火后表面高硬耐磨、心部强韧。渗碳工艺发展一方面是渗碳介质的改进，如加入增加渗速的添加剂，采用强渗--扩散的交替循环工艺提高渗速、改善渗层组织等。
随着真空技术的发展，出现了真空低压渗碳及等离子渗碳。易普森等公司[23]开发的乙炔低压渗碳工艺是在10mbar以下的低压下，以乙炔为渗碳介质在真空炉内进行。其特点是渗速快、渗层均匀、碳黑少、渗后工件光亮；另外，对渗层要求较薄的冲压滚针轴承类零件碳氮共渗或渗碳而言，渗层深度、成分的控制及如何提高渗速更是一大难题，采用真空低压渗碳技术将有利用解决这些问题。
对高合金渗碳钢进行等离子渗碳可提高渗速、减少表面粗大碳化物的形成[24]。对低碳钢制滚针轴承内外圈及保持架采用渗氮或碳氮共渗，可提高其耐磨性及耐蚀性、降低摩擦系数。
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4. 2高碳铬轴承钢的渗碳或碳氮共渗
高碳铬轴承钢一般是整体淬硬，淬后的残余应力为表面拉应力状态，易造成淬火裂纹、降低轴承的使用性能。通过对其进行渗碳、渗氮或碳氮共渗，提高表层的碳、氮含量，降低表面层的Ms点，在淬火过程中表面后发生转变而形成表面压应力，提高耐磨性及滚动接触疲劳性能[25，26]。近的研究还表明：高碳铬轴承钢经渗碳或碳氮共渗后还可提高轴承在污染条件下的接触疲劳寿命[25~27]。一般，在淬火加热时，通过控制气氛的碳（氮）势，可达到以上目的。但如果对高碳铬轴承钢进行超常渗碳（碳势>2%），则必须加大加工余量，去除渗碳淬火后表层的粗大碳化物。
4. 3 工艺控制
渗碳（渗氮或碳氮共渗）气氛的检测和控制是关键参数，早是采用仪、CO2红外分析仪，目前主要采用氧探头来检测碳势（或氮势），其反应速度快，可进行实时监控，配合CO2红外分析仪或其他测量措施（如易普森开发的HydroNit探头[28]）可对碳势（或氮势）实行控制。
工艺控制的另一方面是渗碳（渗氮或碳氮共渗）过程的计算机模拟控制。碳在钢中传递和扩散的计算机模拟开始于20世纪80年代，之后进一步开发了人机对话软件（Carb-o-Prof），使人们可以现场计算不同钢种在渗碳过程中任一时间碳的传递与扩散速度。该软件考虑了温度、碳势等工艺参数变化的影响，可以实现所需的表面碳含量及渗层深度的工艺参数的计算，并能根据工艺过程中的参数发生的变化或出现的干扰自动调整碳势、渗碳时间等工艺参数，以达到工件预定的要求。近，又推出了“Carb-o-Prof-Expert”专家系统。该软件集成了大多数渗碳钢及渗碳淬火的物理冶金知识、设备性能、工件的技术要求等数据，只要向计算机输入工件的钢种、重量、几何尺寸、淬透性、渗层要求及炉型等数据，计算机便会输出一个渗碳工艺，并自动实现该工艺[29]。
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5表面改性技术
5.2 离子注入
离子注人与其他表面强化技术相比，具有以下的显着优点：(1)离子注人后的零件，能很好地保持原有的尺寸精度和表面粗糙度，不需要再做其它表面加工处理,很适合于轴承等精密零件生产的后一道工序；(2)原则上不受冶金学或平衡相图的限制，可根据零件的工作条件和技术要求，选择需要的任何注人元素，注人剂量和能量，获得预期的高耐磨性或耐腐蚀性等特殊要求的轴承表面，灵活性大，实用性强，对基体材料的选择也可以适当放宽，从而可节省贵重的高合金钢材和其它贵重金属材料；(3)注入层与基体材料结合牢固可靠、无明显界面，在使用中不会产生脱落和剥皮现象，这对提高轴承寿命和工作可靠性来说非常重要；(4)离子注人是一个非高温过程，可以在较低的温度下完成，零件不会发生回火、变形和表面氧化；（5）具有很好的可控性和重复性。欧美等国对离子注入进行了大量的研究[30~37]。
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美国海军实验室从1979年起进行了轴承零件离子注入的研究，英国、丹麦和葡萄牙等国从1989年开始进行与美国海军实验室类似的工作。结果表明：注入铬离子能显着提高M50钢的抗腐蚀性能，而且抗接触疲劳性能也有所提高；此外还用注人硼离子来提高仪表轴承的抗磨损能力；对轴承钢52100进行氮等离子源离子注入（PSⅡ）后在表面形成薄层氮化物，可提高轴承钢的耐蚀性，用于代替昂贵的不锈钢；对SUS440C不锈钢球轴承进行氮、硼离子注入可减小球轴承微小摆动的微振磨损及轴承的灰尘排放，另外，对不锈钢进行（Ti+N）或（Ta+N）等离子体浸没离子注入（PSⅢ）可显着提高其显微硬度、耐磨性和寿命。
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‘冲模设计的程序’相关知识更多培训课程 进.da023 或 .da0574 了解具体课程
一、设计程序
一般冲模设计的程序如下：
冲压件工艺分析
分析冲压件的结构形状、尺寸精度、所用材料是否满足冲压工艺要求，分析冲压件的 使用要求，判断冲压件的冲压工艺性优劣。
1.进行冲压工艺计算，编制冲压工艺方案；A-A
根据冲压件的尺寸进行必要的毛坯计算、变形程度的计算、半成品的尺寸计算、冲压 力的计算等内容，进一步确定冲压工序的数量、工序的顺序、工序间的组合等进行冲压工 艺方案编制。编制冲压工艺方案的过程是方案比较、优化的过程，从而得到的方案。
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2.确定模具的结构型式
(1)确定模具的正装或倒装结构在冲压工艺方案确定之后，模具的类型也就确定 了，如单工序模、复合模、级进模等，不论单工序模还是复合模，其结构形式都有正装和倒 装之分。对于单工序模，主要考虑出件与排除废料的方便，大都采用正装结构。B-B
(2)选择定位形式模具中定位形式有多种，在不同的模具结构中，对不同的坯料形 状可采取不同的定位形式。对于坯料为条料或带料、控制条料送进距离的定位零件，单 工序模和复合模可选用挡料销，级进模可选用定距侧刃或导正销与挡料销或定距侧刃与导正销;控制条料送进方向的定位零件、复合模或单工序模可选用挡料销（导向），单工序 模或级进模可选用导料板，有时在导料板中也用侧压装置强迫材料沿着某一导料板导 向。若单个坯料在模具中定位，可用定位销或定位板。
(3)选择卸料与出件方式模具中卸料方式有刚性卸料和弹性卸料:卸料力较大时 用刚性卸料;卸料力较小或制件平整度有要求时用弹压卸料。模具中出件方式有刚性推 件和弹性推件。制件表面平整度有要求时用弹性出件，一般情况下用刚性出件。C-C
(4)选择导向方式冲模中上、下模是否采用导向要看制件的冲压性质和大小、精度 等。一般来说，单工序弯曲模、拉深模和各种简单成形模，由于凸模与凹模的间隙较大， 压力机滑块的运动精度能满足凸、凹模的配合要求，这类模具大都不采用导向装置。对 生产批量小、工件精度低、冲厚料的单工序冲裁模，有时也不考虑采用导向装置。而复合 模、级进模或制件精度要求较高的模具一般都采用导向装置，即采用带有导向装置的模 架。有导向的模具不仅能提高制件的质量和模具寿命，而且模具安装、管理都很方便，因 此在工程中有导向的模架应用广泛。D-D
导向模架可分为滑动导向模架、滚动导向模架和导板模架。一般多采用滑动导向模 架，滚动导向模架用于精密冲压模、硬质合金模和高速压力机上的模具。导板模架多用 于要给凸模导向的模具。初步确定模具外形尺寸和压力机
模具的外形尺寸包括模具的典型组合和模架的尺寸。模具的典型组合尺寸是在计 算出凹模周界尺寸的基础上确定的，根据确定的模具总体结构和标准推荐的冲模典 型组合选择典型组合的具体尺寸。典型组合的尺寸一旦选定，模具的闭合高度及其他零 部件尺寸也就基本确定。B-B
选择压力机时应考虑总的冲压力的大小、模具闭合高度、压力机的行程、出件方式 等。要求压力机的公称力大于总的冲压力;模具的闭合高度应在压力机的装模高度 和小装模高度之间;对成形零件还需考虑行程的大小、工作台排料孔能否安装弹顶器 等。同时根据压力机的模柄孔尺寸确定模柄的直径和高度。
3.确定模具的压力中心
模具的压力中心是冲压力合力的作用点。在进行模具总体设计时，应使模具压力中 心与压力机的滑块中心重合，否则冲压时会产生偏载，导致模具和压力机滑块与导轨急 剧磨损；降低模具的寿命和制件的质量。
4.进行模具的主要零部件设计‘C-C’
模具主要零部件设计就是确定工作零件、定位零件、卸料零件等的结构形式和固定 方法。在设计中应尽可能地选用冲模标准零件。设计非标准零件时一定要考虑模具零件的加工工艺性。
1.绘制模具总装图和零件图
在模具的总体结构及相应的零部件结构形式确定之后，便可绘制模具总装图和零件 图。模具总装图应能清楚表达各零件之间的装配关系以及固定连接方式;模具零件图是 模具加工的惟一依据，应能清楚反应其结构形状，并注明全部尺寸及其公差以及材料、热 处理等。在绘制装配图时，要合理布置视图在图样上的布局，熟悉制图标准及模具 图的习惯画法。D-D
2.模具图样审核
模具图设计完毕后，必须进行认真的审核，这是模具设计中不可缺少的一个环节。 要对模具的总体结构和每一个零部件的尺寸及其公差的标注进行全面的核对，主要目的 是减少差错，避免不必要的经济损失。模具总体结构主要看结构是否合理、能否冲出合 格的冲压件、模具加工和装配的难易程度、模具结构是否简化、选择的压力机是否合适 等。模具零件图要看视图表达是否完整和正确、尺寸及其公差是否标注齐全、标注基准 是否合理、确定的材料和热处理是否恰当、零件结构形状是否便于加工等。A-A
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