【正文】 民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文31 Tool and equipment for heat treatmentAfter heat treatment process is determined，tool and equipment CAD／CAE system transfers the information about design and manufacture to the numerical control device．Through rapid tooling prototype，the reliability of tool and the clamping apparatus can be judged．The whole procedure is transferred by work，in which there is no man—made interference．3 Key Technique Coupling of temperature，microstructure，stress and propertyHeat treatment procedure is a procedure of temperaturemicrostructure—stress interaction．The three factors can all influence the property (see Fig．4)．During heating and cooling，hot stress and transformation will e into being when microstructure temperaturemicrostructure and temperature—microstructure—and stressproperty interact on each other．Research on the interaction of the four factors has been greatly developed,but the universal mathematic model has not been built．Many models fit the test nicely，but they cannot be put into practice．Difficulties with most of models are solved in analytic solution，and numerical method is employed so that the inaccuracy of calculation exists．Even so，paring experience method with qualitative analysis，heat treatment simulation by puter makes great progress．北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文32 Establishment and integration of modelsThe development procedure for die and mould involves design,manufacture，heat treatment，assembly，maintenance and so on．They should have own database and mode1．They are in series with each other by the entity—relation model．Through establishing and employing dynamic inference mechanism ，the aim of optimizing design can be achieved．The relation between product model and other models was built．The product model will change in case the cell model changes．In fact，it belongs to the relation of data with die and mould．After heat treatment model is integrated into the system，it is no more an isolated unit but a member which is close to other models in the system．After searching，calculating and reasoning from the heat treatment database,procedure for heat treatment，which is restricted by geometric model,manufacture model for die and mould and by cost and property，is obtained．If the restriction is disobeyed， the system will send out the interpretative warning．All design cells are connected by munication work． Management and harmony among membersAgile management and harmony redound to municating information， increasing efficiency，and reducing redundancy．Meanwhile it is beneficial for exciting creativity，clearing conflict and making the best of resource．4 Conclusions(1) Heat treatment CAD／CAE has been integrated into concurrent design for die and mould and heat treatment is graphed,which can increase efficiency，easily discover problems and clear conflicts．(2) Die and mould development is performed on the same platform．When the heat treatment process is made out，designers can obtain correlative information and transfer 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文33selfinformation to other design departments on the platform．(3) Making out correct development schedule and adjusting it in time can enormously shorten the development period and reduce cost．北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文34附錄(二) 翻譯原文模具熱處理及其導(dǎo)向平行設(shè)計(jì)李雄，張鴻冰，阮雪榆，羅中華，張艷摘要：在一系列方式中，傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法存在許多缺點(diǎn)。眾所周知,熱處理對模具起著非常重要的作用。為了克服模具熱處理工藝存在的缺點(diǎn)，一種新的模具熱處理工藝并行設(shè)計(jì)方法已經(jīng)被開發(fā)出來了。熱處理 CAD/CAE 技術(shù)是集成了并行環(huán)境和有關(guān)模型而建立的。這些調(diào)查研究可以顯著提高效率，降低成本，并保證產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到 R 和 D 級。關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì) 熱處理 模具傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)主要是依照自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或依照部分實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而不是制造工藝。在設(shè)計(jì)完成之前，模具方案通常要被一次又一次的改進(jìn)，于是有些缺點(diǎn)便出現(xiàn)，例如開發(fā)時(shí)期長，成本高和實(shí)際效果不明顯。由于對精確性、使用壽命、開發(fā)期和費(fèi)用的嚴(yán)格要求，先進(jìn)的模具要求設(shè)計(jì)和制造得十分完善。因此越來越先進(jìn)的技術(shù)和創(chuàng)新方法被應(yīng)用其中，例如并行工程、敏捷制造業(yè)、虛擬制造業(yè)、協(xié)同合作設(shè)等。模具的熱處理與模具設(shè)計(jì)，制造和裝配同樣重要。因?yàn)樗鼘δ＞叩闹圃煅b配和使用壽命又及其重要的影響。模具設(shè)計(jì)與制造發(fā)展十分迅速，但是熱處理發(fā)展卻嚴(yán)重滯后它們。隨著模具工業(yè)的發(fā)展，熱處理必須保證模具有良好的制造裝配和磨損耐熱性能。不切實(shí)際的熱處理將導(dǎo)致模具材料過硬或過軟，同時(shí)影響模具裝配性能。傳統(tǒng)的熱處理工藝是按照設(shè)計(jì)師提出的方法和特性制作出來的。這樣會使模具設(shè)計(jì)師和熱處理工藝師意見產(chǎn)生分歧，而模具設(shè)計(jì)師卻不能充分地了解熱處理工藝和材料的性能，相反熱處理工藝師卻很少了解模具的使用環(huán)境和設(shè)計(jì)思路。這些分歧將在很大程度上影響模具的發(fā)展。因此，如果把熱處理工藝設(shè)計(jì)放在設(shè)計(jì)階段之前，則縮短開發(fā)周期，減少花費(fèi)和保證質(zhì)量等目標(biāo)將會被考慮，而且從串行到并行的發(fā)展模式也將會實(shí)現(xiàn)。并行工程是以計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)作為載體，在開始以后，每個(gè)階段和因素都被看北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文35作如制造、熱處理、性能等等，以避免出現(xiàn)錯(cuò)誤。并行模式已經(jīng)摒除了串行模式的缺陷，由此帶來了一場對串行模式的革命。在當(dāng)前的工作中，熱處理被集成到了模具開發(fā)的并行環(huán)境中，同時(shí)也正在進(jìn)行這種系統(tǒng)性和深入性的研究。并行模式與串行模式存在根本的不同（見圖 1） 。對于串行模式，設(shè)計(jì)者大多考慮的是模具的結(jié)構(gòu)與功能，但很難考慮相關(guān)的工藝，以致前者的錯(cuò)誤很容易蔓延到后面。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)本門很少與裝配，預(yù)算會計(jì)和銷售部門溝通。這些問題當(dāng)然會影響模具的開發(fā)進(jìn)度和市場前景。然而在并行模式中，不但以上部門關(guān)系聯(lián)系密切，所有參加模具開發(fā)的部門都與買家有密切的交流。這有助于協(xié)調(diào)各部門消除矛盾，提高工作效率，同時(shí)降低成本。(b)(a)串行模式 （b ）并行模式圖 并行環(huán)境下的熱處理工藝不是在方案和工件確定以后，而是在模具設(shè)計(jì)的時(shí)候北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文36制定出來的。這樣的話，將有利于優(yōu)化熱處理工藝，充分利用材料。 CAD/CAE 一體化從圖 2 中可以看出，熱處理工藝的設(shè)計(jì)與模擬是一體化模式的核心。在信息輸入產(chǎn)品模塊中后，經(jīng)熱處理工藝過程產(chǎn)生的熱處理 CAD 和熱處理 CAE 模塊將對于零件圖，熱處理以后模擬溫度場的微觀結(jié)構(gòu)分析和可能出現(xiàn)的缺陷（例如過熱，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 CAD/CAE 一體化系統(tǒng)框架示意圖以并行工程為基礎(chǔ)的集成模式可以與其它類似模式共享信息。這樣使熱處理工藝得到優(yōu)化，并確保改工藝準(zhǔn)確。北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文37 采用三維模型和立體視覺技術(shù)的熱處理在形成模具的基礎(chǔ)上，材料，結(jié)構(gòu)和尺寸的問題能通過熱處理三維模型盡快發(fā)現(xiàn)出來。在熱處理過程中，模具加熱條件和相變條件是切合實(shí)際的，因?yàn)橥ㄟ^計(jì)算相變熱力、相變動(dòng)力、相應(yīng)力、熱應(yīng)力、傳熱速度、流體動(dòng)力等已經(jīng)取得重要突破。例如，能進(jìn)行局部復(fù)雜表面和不對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，并通過連接溫度場微觀結(jié)構(gòu)領(lǐng)域和力場來顯示三維形式的全部改變過程。如果再加上這種特性，則各部分性能都能通過計(jì)算機(jī)預(yù)見。 熱處理工藝設(shè)計(jì)由于對強(qiáng)度和硬度，表面粗糙度和模具熱處理變形的特殊要求，淬火介質(zhì)的種類、淬火溫度、回火溫度和時(shí)間等參數(shù)特性必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)倪x擇，以及是否使用表面淬火或化學(xué)熱處理，這種特性必須準(zhǔn)確的制定下來。自從計(jì)算機(jī)技術(shù)在最近幾十年迅速的發(fā)展，難以進(jìn)行大型計(jì)算已經(jīng)成為過去。通過模擬和仔細(xì)考慮熱處理特性，熱處理后的成本和所須時(shí)間，這些都并不難優(yōu)化熱處理工藝。 熱處理數(shù)據(jù)庫熱處理數(shù)據(jù)庫在圖 3 中描述。數(shù)據(jù)庫是制定熱處理工藝的基礎(chǔ)。一般來說，熱處理數(shù)據(jù)庫分為材料數(shù)據(jù)庫和工藝數(shù)據(jù)庫。通過材料和工藝來預(yù)測特性已成為一種必然的趨勢。盡管很難建立一個(gè)特性數(shù)據(jù)庫，但通過一系列的測試來建立數(shù)據(jù)庫是必要的。材料數(shù)據(jù)庫包括材料牌號、化學(xué)成分、性能和國內(nèi)外同級別目錄表。工藝數(shù)據(jù)庫包括熱處理標(biāo)準(zhǔn)、種類、保溫時(shí)間和冷卻溫度?；跀?shù)據(jù)庫，熱處理工藝可以通過推理規(guī)則創(chuàng)造出來。圖 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文38 熱處理工具和設(shè)備在熱處理工藝確定以后，工具及設(shè)備 CAD/CAE 系統(tǒng)傳送設(shè)計(jì)和制造的數(shù)值信息來控制裝置。通過快速模具成型，可靠的工具和夾具都能被確定。整個(gè)程序通過網(wǎng)絡(luò)傳送，不存在任何人為干擾。 溫度，微觀結(jié)構(gòu)，應(yīng)力和特性的聯(lián)系熱處理程序是一個(gè)溫度，微觀結(jié)構(gòu)和應(yīng)力互相作用的程序。三方面都能影響材料特性（見圖 4） 。在加熱和冷卻期間，當(dāng)微觀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)熱應(yīng)力和相變遲早會出現(xiàn)。微觀結(jié)構(gòu)溫度相變和溫度－微觀結(jié)構(gòu)－應(yīng)力特性相互影響。對相互作用的四個(gè)因素的調(diào)查已經(jīng)取得很大的發(fā)展，但普通的數(shù)學(xué)模型還沒有建立。許多模型能很好的滿足測試結(jié)果，但不能投入到實(shí)踐當(dāng)中。大部分模型的難點(diǎn)是用分析的方法處理的，同時(shí)數(shù)值方法也運(yùn)用了，導(dǎo)致存在不準(zhǔn)確的計(jì)算即使如此，把經(jīng)驗(yàn)方法與定性分析相比較，通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行熱處理模擬取得了很大的進(jìn)展。北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文39 模型的建立和融合