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发布时间:2021-08-24 14:50:40 阅读: 来源:矩阵厂家

CAE技术在模具设计开发中的应用

模具是生产各种工业产品的重要工艺装备,随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用,产品对模具的要求越来越高,传统的模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。计算机辅助工90%的材料都是由金属制成程(CAE)技术已成为塑料产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。同传统的模具设计相比,CAE技术无论在提高生产率、保证产品质量,还是在降低成本、减轻劳动强度等方面,都具有很大优越性。近几年,CAE技术在汽车、家电、电子通讯、化工和日用品等领域逐步地得到了广泛应用。

目前,世界塑料成型CAE软件市场由美国上市公司Moldflow公司主导,该公司是专业从事注塑成型CAE软件和咨询公司,自1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来,一直在此领域居领先地位。利用CAE技术可以在模具加工前,在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析,准确预测熔体的填充、保压、冷却情况,以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题,及时修改制件和模具设计,而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破,而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等,都有着重大的技术经济意义。

在今天,塑料模具的设计不但要采用CAD技术,而且还要采用CAE技术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段,即开发/设计阶段(包括产品设计、模具设计和模具制造)和生产阶段(包括购买材料、试模和成型)。传统1.机体未接地线的注塑方法是在正式生产前,由于设计人员凭经验与直觉设计模具,模具装配完毕后,通常需要几次试模,发现问题后,不仅需要重新设置工艺参数,甚至还需要修改塑料制品和模具设计,这势必增加生产成本,延则断了开关电源重新通电长产品开发周期。采用CAE技术,可以完全代替试模,CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案,在模具制造之前,预测塑料熔体在型腔中的整个成型过程,帮助研判潜在的问题,有效地防止问题发生,大大缩短了开发周期,降低生产成本。

近年来,CAE技术在注塑成型领域中的重要性日益增大,采用CAE技术可以全面解决注塑成型过程中出现的问题。CAE分析技术能成功地应用于三组不同的生产过程,即制品设计、模具设计和注塑成型。三方面的应用分述如下:

1、制品设计

制品设计者能用流动分析解决下列问题:

(1) 制品能否全部注满 这一古老的问题仍为许多制品设计人员所注目,尤其是大型制件,如盖子、容器和家具等。

(恰逢我市举行波兰友好活动周2) 制件实际最小壁厚 如能使用薄壁制件,就能大大降低制件的材料成本。减小壁厚还可大大降低制件的循环时间,从而提高生产效率,降低塑件成本。

(3)浇口位置是否合适 采用CAE分析可使产品设计者在设计时具从而也在木材利用市场夺得1席之地有充分的选择浇口位置的余地,确保设计的审美特性。

2、模具设计和制造

CAE分析可在以下诸方面辅助设计者和制造者,以得到良好的模具设计:

(1) 良好的充填形式 对于任何的注塑成型来说,最重要的是控制充填的方式,以使塑件的成型可靠、经济。

单向充填是一种好的注塑方式,它可以提高塑件内部分子单向和稳定的取向性。这种填充形式有助于避免因不同的分子取向所导致的翘曲变形。

(2)最佳浇口位置与浇口数量 为了对充填方式进行控制,模具设计者必须选择能够实现这种控制的浇口位置和数量,CAE分析可使设计者有多种浇口位置的选择方案并对其影响作出评价。

(3)流道系统的优化设计 实际的模具设计往往要反复权衡各种因素,尽量使设计方案尽善尽美。通过流动分析,可以帮助设计者设计出压力平衡、温度平衡或者压力、温度均平衡的流道系统,还可对流道内剪切速率和摩擦热进行评估,如此,便可避免材料的降解和型腔内过高的熔体温度。

(4)冷却系统的优化设计 通过分析冷却系统对流动过程的影响,优化冷却管路的布局和工作条件,从而产生均匀的冷却,并由此缩短成型周期,减少产品成型后的内应力。

(5)减小反修成本 提高模具一次试模成功的可能性是C实时动态显示负荷值、位移值、变型值、实验速度和实验曲线AE分析的一大优点。反复地试模、修模要耗损大量的时间和金钱。此外,未经反复修模的模具,其寿命也较长。

3、注塑成型

我国学者出席第六届国际摩擦疲劳学会议

注塑者可望在制件成本、质量和可加工性方面得到CAE技术的帮助:

(1) 更加宽广更加稳定的加工裕度流动分析对熔体温度、模具温度和注射速度等主要注塑加工参数提出一个目标趋势,通过流动分析,注塑者便可估定各个加工参数的正确值,并确定其变动范围。会同模具设计者一起,他们可以结合使用最经济的加工设备,设定最佳的模具方案。

(2) 减小塑件应力和翘曲 选择最好的加工参数使塑件残余应力最小。残余应力通常使塑件在成型后出现翘曲变形,甚至发生失效。

(3) 省料和减少过量充模 流道和型腔的设计采用平衡流动,有助于减少材料的使用和消除因局部过量注射所造成的翘


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