CAE技術與塑料模設計

2021-02-25 08:40:17 chedao 13

傳統的模具設計主要依靠設計人員的直覺和經 驗, 模具設計加工完后往往需要經過反復調試與修 正才能正式投入生產。試模發現問題后 , 不僅要重 新調整工藝參數,甚至要修改塑料制品和模具結構, 這種生產方式嚴重制約了新產品的開發效率 。在現 代模具設計技術中 , CAE 技術徹底克服了這一問 題。例如 ,Moldflow 、Polyflow 等 CAE 軟件可以在模具 制造前對模具設計的效果進行分析和預測。 在注射模設計過程中利用模擬流動分析軟件 Moldflow 提前對模具的設計效果進行分析和預測 , 其內容包括確定最佳澆口位置 、填充、保壓、冷卻 、翹 曲、結構應力、最佳成型工藝等 [ 4] 。通過分析 ,在設計 階段就預測產品可能出現的缺陷, 指導模具設計師 對已設計的模型進行修改和優化, 從而提高一次試 模的成功率,降低生產成本,縮短產品的開發周期 。 在擠出模設計過程中可利用 Polyflow 指導模具 的優化設計。例如 ,利用 Polyflow分析不同工藝條件 下的擠出成型效果 ,以此來確定擠出的最優條件 ;可 根據擠出制品的形狀 , 利用 Polyflow 進行口模設計 等。此軟件的應用領域包括從板材 、管材、異型材的 擠出模擬 , 到雙層復合擠出和雙螺桿擠出模擬等許 多方面[ 5] 。 在設計塑料模過程中 , 除了用 CAE 進行模擬流 動分析外 ,為了獲得高準確度的分析結果,還應充分 考慮模具使用過程中的實際情況, 同時進行其他的 校正分析 , 使模具設計更具有實際意義和參考價 值。例如在設計注射模的過程中,除了利用 Moldflow 對塑料熔體的流動過程及其產生的結果進行比較充 分的考慮和模擬來選擇最佳的設計方案外, 還應考 慮在實際充模過程中, 模具本身由于受到注射過程 中壓力的影響而發生變形 , 特別是型腔和型芯的變 化,會對塑件的形狀造成很大影響 ,關系到塑件是否 能滿足其尺寸精度和技術要求 。所以, 很有必要對 注射過程中模具的變化進行全面分析, 盡可能使分 析結果與實際情況更加吻合。模具本身的這種變形 分析不可能用一般注射模 CAE 軟件來分析, 但可進行常用的結構分析。因此注射模設計的全面 CAE分 析除了需要一般注射模 CAE 軟件外, 還需其他優秀 的結構分析軟件 ,如 Ansys 等。將結構分析軟件引入 模具 CAE中 , 會使注射模設計的 CAE 具有更高的 可行性 、有效性 、真實性 , 也才會使注射模設計 CAE 具有更大的價值 [6] 。

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