CAE技术在塑料模具设计中的应用.pdf

CAD/CAE技术在塑料模具设计中的应用摘要:通过对计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)技术的介绍,较全面地阐述了CAD/CAE技术在塑料模具设计中的应用。关键词:计算机辅助设计技术计算机辅助工程技术塑料模具设计塑料产品一般采用模塑成型方法生产,因而塑造型;工程制图,可由实体模型自动产生;装配件的料模具已成为一种重要的生产工艺装备,在国民经设计,采用自上而下或自下而上的方式;CAE分析济中起着越来越重要的作用。随着塑料产品在家功能;NC自动编程覆盖从钻孔到5轴铣削加工的电、电子、机械等产品和日常用品中的越来越广泛应所有范围、干涉检查等UGⅡ具有良好的2次开发用,对塑料模具的设计和制造的要求也越来越高。环境和数据交换能力。传统的手工设计与制造方式早已满足不了生产发展的需要。计算机辅助设计/计算机辅助工程(CAD/2塑料模具CAE技术CAM)技术的发展正适应了这种客观实际的要求。211CAE技术的运用1塑料模具CAD技术CAE(ComputerAidedExecution)技术即计算机辅助工程技术,它是计算机辅助设计/计算机辅助111CAD软件简介制造(CAD/CAM)技术向纵深方向发展的要求。11111Pro/Engineer软件21111注射成型Pro/Engineer由美国参数技术公司推出的在注射模CAE技术中,可作充模流动、保压、冷CAD/CAM系统,该软件是通过一种独特的、参数化却及翘曲变形等分析[1,2]。的基于特征的实体模型设计而发展起来的机械设计充模流动分析主要可以作:优化浇注系统,包括自动化(MDA)软件。Pro/Engineer具有强大和独在平衡流动的基础上确定合理的流道尺寸、分布及特的功能,主要表现在如下2个方面。一方面,Pro/最佳的浇口数量、位置和形状;优化注射工艺参数、Engineer所拥有的参数方法和基于特征的功能给工流动前沿的分析;熔接线和气穴位置的分析;压力程师提供了前所未有的方便和灵活。另一方面,场、温度场和速度场的分析。Pro/Engineer所具有的独特的数据结构提供了从产保压过程是指为了得到满意的制品,在充模结品的设计到制造过程的全相关性,任何一处的修改束时仍需在较高的保压压力的作用下向型腔内继续会引起其他有关地方的自动修改。Pro/Engineer的注料,以弥补由于温度、压力变化造成的体积收缩。主要功能有:部件设计;装配设计;工程制图;NC加保压过程的实质是补料,主要用于预测熔体在型腔工和切削模拟;注射流动模拟。Pro/Engineer补料与压实过程的压力场、温度场,计算体积收缩和MOLDESIGN模块的出现使PTC彻底完成了塑料型腔剪切应力及密度变化的情况。模设计自动化,大大提高了模具设计的效率。冷却过程中熔融塑料发生固化,固化过程中放11112UGⅡ软件出的热量通过模具由冷却介质带走。该过程中模具UGⅡ(UnigraphicsⅡ)软件起源于美国麦道飞型腔温度的高低及均匀性直接影响到注塑件的生产机公司自行开发的UGⅠCAD/CAM系统,它以效率和质量。其主要设计参数包括:冷却管道的尺CAD/CAM一体化而著称,具有三维实体建模、装配建模,生成直观可视的数字虚拟产品,并对其进行运收稿日期:2003-09-23。作者简介张春吉青岛科技大学机电工程学院在读硕士研究动分析、干涉检查、仿真运动及载荷分析。UGⅡ主:,生,主要从事聚合物加工机械及计算机模拟方面的研究。要功能有:参数化或传统的实体造型及丰富的曲面张春吉等.CAD/CAE技术在塑料模具设计中的应用·53·寸、位置及各冷却管道的连接关系等几何参数和冷以判断模具结构的合理性和成型工艺参数的适宜性。却介质的流量、进口温度等物理参数。一个好的冷最新版本的MPI3.0新增了实验设计技术(DOE)功却系统应该使模具达到快速、均衡地冷却,以减少冷能,它可以自动建立和运行一系列的分析,分析结束却时间,提高成型效率,并减少或避免塑件翘曲变后,分析结构将自动生成。形、残余应力及表面质量缺陷等,提高产品质量。翘曲变形分析是应用力学的基本原理及有限元3CAD/CAE技术设计模具的一般步骤/有限差分等数值算法,计算塑件的成型尺寸及变形量。塑料模的型腔和型芯是根据塑件的几何形状设21112气体辅助注射成型计的,因此,设计时第一步是对塑件的形状进行描述,气体辅助注射成型是在传统注射成型的基础上发将塑件的三维模型在计算机中准确地建立起来,使它展起来的一种创新的注射成型工艺。其特点在于:在成为模具设计整个过程的基础和依据。然后进行模充填阶段,当型腔熔体充填至70%～90%时,向型腔内具方案的初步设计,设计模具的浇注系统和冷却系注入高压气体,并使气体进入型腔;在保压阶段,继续统,利用CAE软件作模流分析,从而优化模具结构设注入高压气体,以弥补因熔体冷却而引