隨著模具行業(yè)的發(fā)展, 計算機輔助工程(CAE)技術已經在塑料模具行業(yè)得到越來越廣泛的應用。它通過模擬塑料制品的成型過程,輔助模具設計工程師設計出精確、高效的模具;指導工藝師正確設定生產工藝參數(shù)。在注塑模具行業(yè),CAE 軟件能在模具制造之前預測塑料熔體在型腔內的流變行為,因而能提高模具設計質量、降低模具成本、縮短模具制造時間,因而得到注塑模具行業(yè)的極大關注。
1 CAE 并行設計
1. 1 基本思想
以往在模具設計過程中,由于受到CAE工程師技術水平和CAE 軟件的限制,CAE 技術主要用于分析、驗證模具的結構設計,即結構設計工程師先將模具澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設計完成,然后由CAE 工程師進行CAE 分析,通過流動、保壓、變形分析驗證澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的可行性。這樣一來,一般周期較長,當設計任務較為繁重時,無法及時完成分析任務,限制了CAE 作用的發(fā)揮。通過不斷地實踐和經驗積累,CAE 工程師提高了自身的技術水平,加之CAE 軟件的升級更新,CAE 分析的效率和質量大為提高。為進一步提高CAE 技術的應用效率,我們在模具設計過程中引入CAE 并行分析,不僅對制品設計進行驗證,而且對模具澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)進行指導性設計,優(yōu)化制品及結構設計方案,提高整個設計過程的效率。
1. 2 CAE 設計過程對比
傳統(tǒng)模具設計過程是制品、結構、數(shù)模順序的設計,見圖1。CAE 分析處于模具結構設計之后,主要是對模具結構設計結果的驗證,同時驗證制品設計。當分析結果發(fā)現(xiàn)缺陷時,則需反饋給結構或產品部門進行改進,提出改進措施。但由于時間的滯后,往往會造成設計工作的重復及工作量的增加,影響了模具設計進度。
2 CAE 并行設計實例
現(xiàn)以使用MPI(Moldflow Plastics Insight) 4.0軟件設計空氣取水機門蓋模具為例,簡要介紹CAE 并行設計在門蓋模具設計過程中的應用。
2. 1 制品優(yōu)化設計
最制品最大外形尺寸為605 mm(長) ×360 mm(寬) ,主要壁厚為3 mm ,筋位最薄處為0. 8mm ,澆口形式為一側進膠。用戶要求制品為外觀透明制件,預選材料為透明聚碳酸酯( PC),制品收縮率為0.5 %。
由于采用了模具設計并行工程,在完成制品優(yōu)化設計的同時,模架設計也基本完成,在確定模具的型腔數(shù)、制品定位、模架大小后,可以根據(jù)以上輸入條件設計出準確的CAE模型,CAE 設計模型如圖5所示。此套模具采用兩板模直澆口,澆口位于制品中心凹槽處。主流道尺寸為入口直徑,達4 mm ,雙邊斜度為2°,高度為110 mm。
3 結語
實踐證明,通過CAE 技術在模具設計過程中的并行應用,可以提供制品優(yōu)化設計方案,指導模具結構設計,提高設計質量,縮短設計周期,最大限度地發(fā)揮CAE 的技術優(yōu)勢。 |
