基于CAE分析的汽车通风盖板注塑模具设计
气辅注塑模具设计中的CAE(moldflow)技术
气辅注塑模具设计中的CAE(moldflow)技术作者:程胜文来源:《科技资讯》2015年第03期摘要:利用CAE技术可以在模具加工前,用计算机对整个注塑成型过程进行模拟分析,正确预测熔体的填充、保压、冷却等方面的情况,从而能使设计者尽早发现问题,并能快捷地修改设计方案,这样有效地降低了成本和缩断了生产周期。
本文以美国的moldflow公司的分析软件为工具进行注塑成型分析研究。
以汽车椅子背框、后视镜为例,介绍CAE(moldflow)技术在注塑模具设计中的应用,说明CAE(moldflow)技术在该领域应用的良好前景。
关键词:计算机技术 CAE(moldflow)气辅注塑模设计中图分类号:TQ320.66 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(c)-0000-001、概述传统的注塑模设计中,一般先由设计人员凭经验和设计手册设计出模具图纸并制定相应的生产工艺,然后进行模具加工,装配试模,一旦试模出现问题,就需要重新设定工艺参数,乃至修改塑料制品的形状和模具结构,如此反复,这势必增加成本,延长了产品开发周期,给生产和经营带来不必要的损失。
利用CAE技术可以在模具加工前,用计算机对整个注塑成型过程进行模拟分析,正确预测熔体的填充、保压、冷却等方面的情况,从而能使设计者尽早发现问题,并能快捷地修改设计方案,这样有效地降低了成本和缩断了生产周期。
本文以美国的moldflow公司的分析软件为工具进行注塑成型分析研究。
2、椅子背框CAE技术在注塑成型中作用首先,应根据塑料产品的尺寸和形状,利用CAD完成其三维的造型(本人使用的是UG NX 3.0),然后将其以STL的格式存储,再用moldflow来分析计算。
Moldflow作为成功的注塑产品成型仿真及分析软件,利用的基本思想也是工作领域中最为常用的有限元方法,因此精确地划分“网格”(mesh)是moldflow分析的前提,现以两款产品椅子背框、后视镜为例来说明其应用步骤。
基于CAE技术的注塑模具高效率设计方法
2 基于C E技术 的塑料模具设计流程 A
基 于CAE 技 术 的 塑 料 模 具 设 计 流 程 如 图 1 所 示 , 和传 统 的模 具设 计 流程 不 同 ,这 种 设 计 生 产
收 稿 日期 :2 1-1 - 8 0 0 2 2
作者简介 :任玉珠 ( 9 2一),女 , 副教授,研究方 向为机械制造 。 16
率 ,保 证 了 产 品 质 量 ,降 低 了 模 具 的 设 计 成 本 , 因此 此项研 究具 有广 阔 的研 究 前景 和开 发 空 间 。
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 ,从 而 使 设 计 者 能 够 模 拟 调 整 工 艺 参 数 ,优 化 工 艺 规 程 ,尽 早 发 现 并 解 决 绝 大 数 问 题 ,及 时修 改 制 品 和模 具 结 构 设 计 ,而 不 是 等 到 试 模 以 后再 返 修 模 具 , 计 阶 段 以最 小 的 在设 花 费 、 最 短 的 时 间优 化 设 计 ,缩 短 开 发 周期 ,提 高 设 计效 率 、保证 模具 设计 质量 。
第3 卷 3
第3 期
2 1- ( ) [3] 0 1 3 上 17
务l 匐 似
单 元节 点 上 的 场 变 量 值 此 时 得 到 的基 本 方程 是一 用 如 图 3所 示 注 塑 产 品手 机 外 壳 来 演 示 基 于
C AE的注 塑模具设 计过 程 。
最 好
个代数 程组 ,而不是原来描述真实连 续开发 周期 ,优化注塑模 具设计质量 ,提 高模 具设 计效率 ,降低产 A
品生 产成本。
关键词 :注塑模 具 ;设计 ;C lfo AE Mod lw 中图分 类号 :T 1 2 H 6 文献标识码 :A 文章编号 :1 0 — 14 21 ) ( 一O 7 3 9 0 ( 0 3 上) 1 —0 0 3 1 3
基于CAE技术的塑料模具设计方法
0引言一般塑料制品都是采用模塑成型的基础制造工艺,因此塑料模具是塑料制造行业的主要生产工艺装备,并且在我国国民经济中占有重要作用。
近几年,随着我国汽车、电子、航空等工业领域的迅速发展,对塑料制品的需求量更是急剧增加,因此对塑料制造业效率要求也逐渐提升。
由于塑料模具具有种类多、更新速度快、小批量加工等基本特征,我国的传统塑料模具设计方式已经难以适应新时期工业生产的需求,所以将电子制造技术应用于塑料模具设计就成为塑料制造行业发展的必然趋势。
CAE 技术为塑料制造行业的人员提供了快捷高效地计算机辅助软件,可以帮助塑料模具设计人员从塑料产品开发、模具设计到产品成型进行一系列的设计与完善,从而大大缩短了设计制造周期,提高了效率,降低了企业成本。
1塑料模具CAE 概述CAE (Computer Aided Execution )指的是一种计算机辅助工程技术,是为了深入发展计算机辅助设计工程技术与计算机辅助制造工程技术而出现的一种新的应用软件。
一般可以认为它是一个包括了数值运算技术、信息数据库、多媒体构图学、应用工程分析与仿真模具等元素在内的具有综合性功能的软件系统,而它的核心技术就是对技术工程数据的模具化与信息数据的实现方法。
对于塑料模具设计制造工艺的计算机辅助工程来说,主要是依靠高分子流变学、函数计算与构图形式等基本理论,对制造工艺直接进行数据模拟,这样可以让塑料模具在制造之前能够形象逼真地模拟出塑料产品成型的一系列过程,防止制造过程中塑料模具对最终产品产生影响,及时发现将要出现的问题,为设计与制造过程中条件是否允许提供了较为科学的依据。
基于CAE 计算机辅助技术的塑料模具设计过程(图1)与我国传统的塑料模具设计过程有较大差别,可以说这种新型的生产过程属于典型的并行路线。
在塑料模具设计与制造前,设计人员通过利用计算机CAE 分析软件,在计算机上对将要出来的成型产品进行模拟仿真分析,这样可以科学预测到材料的填充、压缩、冷清及纤维取向分布等情况,进而让工作人员能够迅速了解到需要改进的工艺参数,优化塑料模具工艺过程,将多数出现的问题改正,避免了出来成品之后再修改模具,能够用最短的时间来优化塑料模具的设计过程,从而提高了塑料产品的质量和制造效率。
基于CAE技术的注塑模具高效率设计方法
基于CAE技术的注塑模具高效率设计方法newmakerCAE系统的核心思想是结构的离散化,即将实际结构离散为有限数目的规则单元组合体。
实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析,得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析,这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。
把CAE理论应用于塑料模具的设计,预测模具结构及注射工艺参数对制品外现和性能的影响,有目的地修正设计方案和工艺条件,克服因为经验少而造成的不良后果,进而优化注塑模具结构设计。
实践证明此项研究明显的缩短了设计周期,提高了设计效率,保证了产品质量,降低了模具的设计成本,因此此项研究具有广阔的研究前景和开发空间。
1 传统注塑模具设计流程传统注塑模具设计流程是典型的串行路线,在正式生产前,由设计人员凭经验与直觉设计模具,模具装配完毕后,需要通过试模才能发现问题。
发现问题后从概念设计、产品设计、模具设计、模具制造到试模进行调整,之后才能进行模具生产。
设计、调整及模具质量很大程度取决于设计人员的经验。
此方案设计周期长,模具质量不稳定,产品质量难以保证。
2 基于CAE技术的塑料模具设计流程基于CAE技术的塑料模具设计流程如图2所示,和传统的模具设计流程不同,这种设计生产流程是典型的并行路线。
基于CAE技术模具设计流程利用CAE分析软件,可以在模具制造之前,先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,从而使设计者能够模拟调整工艺参数,优化工艺规程,尽早发现并解决绝大教问题,及时修改制品和模具结构设计,而不是等到试模以后再返修模具,在设计阶段以最小的花费、最短的时间优化设计,缩短开发周期,提高设计效率、保证模具设计质量。
3 注塑模具CAE基本结构及设计过程3.1 注塑模具CAE基本结构基本过程是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域,即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体:通过将连续体离散化,把求解连续体的场变量(应力、位移、压力和温度等)问题简化为求解有限的单元节点上的场变量值此时得到的基本方程是一个代数方程组,而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组。
关于CAE技术的注塑模具高效率设计方法
料 模 具 设 计 问 题 的 重 要基 础。 4 . 2 确 定 塑料 模 具 浇 口的 位 置
、
第一 , C AE技 术 的 经 济 价 值 。CA E技术 可 以 提 高 工 程 和 产
塑 料 模具 的特 点 在于 塑 料 熔体 的 非 牛 顿 特 性 和 流 动 过 程 的 非 等温性 、 非稳 态 性 , 因此, 必 须 重 视 塑 料 模 具 浇 口 的位 置 , 要 利 用 C A E技 术 的模 拟 功 能模 拟 出 熔 体 经 过 塑 料 模 具 浇 口后 流动 、 填 充 的实 际过 程 ,这样 可 以 形成 对浇 口不 同 位 置 的 不 同 浇 注 效 果 的验 证 ,在 有 效 预 测 各 种缺 陷 的 基 础 上 ,选 择 最 优 的浇 口 位 置, 使 塑 料模 具 设计 达 到合 理 化 o 4 3 塑料 模 具 填充 材 料 的 分 析 根 据 塑料 模 具 设计 最 佳 浇 口位 置 的 分析 , 再 考 虑 塑 料模 具 设 计 时 浇 口位 置 的 可行 性 , 从 多 个 塑 料 模 具 设计 方案 中选 择 有利 于 填 充 的材 料 。材 料 的选 择 应该 重视 时 间 的合 理 性 , 同 时 要将 填 充
存在 的 设计 缺 陷 ,通 过 不 断地 改进 与优 化 实现 工 程 和 产 品 性 能
4 塑料模具设计应用 C A E 技术 的 要点
4 1 做 好 塑料 模 具 的产 品 特 征 分 析 要做 到 对塑料模 具设计 的控 制首 先要对 产品做 到全面 了
解, 要 从 产 品 的 外观 、 设计 功 能、 质量要点 、 力 学 性 能 等 方面 做 到 详细掌握 , 这是 塑料 模 具 设 计 的 前 期 重要 工 作 , 也是 避 免 出 现 塑
基于CAE技术的注塑模具设计
基于CAE技术的注塑模具设计Moldflow 软件可以模拟整个注塑过程,指导模具设计,并可优化塑料制品结构设计。
Moldflow软件技术可以提供基本的热塑性注塑成型分析功能外,以及许多新的注塑成型工艺分析。
近年来,Moldflow 软件在家电、汽车、电子通信、化工及日用品等领域都等到了广泛的应用。
下面我们以Moldflow 为例,来介绍注塑成型 CAE 软件的主要应用分析功能模块。
(一)进行产品优化产品优化顾问是快速检查塑料零件设计的生产能力的理想工具。
用户可以获得有关修改壁厚、浇口位置、材料或几何体的快速反溃分析结果和详细的设计建议可以用于最合理的零件壁厚和浇口位置,并可用于识别和消除装饰等问题,如熔接痕、气穴和缩水。
(二)进行产品的填充和保压分析填充和保压分析是所有 CAE 软件中最基本的分析功能,可以模拟注塑成型工程的填充和保压阶段。
它的分析输出结果包括填充时间、温度、压力、锁模力、剪切速率/应力、气穴和熔接痕等,有助于选择浇口位置、确定浇口数量和优化浇注系统,并可预测熔接位置、最终填充位置/排气位置,以及填充时间、压力和温度分布,确定和潜在的塑料制品质量缺陷。
(三)进行产品的曲俏分析翘曲变形分析是在设计阶段完成制品尺寸的预测,并可预测制品的使用性能,验证模具结构和注塑工艺参数是否合理。
它的主要分析输出结果包括变形量和应力等,可帮助用户找出翘曲变形成因,提高制品的尺寸精度,为用户提供有用的参考数据,并优化制品的结构参数。
二、利用CAE技术进行模具注塑的应用现状利用CAE进行模具注塑,在国外已经有着非常悠久的应用历史,在上个世纪50年代,美国研究学者通过数值计算的方法。
将聚合物不断的优化和设计,改善了注塑工艺。
到了上个世纪80年代,CAE注塑技术已经比较成熟,由于有限元法和边界元法的出现,使得CAE在注塑模具领域有着非常广泛的应用。
澳大利亚,美国以及德国分别研发了相应的软件,进行CAE的注塑工作。
汽车复杂零件注塑模具CAE
汽车复杂零件注塑模具 C E A
摘 要
当今,随着塑料工业的迅速发展,塑料制品在许多工业部门的应用范围 越来越广,这就使产品对注塑模具的要求越来越高,传统的注塑模具设计方 法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求、注塑模具 C E技术可在模 A 具制造之前,在计算机上对模具设计方案进行分析和模拟来代替实际的试 模,预测设计中潜在的缺陷,突破了在传统的注塑机上的反复试模、修模的 束缚。同传统的模具设计相比,C E 技术在提高生产率、保证模具设计和 A 产品质量,降低成本、减轻劳动强度,起到了不可估量的作用。 本文应用 Mo f wM I l o / P 注塑分析软件,针对赛马汽车复杂内塑料饰件 d l 的整个注塑成型过程进行注塑参数预分析,确定了制件成型的参数。并在此 基础上对三种成型方案进行了流变 、冷却和翘曲的模拟分析 ,模拟熔融体在 型腔中的填充、保压、冷却情况,准确预测了制件成型过程中的应力分布、 收缩和翘曲变形等情况,通过对分析结果的比较分析确定了最佳的成型方 案。最后对所选择的较好的成型方案做了进一步优化分析,对塑料模具的注 塑工艺参数,包括模具温度、熔体温度等进行优化,从而得到优化最佳的成 型方案,以最低的生产成本、最高的生产效率使制件达到最佳的注塑效果。
了塑料制件的应用范围。 随着电子、电器、仪表、交通、轻工等行业的迅速发展,面对激烈的市场 竞争,我国对模具设计和制造技术的要求越来越高:功能(uco) Fnt n .交货ui) 价 Cs和服务( rc 均要达 T e a e 、 i o k ) Qat 、 格( t l y o) S ve e i) 到优良 , 即 F Q S五要素缺一不可。 TC 模具制造技术的迅速发展,己 成为现代制造技术
t e m ln s e e s u tg t p sc y e flgpci ad h e d g m , li hw lt pl r n, k g r oi c h i an o h a i o m i i a n n m e l coi i t m u ad ea i t se d tbt gvl e isr kg ol g h ol n f csn h t s ir un, m tc i ae n n e d o t g r s i i ou r h n r e s
[注塑模具]CAE在注塑模具设计中的应用分析
CAE在注塑模具设计中的应用分析摘要:CAE技术是注塑模具设计中一个非常重要的工具,目前,CAE技术在国外的推广较为广泛,而在国内却存在一定的问题,需要进一步的发展。
CAE技术能够实现对产品的优化、分析、保压、冷却分析、翘曲分析和产品技术参数的优化等,在产品设计与分析评估这些方面有着巨大的优势,可以使模具设计的合理性以及产品质量得到有效提高,对于产品的实际生产有着十分重要的意义。
鉴于此,文章描述了CAE技术在注塑模具设计中的现状,并介绍其在塑料制品生产中的应用,以供参考。
关键词:CAE技术;注塑模具;设计;应用;分析1 CAE技术的发展现状目前,国内外CAE技术在注塑模具设计中的发展各有不同,而相比于国外先进技术,我国的CAE技术的发展仍然存在一定的差距,主要体现在CAE技术的研究、开发、推广以及应用等方面,具体介绍如下。
1.1 国外CAE技术的发展情况目前,CAE技术在国外的应用已经相当广泛。
上世纪50年代,一些美国的学者在聚合物过程模型的建立上就已经开始运用到了数值计算的方法。
到了上世纪80年代,CAE技术在注塑成型方面已经得到了广泛的应用。
目前国外的CAE技术发展与应用已经相对成熟,的一些企业已经拥有比较完善的注塑CAE软件,例如澳大利亚的Moldflow、美国的I-DEAS、德国的CADMLD等。
近几年来,CAE技术在我国的研究、开发以及推广等方面已经取得了一定的突破,并获得了不错的成果。
例如在软件方面,Z-Mold软件以及HSCAE软件已经得到了较好的应用与发展。
然而,我国CAE技术的发展并不理想,仍然存在诸多问题,其中比较严重的问题就是大部分企业没有充分到CAE技术的优越性、重要性以及其应用能够带来的经济效益,对其重视程度不高。
此外,政府立项为国内CAE软件设计的主要途径,需要国家项目资金的支持才能进行研发,这在很大程度上限制了CAE技术的深入研究与发展,以及其市场推广和应用。
2 CAE技术在塑料制品生产中的应用2.1 CAE技术在高分子材料选用及塑料制品设计中的应用在产品初始设计阶段,设计者需要借助CAD/CAE,提高对产品工艺性的关注度,并提出相关敏感问题,例如:熔接痕、困气、压力、温度分布、流动时间等,据此将制品的厚度、机构形状、材料以及浇口位置等确定下来有利于后续工作的开展。
基于CAE的轿车装饰板浇注系统优化设计
51 一
《 电加工与模具》21 年第 5 01 期
设 计 ・ 究 研
图 6给 出 了 3种 方案 浇注 系统 优化 后注 射压 力 的模拟 结果 。
图 4 原 始 方 案 A接 近 充填 结 束 图
3 4 分 析 结 果 和 讨 论 .
图 5给 出 了 3种方 案浇 注 系统优 化后 熔接 痕 的 模 拟结 果 。
热 容 /J (度推荐/ ℃ 模具温度推荐/ ℃
《 电加工与模具》 01 21 年第 5 期
参 数 值
周期, 降低 注 射 压 力 和 锁 模 力 , 长 模 具 的 使 用 寿 延
命。
2 3 1 浇 注 系统 分 析 2 (设 置 . 模 型 加 加
( )方 案 A a
结 合 制 件 结 构特 点 , 具 采 用 一模 两 腔 的多 浇 模
口浇 注系 统 。图 2是该 模具 浇 注系统 设计 的一 个 原 始 方案 。 为利 于优 化分 析 , 本例 选 取浇 口数 量 分别 为 6 、 81 、0共 3种 方案 的浇 注 系统 模 型进 行 取 样 , 应 方 对
度、 熔接 痕 的位置 完全 能满 足制 品质 量要 求 , 熔接 而 痕 的数 目则 很难 改变 。
一
图 7给 出 了 3种方 案浇 注 系统优 化后 锁模 力 的
模拟 结果 。
锁模 力是 指注 塑机 的合 模机 构对 模具 所能 施加
的最 大夹 紧力 , 一 个 重 要 参 数 。锁 模 力 的 大 小 在 是
一
定程 度 上反 映 出对 注 塑 机 等 级 的要 求 , 注 塑机 在
选定的情形下 , 锁模 力 越 大 , 注 射 机 的使 用 要 求 对
塑料盖板注射模浇注系统CAE优化分析
塑料盖板注 射模 浇注 系统 C AE 优化 分析
付秀 尚 娟, 惟, 华 王
( 武汉 工程 大学材料 科 学与 工程 学 院 , 北 武 汉 ,30 4 湖 4 07 )
摘 要 : 过 C E 技 术 对 塑 料 盖 板 注 射 模 浇 注 系 统 进 行 了模 拟 分 析 , 立 了 该 零 件模 具 设 计 的 最 佳 浇 口位 通 A 确
维普资讯
第 2 9卷 第 2期 20 年 0 07 3月
武
汉
工
程
大
学
学
报
Vo . 9 No 2 12 .
Ma. r 2 07 0
J W u a I s. Ch m. Teh. . h n n t e c
文 章 编 号 :04— 7 6 2 0 ) 2 04—0 1 0 4 3 (0 7 0 —0 7 4
零 件 的结 构 特 点 知 , 零 件 总 体 为方 形 曲面 薄 壁 该
后续 分 析的 正确 性 , 网格 状态 统 计 如表 1 示 , 所 符 形状 , 塑件 中 间有 一 通 孔 , 薄且 弧 面 较 多 , 然 合 合 理 的网 格划 分要 求 . 壁 虽 体 积不大 , 比较 高 , 但 内表 面 突起 的狭槽 两 侧壁 厚
表 1 网格 状 态 统 计 表
Ta l M e h s a it s be1 s tt i sc
2 注统计 系设 浇
根据零件使用 要求分析 , 浇注系统不应 在制 品的表 面 留有 浇 口痕 迹 , 件 中 部带 有 较 大 的 中 零
心 孔 , 以在孔 的边 沿 进 料 或 在零 件 的 内表 面 隐 可
3 模 拟 结 果 及 分 析
基于CAE的注塑模开发技术研究
基于CAE的注塑模开发技术研究一、概述随着科技的不断发展,注塑模制造技术在各个领域得到了广泛的应用。
为了提高注塑模的性能和降低生产成本,越来越多的企业开始关注基于计算机辅助工程(CAE)的注塑模开发技术研究。
本文旨在探讨如何利用CAE技术对注塑模进行设计、分析和优化,以满足不同行业的需求。
CAE技术是一种基于数值模拟的工程技术方法,通过计算机对复杂系统的性能进行预测和优化。
在注塑模开发过程中,CAE技术可以帮助工程师快速生成模具结构,减少试制次数,缩短生产周期,降低废品率,从而提高企业的竞争力。
本文首先介绍了注塑模的基本概念和分类,然后详细阐述了CAE 技术在注塑模开发中的具体应用,包括有限元分析(FEA)、流体分析(FAM)、热分析(Thermal)、疲劳分析(Fatigue)等。
接下来本文重点讨论了CAE技术在注塑模设计过程中的优势和挑战,以及如何克服这些挑战,提高CAE技术在注塑模开发中的应用水平。
本文对未来基于CAE的注塑模开发技术研究的发展趋势进行了展望。
A. 注塑模开发的重要性和背景随着科技的不断发展,塑料制品在各个领域的应用越来越广泛,尤其是在汽车、电子、家电等行业。
塑料制品的需求量逐年增长,使得注塑模开发技术成为了这些行业中至关重要的一环。
注塑模是一种用于制造塑料制品的模具,其质量直接影响到制品的质量、生产效率以及成本。
因此注塑模的开发技术对于降低生产成本、提高产品质量具有重要意义。
近年来随着全球经济一体化的发展,国际市场竞争日益激烈,企业为了在竞争中立于不败之地,纷纷加大研发投入,提高产品的技术含量和附加值。
在这个过程中,注塑模开发技术的研究和应用显得尤为重要。
通过引入先进的CAE(计算机辅助工程)技术,可以实现对注塑模设计的全过程模拟和优化,从而提高注塑模的开发效率和质量,降低生产成本,为企业创造更大的经济效益。
此外随着环保意识的不断提高,企业在生产过程中对环境的保护要求也越来越高。
基于CAE模流分析的注塑成型方案优化应用
基于CAE模流分析的注塑成型方案优化应用摘要:应用计算机辅助工程CAE软件,对车载空清底座塑件的充填、保压、冷却、翘曲等进行了模拟流动分析。
通过对多种设计方案的比较,以及参数调整,最终选定3种方案中的最优化设计方案。
同时,通过模流分析的结果,介绍模流分析CAE在注塑模具设计优化的重要作用。
CAE可以有效优化设计过程,提高开发效率和降低模具损失率。
关键词:计算机辅助工程;CAE;注塑成型;车载空清底座;优化引言:模流分析CAE通过计算机对模具成型设计方案分析和模拟流动成型过程替代实际试模,预测设计中潜在的问题,为设计者提供理论依据。
这样的优点是省时省力,减少试模、修模次数,从而降低模具损失,缩短模具加工周期,降低制造成本、提高产品品质。
本文通过介绍车载空清底座的注塑成型方案选定应用实例,阐述模流分析应用对注塑模具成型方案优化的重要作用。
一、模流分析CAE的理论基础模流分析是依据材料加工流变学和传热学为理论基础,建立熔融流体在模具型腔中的流动和传热的物理模型。
熔融流体在流动过程中遵循连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程,运用有限元或有限元差分混合数值方法求出熔融流体在不同时间段的速度场、压力场、温度场等变化情况,从而对实绩生产进行模拟分析。
二、模流分析CAE的步骤模流分析过程分为3个阶段:有限元网格的前置处理,浇注系统设计和成型方案模拟,分析结果生成报表。
2.1有限元网格的前置处理以车载空清底座为例,所用材料PC+ABS(JH960-6208)。
该制品为一模一腔的模具结构生产,产品的基本尺寸为195*338*37,平均厚度t=2.5,利用solidworks软件建立产品三维模型。
模型建立完成后转换为X_T格式导入到MOLDFLOW软件中,进行双面层网格划分。
对于模流分析而言,有限元网格划分犹如一道门槛,往往大家无法执行分析,就是网格划分出错或者网格数量和网格纵横比过大导致分析执行崩溃。
因此,为了提高分析效率,我们需要将过小的圆角和倒角去除,并区分大平面区域和局部细化结构的网格尺寸。
基于CAE的注塑模优化设计研究的开题报告
基于CAE的注塑模优化设计研究的开题报告一、研究背景随着制造业向数字化、智能化的方向发展,模具设计也面临着诸多挑战。
注塑模具作为一种重要的制造工具,在高精度、高效率的生产中发挥着关键作用。
为了提高注塑模具的设计质量,减少生产成本,提高生产效率,现代制造业要求注塑模具的优化设计需要借助于CAE技术。
二、研究内容本研究旨在通过CAE技术的应用,实现注塑模具的优化设计。
具体研究内容如下:1.识别注塑模具结构的主要因素,包括注塑成型过程中的温度、压力、流速等因素,并将其加入到CAE分析中。
2.建立注塑模具的几何模型,并进行CAE仿真分析,得到不同注塑参数下的温度、压力、流速等参数。
3.对仿真结果进行分析和比较,找出注塑参数与注塑过程对注塑模具的影响规律。
4.通过优化设计的方法,对注塑模具结构进行调整,使其能够适应不同的注塑参数和注塑过程,进而提高生产效率和降低成本。
三、研究方法本研究的主要研究方法包括:1.建立注塑模具的几何模型,使用CAE软件对模型进行分析,得到注塑过程中的温度、压力、流速等参数。
2.采用正交实验等方法,通过模拟仿真结果,建立注塑模具结构与注塑参数之间的响应曲面模型。
3.对响应曲面模型进行优化设计,利用遗传算法等智能算法寻求最优解。
四、研究意义本研究的意义在于:1.提高注塑模具的设计质量和生产效率,降低生产成本。
2.推动注塑模具设计的数字化和智能化。
3.为未来的注塑模具优化设计提供参考和指导。
五、研究进度安排本研究计划分为以下几个阶段进行:第一阶段:文献研究、问题分析、方案确定(1周)第二阶段:建立注塑模具几何模型,进行仿真分析(2周)第三阶段:正交实验及响应曲面模型建立(2周)第四阶段:模型优化设计及验证(2周)第五阶段:撰写研究报告(3周)六、预期成果本研究预期的成果包括:1.注塑模具优化设计方案。
2.CAE仿真分析及优化结果。
3.学术论文或研究报告。
CAD/CAE在注塑模具设计中的应用
CAD/CAE在注塑模具设计中的应用摘要本文介绍了模具设计中的CAD、CAE技术,并通过具体的设计实例说明了CAD、CAE技术在注塑模设计中的应用。
关键词CAD;CAE;注塑模由于采用模具生产零部件,具有生产效率高、质量好、成本低等一系列优点,使得模具的使用范围日益广泛,已成为现代工业生产的重要工艺装备和发展方向。
注塑模具作为模具的一种,随着塑料制品在国民经济各个领域的广泛使用,获得了飞跃的发展。
而计算机技术的飞速发展,又使塑料模具技术得到了进一步的提高,彻底改变了手工作坊式的模具设计方法,在塑料模具设计中广泛的应用了CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助分析)技术。
1注塑模具的CAD技术1.1CAD软件的介绍Pro/Engineer是一种基于参数化设计、特征建模的机械设计自动化(MDA)软件。
该软件自1988年问世以来,发展至今,已经成为应用最为广泛的3D CAD/CAM设计软件。
其集草图绘制、零件设计、装配设计、钣金设计、造型设计等诸多功能于一体,在三维设计中有着举足轻重的地位,其中,模具和组件模块在模具三维型腔设计和模座设计得到了充分的应用,大大提高了模具设计的效率。
1.2注塑模CAD设计实例在Pro/ Engineer软件的基础上,以手机外壳喷漆架为例,简要介绍注塑模具的CAD设计。
创建零件模型:首先进入Pro/ Engineer软件界面,接着选择新建文件,再选择制造模块进入模具设计界面,然后绘制出零件的三维模型,见图1。
创建模具模型:首先选择模具模型→装配→参照模型把三维零件模型引入窗口,然后选择创建→工件→手动建立胚料,此时零件模型已在胚料中。
设置收缩率:由于塑料件是热胀冷缩,所以在设计时要留有一定的尺寸余量。
选择收缩→按尺寸→在对话框中输入0.005→按√→完成/返回,即可设置好收缩率。
设计分型面:设计分型面是为了将胚料分割成上下两个型腔,从而产生上模和下模。
选择分型面→创建→输入分型面名称,然后:1)选择增加→复制来完成参考零件的外表面的复制;2)填补所复制表面上的所有靠破孔,使其成为一个不含孔洞的完整表面;3)再利用拉伸、合并等功能形成一个完整的分型面,见图2。
CAE优化分析在大型注塑模设计中的应用
CAE优化分析在大型注塑模设计中的应用文章探讨了浇口对注塑产品质量的影响,总结了浇口设计原则。
利用MOLDFLOW软件完成了轿车仪表板浇注系统、冷却系统及成型工艺的设定和优化,通过典型例子说明了如何利用注射模CAE的分析结果解决大型注射模浇注系统和冷却系统设计中出现的问题。
标签:注射模;CAE;流动分析;浇口设计引言随着汽车行业的飞速发展,大型塑料制品如仪表台、保险杠、汽车门内护板等精密零部件的应用越来越广泛,传统的注射模生产方式已不能适应现代汽车工业对塑料制品产量、质量和更新换代速度的需求。
在生产实践表明浇口设计的质量是影响注塑产品质量重要因素。
近年来许多专家学者对浇口设计进行深入的探讨。
1998年。
Yao和Kim从长度与位置等方面对熔接痕进行了定量研究。
同年,Smith使用计算几何方法描述浇口的位置,并使用序列线性规划法对浇口位置进行了优化。
文章使用Moldflow软件对某轿车仪表板进行浇口优化。
1 浇口设计通常所指浇注系统是指流道及浇口,尤其是浇口直接影响着塑料制品的质量,浇口是流道与型腔之间的节流器,因而浇口的相对位置、形状、大小是影响注塑产品的重要因素。
浇口位置影响塑料在型腔内的流动与排气、个别部位疏松。
产生熔接痕,严重影响塑料制品的成型质量及其性能。
浇口尺寸过小将增加塑料流动的阻力,增大压力损失,使塑料流动困难还会使浇口处的塑料过早固化。
在实际工作中,我们一般是用cad系统,根据产品的拓扑形状及应力分布情况,按照如下原则选择浇口的位置:浇口不能选在壁厚最大及变化剧烈的区域;浇口应设在应力相对低且分布均匀的区域;浇口应尽量设计在型腔的对称中心;浇口不能影响表面质量;对与多浇口一般采用关于型腔几何中心对称布置;在预定了浇口方案,流道,水路之后,利用Moldflow快速对多个方案注塑成型过程进行模拟分析,准确预测熔体的填充、保压和冷却情况,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。
CADCAE技术在开关面板注塑模具设计中的应用设计说明书
开关面板;注塑模具;斜顶机构;Moldflow
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毕业设计说明书
CAD/CAE 技术在开关面板注塑模具设计中的应用
Abstract
By the structural analysis of the switch panel to determine the overall design,Including the injection mould parting surface, the number of cavity, and gating system of the injection mold, temperature regulation systems and ejection system.Discussed the molding parts detailedly,Including the process of core and cavity's size calculation, the selection and calculation of important part's parameters,the design process of releasing institutions,slant institutions and other structures. Using Moldflow software to complete moldflow analysis,identify the types and location of defects in injection molding process,than propose solutions.In ensuring the quality of plastic parts and the rationality of mold structure,design plan make the structure simply and release cost of production and to process easily.
通风盖板注塑模具设计
通风盖板注塑模具设计通风盖板模具设计摘要⽬前塑料在实现“以塑代钢”⽅⾯起着不可忽视的作⽤,它正以其物美价廉的特征渗透到国民经济的各个领域。
⼯程塑料制品的速度增长率为每年10%,然⽽在⼯程塑料中70%—80%以上的制品是采⽤注塑成型加⼯。
如今塑料制品⼴泛应⽤于⼴泛应⽤于电⼦、机械、汽车、航天、家电、玩具等各个⾏业。
因此也使注塑模具的设计与制造带来了繁荣的景象。
在模具设计中,Pro/E软件以它强⼤的实体建模功能和结构分析功能扮演着不可或缺的⾓⾊。
本⽂简要概述了CAD技术在国内外的发展状况,介绍了CAD在模具⼯业中的使⽤和发展情况,介绍了在我国研究和发展模具CAD技术的必要性和迫切性, 介绍了Pro/E软件的⼀些模块及其功能,介绍模具与注射机的关系等,并图⽂并茂介绍了利⽤Pro/E软件进⾏模具设计的整个过程。
涵盖主题包括:模具型腔设计,浇注系统设计,脱模机构设计,温度调节系统设计,开模模拟等知识⾯。
在英⽂翻译中,我将对国内资料没有详细介绍的温度调节系统作了介绍。
关键词:塑料;模具;CAD技术;Pro/EThe Design of the Ventilates Lap MoldAbstractAt present the plastic is playing the noticeable role in realizing "by plastic instead of steel" aspect. It is famous as its excellent in Quality and reason able in price characteristic and infiltrate to each domain of national economy. Engineering plastics go up by the ratio of 10% each year, however 70% - 80% above product issues in the engineering plastics casts takes shape the processing. Now the plastic product widely applies in the domain of the electron, the machinery, the automobile, astronautics, the electrical appliances, the toy and so on. Therefore the design and the manufacture about the mold has broad foreground In mold design, Pro/E software is playing the indispensable role in its formidable entity modeling function and the structure analysis function.This article has briefly outlined the development condition of the CAD technology in the domestic and foreign , introduced the use and development situation of the CAD in the mold industry ,introduced the necessity and urgency that develop and study mold CAD technology in our country, introduced some modules and its the function of the Pro/E software , introduced the relationship of the mold and the injection machine and introduced the entire processuses which realize the mold designs using the Pro/ E software abundantly and elegantly. The design subject includes: the design of mold cavity, the design of pours system, the design of drawing of patterns organization, the control system design about temperature, simulation of opening mold and so on.In English translation, I have made the introduction to temperature control system that the domestic material not detailed introduction.Keywords:plastic; Injection Mold; CAD technology; Pro/E⽬录摘要....................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................... II 摘要....................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................... II 第1章绪论.. (1)1.1 课题背景 (1)1.2 塑料注射模具CAD综述 (1)1.3 塑料注射模具CAD的特点 (1)1.4 计算机在塑料注射模具设计与制造中的应⽤ (1)1.5现代模具技术发展 (2)1.6 新⼀代模具设计软件技术 (2)1.7 Pro/ENGINEER软件介绍 (2)1.8 本章⼩结 (2)第2章注塑零件的设计 (3)2.1 材料特性 (3)2.1.1 使⽤性能 (3)2.1.2 成型性能 (3)2.2 塑料制品结构设计 (3)2.3 本章⼩结 (4)第3章模具设计 (5)3.1塑料的成型⼯艺特性 (5)3.2 注射机的选择 (6)3.3 模具材料的选择 (8)3.4 注射模具设计 (9)3.4.1 成型零件结构设计 (9)3.4.2 浇注系统设计 (19)3.4.3 导向机构的设计 (21)3.4.4 排⽓系统设计 (22)3.4.5 脱模机构设计 (22)3.4.6 温度调节系统设计 (25)3.5 本章⼩结 (26)结论 (27)参考⽂献 (28)致谢 (29)附录 (30)第1章绪论1.1课题背景塑料⼯业近20年来发展⼗分迅速,早在7年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有⾊⾦属年产量的总和,塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家⽀柱产业及与⼈民⽇常⽣活相关的各个领域中得到了⼴泛的应⽤。
CAD/CAE技术在风扇后盖注射模设计中的应用
CAD/CAE技术在风扇后盖注射模设计中的应用张燕琴【摘要】In this paper, the process was discussed with CAE analysis and CAD design together to complete plastic mold design, with fan cover as example. The plastic mold program was imported into CAE software after it was designed. And then the calculation results were obtained after setting the process parameters and calculating which will optimize the mold design and process parameters. The program obtained by CAD/CAE system is more reasonable and it has certain reference fimction for real production.%以风扇后盖为例,论述了CAE分析与CAD'/~计相结合完成注射模设计的过程。
将模具设计方案导入CAE软件,设置工艺参数进行模拟计算,分析计算结果进而可优化模具设计方案和注射工艺参数,这对实际生产有一定的参考作用。
【期刊名称】《模具制造》【年(卷),期】2012(000)012【总页数】3页(P11-13)【关键词】CAE分析;注射工艺;注射模设计【作者】张燕琴【作者单位】东莞职业技术学院,广东东莞523808【正文语种】中文【中图分类】TQ320.661 引言图1所示为后盖塑件图。
该塑件外形为圆形,平面上有三圈散热孔,两个螺丝安装孔。
塑件最大直径为ϕ128mm,高度20mm,平均壁厚2mm,材料为ABS。
基于CAE技术的汽车上饰板注塑成型优化
基于CAE技术的汽车上饰板注塑成型优化邵树锋【期刊名称】《塑料工业》【年(卷),期】2017(45)9【摘要】According to the practical problems for the car trim panel including high production quality requirement,the gating system difficult to be designed and injection molding quality hard to be effectively guarantee,CAE technology was used to analyze and simulate the pouring system,so the better scheme was obtained.The optimized gating system adopts hot runner/cold runner composite casting technology.It solved the problem of injection molding quality,reduced the requirement of production equipment,shortened the manufacturing cycle of the mold,and improved the mold design manufacturing efficiency.The CAE analysis method is reasonable and can provide an useful reference for the similar products.%针对汽车上饰板产品生产质量要求高、注塑时浇注系统难以设计、成型质量难以得到保证的生产实际问题,应用CAE技术对其进行了仿真分析,获得了较优的浇注系统方案.优化后的浇注系统采用热流道+冷流道复合浇注技术,解决了产品潜在的注塑质量问题,降低了对生产设备的使用要求,缩短了模具制造周期,提高了生产制造效率.实践证明,该CAE分析思路清晰合理,可为同类产品的生产实践提供参考.【总页数】6页(P57-62)【作者】邵树锋【作者单位】浙江工业职业技术学院,浙江绍兴312000【正文语种】中文【中图分类】TQ320.66+2【相关文献】1.基于 CAE 技术的汽车前面板注塑成型工艺优化 [J], 尹红灵2.基于CAE技术的塑料齿轮注塑成型工艺参数的优化研究 [J], 曹雄刚;靳伍银;韩炎娜3.基于CAE技术的汽车前面板注塑成型工艺优化 [J], 李成;龚荣4.Moldflow模拟分析优化中控饰板的注塑成型 [J], 杨帆5.基于CAE技术的注塑成型熔接痕优化设计 [J], 周桂云因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于CAE技术的注塑模具设计
基于CAE技术的注塑模具设计
申长雨;王利霞;陈静波;刘春太
【期刊名称】《中国塑料》
【年(卷),期】2002(016)001
【摘要】注射成型过程中,塑料熔体在模具型腔内的流动、传热过程是非常复杂的物理过程.利用注塑模CAE技术可在模具制造之前,对模具设计方案进行分析和模拟来代替实际的试模,预测设计中潜在的缺陷并及时修改.本文简要介绍了注塑模内流动、传热的数值分析理论,并通过几个典型例子说明了如何利用CAE的分析结果解决注塑模设计及成型加工中出现的问题.
【总页数】5页(P74-78)
【作者】申长雨;王利霞;陈静波;刘春太
【作者单位】郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心,河南,郑州,450002;郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心,河南,郑州,450002;郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心,河南,郑州,450002;郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心,河南,郑州,450002
【正文语种】中文
【中图分类】TQ320.66+2
【相关文献】
1.基于CAD和CAE技术的LED灯灯罩注塑模具设计 [J], 薛子闯
2.基于模具CAD/CAE技术的复杂面板注塑模具设计 [J], 贾娟娟;徐孝昌
3.基于CAE技术分析的电话座机底壳注塑模具设计 [J], 林娜;林明山
4.基于CAD/CAE技术的电器盒盖制品注塑模具设计 [J], 袁宏阳;代恩凯;商志伟;李志远
5.基于CAE技术的注塑模具设计分析 [J], 邓飞
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汽车通风盖板位于汽车挡风玻璃下方,为空调系 统进气口提供空气流通通道,同时也为挡风玻璃流下 来的雨水提供通道。汽车通风盖板为瘦长形,结构复 杂,有众多加强筋和细小孔洞,容易产生熔接痕、填充 不足和翘曲变形大等缺陷。顺序阀热流道浇注系统是 近年来汽车产品或电子产品模具上广泛采用的一种新 型顺序控制成型技术;氮气弹簧是一种以高压氮气为 工作介质的新型弹性组件。汽车通风盖板模具设计采 用了顺 序 阀 技 术 和 氮 气 弹 簧 顶 出[13]。 笔 者 通 过 Moldflow软 件 进 行 辅 助 分 析,对 注 射 过 程 进 行 模 拟[46],优化了汽车通风盖板模具设计,成功解决了注 塑过程中出现的制件缺陷。并经试模验证了方案的可 行性。
经过 Moldflow分析结果如图 4和图 5所示,从图 中可以看出通风盖板注塑过程形成的熔接痕比较多, 大部分都是由自身的圆孔等结构导致的,对产品的使 用基本不影响。塑件注塑填充时间 6.124s,没有出现 短射现象,注塑效率高,符合生产需要。
图 4 熔接痕位置 Figure4 Positionofweldlines
图 2 PP+EPDMTD20材料fPP+EPDMTD20
图 3 通风盖板有限元分析模型 Figure3 Finiteelementanalysis
DesignofInjectionMoldforVehicleVentilationCoverBasedonCAEAnalysis
LINKang
(InstituteofMouldEngineering,TaizhouVocational& TechnicalCollege,Taizhou,Zhejiang318000,China)
Abstract:Aimingattheproblem thatplasticpartsofautomobileventilationcoverarethinandlong,largeinsizeand irregularinshape,whichareeasytoproduceinjectionmoldingdefects,theinjectionmoldingprocesswasanalyzedby Moldflow,andalargeandcomplexinjectionmouldwithhotrunnerwasdesigned.Byusing5pointsgluingwith sequentialvalvetechnology,themeltbalancedfillingwasrealized,thewarpagedeformationofplasticpartswaseffectively restrained,andtheformingdefectssuchasinsufficientfillingofmelt,weldmarksandexcessivedeformationwere successfullyeliminated.Aftertesting,themouldedpartsmeettherequirementsofmassproduction. Keywords:injectionmould;ventilationcoverplate;hotrunner;sequentialinjection;sequentialvalvetechnology
收稿日期:20190110;修回日期:20190312 第一作者简介:林康(1983),男,浙江台州人,硕士,讲师,主要研究领域为机械 CAD/CAE。Email:3630847@qq.com
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轻工机械 LightIndustryMachinery
2019年第 3期
图 1 汽车通风盖板模型 Figure1 Modelofvehicleventilationcover
第 37卷 第 3期
轻工机械
Vol.37No.3
2019年 6月
LightIndustryMachinery
Jun.2019
[新设备·新材料·新方法]
DOI:10.3969/j.issn.10052895.2019.03.015
基于 CAE分析的汽车通风盖板注塑模具设计
林 康
(台州职业技术学院 模具研究所,浙江 台州 318000)
1 汽车通风盖板塑件结构分析
某汽车通风盖板结构如图 1所示,塑件尺寸长 × 宽 ×高为 1528mm×279mm×147mm,形状为长条
形,其上布置了很多的通风孔阵。塑件外观要求无明 显缩痕、熔接 痕、气 泡 和 变 形 等,且 须 满 足 装 车 要 求。 该塑件材料采用聚丙烯和乙烯丙烯环戊二烯三元共聚 物(PP+EPDMTD20),该材料具有较好的耐候、耐老化 和较好的冲击强度,符合通风盖板产品的使用要求,该 材料的材料性能曲线如图 2所示。从 PVT曲线可以看 出,注塑温度应设定在 200℃以上;由黏度曲线可以看 出,熔体的黏度随着注塑剪切速率的升高下降明显。
2 模具结构设计
2.1 浇注系统设计 通风盖板塑件是长条形多孔塑件,注塑成型过程
中容易出现填充不足等缺陷,因此笔者采用针阀式顺 序阀热流 道 技 术。根 据 产 品 结 构 及 工 艺 要 求,采 用 Moldflow软件对通 风 进 行 注 塑 分 析,构 建 的 分 析 模 型 如图 3所示,采用 5点进胶,其中顺序阀开启时间如表 1所示。
摘 要:针对汽车通风盖板塑件瘦长形、体积大、形状不规则而易产生注射成型缺陷的问题,笔者采用 Moldflow分析了注 塑成型工艺,设计了热流道大型复杂注塑模具。通过采用顺序阀技术 5点进胶,实现熔体平衡填充,有效抑制了塑件的 翘曲变形,成功消除了熔料填充不足、熔接痕和变形过大等成型缺陷。经试模,所制塑件满足量产要求。 关 键 词:注塑模具;通风盖板;热流道;顺序进胶;顺序阀技术 中图分类号:TQ330.4+1 文献标志码:A 文章编号:10052895(2019)03007704