數(shù)字分析CAE在模具設(shè)計的應(yīng)用

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1、數(shù)字分析CAE在模具設(shè)計的應(yīng)用 摘要:在國家制造產(chǎn)業(yè)日趨規(guī)范化的形勢下，模型設(shè)計在制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。在分析模具設(shè)計流程及當(dāng)前存在問題的基礎(chǔ)上，本文對CAE軟件的優(yōu)勢及類型進行探討，就該軟件在模具設(shè)計中的應(yīng)用進行深入研究。 關(guān)鍵詞:模流分析;模具;產(chǎn)品;數(shù)字化 CAE(ComputerAidedEngineering)其含義是指工程設(shè)計中的計算機輔助工程，利用相關(guān)技術(shù)把工程過程中的各個環(huán)節(jié)有機地組織起來，通過資料對比可設(shè)計模具設(shè)計最優(yōu)方案，節(jié)省模具設(shè)計過程中人力與物力。 1模具設(shè)計的流程及當(dāng)前存在問題 1．1模具設(shè)計的流程

2、 模具設(shè)計流程被劃分為多個步驟，包括功能設(shè)計、零件工藝分析、模具加工設(shè)計等。(1)功能設(shè)計。一個產(chǎn)品應(yīng)有功能應(yīng)在設(shè)計之初就已確定，產(chǎn)品最基本的屬性就是其制作出來的用途，因此確定用途是核心所在。對模具而言，作為一個設(shè)計的初始實驗品，圍繞著功能展開設(shè)計才能更直觀反應(yīng)制品所應(yīng)具備功能，避免追求外觀設(shè)計而失去了核心部分功能。模具功能在設(shè)計開始時就應(yīng)確定大方向，并據(jù)此進行延伸擴展其基本功能。好的模具在完成基礎(chǔ)功能設(shè)計上不干擾圖形設(shè)計，在對模具進行測量時著重瞄準(zhǔn)其功能的準(zhǔn)確性是否符合要求及能否投入使用和生產(chǎn)。(2)零件工藝分析。模具由多種零件構(gòu)成，在模具開始設(shè)計時將模具的結(jié)構(gòu)分開劃分為零件，再對多個零

3、件分析其尺寸和精度。完成對所有零件的測量后再進一步拼湊模具，并保證模具的精度在所要求范圍內(nèi)。(3)模具加工設(shè)計。當(dāng)完成對模具分析和測量后，就是投入實施環(huán)節(jié)。不同的模具由于功能不同，其所需精度不同，加工前確定好模具所需材料，模具的材料韌度對于加工過程中模具能否承受壓力有直接影響，韌度過高過低均會影響其加工出的成品結(jié)果。加工開始前清點材料和工序是否到位是必要步驟，根據(jù)模具指定的機器開始加工保證加工過程中沒有錯誤導(dǎo)致加工失敗。 1．2模具設(shè)計當(dāng)前存在問題 加工中最常見問題是實時觀察模具的加工進展，好的模具不僅按要求加工出，在精度上接近標(biāo)準(zhǔn)。機器在加工過程中會出現(xiàn)失靈，精度會受

4、到影響。若發(fā)生類似情況，可切換至手動加工，手動描繪模具輪廓，也可采用數(shù)控加工，熟悉數(shù)控機器的編程方式，輸入編寫好的程序在一定程度上可減少失誤發(fā)生。加工過程中易產(chǎn)生大量熱，散熱是任何工藝復(fù)雜的模具加工中必須面臨的問題，面對散熱可采用方案很多。無論水冷散熱還是風(fēng)冷散熱，都應(yīng)在不損壞模具的情況下實施。模具材料種類不同能承受的壓力參數(shù)和受熱能力也不同，過冷或過熱均會導(dǎo)致模具材料壽命下降。 2CAE軟件的優(yōu)勢及類型 2．1CAE軟件的優(yōu)勢 CAE在計算機的輔助下，可分析復(fù)雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，對模具的結(jié)構(gòu)性能進行分析，將工程(生產(chǎn))中各環(huán)節(jié)有機組織結(jié)合起來。模具

5、設(shè)計的基本要求就是在保證精度的前提下，可采用設(shè)計軟件對其進行測試，之后對設(shè)想模型用軟件進行模擬。當(dāng)出現(xiàn)失誤時，記錄結(jié)果進行優(yōu)化，經(jīng)過多次篩選，總結(jié)出適合模具的開發(fā)規(guī)劃，市面上各種設(shè)計軟件均是基于模具而開發(fā)的。將CAE軟件的數(shù)據(jù)分析導(dǎo)入到模具加工中，實驗前可針對性地進行模擬測出結(jié)果，并及時對模具方案進行更改，可找到更可靠方案，解決以往模具加工缺乏測試的難題，使模具加工流程趨于規(guī)范化。 2．2CAE軟件的類型 (1)模具成型。CAE功能雖復(fù)雜，但在各方面覆蓋面廣，對于模具成型也有著許多軟件支持開發(fā)。相對于普通成型軟件，Moldflow推出時間較晚，但其功能與市場上大部分軟件

6、不相上下，無論是模擬性能還是兼容性上都有著巨大優(yōu)勢。其強大的模擬功能兼容各種模具，無論是注塑成型還是材料模擬，都有著詳細的開發(fā)流程供參考，大量工藝資料也有助于新人接觸使用軟件，因此在市場接受度高。Moldex3D是一款專注于模具工藝分析的軟件，在工藝方面有大量優(yōu)勢，不但能模擬工藝生產(chǎn)流程，還能添加各種設(shè)定因素改變生產(chǎn)時的固定影響，觀測在各種外界干擾條件下受影響的模具加工結(jié)果。(2)模具沖壓。常見的大型模具中沖壓是較為簡單的一個環(huán)節(jié)，但沖壓結(jié)果卻不受預(yù)期控制，因此沒有相應(yīng)的條件沖壓大部分都會失敗，在實際操作前，都會用CAE軟件進行多次實驗，尋找合適的方案進行沖壓。Dynaform源自于美國模擬軟

7、件，其特色功能在于可模擬模具沖壓，傳統(tǒng)模擬軟件專注于模擬加工環(huán)境，在沖壓模擬精通的軟件較少。這款軟件由多家公司共同研發(fā)，專用于沖壓領(lǐng)域模擬。任何材料的沖壓都能在其上找到相應(yīng)功能，因此模擬沖壓和改變材料是這款軟件核心功能所在，并且卓越的性能使軟件不止應(yīng)用在沖壓上還可改變模具沖壓材料如鈑金等。 3數(shù)字分析 CAE在模具設(shè)計中的應(yīng)用步驟如果要生產(chǎn)一個模具，首先要測量模具尺寸大小，分析模具材料。以生產(chǎn)某電器蓋模具為例，在設(shè)計過程中，我們先對模具的結(jié)構(gòu)進行切割分析將其劃分為多個部分零件，再測得部分零件的精度大小與總體進行對比，算出大致的誤差范圍，對于模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵性部位進行

8、分離保證模具加工時關(guān)鍵部位能夠按照要求加工而不降低精度影響影響整體模具。在對零件進行依次分析測量并分類后，將分類好的零件進行統(tǒng)計，從零件的大小、材料、受力程度作進一步劃分。若遇到對環(huán)境或溫度有著嚴(yán)格要求的零件，則要單獨處理防止加工失敗，接著用分析軟件對模具進行分析。經(jīng)多次模擬實驗對比出模具的整體性能數(shù)據(jù)，制定相應(yīng)方案提高成功率。對每次實驗所得數(shù)據(jù)都需進行錄入，與原有或類似模具數(shù)據(jù)進行比較和判斷。根據(jù)每次實驗結(jié)果是否達標(biāo)來給定標(biāo)準(zhǔn)和范圍。當(dāng)數(shù)據(jù)量積累到一定要求時，進行數(shù)據(jù)篩選。當(dāng)模擬數(shù)據(jù)得到證實后，可根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進行加工，根據(jù)模具零件的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)投入到生產(chǎn)中，可制造出符合預(yù)期的模具。 參考文獻: ［1］單外平．試論模具先進制造技術(shù)發(fā)展趨勢［J］．電腦迷，2016(11):4． ［2］金航飛．互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下電子商務(wù)營銷渠道優(yōu)化探索［J］．商業(yè)經(jīng)濟研究，2017(22):46-48.