數(shù)字分析CAE在模具設(shè)計(jì)的應(yīng)用

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1、數(shù)字分析CAE在模具設(shè)計(jì)的應(yīng)用 摘要:在國(guó)家制造產(chǎn)業(yè)日趨規(guī)范化的形勢(shì)下，模型設(shè)計(jì)在制造業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在分析模具設(shè)計(jì)流程及當(dāng)前存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，本文對(duì)CAE軟件的優(yōu)勢(shì)及類(lèi)型進(jìn)行探討，就該軟件在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)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(jì)中的計(jì)算機(jī)輔助工程，利用相關(guān)技術(shù)把工程過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)地組織起來(lái)，通過(guò)資料對(duì)比可設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)最優(yōu)方案，節(jié)省模具設(shè)計(jì)過(guò)程中人力與物力。 1模具設(shè)計(jì)的流程及當(dāng)前存在問(wèn)題 1．1模具設(shè)計(jì)的流程

2、 模具設(shè)計(jì)流程被劃分為多個(gè)步驟，包括功能設(shè)計(jì)、零件工藝分析、模具加工設(shè)計(jì)等。(1)功能設(shè)計(jì)。一個(gè)產(chǎn)品應(yīng)有功能應(yīng)在設(shè)計(jì)之初就已確定，產(chǎn)品最基本的屬性就是其制作出來(lái)的用途，因此確定用途是核心所在。對(duì)模具而言，作為一個(gè)設(shè)計(jì)的初始實(shí)驗(yàn)品，圍繞著功能展開(kāi)設(shè)計(jì)才能更直觀(guān)反應(yīng)制品所應(yīng)具備功能，避免追求外觀(guān)設(shè)計(jì)而失去了核心部分功能。模具功能在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)就應(yīng)確定大方向，并據(jù)此進(jìn)行延伸擴(kuò)展其基本功能。好的模具在完成基礎(chǔ)功能設(shè)計(jì)上不干擾圖形設(shè)計(jì)，在對(duì)模具進(jìn)行測(cè)量時(shí)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(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)將模具的結(jié)構(gòu)分開(kāi)劃分為零件，再對(duì)多個(gè)零

3、件分析其尺寸和精度。完成對(duì)所有零件的測(cè)量后再進(jìn)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(jì)。當(dāng)完成對(duì)模具分析和測(cè)量后，就是投入實(shí)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(duì)于加工過(guò)程中模具能否承受壓力有直接影響，韌度過(guò)高過(guò)低均會(huì)影響其加工出的成品結(jié)果。加工開(kāi)始前清點(diǎn)材料和工序是否到位是必要步驟，根據(jù)模具指定的機(jī)器開(kāi)始加工保證加工過(guò)程中沒(méi)有錯(cuò)誤導(dǎo)致加工失敗。 1．2模具設(shè)計(jì)當(dāng)前存在問(wèn)題 加工中最常見(jiàn)問(wèn)題是實(shí)時(shí)觀(guān)察模具的加工進(jìn)展，好的模具不僅按要求加工出，在精度上接近標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)器在加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)失靈，精度會(huì)受

4、到影響。若發(fā)生類(lèi)似情況，可切換至手動(dòng)加工，手動(dòng)描繪模具輪廓，也可采用數(shù)控加工，熟悉數(shù)控機(jī)器的編程方式，輸入編寫(xiě)好的程序在一定程度上可減少失誤發(fā)生。加工過(guò)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(wèn)題，面對(duì)散熱可采用方案很多。無(wú)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(shí)施。模具材料種類(lèi)不同能承受的壓力參數(shù)和受熱能力也不同，過(guò)冷或過(guò)熱均會(huì)導(dǎo)致模具材料壽命下降。 2CAE軟件的優(yōu)勢(shì)及類(lèi)型 2．1CAE軟件的優(yōu)勢(shì) CAE在計(jì)算機(jī)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(duì)模具的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析，將工程(生產(chǎn))中各環(huán)節(jié)有機(jī)組織結(jié)合起來(lái)。模具

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

6、不相上下，無(wú)論是模擬性能還是兼容性上都有著巨大優(yōu)勢(shì)。其強(qiáng)大的模擬功能兼容各種模具，無(wú)論是注塑成型還是材料模擬，都有著詳細(xì)的開(kāi)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(chǎng)接受度高。Moldex3D是一款專(zhuān)注于模具工藝分析的軟件，在工藝方面有大量?jī)?yōu)勢(shì)，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(shí)的固定影響，觀(guān)測(cè)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(jiàn)的大型模具中沖壓是較為簡(jiǎn)單的一個(gè)環(huán)節(jié)，但沖壓結(jié)果卻不受預(yù)期控制，因此沒(méi)有相應(yīng)的條件沖壓大部分都會(huì)失敗，在實(shí)際操作前，都會(huì)用CAE軟件進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，尋找合適的方案進(jìn)行沖壓。Dynaform源自于美國(guó)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(zhuān)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(zhuān)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(jì)中的應(yīng)用步驟如果要生產(chǎn)一個(gè)模具，首先要測(cè)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(jì)過(guò)程中，我們先對(duì)模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割分析將其劃分為多個(gè)部分零件，再測(cè)得部分零件的精度大小與總體進(jìn)行對(duì)比，算出大致的誤差范圍，對(duì)于模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵性部位進(jìn)行

8、分離保證模具加工時(shí)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(duì)零件進(jìn)行依次分析測(cè)量并分類(lèi)后，將分類(lèi)好的零件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從零件的大小、材料、受力程度作進(jìn)一步劃分。若遇到對(duì)環(huán)境或溫度有著嚴(yán)格要求的零件，則要單獨(dú)處理防止加工失敗，接著用分析軟件對(duì)模具進(jìn)行分析。經(jīng)多次模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)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(duì)每次實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)都需進(jìn)行錄入，與原有或類(lèi)似模具數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和判斷。根據(jù)每次實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否達(dá)標(biāo)來(lái)給定標(biāo)準(zhǔn)和范圍。當(dāng)數(shù)據(jù)量積累到一定要求時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選。當(dāng)模擬數(shù)據(jù)得到證實(shí)后，可根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)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(xiàn): ［1］單外平．試論模具先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)［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(yíng)銷(xiāo)渠道優(yōu)化探索［J］．商業(yè)經(jīng)濟(jì)研究，2017(22):46-48.