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摘 要:本文在对计算机辅助技术应用的具体情况进行详尽分析的基础上,总结得出该技术在实际的应用中,所具有的弊端,同时合理的探究模流分析CAE技术在塑料模具设计以及制造上的应用具体情况,并针对其所具有的拓展性作用进行了详尽的分解,希望通过本文的探究,能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。
关键词:模流分析;CAE技术;塑料模具;设计;制造;应用
在过去的塑料模具设计和制造中,主要应用的技术为计算机辅助技术,这一技术的应用,在当时对塑料模具设计和制造产生了重要的影响,但是该技术的应用也存在很多的问题,无法满足现今塑料模具设计和制造的具体要求。这就需要选取更为合理的技术来应用,而模流分析CAE技术就是一个最佳的选择,由于该技术有着多种拓展功能,使得塑料模具的设计和制造质量得到了最大限度的提升。下面本文就主要针对模流分析CAE技术在塑料模具设计和制造中的应用展开深入的分析。
一、计算机辅助技术的实际应用情况以及弊端分析
1、计算机辅助技术的实际应用情况
计算机辅助技术在塑料模具设计和制造中的应用在国内始于20世纪80年代中期,至今已有近20年的历史,其应用情况大致可归结为两个阶段:
(1)20世纪80年代中期到90年代中期
这是以计算机代替绘图板为主要标志的二维绘图和设计阶段。在这个阶段中的典型应用软件是AUTO-CAD、CAXA等,由于这些软件在编辑、修改和查询功能等方面比传统的手工方法要方便得多,有的模具企业还在上述软件基础上针对本企业的具体应用进行了一定程度的二次开发,再加上计算机本身在处理数据方面所固有的高效率和准确性,所以经过此阶段应用后显著提高了塑料模具在二维绘图和设计方面的效率及准确性。
(2)20世纪90年代后期到现在
这是以CAD/CAM应用一体化为主要标志的三维应用阶段。这个阶段的典型应用软件是UGII、PRO/E、CIMA-TRON、MASTERCAM和CAXA ME等软件。此阶段采用三维立体来表达产品、模具成型零件和CNC加工对象,并在一定程度上建立了它们之间的相关性,加上高速加工技术的开始应用,所以达到此应用阶段的企业显著提高了设计和制造过程的直观性、进一步提高了设计结果的准确性和效率、拓宽了对复杂模具零件的加工范围、提高了模具零件的加工效率、并使得一定程度的并行设计和制造成为可能。
2、计算机辅助技术存在的弊端
(1)用户的产品工艺性太差,但在模具验收上却不打任何折扣
解决这种矛盾,目前模具企业可以说是办法有限,最多只能凭经验和三维软件的检查功能对脱模斜度、产品厚度或结构上非常明显的问题提出修改建议,但这些建议在量上缺乏准确性。我们知道熔接痕、缩凹、因困气而产生的烧焦等产品缺陷与产品各处的厚度在量上都有一定的关系。如应用CAE模流分析技术,就可在模具开始设计之前先用分析软件定量地检查产品的工艺性,对不合理之处,通过协商力争让客户能对产品进行修改,由于调整的仅是产品厚度,不涉及到产品的结构,客户在这个阶段一般来说容易采纳模具厂家的意见。
(2)证明模具设计或修改方案的方法太原始
目前,要想知道模具设计或修改方案是否可行,唯一的办法是通过试模。这中间不但涉及到一系列的人力、物力消耗和设备的损耗,更重要的是拖延了模具的生产周期。如应用CAE模流分析技术,就可在计算机上验证方案,既节约成本,又节省时间。
二、模流分析CAE技术在塑料模具设计以及制造中的具体应用情况
模流分析CAE软件是在上世纪70年代中期所产生的,其最早出现在澳大利亚,而后,在美国的相关科研人员的不断努力下,也研究出详细的软件,并针对该软件的研制和开发也建设了专门的公司。在上世纪80年代后期开始,我國的相关模具技术开发单位也研制出了相应的软件,并在90年代后期,技术实现了融合,推出了更为新型的CAE软件。
在我国,模流分析CAE技术在实际的应用中,与模具设计CAD技术有着一定的相似处,但是两者也有着明显的不同,而且模流分析CAE技术的实际应用水平并不高,远远落后于CAD技术。而随着相关人员对模流分析CAE技术的不断研究,该技术也逐渐发展成为了实体流技术。现阶段,在对模流分析CAE软件进行操作时,更加的简便,而且在分析的速度上也相应的提速,同时也使得分析的结果更加的精确。在一些大型的企业中,模流分析CAE技术的应用有着突出的效用,尤其是在对塑料制品以及模具的设计上,起到了更为积极的作用。
另外,模流分析CAE软件也在逐渐的完善,就客户的需求可以将产品进行更加细化的分类,并在价格上也实现了进一步的亲民化,这在一定程度上减轻了中小企业的经济负担,使得模流分析CAE技术得到更为良好的发展。
三、模流分析CAE技术的应用拓展功能
1、依据冷却管优化来进行模具注射周期的缩减
就相关对模具以及塑料生产企业来进行分析,如果模具注射的周期的到缩减,则会使得模具的注塑效果更加的明显。而针对只进行模具生产的企业来说,很多人在认识上还存在明显的不足,很多的注塑模具在质量水平上均不高,与发达国家之间的差距也较大,这种差距主要表现在型腔表面的粗糙度以及模具的应用寿命等。
模流分析CAE软件可帮助设计人员寻找最佳的流道和浇口尺寸、优化冷却管道布置和注射工艺参数,从而达到缩短注射成形周期的目的,提升我国注塑模具的档次。
2、提高模具和塑料产品质量,节约模具钢材
在处理一模多件时,为了确保产品的一致性,传统的设计方法是采用流道平衡布置,原因是凭经验无法准确确定非平衡布置时的流道尺寸。采用平衡布置的不利因素是增加了流道长度,这就意味着需增加注射压力和加大模具成形部分的尺寸,而高的注射压力除了降低压机寿命外,也是产品产生飞边、变形和增加脱模困难的重要因素之一,模具成形部分的尺寸加大就意味要消耗更多的优质模具钢。目前,模流分析软件已可自动计算非平衡布置时各个分流道的准确尺寸,解决了上述难题。
3、提升企业在模具和塑料加工业中的档次
激烈的市场竞争迫使企业节约成本,塑料产品的发展趋势是薄壁和中空,其强度方面通过加强筋进行弥补。不管是薄壁还是中空成形,仅凭一点点积累的经验是远远不够的,国内外的相关报道都证明CAE分析软件在其中是一种不可缺少的辅助手段。
四、结语
综上所述,在中面流技术以及双面流技术高速发展的进程中,模流分析CAE技术得到了更为成熟的发展,其逐渐进入到了实体流的阶段,其在软件操作上更加的便捷,在结果的分析上也更加的精确,并且分析速度相对较快和及时,而就价格而言,也更加低廉。现阶段,针对塑料模具实施设计和制造的过程中,合理的应用模流分析CAE技术,可以更好的使得我国的模具成本、质量得到进一步的优化,从而加大我国模具的市场竞争力。
参考文献:
[1]侯磊.探讨塑料模具CAE技术的概况和发展分析[J].科技资讯.2014(19)
[2]王安柱,王诗彬,朱雄云,朱忠奎.模流分析技术在注塑模成型质量分析中的应用[J].苏州大学学报(工科版).2014(06)
[3]涂弢.基于CAE技术优化注射模设计[J].机械管理开发.2012(06)
[4]朱忠奎,伍小燕,刘刚.汽车塑料件注塑模具的CAE流场分析与应用[J].农业装备与车辆工程.2013(10)
关键词:模流分析;CAE技术;塑料模具;设计;制造;应用
在过去的塑料模具设计和制造中,主要应用的技术为计算机辅助技术,这一技术的应用,在当时对塑料模具设计和制造产生了重要的影响,但是该技术的应用也存在很多的问题,无法满足现今塑料模具设计和制造的具体要求。这就需要选取更为合理的技术来应用,而模流分析CAE技术就是一个最佳的选择,由于该技术有着多种拓展功能,使得塑料模具的设计和制造质量得到了最大限度的提升。下面本文就主要针对模流分析CAE技术在塑料模具设计和制造中的应用展开深入的分析。
一、计算机辅助技术的实际应用情况以及弊端分析
1、计算机辅助技术的实际应用情况
计算机辅助技术在塑料模具设计和制造中的应用在国内始于20世纪80年代中期,至今已有近20年的历史,其应用情况大致可归结为两个阶段:
(1)20世纪80年代中期到90年代中期
这是以计算机代替绘图板为主要标志的二维绘图和设计阶段。在这个阶段中的典型应用软件是AUTO-CAD、CAXA等,由于这些软件在编辑、修改和查询功能等方面比传统的手工方法要方便得多,有的模具企业还在上述软件基础上针对本企业的具体应用进行了一定程度的二次开发,再加上计算机本身在处理数据方面所固有的高效率和准确性,所以经过此阶段应用后显著提高了塑料模具在二维绘图和设计方面的效率及准确性。
(2)20世纪90年代后期到现在
这是以CAD/CAM应用一体化为主要标志的三维应用阶段。这个阶段的典型应用软件是UGII、PRO/E、CIMA-TRON、MASTERCAM和CAXA ME等软件。此阶段采用三维立体来表达产品、模具成型零件和CNC加工对象,并在一定程度上建立了它们之间的相关性,加上高速加工技术的开始应用,所以达到此应用阶段的企业显著提高了设计和制造过程的直观性、进一步提高了设计结果的准确性和效率、拓宽了对复杂模具零件的加工范围、提高了模具零件的加工效率、并使得一定程度的并行设计和制造成为可能。
2、计算机辅助技术存在的弊端
(1)用户的产品工艺性太差,但在模具验收上却不打任何折扣
解决这种矛盾,目前模具企业可以说是办法有限,最多只能凭经验和三维软件的检查功能对脱模斜度、产品厚度或结构上非常明显的问题提出修改建议,但这些建议在量上缺乏准确性。我们知道熔接痕、缩凹、因困气而产生的烧焦等产品缺陷与产品各处的厚度在量上都有一定的关系。如应用CAE模流分析技术,就可在模具开始设计之前先用分析软件定量地检查产品的工艺性,对不合理之处,通过协商力争让客户能对产品进行修改,由于调整的仅是产品厚度,不涉及到产品的结构,客户在这个阶段一般来说容易采纳模具厂家的意见。
(2)证明模具设计或修改方案的方法太原始
目前,要想知道模具设计或修改方案是否可行,唯一的办法是通过试模。这中间不但涉及到一系列的人力、物力消耗和设备的损耗,更重要的是拖延了模具的生产周期。如应用CAE模流分析技术,就可在计算机上验证方案,既节约成本,又节省时间。
二、模流分析CAE技术在塑料模具设计以及制造中的具体应用情况
模流分析CAE软件是在上世纪70年代中期所产生的,其最早出现在澳大利亚,而后,在美国的相关科研人员的不断努力下,也研究出详细的软件,并针对该软件的研制和开发也建设了专门的公司。在上世纪80年代后期开始,我國的相关模具技术开发单位也研制出了相应的软件,并在90年代后期,技术实现了融合,推出了更为新型的CAE软件。
在我国,模流分析CAE技术在实际的应用中,与模具设计CAD技术有着一定的相似处,但是两者也有着明显的不同,而且模流分析CAE技术的实际应用水平并不高,远远落后于CAD技术。而随着相关人员对模流分析CAE技术的不断研究,该技术也逐渐发展成为了实体流技术。现阶段,在对模流分析CAE软件进行操作时,更加的简便,而且在分析的速度上也相应的提速,同时也使得分析的结果更加的精确。在一些大型的企业中,模流分析CAE技术的应用有着突出的效用,尤其是在对塑料制品以及模具的设计上,起到了更为积极的作用。
另外,模流分析CAE软件也在逐渐的完善,就客户的需求可以将产品进行更加细化的分类,并在价格上也实现了进一步的亲民化,这在一定程度上减轻了中小企业的经济负担,使得模流分析CAE技术得到更为良好的发展。
三、模流分析CAE技术的应用拓展功能
1、依据冷却管优化来进行模具注射周期的缩减
就相关对模具以及塑料生产企业来进行分析,如果模具注射的周期的到缩减,则会使得模具的注塑效果更加的明显。而针对只进行模具生产的企业来说,很多人在认识上还存在明显的不足,很多的注塑模具在质量水平上均不高,与发达国家之间的差距也较大,这种差距主要表现在型腔表面的粗糙度以及模具的应用寿命等。
模流分析CAE软件可帮助设计人员寻找最佳的流道和浇口尺寸、优化冷却管道布置和注射工艺参数,从而达到缩短注射成形周期的目的,提升我国注塑模具的档次。
2、提高模具和塑料产品质量,节约模具钢材
在处理一模多件时,为了确保产品的一致性,传统的设计方法是采用流道平衡布置,原因是凭经验无法准确确定非平衡布置时的流道尺寸。采用平衡布置的不利因素是增加了流道长度,这就意味着需增加注射压力和加大模具成形部分的尺寸,而高的注射压力除了降低压机寿命外,也是产品产生飞边、变形和增加脱模困难的重要因素之一,模具成形部分的尺寸加大就意味要消耗更多的优质模具钢。目前,模流分析软件已可自动计算非平衡布置时各个分流道的准确尺寸,解决了上述难题。
3、提升企业在模具和塑料加工业中的档次
激烈的市场竞争迫使企业节约成本,塑料产品的发展趋势是薄壁和中空,其强度方面通过加强筋进行弥补。不管是薄壁还是中空成形,仅凭一点点积累的经验是远远不够的,国内外的相关报道都证明CAE分析软件在其中是一种不可缺少的辅助手段。
四、结语
综上所述,在中面流技术以及双面流技术高速发展的进程中,模流分析CAE技术得到了更为成熟的发展,其逐渐进入到了实体流的阶段,其在软件操作上更加的便捷,在结果的分析上也更加的精确,并且分析速度相对较快和及时,而就价格而言,也更加低廉。现阶段,针对塑料模具实施设计和制造的过程中,合理的应用模流分析CAE技术,可以更好的使得我国的模具成本、质量得到进一步的优化,从而加大我国模具的市场竞争力。
参考文献:
[1]侯磊.探讨塑料模具CAE技术的概况和发展分析[J].科技资讯.2014(19)
[2]王安柱,王诗彬,朱雄云,朱忠奎.模流分析技术在注塑模成型质量分析中的应用[J].苏州大学学报(工科版).2014(06)
[3]涂弢.基于CAE技术优化注射模设计[J].机械管理开发.2012(06)
[4]朱忠奎,伍小燕,刘刚.汽车塑料件注塑模具的CAE流场分析与应用[J].农业装备与车辆工程.2013(10)