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随着模具行业的发展, 计算机辅助工程(CAE)技术已经在塑料模具行业得到越来越广泛的应用。它通过模拟塑料制品的成型过程,辅助模具设计工程师设计出精确、高效的模具;指导工艺师正确设定生产工艺参数。在注塑模具行业,CAE 软件能在模具制造之前预测塑料熔体在型腔内的流变行为,因而能提高模具设计质量、降低模具成本、缩短模具制造时间,因而得到注塑模具行业的极大关注。 1 CAE 并行设计 1. 1 基本思想 以往在模具设计过程中,由于受到CAE工程师技术水平和CAE 软件的限制,CAE 技术主要用于分析、验证模具的结构设计,即结构设计工程师先将模具浇注系统和冷却系统设计完成,然后由CAE 工程师进行CAE 分析,通过流动、保压、变形分析验证浇注系统及冷却系统的可行性。这样一来,一般周期较长,当设计任务较为繁重时,无法及时完成分析任务,限制了CAE 作用的发挥。通过不断地实践和经验积累,CAE 工程师提高了自身的技术水平,加之CAE 软件的升级更新,CAE 分析的效率和质量大为提高。为进一步提高CAE 技术的应用效率,我们在模具设计过程中引入CAE 并行分析,不仅对制品设计进行验证,而且对模具浇注系统及冷却系统进行指导性设计,优化制品及结构设计方案,提高整个设计过程的效率。 1. 2 CAE 设计过程对比 传统模具设计过程是制品、结构、数模顺序的设计,见图1。CAE 分析处于模具结构设计之后,主要是对模具结构设计结果的验证,同时验证制品设计。当分析结果发现缺陷时,则需反馈给结构或产品部门进行改进,提出改进措施。但由于时间的滞后,往往会造成设计工作的重复及工作量的增加,影响了模具设计进度。 
随着计算机辅助设计技术的发展,以及工程数据库和参数设计的综合运用,并行工程被有效地应用到模具设计过程中,极大地提高了设计效率。图2 为模具并行设计流程。 
CAE 并行设计过程的主要思想是在制品设计中后期通过CAE 的简单分析,验证制品设计的合理性,同时根据制品性能要求优化选择制品材料,根据制品外观要求讨论制品进胶方式和可能出现的制品缺陷等。这样可基本确定浇注系统的大体形式,进行模架订购。在模架设计基本完成时,根据模具的基本尺寸、产品放置位置等技术条件,进行CAE 详细分析,从而确定浇注系统的具体位置及尺寸,对于有特殊要求的制品进行冷却变形分析。这种分析过程充分利用了CAE 分析软件的优越性,同时发挥了CAE 工程师的技术优势,对模具产品、结构设计提供了充分的技术支持,提高了模具设计的水平和试模的一次成功率。 2 CAE 并行设计实例 现以使用MPI(Moldflow Plastics Insight) 4.0软件设计空气取水机门盖模具为例,简要介绍CAE 并行设计在门盖模具设计过程中的应用。 2. 1 制品优化设计 [1] [2] [3] 下一页 |
