CAD_CAM在注射模设计中的应用.pdf

模具制造 总第 3 4 辅 助 制 造 即 23 2 789 3 90 A 9 并对模具设计的各个 环 节 进 行 定 量 计 算 和 数 值 分 析 即 23 2 789 3 使产品的质量得到保证 大大缩短 了新产品的开发周期 目前我国塑料模的设计与制造 尚依赖于设计人员的经验和工艺人员的技巧 设计的 合理性只有试模以后才知道 制造的缺陷只有靠反复 修复来纠正 这不仅难以保证模具质量 精度 而且使 得模具的周期长 特别对于大型的精密模具 此类问题 尤为突出 实践证明 采用234技术可以将设计者从繁冗的 计算和绘图工作中解脱开来去从事更多的创造性劳 动 由于在模具设计中计算和绘图工作在全部工作量 中占有很大的比例 模具设计时利用234软件的 BC4 DEF 模块可以实现图纸绘制自动化 大大缩短 设计时间 采用人机相结合 各尽所长 在这个过程中 人充分发挥其创造性的思维能力 评判设计结果 控制 设计过程 使模具设计趋于合理化而计算机则发挥其 计算分析和存储信息的能力 两者相结合 发挥各自的 优势 有利于获得最优的设计成果 缩短开发周期 采 用23 技术可以实现在计算机上 试模 即对整个注 射过程进行仿真分析 预测未来产品可能出现的缺陷 从而在产品设计阶段对自己设计的产品成型后的质量 有所把握 对于存在的问题在产品设计阶段予以解决 可以根据分析的结果再结合自身的经验 在模具制造 以前对设计方案作出判断 不断改进设计方案 直至提 出最优的设计参数 使一次试模成功成为可能 还可以 优化注射工艺 提高产品质量 降低废品率 采用23 模拟分析实现并行工程从而可以加快产品的开发进 程 降低试模成本 提高劳动生产率 提高产品的品质 节约原材料等 234 23 软件简介 5234软件的功能及特点 5 所具有的独特的 模具制造 总第 模块的出现使 彻底完成 了塑料模设计自动化 大大提高了模具设计的效率 版是目前最新版本 它具有以 下特点 根本的可用性改变 突破性新技术以及互操作 能力的革命 最为突出的是为用户带来一种简化的新 体验 其中包括直接建模技术 以及额外提供的议题化 曲面造型功能 专门设计的新模块和大量的增强功能 使得产品的开发过程更简单 快捷 A F4 F1系统GH 年代初G美国通用汽车公司 选中A 作为全公司的 F4 F F1 I9 8公司与23 J 6 S8 J 6 S8是生信国际有限公司推出的基于 6 J L8的机械设计软件 生信公司是一家专业化的 信息高速技术服务公司 在信息和技术方面一直保持 与国际 F4 F F1 41市场同步 该公司提倡 的 基于6 J L8的 F4 F F1 41桌面集成 系统 是以6 J L8为平台 以 J6 S8为核心的各 种应用的集成 包括结构分析 运动分析 工程数据管 理和数控加工等 为中国企业提供了梦寐以求的解决 方案 J 6 S8是基于6 J L8平台的全参数化特 征造型软件 它可以十分方便地实现复杂的三维零件 实体造型 复杂装配和生成工程图 图形界面友好 用 户上手快 该软件可以应用于以规则几何形体为主的 机械产品设计及生产准备工作中 其模具设计模块 1 J 4 8 可以设计不太复杂的塑料模 T 2323公司专门为机械设计而寻 求的一种更具有竞争性工具的 针对机构组装及零件 构建的革命性电脑辅助设计 F4 系统 经由 BJ 0 J R4实体模型技术开发而成 23232323QB 9 VV 的界面技术 用户只要按下一个命 令按钮 既可以在 QB 9 VV 上看到该命令的具体 的内容和详细的步骤 同时在状态条上提示用户下一 步该做什么 23 J J H版本是该软件目前的最新版本 是大 型装配设计和管理 造型和绘图 工程辅助 网络设计 交流的强大工具 这些功能提高了机械设计和制图的 效率 提高产品质量 赢得了市场 T 模具制造 总第931 系统等 软件的功能及特点 7 公司的 软件5 美国 69 公 司 的 软 件 57 目 前 已 被 57 7 公司兼并 德国 AB研究所的 C 软件 美国 公司的 软件 法国 D EF公司的 6 5 软件简介 57 7 公司是一家专门从事塑料计算机辅 助工程分析 的软件和咨询公司 57 7 软件可以模拟整个注射过程以及这一 过程对注射成型产品的影响 57 7 软件工具中 溶合了一整套设计原理 可以评价和优化组合整个过 程 可以在模具制造以前对塑料产品的设计 生产和质 量进行优化 57 7 公司是塑料分析软件的创造 者 自C H K 冷却分析模块 5 C H 保压分析 模块 5 CE1 L 翘曲分析模块 5 C 13M 5 C 6 结构应力分析 5 C F A模腔尺寸确定 5 C7E6 5 注塑机参数优化 5 CD 气体辅助注塑分析 5 C N 塑件纤维取向分析等模块 通过模拟与分析可以 判断模具结构的合理性和成型工艺参数的适宜性 最新版本5E O 集成了5E 和 57 各自的优点 新增了实验设计技术 7 功能 这项功 能可以自动建立和运行一系列的分析 分析结束后 分 析结果将自动生成 输入的参数包括 模具温度 熔体 温度 注塑时间 保压压力 保压时间和制品厚度 产生 的结果包括 体积收缩 注射压力 锁模力 料流前锋温 度 填充时间 压力等 扩充了材料库 一共包括 利用软件的三维缩放功能 根据塑件的成型收 缩率 将塑件的三维模型放大即可得到模具成型零件 的三维模型 O 有了模具成型零件的三维模型又可以 1 与模具配合零件 如 镶块 抽芯滑块 分型零件 等 的三维模型结合起来 利用软件的装配功能 对配 合面进行干涉检查 以修正误差 干涉检测 P 模具制造 总第 3 技术 特征是构成实体 的基本单元 实体由一个或若干个特征组成 造型的过 程就是通过增加特征逼近最终零件的过程 0 1 的特征包括实体 特征 曲面 60 4 3 特征 基准 A456B 特征 修饰 9B35 特征 等 其中创建实体特征有CD种以上方式 包括拉伸 E506 3 切割 65 5 旋转 F3G G3 沿一条平面轨 迹扫描 H33I 过渡若干截面 8 和其它高级特征 等 创建曲面特征有 种以上而且均不包括各种各样 的特征选项 基准特征可以设置各种参考基准 3 轴 E 9 点 5 曲线 60G3 坐标系 9J9 等 修饰 特征 对零件的外观进行修整 另外 0 1 还提供了一 些标准零件的设计如 孔 K 3 轴 L4 5 圆拱 F4 69 A B3 法兰 2 3 筋条 F 等 执行 选择 和 定 位 操作就可以很容易完成这些特征的设计 C 在构造实体的过程中或实体构造完成后 可以 对特征进行操作 其中对特征进行修改 J 重定 义 F3 3 3 重定义父子关系 F30 653 重新排序 F3 0 30 隐藏 6II0399 等操作是 M 软件智能化 的体现 为用户修改模型提供了极大的方便 3常用的模组 N35 L30 剖面的产生及 修改 405 零件图的产生及修改 993B 工程图的产生与 修改 D 造型的基本思路 启动 0 1 程序 建立工作目录 O 0N A 03 5 0J 这样便于图 形数据管理 随后输出的 E H 956 4 4 30 35 PI P 59 A3 9 5J 604 J 如将程序中 I0 文件修改 可 省略此操作 建立基准面 坐标系 03453 A456B 3 A3 46 拉伸 E506 3 旋转 F3G G3 沿一条平面轨迹扫描 H33I 过渡若干截 面又称蒙皮 8 等 建立第二特征 如此下去 直至造型完毕 模型输出供 分析或二维图输出或它用 R 特别提示 在造型过程中 为了看图方便 应合理建立层 S4J30 将 60G3 60 4 3放入相应的层中 必要时可将 其关闭 以不影响视觉效果 有助于简化显示信息 建立视图 主 左 侧等 特别是按照图纸造型 时 以便和图纸相应的视图进行对照 尽量减少父子关系 基准优先参照建立的基准面 造型时灵活运用各种方法和改变特征的建立顺 序 对有抽壳 L3 特征而言 使用内部基准面 当生成草绘特征时 草绘或参 考面常需要参考面 这个基准面可以是新建的 外部 的 或直接利用原来就有的 内部的 利用内部基准面 可以 特征构造以后 基准面将不显示 因外部基准面 尚未生成 故缺少特征 在构造特征时 利用 356I 3H 建多个基准面 3 5 从内存中擦除 R 模具制造 总第 装配 进来 或直接建立胚料实体 设置塑件模型的收缩率 A B C 设计浇注系统 主浇口 D 流道 EDAA 浇口 M 模拟开模 并进行干涉检查 A F A L 4 装配模架 7 02 N 并进行细节设计 增 加顶杆O P 5 A Q 回程杆OE D A 5 A Q 水道O 9 A Q等 44 输出生成二维装配图及各成型零件工程图 3 R 在模具设计中的应用 4 美国RA B 0D A 公司的R 源于航 空业 汽车业 以5 0 2几何造型核心为基础 采用 基于约束的特征建模和传统的几何建模为一体的复合 建模技术 其曲面功能包含于S F I 7 2 0 AB模块 之中 采用了 REN N样条 N T 数学基础 同时保 留解析几何实体造型方法 造型能力较强 其曲面建模 完全集成在实体建模之中 并可独立生成自由形状形 体以备实体设计时使用 而许多曲面建模操作可直接 产生或修改实体模型 曲面壳体 实体与定义它们的几 何体完全相同 R 软件实现了面与体的完美集成 可 将无厚度曲面壳缝合到实体上 总体上 R 的实体化 曲面处理能力是其主要特征和优势 7 02 T 2模块的功能 7 02 T 2作为一个过程向导 引导用户如何按 步骤完成一副模具的开发 通过与RA B 其它一 些功能相结合运用 包括主模型 装配和R 6 UH 7 02 T 2在7LU 软件中实现了获取模具开发的 专门过程知识 提高了生产效率 7 02 T 2用户界 面引导用户按步骤完成模具设计 在用户环境中可以 实现以下自动功能 数据输入 零件建模 收缩操作 型 腔自动设计 分型功能 标准模架库 标准零件库 设计 过程自动化 使用方便 全相关等 GLU 技术在模具设计中的应用 4 LU 技术是一个涉及面广 集多种科学与工程 技术于一体的综合型技术 通常包括数值计算技术 数 据库 计算机图形学 工程分析与仿真等在内的一个综 合性软件系统 其核心技术是模型化和数值计算方法 LU 最大功能是在于减少试验次数以及取得在实验中 不易求得的数据 进而节约大量的时间及成本 注射模LU 技术的作用在于 优化塑件设 计 塑件的壁厚 浇口数量及位置等对于塑料制品的质 6 分析的一般流程 模具制造 总第7 6 8 选 用 相 近 的 材 料 根 据 制 造 商 7 47 选定 再添 加或修改相应的性能指标 为了使得分析的结果更贴 近实际 应根据公司自身的特点对一些常用的材料进 行物理性能实验 从而建立适合于自己的材料库 8 7 17 797 目前材料供应商提供的数据如 初始模量 拉伸屈服强度 断裂强度 缺口冲击强度 洛 氏硬度 热变形温度等只能用于材料的初选 而不能精 确表示其使用性能 为了选材料和部件设计 需要更多 的描述时间 温度等变量对性能影响 A B8 9 CD 8 7 E的定量化数据 分析结果的评定与修正 分析结果的评估一定 要根据分析的具体目的来进行 即 是否达到本次分析 的要求 如果没有达到分析的要求 则需对制件的结 构 模具设计参数 冷却系统 浇注系统 成型工艺参 数进行调整 以寻求新的方案 若达到设定的目标 应 停止分析 对于几种方案的分析结果 应综合考虑尽可 能兼顾 如果时间允许的话 应对诸多可能的方案进行 分析 试图从中获得一种最佳的设计参数 F 塑料模AGH技术的发展趋势 AGH最大功能是 在于减少试验次数以及取得在实验中不易求得的数据 进而节约大量的时间及成本 近年来 塑料模具界由于 AGH分析技术的引入 对于塑料模设计技术及对产品品 质的提升都有很大帮助 但在AGH技术有效运用方面 传统上仍须依赖有经验的AGH工程人员 对分析结果 进行评判 进而提出建议改善方案 方能有效利用AGH 技术解决问题 如何提升AGH使用效率 减少分析次 数 并能快速找出影响产品品质的主要因素 并加以改 善 为当今一重大课题 AGH分析可以帮助工程师在产 品设计阶段预测可能存在的问题 并对诸方案进行模拟 分析 从中获得优化的制件设计方案 模具设计参数 工 艺成型参数 但不能期望其与实际贴合的很好 原因是 建模时由AG1模型简化所带来的误差 材料库带来的 误差 软件算法过程中数字模型简化带来的误差 再加 上注射成型过程的复杂性 要想获得精确的分析结果 较为困难 如果模型简化得当 材料数据来源准确 获得 的结果还是比较可信的 AGH软件的数学模型 数值算 法还有待进一步改善 并扩大其适应范围 计算速度应 进一步提高 联机分析是AGH的发展趋势 联机分析就 是将实际注射成型与计算机数值模拟结果进行比较 然 后利用专家系统自动调整工艺参数 真正实现注射成型 机的优化控制 AGH软件毕竟不是那种傻瓜型软件 其 分析结果的可信程度 某种程度上与分析工程师的综合 素质有很大关系 AGH软件的特点 要求