CAD-CAE技术在产品模具开发过程中的应用.doc

CADCAE技术在产品模具开发过程中的应用发表时间：2009-12-17 特约撰稿人： 王宏 来源：e-works关键字：CAE 流体分析 压铸 铸造缺陷 信息化应用调查我要找茬在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本本文通过流体分析软件，对产品压铸模具进行设计和压铸可行性分析。流体分析软件能够精确地模拟具有自由表面的流体的流动问题。运用它可以帮助模具设计人员确定浇注系统的位置，并且对浇注系统的流道方式进行优化。并且通过强大的流体计算能力，分析填充过程中可能产生的卷气位置和最终填充位置，让设计人员对渣包的排布做出正确的判断。 本文通过流体分析软件，对产品压铸模具进行设计和压铸可行性分析。流体分析软件能够精确地模拟具有自由表面的流体的流动问题。运用它可以帮助模具设计人员确定浇注系统的位置，并且对浇注系统的流道方式进行优化。并且通过强大的流体计算能力，分析填充过程中可能产生的卷气位置和最终填充位置，让设计人员对渣包的排布做出正确的判断。通过流体分析软件设计产品模具的过程如表1：表1 侧盖零件模型图表1 铸件的建模1.1 CAD建模和网格划分 首先对产品实物进行测绘，在CAD中对侧盖产品进行实体建模，如图1：图1 零件模型图 运用通用接口格式导入到流体分析软件中，在前处理模块对该文件进行网格划分，在进行网格剖分时，需要选择合适的参数，既要保证计算的精度，又不能使网格数量太多，节省计算时间，便于调试，由于该零件无薄壁和大曲率部位，采用长宽高相等的正方体网格划分。计算总单元数1322721，侧盖零件的差分网格显示如图2所示：图2 模型的网格划分1.2 铸造参数的选择 一切参数应选与实际情况一致，采用压铸铝合金ADC12,浇注温度为700，内浇口速度60m/s。2 模具浇注系统设计2.1 浇注系统进料位置 产品在压铸成型过程中，浇注系统对铸件的外观形态和内部质量起着重要作用。浇注系统的设计原则是保证产品填充完全的前提下，减少填充过程中的涡流和液体碰撞，防止行腔内残留的气体留在铸件中，产生气孔等缺陷。图3 侧盖凝固场 通过纯凝固计算，得出在没有补缩的情况下铸件的最后凝固区域。在图3中，黄色部分为最后凝固区域，所以浇注系统进料位置要靠近最大的未凝固区域，以便为该区域提供补缩通道。图4为浇注系统进料位置。图4 侧盖浇注系统进料位置2.2 浇注系统造型 在CAD软件中，对零件实体在1平面上进行投影，导出2D文件格式到AUTOCAD中，通过AUTOCAD灵活的2D线条绘制，创建浇注系统的外轮廓，并且保证内浇口部分的有效长度。接下俩在AUTOCAD中做的轮廓线导入到3维软件中，利用这些线条进行浇注系统的建模，2D尺寸和3D模型如图5所示：图5 浇注系统设计2D、3D3 侧盖带浇注系统的填充 图6为4个时间点下的侧盖充型模拟：a)0.055s b) 0.076sc)0.157s d) 0.211s图6 侧盖充型过程 a)左侧浇道在铝液刚填充的时候，有卷气现象，为了避免把气体带入到铸件中，此处可以考虑按照流动状态修改浇注系统轮廓线。 b)金属液从内浇口进入到铸件中时，中间浇道有喷溅现象产生，可以考虑增加该处内浇口的横截面积。 c)当金属液持续进入到铸件中，有些靠近内浇口的位置出现未填充满现象，该处已经被铝液分隔成独立区域，所以气体没法跑出，最后只能留在铸件中，这几个位置可以考虑加设渣包，让气体排入渣包中。 d)最后分析填充结束，缺陷场的分布，红色区域为填充末端并且卷入空气的部分，这些地方都要增加渣包，即起到排除气体