《注塑模具数字化设计与智能制造》 课件 3第2讲 模具方案的确定及CAE分析

项目三

模具设计及智能设计软件的应用

任务一模具方案的确定及CAE

分析宁波职业技术学院王正才能力目标

能力目标1.掌握CAE软件进行方案优化分析,掌握CAE对产品成型工艺方案的调整。2.能运用数字化软件进行中等复杂注塑模具2D、3D设计的能力。知识目标知识储备能力目标

知识目标1.掌握CAE模型处理、CAE模流分析流程、工艺方案优化调整等知识。2.了解中等复杂注塑模具的结构。3.掌握模具设计常用软件的使用方法。。知识目标知识储备能力目标

知识储备一、CAE模型处理知识目标知识储备1.产品模型UG前期处理利用UG软件打开产品数据文件3D-CP如图3-2-1所示:图3-2-1产品内外侧视图能力目标

知识储备一、CAE模型处理知识目标知识储备(1)设置产品收缩率进入UG软件【建模】，点击进入【HB_MOULDM6.3】→【模具特征建模】→【缩水率】，设置产品使用材料为ABS，收缩率为1.005，将CAE模型放大1.005倍，如图3-2-2所示。能力目标

知识储备（1）设置产品收缩率知识目标知识储备能力目标

知识储备（1）设置产品收缩率知识目标知识储备图3-2-2设置产品收缩率能力目标

知识储备（2）模型小孔、小圆角及薄壁台阶去除知识目标知识储备

分析模型中，直径小于1mm、圆角小于1圆角、壁厚小于0.5的筋位和台阶去除。进入UG软件【加工】，点击进入【分析】→【NC助理】→设置圆角半径为1mm，如图3-2-3所示。能力目标

知识储备（2）模型小孔、小圆角及薄壁台阶去除知识目标知识储备能力目标

知识储备（2）模型小孔、小圆角及薄壁台阶去除知识目标知识储备图3-2-3模型小孔、小圆角及薄壁台阶去除能力目标

知识储备（3）进入UG软件【建模】，点击进入【分析】→【模具部件验证】→【检查壁厚】，点击【计算厚度】，检测产品壁厚，如图3-2-4所示。从检查结果可以看出其塑件尺寸符合要求。知识目标知识储备能力目标

知识储备知识目标知识储备能力目标

知识储备知识目标知识储备图3-2-4模型壁厚检测能力目标

知识储备一、CAE模型处理知识目标知识储备2.模型输出

将产品数字化模型处理好后输出为MoldflowMPI可接受的***.stl格式文件。

在UG软件建模界面点击【文件】→【导出】→【STL】，如图3-2-5所示。能力目标

知识储备一、CAE模型处理知识目标知识储备2.模型输出

图3-2-5模型输出.stl格式文件能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备开启CAE软件AutodeskMoldflowSynergy2012，如图3-2-6所示。图3-2-6操作界面能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备1.产品模型输入，点击【导入模型】，如图3-2-7所示。能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备1.产品模型输入，点击【导入模型】，如图3-2-7所示。图3-2-7产品模型输入能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备2.模型位置调整

点击【几何】→【移动】→【旋转】/【平移】，将模型调整为模具预设方案方位，如图3-2-8所示。能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备2.模型位置调整

图3-2-8模型位置调整能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备3.CAE网格划分

（1）对于双层面网格，依据产品形状，大小及壁厚特点进行网格划分及网格模型修补。双击【创建网格】，进入网格划分管理器，设置网格边长为自动大小4.48mm，在2.5倍壁厚范围内进行网格划分，并将网格节点置于网格层内，以便单独管理及查看，如图3-2-9。

能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备3.CAE网格划分

能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备3.CAE网格划分

图3-2-9网格初步划分能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备3.CAE网格划分

（2）网格初步检查对初步划分后的模型网格进行检查。点击【网格】→【网格统计】，检查结果如图3-2-10所示。

图3-2-10网格初步检查结果能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备3.CAE网格划分

（3）纵横比检查点击【纵横比】，设置纵横比最小值为7.5倍壁厚值，检查结果如图3-2-11所示。

图3-2-11纵横比检查结果能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备3.CAE网格划分

（4）网格自动修复点击【网格修复向导】，将网格进行自动修复。图3-2-12所示。

能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备3.CAE网格划分

（4）网格自动修复

能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备3.CAE网格划分

（4）网格自动修复

能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备3.CAE网格划分

（4）网格自动修复

图3-2-12网格自动修复具体步骤能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备3.CAE网格划分

（5）网格手工修复点击【网格】，利用网格修补工具，对网格进行手工调整和修补，如图3-1-13所示。修补好后统计结果检查。

图3-2-13网格手工修复能力目标

知识储备二、CAE网格模型前期处理知识目标知识储备3.CAE网格划分

（6）网格属性检查。点击【网格】工具栏，进行厚度、匹配性、自由边、取向等检查和调整，如图3-2-14所示。

图3-2-14网格属性检查能力目标

知识储备三、CAE分析知识目标知识储备1.CAE分析步骤

针对该产品，其模流分析流程如下，分析窗口如图3-2-15所示：（1）原始最佳浇口位置分析；（2）实际工艺限制性浇口-位置优化；（3）工艺优化浇口位置-成型窗口；（4）充填工艺可行性分析；（5）充填和冷却工艺性能分析；（6）结合注塑机和原材料条件进行成型工艺参数优化调整分析。

能力目标

知识储备三、CAE分析知识目标知识储备1.CAE分析步骤

图3-2-15模流分析步骤能力目标

知识储备三、CAE分析知识目标知识储备

2.原始最佳浇口位置分析

模型处理后，分析序列如图3-2-16所示。

图3-2-16原始最佳浇口位置分析能力目标

知识储备三、CAE分析知识目标知识储备2.原始最佳浇口位置分析

（1）实际工艺限制性浇口-位置优化；输入3D-CP.prt文件作为CAE分析模型，结合客户模具设计方案要求，设置浇口开设限制性区域。点击【边界条件】→【限制性浇口节点】，设置非浇口开设区域，找出限制区域外最佳浇口位置，如图3-2-17所示。

`图3-2-17找出限制区域外的最佳浇口位置能力目标

知识储备三、CAE分析知识目标知识储备2.原始最佳浇口位置分析

（2）工艺优化浇口位置-成型窗口将工艺限制性浇口位置优化后进行工艺成型可行性窗口优化分析，得出成型基本工艺参数，如图3-2-18所示。

图3-2-18成型窗口可行性优化分析能力目标

知识储备三、CAE分析知识目标知识储备3.填充工艺可行性分析

建立一模两腔方案，通过几何命令中的流道系统进行快速充填分析，图3-2-19所示。

能力目标知识目标知识储备图3-2-19快速充填分析结果能力目标

知识储备三、CAE分析知识目标知识储备

4.工艺方案优化调整

（1）以注塑时间控制方式结合模具方案，建立一模两腔方案，通过几何命令中的冷却回路构建水路，进行充填分析和冷却分析，图3-1-20所示.（按注塑时间控制方式）

图3-2-20时间控制成型工艺优化能力目标

知识储备三、