产品制造业的不断发展,对模具行业提供了巨大的机遇和挑战。模具行业大力借助以计算机为代表的微电子技术,进行全面的更新和改造成为趋势。以CAD、CAE技术为例,革新传统的手工及纯经验式的设计方法,以使设计工作跟上制造手段及工艺更新后(NC于影响了CAD―CAE工作的突破和推广,有时,其定义也被混淆了。本文作者以塑料模具的计算机辅助设计(分析)过程为例,探求塑料模标准件库与CAD、CAE之间的关系及其集成应用。
MOLDFLOW的集成运化的塑料模标准件供应商,主要面向北美国家和全球提供标准模架,顶杆推等配件,近年增加了热流道系统。其标准件目录是全球最完善的。
目前,国内一些著名公司(如青岛海尔等)也已使是美国Computervision(CV)公司的著名计算机辅助设计软件,MOLDFLOW是澳大利亚出口的塑料成型分析系统。此三者都是工作站软件,依笔者考察所见,除MOLDFLOW外,另二者已遍布北美国家的大中小型模具制作厂商,得到了充分、广泛的肯定。下面简述上面3个软件的组合、调用问题(也亦塑料模的CAD、CAE问题)。结合笔者在加拿大学习时,解决的一个实例。
2.1产品零件实例产品零件是一个能将电视指南、笔、小本子及电视机、录相机遥控器装在一起的盒子,其简图如。
2.2产品零件的生成使用CADDS来设计生成此产品模型,建模方式可用线框方式。由于在此之前只有一个草图,故在正式生成阶段还需对其修正。根据要装入此盒的几个物品的平均尺寸,作出某些圆弧修饰来修改和完成此模型。上述工作对CADDS而言是非常简单的操作。
2.3成型方式的选择根据生成的产品零件来考虑成型方式。综合价格、设计的复杂度等因素,这里决定放弃一模多件方式,采用一模一件形式,也亦只用一个型腔。从而,确定采用标准的12X15英寸的A系列模架来安置型腔。
2.4使用D.M.E.软件目录D.M.E.公司作为美国一家大型的模具标准件提供商,众多的模具厂都向此公司订购模架、顶杆、模板等。由于它的标准化工作作得彻底,模具厂商总能从此公司找到想要的标准件,加快了出模速度。服务厂(Supplyers)和加工厂(Makers)之间建立了互为依存,共同发展的良性关系。
D.M.E.为适应塑料模CAD技术的应用,已将它的全部标准件目录及图库制成了软件,可以在CADDS等CAD软件内调用,依设计者的要求自动生成模具模架视图。全部调用工作只需设定尺寸等参数,根据这些参数,软件自动从图库内提取设计者需计制造)。
要的模架等。在CAD软件内调用D.M.E库软件,只需打开一个新的“外壳(Shell)*.在CADDS系统提示符后,键入*dme*出现D.M.E的主菜单由此可以进入各个子菜单,依次选择参数,以生成模架图、模板图等标准件图。在作参数选择时,手上有一个D.M.E目录的文本拷贝是非常有用的。当设计者确信从图库内调出的正是需要的时,可以将之存入一个临时文件。以上过程完成后,设计者键入'f回到主菜单。此时,CADDS能够将选定的标准件生成IGES文件(选择2D功能,因为图纸是二维的)。
完毕的IGES文件名,UNIX将把它们移到CADDS内的你的子目录下。这个转移完成后,开始阶段所打开的“外壳(hell)*即可关闭。
至此,完成了D.M.E标准件的选定、生成和移动,它们已经存在于CADDS内了。健入“GETIGES*,并输入IGES文件名,模架便会依光标定位,出现在设计者指定的位置,自动生成4个视图(两个视图两个剖视图)。
下面可以将用CADDS设计完毕的模具型腔,装入模架内,调用“INSPART:modelLoc*”指令,并用光标指定型腔在模架内的装入位置,此型腔便自动出现在模架内。
其余零件,如顶杆等的的生成,也如上述步骤,先在D.M.E中选定、生成,再用IGES文件形式移入CADDS中,装入装配图上。自然,上面的装配图创成过程,需要计算型腔尺寸、模架尺寸、注射机、注射系统、顶出机构等,都可以用作上面谈的完成图形的生成过程的参数。其中,浇道及型腔,冷却系统的设讲主要一环,运用MOLDFLOW软件,可以分析塑料在模腔中的流动、压力、冷却情况,为最终设计结果提供帮助。
MOLDFLOW运用有限元网络的前置处理来模拟塑料流动情况,在塑料模设计方面享有盛誉。由于昂贵的价格及需要更多的专业知识,一般都在大的模具厂及研究机构和大学内应用。
运用MOLDFLOW进行塑料在型腔内流动的分析,一般要通过以下几步骤。
MATDBMATDB(材料数据库内存有超过1800种注射用的材料。本产品(电视盒)是一个深径比很大的零件,因此,决定选材EasyFlow,Hmpact Ploystyrene(易流动、高性能的聚苯乙烯)MATDB中调出的此材料的数据如下:固化温度:110*C粘度见表1.表1粘度温度厂C WFILE在WFILE中,将生成一个*strip*文件,找出一个二维的最长的注射流动路径。对本产品而言,此最长流径是从浇口到对面的角落。
MFMF为流动分析工具,它可产生压力、压力降、应力、剪应变、温度及冷却时间。将这些数据与材料的特征值比较,就会得出此种材料在型腔内能否顺利流动。运用ScamInjectionTime功能,可作出一个过程窗口图,再用FullLIow分析功能,优化而选出窗口内的最佳点,得出注射时间及温度值。
SCMODSCMOD是MOLDFLOW的表面成型软件。即用点、线来构成线框表面,为后面的有限元网络处理作准备。
FMESHFMESH是有限元网格化程序,MOLDFLOW进行二维分析,必须由FMESH完成复杂的计算及网络。调用FMESH对此电视盒表面进行处理后,便生成了有限元网格。
MFL3MFL3为MOLDFLOW的一个三维流动分析工具。它将用于分析类似缩口、不平稀流动等。MFL3会产生4个结果:填充时间、压力、温度及剪应力。以上4个变量可以同时显示于一个屏幕上,也可单独显示,还能显示数据值。
3结语由上面叙述的过程,CAD要取得实效,与标准件/常用件图库是分不开的。模具CAD,需要有模具标件库的辅助。后者能大大提高出图/设计速度。图库的建立应根据工厂实际,购买与开发并举来逐步完善与建设,就此意义上讲,D.M.E.的存在很有价值。
在CAD过程中(或传统的手工设计中),采用CAE技术会提高设计结果的可靠性,并可对结果进行优化。但任何一种CAE软件只能提供各种可能的选择最后的决定权及方案的确定,尚依赖于设计人员的专业知识。
汇荣流体(http://www.servo-valve.cn/) |