塑料托盤注塑模具設計的關鍵技術
近20年(nian)用(yong)以,塑料(liao)行業發(fa)展(zhan)迅速。早(zao)在七年(nian)后,塑料(liao)的(de)年(nian)產(chan)量就超過了鋼(gang)鐵(tie)和(he)有(you)色金屬(shu)的(de)年(nian)總產(chan)量。塑料(liao)托(tuo)盤廣泛應用于汽(qi)車、機電、儀(yi)器(qi)儀(yi)表、航空航天等(deng)國家(jia)支柱產(chan)業以及與人民生(sheng)活相關的(de)各個領域。雖然塑料制品的(de)成(cheng)型(xing)方法(fa)(fa)很多,但主要的(de)方法(fa)(fa)是注(zhu)射成(cheng)型(xing)。世(shi)界塑料成(cheng)型(xing)模具產(chan)量(liang)的(de)一半左右是注(zhu)塑成(cheng)型(xing)
隨著塑料制品(pin)復雜度(du)和(he)精度(du)要(yao)求的(de)提高以及生產周期的(de)縮(suo)短(duan),傳統(tong)的(de)以經驗為主的(de)模具設(she)計方法已不能滿足市場的(de)要(yao)求。在大型(xing)復雜和(he)小型(xing)精密注(zhu)塑模具方面(mian),中(zhong)國(guo)還(huan)需要(yao)從國(guo)外進口模具
2、關鍵(jian)技(ji)術(shu)和實(shi)用功(gong)能
1。將中(zhong)心層模型(xing)替換為三維(wei)實(shi)體模型(xing)
傳統塑料托盤注塑模(mo)擬軟(ruan)件之(zhi)中(zhong)基于產(chan)品的(de)中(zhong)心(xin)(xin)層模(mo)型。用戶首(shou)先將(jiang)薄(bo)壁塑料制品抽象成(cheng)近似的(de)平面(mian)(mian)和表面(mian)(mian),稱為中(zhong)心(xin)(xin)層。在這(zhe)些(xie)中(zhong)心(xin)(xin)層之(zhi)上生成(cheng)二(er)維(wei)平面(mian)(mian)三(san)角形網(wang)格,使用這(zhe)些(xie)二(er)維(wei)平面(mian)(mian)三(san)角形網(wang)格進行有限(xian)元計(ji)算,并在下方平面(mian)(mian)之(zhi)上顯示最終分析結果。注塑產(chan)品模(mo)型大多采用三(san)維(wei)實(shi)體模(mo)型。由(you)于兩個模(mo)型間的(de)不一致(zhi)性,二(er)次建模(mo)是不可(ke)避免的(de)。然而,由(you)于注塑制品形狀復雜多樣,很難(nan)從三(san)維(wei)實(shi)體之(zhi)中(zhong)提(ti)取中(zhong)心(xin)(xin)層,提(ti)取過程非常繁瑣和耗時。因此,設計(ji)人員對仿(fang)真軟(ruan)件的(de)困難(nan)感到恐(kong)懼(ju),這(zhe)已成(cheng)為注射成(cheng)型仿(fang)真軟(ruan)件
HsCAE-3D廣泛應用的(de)(de)(de)瓶頸,HsCAE-3D主(zhu)要接受三(san)維(wei)實(shi)體(ti)曲面(mian)模(mo)型(xing)的(de)(de)(de)STL文(wen)件(jian)(jian)(jian)格(ge)式。目前主(zhu)流的(de)(de)(de)CADCAM系(xi)統(tong),如UG、ProEngineer、CATIA、SolidWorks等,都能輸(shu)出高質量的(de)(de)(de)STL格(ge)式文(wen)件(jian)(jian)(jian)。換(huan)句(ju)話說,用戶可以在任(ren)何(he)(he)商業(ye)化CADCAE系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)幫助下生(sheng)成所(suo)需產品的(de)(de)(de)三(san)維(wei)幾何(he)(he)模(mo)型(xing)的(de)(de)(de)STL格(ge)式文(wen)件(jian)(jian)(jian)。HsCAE 3D可以自(zi)動(dong)將STL文(wen)件(jian)(jian)(jian)轉(zhuan)換(huan)為有限元網格(ge)模(mo)型(xing),通(tong)過(guo)曲面(mian)匹(pi)配和(he)引(yin)入新的(de)(de)(de)邊界條件(jian)(jian)(jian),保(bao)證相應曲面(mian)的(de)(de)(de)協調(diao)流動(dong),實(shi)現基(ji)于三(san)維(wei)實(shi)體(ti)模(mo)型(xing)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)析,并顯(xian)示(shi)(shi)三(san)維(wei)分(fen)(fen)析結果,消(xiao)除了(le)(le)中(zhong)心(xin)層仿真(zhen)技術(shu)中(zhong)先抽象中(zhong)心(xin)層再生(sheng)成網格(ge)的(de)(de)(de)復雜步驟,突破(po)了(le)(le)仿真(zhen)系(xi)統(tong)推(tui)廣應用的(de)(de)(de)瓶頸,大(da)大(da)減輕了(le)(le)用戶建模(mo)負擔,降低了(le)(le)對用戶的(de)(de)(de)技術(shu)要求,并將用戶的(de)(de)(de)培訓時間從過(guo)去(qu)幾周縮短到幾個(ge)小(xiao)時。圖1顯(xian)示(shi)(shi)了(le)(le)基(ji)于中(zhong)心(xin)層模(mo)型(xing)和(he)三(san)維(wei)實(shi)體(ti)表面(mian)模(mo)型(xing)的(de)(de)(de)流動(dong)分(fen)(fen)析和(he)模(mo)擬(ni)的(de)(de)(de)比較。
2.有限元、有限差(cha)分和體(ti)積控制方(fang)法的綜合應用
塑料托盤是薄壁制品。產品在厚度方向之上的尺寸遠小于其他兩個方向之上的尺寸,并且厚度方向之上的溫度等物理量變化非常大。如果采用簡單的有限元或有限差分法,分析時間會過長,無法滿足模具設計和制造的實際需要。我們在流動平面之上采用有限元法,在厚度方向之上采用有限差分法,分別建立和求解與流動平面和厚度方向尺寸相對應的網格。在保證計算精度的前提之下,計算速度滿足工程需要,采用控制體積法求解成形中的移動邊界問題。對于具有不同上下對應表面的產品,可將其劃分為體積的兩部分,并形成各自的控制方程。這兩個部分的協調可以通過連接處的插值和比較來保證
3。數值(zhi)計算與人工智能技術的(de)結合
注塑塑料托盤工(gong)藝(yi)(yi)參(can)數(shu)的(de)(de)(de)(de)優(you)化(hua)(hua)一直是(shi)模具(ju)設計人(ren)員關注(zhu)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題。傳(chuan)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)CAE軟件(jian)(jian)(jian)雖然可以在(zai)計算機之(zhi)上模擬(ni)特(te)定工(gong)藝(yi)(yi)條(tiao)件(jian)(jian)(jian)之(zhi)下的(de)(de)(de)(de)注(zhu)塑(su)成型過程,但不(bu)(bu)能(neng)自動(dong)優(you)化(hua)(hua)工(gong)藝(yi)(yi)參(can)數(shu)。CAE軟件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)用(yong)戶必須為多個CAE分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)設置不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)條(tiao)件(jian)(jian)(jian),并(bing)結(jie)(jie)合(he)實際經驗(yan)對(dui)各種方(fang)案進行比較,以獲得更(geng)滿意的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)方(fang)案。同時,在(zai)對(dui)零件(jian)(jian)(jian)進行CAE分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)之(zhi)后,系(xi)統(tong)(tong)(tong)將(jiang)生(sheng)成大(da)量(liang)關于方(fang)案的(de)(de)(de)(de)信(xin)息&40;產品、工(gong)藝(yi)(yi)條(tiao)件(jian)(jian)(jian)、分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)結(jie)(jie)果(guo)等;,分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)結(jie)(jie)果(guo)通(tong)常以各種數(shu)據字段的(de)(de)(de)(de)形式(shi)出現,這要求用(yong)戶具(ju)有(you)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)和(he)理解CAE分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)結(jie)(jie)果(guo)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力。因此,傳(chuan)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)CAE軟件(jian)(jian)(jian)是(shi)一種被(bei)動(dong)的(de)(de)(de)(de)計算工(gong)具(ju),不(bu)(bu)能(neng)為用(yong)戶提供直觀有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)工(gong)程結(jie)(jie)論。對(dui)軟件(jian)(jian)(jian)用(yong)戶的(de)(de)(de)(de)要求過高,影(ying)響了CAE系(xi)統(tong)(tong)(tong)在(zai)更(geng)大(da)范圍之(zhi)內的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)和(he)推(tui)廣。針對(dui)上述不(bu)(bu)足,HsCAE 3D軟件(jian)(jian)(jian)在(zai)原(yuan)有(you)CAE系(xi)統(tong)(tong)(tong)精(jing)確計算功能(neng)的(de)(de)(de)(de)基礎之(zhi)上,將(jiang)知識(shi)工(gong)程技術(shu)(shu)引入到系(xi)統(tong)(tong)(tong)開(kai)發之(zhi)中,利(li)用(yong)人(ren)工(gong)智能(neng)的(de)(de)(de)(de)思(si)維和(he)推(tui)理能(neng)力,代替用(yong)戶完(wan)成對(dui)大(da)量(liang)信(xin)息的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)和(he)處理,并(bing)直接提供指導性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)過程結(jie)(jie)論和(he)建議,有(you)效(xiao)解決了CAE系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)復(fu)雜性(xing)(xing)與(yu)(yu)(yu)用(yong)戶需(xu)求的(de)(de)(de)(de)簡單性(xing)(xing)間的(de)(de)(de)(de)矛盾,縮短(duan)了CAE系(xi)統(tong)(tong)(tong)與(yu)(yu)(yu)用(yong)戶間的(de)(de)(de)(de)距離,將(jiang)仿(fang)真(zhen)軟件(jian)(jian)(jian)從(cong)傳(chuan)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)“被(bei)動(dong)”計算工(gong)具(ju)提升到“主動(dong)”優(you)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)(tong)(tong)。HsCAE 3D系(xi)統(tong)(tong)(tong)主要將(jiang)人(ren)工(gong)智能(neng)技術(shu)(shu)應(ying)用(yong)于初始工(gong)藝(yi)(yi)方(fang)案設計、CAE分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)結(jie)(jie)果(guo)的(de)(de)(de)(de)解釋與(yu)(yu)(yu)評價、分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)案的(de)(de)(de)(de)改進與(yu)(yu)(yu)優(you)化(hua)(hua)
3、知識仿(fang)真(zhen)系統之(zhi)中使用的主(zhu)要(yao)優化方法(fa):
第一次(ci)模(mo)(mo)擬考試(shi)(shi)就是(shi)第一次(ci)模(mo)(mo)擬考試(shi)(shi)。4.圓(yuan)筒圓(yuan)筒系統(tong)(tong)一般采用(yong)產品和轉(zhuan)輪系統(tong)(tong)的三維(wei)流動(dong)和保壓綜合分析(xi)。產品為三角形(xing)單位(wei)。HSCAE 3D系統(tong)(tong)通(tong)過半解(jie)(jie)析(xi)方法解(jie)(jie)決了混合單元(yuan)的集成問(wen)(wen)題(ti)(ti)。這樣,HSCAE 3D系統(tong)(tong)不僅可以分析(xi)單個模(mo)(mo)具的大(da)(da)型復雜(za)產品,還可以分析(xi)小型多精度產品。該系統(tong)(tong)的應用(yong)范(fan)圍大(da)(da)大(da)(da)拓寬。目前,世界之上第一個先(xian)進的HSCAE三維(wei)系統(tong)(tong)模(mo)(mo)擬考試(shi)(shi)軟(ruan)件,可以分析(xi)多腔的流動(dong)平(ping)衡問(wen)(wen)題(ti)(ti)。
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