CAE技术模具设计的一把利器车灯模具封盖机铝基板网格布机械表Tx

CAE技术：模具设计的一把利器

在挤压模具及工艺设计中的应用

在体积成形工艺虚拟试模中，用得比较多的是Deform软件，Deform是一套基於有限元的工艺仿真系统，用於分中国农业科学院严昌荣教授表示：“由于普通地膜的主要成分是聚乙烯(PE)析金属成形及其相关工业的各种成形工艺。通过在电脑上类比整个加工过程，指导工程师和设计人员设计模具，减少昂贵的现场试模成本，从而提高工模具设计效率，降低生产和材料成本，缩短新产品的研究开发周期。锻造、拉深、挤压、轧制、旋压等多种塑性成形工艺都可以在电脑上进行虚拟试模，并且还可以进行模具应力、弹性变形及破损分析。

在挤压工艺模具设计过程中，可以借助CAE仿真技术实现挤压工艺的制以便我们根据您的实际情况选择合适您的产品!定以及关键模具尺寸的设计。图1至图3是某产品的正挤、正反复合挤、反挤工艺的模拟计算结果。通过运用CAE技术对原有工艺及模具进行优化设计，取得了良好的效果。

图1 正挤模拟过程结束时的等效应变

图2 正反复合挤结束时的等效应力分布

图3 反挤结束时的等效应变应毛巾架力分布图

在冲模设计中的应用

在板料成形虚拟试模中，Dynaform用得较多。Dynaform方便易用且包含许多自动功能，可以方便地解决最复杂的成形问题。Dynaform包含完整的CAD、前处理功能、分析功能及後处理功能。Dynaform支持Windows、LINUX及UNIX操作系统，为用户提供了一套功能齐全且价格低廉的解决方案。运用CAE技术模拟冲压成形过程来指导模具设计，可以大大节省试模成本，提高模具设计质量。

在冲模设计中，同样可以借助CAE仿真技术实现对工艺及排除测力活塞故障模具结构的改进与优化。图4为利用冲压工艺生产的犬用便器某飞机零件。如图5所示，通过对原有成形工艺的CAE仿真可以发现，材料局部区域没有充分拉伸，而另外的区域却严重减薄，导致成形件出现明显品质问题。

图4 飞机零件模具示意图

图5 初试设计的冲压缺陷

针对这些成形缺陷，通过修改模具结构，在适当位置布置拉延筋改变局部材料流动，从而使材料流动趋於均匀，消除了成形缺陷。图6和图7就是修改模具结构後的分析结果，基本上达到了比较理想的状态。

图6最终设计的产品减薄率

图7成形极限图

利用Dynaform软件虚拟试模，能大大降低模具设计开发过程中的试模时间与费用。它能预测板料在成形过程中的成形性能，如拉裂、起皱、减薄、压痕及回弹现象，从而对模具设计提供指导。

在注塑模具设计中的应用

在注塑CAE技术中，目前用得比较多的是Moldflow公司的MPI（Moldflow Plastics Insight）。该软件可以模拟整个注塑成型过程，优化制件设计、模具设计和注塑成型过程，进行塑料流动模拟和热塑性塑料填充和保压过程模拟。同时可以优化最佳浇口位置，进行成型参数优化和流道平衡等，甚至还可以模拟压力控制和体积控制的气体辅助注塑成型过程。

在注塑模具设计中，同样可以借助CAE仿真技术实现对工艺及模具结构的改进与优化。图8至图10是CAE技术在指导塑料产品和模具设计中的应用。图8是产品的初始设计，通过CAE仿真技术计铝箔垫片算产品Z方向的变形量为18.8mm，通过调整工艺和模具结构，变形量能降低3mm，始终很难明显的降低变形量。最後通过更改产品的设计，变形量得到了明显的降低，更改产品後，Z方向的最大变形量为7.1mm，这样的结检测器果用户基本上能够接受。图9是更改後的产品结构图，在产品的背面增加了肋条。图10、图11是产品更改前後的变形量。

图8产品的初始设计 图9产品更改後的设计

图10初始产品的变形量图 图11产品更改後的变形量

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