材料成型CADCAE综合实践报告.doc

目 录 1 中文摘要 2 2 引 言 2 3 实验目的 2 4 实验平台简介 2 5 实物零件简介及设计要求 3 6 CAD组件设计 3 7 底座下壳CAE分析及讨论 5 ①前处理 5 ②浇口位置、成型窗口分析 5 ③方案一 5 ④方案二 7 ⑤方案三 8 ⑥DOE分析 9 ⑦分析总结 10 ⑧分析总结 10 8 Proe、EMX模具设计 10 9 CAM模具制造 12 ①2D挖槽 12 ②曲面加工 12 ③钻孔加工 13 10 总结 13 11 参考文献： 14 1 中文摘要 本实验通过对外壳进行CAD建模，主要包括实体建模、曲面建模和装配，所用的平台为Pro/E。然后将建立好的CAD模型导入到CAE分析软件中进行成型分析。CAE分析主要包括填充、保压、翘曲等，所用的分析软件为Moldflow2012。通过分析预测其在成型过程中可能出现的缺陷，运用现有专业知识分析成型过程产生缺陷的原因，并通过调整成型工艺来减少缺陷，并应用CAE分析所得的数据作为设计模具的依据，运用EMX创建产品模具图。最后通过MasterCAM模拟模具加工过程，并生成数控加工代码。 关键词：台灯外壳、CAD、CAE、CAM、缺陷 2 引 言 21世纪随着PC的普及和应用，CAE技术也得到了飞速发展。CAE技术被广泛地用于日常生活和生产实践中。此项技术在生产中的应用，大大减少了劳动力的投入，同时也节约了生产成本，因此，CAE技术得到了越来越多的重视。与此同时CAM技术也突飞猛进，由于其加工进度高，易于实现自动化生产，因而逐渐代替了传统的加工技术。本实验通过对台灯外壳进行CAD建模，然后进行CAE分析，通过所得结果，调整工艺方案，从而优化生产。并利用分析所得的工艺参数进行模具设计，最后进行计算机模拟模具的加工制造。整个实验包括了台灯外壳CAD、CAE、CAM全过程。 3 实验目的 通过对台灯壳体进行CAD三维建模，然后进行成形分析，利用分析所得的工艺参数进行模具设计，最后模拟模具的数控加工过程。其中CAD主要包括实体特征的建立、曲面特征的创建、零件装配、模具体积块的创建、EMX模具设计；CAE部分主要包括MOLDFLOW的初步应用，可对底壳进行充填、保压、冷却、分子取向、翘曲、浇口位置等分析，预测可能出现的缺陷，并分析原因，提出解决办法，再以实验来验证所提出解决办法的可行性；CAM部分包括模具型腔的模拟加工、数控代码的生成等 4 实验平台简介 Pro/Engineer 5.0：Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。 Autodesk Moldflow Insight 2012：Autodesk Moldflow仿真软件具有注塑成型仿真工具，能够帮助验证和优化塑料零件、注塑模具和注塑成型流程。该软件能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。从薄壁零件到厚壁、坚固的零件，Autodesk Moldflow的几何图形支持可以帮助用户在最终设计决策前试验假定方案。 Mastercam：是美国CNC Software Inc.公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身。它具有方便直观的几何造型 Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。 EMX： Expert Moldbase extension，模具专家系统扩展，是PROE软件的模具设计外挂，是PTC公司合作伙伴BUW公司的产品。EMX可以使设计师直接调用公司的模架，节省模具设计开发周期，节约成本，减少工作量。 5 实物零件简介及设计要求 本实验所用的零件为台灯外壳，主要包括底座下壳、底座上壳、支架、灯罩上壳、灯罩下壳，灯管等，实物图如右图所示 6 CAD组件设计 如图所示图为所创建的CAD模型图,具体请参见源文件（文件夹taideng） 7 底座下壳CAE分析及讨论 ①前处理 对模型进行处理，去掉一些倒角，以便缩短分析时间同时对结果影响不大。网格采用双层面网格，边长为3mm。冷却水道的网格为圆柱状长度为15mm。网格经修改过后，无相交重叠单元，无配向不正确单元，连通性良好，修改后的参数如下 ②浇口位置、成型窗口分析 由浇口位置分析可得建议的交口位置在节点10871附近，然后将浇口设置在节点10871进行成型窗口分析，得出：推荐模具温度65