塑料成型工艺与模具设计课件作者齐晓杰5_第五章节注射模具计算机辅助设计.ppt

第五章 注射模计算机辅助设计 意义：数值计算技术的发展和计算机技术的应用，为提高模具设计与制造质量、缩短模具设计制造周期提供了有效手段。人工绘制模具结构图纸的方法被计算机绘图所取代，设计参数数据库、标准零件图形库的建立与使用，使设计速度提高；在模具制造前进行计算机模拟，可获得可行的或优化的模具结构和参数；数控设备的应用提高了模具加工的精度和效率。设计时间缩短50％，制造时间缩短30％，成本下降10％，塑料原料节约7％。 第一节 注射模计算机辅助设计概述 注射模CAD（Computer Aided Design） 主要功能是辅助完成模具零件设计、模具结构设计。软件系统以几何造型为主，能进行图形绘制；能存储大量模具标准图及标准组合资料，使计算机对模具结构需要能自动选择标准件与标准图组合；能根据塑件的形状及一定的参数自动、半自动地生成型腔和部分模具结构。 第五章 注射模计算机辅助设计 注射模CAE（Computer Aided Engineering） 注射模CAE是指模具在制造之前，对设计给定的模具结构、工艺参数进行注塑成型过程的数值模拟，以预测制品的成型质量，检查模具结构、工艺参数是否合理。CAE的主要特点是在设计阶段完成对设计方案的模拟、修改，避免直接对模具实物进行修改。 第五章 注射模计算机辅助设计 注射模CAM（Computer Aided Manufacture） 功能是在模具加工制造时尽可能减少对操作工人技能的依赖性，用正确的程序实施长时间的自动化加工。CAM的功能包括生产监督、物料管理和加工工艺的制定。注射模CAM系统在模具加工前，能对加工过程进行检查，观察加工工艺是否合理，以保证数控设备编程的正确性；在模具加工制造时，需与数控设备、加工中心等配合使用。 第五章 注射模计算机辅助设计 CAD、CAE、CAM三者的关系: 第五章 注射模计算机辅助设计 CAD/CAE/CAM集成技术在注射模中的应用，实现了从塑件设计、模具设计、模具制造和塑件成型的一体化，具体体现在：塑件的造型设计，模具中模架的选择，模腔几何形状、顶出系统的设计，应用CAD技术；塑件结构设计中的应力分析，模具结构设计中的浇注系统设计、冷却系统设计，注塑成型中以减少塑件缺陷、改善塑件质量与性能为目的的工艺条件确定、工艺参数优化等内容，应用CAE技术；模具制造中的型腔曲面加工、抛光及装配等内容应用CAM技术。 第二节 注射模CAD技术 主要内容： 注塑制品的几何造型 常用表面造型方法 模腔面形状的生成 模具结构方案设计 标准模架选择 部装图及总装图的生成 模具零件图的生成 常规计算和校核 第二节 注射模CAD技术 注射模CAD应用 ： 1．设计手册的计算机化 （1）标准件及标准模架图库 （2）注射模设计常用的参数，便于设计时的随机查阅 （3）注射模设计常用计算功能 2．几何造型功能 （1）为塑件图形的显示和输出提供信息 （2）为CAE/CAM后续数据处理提供基础数据 3．专家知识的计算机化 第三节 注射模CAE技术 意义：使设计人员避免了设计中的盲目性；使工程技术人员在模具加工前完成试模工作；使生产操作人员能预测工艺参数对制品外观和性能的影响。模具设计者和生产者利用CAE技术能有目的地修正设计方案和工艺条件，克服因经验少、工作疏漏造成地不良后果，集中精力进行新产品、新工艺的研究，以适应日益激烈的市场竞争环境。 第三节 注射模CAE技术 常见注射模CAE软件结构图： 第三节 注射模CAE技术 注射模CAE内容： 1.流动模拟 ：流动模拟的目的是预测塑料熔体流经流道、浇口、充填型腔的过程，计算流道、浇口及型腔内的压力场、温度场、速度场，剪切应变率分布以及剪切应力分布，并将这些结果以图表、等值线、阴影图等形式显示，供设计人员分析、评价模具设计参数和注塑成型工艺条件。通过流动模拟，可帮助设计人员优化注塑成型工艺参数，确定合理的浇口、浇道数目和位置，预测所需的注射压力及锁模力，并发现可能出现的注射不足、热降解、不合理的熔接线位置等缺陷。 注射模CAE内容： 2.保压分析 ：保压模拟的目的是预测保压过程中型腔内熔体的压力场、温度场、密度分布和剪切应力分布等，帮助设计人员确定合理的保压压力和保压时间，改进浇口设计，以减少型腔内熔体体积收缩的变化。 3.冷却分析：对注射模具的热交换效率和冷却系统的设计方案进行模拟，从而获得制品表面温度分布、热流量分布，冷却回路的热交换率及最早冷却时间等数据，帮助设计人员确定冷却时间、冷却管路布置及冷却介质的流速、温度等冷却工艺参数，使型腔表面的温度尽可能均匀。 注射模CAE内容： 4.结晶、取向分析:模拟塑料熔体在