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模具CAD/CAE综合设计
课程名称:模具CAD/CAM综合设计
学院:机械工程学院专业:材料成型及控制工程
姓名:学号:
年级:任课教师:
2011年12月
设计目的
综合设计是在学完全部基础课、专业基础课和专业课并进行生产实习之后
的最后一个教学环节。通过综合设计应达到如下目的:
1、运用本专业所学课程的理论和生产实践知识,应用CAD/CAE系统与方法
进行模具设计工作的实际训练,从而培养和提高学生独立工作的能力。
2、掌握模具设计基本技能如结构设计及计算、查阅设计资料和手册,熟悉
模具标准及其它有关的标准和规范并在模具设计中加以贯彻。
3、巩固与扩充各门专业课所学内容,掌握模具CAD/CAE设计方法和步骤
一、塑件分析与CAD建模
1.分析塑件设计要求:
塑件的材料为ABS,ABS塑料具有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒
性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性,具有“硬、韧、刚”的综合力学性
能,是一种加工性能优良的热塑性塑料采用该种塑料能满足一般塑料制品的使
用性能,因此可以用ABS塑料来成型制造该塑件。
塑件采用的材料为ABS,采用一般精度等级为4级,尺寸的公差根据该精
度等级查表获得。由于在该精度等级下基本尺寸大于250mm的尺寸公差取一位
小数,基本尺寸小于250mm的尺寸公差取两位小数,而经测量后塑件的尺寸为
四位小数,因此在建模时要对塑件的尺寸进行调整折合再建模。否则将无法满足
注塑成型的精度要求。
一般塑件所要求的表面粗糙度不是很高,且一般模具的成型表面的表面粗糙
度要比塑件的表面粗糙度值低一级。因此模具注塑成型应该能够满足塑件的表面
质量要求的。
塑件上有三个通孔,并没有复杂的侧凹或者侧凸,这种结构完全可以用注塑
成型来成形,而且没有侧抽芯机构,由此看出模具的结构也不是很复杂,只能算
是一般的模具结构且没有侧抽芯机构,因此由模具结构来考虑的话此塑件采用注
塑成型是可行的。另外塑件的要求不是很高,模具材料采用一般的模具钢即可,
因此模具的材料是可以满足该塑件的注塑成型要求的。
2、塑件CAD建模与工程制图
1)、打开UGNX软件利用UGNX环境下的测量工具测量出塑件各段圆
,
弧的半径、圆孔的半径、塑件厚度以及相关角度,根据测量所得的数据,进行三
维建模,画出基本的曲线后进过快速修剪而获得草图如下所示
草图建完后的第一次拉伸
第二次拉伸
将上两次拉伸得到的三维模型进行求和
第三次拉伸
将模型进行求差
完成建模,三维图如图所示
二、塑件注塑成形CAE分析与模拟
应用专业模流分析系统Moldflow进行零件成形过程模拟分析,通过模型的
有限元网格划分、材料特性设置、工艺参数设置等前处理,经过分析后可依据
结果提出主要质量缺陷预测,包括翘曲、收缩、气穴、熔接痕等,并以此提出
工艺与模具结构设计方案。
1.有限元网格划分,依据分析准确度与计算机计算能力确定网格数量(网格数
量6000以上)
(1)导入模型:新建一个名为liu的工程,然后选择文件/输入选择.igs格式的文
件part1.igs,然后点击打开。
(2)划分网格:选择划分网格按钮,在工具栏上,设计全局网格
边长为4mm(使得网格数超过6000),然后点击立即划分网格。
2.网格缺陷诊断,修复相关大纵横比,自由边、重叠单元等,直至满足分析需求
(以能够顺利分析,不提示分析错误为准);
(1)网格统计:选择网格统计,从统计结果看到无自由边、交叉边、重叠单元
等,但最大纵横比为6.105,大于6,需要修改最大纵横比。
(2)修改纵横比:
1)自动修复。选择菜单栏的网格/网格修复向导命令进行自动修复。
2)手动修复。选择纵横比诊断按钮,点击显示,根据诊断出来的结果采用合并
节点修改纵横比比较大的三角形单元,直到纵横比小于6为止
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