UG-CAE技术在塑料模具设计实例中的应用.pdfVIP

UG-CAE技术在塑料模具设计实例中的应用--第1页

UG-CAE技术在塑料模具设计实例中的应用

摘要：在当今生产力迅速发展的社会中，模具工业逐渐成为国民经济中的重要

基础工业之一，在工业生产中备受重视。传统塑料模具设计和制造方式开发的时

间长，成本高。而计算机辅助设计、分析（CAD/CAE）技术能够有效的分析和解

决设计中存在的缺陷，提高试模的成功率，节省模具的设计时间，提高模具质量，

有效的节约了设计模具的成本。本文根据UG的特点以及在模具设计上的应用，

利用UG软件中CAE技术对塑料模具设计进行一定的研究。

关键词：塑料模具；模具设计；CAD；CAE

由于传统注塑模具设计和制造方式主要是靠设计人员和工作人员的经验，模

具设计的正确性、合理性只有通过反复的试模才能知道。工作人员只有通过不断

地修复模具才能改正模具的缺陷[1]。这种情况下模具的质量既得不到保证，而且

大大的延长了模具开发的时间，增加了成本。而计算机辅助设计、分析

（CAD/CAE）技术的出现能让设计人员在计算机上对模具方案进行分析和模拟，

能够有效的分析和解决设计中存在的缺陷，提高试模的成功率，节省模具的设计

时间，提高模具质量，有效的节约了设计模具的成本。CAD/CAE的技术在模具设

计与制造中的应用能够提高模具的质量和设计水平，有效的促进了我国模具业的

发展。

1.UG软件中CAE模块简介

UG软件里的CAE主要包含模流分析、运动仿真、项目工程、结构工程等[2]。

UG中并不自带MOLDFLOW，需要的话要求自行下载，并安装到UG的目录下，

就可以进行使用。

相CAE关技术的研究起始于20世纪50年代中期，CAE相关软件出现于70年

代初期，直到80年代CAE软件在才基本成熟，被广泛应用。目前，CAE软件发

展速度很快，逐渐开始进入商品化发展阶段，它的理论和算法也越来越成熟，已

成为机械、电子、航空、航天等重要领域工程中不可或缺的数值计算工具，同时

也是分析各种成型问题的一种重要手段。前后处理是CAE软件实现与CAD、CAM

等软件无缝集成的关键性软件成份；它们通过增设与相关软件（如Pro/E、CADDS、

UG、Solidedge以及Solidworks、MDT等软件）的接口数据模块，实现有效的集成；

通过增加面向行业的数据处理和优化算法模块，实现特定行业的有效应用。CAE

软件对工程和产品的分析、模拟能力，主要决定于单元库和材料库的丰富和完善

程度。一个CAE软件的计算效率和计算结果的精度，主要决定于解法库；特别是

在并行计算机环境下运行，先进高效的求解演算法与常规的求解算法，在计算效

率上可能有几倍、几十倍，甚至几百倍的差异[3]。

2.CAE在塑件设计的应用

以下几个问题是我们在进行塑件设计中常遇到的问题：

（1）塑件能否被注满。这是注塑成型中遇到的最基本的问题，特别是一些大

型塑件，这个问题尤显著。利用CAE分析，可以提前预测到塑件可能出现注不满

的现象，根据具体情况，提前更改相关参数，提高设计效率[4]。

（2）塑件的最小壁厚。在满足塑件的使用功能的基础上，尽量采用最小壁厚，

这样不仅大大降低塑件的材料成本，还能避免塑件中气泡的产生，也减少了塑料

冷却的时间，从而提高塑件的生产效率，降低生产成本。利用CAE技术分析，找

出满足使用功能和满足注塑过程的最小壁厚，节约成本[5]。

（3）浇口位置。浇口位置的选择，对整个注塑过程有很大的影响。随着塑件

UG-CAE技术在塑料模具设计实例中的应用--第1页

UG-CAE技术在塑料模具设计实例中的应用--第2页

越来越复杂化，仅凭设计者经验来选择浇口位置很难达到要求，采