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    汽車(chē)零件注塑模具的CAE分析及設(shè)計(jì)研究

    2018-09-27 09:32:42劉世能
    海峽科技與產(chǎn)業(yè) 2018年4期
    關(guān)鍵詞:汽車(chē)零件設(shè)計(jì)

    劉世能

    摘要:新時(shí)期我國(guó)汽車(chē)制造行業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提升,對(duì)汽車(chē)零件性能優(yōu)化產(chǎn)生了積極的影響。在此背景下,為了確保汽車(chē)零件注塑模具的應(yīng)用有效性,增強(qiáng)其實(shí)踐應(yīng)用效果,則需要注重其CAE分析與設(shè)計(jì),積極開(kāi)展與之相關(guān)的研究工作。基于此,本文就汽車(chē)零件注塑模具的CAE分析及設(shè)計(jì)展開(kāi)論述。

    關(guān)鍵詞:汽車(chē)零件;注塑模具;CAE;設(shè)計(jì);生產(chǎn)水平

    中圖分類(lèi)號(hào):u463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:HTA

    注重汽車(chē)零件注塑模具的CAE分析及設(shè)計(jì)研究,有利于保持這類(lèi)模具應(yīng)用過(guò)程中良好的功能特性,確保汽車(chē)零件注塑模具的應(yīng)用有效性,從而為汽車(chē)制造行業(yè)生產(chǎn)效率提高提供保障。因此,需要結(jié)合汽車(chē)零件注塑模具的實(shí)際情況,在其分析中引入CAE并加以使用,且在有效設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方式等要素的支持下,完善這類(lèi)模具設(shè)計(jì)方案,促使汽車(chē)零件注塑模具實(shí)踐應(yīng)用中能夠達(dá)到預(yù)期效果。

    1 實(shí)踐中的流體數(shù)學(xué)物理模型構(gòu)建

    所謂的CAE,是計(jì)算機(jī)輔助工程的簡(jiǎn)稱(chēng),應(yīng)用過(guò)程中能夠把工程的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)地組織起來(lái)。在CAE技術(shù)的支持下,實(shí)現(xiàn)了相關(guān)信息的集成,并使集成后的信息能夠在工程的整個(gè)生命周期中發(fā)揮出應(yīng)有的作用。實(shí)踐中若使用了CAE技術(shù),則需要了解與之相關(guān)的內(nèi)容。這些內(nèi)容包括:(1) CAE技術(shù)作用下的有限元法主要對(duì)象是零件級(jí),包括結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度分析、非線性和熱場(chǎng)計(jì)算等內(nèi)容;(2) CAE技術(shù)作用下的仿真技術(shù)主要對(duì)象是分系統(tǒng)或系統(tǒng),包括虛擬樣機(jī)、流場(chǎng)計(jì)算和電磁場(chǎng)計(jì)算等內(nèi)容;(3) CAE作用下的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要對(duì)象是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)[1]。

    基于CAE的汽車(chē)零件注塑模具分析,為了發(fā)揮出CAE技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),并得到理想的分析結(jié)果,則需要注重流體數(shù)學(xué)物理模型的構(gòu)建。在這類(lèi)模型的作用下,能夠?yàn)槠?chē)零件注塑模具設(shè)計(jì)工作開(kāi)展打下基礎(chǔ),并體現(xiàn)出這類(lèi)模具設(shè)計(jì)中的物質(zhì)、能量的守恒,確保其設(shè)計(jì)方案應(yīng)用中的合理科學(xué)性。在構(gòu)建汽車(chē)零件注塑模具流體模型的過(guò)程中,需要加強(qiáng)CAE技術(shù)使用,且在流體數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)理論知識(shí)、豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等要素的配合作用下,確保該模型構(gòu)建有效性,進(jìn)而使人們能夠提高對(duì)汽車(chē)零件注塑模具的正確認(rèn)識(shí)[2] 。

    2 實(shí)踐中的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化

    在對(duì)汽車(chē)零件注塑模具進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),為了得到理想的設(shè)計(jì)方案,則需要關(guān)注澆鑄系統(tǒng)。該系統(tǒng)是對(duì)流道進(jìn)行的完善重要步驟,是連接模具注塑流道與型腔之間的通道,對(duì)于產(chǎn)品成型質(zhì)量有著直接的影響。實(shí)踐中在進(jìn)行澆鑄系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí),需要考慮產(chǎn)品質(zhì)量可靠性方面的要求,并開(kāi)展相應(yīng)的研究工作,使得這類(lèi)系統(tǒng)作用下的注塑模具設(shè)計(jì)更具科學(xué)性,且能使實(shí)踐過(guò)程中的汽車(chē)零件模具能夠具有良好的功能特性,從而提升其應(yīng)用價(jià)值,降低其應(yīng)用中的問(wèn)題發(fā)生率。在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)做到:(1)設(shè)計(jì)中應(yīng)合理調(diào)整流道尺寸,從而滿足澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求;(2)為了降低澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本,避免對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響,則應(yīng)重視CAE技術(shù)使用,確保澆注系統(tǒng)應(yīng)用中的性能可靠性;(3)汽車(chē)零件注塑模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也應(yīng)考慮與該系統(tǒng)相關(guān)的主流道、分流道、冷料井等組成部分的功能特性,并通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程的嚴(yán)格把控,從而提高其設(shè)計(jì)質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上,能夠?yàn)槠?chē)零件注塑模具質(zhì)量可靠性增強(qiáng)提供保障[3]。

    澆鑄系統(tǒng)設(shè)計(jì)中進(jìn)行流道尺寸調(diào)整時(shí),為了實(shí)現(xiàn)對(duì)其中產(chǎn)生成本費(fèi)用的有效控制,并滿足注塑模具質(zhì)量方面的要求,則應(yīng)加強(qiáng)CAE技術(shù)使用,滿足澆鑄系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)要求。在此期間,需要設(shè)計(jì)人員借助CAE技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),對(duì)澆鑄系統(tǒng)設(shè)計(jì)中分流道的最佳尺寸進(jìn)行分析,從而滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。同時(shí),基于CAE的澆鑄系統(tǒng)設(shè)計(jì),有利于簡(jiǎn)化其設(shè)計(jì)流程,使得汽車(chē)零件注塑模具澆鑄系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平能夠逐漸提升,并提高注塑模具質(zhì)量。

    3 實(shí)踐中分流道設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

    通過(guò)對(duì)CAE技術(shù)的合理運(yùn)用,在分流道設(shè)計(jì)工作開(kāi)展中,為了降低其設(shè)計(jì)問(wèn)題發(fā)生率,則需要明確其中的注意事項(xiàng)。具體包括:(1)在汽車(chē)零件注塑模具成型的過(guò)程中,需要控制好分流道的截面積,使其分布更加緊湊,并保持合理的間距;(2)在滿足設(shè)計(jì)合理性要求的前提條件下,需要控制好分流道長(zhǎng)度,并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)整體布局的考慮,處理好分流道設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問(wèn)題,從而完善其設(shè)計(jì)方案,給予汽車(chē)零件注塑模具設(shè)計(jì)水平提升必要的支持Ⅲ。

    4 實(shí)踐中的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    4.1 實(shí)踐中的冷卻分析作用

    在汽車(chē)零件注塑模具CAE分析及設(shè)計(jì)工作開(kāi)展中,為了確保其中的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理性,則需要了解實(shí)踐中的冷卻分析作用。具體包括:(1)結(jié)合冷熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,在CAE的支持下進(jìn)行冷卻分析,能夠在專(zhuān)業(yè)軟件的作用下對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行傳熱模擬分析,從而為設(shè)計(jì)人員的具體工作開(kāi)展提供參考信息;(2)通過(guò)對(duì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的有效分析,能夠?qū)@類(lèi)系統(tǒng)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié),并在CAE分析方式的配合作用下,得到所需的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,促使該系統(tǒng)應(yīng)用中能夠處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài),避免對(duì)汽車(chē)零件注塑模具成型質(zhì)量造成影響:(3)基于CAE的冷卻系統(tǒng)分析,能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的數(shù)值進(jìn)行模擬,使得冷卻系統(tǒng)布局過(guò)程中能夠得到所需的工藝參數(shù),滿足系統(tǒng)布局不斷優(yōu)化要求,使得冷卻系統(tǒng)注塑更加均衡。同時(shí),CAE作用下的冷卻系統(tǒng)分析,也有利于實(shí)現(xiàn)冷卻回路的科學(xué)設(shè)置,縮短其設(shè)計(jì)周期[5]。

    4.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

    (1)為了避免對(duì)汽車(chē)零件注塑模具質(zhì)量造成影響,并保持冷卻系統(tǒng)運(yùn)行中良好的冷卻效果,則需要在其設(shè)計(jì)中注重冷卻管道的合理布局,并在CAE的支持下,確定最佳的管道路徑。同時(shí),冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視規(guī)格相同的管使用,并確保水孔型腔距離相同,使得冷卻系統(tǒng)運(yùn)行中能夠在澆口附近進(jìn)行冷卻,進(jìn)而保持注塑模具良好的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

    (2)基于CAE的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì),需要在Moldflow軟件的支持下,完善該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,并通過(guò)對(duì)傳熱學(xué)方面對(duì)冷卻系統(tǒng)規(guī)定要求的考慮,控制好該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。同時(shí),設(shè)計(jì)過(guò)程中也應(yīng)考慮塑件翹曲變形,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)零件注塑模具質(zhì)量的科學(xué)評(píng)估,保持這類(lèi)模具良好的設(shè)計(jì)狀況。

    5 結(jié)語(yǔ)

    綜上所述,CAE,能夠?yàn)槠?chē)零件注塑模具性能優(yōu)化提供保障,并為其設(shè)計(jì)方案的形成提供所需的參考信息。因此,在未來(lái)汽車(chē)零件注塑模具實(shí)踐過(guò)程中相關(guān)人員應(yīng)在了解其功能特性的基礎(chǔ)上,重視CAE的合理使用,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)這類(lèi)模具的科學(xué)分析。同時(shí),應(yīng)將汽車(chē)零件注塑模具設(shè)計(jì)研究工作落到實(shí)處,使得這類(lèi)模具應(yīng)用中的問(wèn)題發(fā)生率得以下降,進(jìn)而提升汽車(chē)零件注塑模具的潛在應(yīng)用價(jià)值,最大限度地滿足相關(guān)生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)施要求。

    參考文獻(xiàn)

    [1]吳俊超,陳愛(ài)霞.復(fù)雜薄壁注塑件注射成型工藝CAE分析及參數(shù)優(yōu)化[J]塑料,2014(5):108-112.

    [2]劉世豪,郭志忠,基于CAE技術(shù)的注塑模具設(shè)計(jì)及其成形工藝分析[J].航空制造技術(shù),2014(9):50-53.

    [5]侯曉輝.汽車(chē)零件注塑模具的CAE分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D].鄭州:鄭州大學(xué),2012(5):08-22.

    [4]鄭宇鋒,蘇傳義,謝文才,邰偉彬.CAE分析在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用[J].鍛壓技術(shù),2012(2):51-54.

    [5]胡桂川,劉敬花.基于CAE分析的機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與研究,2011(3):73-76.

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