基于CAE的外壳件优化设计.pdf

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1、·塑料注射模技术·基于CAE的外壳件优化设计陈洪土，曾向彬广州市今明科技有限公司(广东广州510663)【摘要】近年来，CAE有限元分析快速发展，它改变了传统机械加工的粗放型发展模式，在先进制造业中起到重要的作用。本文以一款中等复杂塑件为主线，浅谈了一些CAE分析的基本流程，介绍了CAE在模具优化设计中的基本过程，以获取更高的性价比。关键词：CAE；有限元限分析；模具设计；优化设计中图分类号：TQ320．66文献标识码：BOptimizationDesignoftheCasingPartsBasedonCAE【

2、Abstract】Inrecentyears，therapiddevelopmentoftheCAEfiniteelementanalysis，ithaschangedthetraditionalextensivedevelopmentpatternofmachining，playsanimportantroleinadvancedmanufacturingindustry．Inthispaper，theauthortakesamoderatelycomplexproductasthemainline，disc

3、ussessomebasicflowCAEanalysis，introducedtheCAEinthemoldoptimizationprocessdesign，inordertoobtainahigherprice．Keywords：CAE；finiteelementlimitanalysis；molddesign；optimizationdesign1塑件分析模具温度：90℃。图1所示塑件为当前较为流行的一款验钞机外壳，外表穿插位较多，内部筋位稠密，且成品装配有其2CAE分析前处理及相关数据它小零件，还接有

4、线路等。由于塑件自身性能要求，2．1一般CAE分析的流程需要强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小的材料，(1)实现网格划分：创建塑件、浇注系统、冷却系所以采用工程塑料——PC(聚碳酸酯)。与此同时，塑统等网格单元。件结构复杂，旨在CAE软件技术上分析它的动态充填(2)CAE有限元分析：读取前面网格单元，设定好情况，以达到优化目的；此外，本模具结构较为复杂，成型条件，执行分析，以获得判断充填、保压、冷却、翘四周均有侧向分型机构，在复杂的模具情况下，分析曲等结果数据。塑件及模具结构性能，找到较好方案，达到优化设计2

5、．2流道配置的目的。流道配置如图2所示。塑件尺寸：长：225mm，宽：143mm，高：97mm，最2．3冷却水路设计大壁厚：2ram。塑件冷却水路比较复杂：①定模采用3条循环回成型条件：充填时间：2．054Sec；熔胶温度：305℃；转水路；②动模考虑到结构多，采用隔水片形式冷却；《模具制造}2014年第3期·65··塑料注射模技术·～一魈．T』l—t口_叵口I1匡

6、曰【口，__口_1_lⅡ日∞，f．一L__一日_L』口上{日叮，口A口，口同I，回国口___]}三_l]l142一一闰1塑件结构④四J占J滑块机构

7、匀有水路，如7所示。b．基于四周滑块特点，冷却系统的改良对塑件品质的改善有重要影响作用。原先四周滑块没开设水路，改良后为滑块匀开设水路。(2)原始数据分析里，在填充分析过程中，原本塑件充填时间约为2．194s，产生较多的缝合线，并结合比较等位线和剪切应力的情况。(3)原始数据分析里，冷却分析过程中，冷却时问过长，且四边表面局部温度过高，容易引发局部收缩、变形等问题。(4)原始数据分析里，翘曲分析过程中，总变彤量网2浇注系统过大，导致整体变形翘曲，从而影响件质量。4设计变更后与模拟分析3原始设计分析与重点比较范围

8、(1)设计变更的方向与原l大J说}J月。(1)分析项H与内容。原始没计问题点：6A进充填流动模拟结果不平基于件特点，重点探讨下两方面问题：衡；充填缝合线、时间过长等。a．丛于i板模特点，对结构复杂塑件多点进浇优设计变更方式：改变浇N个数，保证塑件质量；完化设i1‘，}lI原先6个进浇点优化为4-f。·66·《模具制造》2014年第3期·塑料注射模技术·善塑件四周降温措施，改善南温度变．-．-化过大导致系列问题产生(2)充填分析结果比较——缝合线分布本塑件为有不同方向移动的熔胶产生汇流，同时有孑L、镶件、多重浇口

9、原I大】，或肉厚变化而产生竞流效应现象，造成缝合线变更设‘后，效果明改善．如图3所示原始没{变更设计厉(3)充填分析结果比较——不同时段填充。从25％5()％～75％～100％4个不％同时段填充过程表明：原始设计进浇不平衡尼为突}{1，在变更设计方案后，得以明显改善，如图4所示。(4)充填分析结果比较——等位线：从等位线流动过程看，发现塑件并未产生结合线尖锐的等位线，表示这种设计符合无