模具設計的過程一般是這樣的：從用戶那里接到塑料制品圖(可能是二維的使碾，也可能是三維的)尼袁，模具設計工程師根據(jù)產(chǎn)品的類型掖沸、特點以及形狀考慮采用合適的結(jié)構(gòu)進行設計桑抱，即采用什么樣的模具結(jié)構(gòu)可以成型出該塑料件签缸。在此過程中，結(jié)構(gòu)設計工程師還要根據(jù)制品的某些特定要求結(jié)合自己的經(jīng)驗選擇流道類型左腔、尺寸唧垦，澆口類型、數(shù)量液样、尺寸振亮、位置并確定分流道的數(shù)量、尺寸等鞭莽，以保證所設計的模具除了結(jié)構(gòu)上合理外坊秸，在澆注和冷卻系統(tǒng)方面也是可行的。

　　顯然澎怒，模具設計對于結(jié)構(gòu)設計工程師的要求是十分苛刻的褒搔。他不僅要具有結(jié)構(gòu)設計的經(jīng)驗，還要具有成型材料喷面、成型工藝方面的諸多知識星瘾，或者說，設計的成敗在很大程度上依賴于模具設計者的經(jīng)驗乖酬。即使一個設計工程師具有很好的模具設計經(jīng)驗死相，但是他仍然面臨許多新的問題，因為實際中的產(chǎn)品往往是千變?nèi)f化的先俐。有時候一個細微的變化或者特定的產(chǎn)品要求可能使得已有經(jīng)驗不可用丘三，或者即使可用但在實際試模之前，也無法進行有效的驗證坷字。這導致了模具設計過程具有明顯的設計——修正——再設計的特點许辖。如何減少該過程中的循環(huán)次數(shù)疲些，使初始設計應達到或者逼近合用的結(jié)果，這在實踐中具有重要意義贮猛。

　　CAE分析正是解決上述問題的理想工具眷抠。原因是，該工具建立在相對準確的數(shù)學模型基礎之上闺蜈，從而可以近似獲得實際指導生產(chǎn)實踐的結(jié)果漏踊，此外，計算的快捷性使得在實際試模前昵人，可以對于多個澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)進行評估直至優(yōu)化娱畔，從而達到縮短設計和制造周期，提高質(zhì)量的目的誊酌。

　　本文就CAE分析中注意的幾個問題部凑、做法作一些介紹，并給出一些事例進行說明碧浊。

　　(1)明確分析要求和重點涂邀。不同的制品，進行CAE分析的目的是不同的箱锐。對于外觀件比勉，不允許在表面上出現(xiàn)影響外觀的注塑缺陷，如熔結(jié)痕等驹止；對于非外觀件敷搪，燒結(jié)痕的位置并不重要，但是如果制品具有嚴格的裝配關(guān)系幢哨，則允許的翹曲和變形量成為追求的主要目標赡勘。此外，所有的制品一般都要求能夠滿足平衡流動捞镰、均勻填充的要求闸与。實踐中，同時滿足多種要求是困難的岸售，多數(shù)情況下是以滿足一個主要的要求為主喳卢，在此前提下，再滿足別的要求玖远。因此在明確分析要求的基礎上坦妙，還要分清楚哪些是本次分析的主要要求。

　　確定了分析的要求和重點后契惶，還要初步認定修改或者變動哪些參數(shù)璃帘。比如說，影響熔結(jié)痕位置的主要因素是澆口的位置和制品的形狀特點驳蒙，而制品的形狀一般是不允許變動的熬魄；影響翹曲和變形量的因素則主要是制品的形狀姐药，從工藝的角度看，注射壓力過大滔壳、保壓時間過長和冷卻不均勻都可以導致翹曲變型過大削晦。除了制品結(jié)構(gòu)本身的特點外，澆口武填、流道的尺寸都可以直接影響到型腔內(nèi)的注射壓力挥昵，冷卻水道的尺寸和布置情況則直接影響到冷卻的均勻程度。這些因素又間接地影響到了制品的變形和翹曲益涧。

　　(2)分析制品結(jié)構(gòu)的特點初肉。使用專業(yè)的CAE分析軟件進行注塑流動模擬，首先都要進行幾何建模饰躲，一般來說，這一過程要花費很長的時間臼隔。為此嘹裂，要對幾何模型作適當程度的簡化以縮短建模時間，提高計算效率摔握。目前寄狼，一些CAE軟件已經(jīng)具有從專業(yè)化的CAD軟件中直接輸入實體模型，再使用該軟件中特定的中性面抽取工具提取中性面進行計算的功能氨淌，但是在制品的結(jié)構(gòu)較為復雜時會產(chǎn)生諸多問題泊愧。因此，簡化對計算結(jié)果影響不顯著的細節(jié)仍然具有很大的意義盛正。

　　簡化的方法可以根據(jù)專業(yè)化軟件提供的不同功能進行删咱。簡化的原則是與整個制品的尺度相比較可以忽略的細微結(jié)構(gòu)，距離澆口較遠或與料流方向相互平行的細節(jié)也可以忽略矢骚。至于網(wǎng)格的劃分凭坪，最好根據(jù)制品的不同結(jié)構(gòu)，在不同的區(qū)域采用不同尺度的網(wǎng)格县防，以獲得計算精度較高的結(jié)果连谁，在計算翹曲和變形時尤其如此。

　　(3)選用恰當?shù)淖⑺懿牧锨闲贰AE分析結(jié)果的可信程度取決于三個方面：一是計算時采用的熔融狀態(tài)流體的數(shù)學模型的準確程度如何醋皂；二是計算時間的幾何模型同實際制品的差異大小舟到；三是所采用的注塑材料的數(shù)據(jù)來源是否準確辖芍、可靠。一般來說章理，由數(shù)學模型來的誤差在實踐中是可以接受的蜻肄，商業(yè)化的CAE分析軟件多年的實踐考驗證明了這一點际终。實踐證明，只要按照模型簡化原則對模型作適當簡化琴致，則由此帶來的對計算誤差也是可以接受的誓呆。相反，如果采用的材料數(shù)據(jù)不準確样刷，即使幾何模型精確程度再高仑扑，則計算結(jié)果也相差甚遠。

　　為此置鼻，必須明確用戶選用的制品材料的名稱镇饮、牌號、生產(chǎn)廠商甚至生產(chǎn)批次箕母。實際中储藐，同種材料生產(chǎn)批次不同帶來的數(shù)據(jù)誤差是可以忽略的，不同廠商生產(chǎn)的同種材料由于配方嘶是、工藝等方面的差異钙勃，其材料數(shù)據(jù)可能差別很大。同種材料不同牌號的數(shù)據(jù)相差應更大了聂喇。

　　目前辖源，國外商業(yè)化的CAE分析軟件都建立了一定數(shù)量的材料數(shù)據(jù)庫，但其中幾乎不涉及國產(chǎn)材料希太。顯然克饶，采用國外的材料數(shù)據(jù)進行計算只能得到相當粗略的計算結(jié)果。因此有條件的用戶拳鹉，可以根據(jù)自己的產(chǎn)品特點玲侧，篩選一些常用的材料進行流變參數(shù)實驗，在此基礎上可以得到CAE分析的輸入?yún)?shù)乍之，建立起適合本企業(yè)的常用材料數(shù)據(jù)庫琢刮。

　　(4)分析結(jié)果的分析與評價。分析結(jié)果的評估一定要結(jié)合分析的具體要求來進行腋尘。即是否達到了本次分析的主要目標耍烙，如果沒有達到要根據(jù)模擬結(jié)果尋求新的方案，包括調(diào)整某些參數(shù)盈综、位置等扼希，然后再進行新的模擬。在尋求新的澆注系統(tǒng)寒圃、冷卻系統(tǒng)方案前工殖，一定要仔細分析改善方案或者修正什么參數(shù)才可以使得計算結(jié)果逐步接近分析要求，而不是偏離分析目標背涉。

　　對于計算結(jié)果的評價一定要綜合考慮矮男，因為最終的模擬結(jié)果往往是多種條件的一個折中移必，即計算結(jié)果可能“只有更好，沒有最好”毡鉴。這就要求工程技術(shù)人員對于分析結(jié)果有一個綜合的權(quán)衡崔泵。比如，在滿足流動平衡的前提下猪瞬，注射壓力可能會大一些憎瘸，這也會帶來一些問題。但是只要這樣的注射壓力不會帶來過高的剪切速率或者其他注射方面的缺陷陈瘦，那么可以認為該方案是合用的幌甘，此時就可以結(jié)束分析。當然痊项，在時間允許的前提下锅风，對盡可能多的方案進行CAE分析對于尋找更為合適的解是最好不過了。分析與評價工作最好由CAE分析人員會同結(jié)構(gòu)設計工程師鞍泉、注塑車間有經(jīng)驗的工藝人員進行皱埠。

　　(5)正確認識CAE分析在模具設計中的作用。注塑流動的CAE分析可以幫助工程師事先對多個可能的方案進行評估塞弊，從而獲得相對好的澆注系統(tǒng)方案和冷卻系統(tǒng)方案。但是依堆，不能期望計算結(jié)果和實際情況吻合的很好耘炭，原因是在進行模擬計算時，由材料數(shù)據(jù)帶來的誤差驮荚、由計算的數(shù)學模型帶來的誤差以及由幾何模型簡化帶來的誤差使得計算結(jié)果同實際注塑過程存在一定程度的差異蔼紫，這種差異隨著上述誤差的增大而顯著增加。再加上實際注射過程的復雜性兆送，使獲得確定性的分析結(jié)果較為困難恒焕。

　　如果材料數(shù)據(jù)準確，模型簡化得當棺距，獲得比較可信的分析結(jié)果是完全可能的余二。此時使用獲得的數(shù)據(jù)作為指導實際生產(chǎn)的工藝數(shù)據(jù)也是有意義的。

　　最后講一下誰來做CAE分析的問題榴蜻。CAE分析由于涉及材料秕肌、注塑工藝、數(shù)學瞎喉、計算機等多個科學好唯，因此對分析工程師的綜合素質(zhì)有一定要求。經(jīng)驗表明燥翅，CAE分析人員最好由具有高分子材料學科背景的工程師來擔任骑篙⊥商幔總而言之，對于模具結(jié)構(gòu)靶端、注塑工藝谎势、材料知識了解越多，現(xiàn)場經(jīng)驗越豐富躲查，那么CAE分析的結(jié)果越可能接近于真實情況它浅，對生產(chǎn)的指導性也越大。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)镣煮，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡分享姐霍，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責，也不構(gòu)成任何其他建議典唇。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布镊折、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺贾焊，不為其版權(quán)負責马前。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片占赤、文字如涉及作品版權(quán)問題居截，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容嫩玻，以保證您的權(quán)益六呼！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。