CN112476878A - 一种基于cae应用的注塑模具制造方法 - Google Patents

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叶伟军
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3835—Designing moulds, e.g. using CAD-CAM
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining

Abstract

本发明涉及模具设计制造技术领域，提供一种基于CAE应用的注塑模具制造方法，具体设计制造步骤如下：对模具产品进行产品特征分析；根据产品特征建立模具仿真模型，并采用CAE技术仿真熔体在所述模具仿真模型中的浇注过程并分析，确定最优浇注口；将所述模具仿真模型导入CNC加工中心，并设置坯料参数和加工参数；通过所述CNC加工中心对坯料先后自动加工生成型芯和型腔，配合其他加工方式完成模具制造；通过钳工对制造完成的模具进行装配和检测；本发明旨在提供一种利用CAE技术和三维建模技术的成本低、高效率的模具制作方法。

Description

一种基于CAE应用的注塑模具制造方法
技术领域
本发明涉及模具设计制造技术领域，具体涉及一种基于CAE应用的注塑模具制造方法。
背景技术
CAE技术是通过计算机模拟对工程和产品进行全面分析的综合型计算机技术，CAE技术的优势是可以提高设计和制造过程的合理性，通过计算机模拟CAE技术可以发现工程和产品存在的设计缺陷，通过不断地改进与优化实现工程和产品性能的提升和成本的控制，在提高工程和产品功能性的基础上，提高其可靠性和适用性。当前CAE技术已经在建设和工业化生产领域得到广泛应用。
现有技术的注塑模具的设计主要依靠串列式流程，路线图来进行.当注塑模具设计人员接受设计任务后，通，过自身的经验与直觉，结合对注里模具概念与产品的自身理解进行注塑模具的设计。在注塑模具装配完成后通过试模来发现设计过程中存在的问题，再通过理念、产品的重新调整来实现注塑模具的再试模，直到将注塑模具设计出符合生产要求的产品为止。现有技术的设计模式存在周期长，主观性大的劣势，难于在大规模的注型模具制造中广泛应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于CAE应用的注塑模具制造方法，旨在提供一种利用CAE技术和三维建模技术的成本低、高效率的模具制作方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于CAE应用的注塑模具制造方法，具体设计制造步骤如下：
对模具产品进行产品特征分析；
根据产品特征建立模具仿真模型，并采用CAE技术仿真熔体在所述模具仿真模型中的浇注过程并分析，确定最优浇注口；
将所述模具仿真模型导入CNC加工中心，并设置坯料参数和加工参数；
通过所述CNC加工中心对坯料先后自动加工生成型芯和型腔，配合其他加工方式完成模具制造；
通过钳工对制造完成的模具进行装配和检测。
更进一步地，所述产品特征包括外形尺寸、功能特性、材质及质量和力学性能等数据。
更进一步地，所述熔体的浇注过程包括熔体经浇注口在型芯内的流动及填充过程，记录并显示不同截面的处流动速度、填充时间、熔体温度和模具温度等数据。
更进一步地，所述分析包括模具型芯流动分析和模具冷却分析。
更进一步地，所述流动分析包括流动压力分析，熔体平均温度分析和壁剪切应力；通过分析流动压力的数值，获取均匀一致的压力梯度分布；通过分析熔体在型芯内部的不同区域的温度下降不一致，容易产生变脆、黑斑等缺陷，应该通过添加辅助工艺保证温度一致性。
更进一步地，所述模具冷却分析包括冷却时间、型腔与型芯的温差、模具模壁的温度和热流，对于厚度不均匀的产品来说，厚度较小的区域热流较小，厚度较大的区域热流较大，热流较小冷却效果差，防止产品翘曲，应当进行改进。
更进一步地，所述其他加工方式主要包括电火花加工、线切割加工和深孔钻加工等，所述电火花加工利用放电腐蚀材料。
与现有技术相比，本发明实现的有益效果：
较现有技术相比本发明利用CAE技术，可以在模具制造之前，先在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却以及制品的收缩和翘曲变形等情况，从而使设计者能够模拟调整工艺参数，及时修改制品和模其结构设计，而不是等到试模以后再返修模具；经过不断模拟和调整后的模具最优模型再导入自动加工中心进行机加工成型，大大地缩短了模具的生产制造周期，提高了模具设计效率和质量。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：
图1为本发明的模具设计制造流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。本实施例的一种基于CAE应用的注塑模具制造方法，具体设计制造步骤如下：
对模具产品进行产品特征分析；产品特征包括外形尺寸、功能特性、材质及质量和力学性能等数据，这是模具制作的重要的前期准备。
根据产品特征建立模具仿真模型，并采用CAE技术仿真熔体在模具仿真模型中的浇注过程并分析，确定最优浇注口；
将模具仿真模型导入CNC加工中心，并设置坯料参数和加工参数；
通过CNC加工中心对坯料先后自动加工生成型芯和型腔，配合其他加工方式完成模具制造；(其他加工方式主要包括电火花加工、线切割加工和深孔钻加工等，电火花加工利用放电腐蚀材料，其中所用的电极一般为铜或石墨。)
通过钳工对制造完成的模具进行装配和检测。
在钳工工序过后，还设有常规工序的省模、抛光，利用砂纸、油石、钻石膏等工具材料对模具零件进行加工。
熔体的浇注过程包括熔体经浇注口在型芯内的流动及填充过程，记录并显示不同截面的处流动速度、填充时间、熔体温度和模具温度等数据。
分析包括模具型芯流动分析和模具冷却分析。
其中，流动分析包括流动压力分析，熔体平均温度分析和壁剪切应力；通过分析流动压力的数值，获取均匀一致的压力梯度分布；通过分析熔体在型芯内部的不同区域的温度下降不一致，容易产生变脆、黑斑等缺陷，应该通过添加辅助工艺保证温度一致性。
其中，模具冷却分析包括冷却时间，可以知道塑件哪一部分冷却得快，哪一部分冷却得慢。型腔与型芯的温差，反映了模具冷却的不平衡程度，是由于型腔和型芯冷却的不对称造成的，是导致塑件产生残余应力和翘由的主要原因。对于温差较大的区城应通过修改冷却系统设计或改变成型工艺条件来减小模具在此区域冷却的不平衡程度。模具模壁的温度和热流，对于厚度不均匀的产品来说，厚度较小的区域热流较小，厚度较大的区域热流较大，热流较小冷却效果差，防止产品翘曲，应当进行改进。
利用CAE技术，可以在模具制造之前，先在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却以及制品的收缩和翘曲变形等情况，从而使设计者能够模拟调整工艺参数，及时修改制品和模其结构设计，而不是等到试模以后再返修模具；经过不断模拟和调整后的模具最优模型再导入自动加工中心进行机加工成型，大大地缩短了模具的生产制造周期，提高了模具设计效率和质量。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种基于CAE应用的注塑模具制造方法，其特征在于，具体设计制造步骤如下：
对模具产品进行产品特征分析；
根据产品特征建立模具仿真模型，并采用CAE技术仿真熔体在所述模具仿真模型中的浇注过程并分析，确定最优浇注口；
将所述模具仿真模型导入CNC加工中心，并设置坯料参数和加工参数；
通过所述CNC加工中心对坯料先后自动加工生成型芯和型腔，配合其他加工方式完成模具制造；
通过钳工对制造完成的模具进行装配和检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于CAE应用的注塑模具制造方法，其特征在于，所述产品特征包括外形尺寸、功能特性、材质及质量和力学性能等数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于CAE应用的注塑模具制造方法，其特征在于，所述熔体的浇注过程包括熔体经浇注口在型芯内的流动及填充过程，记录并显示不同截面的处流动速度、填充时间、熔体温度和模具温度等数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于CAE应用的注塑模具制造方法，其特征在于，所述分析包括模具型芯流动分析和模具冷却分析。
5.根据权利要求4所述的一种基于CAE应用的注塑模具制造方法，其特征在于，所述流动分析包括流动压力分析，熔体平均温度分析，和壁剪切应力。
6.根据权利要求4所述的一种基于CAE应用的注塑模具制造方法，其特征在于，所述模具冷却分析包括冷却时间、型腔与型芯的温差、模具模壁的温度和热流。
7.根据权利要求1所述的一种基于CAE应用的注塑模具制造方法，其特征在于，所述其他加工方式主要包括电火花加工、线切割加工和深孔钻加工等，所述电火花加工利用放电腐蚀材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113927791A (zh) * 2021-11-26 2022-01-14 郑州大学第一附属医院 一种纤维复合材料注塑模具的设计方法

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Application publication date: 20210312

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