做座基于流动模拟的注塑模并行设计方法

基于流动模拟的注塑模并行设计方法

分类号：TH122 文献标识码：A

文章编号：(2000)Study on the Plastics Injection Molding Concurrent Desig燃烧烟雾密度低n based

on Computer Aided Flow Simulation MethodXIANG Hui-yu SUN SHENG

(Shandong Technology Jinan 250061 China)Abstract：This paper introduces the main characteristics of the concurrent design method of plastics injection molding based on computer aided flow simulation, meanwhile, a practical case has been discussed to illustrate the priority of this method with contrast to the traditional experience-based design method.

Key words：Mould Injection Molding process； Computer Aided Engineering▲1 引言 并行工程(Concurrent Engineering)作为一种设计思想，是一种共时性的系统设计开发方法。它以缩短产品投放市场的时间、提高产品质量和降低生产成本为目标，由于在产品设计阶段，同时进行生产过程和支持过程的设计，从而使不同设计要求引起的矛盾在初始阶段就得到协调解决，避免了设计—制造—检测—修改的反复过程所引起的设计时间的延长和制造成本的提高。传统的塑料模具的设计制造过程一般具有串行流程的特点，即根据设计者的经验进行模具设计，然后由制造工程师进行工艺规划，最后交付车标准中将此作为生产的强迫性指标间进行模具加工，加工装配后进行试模，根据得到的试件对模具的设计进行评价，如发现问题则进行相应的改进。一般而言，模具在交付使用之前都要反复修改，从而造成了模具设计周期的延长和浪费。对比较复杂的异型件，模具流道板等部件的返工也时有发生，另外型腔填充情况，熔接痕位置的确定等都是设计人员所经常面临的较难把握的问题。目前在家电、汽车等行业中，形状复杂、精密度高的塑料模具进口的比重较大，每年企业在这方面投资都是巨大的。从企业长期发展的战略眼光还要丈量出该种资料在即将断裂进程中所产生的zui大的力值着眼，模具设计和制造水平决定着产品的水平和市场竞争力，因而国内许多企业都将模具设计和制造技术作为企业技术改造的重点，这在客观上对模具设计和制造方法和水平提出了更高的要求，一方面，要求模具设计和制造水平高，一次试模成功率高；另一方面，模具设计和开发的周期要短，以适应市场经济对产品更新换代快的要求。

从并行设计的角度看，塑料注射模具的设计应遵循这样的路线：根据塑料件的形状，建立对应于该塑件的流动模拟和冷却模拟几何模型，模拟填充过程流动模式，预测流动前沿和熔接线位置，评价设计方案，发现问题，修改方案，直至得到满意结果。在此基础上，借助于其他软件平台，完成相关模具设计和制造工作。理想的模式是完全实现CAD/CAM/CAE的集成。模具生产过程需要综合考虑待加工零件的功能结构，生产批量、模具材料、模具结构等多方面的因素，不可避免会有设计——制造——再修改的反复过程，将并行工程设计思想注入模具设计和制造过程中，使模具设计师在设计模具时并行的考虑产品的功能需求、模具结构设计要求及模具零件的加工性等，及时的协调各方的意见，这样可望实现模具设计的一次成功。

图1和图2给出了两种设计模式的特点和差异，从中可以看出采用串行设计模式，设计成功与否将很大程度上依赖设计者的经验，而且对复杂零件浇口位置的合理与否，排气槽位置的设置、熔接线位置的确定等都十分困难。模具在交付使用之前一般需经过反复试模修改，直到得到合格的产品为止，从而不可避免的造成了生产周期的延长而且一般也难以得到最优的设计方案和工艺参数。而并行设计模式则不然，由于在模具设计构思阶段，设计利用CAE手段对所设计模具进行了流动填充过程进行了模拟，使得通常只有在模具试模阶段才能发现的问题，如型腔难以充满，熔接线出现在外观零件表面或对强度要求较高的位值等得以避免，同时帮助设计人员完成诸如流道系统的平衡设计，排气槽的设置，合理注射工艺参数的确定等工作，这样使得通常在必须反复试模修改而确定的模具结构参数和工艺参数在模具设计构思阶段得以确定，大大地缩短了模具设计周期，提高了模具设计质量。所以实现注塑模并行设计的核心技术之一是流动模拟方法。图1 模具串行设计过程流程图图2 模具并行设计过程流程图2 注射模流动模拟技术的数学基础 并且不断通过本身和授权渠道为客户提供完善的售前、售后的服务塑料注射成型过程是一个相当复杂的物理过程，其成型工艺，模具设计及其模具加工的水平的影响到制品质量的高低。因此，只有对塑料成型过程有深入的了解，才能有助于产品与模具设计