NX助力模頭企業(yè)創(chuàng)造出客戶想要的產(chǎn)品

宇宙立方

衡量模頭好壞的幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)
1.合理的結(jié)構(gòu)；
2.出料的均勻性；
- t# X- |! S. h. Q& m3.產(chǎn)品的使用壽命；
8 y* V6 ^& S2 C- `- p: b6 _4.表面處理效果；
5.能耗的控制；
6.加工精度；
4 ~3 N. B  C$ W3 x" Q! d  L7.鋼材的質(zhì)量等；

模頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將影響到模頭的加工參數(shù)、壓力問(wèn)題、變型量、精度等，從而進(jìn)一步影響到漏料、波動(dòng)以及制品的厚薄均勻性、產(chǎn)品穩(wěn)定性等等。
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什么是有限元分析？
* b5 j) _  c, u有限元分析因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、橋梁承載、汽車及模具設(shè)計(jì)等工程研發(fā)領(lǐng)域無(wú)可替代，不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析技術(shù)。是利用數(shù)學(xué)求近似值的方法，對(duì)真實(shí)的物理系統(tǒng)（如幾何、載荷工況）進(jìn)行模擬，用較簡(jiǎn)單的問(wèn)題代替復(fù)雜問(wèn)題后再求解。即通過(guò)區(qū)域單元分割，對(duì)每一個(gè)單元假定一個(gè)合適的近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域總的滿足條件。下面引述針對(duì)有限元分析對(duì)三層模內(nèi)復(fù)合模頭進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程。
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首先用SIEMENS NX10建立三維模型
6 }+ S7 Q  F/ \: S' L% t  B0 JNX，是由西門(mén)子UGS PLM軟件開(kāi)發(fā)，集CAD/CAE/CAM于一體的數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。利用獨(dú)特的三維精確描述技術(shù)和功能強(qiáng)大的新設(shè)計(jì)工具重新定義了CAD 生產(chǎn)效率，可提高工作效率、加快設(shè)計(jì)流程、降低成本并改善決策過(guò)程。

* b( f" V6 Q2 }  q然后使用NX CAE（NX CAE 是一個(gè)用于執(zhí)行結(jié)構(gòu)、熱學(xué)、流體、運(yùn)動(dòng)、多學(xué)科和優(yōu)化分析的現(xiàn)代仿真環(huán)境）對(duì)三維模型部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分。

* a$ R# e0 Q. }6 Z0 Q用哲學(xué)的方法論就是先局部再整體，最后得到全局的特征。一般情況而言，單元?jiǎng)澐衷郊?xì)，則描述變形情況越精準(zhǔn)，越接近實(shí)際變形，當(dāng)然計(jì)算量也越大。如果劃分單元數(shù)目非常多，而又合理，則所獲得的結(jié)果就與實(shí)際情況相符合。
* c, I$ K# n' Z5 w5 b: f
- z4 K" B* K! i& A& _綜合邊界條件導(dǎo)入分析
" f" g1 q$ z3 k1 w6 l& D早期的有限元分析主要關(guān)注某個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，如應(yīng)力和疲勞，但是物理現(xiàn)象都不是單獨(dú)存在的。例如只要運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生熱、而熱反過(guò)來(lái)又會(huì)影響一些材料屬性，如電導(dǎo)率、化學(xué)反應(yīng)速率、流體的壓力粘性等等。

考慮到模頭的加工過(guò)程及客戶需求，我們必須從鋼材原料屬性、塑料原料的性能、流體力學(xué)、機(jī)械原理等等綜合學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。本文針對(duì)三層模內(nèi)復(fù)合模頭的設(shè)計(jì)，邊界條件如下：
: b$ a7 N0 B+ L1.添加螺栓預(yù)緊力
2.添加邊界約束條件
3.對(duì)每一層原料的復(fù)合比例，工藝溫度、壓力、滯留時(shí)間等等進(jìn)行精確的計(jì)算。

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計(jì)算條件與結(jié)果導(dǎo)入
7 u, ]2 h3 Z9 D. e: S總產(chǎn)量2280kg/h 比例20%-60%-20%
6 S- e  T8 n( m2 h8 H, d中間層 60%---計(jì)算條件： 產(chǎn)量1368kg/h 設(shè)定模頭溫度230℃
# m6 R( x( ~! W3 \5 w" X0 C
  C& ^- b8 U% k/ B! |# M
5 y9 [6 X# o0 T- X電暈層 20%---計(jì)算條件： 產(chǎn)量456kg/h 設(shè)定模頭溫度230℃

4 w4 Y0 G1 v" r2 V
熱封層 20%---計(jì)算條件： 產(chǎn)量456kg/h 設(shè)定模頭溫度230℃

6 g1 y; v' m, w4 b( s2 M2 G, X( `
, T& ]% l9 P$ n4 pNX Nastran 可用作獨(dú)立的解算器，也可集成到 NX CAE 中，是可保證計(jì)算性能、準(zhǔn)確性、可靠性和可擴(kuò)展性的主要有限元分析 (FEA) 解算器。 NX 10 仿真解決方案在 NX CAE 和 NX Nastran 中引入了全新功能和增強(qiáng)功能，幫助快速解算最為復(fù)雜的問(wèn)題。
& M0 n5 {) X* s6 t# C/ S  s% E
* r1 r% u* A: N) @3 h. H在NX CAE高級(jí)仿真模塊中導(dǎo)入模頭每一層的溫度及計(jì)算出來(lái)壓力的結(jié)果
. N8 @8 W: ]3 c- o! x


) K; Y) u% P6 u+ ^0 ~結(jié)論
. l; ^  N* ~1 r) J* E4 T$ e5 B通過(guò)系統(tǒng)的模擬仿真，如相對(duì)精準(zhǔn)的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)導(dǎo)入，針對(duì)由于模頭設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中不穩(wěn)定，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案。通過(guò)調(diào)整模體外型角度/厚度/螺栓大小，最后得出結(jié)論變形量在設(shè)計(jì)數(shù)值的5%以內(nèi)，符合使用的要求。

隨著功能的進(jìn)一步挖掘，有限元虛擬造型設(shè)計(jì)將逐步取代傳統(tǒng)模頭設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)主義，真正做到合理數(shù)據(jù)分析，真正做到有據(jù)可查。虛擬設(shè)計(jì)將進(jìn)一步取代傳統(tǒng)開(kāi)機(jī)、試機(jī)、修模等冗長(zhǎng)的過(guò)程，以及昂貴的試錯(cuò)成本。

xiaobing86203

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