基于仿真分析的模具制造技术改进探讨.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2024 年 01 月 25 日 作者简介:张步进(1974-),男,汉族,江西吉安人,中级职称,大专,研究方向为模具设计与制造及企业管理。-195-基于仿真分析的模具制造技术改进探讨 张步进 熊丽君 陈玉莲 欧金耀 东莞市广正模具塑胶有限公司,广东 东莞 523000 摘要:摘要:随着科技的不断发展,仿真分析技术在模具制造领域的应用越来越广泛。模具是制造业中不可或缺的工艺装备,其质量直接影响到产品的生产效率和质量。仿真分析作为一种先进的计算机技术,在模具制造中的应用可以有效提高模具质量和生产效率。然而,当前仿真分析在模具制造中的应用仍存在一定问题,需要
2、进一步改进。本文旨在浅析仿真分析在模具制造中的具体应用,并针对现有问题提出相应的改进建议。关键词:关键词:仿真分析;模具制造;具体应用;改进建议 中图分类号:中图分类号:TG506.1 1 概述 作为一种计算机辅助工程(CAE)方法,仿真分析技术起源于 20 世纪 60 年代。伴随着计算机技术的飞速发展,仿真分析技术取得了显著的进步。从最初的线性静态分析,到非线性动态分析,再到多物理场耦合分析,其应用领域不断拓宽,为制造业提供了更强大的支持。在制造业中,模具堪称“工业之母”,其重要性不言而喻。作为生产各类产品所需零部件的关键工具,模具的质量和精度以及使用寿命直接影响着最终产品的性能、外观和成本
3、。在现代化制造业中,高精度、高性能的模具对于推动产业发展、提升产品竞争力具有举足轻重的作用。2 仿真分析在模具制造中的应用 2.1 模具设计优化 2.1.1 现行模具设计中的短板 在制造业中,模具设计占据了核心地位,其品质优劣直接关联到产品质量和生产效益。许多模具设计仍过度依赖设计师的个人经验,这可能导致设计的不完善和重复性劳动。在现行模具设计过程中,仿真分析多局限于简易的应力、应变分析,对模具使用过程中可能遭遇的各种复杂情况的全局考量不足。模具设计涉及多个部门的合作,缺乏高效的协同设计机制可能导致信息交流不畅,降低设计效率。制造与维修导向设计理念不足,过分关注产品性能,而对制造和维修的便利性
4、重视不够1。2.1.2 提升模具使用寿命与生产效益 为解决上述问题,仿真分析在模具制造领域的应用可有效优化模具设计,提高模具使用寿命和生产效率。通过仿真分析,获取精确数据,降低对设计经验的依赖。全面仿真分析,模拟模具使用过程中的各种复杂情况,预先发现并解决问题。协同设计实现在线协同设计,提升设计效率。通过仿真分析,优化模具设计,使之更符合制造和维修需求,提升模具使用寿命和生产效率2。2.2 模具材料选择 2.2.1 分析不同材料的性能特点 在模具制造过程中,材料的选择至关重要。不同的材料具有不同的性能特点,直接影响着模具的使用寿命、制造成本和产品质量。通过仿真分析,可以对各种材料的性能进行深入
5、研究,为模具制造提供科学依据。仿真分析可以对材料的力学性能、热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性等进行全面评估。例如,通过仿真分析,可以了解不同材料在高温、高压条件下的变形规律,从而确保模具在使用过程中不会发生塑性变形。此外,仿真分析还可以预测材料的疲劳寿命,有助于避免因材料疲劳导致的模具断裂等问题。2.2.2 基于仿真分析结果,选择适合的模具材料 在了解不同材料的性能特点后,仿真分析可以为模具制造提供关键指导。根据仿真分析结果,可以针对特定的制造场景和需求,选择最适合的模具材料。例如,在需要提高模具寿命的场景中,可以选择具有较高耐磨性和疲劳寿命的材料。在高温、高压条件下工作的模具,应选择热稳定性好、抗
6、塑性变形能力强中国科技期刊数据库 工业 A-196-的材料。同时,根据制造成本和产品质量的考虑,可以在仿真分析的基础上,权衡各种材料的优缺点,做出明智的选择。通过仿真分析指导材料选择,可以提高模具的使用寿命和性能,降低制造成本,提高产品质量。此外,仿真分析还可以为新材料的研发提供参考,推动模具制造领域的技术创新。总之,仿真分析在模具制造中的应用,为模具材料的选择提供了科学依据,提高了模具的性能和使用寿命,有助于推动我国模具制造技术的发展3。2.3 模具制造过程仿真 2.3.1 模拟模具制造过程中的应力、应变等情况 模具制造过程仿真技术主要运用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技
7、术,结合有限元法、边界元法等数值模拟方法,对模具制造过程中的应力、应变、温度分布等情况进行实时动态模拟。通过仿真分析,可以获取模具材料在加工过程中的力学性能、热变形等方面的详细数据,为优化模具设计和加工工艺提供科学依据。在模具制造过程中,应力、应变等情况的仿真分析主要包括以下几个方面:模具材料的选择:根据制品的性能要求和生产批量,选择适合的模具材料,并对其力学性能、热稳定性等进行分析;模具设计:运用 CAD 技术进行模具设计,结合有限元法、边界元法等对模具的应力、应变、热变形等进行仿真分析,优化模具结构;加工过程仿真:通过 CAM 技术,模拟模具的加工过程,预测加工过程中的应力、应变等情况,为
8、制定加工工艺提供依据;热处理过程仿真:对模具的热处理过程进行仿真,分析热处理过程中应力、应变、温度分布等情况,以优化热处理工艺4。2.3.2 预测模具制造过程中的潜在问题,提前制定解决方案 通过模拟模具制造过程,可以预见可能在生产中出现的潜在问题,如疲劳、断裂、变形等。针对这些潜在难题,可以提前筹划相应的应对策略,确保模具制造的顺利进行。对获得的应力、应变、热变形等数据进行深入剖析,以发现可能出现问题的关键环节。结合实际情况,对仿真分析中揭示的问题进行诊断,明确问题的性质及严重程度。针对诊断出的问题,筹划相应的解决办法,如优化模具设计、调整加工工艺、改进热处理工艺等。将筹划好的解决方案应用于实
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