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)
# B" c4 Z# [) t! Z6 |5 `1.合理的結(jié)構(gòu),；
2.出料的均勻性,；
& A, I" R# A8 {6 V- o# ^+ I7 B3.產(chǎn)品的使用壽命,；
0 m) h7 Y  D! R4 Z( T( X4.表面處理效果；
. |  Q# a8 |2 {9 L  |+ N' K  p* H5.能耗的控制,；
9 y" M& k  V  G; i( `) _( O' N! x0 I6.加工精度,；
7.鋼材的質(zhì)量等；
" p2 N- B7 M; g# @: d
, z" M' @: o8 {; ?模頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將影響到模頭的加工參數(shù),、壓力問題,、變型量、精度等,，從而進(jìn)一步影響到漏料,、波動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,？
有限元分析因其獨(dú)特優(yōu)勢，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，對真實(shí)的物理系統(tǒng)（如幾何,、載荷工況）進(jìn)行模擬,，用較簡單的問題代替復(fù)雜問題后再求解。即通過區(qū)域單元分割,，對每一個(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。下面引述針對有限元分析對三層模內(nèi)復(fù)合模頭進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程,。

% S( J) y: `1 A) M首先用SIEMENS NX10建立三維模型
NX,，是由西門子UGS PLM軟件開發(fā)，集CAD/CAE/CAM于一體的數(shù)字化產(chǎn)品開發(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程,。

( Y4 y5 N2 |: f+ P% N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、多學(xué)科和優(yōu)化分析的現(xiàn)代仿真環(huán)境）對三維模型部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分,。
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- F+ Q+ v: V' E# K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,，單元劃分越細(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,。

5 w; v9 n6 p% J綜合邊界條件導(dǎo)入分析
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)動就會產(chǎn)生熱、而熱反過來又會影響一些材料屬性,，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)科的知識進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì),。本文針對三層模內(nèi)復(fù)合模頭的設(shè)計(jì)，邊界條件如下：
1.添加螺栓預(yù)緊力
2.添加邊界約束條件
3.對每一層原料的復(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
總產(chǎn)量2280kg/h 比例20%-60%-20%
中間層 60%---計(jì)算條件： 產(chǎn)量1368kg/h 設(shè)定模頭溫度230℃

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電暈層 20%---計(jì)算條件： 產(chǎn)量456kg/h 設(shè)定模頭溫度230℃
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熱封層 20%---計(jì)算條件： 產(chǎn)量456kg/h 設(shè)定模頭溫度230℃

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: M* r0 l$ J7 |2 B9 @6 CNX 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)雜的問題。

在NX CAE高級仿真模塊中導(dǎo)入模頭每一層的溫度及計(jì)算出來壓力的結(jié)果
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% i+ _+ m) h% `6 G0 r1 o結(jié)論
通過系統(tǒng)的模擬仿真,，如相對精準(zhǔn)的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)導(dǎo)入,，針對由于模頭設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致生產(chǎn)過程中不穩(wěn)定，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案,。通過調(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,。

) T' e* a. C  d& f- b! z9 ^" T. \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)開機(jī)、試機(jī),、修模等冗長的過程,，以及昂貴的試錯(cuò)成本。
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xiaobing86203

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