NX助力模頭企業(yè)創(chuàng)造出客戶想要的產品

宇宙立方

衡量模頭好壞的幾項標準
1.合理的結構,；
5 A; q7 H! O. D( ~2.出料的均勻性,；
3.產品的使用壽命,；
4.表面處理效果,；
5.能耗的控制,；
7 o( J) O# f7 b' ]* G  v7 C6.加工精度,；
7.鋼材的質量等,；

: C7 c  \4 c/ h. o  O8 k模頭的結構設計將影響到模頭的加工參數,、壓力問題、變型量,、精度等,，從而進一步影響到漏料、波動以及制品的厚薄均勻性,、產品穩(wěn)定性等等,。

+ K4 l+ m- o  b# o; U什么是有限元分析？
/ g6 W0 b5 _4 h) F有限元分析因其獨特優(yōu)勢,，在飛機結構設計,、橋梁承載、汽車及模具設計等工程研發(fā)領域無可替代,，不僅計算精度高,，而且能適應各種復雜形狀，因而成為行之有效的工程分析技術,。是利用數學求近似值的方法,，對真實的物理系統(tǒng)（如幾何、載荷工況）進行模擬,，用較簡單的問題代替復雜問題后再求解,。即通過區(qū)域單元分割，對每一個單元假定一個合適的近似解,，然后推導求解這個域總的滿足條件,。下面引述針對有限元分析對三層模內復合模頭進行優(yōu)化設計的過程。
( P0 T. y% F1 G! n7 J. G
9 K' d/ j; t+ q0 A& s9 h首先用SIEMENS NX10建立三維模型
: s7 a) R& G6 k: M& i6 W# o. w2 u) TNX,，是由西門子UGS PLM軟件開發(fā),，集CAD/CAE/CAM于一體的數字化產品開發(fā)系統(tǒng)。利用獨特的三維精確描述技術和功能強大的新設計工具重新定義了CAD 生產效率,，可提高工作效率,、加快設計流程、降低成本并改善決策過程,。
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( b) R) f% n% y& Q) g$ d然后使用NX CAE（NX CAE 是一個用于執(zhí)行結構,、熱學、流體、運動,、多學科和優(yōu)化分析的現代仿真環(huán)境）對三維模型部件進行網格劃分,。

用哲學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，則描述變形情況越精準,，越接近實際變形,，當然計算量也越大。如果劃分單元數目非常多,，而又合理,，則所獲得的結果就與實際情況相符合。
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8 I  ~( b+ B  t: g綜合邊界條件導入分析
早期的有限元分析主要關注某個專業(yè)領域,，如應力和疲勞,，但是物理現象都不是單獨存在的。例如只要運動就會產生熱,、而熱反過來又會影響一些材料屬性，如電導率,、化學反應速率,、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,、機械原理等等綜合學科的知識進行產品開發(fā)設計,。本文針對三層模內復合模頭的設計，邊界條件如下：
# C2 t+ Y9 ?9 ]+ E6 z  _1.添加螺栓預緊力
2.添加邊界約束條件
3.對每一層原料的復合比例,，工藝溫度,、壓力、滯留時間等等進行精確的計算,。


計算條件與結果導入
& c7 v$ d" u- x" k! m1 ]3 \/ \2 z總產量2280kg/h 比例20%-60%-20%
中間層 60%---計算條件： 產量1368kg/h 設定模頭溫度230℃
; v& K! K$ X7 U6 X1 S! A8 H

2 Q" T+ r# u* R; Y* A電暈層 20%---計算條件： 產量456kg/h 設定模頭溫度230℃
+ h/ y  [- q: P, _$ j

5 b! [+ Z, N% d# c) R  G# H熱封層 20%---計算條件： 產量456kg/h 設定模頭溫度230℃

9 L. N/ Z' j6 B1 ^6 @( O& d0 O
/ _# Y+ R% L$ O# X# {NX Nastran 可用作獨立的解算器,，也可集成到 NX CAE 中，是可保證計算性能,、準確性,、可靠性和可擴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功能,，幫助快速解算最為復雜的問題,。
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在NX CAE高級仿真模塊中導入模頭每一層的溫度及計算出來壓力的結果


( W7 ^: h' {: G* x. X- t8 L" Y
$ N6 Q/ m8 \# o, D' q結論
通過系統(tǒng)的模擬仿真,，如相對精準的工藝參數數據導入，針對由于模頭設計不合理導致生產過程中不穩(wěn)定,，及時調整設計方案,。通過調整模體外型角度/厚度/螺栓大小，最后得出結論變形量在設計數值的5%以內,，符合使用的要求,。
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( f; C# r- K) p- j" Y. R; F隨著功能的進一步挖掘，有限元虛擬造型設計將逐步取代傳統(tǒng)模頭設計的經驗主義,，真正做到合理數據分析,，真正做到有據可查。虛擬設計將進一步取代傳統(tǒng)開機,、試機,、修模等冗長的過程，以及昂貴的試錯成本,。

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xiaobing86203

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