塑料产品的CAD/ CAE一体化注塑模具设计系统

Ivan Matin amp; Miodrag Hadzistevic amp; Janko Hodolic amp;

Djordje Vukelic amp; Dejan Lukic

摘要·模具设计是一个知识密集型的过程。本文介绍了一种以知识为导向的、基于参数的、模块化的、基于特征的集成计算机辅助设计/计算机辅助设计(CAD/CAE)系统。CAX系统的发展为塑料注射成型和模具设计的数值模拟提供了新的可能性，在模具设计过程中进行产品分析。该系统集成了Pro/ENGINEER system和特别开发的模块，用于计算注塑参数、模具设计和模具元件的选择。系统接口采用参数化和CAD/CAE特征数据库，简化了设计、编辑和审查过程。提出了CAD/CAE一体化注塑模具设计系统的总体结构和部分输出结果。

关键字·模具设计·数值模拟·CAD·CAE

介绍

注塑成型工艺是制造塑料零件最常见的成型工艺。一般来说，注塑成型设计包括塑料产品的设计，模具的设计，注塑工艺的设计，所有这些都有助于成型产品的质量和生产效率[1]。

这是一个涉及许多设计参数的过程，需要以并发的方式加以考虑。由计算机辅助的塑料注射成型模具设计已经在世界范围内被许多作者关注了很长一段时间。不同的作者开发了程序系统，帮助工程师设计注塑的零件、模具和选择参数。在过去的10年里，许多作者开发了计算机辅助设计/计算机辅助工程(CAD/CAE)的塑料注射成型模具系统。Jong et al.[2]利用Pro/E，开发了一个基于web的CAD模具设计的协同集成设计系统。Low et al.[3]开发了一种用于塑料注射模具初始设计标准化的应用。该系统可选择和管理标准模具板的模具底座，但不提供模具和注塑成型计算。提出了一种规范注塑模具型腔布局设计系统的方法，即只采用标准型腔布局。当使用标准布局时，它们的布局组合可以很容易地存储在数据库中。Lin at al.[4, 5]描述了一种基于功能特征的三维绘图模具的结构设计系统，使用了最小的初始信息集。此外，还可以灵活地分配功能特性，在完成模具的主要部分的实体模型的设计之前。该设计系统包括模具部件的选择和计算模块。它使用Pro/E模块Pro/Program和Pro/Toolkit，并由模块选择、模块和设计模块组成。邓等[6,7]分析了CAD/CAE集成的发展。本文还分析了注塑模具设计中CAD与CAE系统的集成问题，以及CAD与CAE系统的集成问题。作者提出了一种由许多CAD/CAE特征组成的特征本体。这个特性代表不只有塑料零件的几何信息，而且设计意图是面向分析的。部分特点是对塑料零件的整体产品信息、墙体特点、发展特点(如倒角、排骨、老板、孔等)、处理特性进行分析，包括与分析相关的设计信息和子墙/开发特征。墙,开发特性被称为“组件特性”。Godec等[8,9]开发了模具设计和注塑参数计算的CAE系统。该系统基于形态学矩阵和决策图。该系统用于热、流变学和机械煅烧，并提供材料基础管理，但不提供与商业CAX软件的集成。

图1塑料产品集成注塑模具设计系统的一般结构。